Brevet FR2531342A1 — publié le 19840210

La présente invention a pour objet une butée avant de sécurité pour ski. Les fixations de sécurité modernes sont constituées généralement de deux éléments destinés à retenir la chaussure sur le ski; la butée avant qui coopère avec la pointe de la chaussure et la talonnière qui coopère avec le talon de la chaussure. La butée avant permet l'échappement latéral de la chaussure lors- qu'un effort de torsion excessif apparaft sur la jambe du skieur; la talonnière autorise l'échappement vertical du talon lorsque la jambe est soumise à un effort excessif de flexion vers l'avant. On connait également, par exemple par le brevet DE, 2 63 8 _, des butées avant permettant un échappement vertical de la pointe de la chaussure lorsque le skieur est soumis à une chute vers l'arrière. Par ailleurs il a été proposé des butées avant dans lesquelles la mtchoire de retenue de la pointe de la chaussure peut non seulement pivoter pour libérer la chaussure latéralement mais peut également se déplacer vers l'avant en cas de poussée longitudinale exercée par la chaussure C'est ainsi que, dans la butée avant décrite dans la demande de brevet FR 2 395 046 la m&choire est montée coulissante sur le corps de la butée avant Le système de verrouillage en rotation du corps de butée sur son axe comprend un piston applique élastiquenent contre un méplat formé sur l'axe; sous une poussée axiale élevée la mâchoire avance et repousse le piston, le décollant du méplat; le corps de butée -peut alors tourner librement sur son axe Grace à cet agencement les frottements parasitaires générés par la poussée axiale entre la chaussure et la butée avant sont compensés automatiquenent, la dureté d'ouverture de la butée étant maintenue à un niveau pratiquement constant. L'invention a pour objet une butée avant qui permette à la fois un déclenchement en chute arrière et une compensation des frottements parasitaires dus à une poussée axiale, tout en étant de construction relativement simple et légère, d'un prix de revient peu élevé et d'un fonctiornnement fiable. A cet effet la butée avant selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte: une plaque de base destinée a ttre fixée sur la face supérieure du ski et qui porte une pièce de verrouillage approximativement verticale pourvue d'un moyen de verrouillage tourné vers la pointe du ski, un corps articulé sur la plaque de base autour d'un axe transversal une mâchoire de retenue de la pointe de la chaussure, qui est guidée dans un logement du corps avec possibilité de se déplacer en rota- tion et en translation vers l'avant deux éléments d'appui solidaires de la mrchoire et tournés le premier vers la pointe et le second vers le talon du ski un piston mobile dans le corps parallèlement à l'axe longitudi- nal du ski un organe élastique logé dans le corps et agencé pour exercer sur le piston une sollicitation dirigée vers le talon du ski de telle manière qu'il soit appliqué élastiquement par sa face arrière contre ledit premier élément d'appui et que le second élément d'appui soit appliqué élastiquement contre le moyen de verrouillage. De manière simple le verrouillage du corps sur le ski est réalisé au moyen d'lne rampe coopérant avec une tige ou un rouleau rotatif trans- versal. Par ailleurs le piston peut coopérer avec la m 2 choire par l'inter- médiaire de Faces d'appui planes ou au moyen d'un rouleau vertical s'enga- geant dans un logement en V (dièdre). L'invention sera mieux comprise et ses particularités et avantages mis en lumière gr 9 ce à la description qui va maintenant ttre faite en se référant aux dessins annexés. -la figure 1 est une vue de face d'un exemple de réalisation de butée avant conforme à l'invention la figure 2 est une vue de face de la même butée avant, coupée par le plan vertical II-I de la figure 3; la figure 3 est une vue de dessus coupée par le plan brisé III-III de la figure P; les figures 4 et 5 sont des vues de détail respectivement en vue de face et en vue de gauche de la pièce de verrouillage portée par la plaque de base; la figure 6 est une vue analogue à la figure 3 montrant un déclenchement en torsion; la figure 7 est une vue partielle, analogue à la figure 3 montrant la butée avant soumise à un effort de poussée longitudinale; la figure 8 est une -ue analogue à la figure 2 montrant un déclen- chement en chute arrière; la figure 9 est une vue de dessus partielle, en section selon le plan IX-IX de la figure 8; la figure 10 est une vue de dessus partielle coupée, analogue à la figure 3 d'une première variante de la butée avant des figures 1 à 9; la figure 11 est une vue analogue à la figure 10, montrant un déclenchement en torsion; la figure 12 est une vue face coupée, analogue à la figure 2, d'une seconde variante de la butte avant des figures 1 à 9. La butée avant des figures 1 à 9 comprend une plaque de base 1 fixée sur la face supérieure du ski S par des vis (non représentées). La pointe du ski est située sur la gauche des figures, A sa partie avant la plaque de base 1 est pourvue d'une paire de joues latérales 2 s'étendant verticalement et supportant un axe trans- versal 3 immobilisé en translation par rivetage de ses extrémités Le corps 4 de la butée avant est articulé autour de l'axe 3, entre les joues 2. Dans sa zone centrale la plaque 1 porlte une pièce de verrouillage 5 approximativement verticale; la pièce 5 peut être fixée à la plaque 1 par tout moyen approprié tel que soudage ou rivetage, ou former partie intégrante de celle-ci La pièce 5 est pourvue d'un moyen de verrouil- lage constitué par une rampe 6 tournée vers l'avant du ski et inclinée de bas en haut lorsqu'on se dirige vers l'avant Les bords latéraux 5 a, 5 b de la pièce 5 ont une configuration cylindrique Dans l'exemple représenté la rampe 6 est une surface plane; la ligne d'intersection de cette surface avec les bords cylindriques de la pièce 5 est par conséquent une éllipse dont la largeur "a" diminue du bas vers le haut, La pièce 5 pénètre à l'intérieur du corps 4 à travers une ouver- ture 7 ménagée dans le dessous de celui-ci L'ouverture 7 est dimension-. née de manière à ce que la pièce 5 ne contrarie pas le pivotenent du corps 4 autour de l'axe 3. La butte avant comporte une m 2 choire 8 de retenue de la pointe de la chaussure (non représentée) La m 9 choire comprend une paire de bras latéraux 9 avantageusement munis de garnitures antifriction 10 La m 9 choire 8 est pourvue éventuellement de moyens de réglage en hauteur et en largeur des bras 9 de manière à ce que ceux-ci enserrent convena- 2-531342 blement la partie avant de la chaussure (tige ou semelle) Ces moyens de réglage, bien connus n'ont pas été représentés dans un souci de simpli- fication Par ailleurs la plaque de base 1 est pourvue d'une plaque de glissement 11 destinée, comme bien connu également à supporter le des- sous de la partie avant de a semelles Dans le corps 4 est ménagé un logement 12 qui présente des parois inférieure 12 a et supérieure 12 b horizontales et qui débouche vers l'ar- rière du ski. La partie de la m 9 choire 8 située en avant des bras 9 possède une épaisseur égale à la hauteur du logement 12 Cette partie est dis- posée à l'intérieur du logement 12 et y est guidée par les parois hori- zontales 12 a, 12 b; elle présente une ouverture centrale approximative- ment rectangulaire qui entoure la pièce d'accrochage 5 L'ouverture 13 possède une dimension longitudinale supérieure à celle de la pièce 5 et une dimension transversale égale (A un jeu fonctionnel près) au diamètre de la partie cylindrique de la pièce 5 A la partie avant de l'ouverture 13 est disposée une tige transversale 14 qui a été solidarisée & la m 9 choire 8 par rivetage de ses extrémités. La m 9 choire 9 présente une face frontale antérieure plane 15. Dans la partie avant du cor'ps 4 est creusé un alésage cylindrique 16 parallèle à l'axe longitudinal du ski A l'avant cet alésage est fermé par un bouchon fileté 17, tandis qu'à l'arrière il communique avec le logerient 12 Un piston 18 en forme de douille cylindrique est monté à coulissenent dans l'alésage 16 Un ressort de compression hélicoldal 19 prenant appui contre le bouchon 17 agit contre le piston pour le dépla- cer vers l'arrière de manière à l'appliquer par sa Lace 20 contre la face frontale de la m 9 choire 8 A son tour cette dernière est sollicitée vers l'arrière et la tige transversale 14 est appliquée contre la rampe 6 de la pièce de verrouillage 5. Cette butée avant fonctionne comme suit: Dans des conditions normales de ski la mâchoire occupe la position des figures 2 et 3 et maintient la pointe de la chaussure centrée sur le ski. Lorsqu'un effort de torsion agit sur la jambe du skieur, la chaussure exerce contre l'un des bras 9 une force horizontale transver- sale F(H) tendant à faire basculer latéralement la mâchoire 8 Si la force F (H) est suffisamment élevée, la mftchoire bascule effectivement dans son logement 12 m dans un plan horizontal Durant ce mouvement, illustré à la figure 6, la tige 14 prend appui contre l'un des bords de la rampe 6, tandis que la face 15, par l'une de ses arttes, repousse le piston 18 à l'intérieur de son alésage 16 en comprimant le ressort 19. Si l'effort F(H) est suffisamment important et dure suffisamment longtemps pour constituer un danger de lésion de la jambe, la mâchoire 8 bascule d'un angle tel qu'elle laisse échapper latéralaement la pointe de la chaussure; dans le cas contraire le piston 18 rappelle la mâchoire dans sa position normale de la figure 3, ce qui provoque le recentrage de la chaussure sur le ski. En cours de ski il arrive fréquemment que la m 9 choire de la butée avant soit soumise de la part de la pointe de la chaussure à des poussées longitudinales dirigées vers l'avant Ces poussées apparaissent en parti- culier en cas de déséquilibre du skieur vers l'avant (qui provoque une sollicitation à l'ouverture de la talonnière), en cas de flexion accentuée du skci (au cours de laquelle la chaussure est eomprimée entre la talon- nière et la butée-avant) ou en cas de décélération brutale de ski(par suite par exemple de l'arrivée du ski dans de la neige fratche non damée), La poussée longitudinale génè&re des frottements parasitaires qui se situent d'une part entre la pointe de la chaussure et les bras de la butée avant, d'autre part entre le dessous de la semelle et la plaque de glissement. Dans la butée avant selon l'invention, une poussée longitudinale relativement élevée F(L) provoque un déplacement de la m 2 choire 8 vers l'avant Dans ce mouvement sa face frontale 15 repousse le piston 18 dans son alésage, en comprimant le ressort 19, tandis que la tige 14 est décollée de la rampe 6 d'une distance "e' (proportionnelle à F(L) on voit qu'à partir de la position de la figure 7, qui illustre cette situa- tion, la mtchoire 8 est libre de basculer latéralement d'un c 8 té ou de l'autre de l'axe du ski, jusqu'à ce que la tige 14 vienne rencontrer un bord de la rampe 6 (position de la figure 6), Grace à cette liberté de basculement les frottements parasitaires dont il est fait état plus haut sont en quelque sorte compensés et la butée avant a une dureté de déclenchement en torsion pratiquement constante. Les figures 8 et 9 illustrent la situation de chute du skieur vers l'arrière Dans cette situation le rebord de la semelle de la partie antérieure de la chaussure exerce sous les bras 9 une force F(V) verti- cale, di-tiée vers le haut Si cette force est suffisamment élevée, le corps 4 se soulève en pivotant autour de l'axe 3 Durant ce soulèvement la tige 14 parcourt la rampe 6 et provoque le coulissement de la mâchoire 8 à l'intérieur du corps 4 vers la pointe du ski, comprimant le res- sort 19 La m 9 choire décrit donc un double mouvement de pivotement vers le haut et de translation vers l'avant ce qui permet une libération - particulièremenlt douce et sere de la pointe de la chaussure Il est possible de prévoir une butée d' arrlt limitant le soulèvenent du corps pour empêcher qu'en fin de course la tige 14 ne quitte la pièce de ver- rouillage 5. Du fait aue la largeur "a" de la rampe 6 est décroissante de bas en haut, la ligne de contact entre la tige 14 et cette rampe est plus courte lorsque la mtchoire est ern positi-on soulevée (figure 9) qu'en position normale (figure 3) Il en résulte que le couple de retenue en torsion de la mâchoire est plus faible lorsque celle-ci est soulevée que lorsqu'elle est en position nonnale Ainsi onr obtient égalem Lent en cas de chute combinée arrière-torsion une dureté de déclenchement eu torsion pratiquement constante, les frottements parasitaires localisés entre la senelle et le dessous des bras de la mechoire étant compeasés par la diminution du bras de levier "a" Ce résultat est réalisé Également dans tous les autres cas o la seaelle est pincée trop fortement par les bras de la m 1 choire, notamment en cas d'erreur d'ajustage de celle-ci en hau- teur ou de présence d'tue couche de neige sous la senelle. Il faut noter que même en cas de soulèvement de la michoire, dé à l'une des causes qui viennent d'être énoncées, celle-ci est maintenue parfaitenenlt centrée sur le ski, la coopération entre le piston 18 et la face plane 15 d'une part et entre l 9 ige 14 et la rampe 6 d'autre part étant conservées; il n'apparat donc aucun flottement de la pointe de la chaussure dans la butée avant, ce qui est essentiel pour permettre une bonne conduite des skis. Dans la Pr mtière variante des figures 10 et 11, le piston 18 possède une face arrière 21 en forme de dièdre à plans verticaux et à fond arrondi tane's que la mechoire 8 est pourvue sur sa face avant d'un rouleau vertical 22 libre en rotation Le ressort 19 sollicite le piston 18 de manière à appliquer le fond du dièdre 21 contre le rouleau 22 et, comme dans la réalisation précédenrte, la tige 14 contre la rampe 6. En cas d'apparition d'un effort transversal élevé F(H) la m 9 choire 8 bascule latéralement comme représenté à la figure 11, Au cours de ce mouvement la tige 14 prend appui contre l'un des bords de la rampe 6 tandis que le rouleau 22, qui tend à ressortir du dièdre 21, repousse le piston 18 en comprimant le ressort 19. Sous une poussée longitudinale F(L) et sous un effort vertical F(V) le comportement de cette variante est identique à celui de la forme de réalisation précédente. Dans, la seconde variante de la figure 12 la pièce de verrouillage 23 a la forme d'une chape verticale portant un rouleau transversal 24 libre en rotation; ce dernier est en appui contre une rampe inclinée 25 formée ou rapportée sur la mâchoire 8 En cas de chute arrière (non illustrée) le rouleau 24 agit contre la rampe 25 pour repousser la m 2- choire 8 vers l'avant et comprimer le ressort 19 La rampe 25 a de préférence une largeur décroissante du haut vers le bas de sorte que, comme dans la forme de réalisation des úigures 1 à 9, la dureté propre de déclenchement en torsion diminue au fur et à mesure du soulèvement de la m 9 choire En cas de torsion et sous poussée longitudinale, cette variante -fonctionne de la même manière que la forme de réalisation des figures 1 à 9. Il est possible sans sortir du cadre de l'invention, de prévoir diverses modifications aux formes de réalisation qui viennent d'tre décrites à simple titre d'exemple C'est ainsi que la tige transversale 14 pourrait ttre remplacée par un rouleau rotatif de manière à diminuer les frottements internes de la butée Par ailleurs la rampe commandant le déclenchement en chute arrière n' est pas nécessairement plane; on pourrait prévoir une surface réglée courbe. Dans la variante des figures 10, 11 il serait possible de monter le rouleau 22 sur le piston 18 et de réaliser le logement dièdre 21 sur la face frontale de la m 9 choire 9. Les divers bras de levier régissant les déclenchements en tor- sion et en chute arrière sont déterminés de telle manière que la force F(H) de déclenchement en torsion soit environ 5 ou 6 fois moindre que la force F(V) de déclenchement en chute arrière; des essais sur piste ont montré en effet que ce rapport des duretés permettait de skier en toute sécurité, sans déclenchements intempestifs, Bien entendu il est possible de modifier ces duretés de déclenchement en fonction de la morphologie du skieur par manoeuvre du bouchon de réglage 17. Bien que la fixation de sécurité qui vient d'être décrite ait été conçue pour retenir la pointe de la chaussure, on pourrait envisa- ger de l'utiliser comme talonnière à déclenchements en chute avant et torsion; pour cela il suffirait de remplacer la m 9 choire par un organe agrippe-talon de forme appropriée. REVENDICATIONS 1 Butée avant de sécurité pour ski, caractérisé en ce qu'elle com- prend: une plaque de base ( 1) destinée à tre fixée sur la face supérieure du ski et qui porte une pièce de verrouillage ( 5; 23) approximative- ment verticale, pourvue d'un moyen de verrouillage ( 6; 24) tourné vers la pointe du ski, un corps ( 4) articulé sur la plaque de base autour d'un axe trans- versal ( 3), une m 9 choire ( 8) de reternue de la pointe de la chaussure, qui est graidée dans ml logement ( 12) du corps ( 4) avec possibilité de se dé- placer en rotation et en translation vers l'avant, deux élémenlts d'appui ( 15,22; 14,25) solidaires de la m 9 choire ( 8) et tournés le premier ( 15, 22) vers la pointe et le second ( 14,25) vers le talon du ski, un piston ( 18) mobile dans le corps ( 4) parallèlement à l'axe longitudinal du ski, un organe élastique ( 19) logé dans le corps ( 4) et agencé pour exercer sur le piston ( 18) une sollicitation dirigée vers le talon du ski de telle manière qu'il soit appliqué élastiquement par sa face arrière ( 20; 21) contre ledit premier élément d'appui ( 15,22) et que le second élément d'appui ( 14, 25) soit appliqué élastique- ment contre le moyen de verrouillage ( 6, 24) 2 Butée avant selon la revendication 1 caractérisée en ce que la machoire ( 8) présente une ouverture centrale ( 13) qui entoure la pièce de verrouillage ( 5) et dont la fonae approximativement rectan- gulaire autorise la translation de la m Cchoire ( 8) vers l'avant et son basculement latéral par rapport A la pièce ( 5). 3 Butée avant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de verrouillage est une rampe ( 6) qui coopère avec un élément d'appui ( 14) en forme de tige ou de rouleau trans- versal. 4 Butée avant selon la revendication 3, caractérisée en ce que la rampe ( 6) a une largeur "a" décroissante du bas vers le haut Butte avant selon la revendication 4, caractérisée en ce que la rampe ( 6) est plane. 6 Butte avant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce aue le moyen de verrouillage est un rouleau transversal ( 24) qui coopère avec un élément d'appui ( 25) en forme de rampe. 7 Butée avant selon la revendication 6: caractérisée en ce que la rampe ( 25) a une largeur décroissante du haut vers le bas. 8 $ Butée avant selon la revendication 7 caractérisée en ce que la rampe ( 25) est plane. 9 Butée avant selon l'une des revendications précédentes, caractéri- sée en ce que le premner élément d'appui ( 15) est constitué par la face frontale plane de la m 9 choire ( 8), laquelle est agencée pour coopérer avec la Face arrière égalenmt plane ( 20) ldu piston ( 18). Butée avant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le premier élément d'appui ( 22) est un rouleau d'axe verti- cal, libre en rotation,lequel est agencé pour coopérer avec la face arrière ( 21) en Forme de dièdre dul pston ( 18).