Brevet FR2425253A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne un frein à ski, du type automatique et rétractable. Comme on le sait, un frein à ski est un dispositif de freinage destiné à etre monté sur un ski pour arreter son glissement sur la neige après sa séparation de la chaussure du skieur, par exemple à 11 occasion d'une chute de ce dernier ayant provoqué le déclenchement de la fixation associée. les freins automatiques comportent une paire de patins de freinage associés à un mécanisme de commande automatique, et qui viennent occuper automatiquement leur position active de freinage, dans laquelle ils sont enfoncés dans la neige, lorsque la chaussure quitte le ski. Ces patins sont automatiquement relevés en position inactive par le simple mouvement de rechaussage. les freins automatiques sont de deux types : soit rétractables si en position inactive,les patins de freinage se trouvent entièrement au-dessus du ski, soit non rétractables, si en position inactive les patins font saillie latéralement de part et d'autre des bords du ski. les freins non rétractables sont simples et robustes, mais la présence des patins dépassant des flancs du ski constitue une gene pour le skieur, et un risque d'accrochage. Ce dernier inconvénient est éliminé par les freins rétractables. Malheureusement, la trajectoire décrite par les patins de freinage pour passer de leur position active à leur position inactive et inversement, est généralement une trajectoire composée relativement complexe, qui rend les méeanismes de commande de ces freins assez encombrants, complexes, peu fiables et/ou disgracieux. L'invention a pour but de réaliser un frein automatique rétractable de conception plus simple, gracie à la simplification de la trajectoire élémentaire que les patins décrivent entre leur position active et leur position inactive. Conformément à l'invention, les patins sont fixés aux extrémités de deux lames élastiques flexibles, présentant une cambrure permanente et pouvant être rétractées à ltintérieur d'un boitier contenant le mécanisme de commande précité, en escamotant les patins au-dessus du ski, ou sorties latéralement à ce boîtier en étant cambrées dans le sens qui amène les patins dans leur position active de freinage. Les lames élastiques cambrées présentent une section séten- dant de préférence sensiblement sur un quart d cercle lorsqu'elles sont déployées à l'extérieur du boîtier, le rayon de cercle étant déterminé pour que les patins viennent se placer au-dessous du ski. Ainsi, la trajectoire élémentaire décrite par les patins entre leurs deux positions active et inactive est approximativement un arc de cercle correspondant à la courbure naturelle des lames supportant les patins. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les patins se présentent approximativement sous la forme de parallélépipèdes rectangles fixés rigidement aus lames de façon à etre parallèles à l'axe longitudinal du ski, au moins l'un de ces patins étant librement articulé sur l'extrémité de sa lame support, de façon à pivoter automatiquement lorsqu'elle vient au contact de la neige pour se placer perpendiculairement au ski. Cet agencement augmente la capacité de freinage du frein. Dans une forme de réalisation préférée du frein à ski selon l'invention, le mécanisme de commande comprend une pédale prévue pour être actionnée par la chaussure du skieur, reliée à une crémaillère logée longitudinalement à l'intérieur du boîtier et en prise avec un pignon solidaire d'un axe orthogonal au ski et assujetti au boîtier, cet axe porte une biellette pouvant être mise en oscillation par les rotations du pignon, les extrémités de cette biellette étant assujetties chacune à une lame élastique de telle sorte que les oscillations de la biellette corrélatives aux va-et-vient de la crémaillère éjectent les lames à l'extérieur du boîtier, ou au contraire rétractent celles-ci en fonction du sens des déplacements angulaires de la biellette. Un système élastique sollicitant complémentairement et de manière constante les lames ainsi que les patins vers l'extérieur du boîtier dans leur position active, de telle sorte que la pédale d'actionnement soit trelevée, on comprend que le simple mouvement de chaussage entraîne la rétraction des lames à 17 intérieur du boîtier par abaissement de la pédale et déplacement de la crémaillère. Inversement, lorsque la chaussure quitte le ski lors dtune chute du skieur, la pédale est libérée, et le système élastique rappelle automatiquement les lames à l'extérieur du boîtier, en plaçant les patins en position active. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, données à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté plusieurs formes de réalisation du frein à ski selon l'invention. - La figure 1 est une vue en perspective partielle simplifiée d'un mode de réalisation du frein à ski selon l'invention, les patins étant dans leur position inactive. - La figure 2 est une vue en perspective analogue à la figure 1, montrant les lames et les patins en position active de freinage. - La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant III III de la figure 4, montrant le frein en position inactive. - La figure 4 est une vue en plan suivant IV-IV de la figure 3. - La figure 5 est une vue en plan analogue à la figure 4, montrant les lames et les patins déployés dans leur position active, les lames étant supposées restées planes pour la commodité du dessin. - La figure 6 est une vue en coupe longitudinale suivant VI VI de la figure 5. - La figure 7 est une vue de dessus en plan du frein à ski de la figure 6. - La figure 8 est une vue en coupe analogue à la figure 6, le frein étant en position inactive. - La figure 9 est une vue en élévation partielle dune première variante de réalisation des patins de freinage, dans laquelle ceuxci sont montés à pivotement sur l'extrémité de leurslames supports. - La figure 10 est une vue analogue à la figure 9 représen tant une seconde variante de réalisation des patins de freinage. Le frein représenté dans son principe aux figures 1 et 2, comporte deux patins de freinage 1a,1b associés à un mécanisme de commande logé dans un boîtier plat 3, de contour rectangulaire et fixé sur le ski 4. Le boltier 3 sert de support à la chaussure non représentée du skieur, et sa largeur est inférieure à celle du ski 4, de telle sorte que de chaque coté du boîtier 3, soient réservés des espaces libres dans lesquels peuvent venir se placer les patins 1a,1b dans leur position inactive au-dessus du ski. De préférence, mais non obligatoirement, le boîtier 3 sert de support à la partie arrière de la chaussure, et est totalement intégré à la talonnière (non représentée), ou bien fait office de sous-plaque pour celle-ci, ou bien eneore en est indépendant. La hauteur 111 du boîtier 3 est avantageusement supérieure à la hauteur h2 des patins 1a,1b,de sorte que la chaussure repose exclusivement sur le boîtier 3. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, les patinsla,1bont fixés aux extrémités de deux lames élastiques flexibles 5a, 5b, qui présentent une cambrure permanente et peuvent être rétractées à l'intérieur du boîtier 3 contenant le mécanisme de commande automatique précité, en escamotant les patins la, lb au-dessus du ski 4 pour les placer dans la position représentée à la figure 1. Inversement, les lames flexibles 5a, 5b peuvent être sorties latéralement au boîtier 3 en se cambrant dans le sens qui amène les patins la, lb dans leur position active de freinage représentée à la figure 2, dans laquelle ils sont placés au-dessous du plan du ski 4. La fixation des patins la, lb aux lames élastiques 5a, 5b étant assurée d'une façon connue en soi, ces lames présentent une section qui s'étend avantageusement sur un quart de cercle environ val nsti - - - - - - lorsqu'elles sont d-eployêes/a l'extérieur du boiter 3, le rayon du cercle étant déterminé pour que las patins la, lb viennent se placer au-dessous du ski 4. Ces lames peuvent être réalisées par exemple en acier à ressort. lorsqutelles sont escamotées à l'inté rieur du boîtier 3, elles prennent bien entendu une configuration plane, en restant prêtes à se détendre élastiquement sous l'action du mécanisme de commande. lorsque les lames 5a, 5b sont libérées à partir de leur position rentrées dans le boîtier 3, elles recouvrent donc leur courbure naturelle et les patins la, lb décrivent une trajectoire simple en aronde cercle, pour venir se planter dans la neige On décrira maintenant plus particulièrement le mécanisme de commande automatique du frein, en référence aux figures 3 à 8. Ce mécanisme comprend une pédale 6 constituée par une plaquette articulée transversalement sur le boîtier 3, autour d'un axe 7 logé dans un évidement 8 formé sur la surface supérieure du couver cle 9 du boîtier. La pédale; 6 est prévue pour être actionnée par la chaussure du skieur, et elle est articulée, le long de son bord opposé à l1axe transversal 7, sur une première biellette 11, laquelle est à son tour articulée transversalement sur une crémaillère 12 logée longitudinalement à l'intérieur du boîtier 3. la crémaillère 12 présente une échancrure longitudinale 13 sur le bord intérieur de laquelle est agencée une denture 14 en prise avec un pignon 15 solidaire d'un axe 16 orthogonal au ski 4, et assujetti par ses extrémités au boîtier 3.l'axe 16 porte une seconde biellette 17 qui s'étend de part et d'autre dudit axe 16, transversalement au ski.La biellette 17 est pourvue à chacune de ses extrémités d'un téton ou ergot l8a, 18b placé l'un au-dessous de la biellette 17 proprement dite (téton 18a), et l'autre au-dessus (18b). Chaque téton 18a, 18b est engagé dans une lumière correspondante 19a, 19b, pratiquée transversalement dans chacune des lames 5a, 5b sur une partie de leur largeur. On comprend dès lors que des oscillations de la biellette 17 autour de son axe 16 entraînent des déplacements corrélatifs des lames 5a, 5b dans le sens transversal au ski, tandis que les tétons 18a, 18b coulissent à l'intérieur des lumières 19a, 19b. En corres pondance avec l'agencement des tétons 18a, 18b, la lame 5a associée au téton 18a est disposée au-dessous de la biellette 17, tandis que la lame 5b est disposée au-dessus de celle-ci. Un système élastique, constitué dans l'exemple représenté par un ressort spiral 21 enroulé autour de l'axe 16 avec une de ses extrémités fixée au couvercle 9 tandis que son autre extrémité est fixée à l'axe 16, sollicite eonstamment cette dernière en rotation dans le sens qui tend à maintenir les lames élastiques 5a, 5b, vers l'extérieur du boîtier. Suivant une particularité complémentaire, l'invention prévoit que chaque lame Sa, 5b, présente une encoche longitudinale 22 s'étendant au voisinage de son articulation avec la biellette 17, et plus précisément dans la direction transversale au ski 4, à partir du milieu de l'extrémité de la lame opposée au patin correspondant la ou lb, comme on le voit clairement à la figure 5. Les enco ches 22 ont une largeur et une longueur déterminées pour permettre aux lames 5a, 5b de se rétracter complètement à l'intérieur du boîtier 3, tandis que l'axe 16 du pignon 15 pénètre à l'intérieur des encoches 22 et sensiblement jusqutau fond de celles-ci. les lames 5a, 5b sont guidées dans leur coulissement transversal au boîtier 3 par des collerettes 23a, 23b formées dans les flancs du boîtier, de chaque côté des lames 5a, 5b. les patins la, lb peuvent être réalisés en une matière plastique appropriée, leur fixation aux lames élastiques 5a, 5b pouvant être assurée comme représenté à la figure 3, etest-à-dire par surmoulage des patins 1 a, 1 b sur les extrémités repliées des lames 5a, 5b. les va-et-vient longitudinaux de la crémaillère 12 à 1tin- térieur du boîtier 3 sont guidés de leur côté,par deux paires de cloisons 24, 25, la première s'étendant de part et d'autre de ltouver- ture d'entrée de la bielle 12 formée dans le boîtier, et l'autre paire 25 étant agencée entre l'axe 16 et la paroi transversale opposée du boîtier 3, comme on le voit aux figures 4 et 5. le fonctionnement du frein à ski qui vient d'être décrit est le suivant Le frein étant en position active représentée aux figures 5 et 6, la pédale est en position relevée, la crémaillère 12 étant sortie au maximum du boîtier 3. On notera que, ltune (19b) des lumières 19a, 19b étant ménagée dans la partie arrière du frein, la crémaillère 12 est posi tionnée entre cette lumière 19b et le pignon 15. Lorsque le skieur chausse la fixation, sa chaussure presse la pédale 6 qui pivote autour de l'axe 7 dans le sens de la flèche h (figures 6 et 8). La crémaillère 12 est ainsi repoussée par llintermé- diaire de la biellette 11, dans le sens de la flèche i vers l'intérieur du boîtier 3. Elle fait pivoter le pignon 15 avec lequel elle engrène, dans le sens horaire à partir de sa position de la figure 5 (flèche g) à l'encontre de la force de rappel élastique du ressort 21. la rotation du pignon 15 et de l'axe 16 entraîne à son tour en rotation la biellette 17 dans le sens horaire, de sorte que les tétons 18a, 18b ramènent les lames élastiques 5a, 5b à l'intérieur du boîtier 3, en coulissant à l'intérieur des lumières 19a, 19b. Pendant le pivotement de la biellette 17, qui rétracte les lames Sa, 5b à l'intérieur du boîtier lfune au-dessus de l'autre, et de telle sorte que l'axe 16 se retrouve progressivement à l'intérieur des encoches 22, ces lames redeviennent pratiquement parallèles lune à 11 autre en reprenant leur tension initiale en raison de la forme aplatie du boîtier 3. La denture 14, le pignon 15 et la biellette 17 sont dimen sionnés de façon que les déplacements angulaires de la biellette 17 et du pignon 15 soient tels que chaque téton 18a, 18b parcourt un secteur angulaire qui l'amène pratiquement d'un bord à autre du boîtier lorsque la lame élastique correspondante passe de l'une à l'autre de ses deux positions possibles. A l'intérieur du boîtier, comme on l'a déjà indiqué, les lames élastiques Sa, 5b ont une configuration pratiquement plane, tandis que lorsqu'elles sont sorties pour placer les patins la, lb en position de freinage, elles présentent une section sensiblement en quart de cercle. Lorsque la chaussure quitte le ski, la pédale 6 quitte sa position en appui sur le boîtier 3, représenté à la figure 8, pour pivoter de nouveau vers le haut sous la sollicitation du ressort de rappel 21. En effet, ce dernier fait pivoter le pignon 15 et la biellette 17 dans le sens antihoraire (figure 4), ce qui fait ressortir les lames 5a, 5b vers l'extérieur du boîtier (flèches k portées sur la figure 5), tandis que la crémaillère 12 se déplace suivant la flèche 1. Ainsi, la trajectoire suivie par les patins de freinage la, 7b entre leur position inactive représentée à la figure 4 et leur position active représentée à la figure 5 est sensiblement d'un quart de cercle et donc relativement simple, ce qui permet de simplifier corrélativement leur mécanisme de commande, et par conséquent de le rendre moins onéreux. En outre, le mécanisme de commande automatique selon l'invention est particulièrement fiable. Dans la seconde forme de réalisation représentée à la figure 9, les patins 26 présentent toujours une forme allongée en étant approximativement parallèles à l'axe longitudinal du ski en position inactive, mais ils sont articulés librement surles extrémités de leurs lames supports. Ainsi, le patin 26 est articulé autour d'un axe 27 logé dans une extension 28 de la lame 29 ; l'extension 28 fait saillie à l'angle postérieur de la lame 29, est arrondie et s'engage à l'intérieur d'un évidement correspondant 31 pratiqué dans la partie arrière du patin 26. Vautre part, celui-ci à un nez 32 profilé de façon à faciliter la rotation du patin 26 autour de l'axe 27 lors de son glisse- ment sur la neige, pour venir se placer dans la position 26a indiquée en traits mixtes, perpendiculaire au ski. A cet effet, le-nez 32 est taillé en biseau orienté dans une direction divergente par rapport au ski. A titre complémentaire, la partie arrière du patin 26 présente un arrondi 33. le sens de déplacement du ski étant symbolisé par la flèche F lorsque le frein se déclenche, le nez 32 entre en contact avec la neige, et le patin 26 pivote autour de l'axe 27 suivant la flèche G, pour venir occuper la position 26a sensiblement verticale. le patin 26 étant dressé verticalement, ou du moins perpendiculairem-at au ski, on obtient un freinage beaucoup plus efficace que stil restait parallèle au ski. Lorsque le frein est ramené en position inactive, le bord postérieur présentant 11 arrondi 33 est repoussé par le flanc du boîtier , gracie à eet arrondi 33 , et le patin 26 pivota en sens inverse du précédent pour se replacer le long du boltier, parallèlement au ski. Ce mode d-exécution accroît donc considérablement la capacité de freinage des patins. La variante de la figure 10 prévoit de former chaque patin 34 en deux parties 34a, 34b, librement artieulées sur la lame support associée 35, les articulations correspondantes 36a, 36b étant positionnées dans la zone médiane de l'extrémité de la lame 35. A cet effet, les axes d'articulation 36a, 36b sont logés dans des tétons 37a, 37b arrondis, et faisant saillie par rapport à la lame 35 en s'engageant dans des évidements ou logements 38, ménagés respectivement dans le bord postérieur de la partie 34a, et dans le bord antérieur de la partie 34b. Le nez de la partie antérieure 34a est profilé de façon similaire au nez 32, de même que le nez, ou plutôt la queue de la partie arrière 34b. les bords des parties 34a et 34b voisins des articulations 36a, 36b sont également arrondis, de façon comparable au bord postérieur du patin 26. lorsque le frein vient en position active en marche avant, la partie antérieure 34a pivote autour de son articulation 96a pour venir se placer dans la position représentée en traits mixtes, et fonctionne done-de façon analogue au patin 26 de la figure 9. Par contre, si le ski dévale en marche arrière, la partie postérieure 34b pivote autour de son articulation 36b au contact de la neige, et vient se placer perpendiculairement au ski, tandis que la partie antérieure 34a reste dans sa position initiale. Le patin 34 assure donc un freinage dans les deux sens possibles de déplacement du ski. En plus des avantages mentionnés plus haut, le frein selon l'invention en présente encore un autre : en cas de choc latéral contre un skieur, l'élasticité des lames de freinage amortit le choc. Ceci est dont favorable à une meilleure sécurité lors de chutes, par rapport aux bras rigides habituels des freins connus. Par ailleurs, toujours grâce à I'élasticité des lames, on Beut accrocher aisément semelle contre semelle, deux skis l'un à l'autres les patins pouvant avantageusement présenter des formes complémentaires du genre mals-femelle. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation dé crites, et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, il est possible d'adapter la forme des collerettes ou collets 23a, 23b à la cambrure des lames élastiques 5a, 5b, de manière à faciliter le déplacement de celles-ci. On peut également utiliser tout autre méca nisme de commande du frein, le déplacement de la crémaillère 12 pouvant ainsi être assuré par un petit moteur électrique réversible actionné par un contacteur sensible à la présence de la chaussure sur le ski. Le ressort 21 peut être remplacé par un ressort de compression monté à l'extérieur du boîtier, et tendant à sortir la crémaillère ainsi qu'à soulever la pédale. REVENDICATIONS 1 - Frein à ski comportant deux patins de freinage, associés à un mécanisme de commande automatique agencé pour rétracter complè tement les patins au-dessus du ski dans leur position inactive, caractérisé en ce que les patins sont fixés aux extrémités de deux lames élastiques flexibles, présentant une cambrure perma nente et pouvant être rétractées à l'intérieur d'un boîtier con tenant le mécanisme de commande précité, en escamotant les pa tins au-dessus du ski, ou sorties latéralement à ce boîtier en étant cambrées dans le sens qui amène les patins dans leur posi tion active de freinage. 2 - Frein à ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames élastiques cambrées présentent une seetion s'étendant sen siblement sur un quart de cercle lorsqu'elle sont déployées à l'extérieur du boîtier, le rayon du cercle étant déterminé pour que les patins viennent se placer au-dessous du ski. 3 - Frein à ski selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les patins étant approximativement parallèles à l'axe longitudinal du ski, au moins l'un des patins est articulé li brement sur l'extrémité de sa lame support, de façon à pivoter automatiquement lorsqu'il vient au contact de la neige pour se placer perpendiculairement au ski. 4 - Frein à ski selon la revendication 3, earaetérisé en ce que le patin est articulé à sa partie arrière sur la lame associée, et a un nez profilé de façon à faciliter la rotation du patin lors de son glissement sur la neige. 5 - Frein à ski selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'un au moins des patins est formé en deux parties librement articulées sur la lame support associée, les articu lations étant positionnées dans la zone médiane de l'extrémité de ladite lame de façon que la partie antérieure du patin puis se pivoter au contact de la neige en ce plaçant perpendieulai- rement au ski lors d'une marche avant, et que la partie posté rieure du patin pivote en se plaçant également perpendiculairement au ski dans le cas dtune marche arrière de ce dernier. 6 - Frein à ski selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les extrémités des patins ou des deux parties articu lées constitutives de chaque patin, voisines des articulations, sont profilées de manière à faciliter le pivotement des patins ou desdites parties articulées contre les flancs du boîtier, dans le sens qui les ramène vers leur position inactive paral lèle au ski, lors de la rétraction de leurs lames supports. 7 - Frein à ski selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mécanisme de commande comprend une pédale prévue pour être actionnée par la chaussure du skieur, reliée à une crémuillère logée longitudinalement à l'intérieur du boîtier et en prise avee un pignon solidaire d'un axe orthogonal au ski et assujetti au boîtier, et en ce que cet axe porte une biel lette pouvant être mise en oscillation par les rotations du pignon, les extrémités de cette biellette étant assujet ties ehaeune à une lame élastique de telle sorte que les oscilla tions de la biellette corrélatives aux va-et-vierit de la crémail lère éjeetent les lames à l'extérieur du boltier, ou au contraire rétractent celles-ci en fonction du sens des déplacements angu laires de la biellette. 8 - Frein à ski selon la revendication 7, caractérisé er ce qui leZ parties terminales de la biellette oscillante portent des tétons ou ergots engagés à coulisse dans des lumières pratiquées trafls versalement dans chacune des lames, un système élastique tel qu'un ressort spiral enroulé autour de l'axe du pignon solliczh tant constamment les lames et les patins vers l'extérieurd boîtier. 9 - Frein à ski selon l'une des revendications 7 et 8, earaotrisE en ce que l'une des lames est disposée au-dessus de la biellette et l'antre au-dessous, et ces deux lames présentent chacune une encoche longitudinaX s'étendant au voisinage de leur articula tion avec la biellette, cette encoche permettant à la lame de se rétracter complètement dans le boîtier par pénétration de l'axe du pignon dans lesdites encoches.