Brevet FR2429603A1 — publié le 19800125

La présente invention concerne un bâton de ski comportant un dispositif permettant à un skieur de lire,lors de ses évolutions,sa vitesse instantanée de déplacement.On mesure à cet effet la vitesse du vent créé par le déplacement du skieur. Le ski est sport, pour lequel la recherche de vitesse lors d'une descente,présente un attrait tout particulier.Or,les skieurs qui pratiquent ce sport pour leurs loisirs,entendent souvent parler des exploits des champions qui dévalent les pentes à plus de cent kilomètres-heure,sans jamais pouvoir connaître eux-memes leur propre vitesse de descente,sauf s'ils font chronométrer un de leurs passages sur une piste dont la longueur est connue.Et encore ne s'agit-il là que d'une vitesse moyenne. II serait donc très intéressant de disposer d'un appareil peu encombrant,léger, robuste et bon marché ,qui permette aux skieurs de connaître leur vitesse,au cours de leurs descentes. Des inventeurs ont déjà pensé utiliser des bâtons de ski, pour remplir diverses fonctions,en incorporant des dispositifs divers dans la poignée de ces batons:un fanion de détresse,un avertisseur sonore,une boussole,un thermomètre,un chronomètre,une cavité de rangement,etc...(Voir en particulier les brevets allemands 940 818 et 305 846, et le brevet amèricain 4 023 817). Mais aucun inventeur nta,à notre connaissance,imaginé de technique permettant d'utiliser un bâton de ski pour mesurer la vitesse de descente d'un skieur. Des inventeurs se sont cependant déjà intéressés au problème de la mesure de la vitesse d'un skieur (Voir les brevets français 2 191 119 et américain 3564 917), mais ils ont imaginé des appareils permettant uniquement de mesurer la vitesse maximale de descente du skieur.Ces appareils sont constitués par une plaque,qui, sous l'action du vent créé par le déplacement du skieur,entraîne un index de lecture de vitesse,la force de rappel étant celle d'un ressort à boudin ou celle d'un ressort spiral.Dans l'une des inventions,l'appareil est fixé sur une pièce de vetement du skieur par une épingle de surjeté ,dans l'autre c'est un bracelet attaché au poignet qui supporte l'appareil. Ces appareils présentent les inconvénients suivant: -Ils ne permettent pas de lire,lors de la descente du skieur, la vitesse instantanée de celui-ci. -Pour enregistrer une mesure valable,l'entrée d'air de l'appareil doit être orientée dans la direction de déplacement du skieur, ce qui,à cause des mouvements du corps du skieur,ne peut etre constamment vérifié.ll suffit donc que le skieur se trouve à sa vitesse maximale de descente à un moment ou la prise d'air de l'appareil n'est pas convenablement orientée pour que toute la mesure soit faussée. La solution que nous proposons remédie à tous ces inconvénients et permet de plus à un skieur de lire au cours de sa descente,sa vitesse de déplacement, ce qui à notre connaissance ,est un résultat entièrement nouveau. II faut ,pour y parvenir,que la lecture du compteur de vitesse soit située dans un endroit qui permette au skieur une lecture aisée et rapide,sans qu'il dés- tourne trop son regard de sa direction habituelle pendant la descente. On pourrait penser placer le compteur de vitesse sur les skis, par exemple sur une des spatules.Mais cet endroit ne permet pas une lecture aisée,car le niveau de vision du skieur est bien au-dessus de celui des skis ,et la neige ne manquerait pas d'éclabousser l'appareil,rendant ainsi son fonctionnement très délicat. De plus la distance de l'oeil au ski est trop importante pour permettre une vision aisée d'un dispositif de lecture de vitesse de dimensions raisonnables. On pourrait aussi penser fixer l'appareil sur un des poignets du skieur, mais la forme du poignet change à chaque instant,ce qui rend difficile d'y fixer un appareil de mesure,et la main elle-même,avec la poignée du bâton de ski qu'elle tient, protège du vent la zone de l'espace située autour du poignet,et il serait délicat d'y installer un capteur. Le seul endroit qui se révèle praticable est l'extrémité supérieure d'un des deux bâtons que le skieur tient dans les mains.En effet, la position des mains du skieur,avancée par rapport à son front et placée au -dessus de la taille, lui permet de regarder rapidement l'indication de vitesse du compteur,en détournant le moins possible son regard de son axe normal pendant la descente.Ainsi la poignée du bâton de ski,plus avancée que le poignet par rapport au front, permet une meilleure lecture que dans le cas d'un appareil fixé sur le poignet.De plus la distance du haut du bâton à l'oeil du skieur est tassez faible,ce qui facilite une lecture aisée. On utilisera le bâton tenu en main droite,si l'oeil droit est l'oeil directeur de la vision du skieur. II faut remarquer enfin que le bâton est tenu,lors des évolutions du skieur, dans une position normalement perpendiculaire à la ligne de pente,et que le poignet maintient la poignée du bâton dans le prolongement de l'avant-bras du skieur, suivant une direction parallèle à la ligne de pente,pratiquement fixe,ce qui permet d'installer un capteur de vent sur le bâton,sachant que ce capteur,convenablement orienté dans la direction de descente du skieur, va sensiblement conserver cette orientation pendant les mesures. Dans la description qui suit on envisage successivement les principales solu- tions simples et peu coûteuses au problème posé de la mesure de la vitesse d'un skieur.Toutes ces solutions conduisent à des dispositifs,qui utilisent la vitesse du vent créé par le déplacement du skieur au cours de sa descente,comme principe de mesure. Tous les autres principes de mesures sont en effet compliqués et nécessitent un appareillage co0teux.ll est de plus impossible d'installer sur des skis un capteur de déplacement qui soit en contact avec la neige,car il génerait les évolutions du du skieur. Quant au vent atmosphérique,s'il peut fausser la mesure,il faut remarquer que la majorité des skieurs,skient habituellement dans des conditions météorologiques ou le vent est très faible et que ,de plus, comme l'on ne mesure que la composante du vent apparente dons la direction de déplacement du skieur,il faudrait,en cas de vent atmosphérique non négligeable,que le skieur se déplace parallèlement à la direction du vent pour que la mesure soit considérablement faussée. Les schémas de la planche 1 décrivent une première réalisation de l'invention avec les différentes variantes possibles. Cette réalisation comprend un tube gradué l,transparent,de parois intérieures coniques, comprenant une admission d'air 2 en bas du tube,et en haut du tube une aspiration d'air 3 ouverte au vent créé par le déplacement du skieur,et dans lequel une bille,équilibrée sous l'effet des forces de pesanteur,et de la pression du courant d'air créé dans le tube par le vent dont on mesure la vitesse,vient se placer devant la graduation indiquant la vitesse de déplacement du skieur. Quand le skieur ne désire pas mesurer sa vitesse,le tube est logé à l'intérieur d'un évidemment cylindrique aménagé dans la poignée du bâton comme indiqué figure 1 La collerette élastique circulaire 4 est rentrée par pression sur l'épaule- ment 5 et maintient le tube solidaire du bâton,tout en empéchant que la neige ne pénètre à l'intérieur du bâton.Le bâton possède alors la même apparence et les mêmes caractéristiques qu'un bâton de ski ordinaire. Pour mesurer sa vitesse il suffit au skieur de sortir le tube de son logement en tirant sur l'anneau 6.Le tube est alors maintenu solidaire du bâton par son renflement 7 qui pénètre par pression dans le logement élastique 8,en fin de sortie du tube. Un des avantages de ce système de fixation,est qu'il laisse un espace important entre le tube et son logement cylindrique,ce qui permet d'éviter tout grippage ou cotncement.La collerette circulaire 9 est maintenue par pression sur l'épaulement 10 qui est moulé sur le corps même de la poignée.Ainsi lorsque le tube est sorti, lors d'un choc violent ,par exemple consécutif à une chute,le tube avec la partie 1 1 se détache de la poignée,ce qui évite tout risque de bris pour le dispositif. L'attache souple 12 continue cependant de ratacher le tube au bâton,permettant ainsi que le tube ne se perde pas dans la neige lors d'une chute. Une variante de cette réalisation consiste en un tube de mesure identique à celui qui vient d'hêtre décrit, mais qui,au lieu d'être incorporé dans le bâton est réalisé séparément et muni d'un support lui permettant d'hêtre fixé sur le haut du bâton de ski. Ce support comprend deux parties planes réunies par une charnière 13 perpendiculaire à l'axe du bâton et à la direction de déplacement du skieur. Le tube est fixé à la partie 14 par son renflement inférieur qui est serré dans la collerette élastique 15,solidaire de la partie 14. Le tube peut ainsi,en cas de choc,par exemple provoqué par une chute,se détacher de la partie 14,évitant ainsi tout risque de bris pour le dispositif. L'attache souple 17 continue cependant de ratacher le tube au bâton ,par l'intermédiaire de la partie 16,permettant ainsi d'éviter que le tube ne se perde dans la neige lors d'une chute. La partie 16 peut être fixée sur le bâton de différentes façons, celle qui est indiquée sur la figure 3 utilise la vis 18 de fixation de la poignée sur le corps du bâton,qu'on trouve sur la majorité des modèles de bâtons de ski. Le support 16 pourrait également être collé sur le dessus de la poignée du bâton,ou encore être maintenu par un collier de serrage venant serrer la partie supérieure de la poignée du bâton. La liaison entre les parties 14 et 16,détaillée figure 4 ou les parties 14 et 16 sont à angle droit,comprend un quart de roue dentée 19 solidaire de la partie 16. Un index 20,supporté par une lame 21 monté sur l'axe de la charnière et solidaire de la partie 14,frotte sur la partie dentée de la roue 19,et maintient les deux parties 14 et 16 entre elles suivant un angle déterminé compris entre zéro et quatrevingt dix degrés. Par une simple pression sur le bout de la lame 21 , le skieur peut par exemple faire pivoter la partie 14 d'un angle de quatre-vingt dix degrés,amenant l'axe du tube 1,initialement dans le prolongement de l'axe du bâton dans une position perpendiculaire à l'axe du baton.Cette manipulation très simple,peut être effectuée au cours d'une descente,par la main du skieur tenant le baton gauche,si par exem ple,l'appareil est fixé sur le bâton tenu en main droite,permettant ainsi au skieur de prendre la position de recherche de vitesse dite de l'oeuf, dans laquelle les b8- tons sont maintenus pratiquement parallèles à la ligne de pente,tout en continuant de pouvoir lire la vitesse de descente, puisque le tube de lecture est toujours perpendiculaire à la ligne de pente. Une autre variante de l'invention dont la réalisation est indiquée figure 5, consiste à incorporer le tube 1 ,non dans la poignée du baton,mais dans le tube du bâton lui-même, juste en dessous du niveau de la poignée. En pratique le tube 1 et le tube du bâton sont confondus, le bâton comportant une lucarne graduée et transparente 22,qui permet de voir la bille de lecture à l'intérieur du baton.Un trou est ménagé dans le bâton en bas de la lucarne pour l'aspiration,et le bâton est percé de port en part en haut de cette lucarne, juste en dessous de la poignée,ménageant ainsi une aspiration équivalente à l'aspiration 3. Le rôle du baton dans ces réalisations est déterminant, car le bâton est le seul endroit de l'équipement du skieur qui,en plus de permettre une lecture aisée de la vitesse,conserve normalement pendant la descente du skieur une position sensible ment perpendiculaire à la pente,condition nécessaire au fonctionnement du dispositif,puisque la force de rappel exercée sur la bille de lecture est celle de la gravité,et conserve également une orientation telle que l'admission et l'aspiration du tube soit toujours dirigées pratiquement dans la direction de descente du skieur. Les figures de la planche 2 décrivent une deuxième réalisation de l'invention, dans laquelle le bâton de ski comprend à sa partie supérieure une plaque 23 munie d'un index 24 tournant autour d'un axe 25,et solidaire du ressort spiral 26. L'index 24 se déplace devant une échelle de lecture de vitesse 27,disposée en quart de cercle. Une aiguille 28 également munie d'un index est montée sur l'axe 25 par un em boîtement à frottement doux,sans être solidaire du ressort spiral 26. Lors de la descente du skieur ,sous l'action de la poussée du vent et du couple de rappel du ressort spiral,la plaque s'équilibre dans une position telle que l'index 24 indique la vitesse de descente sur l'échelle de lecture. L'index solidaire de l'aiguille 28,poussé par l'index 24,indique de façon permanente la vitesse maximale de descente jusqutà la remise à zéro effectuée par simple rotation de l'aiguille. On pourra prévoir un dispositif de charnière comme dans la figure 4,qui autorise un pivotement de quatre-vingt dix degrés du dispositif de mesure par rapport à l'axe du bâton,permettant ainsi au skieur de lire sa vitesse de descente lorsqu'il est en position de recherche de vitesse. Les schémas de la planche 3 décrivent une autre réalisation de l'invention avec certaines variantes possibles.Cette réalisation présente un bâton de ski,dont la poignée comprend un capteur de la vitesse du vent,un circuit électronique de mesure avec son alimentation,et une lecture de vitesse du vent réalisée au moyen d'un affichage analogique. Le capteur 30 indiqué sur la figure9 comprend deux thermistances de caractéristiques identiques placées chacune dans deux portions de tube solidaires, dont les axes forment un angle droit. La thermistance 31 est exposée au vent créé par le déplacement du skieur, tandis que la thermistances 32 en est protégée par la portion de tube dans laquelle elle se trouve logée. La poignée du bâton comprend un évidemment destiné à recevoir les batteries d'alimentation du dispositif de mesure,un ressort 33 se trouvant interposé entre les batteries et le fond de l'évidemment. Le boîtier 34 solidaire du capteur 30 contenant le circuit électronique de mesure,se fixe sur la poignée par sa collerette 35 qui s'emboîte par pression sur le renflement 36,et empêche ainsi la neige de pénétrer dans le baton.Un contact électrique est assuré entre le dessous du boîtier et les batteries d'alimentation. Les deux thermistances chauffées par l'alimentation,sont montées en pont de Wheatstone,et,sous l'action du vent,la thermistance exposée au vent refroidit oar convection,plus que la thermistance protégée du vent.La différence de résistivité ainsi créée entre les deux thermistances entraîne un déséquilibre du pont de Wheat sone. Le circuit électrique qui mesure le déséquilibre du pont de Wheatstone peut être réalisé de diverses façons,un exemple de réalisation se trouvant dans les voltmètres/galvanomètres à affichage numérique.Le schéma de principe qui est proposé figure 11 comprend un amplificateur opérationnel monté en série avec un circuit intégré adapté au mode d'affichage analogique choisi. Dans le cas ou cet affichage est réalisé au moyen d'une barrette de diodes L.E.D.,l'amplificateur opérationnel pourra être celui fabriqué par la firme Texas Instruments de référence TL 081,et le module du circuit intégré constitué par deux circuits intégrés fabriqués par la firme Siemens,de référence UAA 180,montés en parallèle comme indiqué figure 12.Un des deux circuits UAA 180 est monté en série avec une diode et un condensateur. La barrette de diodes L.E.D. peut être rectiligne et fixée le long du bâton, en dessous de la poignée,comme indiqué figure 13,ou fixée sur le dessus du bâton comme indiqué figure 14. Les diodes L.E.D. 37 peuvent aussi être disposées circulairement et fixées sur le dessus du bâton comme indiqué figure 10 et figure 15. Dans tous les cas une échelle de vitesse est placée le long de la barrette,et la barrette est protégée des chocs au moyen par exemple d'une inclusion sous résine. La diode L.E.D. qui est allumée pendant la descente indique la vitesse du skieur.Une autre diode L.E.D.,non forcément différente de la précédente,indique la vitesse maximale atteinte pendant la descente,grace au circuit UAA 180 monté en série avec une diode et un condensateur. On peut prévoir d'autres modes d'affichage,comme un affichage à diodes ou à cristaux liquides avec le circuit intégré correspondant. Une variante de réalisation consiste à fabriquer un appareil de mesure identique au précédent,séparément du bâton de ski,et à le fixer sur le haut du bâton au moyen d'un support adapté,comme par exemple celui décrit figure 4. Le circuit électronique et l'alimentation sont alors intégrés dans un même boitier. Une autre variante de réalisation,consiste à remplacer le capteur composé des deux thermistances,par une hélice placée dans une portion de tube dont l'axe est parallèle à la direction de déplacement,l'hélice entraînant,sous l'action du vent, un générateur de courant électrique,dont le signal est traité par le circuit électronique. REVENDICATIONS 1 - Bâton de ski comportant un dispositif de mesure, caractérisé par le fait que le dispositif qu'il comporte mesure la vitesse du vent créé par le déplacement du skieur,et le fait qu'il permet au skieur, tout le long de sa descente,de lire sa vitesse instantanée de déplacement,et éventuellement,après sa descente,la vitesse maximale de déplacement atteinte lors de la descente. 2 - Bâton de ski suivant la revendication 1,caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de mesure de la vitesse du vent utilisant un tube gradué transparent 1,de parois intérieures coniques,dont l'axe est maintenu par le bâton dans une position sensiblement perpendiculaire à la ligne de pente,comprenant une admission d'air 2 en bas du tube,et en haut du tube, une aspiration 3 ouverte au vent créé par le déplacement du skieur,et dans lequel une bille,équilibrée sous l'effet des forces de pesanteur et de la pression du courant d'air créé dans le tube par le vent dont on mesure la vitesse,vient se placer devant la graduation indiquant la vitesse de déplacement du skieur. 3 - Bâton de ski suivant la revendication 1,caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de mesure de la vitesse du vent utilisant une plaque 23 pivotant autour d'un axe 25 à une extrémité, comportant un index 24,à une autre extrémité, se déplaçant le long d'une échelle de vitesse disposée suivant un quart de cercle et indiquant sur l'échelle la vitesse de déplacement du skieur grâce à la plaque qui s'équilibre sous l'effet de l'action du vent et du couple de rappel du ressort spiral monté sur l'axe 25 autour duquel pivote une aiguille portant un index,et non solidaire du ressort,qui,entrainée par par la plaque lorsqu'elle s'incline sous l'ef- fet du vent, indique en fin de descente la vitesse maximale atteinte par le skieur. 4 - Bâton de ski suivant la revendication 1 ,caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de mesure de la vitesse du vent composé d'un capteur,d'un circuit électronique de mesure et d'une lecture de vitesse par affichage analogique, le capteur comprenant deux thermistances de caractéristiques identiques, chauffées et montées en pont de YlEheatstone, I 'une des thermistances étant directement exposée au vent créé par le déplacement du skieur,l'autre thermistance étant protégée du dit vent, le circuit électronique mesurant le déséquilibre du pont de Wheatstone, db à la différence de résistivité des deux thermistances sous l'effet du vent,et étant composé par exemple d'un amplificateur opérationnel monté en série avec le circuit intégré correspondant au mode d'affichage adopté et permettant que puisse être affiché en fin de descente la vitesse maximale atteinte par le skieur. 5 - Bâton de ski suivant la revendication 1 comportant un dispositif de mesure de la vitesse du vent suivant la revendication 4,caractérisé par le fait que le capteur est une hélice entraînée par le vent de déplacement du skieur, cette hélice entraînant un générateur électrique dont le courant électrique est recueilli par le circuit électronique de mesure. 6 - Dis positif permettant à un skieur de lire sa vitesse de déplacement tout au long d'une descente,résultant de la combinaison d'un bâton de ski et d'un appareil de mesure fonctionnant suivant l'un des principes exposés dans les revendications 2,3,4, et 5,1'appareil étant conçu séparément du baton de ski et fixé sur le dit b8ton.