Brevet FR2374059A1 — publié le 19780713

L'invention est relative à un dispositif de fixation d'un ski de fond ou de randonnée au pied d'un skieur comprenant un moyen d'assujettissement de la partie antérieure du pied au ski, agencé pour permettre un décollement du talon. Dans le ski de fond, la fixation de la chaussure du skieur au ski se compose traditionnellement de deux pièces essentielles, à savoir un étrier dans lequel se présente lavant de la chaussure, et qui en épouse la forme, assurant ainsi un bon positionnement du pied dans le plan horizontal et un levier articulé sur étrier, qui se rabat vers itavant et assure le placage de la chaussure sur étrier. Dans ce type de fixation, seul lavant de la chaussure est lié au ski, le talon pouvant se soulever librement pour fournir au skieur l'aisance nécessaire dans la progression en pas alternatif. L'invention est basée sur ltanalyse de ce type de progression, qui est le mouvement de base du ski de fond. A chaque foulée, le skieur, à la manière dTun coureur à pied, prend appui sur le ski qui reste en arrière, et-lance l'autre ski vers l'avant. Au cours du mouvement, le poids du skieur, initialement concentré sur le ski d'appui, se transporte progressivement sur le ski lancé, qui deviendra le ski d'appui de la foulée suivante. Au niveau des mouvements du pied, nous constatons que le talon du skieur côté ski appui, qui était en début de mouvement plaqué sur le ski, se soulève progressivement à mesure que le skieur se porte vers Itavant par rapport audit ski d'appui. Ltessentiel de lténer gie musculaire que le skieur doit fournir pour sa progression, réside dans cette projection vers lavant, étroitement liée au soulèvement du talon. Côté ski lancé, les choses se passent de façon sensiblement inverse : le talon, qui était initialement décollé, reprend contact avec le ski lors du transfert de poids du skieur, et restera plaqué au ski pendant la phase de glissement. t1 essentiel de ces attitudes est résumé sur la figure 1, sur laquelle le ski d'appui est le ski gauche L'idée de base de la présente invention consiste à faciliter la progression du skieur en favorisant le décollement du talon de la chaussure par rapport au ski. Le dispositif de fixation selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte un élément élastique prenant appui sur le ski et sollicitant le pied en une position de décollement du talon avec une force élastique susceptible d'être vaincue par le poids du skieur. Cette force élastique est de préférence sensiblement inférieure au demi-poids du skieur, afin de permettre une attitude normale au repos. Elle nten fournit pas moins un appoint d'énergie appréciable chaque fois que le skieur se propulse vers l'avant en décollant son talon de son ski appui. Bien entendu, cette énergie doit être réemmagasinée à chaque foulée dans l'élément élastique. Cette opération s'effectue côté ski lancé, pour lequel on a vu que le talon de la chaussure retombait sur le ski sous l'action du transfert du poids du skieur. Avec un équipement normal, cette retombée du talon s'accompagne d'une énergie dissipée en pure perte. Avec un équipement selon 11 invention, cette énergie est stockée dans ltélément élastique pour être restituée à la foulée suivante. Le travail de la fixation peut ainsi s' assimiler à l'action d'un tremplin ou à celle d'une perche de saut. Ces dispositifs ne produisent pas d'énergie, mais emmagasinent une énergie fournie par l'utilisateur dans une phase préliminaire ou cette énergie est de toutes façons disponible, pour la restituer à l'instant le plus favorable. A titre d'exemple, on sait que l'apparition des perches élastiques a amélioré sensiblement les performances des sauteurs. Selon un premier mode de mise en oeuvre, une lame élastique à courbure initiale accentuée est intercalée entre la chaussure et le ski, de manière à solliciter le talon vers le haut dans une position de décollement. La lame peut être fixée au niveau de l'étrier ou former un ensemble monobloc avec ce dernier. La force élastique peut être fournie, selon une variante de réalisation, par un ressort à compression disposé à l'arrière de la chaussure et sollicitant le talon en position de décollement. Dans tous ces dispositifs le mouvement de décollement du talon peut être favorisé par un montage articulé de l'étrier, et selon une variante la force élastique est appliquée à l'étrier et le sollicite en une position pivotée correspondant au décollement du talon. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de ltexposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels les figures 1 et lbis sont des vues schématiques d'un skieur en cours de progression illustrant le mouvement des pieds; les figures 2 et 2 bis sont des vues schématiques d'une fixation à lame élastique représentée respectivement en position de décollement et de placage du talon; la figure 2 ter illustre en perspective une variante de réalisation à étrier et lame élastique monobloc; la figure 3 est une vue analogue-à la figure 2 > d'une fixation à ressort de compression, les figures 3 bis et 3 ter sont des vues partielles de la figure 3, montrant des variantes;; les figures 4 et 4 bis, analogues aux vues 2 et 2 bis, illustrent un autre mode de mise en oeuvre à étrier basculant; les figures 5 et 5 bis représentent schématiquement en position verrouillée et déverrouillée une butée arrière de fixation; la figure 6 est une vue schématique en coupe transversale d'un coulisseau associé à la lame élastique selon les figures 2. Le dispositif selon la figure 2 comporte essentiellement une lame élastique 1 fixée sur le ski 2 au niveau de l'étrier 3 de fixation de l'avant 4 de la chaussure 5. La partie avant de la lame 1 est simplement serrée entre l'étrier 3 et le ski 2, son épaisseur relativement faible ne modifiant pas sensiblement la hauteur de étrier, et elle slétend-sur toute la longueur de la chaussure 5. Au repos, la lame 1 présente une courbure accentuée dirigée vers le haut ainsi que le montre la figure 2. Cette position correspond environ au soulèvement maximum du talon 6 de la chaussure 5 en utilisation normale, ou même un peu plus. I1 est facile de voir qu'au cours de son débattement, le talon 6 de la chaussure reste en appui sur la lame 1 et reçoit une force F favorisant son décollement. Cette force est maximale quand le talon est au voisinage de sa position la plus basse, position qui correspond au maximum de déformation élastique de la lame 1 (figure 2 bis). La lame peut être réalisée dans un métal de bonnes caractéristiques mécaniques, par exemple en acier à ressort. Elle peut également être en matière plastique à structure homogène ou stratifiée, ou encore être réalisée sous la forme d'un sandwich de deux plaques métalliques eollées sur une âme centrale en matière plastiaue. Sur la figure 2, la lame 1 est distincte de l'étrier 3, mais elle peut également constituer elle-m8me l'étrier, en présen tant des bords 7 relevés par pliage dans la zone de fixation, ainsi que des trous 8 dans lesquels s'articule le levier de blocage 9. Une pièce unique étrier - lame ainsi réalisée est représentée en perspective sur la figure 2 ter. Dans une autre variante de ce dispositif (non représenté) la lame 1 peut être amovible, afin de faciliter le transport et le rangement des skis. Pour cela, il suffit que l'étrier 3 soit monté sur de petites cales d'épaisseur légèrement supérieure à celle de la lame. Cette dernière peut alors être glissée entre le ski Z et l'étrier & et maintenue en place par un petit verrouillage approprié. Un deuxième dispositif de fixation, représenté sur la figure 3, comprend une lame 10, fixée à l'étrier 3 de la manière précitée. Cette lame 10 est très souple et ne fournit pas d'action motrice sur le talon 6 de la chaussure. Cette action est fournie par un ressort de compression classique 11 agissant sur un ergot 12 prolongeant la lame 10. Le ressort 11 est enfilé sur une broche rigide 13 de guidage fixée sur le ski à l'arrière de la chaussure et présentant la forme générale d'un arc de cercle concentrique à celui que décrit le talon de la chaussure au cours de son mouvement. L'ergot 12 est percé d'un trou dans lequel s'engage la broche 13. La longueur de cette dernière est suffisante pour que l'ergot reste engagé dans la position correspondant au soulèvement maximum du talon. Le fonctionnement est bien entendu identique à celui décrit ci-dessus. La figure 3 bis illustre une variante de ce dispositif, dans laquelle la lame 10 est réduite à sa partie postérieure en forme d'étrier 14 portant l'ergot 12 et fixée au pied du skieur par tout système approprié, par exemple par une lanière 15. Selon une version plus intégrée, représentée à la figure 3 ter, la chaussure 5 elle-même peut être une pièce moulée dans laquelle l'ergot 12 se trouve emprisonné au moment du moulage. Un autre dispositif, représenté à la figure 4, comporte un étrier 16 de fixation de la chaussure monté à pivotement sur un axe horizontal 17 porté par un support 18 fixé sur le ski. L'ensemble de la chaussure 5 et l'étrier 16 peut ainsi pivoter vers l'avant jusqu a une position limite pour laquelle l'avant de l'étrier 16 vient en butée sur le ski (figure 4 bis). On a intérêt à rechercher un débattement maximum en plaçant l'axe 17 aussi en avant que possible. Si ce débattement ne correspond pas tout à fait au décollement maximum nécessaire du talon, le complément de mouvement peut se faire de façon classique par déformation de la chaussure. L'élément élastique qui sollicite la chaussure en position de décollement du talon peut être du type susmentionné à lame élastique ou à ressort de compression agissant sur la chaus sure ou étrier, mais selon un mode de mise en oeuvre préféré particulièrement simple, le levier 9 de blocage présente une forme coudée vers le haut, et coopère par son extrémité relevée 19 avec un dispositif de traction approprié, tel qu'un ressort 20, un sandow et analogues. Le ressort 20 tend à faire pivoter le levier 9 dans le sens trigonométrique et réalise d'une part le placage de la chaussure 5 sur l'étrier 16, et d'autre part, la sollicitation en pivotement vers l'avant de l'étrier 16 favorisant le décollement du talon. Dans cette solution, l'avant de la chaussure se trouve surélevé d'environ 1 cm par rapport au ski, ce qui n'est pas un inconvénient majeur, à condition de prévoir un calage 21 sous le talon pour éviter une position extrême de basculement sur llar- rière qui serait inconfortable. Les dispositifs décrits ci-dessus peuvent se compléter par une fonction complémentaire intéressante : celle de pouvoir plaquer le talon de la chaussure sur le ski lorsque le skieur doit emprunter une descente un peu longue. Un des inconvénients principaux des fixations classiques est en effet de fournir une tenue générale du pied qui est très insuffisante en descente, interdisant au skieur de déclencher des virages par allègement des skis, et occasionnant de plus de nombreuses chutes.Dans les dispositifs selon les figures 2 et 3 notamment, la présence d'un élément solidaire du talon de la chaussure peut permettre la réalisation d'un blocage du talon, à l'initiative de l'utilisateur. I1 faut pour cela attacher le talon de la chaussure sur la lame 1 ce qui peut se faire très simplement, par exemple avec une lanière 15, et prévoir sur le ski 2, à l'arrière du pied du skieur, un dispositif éclipsable 22 permettant de plaquer l'extrémité arrière de la lame 1 sur le ski. Ce dispositif 22, correctement conçu, doit permettre au skieur de bloquer ou de débloquer son talon 6 sans avoir à déchausser le ski, et même sans -s 'arrêter Un exemple de réalisation possible est illustré par la figure 5.Le dispositif éclipsable 22 comporte un support 23 fixé au ski 2 sur lequel est monté à pivotement sur un axe 31 un levier 24, qui se termine par un bec 25 susceptible de venir appuyer sur l'extrémité arrière de la lame 1 plaquée sur le ski et de verrouiller la lame dans cette position. Une genouillère à axe 26 et à biellettes 27, 28 est articulée par une de ses extrémités 29 au support 23 et par l'autre 30 en un point intermédiaire du levier 24. Un levier de commande 32 est articulé sur l'axe 31 et porte un doigt 33 d'ancrage d'un ressort de traction 34 dont l'autre extrémité est fixée à l'axe 26 de la genouillère. Dans la position avancée du levier de commande 32 (figure 5), le ressort 34 sollicite la genouillère 26 en position d'extension qui correspond à un pivotement du levier 24 dans le sens trigonométrique en appui de la lame 1. Un basculement du levier 32 vers l'arrière provoque la brisure de la genouillère 26 et un soulèvement du levier 24. En utilisation à plat ou en montée du ski, le levier 22 est rejeté en arrière (figure 5 bis), et le débattement de la lame 1 peut alors se faire librement comme le montre la figure 5 bis. Quand le skieur aborde une descente importante, il pousse de la main le levier de commande 32 vers l'avant. Lorsque la ligne d'action du ressort de traction 34 franchit le point d'articulation fixe 29, il y a rupture d'équilibre, et la genouillère constituée par les biellettes 27 et 28 tend à se redresser, entraînant le levier 24 qui bascule vers l'avant et vient plaquer la lame 1 sur le ski. Le décollement du talon est donc empêché, sauf en cas de sollicitation très brutale capable de vaincre la force du ressort 34 et de provoquer le déverrouillage, ce qui est nécessaire pour la sécurité du skieur en cas de chute sur l'avant. Quand la descente est terminée, le skieur repousse le levier de commande 32 vers l'arrière et commande ainsi la libération de la lame 1. Sur les dispositifs selon les figures 2 et 3, on constate au cours du débattement du talon de la chaussure un certain frottement de ce dernier par rapport à la lame 1, 10. Ce frottement est générateur d'une déperdition d'énergie. Il y a donc lieu de le minimiser, ce que l'on peut faire en introduisant une pièce intermédiaire pouvant coulisser dans le sens longitudinal sur la partie arrière de la lame 1, 10, et présentant par rapport à cette dernière un faible coefficient de frottement. La figure 6 illustre un exemple de réalisation de cette pièce en coupe transversale, sous la forme d'un coulisseau métallique 37 présentant des rabattements 38, 38' assurant son guidage sur la lame 1.Entre la lame 1 et le coulisseau 37 se trouve interposée une feuille de matériau à faible coefficient de frottement 39, par exemple en téflon, se déplaçant par exemple avec 37. Dès lors, la chaussure n'a plus de mouvement relatif par rapport au coulisseau 37, à part un léger pivotement, qui peut d'ailleurs être supprimé en prévoyant en 40 un jeu assez important qui, combiné avec un bombé approprié de la pièce 39, reporte ce pivotement entre la lame 1 et le coulisseau 37. Dans les solutions qui comportent une fixation de la chaussure par rapport à l'arrière de la lame 1, il sera donc intéressant de reporter cette fixation sur ledit coulisseau 37. La portée de l'invention peut être étendue au ski de randonnée alpine, dans lequel le décollement des talons est nécessaire à la montée, avec l'utilisation des peaux de phoque. La présence d'un élément élastique aidant au déeollement des talons est également souhaitable, mais la possibilité d'immobilisation du talon est ici une nécessité fondamentale, compte tenu de l'importance des descentes effectuées. Pour des raisons de sécurité, l'étrier avant sera ici remplacé par une butée éclipsable, dont il existe de nombreux modèles dans le commerce. Les éléments constitutifs des trois dispositifs principaux cités ci-dessus peuvent être utilisés dans différentes combinaisons sans sortir du cadre de l'invention. On peut imaginer par exemple que la lame ressort soit utilisée en association avec l'étrier articulé, ou toute autre combinaison possible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'un ski de fond ou de randonnée au pied d'un skieur comprenant un moyen d'assujettissement de la partie antérieure du pied au ski, agencé pour permettre un décollement du talon, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément élastique prenant appui sur le ski et sollicitant le pied en une position de décollement du talon avec une force élastique sus ceptible d'être vaincue par le poids du skieur. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une chaussure et un étrier solidaire du ski, de fixation de la partie antérieure de la chaussure, caractérisé par le fait que ledit élément élastique comporte une lame de ressort fixée de façon permanente ou temporaire sur le ski au niveau dudit étrier, ladite lame s étendant en direction du talon de la chaussure et présentant une courbure initiale accentuée pour solliciter le talon en position de décollement et que ladite lame est susceptible de se déformer pour venir en une position plane parallèle au ski sous l'action du poids du skieur en exerçant sur le talon une réaction proportionnelle à la déformation imposée à la lame. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit élément élastique comporte un ressort de compression intercalé entre ledit ski et un étrier de transmission de ladite force élastique, solidaire ou accompagnant le talon de la chaussure dans son mouvement. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'un organe de guidage solidaire du ski guide ledit ressort de compression dans son débattement et que ledit étrier coopère avec l'extrémité guidée du ressort. 5. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'un coulisseau à débattement limité dans la direction longitudinale du ski coopère avec ledit élément élastique et ledit talon pour transmettre à ce dernier ladite force élastique et compenser les mouvements relatifs longitudinaux, ledit coulisseau pouvant autoriser un pivotement limité. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un étrier de fixation de ia partie antérieure de la chaussure, caractérisé par le fait que ledit étrier est articulé autour dtun axe horizontal orienté transversalement par rapport au ski pour autoriser un débattement angulaire et un décollement du talon de la chaussure assisté par ledit élément élastique. 7. Dispositif selon la revendication 6, à étrier équipé d'un levier de blocage de la partie antérieure de la chaussure, caractérisé par le fait que ledit élément élastique agit sur le levier de blocage pour solliciter ce dernier en position de blocage et solliciter ledit étrier en une position de décollement du talon de la chaussure. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chaussure du skieur est solidarisée à une pièce de transmission de ladite force élastique de décollements susceptible d'être verrouillée en une position de non décollement par un dispositif commandable. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit dispositif commandable de verrouillage comporte un dispositif à biellettes articulées à passage de point mort agencé pour un déverrouillage automatique lors d'une sollicitation anormale. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que la partie antérieure de la chaussure est solidarisée au ski par une butée éclipsable en vue de l'utilisation du ski en randonnée alpine.