Brevet FR2540001A1 — publié le 19840803

Surface à coefficient de frottement directionnel. La présente invention concerne une surface à coefficient, de frottement directionnel a savoir une surface dont le coefficient de frottement est élevé contre le glissement dans une direction et faible contre le glissement dans la direction opposée. Ce type de surfaces a surtout été étudié comme surface de glissement des skis de fond pour lesquels le coefficient de glissement doit etre faible dans le sens vers l'avant et élevé dans le sens vers l'arrière pour éviter le recul du ski. De telles surfaces qui presentent un coefficient de frottement tres élevé dans une direction peuvent être utilisées également dans les bandes transporteuses, les chaussures de sport et de sécurité et analogues. I1 est connu de réaliser de telles surfaces en les munissant d'aspérités présentant une pente douce selon la "direction de glissement "et une pente abrupte selon la-."direction denon-glissement". Un ski comportant une surface de ce type est décrit par exemple dans G.B-A-468.lO4 Dans ce brevet la surface de la semelle du ski présente des cavités pour réaaiser,deu dents d'enclenchement pour empêcher le ski de glisser vers l'arrière. Les cavités sont disposées de part et d'autre de la rainure centrale1 sous une disposition en arêtes de poisson avec la pointe dirigée vers l'avant, les faces inclinées formant un dièdre d'angle aigu dirige vers l'arrière pour que1 dans le mouvement de recul la neige soit concentrée vers la pointe du dièdre. On a également proposé dans ce brevet des aspérités de forme pyramidales. On a également proposé dans DE-A-870-. 369 de munir la surface inférieure du ski d'écailles de poisson. De très nombreux brevets ont proposé les formes les plus diverses pour les aspérités donnant notamment à la surface de la semelle d'un ski un coefficient de frottement directionnel et on a cherché également à réaliser entre la partie en pente douce vers l'avant et la parie en pente abrupte vers l'arrière, une partie transitoire parallèle à la surface du ski pour augmenter la surface d'appui et réduire le tassement de la neige dans le glissement dans la direction vers l'avant. Tous ces brevets utilisent des aspérités élémentaires de dimensions relativement grande et dont la largeur est d'au moins une dizaine de millimètres. De plus l'arrête arrière de l'élément est soit perpendiculaire à la direction d'avancement, au mieux en arc de cercle tangent à cette perpendiculaire, soit, dans GB-A-468,104 en V concave. Les inventeurs en étudiant les formes de l'art antérieur des surfaces à coefficient de frottement directionnel ont constaté que ces formes n'étaient pas optionnelles. Ils ont fait la supposition que la déformation élastique des arêtes d'appui qui, avec les formes proposées ont un développement relativement important, surtout lorsqu'il existe une surface de transition entre les deux parties en pente, empechait la surface de "mordre" sur la surface animée d'un glissement relatif. Ils ont donc imaginé de réaliser les aspérités sous la forme d'un tétraèdre très aplati dont l'arête avant est dans le plan de glissement et dont l'arête arrière est perpendicu laire à ce plan. Avec ce mode de réalisation et en supposant une déformation élastique des surfaces au contact pour que la force d'appui de l'élément animé d'un glissement relatif soit supportée par la surface à coefficient dé glissement directionnel, la surface de contact est un triangle avec po.inte dirigée vers l'arrière et la force de contact est la plus élevée au sommet correspondant à cette pointe. Dans le glissement vers l'avant, la base du triangle d'appui constitue un segment antérieur-au niveau duquel la "pression" par unité de surface, est la plus faible; cette "pression" augmente en direction arrière dans les limites imposées par l'élasticité des surfaces en contact. Elle trend à devenir maximale vers la pointe puisque la surface d'appui diminue; on obtint en pratique un effet dit de "plani-ng".Dans le glissement vers l'arrière on a un effet de coin, par suite des deux arêtes divergentes, de la force de frottement et de la pression plus grande à la pointe que sur l'arête de fuite. La forme des aspérités peut différer légèrement du tétraèdre et adopter par exemple une forme lancéolée avec les flancs latéraux aboutissant à la pointe en surface cylindrique à grand rayon de courbure. Les dimensions des tétraèdres sont aussi petites que permis par le procédé de fabrication de manière que leur nombre par unité de surface soit aussi grand que possible. Leur disposition peut être quelconque mais on adopte de préférence une forme imbriquée, la pointe de l'arête verticale d'un tétraèdre étant dans le plan axial du tétraèdre voisin situé en arrière et moins éloigne de la pointe de ce tétraèdre voisin que l'arête horizontale opposée de ce dernier. Avec ce mode de réalisation et lorsque les tétraèdres sont très serrés, on peut écarter les files de tétraèdres et/ou arrondis ou recouper la pointe concave avant entre tétraèdres des deux files voisines, cette partie qui se trouve en retrait ne participant pas en pratique à la surface de frottement. Selon une autre caractéristique les files de tétraèdres voisines sont décalées longitudinalement selon la direction transversale , la file centrale pouvant se trouver en avant ou en arrière des files latérales pour donner un effet directionnel à-un ski ou recentrer un objet déposé sur une bande convoyeuse. Les tétraèdres peuvent également être disposés en files selon différentes directions par exemple sur des semelles antidérapantes de chaussures de sécurité. L'invention est également applicable à des chaussures de sport pour faciliter les "glissades" tout en donnant un appui ferme au démarrage Les trois caractéristiques essentieiles de l'invention sont donc : la forme tétraédrique des aspérités, la petite dimension de ces aspérités donc leur grand nombre et la possibilité de varier l'alignement et la disposition réciproque des lignes des aspérités selon l'effet recherché. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description de divers exemples de réalisation,-faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : La figure 1 est uhe vue en plan et la figure 2 une vue en perspective etcoupepartiellt- d'unesurfa à coefficient de frottement directionnel selon un premier mode de réalisation, la figure 3 et la figure 4 et la figure 5 et la figuré 6 sont des vues correspondantes pour un deuxième et un troisième modes de réalisation, la figure 7 est une vue en plan-et la figure 8 une vue en perspective fragmentaire d'une semelle de ski munie d'une surface à coefficient de frotte ment directionnel conforme à l'invention et les figures 9 et 10 sont des vues correspondantes pour une surface de, bande transporteuse. Dans les dessins la flèche l-indique la direction à coefficient de frottement minimal c'est-à-dire la direction vers l'avant dans un ski et 2 la direction à coefficient de frottement maximal, c'est-à-dire la direction vers l'arrière dans un ski ou la direction de défilement d'une bande transporteuse. La référence 3 désigne la surface portant les aspérités lorsqu'elle est représentée. La référence 4 désigne l'arête du tétraèdre qui est sensiblement perpendiculaire à la surface 3 et 5 en pointillé l'arête du tétraèdre qui est dans le plan de la surface 3. Dans les figures 2, 4 et 6 le tétraèdre le plus en arrière a été représenté comme le premier d'une file, les suivants ont une hauteur de saillie constante, jusqu'à l'arête 5, par rapport à la surface supérieure 6 du tétraèdre situé immédiatement en arrière. Dans les figures 3 et 4 l'angle d'ouverture a des tétraèdres est plus petit et la surface triangulaire plane 7 qui subsiste au fond du dièdre concave est remplacée par une surface plane en secteur circulaire 8. Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6 l'angle a est plus grand et les tétraèdres sont plus courts de sorte qu'il ne subsiste plus de surface 8 et la paroi 9 au sommet du dièdre concave est sensiblement cylindrique et peut être perpendiculaire à la surface 6. Les faces 10 des tétraèdres sont représentées planes dans les figures 1 à 6 mais elles pourraient être à courbure convexe comme iliustré dans les figures 7 et 9, le tétraèdre prenant une forme lancéolée. Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8 dans lequel l'invention est appliquée à la semelle d'un ski et pour accroître l'effet directif assuré par les files de tétraèdres qui laissent entre elles un canal en creux délimité par les faces 10, on peut disposer les alignements des sommets des arêtes 4 des tétraèdres de façon à ce qu'ils forment un angle P concave vers l'avant, les tétraèdres sur la ligne axiale 12 étant en arrière par rapport à ceux voisins des bords 13 du ski. Dans le mode de réalisation des figures 9 et a qui concerne une bande transporteuse se déplaçant selon la direction 2, l'angle y est concave vers l'aval de la bande cest-2-dire que les tétraèdres sur la ligne axiale 14 de la bande sont en arrière, selon la direction de défilement de la bande, par rapport à ceux voisins ds bords 15 de la bande. Cette disposition a tendance à ramener vers le centre les objets déposés sur la bande transporteuse. Revendications 1. Une surface à coefficient de frottement directionnel du type comportant des aspérités présentant une pente douce selon la direction de glissement et une pente abrupte selon la direction de non-glissement, caractérisée en ce que chaque aspérité est constituée sensiblement par un tétraèdre très aplati dont l'arête avant 5 selon la direction de glissement est dans le plan de glissement et dont l'arête arrière 4 est perpendiculaire à ce plan. 2. Une surface à coefficient de frottement directionnel selon la revendication 1, caractériséeen ce que les tétraèdres sont déformés suivant une forme lancéolée,les flancs latéraux 11 aboutissant à la pointe 4 étant en surface cylindrique à grand rayon de courbure. 3. Une surface à coefficient de frottement directionnel selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les aspéritéssde forme générale en tétraèdre aplati sont imbriquées selon une file, la pointe de l'arête verticale 4 d'un tétraèdre étant dans le plan axial du tétraèdre voisin situé en arrière et moins éloignée de la pointe 4 de ce tétraèdre voisin que l'arete horizontale opposée 5 de ce dernier. 4. Une surface à coefficient de frottement directionnel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce queeles files:de tétraèdres voisines sont décalées longitudinalement selon la direction transversale, la file centrale pouvant se trouver en avant ou en arrière des files latérales.