Brevet FR2522514A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne une fixation de ski à déclenchement mécanique dans laquelle l'élément de retenue de la semelle de la chaussure est maintenu en position d'utilisation au moyen d'un système de verrouil- lage amovible selon les besoins du skieur La particularité de la présente invention consiste à adjoindre à ladite fixation à déclenchement mécanique, un dispositif d'assistance permettant d'en améliorer les conditions de dé- clenchement en sécurité tout en autorisant en cas de défaillance dudit dis- positif d'assistance, un niveau de déclenchement satisfaisant pour la skia- bilité et la sécurité du skieur. Ce dispositif d'assistance est avantageusement réalisé à partir d'un système électronique couplé à un système mécanique, hydraulique ou pneu- matique, destiné à participer au déclenchement du système de verrouillage de la fixation. On connait cependant déjà des fixations de sécurité comportant des systèmes de déclenchement électronique qui, en cas de non-fonctionnement ou de panne de la batterie d'alimentation par exemple, conservent les ca- ractéristiques de déclenchement d'une fixation mécanique fonctionnant avec un ressort de déclenchement Ainsi par exemple le document allemand DE 30 17 841 fait mention d'une telle fixation fonctionnant de telle maniè- re qu'un système purement mécanique, hydraulique ou pneumatique de déclen- chement d'urgence fonctionne à la place desdits systèmes dans le cas d'une défaillance de la commande électronique, alors que ledit système mécanique, hydraulique ou pneumatique' de déclenchement n'agit pas pendant le fonction- nement normal utilisant ladite commande électronique. La fixation ci-dessus évoquée conserve malheureusement des inconvénients liés, lorsqu'elle est en période de fonctionnement électrique, à l'accepta- bilité par le skieur d'une sécurité uniquement basée sur l'électronique, pour laquelle les chocs survenant sur le ski sont directement répercutés sur la jambe du skieur D'autre part, lors de sollicitations dues à des efforts de faibles niveaux pendant un laps de temps relativement long (par exemple mouvements de conversion), les risques de déclenchements non souhaités aug- mentent Enfin, en cas de panne du système électronique, le document DE 30 17 841 prévoit sa substitution par le système mécanique, hydraulique ou pneumatique, monté en parallèle Comme le réglage de chacun de ces deux systèmes de déclenchement est prévu de façon entièrement indépendante, le skieur encourt le risque de se retrouver subitement, lors d'une panne du système électronique, avec des valeurs de déclenchement substituées, consi- dérablement différentes de celles qu'il possédait peu de temps avant ladite panne Cette situation est extrêmement préjudiciable à la sécurité du skieur qui se trouve subitement soumis à des conditions de skiabilité ne corres- 25225 1 4 pondant pas à son niveau technique réel. L'un des buts de la présente invention est de créer une fixation de ski de sécurité du type électro-mécanique, hydraulique ou pneumatique dont le système électronique/électrique a pour rale de parfaire le réglage mécani- que de ladite fixation et d'assurer supplémentairement, la retenue optimale au déclenchement, en fonction des conditions de ski Ainsi, meme en cas de panne, la retenue minimale nécessaire sera assurée par le système mécanique. Pour atteindre ce but, l'invention se propose de réaliser une fixation mécanique avec ressort de déclenchement principal couplé avec un second système mécanique, hydraulique ou pneumatique assisté d'un circuit élec- tronique réagissant à des signaux donnés par au moins un capteur d'efforts situé entre la chaussure et ladite fixation, caractérisée en ce que pour un réglage choisi, des moyens destinés à moduler l'effort de retenue au déclenchement sont prévus au niveau de l'un au moins des systèmes mécani- que, hydraulique ou pneumatique, et commandés par ledit circuit électro- nique lorsqu'il est sous tension, de telle sorte que l'effort de retenue au déclenchement soit égal à la somme vectorielle des efforts de retenue du ressort de déclenchement principal et des efforts de retenue dudit sys- tème mécanique, hydraulique ou pneumatique, tandis qu'en cas de panne du- dit circuit électronique, le ressort de déclenchement principal continue seul d'assurer la fonction de déclenchement. Selon une première forme de réalisation pratique, une fixation avec un ressort de déclenchement principal est poerue d'un système hydraulique mis en parallèle avec ledit ressort de déclenchement Le système hydraulique est commandé par un circuit électrique mis sous tension au moment du chaus- sage Des capteurs placés entre la chaussure et le serre-semelle détectent les efforts parasites survenant au niveau de la chaussure, et envoient des signaux déterminant le passage d'un courant d'une intensité donnée (selon le type d'efforts) dans le circuit électrique Ce dernier agit sur le pis- ton d'une sorte de maitre-cylindre dont il modifie la valeur de la section de passage du fluide qu'il contient La variation de la section de passage du fluide provoque alors une modification correspondante de l'effort de dé- placement du piston principal soumis à l'effort du ressort de déclenchement principal. Selon un autre mode de réalisation, on utilise toujours un système hy- draulique comme moyen de modulation des efforts de retenue au déclenchement pour lequel la modulation s'effectue par l'intermédiaire d'un diaphragme d'ouverture/fermeture du passage du fluide rappelé par un ressort en spi- rale. 25225 1 4 Dans un autre mode d'exécution de l'invention, le système de modulation de l'effort de retenue au déclenchement est réalisé à partir d'un disposi- tif électro-mécanique Il s'agit dans ce cas d'un mécanisme à genouillère avec ressort de poussée soumis à un électro-aimant et travaillant en pa- rallèle avec le ressort de déclenchement principal Suivant l'intensité du courant passant dans l'éleetro-aimant, le mécanisme à genouillère est sol- licité pour tendre vers son point mort et agir sur le ressort de poussée, lequel prend également appui sur le piston principal Selon la position atteinte par le mécanisme à genouillère, il s'ensuit une modification de 1 Q l'effort de retenue au déclenchement du fait de la variation de l'effort de poussée dudit ressort de poussée. Une autre solution de l'objet de l'invention réside dans l'adapta- tion d'un système de modulation de l'effort de retenue au déclenchement à un ensemble chaussurefixation Dans ce cas de figure, l'ensemble est constitué d'une butée traditionnelle et d'une chaussure équipée, dans la zone de sa semelle, d'un doigt mobile venant s'engrener dans un logement aménagé dans ladite butée Ce doigt situé à l'une des extrémités d'un mécanisme à genouillère, est destiné à s'avancer ou reculer dans ledit logement en fonction des sollicitations d'un électro-aimant agissant sur ledit mécanisme La position du doigt dans le logement intervient alors dans la modification du bras de levier constitué par le point de contact dudit doigt et l'axe de la butée, modifiant en conséquence les conditions de retenue au déclenchement latéral de la chaussure. A titre d'exemple, l'invention va être décrite et illustrée par les dessins ci-après annexés, dans lesquels: La figure I représente en vue en coupe partielle, une butée de fixation de ski pourvue d'un système d'assistance hydraulique de déclenchement com- mandé par un dispositif électrique. La figure 2 est une vue de détail agrandi du dispositif de commande du piston hydraulique disposé dans la fixation selon la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe selon la figure 2. Les figures 4 et 5 montrent une position du piston hydraulique lors d'une sollicitation électrique. La figure 6 représente schématiquement en vue en coupe, un autre systè- me d'assistance hydraulique réalisé à partir d'un dispositif à diaphragme. Les figures 7 et 8 montrent en vue en coupe, respectivement les diffé- rentes positions d'ouverture dudit diaphragme selon les sollicitations électriques. La figure 9 illustre en vue en coupe partielle, une butée de fixation selon l'invention pour laquelle le système d'assistance est électro-méca- 252251 4 nique. La figure 10 est une vue en coupe partielle montrant la position prise par le système d'assistance électro-mécanique pour une sollicitation élec- trique donnée. La figure Il représente en vue en coupe longitudinale, un autre mode de réalisation de l'invention pour laquelle le système d'assistance électro mécanique est disposé dans la semelle même de la chaussure, tandis que le dispositif de déclenchement principal est toujours en place dans la butée de la fixation. Les figures 12 à 14 illustrent le fonctionnement de l'ensemble selon la figure Il pour différents niveaux de sollicitations électriques. La figure 1 représente un premier mode de réalisation selon l'invention consistant en une butée avant de fixation de ski ( 1) dans laquelle il a été aménagé un système d'assistance au déclenchement. Ce système est aménagé en parallèle avec le ressort de déclenchement ( 2) d'un piston principal ( 3) monté, ainsi qu'il est connu, dans un corps tournant ( 4) autour d'un axe ( 5) muni d'un méplat ( 6) Par ailleurs, dans la plaque repose-pied ( 7) est prévu un capteur des efforts verticaux ( 8) de la pointe de la chaussure vers le bas (chute avant) tandis qu'un autre capteur ( 9) est disposé dans le serre-semelle ( 10) de sorte que les efforts verticaux vers le haut (chute arrière) soient pris en compte par ladite fixation Ces différents capteurs ( 8,9) sont reliés à des circuits électro- niques et une alimentation en courant ( 11), destinés à retransmettre des signaux à une bobine solénoïde ( 12) agissant sur un piston plongeur ( 13) . Ce piston plongeur fait partie d'un mécanisme hydraulique ( 14) comprenant un circuit hydraulique ( 15) reliant deux chambres ( 16,17) communicantes entre elles La chambre principale ( 17) reçoit l'une des extrémités ( 3 ') du piston principal ( 3) de déclenchement tandis que l'autre ( 3 ") coopère avec le méplat ( 6) de l'axe ( 5) sous l'effet du ressort ( 2) L'extrémité ( 3 ') du piston principal ( 3) logée dans la chambre principale ( 17) du mécanisme hydraulique est munie d'un tampon coulissant ( 18) pouvant se déplacer dans ladite chambre principale ( 17) sois l'effet d'une rotation due à un choc latéral par exemple La section de la chambre principale étant plus impor- tante que celle de -la chambre secondaire ( 16), la différence de section conduit à un freinage de l'écoulement du fluide dans le circuit et il se crée alors un effort de freinage qui s'oppose en particulier au déplacement du piston principal ( 3). Afin de moduler la valeur d'utilisation du dispositif, il est prévu de munir le tampon ( 18) d'un clapet anti-retour réglable ( 20) de sorte que l'écoulement du fluide soit plus ou moins freiné Pour la simplicité du 252251 4 dessin, ce clapet n'a été que schématiquement représenté à la figure 1. Lorsqu'aucune chaussure n'est détectée dans la fixation selon l'inven- tion, la bobine ( 12) n'est pas sous tension et le piston plongeur ( 13) se trouve reculé au maximum sous l'effet d'un ressort de rappel ( 19) (figures 2 et 3), de telle sorte que la section de passage S du fluide dans la cham- bre secondaire soit maximum. Aucun effet n'est décelable au niveau du système d'assistance au dé- clenchement et il n'existe qu'un effort de retenue au déclenchement minimum donné par le ressort de déclenchement principal ( 2). Lorsqu'une chaussure est détectée dans la fixation, le circuit électro- nique est mis sous tension, et un courant d'intensité "I" parcourt la bo- bine ( 12) Celle-ci agit sur le piston plongeur ( 13) qui avance d'une course "d" dans la chambre secondaire ( 16), ce qui amène une réduction "s" de la section de passage de l'écoulement du fluide (figures 4 et 5) Cette réduction de section provoque une augmentation de l'effort de retenue au déclenchement et celui-ci correspond alors à une valeur de réglage de réfé- rence choisie. Dans le cas d'un incident de parcours provoquant la présence d'efforts parasites au niveau de la pointe de la semelle de la chaussure et de la plaque repose-pied, tels qu'évoqués ci-dessus, ceux-ci sont détectés par l'un ou l'autre des capteurs ( 8,9); le circuit électronique n'envoie alors dans la bobine ( 12) qu'un courant iî ailleurs, si pour une raison quelconque, le circuit électronique ( 11) tom- bait en panne, la bobine ( 12) ne serait plus alimentée en courant et le piston plongeur ( 13) reculerait au maximum dans son cylindre ( 21) ramenant alors la section de passage du fluide à sa valeur initiale "S" Le skieur retrouve de ce fait une valeur de retenue au déclenchement correspondant au minimum skiable qu'il se sera fixé avec le réglage du seul ressort prin- cipal ( 2) Néanmoins, en présence de chocs, et mme en cas de panne de l'électronique, le couplage du dispositif hydraulique avecle ressort princi- pal permet de réaliserune augmentation momentanée de la valeur de retenue au déclenchement du fait que pour une section de passage du fluide donnée, l'effort exercé sur le piston principal par le méplat est beaucoup plus important si la vitesse de déplacement est rapide Ainsi, en cas de chocs, la valeur de retenue au déclenchement augmente directement en fonction des vitesses de déplacements de la butée. Les figures 6 à 8 illustrent un système d'assistance hydraulique diffé- rent, mais dont le fonctionnement reste proche du précédent En effet, 252251 4 un diaphragme à soufflets ( 22) est couplé avec le ressort principal ( 23) de déclenchement d'un piston ( 24) d'une fixation t 25) non représentée dans sa totalité Le diaphragme à soufflets ( 22) comporte un premier soufflet, dit soufflet principal ( 26)àl'intérieur duquel est logé le ressort princi- pal ( 23) tandis que la face externe ( 27) de l'une des extrémités dudit soufflet prend appui à l'intérieur du piston ( 24), lequel coopère avec le méplat ( 28) d'un axe ( 29) fixe d'une butée L'autre extrémité (lu soufflet ( 26) est reliée de façon étanche à un support ( 30) déplaçable en transla- tion selon l'axe longitudinal de la butée de sorte que l'on puisse régler la tension du ressort principal Par ailleurs, ce support est muni d'ori- fices ( 31) permettant le passage du fluide entre le soufflet principal ( 26) et le soufflet secondaire ( 32) situé de l'autre csté dudit support ( 30). Le soufflet secondaire ( 32) est logé à l'intérieur d'un bouchon fileté de réglage ( 33) qui prend appui sur la couronne d'obturation ( 34) dudit diaphragme et à laquelle est reliée, de façon étanche, l'extrémité arrière ( 35) dudit soufflet ( 32) Cette couronne d'obturation est munie du même nombre d'orifices ( 36) que celui du support ( 30) et est mobile en rotation autour d'un palier circulaire ( 37) également percé d'orifices correspondant à ceux du support avec lequel il fait corps (figure 6). Comme précédemment, lorsqu'aucune chaussure n'est détectée dans la fi- xation, une bobine ( 38) destinée à agir sur un doigt de commande ( 39) dis- posé approximativement radialement (figures 7-8) à la couronne ( 34), n'est sollicitée par aucun courant et les orifices ( 31) et ( 36) sont dans un alignement parfait, de sorte que le fluide peut communiquer sans obstacle, d'un soufflet à l'autre Un ressort de rappel ( 40) maintient constamment la couronne d'obturation ( 34) avec le doigt de commande ( 39) quelle que soit la position de ce dernier Lorsque le chaussage est détecté, et l'électronique ( 41), mise sous tension, la bobine ( 38) est, elle aussi, mise sous tension; le doigt de commande ( 39) recule de la valeur "c" de sorte que la couronne ( 34) effectue une rotation selon la flèche ( 42) sous l'action du ressort de rappel ( 40) Cette rotation a pour conséquence de réduire la section de passage du fluide (figure 8) d'un soufflet à l'autre, et donc d'augmenter l'effort de retenue au déclenchement, celui-ci corres- pondant à un réglage de référence choisi Dans ce mode de réalisation comme dans le précédent, le système d'assistance permet d'obtenir avantageusement une régulation et un amortissement des efforts de déclenchements dus aux chocs qui Deuvent survenir lors de la pratique du ski. Selon un troisième mode de réalisation illustré à la figure 9, on dis- pose pour le déclenchement, de deux ressorts ( 43,44) travaillant en paral- lèle dans une butée de fixation selon l'invention o le système d'assis- 25225 1 4 tance est du type électro-mécanique Ainsi, le ressort principal ( 43) appuyant d'une part sur un piston ( 45) et d'autre part, sur le corps ( 46) de la butée par l'intermédiaire d'un fourreau ( 47), lui-méme en appui sur le bouchon de réglage, est monté en parallèle avec un ressort secondaire ( 44) Ce ressort ( 44) prend également appui sur le fond du piston ( 451 d'une part, et sur un piston secondaire ( 48) logé dans le fourreau ( 47) o il est commandé par un système à genouillère ( 49), d'autre part Un dispositif d'électro-aimant ( 50) est aménagé pour agir sur le système à genouillère selon l'intensité d'un courant produit par un circuit électro- 1 o nique ( 51) à partir de signaux émis par des capteurs ( 52,53) placés respec- tivement sur le serre-semelle et la plaque repose-pied de la butée Suivant l'intensité du courant traversant l'électro-aimant ( 50), le ressort secon- daire ( 44) est plus ou moins sollicité en fonction du déplacement du pis- ton secondaire ( 48) hors du fourreau (figure 10). Lors d'une panne du circuit électronique ( 51), la genouillère ( 49) est automatiquement repoussée par le ressort secondaire et revient en butée dans le fourreau On se retrouve alors avec un effort de retenue au déclenchement correspondant à des conditions de skiabilité minimales Dans ce type de construction, l'assistance par l'électronique reste proportionnelle aux valeurs de réglage du ressort principal. La figure Il représente un mode de réalisation selon l'invention dans lequel le système ( 54) d'assistance et de modulation du déclenchement est disposé non plus dans la butée ( 55) d'une fixation, mais dans la semelle ( 56) d'une chaussure destinée à coopérer avec ladite butée Pour ce faire, la butée ( 55) comporte un logement d'entraînement ( 57) prévu pour recevoir un doigt de commande ( 58) dont l'avancée dans ledit logement modifie la longueur du bras de levier d constitué par le point de contact dudit doigt et l'axe ( 59) de la butée D'autre part, cette avancée est commandée par un système à genouillère ( 60) aménagé dans la semelle de la chaussure, et sollicité par un ou plusieurs électro-aimants ( 61,61 ',61 ") recevant les signaux émis par des capteurs ( 62,63,64) situés dans le serre-semelle et la plaque repose-pied de la butée. La modification du bras de levier a pour conséquence de modifier les conditions de retenue des déclenchements latéraux Lorsque la chaussure ne détecte pas de butée à proximité, les bobines des électro-aimants ( 61,61 ', 61 ") ne sont pas excitées et le doigt de commande ( 58) est recule hors du logement ( 57) sous l'effet d'un ressort de rappel ( 65) Dans le cas o la chaussure détecte la présence de la butée (au chaussage), un calculateur électronique ( 66) commande l'avancée du doigt ( 58) par l'intermédiaire des électro-aimants ( 61,61 ',61 '1 Le bras de levier dl défini par la distance 252251 4 de l'axe ( 59) au doigt ( 58) diminue et devient dû On obtient de ce fait un effcrt de retenue au déclenchement correspondant i un réglage de réfé- rence choisi (figure 13). En présence d'efforts parasites, ceux-ci sont détectés Dar les capteurs ( 62,63,64) La présence de ces efforts est retransmise par des signaux au calculateur électronique qui renvoie un courant d'intensité diminué dans les bobines ( 61,61 ',61 ") des électro-aimants, et le ressort de rappel ( 65) ramène le doigt ( 58) en arrière, ce qui fait augmenter le bras de levier entre d 2 et dl et diminuer consécutivement l'effort de retenue au déclen- chement. En cas de défaillance du circuit électronique, le phénomène ci-dessus s'amplifie puisque les électro-aimants ne sont sollicités par plus aucun courant et le doigt de commande revient totalement en arrière sous l'im- pulsion du ressort de rappel ( 65) qui agit sur le système à genouillère. L'effort de retenue au déclenchement correspond alors au minimum skiable obtenu par l'effort de retenue du seul ressort de déclennchement principal ( 67) de la butée Les exemples décrits ci-dessus l'ont été avec des butées de fixations, mais l'invention est aussi applicable à des talonnières de fixations. 2 2522514 Revendications 1 Fixation de sécurité avec ressort de déclenchement couplé avec un second système mécanique, hydraulique ou pneumatique assisté d'un circuit électronique réagissant à des signaux donnés par au moins un capteur d'efforts situé entre la chaussure et ladite fixation, caractérisée en ce que, pour un réglage choisi, des moyens ( 14,22,49,60) destinés à moduler l'effort de retenue au déclenchement sont prévus au niveau de l'un au moins des systèmes mécanique, hydraulique, pneumatique et commandés par ledit circuit électronique lorsqu'il est sous tension de telle sorte que l'effort de retenue au déclenchement soit égal à la somme "ectorielle des efforts de retenue dudit système mécanique, hydraulique, pneumatique, tandis qu'en cas de panne dudit circuit électronique, le ressort de déclenchement principal ( 2,23,43,65) continue seul d'assurer la fonction de déclenche- ment. 2 Fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de modulation ( 14,22,49) de l'effort de retenue sont directement couplés avec le ressort de déclenchement principal de la fixation. 3 Fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens ( 60) de modulation de l'effort de retenue sont disposés dans la semelle de la chaussure et coopèrent avec k serre-semelle de la fixation. 4 Fixation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de modulation des efforts de retenue au déclenchement sont commandés par des électro-aimants.