Brevet FR2099443A1 — publié le 19720317

Les skis ont été perfectionnés à partir d'un ski initial relativement simple formé d'une seule lame de bois, par exemple les skiamellés collés formés de plusieurs lamelles de bois individuelles, des skis composites de bois et de métal et finalement des skis composites de bois et de matière plastique et des skis uniquement en matière plastique.Il a été proposé de fabriquer des skis présentant des couches externes massives métalli- ques ou non métalliques qui donnent aux skis la résistance nécessaire, et des âmes internes légères, telles que des âmes en mousse ou en nid abeilles. Dans le cas des skis à âme en nid d'abeilles, cette âme en nid d'abeilles a été utilisée principalement comme moyen pour séparer les lamelles de revêtement, tandis que la résistance mécanique du ski était assurée par les lamelles de revêtement appliquées à l'âme. Les skis à âme en nid d'abeilles ont été construits de façon que la direction du ruban en nid d'abeilles ou "L" soit perpendiculaire à la longueur du ski. I1 existait et il existe toujours une controverse importante quant au type de ski qui représente le ski idéal ou s'en approche le plus.Elle est due en partie aux conditions non définies auxquelles doit satisfaire un ski idéal. Elle est due également au fait que chaque ski présente certains avantages par rapport à d'autres ou à tous les autres sous un rapport particulier, tandis que les autres caractéristiques du ski sont tout au plus moyennes. La présente invention concerne un ski léger qui comporte une âme en nid d'abeilles dans lequel la direction du ruban en nid d'abeilles ou où "D" est parallèle à la longueur du ski. Des premiers torons sont orientés dans le sens de la longueur au ski et sont assujettis aux surfaces externes de l'âme en nid d'abeilles. Dos seconds torons continus entourent l'âme,et sont disposés obliquement par rapport à la longueur du ski et sont assujettis à lame. I1 est préférable qu'une série de secondes couches de torons soit disposée autour de l'âme,et que les torons de chacune de ces couches soient enroulés de manière à croiser les torons des autres couches en formant, de préférence, un angle de 900. Tel qu'il est utilisé dans le présent mémoire, le terme torons désigne des éléments allongés relativement minces de forme ronde ou d'une autre section droite qui peuvent hêtre formés d'un seul toron de matière, d'une matière plastique extru déegde métal, etc., ou de plusieurs fibres filées. Les fibres peuvent être en diverses matières comme des fibres de verre, de carbone, de bore, etc. Des skieurs expérimentés ont estimé que le ski de la présente invention est supérieur aux skis antérieurs, pratiquement sous tous les rapports.Il est léger, et pèse environ 10 ffi de moins que le ski antérieur le plus léger ,la connu ae /Demanderesse;11 presente olexcellentes caracrerlstlques de contrôle dans toutes les neiges, telles que la neige poudreuse, la neige tassée ou la neige glacée ; il répond parfaitement à la commande du skieur, en particulier pour négocier des virages brusques, lorsqu'une partie au moins du ski se souleve au-dessus du sol, par suite d'un déplacement du poids et d'un saut effectué par le skieur ; et il s'e5tavéré pratiquement incassable.La nature incassable du ski est telle,quil peut être cintré de 900, autour d'un rayon relativement faible de quelques centimètres, sans qu'il soit endommagé ou qu'il subisse une déformation per manette. On a placé plusieurs fois des skis selon la présente invention dans l'intervalle horizontal compris entre le bord inférieur d'une porte et le plancher et on les a ensuite cintré pour les mettre en position verticale, de manière qu'ils soient sensiblement parallèles au côté de la porte. Après avoir relâché le ski, il est revenu à sa position horizontale sans déformation permanente ni fissure ou autre défaut nuisible. Bien que la présente invention s'applique principalement DUT; à divers types de skisutilisés sur neige,elle/ssappliquer tout aussi avantageusement à la construction d'autres objets relativement larges et volumineux tels que les skis nautiques, des planches utilisées pour glisser sur l'eau, des skis d'aéroplanes pour permettre aux avions d'atterrir sur la neige, des flotteurs d'hélicoptères, etc., pour lesquels la légèreté, la grande résistance mécanique et l'élasticité sont d'une grande importance. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, des formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une vue en perspective d'un bloc en nid d'abeilles usiné et non dilaté, utilisé dans la construc tion des skis de la présente invention la figure 2 est une vue en perspective du bloc en nid d'abeilles dilaté et montre les parties en nid d'abeilles qui forment ultérieurement les skis la figure 3 est une élévation latérale d'un stratifié dont l'âme en nid d'abeilles est profilée dans le sens du ruban, conformément au profil longitudinal du ski final la figure 4 est une élévation d'un appareil destiné à cintrer le stratifié profilé représenté sur la figure 3 la figure 5 est une vue en plan, des parties étant en arrachement, d'un ski individuel autour duquel on enroule des rubans pour former une enveloppe rectangulaire autour de l' & e en nid d'abeilles la figure 6 estfine coupe transversale d'un ski terminé la figure 7 est une coupe partielle analogue à la figure 6, mais montrant une autre forme de réalisation de l'invention la figure 8 est une vue en perspective partielle des carres flexibles en acier appliquées au ski (représenté en trait mixte) selon la présente invention ; eQ la figure 9 est une vue en plan d'un ski analogue à celui de la figure 5 et selon une autre forme de réalisation de l'invention. En se référant aux figures 5 et 6, un ski 10 construit selon la présente invention comporte une âme 12 entourée d'une enveloppe 14 formée de premiers torons longitudinaux 16 et de seconds torons transversaux 18 qui sont enroulés hlicoida- lement autour de l'ame et des premiers torons. Le ski comporte des faces supérieure et inférieure 20 et 22 et des faces latérales 24. Dee carres dures, par exemple en acier 26, et une semelle 28 à faible coefficient de frottement présentant une orge longitudinale 30 sont fixées à la face inférieure du ski et forment sa surface glissante. Le ski a une cambrure longitudinale, comme indiqué en 32, et se termine par une extrémité arrière 34 et une extrémité avant 36 que forme une spatule 38 courbée vers le haut. Des fixations convenables (non représentées) sont assujetties au ski sur sa partie médiane, de manière à fixer la chaussure du skieur (non représentée) au skio En se référant maintenant aux figures 1 à 4, I'ame 12 est une ame en nid d'abeilles formée par plusieurs rabans ondu lés fixés les uns aux autres par intermittence en des points nodaux 42. L'âme est placée de façon que la direction "L" ou du ruban de la structure en nid d'abeilles {lcoincide aveEc la (transversale) longueur du ski, tandis que la direction W'de la structure en nid d'abeilles est perpendiculaire à la longueur du ski.Cette ame en nid d'abeilles présente une plus grande résistance dans le sens du ruban que dans la direction "w". Cette disposition de l'ame augmente beaucoup la résistance du ski dans le sens longitudinal sans en augmenter le poids. En outre, en disposant l'âme en nid d'abeilles de cette manière, elle peut être usinée sous sa forme non dilatée et peut donner une structure en nid d'abeilles dilatée de dimensions beaucoup plus précisesen comparaison des âmes en nid d'abeilles dans lesquelles la direction du ruban est orientée latéralement par rapport à la longueur du ski. L'âme en nid d'abeilles du ski 10 peut autre en n'importe quel matériau convenable tel que l'aluminium, des matières plastiques armées, des matières cellulosiques, etc.; Sien qu'actuellement il soit préférable de la réaliser en clinquant d'aluminium avec une dimension des cellules comprise entre 3,18 et 9,52 mm,6,35mm étant la dimension préférée pour obtenir le rapport optimal du poids à la résistance mécanique et au coût. Un bloc en nid d'abeilles non dilaté 44 est tout d'abord usiné comme on le voit sur la figure 1 ou bien l'âme peut autre usinée après la dilatation. La surface inférieure du bloc qui forme finalement la face inférieure 22 du sk > 9este plane, tandis que la face supérieure est profilée pour donner au ski une épaisseur variable sur sa longueur, comme on le voit sur la figure 3, afin de déterminer sa résistance mécanique et sa flexibilité. le bloc en nid d'abeilles façonné, terminé est dilaté pour former un noyau en nid d'abeilles 46,comme celui représenté sur la figure 2.Les parties de l'âme qui se trouvent aux endroits où les vis maintiennent les fixations et éléments analogues sur les skisterminés sont rempliedbu sensiblement remplies d'une résine pour l'ancrage des vis. Des parties 48 de l'ame sont maintenant recouvertes d'une ou plusieurs couches des premiers torons 16 pour former un stratifié 50 avec l'fime en nid d'abeilles, dont la largeur est plusieurs fois supérieure à la largeur du ski final. Bien qu'on puisse avoir recours à diverses matières sous forme de torons, il est actuellement souhaitable d'utiliser des nappes ou stratifiés comportant des torons de fibres de verre unidirectionnels qui sont préalablement imprégnés d'une résine convenable. Telle qu'on l'utilise dans le présent mémoire, l'expression "nappes unidirectionnelles" désigne des nappes dans lesquelles la plu snci s part des torons ayant une/!esistance mécanique sont parallèles et sont orientés dans une seule direction.Une ou plusieurs des nappes sont collées à chaque face de l'åme en nid d'abeilles pour donner au ski final la résistance mécanique et les caractéristiques de flexion désirées. Les nappes se prolongent au-delà de l'extrémité avant de l'aine en nid d'abeilles autour de la spatule 38 et de la pointe 36 du ski afin de donner à la spatule une plus grande flexibilité qu'au reste du ski.Ensuite, lediappes préalablement imprégnées sont mises en contact intime avec les faces de l'âme et sont mûries pour les coller définitivement à ladite Eme. Pendant le mûrissage de la résine, l'âme est déformée longitudinalement, de façon que la résine mûrisse pendant -que le stratifié présente le profil longitudinal désiré, comprenant la cambrure 32 et la forme de la spatule 38, du ski terminé. La figure 4 représente un appareil préféré pour le mûris- sage de la résine, le collage des nappes de torons sur l'âme et la mise en forme du stratifié. il comporte une base qui supporte plusieurs blocs verticaux interchangeables 54 supportant des tiges transversales 56. Les blocs 54 peuvent dtre remplacés par des blocs de hauteurs différentes pour faire varier le profil déterminé par la partie supérieure des tiges 56. Une plaque métallique 58 est placée sur les tiges qui la supportent et présente une extrémité avant 60 recourbée vers le haut. Des poids 62 sont fixés à l'extrémité arrière de la plaque et à un endroit situé juste derrière la partie 60 recourbée vers le haut qui tire la plaque vers le bas pour la maintenir fermement en contact avec les tiges transversales 56.La plaque épouse ainsi le profil déterminé par les tiges et les blocs de support. Une ou plusieurs nappes des premiers torons sont placées sur la plaque 58, l'amae 48 en nid d'abeillesést placée sur les nappes et une ou plusieurs nappes supplémentaires des premiers torons sont placées sur l'rame en nid d'abeilles.- Un piston 62 presseur/chauffé est mis ensuite contre les nappes et l'âme tour ae ~~ les déformer /manière quelles épousent la forme de la plaque 58 et pour faire mûrir simultanément lésine de façon que les nappes et l' & e soient collées ensemble.Dans une construction préférée, le piston comporte un 3upport supérieur 64, une plaque de contact curviligne 66 et des jupes flexibles 68 orientées vers le bas, qui sont fixées d'une manière étanche au support supérieur et à la plaque de contact. Un conduit 70 d'admission d'un fluide communique avec l'espace interne délimité par les jupes et la plaque de contact. Pendant le cintrage, de l'air chaud ou de la vapeur d'eau est introduit dans ltespace interne et applique la pression nécessaire pour déformer le stratifié comportant l' & e en nid d'abeilles et la température nécessaire pour faire mir la résine. En se référant aux figures 5 et 6, après le cintrage et le collage du stratifié, il est découpé en plusieurs lames ayant une largeur légèrement supérieure à la largeur maximale du ski final. Chaque lame est ensuite acheminée le long d'un gabarit (non représenté) pour lui donner la forme finale en plan du ski (représenté sur la figure 5) et pour former un stratifié ayant la forme d'un ski. Ensuite, les seconds torons 18 sont appliqués au ski. De préférence, les torons ont la forme de nappes ou bandes longues et relativement étroites 72 d'une matière fibreuse unidirectionnelle comportant plusieurs torons longitudinaux parallèles 18. La bande est enroulée hélicoidalement autour du stratifié du ski, de façon qu'il soit entièrement entouré par les premiers torons, les seconds formant l'enveloppe externe des skis. De préférence, deux couches des seconds torons ou plus sont disposées de façon à se croiser. Après avoir enroulé les bandes autour du stratifié formant le ski, elles sont imprégnées d'unCbésine, à moins qu'elles soient du type préalablement imprégné, sont placées dans une presse convenable (qui n'est pas représentée séparément) et chauffées pour faire mûrir la résine. En appliquant une couche de résine supplémentaire à la face externe des bandes enroulées et en utilisant une pression suffisante dans la presse, le ski présente finalement une surface lisse. Des agents colorants sont incorporés dans la résine ou ils sont appliqués séparément à la face externe des bandes enroulées avant ou après le cycle de mûrissage afin de donner l'aspect désiré au ski terminé. En se référant brièvement à la figure 9, on a représenté un ski 10a dans lequel les seconds torons 18 se terminent à l'extrémité arriere de la spatule 38a. La spatule présente ainsi une plus grande flexibilité latérale, ce qui est désirable dans certaines conditions de la pratique du ski. Le reste du ski conserve la rigidité conférée par les torons enroulés de manière croisée. En se référant brièvement à la figure 7, afin d'augmenter la résistance latérale du ski et d'éliminer pratiquement toute flexion latérale, des torons allongés 74 en une matière ayant une grande résistance mécanique, comme des torons de fibres de verre ou de filaments de bore ou de carbone sont placés le long des côtés 24 du ski et collés à ces derniers par un liant ainsi qu'aux bandes 72 qui par la suite sont enroulées. Ainsi, la stabilité longitudinale du ski est sensiblement améliorée. On dispose de nombreuses matières pour la construction de l'enveloppe 14 ; actuellement, il est préférable d'utiliser de minces feuilles de fibres de verre d'une épaisseur aussi faible que 0,127 mm pour former les revêtements de l'âme en nid d'abeilles ainsi que les torons longitudinaux 16. Les feuilles ou nappes sont de préférence préalablement imprégnées d'une résine époxyde et d'un catalyseur qui réagissent sous l'influence de la chaleur, et on peut appliquer un mélange d'une résine époxyde et d'un catalyseur à la nappe juste avant quelle soit appliquée à l'âme en nid d'abeilles 48. En se référant maintenant à la figure 6, des carres 26 dépassent les côtés 24 du ski et sont fixées à la face inférieure 22 du ski par une colle convenable 76. La semelle 28 est placée sur la face inferieure 22 et entre les carres auxquelles elle est collée pour compléter le ski. Pour éviter un endommagement de la face supérieure 20 du ski et en particulier des angles supérieurs, il est actuellement préférable d'appliquer une couche supérieure ou de protection 78, résistant à l'abrasion, relativement tenace et élastique sur la face externe du ski par ailleurs terminé. La couche protectrice couvre de préférence toute la largeur de la face supérieure du ski et s'étend au moins juse 'au voisinage immédiat des arêtes supérieures du ski. Selon la matière utilisée, la couche protectrice peut être appliquée au ski par enduisage, pulvérisation ou collage. Afin d'éviter la transmission de grandes forces lon gitudinales par les carres 26, comme cela se produirait si les carres étaient des éléments continus collés au ski, elles peuvent être constituées par plusieurs tronçons de carres relativement courts, montés bout à bout. Ainsi, on évite une transmission de force par les carres entre la pointe et l'extrémité arrière du ski. Cependant, lorsque le ski est soumis à des forces verticales, il prend une forme polygonale au lieu de se déformer le long d'une ligne continue régulière qui serait plus souhaitable. En se référant maintenant à la figure 8, afin d'éviter une déformation du ski sous forme polygonale et de réduire la transmission de force par les carres, tout au plus à quelques de - - - -- - - - pour-cents /la rorce totale transmise, une carre riexible iongitudinale 80 est montée de chaque côté du ski. La carre flexible est formée de plusieurs torons métalliques, par exemple d'acier 82 enroulés hélicordalement, qui sont laminés ou façonnés d'une autre manière pour leur donner une section droite carrée ou rectangulaire et former des carres externes tranchantes 84.Plusieurs pattes orientées vers l'intérieur et espacées longitudinalement sont fixées au côté supérieur de la carre flexible, par exemple par soudage, et sont collées à la face inférieure 22 du ski de la mdme manière que les carres continues 26 représentées sur la figure 6. Au cours d'une flexion verticale du ski, l'élément flexible est cintré avec le ski sans transmettre de forces longitudinales importantes. Ainsi, pratiquement toutes les forces longitudinales sont transmises par l'intermédiaire de l'âme en nid d'abeilles et de l'enveloppe qui I'entoure.Etant donné ete que leur construction a/effectuée avec soin, la caractéristique de flexion et de transmission de force d'une paire de skis équili bréiest pratiquement identique. En outre, étant donné que les skis sont imperméableia l'eau et que leurs caractéristiques de flexion ne sont ps influencées par les variations de température se produisant dans certaines conditions atmosphériques, les skis restent équilibrés pendant toute la durée de leur utilisation. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICAtIONS 1. Elément de construction de skis et analogues, caractérisé en ce qu'il comporte une âme en nid d'abeille couvrant au moins une partie importante de sa longueur, une nappe armée de fibres fixée aux côtés de l'âme et formée de premiers torons de fibres sensiblement unidirectionnels parallèles à la longueur de 1 1élément et une enveloppe armée de fibres orientée en diagonale, fixée à la nappe et à l'âme et couvrant au moins une partie importante de la longueur de l'élément, ladite enveloppe comportant des seconds torons de fibres sensiblement unidirectionnels, de façon que ledit élément présente une résistance mécanique suffisante pour supporter élastiquement un cintrage de 900. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds torons constituent plusieurs couches, chaque couche de torons étant inclinée par rapport aux torons d'une couche adjacente. 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que les seconds torons des couches forment un angle d'environ 900 les uns par rapport aux autres. 4. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une extrémité de l'élément n'est définie que par les premiers et seconds torons et en ce que l'åme se termine longitudinalement à distance de ladite extrémité. 5. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds torons sont orientés en diagonale par rapport aux premiers torons. 6. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers torons définissent des nappes fixées aux faces de l'fime. 7. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses parois latérales sont formées par les seconds torons. 8. Ski léger caractérisé en ce qutil comporte un stratifié allongé formé d'une âme en nid d'abeille dont la direction du ruban est parallèle à la longueur du ski, et des revêtements collés à l'âme et de plus grande longueur que cette dernière, et plusieurs torons parallèles sensiblement rectilignes couvrant la longueur des revatements, une pointe de ski curviligne faisant saillie hors du plan du reste du ski et définie par les longueurs en excès des revê- tements, et une enveloppe entourant le stratifié et formée par une nappe dont les torons sensiblement parallèles sont enroulés hélicof- dalement autour du stratifié, de façon que ce dernier donne au ski une grande résistance et une bonne rigidité dans le sens longitudinal et que la nappe des torons enroulés donne une bonne rigidité et une grande résistance à la torsion et dans le sens latéral, lesdites résistance et rigidité pouvant être déterminées en réglant la densité relative des torons. 9. Ski selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments longitudinaux formant des carres qui sont collés à la nappe des seconds torons recouvrant une face inférieure du stratifié, lesdits éléments faisant saillie au-delà des cotés du ski. 10. Ski selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque élément formant une carre comporte plusieurs pattes indépendantes fixées à la nappe des seconds torons, et un élément allongé relativement flexible formé de plusieurs torons métalliques enroulés, ledit élément flexible ayant une section droite sensiblement carrée et étant relié aux pattes et orienté vers le bas à partir de ces dernières. 11. Ski selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'une matière relativement flexible, élastique et résistant au choc, appliquée aux côtés et à la face supérieure du ski au moins près des bords supérieurs de ce dernier pour les protéger d'un dommage. 12. Procédé de construction d'un ski caractérisé en ce qu'il consiste à conformer un bloc en nid d'abeille ayant une largeur plusieurs fois supérieure à la largeur du ski, à aligner plusieurs torons sensiblement parallèles à la direction du ruban du nid d'abeille, à coller les torons au nid d'abeille, à déformer le nid d'abeille collé dans le sens du ruban pour lui donner le profil du ski dans le sens longitudinal, à découper des stratifiés correspondants chacun à un ski dans le bloc déformé et à enrouler autour des stratifiés individuels une nappe de seconds torons sensiblement parallèles en les orientant en diagonale par rapport à la longueur du ski et en les collant au ski individuel. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la formation du stratifié en nid d'abeille consiste à donner au stratifié une section droite constante sur toute sa largeur, à découper des âmes en nid d'abeille dans le bloc expansé, à appliquer aux faces des âmes en nid d'abeille des nappes de torons sensiblement unidirectionnels préalablement imprégnés de résine et à faire mûrir la résine pour fixer les nappes aux âmestout en conformant l'âme dans le sens longitudinal, de manière à lui donner la forme d'un ski. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la phase d'enroulement hélicoïdal consiste à faire tourner les skis autour de leur axe longitudinal et à faire avancer la nappe vers le ski tout en la déplaçant dans le sens longitudinal du ski.