Brevet FR2015933A1 — publié le 19700430

L'invention se rapporte à un appareil de mesure et de réglage qui peut être utilisé pour les formes les plus diverses de fixations de sécurité pour skis. Dans les appareils de réglage de fixations de sécurité qui sont actuellement connus, on mesure et on règle les forces de déclenchement qui s'exercent latéralement sur la machoire et de bas en haut sur le talon et ces mesures et réglages sont toujours exécutés sans que la chaussure de ski, qui est vide, ne soit chargée par un poids, ou meme sans chaussure.En outre, les appareils de mesure et de réglage connus jusqu'à présent sont construits de telle façon qu'ils ne permettent de mesurer et de régler que dans un seul sens les forces de déclenchement qui agissent latéralement sur la mackàfie; ceci signifie que, par exemple la force de déclenchement exercée sur la machoire de la chaussure gauche ne peut & re mesurée et réglée que dans le sens allant de l'extérieur vers l'intérieur et la force de déclénchement sur la aokniJede la chaussure droite que dans le sens allant de l'intérieur vers l'extérieur. I1 existe de ce fait de grandes différences entre les valeurs des forces réglées et les valeurs qui se présentent effectivement lors de l'utilisation parce que cette méthode de réglage ne fait pas entrer en jeu l'accroissement du frottement entre les semelles des chaussures et les surfaces d'appui qui est dA à la charge du poids et qu' elle ne tient pas compte des différences entre les forces de dé* clenchement qui agissent sur la machoire vers l'intérieur d'une part et vers l'extérieur d'autre part et qui sont dues aux différences de dimensions et de formes des diverses chaussures. Pourtant, la mesure et le réglage des forces de déclenchement qui s'exercent effectivement sur la machoire et sur le talon sont déterminants pour la détermination des moments de torsion et de flexion qui peuvent Btre supportés par les tibias, les forces de déclenchement réglées directement sur la machoire et sur le talon avec les différentes longueurs de bras de levier, qui varient avec la longueur des chaussures, donnant effectivement les moments de torsion et de flexion. Les études scientifiques les plus récentes se sont donc étendues à la détermination des moments de torsion et moments de flexion de fracture, c'est-à-dire capables de provoquer la fracture des tibias des skieurs, en fonction du diamètre de l'os et de l'tge. On a constaté, à la lumière de ces études que les moments de torsion de fracture sont beaucoup plus faibles que les moments de flexion de fracture, de sorte que la mesure et le réglage précis des forces de flexion qui s'exercent latéralement sur la machoire, vers l'intérieur et vers l'extérieur, sont particulièrement déterminants pour la sécuritésde l'utilisation du ski, c'est-à-dire pour que la fixation de sécurité s'ouvre lorsque se manifeste le moment de torsion admissible pour le tibia.Une autre condition à respecter résulte du fait que, dans l'utilisation du ski, le tibia subit, en cas de chute, une contrainte composite qui est à la fois de torsion et de flexion tandis qu'il eit très rare qu'il ne subisse qu'une contrainte simple uniquement en torsion ou uniquement en flexion. I1 en résulte la nécessité de mesurer et de régler les fixations de sécurité en présence de contraintes composites, en particulier en présence de moments de torsion et simultanément de moments de flexion, ce qui n'était pas possible de réaliser avec les appareils de mesure et de réglage connus jusqu'à présent. L'appareil de mesure et de réglage suivant l'invention répond à ces conditions de base à respecter pour la mesure et le réglage des moments de torsion et de flexion admissibles pour le tibia, en cas de contrainte simple et de contrainte composite et en présence de diverses charges de poids et sans qu'il y ait d'importance à ce que la fixation présente telles ou telles particularités de construction ni à ce que les chaussures soient de tel ou tel modèle. Â la différence des appareils connus antérieurement, ce ne sont pas les forces de déclenchement qui se manifestent au niveau de la machoire et au niveau du talon mais directement les moments de torsion et les moments de flexion qui agissent sur le tibia qui sont mesurés et réglés, l'appareil permettant de mesurer et de régler les valeurs admissibles pour diverses charges de poids et ceci dans toutes les directions imaginables de la charge et en cas de contrainte simple ou composite. Par conséquent, lorsqu'on conusit les valeurs admissibles, pour une charge de poids donné, et qui sont prédéterminées en fonction du diamètre du tibia et en fonction de l'gge, on peut régler chaque fixation de sécurité sur ces valeurs avec l'utilisation de chaussures de toute dimension et de toute forme qui peuvent se présenter. Â ce sujet, il convient de mentionner que le réglage dtune fixation de sécurité choisie par un skieur ne peut être exécuté avec précision que si l1on dispose de ces chaussures pour le réglage, car le réglage effectué avec uu autre modèle de chaussures, même si l'on conserve la même longueur de chaussure, donnera toujoure des valeurs différentes. L'appareil de @esure et de réglage suivant l'invention est essantiellement caractérisé par le fait qu'une forme convenablement fabriquée, qui peut être enfilée dans la chaussure entièrement ouverte, est reliée à un tube vertioal qui correspond à la position du tibia. Le tube est relié rigidement à son extrémité supérieure à une barre longitudinale et uen barre traneversale aux@uelles on peut accrocher un ou plasisures pesons à ressort orientés dans diverses directions. Afin que la forme puisse être utilisée pour une chaussure gauche et pour une chaussure droite, elle est symétrique et plus étroite que les formes normales.Par ailleurs, cette forme symétrique est divisée, l@ pièce avant étant reliée à la pièce arrière par une vis de réglage, de sorte que cette forme peut être allongée ou ra@courcie. Cette forme peut donc être utilisée pour les différentes pointures de chaussures. Après avoir enfilé la forme symétrique dans la chaussure, on lace cette dernière de façon à assurer entre l'appareil de réglage et la chaussure une liaison auffisante pour la transmission des efforts ; pour cela, il est nécessaire que la forme soit appuyée, à l'intérisur de la chaussure, au nive@@ du bout de la chaussure, du talon et de la cheville.Grâce à la présence d'une liaison par filetage entre la forme et le tube vertical, la partie supérieure de 1' appareil (constituée par les barres et les pesons) peut également être utilisée pour d'autres formes, par exemple pour des formes beaucoup plus petites pour chaussures de dame ou chaussures pour enfant, le tube étant fixé par une goupille en acier ou autre dispositif afin d'éviter qu'il na se dénsse de la forme0 Après avoir monté la fixation de séou- rité sur le ski, avoir fixé le ski sur une plaque d'appui immobilisée et avoir mis en place la chaussure et l'appareil, on peut; procéder à la mesure et aux réglages ; pour cela, on engendre les moments de torsion et de flexion appropriée dans le tube vertical, en tirant les pesons à ressort dans les diverses directions pour exercer les efforts sur les barres longitudinale et transversale et, grâce à la transmission de force par l'intermédiaire de la forme et de la chaussure, on peut régler la fixation sur les forces de déclenchement correspondantes au niveau de la machoire et du talon. La barre longitudinale et la barre transversale qui sont montées à l'extrémité supérieure du tube forment une croix sur laquelle on eut poser un ou plusieurs disques de lest, de sorte que la @ssure et la réglage peuvent également être exécutés sous charge. Sur les dessins ennexés, on a représenté à titre d'exemple non limit@@if une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins : - la fig. 1 est une vue de côté de l'ensemble de l'appa reil, avec : chaussure, la fixation de sécurité, le ski et la plaque de base munie de son dispositif de blocage - la fig. 2 est une vue de dessus de la réalisation de la fi-.. 1 ; - la fig. 3 est une vue en coupe suivant A-3 (de la fig.4) de la forme symétrique et du montage vissé du tube - la fi. 4 est une vue en plan de la forme symétrique. La chaussure 1 contient la forme symétrique qui comprend elle-même la partie arrière 2, dans laquelle est noyée et fixée tille douille filetée 2', ainsi qu'une partie avant 3 dans laquelle est fixé un goujon fileté 3t de sorte one, an dévissant la partie avant 3, on peut allonger la forme symétrique de façon à pouvoir la régle sur la longueur qUi correspond à la pointure de la chaussure avant de l'enfiler dans la chaussure. Dans la partie arrière 2 de la forme est noyés et fixée, dans le sens de l'axe vertical Z-Z, une @@@ill@ filetée 4 dans l@@@@lle on peut visser le tube 5 (qui présente un filetage extérieur).Etant donné que c'est à l'endroit du filetage que le moment de flexion qui s'exerce sur la tube 5 est le plus grand, il est avantageux que ce vube 5 soit re@forcé dans cette sons par une tige 6 soudée dans le tube. Après @voir @issé le tube 5 dans la douille filetée 4, on emmanche à force une goupille d'acier 7 dont la longueur est égale à la l@rgeur de la pertie arrière 2 de la forme, de @rte que cette @@@ille traverse la forme 2, le douille filetée 4, @@ tube 5 et @@ @@oche 5 (voir fig. 3 et 4).Ceci a pour effet @@ @loquer l@ tube 5 pour l'empêcher de se @@visser de la douille filetée 4 et l'@@@@@er un bon assemblage entre le tube 5 et la partie arrière 2 de la forme.Une barre longitudinale 8 est soudée (ou fixée rigidement d1une- autre façon) à l'extrémité supérieure du tube 5, dans le sens de l'axe longitudinal Z-I et deux barres transversales 9 et 9' sont soudées sur la barre longitudinale 8, parallèlement à l'axe transversal Y-Y, respectivement vers la gauche et vers la droite (voir fig. 2), de sorte qu'on obtient une croix Â l'extrémité avait de la barre longitudinale 8 est fixée rigidement, à une distance r de l'axe transversal Y-Y (ou de l'axe vertical Z-Z) une cheville dtaccro chage munie d'une tête circulaire 10 et, de même, à l'extrémité arrière de la barre longitudinale 8, à une distance r, une cheville d'accrochage munie d'une tête circulaire et d'un anneau 11. Par ailleurs, une cheville d'accrochage à tête circulaire 12 ou 13 respectivement est fixée rigidement à chacune des barres transversales 9 et 9'. Au centre de la croix formée par la barre longitudinale 8 et les barres transversales 9 et 9' est fixé un carré en acier 14 qui sert à centrer les disques de lest 15 posés sur l'appareil (ces disques étant avantageusement enacier ou en plomb). On peut accrocher un ou plusieurs pesons à ressort 16 (ou des dynamomètres de traction) aux chevilles 10, 11, 12 et 13. Sur les fig. 1 et 2, on a représenté uniquement, pour la clarté du dessin, un peson à ressort 16 qui est accroché à la cheville 10, la ligne d'action de la force de traction P étant orientée parallèlement à l'axe longitudinal X-I et vers l'avant. Le peson à ressort 16 peut toutefois être également mis en action suivant une direction inclinée d'un angle pouvant aller åusqutà 900 vers la gauche ou vers la droite par rapport à l'axe longitudinal I-g. Pour mesurer cet angle, il est prévu un rapporteur 17 fixé rigidement à la face inférieure de la barre longitudinale 8, au-dessous de la cheville 10 et un rapporteur 18 fixé rigidement à la barre longitudinale 8 sous la cheville 11.La graduation est de préférence exécutée de telle façon que le point 0 coïncide avec la direction de l'axe longitudinal I-X, afin que le rapporteur porte 900 vers la droite et vers la gauche, ainsi qu'on l'a représenté en traits interrompus sur la fig. 2. La fixation de sécurité comprenant la partie avant 20 et la partie arrière 21 est montée de la façon habituelle sur le ski 19 et ce dernier est fixé sur la plaque d'appui immobilisée 23 au moyen d'un dispositif de blocage 22. Aprèg avoir monté la chaus sure I et l'ensemble de l'appareil, on peut commencer la mesure et le réglage. ~Grace aux diverses possibilités d'accrochage d'un ou de plusieurs pesons à ressort 16, on peut maintenant engendrer, avec ou sans charge qui peut être obtenue au moyen des disques 15, tous les moments de flexion et de torsion imaginables, avec contrainte simple ou composite, qui peuvent se présenter dans la pratique réelle du ski. Si l'on tire le peson 16 vers l'avant, parallblement à l'axe longitudinal I-I (direction de la force P), on obtient une contrainte de flexion simple, avec le moment de flexion P.c, la distance g qui sépare l'axe X de la face inférieure de la forme 2 constituant le bras de levier. On peut tout d'abord déterminer exactement à quelle force de traction P, ou à quel moment de flexion P.c, la fixation de talon 21 s'ouvre.On peut en conséquence régler exactement la fixation de talon 21 sur le moment de flexion admissible pour le tibia, la charge de poids pouvant être modifiée grace àux disques 15 posés sur l'appareil, jusqu'à une valeur maximale. On obtient une mesure et un réglage analogues-en accrochant le peson 16 à l'anneau de la cheville d'accrochage 11, la direction de la force P étant alors orientée verticalement vers le haut, comme on l'a représentée sur la fig. 1. Dans ce mode d'application de la force, on obtient un moment de flexion dans la poutre longitudinale 8 d'une valeur P.;r, qui est transmise au tube 5 (axe vertical-Z-Z), de sorte que la fixation de talon 21 s 'ouvre également à une certaine valeur de la force de traction P (ou du moment de flexion P.r). Si l'on utilise simultanément deux pesons 16 de la façon décrite plus haut (dont l'un tire horizontalement sur la cheville 10 et l'autre verticalement sur l'anneau 11), on peut tenir compte des deux moments de flexion en les additionnant pour trouver la valeur correspondante à l'ouverture de la fixation du talon 21o Si, maintenant, on fait agir sur la cheville 12 un peson dans la direction X, vers l'avant et un deuxième peson dans la direction Y, par exemple vers la gauche, il en résulte deux moments de flexion transmis par le bras de levier c, le deuxième (direction Y) provoquant un pivotement latéral de la chaussure. On peut donc régler la force d'ouverture de la fixation de talon 21 dans le cas de cette contrainte composite. Si l'on utilise mainten@@@ deux pesons 16 dans le plan X-Y, en acorochant l'un à la cheville 10 avec une @@rsotion de force P ori@@tée à 90 vers la droite et dont l'autre est accroché sur la ch@ville 11 avec une direction de for@e P @rientée à 90 vers l@ @@uche, on obti@nt dans les deux des @@ @omont de torsion qui s'exarce dans le sans des siguilles d'une @@@tre sur le tube 5 (@@e vertical Z-Z) et dant Ia valeur tot@l est de 2.P.r On @eut lonc mesurer exact@@e@t le moment de torsion auquel @@ fixation @@ @@ch@irs 20 s'ouvre. Dans cette @@@@@, @n peut faoilement détermi@er par le caloul la force d'ouverture, y compris l'intervention le l@ force de frottement, en divis@@t la valeur totale du moment qui s'exerce au moment de l'ouverture par la distance a (voir fig. 1). Le même culcul est valable pour le can où l'on inverse les sens d'action des forces, c'est-à-dire lorsqu'on fait agir sur le tube 5 un moment de torsion dirigé en sens inverse des siguilles d'une montre.On peut de même caloular facilement al force d'ouverture, y compris la force de frottement, sur la fixation de séourité de talon 21 en divisant le novent de flexion totale par la distance b (voir fig. 1). Si, maintenent, on accroche deux pesons 16 dans le plan X-Y sur les chevilles 10 et 11, avec un angle d'orientation infé- rieur à 90 , on obtient dans les deux cas une sollicitation com- posite due à un moment de flexion totale et à un moment de torsion totale qui s'exercent simultanément sur le tube 5. Par conséquent, si l'on acoroche l'un des pesons à la cheville 10, par exemple an l'inclinant de 60 vers la droite, le deuxième peson doit être accroché à la cheville il en formant le meAne angle de 600 mais vers la gauche.La décompositon de ces forces obliques suivant la direction X et la direction Y donne alors les composantes qui engendrent le moment de flexion (direction X) et la composante qui engendre le moment de torsion (direciton Y), c'est-à-dire que, pour le moment de flexion la composante est P. cos. &alpha; et, pour le moment de torsion, P. sin &alpha; , l'angle &alpha; étant mesuré entre l'axe longitudinal X-X et le sens d'application de la force et cet angle étant indiqué par les deux rapporteurs 17 et 16 qui portent ls graduations mentionnées plus haut. On peut donc étudier également à qualle contraints composite de flexion et @e torsion la fixation de talon 21 et la fixation à mâchoire 20 s'ouvrent. Finalement, l'étude peut encore être étendue à la contrainte de torsion, flexion et basculement latéral en utilisant deux ou trois pesons à ressort, accrochés par exemple aux chevilles 10, Il et 12 (ou 13), la mesure et le réglage pouvant être exécutés dans bus les cas de contrainte simple ou composite qui ont été décrits, avec ou sans charge de poids obtenus au moyen des disques 15. Tout en restant dans le cadre de l'invention, il est encore possible de monter une clé dynamométrique capable de mesurer dans les deux sens sur la tige à section triangulaire ou c;rr6e prévue à l'extrémité supérieure du tube 5 pour exécuter les mesures voulues. entant donné que, pour le réglage des fixations, seules les valeurs des moments de flexion et de torsion qui agissent sur le tibia sont déterminantes, tout à fait indépendamment de la construction des fixations, et étant donné que la position du tube 5 correspond à celle du tibia dans la région du bord de la chaussure, on peut dire que les moments qui agissent sur le tibia sont égaux aux moments qui agissaient pendant la mesure et le réglage, sur la partie inférieure du tube 5. On a donc réalisé, avec l'appareil de mesure et de réglage suivant l'invention, et d'une façon estremement simple, un appareil universel au moyen duquel on peut reproduire toutes les contraintes qui s'exercent dans la pratique du ski et on peut mesurer et régler les valeur admissibles pour les moments de torsion et de flexion qui peuvent stexercer sur le tibia, à l'état chargé et à l'état non chargé, pour toutes les constructions de fixations de sécurité. REVEtI CATIONS j. - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis, caractérisé par le fait qu'il comprend une forme reproduisant un pied, pour chaussure de skis, qui est fixé à ime barre ou un tube disposé verticalement ou légèrement incliné vers l'avant qui est relié par son extrémité supérieure à une ou plusieurs barres horizontales auxquelles sont fixée: des chevilles ou anneaux, de sorte qu'un ou plusieurs pesons à ressort ou dynamomètres de traction peuvent être accrochés à ces barres et peuvent engendrer des moments de flexion et des moments de torsion dans la barre ou le tube lorsqu'on les fait entrer en jeu. 2e - Appareil de mesure et de réglage de fixation de sécurité de ski suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la barre ou le tube relié à la forme porte à sa partie supérieure une tige carrée 14 sur laquelle on peut monter une clé dynamométrique. 3. - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis suivant la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que la forme est symétrique par rapport à son axe longitudinal et est divisée en une partie arrière 2 et une partie avant 3, ces deux parties étant repliées entre elles par une vis de réglage 2' et 3' de sorte que, en dévissant la partie avant, on peut allonger la forme. 4. - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis, suivant l'une des revendications 1 , 2 et 3,caractérisé par le fait que le tube vertical est muni d'un filetage et vissé , au moyen d'une douille filetée 4, dans la partie arrière de la forme, le tube étant bloqué par une goupille 7 pour l'empêcher de se dévisser. 5. - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis suivant l'une des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'un ou plusieurs rapporteurs 17, 18 sont fixés à la poutre horizontale 8r 9 6e - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis suivant l'une des revendications 1, 3, 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'une barre de section triangulaire ou carrée 14 est fixée verticalement dans le milieu de la barre horizontale 8, 9 pour maintenir et centrer des disques de lest montés sur l'appareil. 7e - Appareil de mesure et de réglage de fixations de sécurité pour skis suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tube 5, qui est vertical ou léè- rement incliné vers lavant, est renforcé dans la zone de la fixation vissée par une troche 6.