Brevet FR2593358A1 — publié le 19870731

FIXATION DE LA POINTE D'UNE CHAUSSURE DE SKI La présente invention se rapporte à une fixation de la pointe d'une chaussure de ski montée sur une planche de ski pour maintenir la pointe de la chaussure. On connaît bien une fixation de la pointe d'une chaussure du type dit a dégagement ou de sécurité, qui comporte typiquement une paire d'éléments de maintien poussés par un moyen formant ressort pour venir au contact de la pointe de la chaussure. Lorsque la jambe du skieur est soumise a un choc,ou a une force,latéral dirigé vers l'extérieur de la planche de ski, l'élément de maintien tourne autour de son axe en agissant contre la force du ressort de façon que la pointe de la chaussure puisse se déplacer dans la direction latérale, absorbant ainsi la force latérale appliquée a la jambe. La force est transmise, par l'intermédiaire de la pointe de la chaussure, a l'élément de maintien sous forme d'un couple.Si le couple transmis a l'élément de maintien dépasse une valeur critiqueS prédéterminée par réglage de la force du ressort, l'élément de maintien est entraîné en rotation, contre la force du ressort, jusqu'a un point où la pointe de la chaussure s'en dégage. On détermine le couple critique de façon a éviter de blesser la jambe du skieur. De ce point de vue toutefois, un problème important est une résistante de frottement qui se produit entre la semelle de la chaussure et la planche du ski lorsqu'une force dirigée vers le bas, égale ou même supérieure au poids du skieur, est appliquée sur la planche du ski, cette charge étant concentrée sur la portion de la pointe du fait de la position penchee en avant du skieur. Le frottement agit comme résistance au déplacement latéral de la pointe de la chaussure. Par conséquent la pointe de la chaussure ne se dégage que si la force appliquée à la jambe dépasse la force résultante du ressort et de la résistance de frottement, ce qui se traduit par une augmentation du risque pour la jambe. Pour l'éviter, une fixation conventionnelle de la pointe comporte ce que l'on appelle une plaque antifriction qui supporte la semelle de la chaussure et qui se fixe solidement à la planche de ski. Cette plaque présente une surface supérieure glissante de faible coefficient de frottement et elle est typiquement constituée de polytétrafluoroéthylène (ci-dessous désigné "PTFE") connu sous la marque commerciale Teflon. Le PTFE a effectivement un coefficient de frottement remarquablement bas mais facilement compromis par de la boue ou de la neige à demi fondue adhérente à la semelle de la chaussure. Lorsque la surface supérieure de la plaque de PTFE est endommagée par des rayures, son coefficient de frottement s'accroît significativement. Une autre proposition pour réduire la résistance de frottement a eté faite et elle est par exemple décrite dans la publication de brevets japonais N' 51-1180 et N" 52-21923 ou le dispositif antifriction utilise une pluralité de roulements à billes, au lieu de la plaque de glissement, pour assurer le déplacement latéral de la pointe de la chaussure. La proposition est basee sur le fait qu'un coefficient de frottement de roulement est de beaucoup inferieur au coefficient de frottement de glissement. Dans une tel dispositif antifriction, toutefois, les roulements à billes supportent un disque tournant ou une courroie sans fin qui, à son tour, porte la semelle de la chaussure.Par conséquent, il faut un nombre relativement élevé de roulements billes, ce qui implique une structure compliquée et un coût considérablement augmenté. La structure com pliquée et délicate n'est pas souhaitable du fait que la fixation de la pointe est habituellement soumise à des conditions ambiantes sévères. Par conséquent, un but de la présente invention est d'apporter une fixation de la pointe d'une chaussure de ski comportant un dispositif antifriction qui permette à la pointe de la chaussure de se déplacer dans la direction latérale avec un frottement minimum et qui soit de structure simple et de fonctionnement fiable. Conformément a la présente invention, un dispostif antifriction comporte au moins deux rouleaux qui supportent directement le poids d'un skieur sur la planche de ski et peuvent rouler dans la direction latérale, les rouleaux étant retenus en position relative par une plaque de retenue. Une plaque de base est solidarisée avec la planche de ski et présente un guide pour permettre à la plaque de retenue de se déplacer dans la direction latérale sous l'effet du roulement des rouleaux. Le dispositif comporte en outre un moyen pour pousser normalement la plaque de retenue dans sa position centrale et pour, lors d'un déplacement latéral de la pointe de chaussure, libérer la plaque de retenue de sa position centrale. De préférence, le moyen pour pousser et liberer la plaque de retenue comporte un moyen,formant ressort, de fixation de la pointe, un montant fixe à une extrémité du ressort et pouvant se déplacer le long de l'axe longitudinal de la planche de ski sous l'effet du déplacement latéral de la pointe de chaussure un logement prévu dans la plaque de retenue et presentant une section de contact, et une biellette fixee,à son extrémité avant, au montant. L'extrémité arrière de la biellette stetend dans le logement pour venir au contact avec la section. de contact lorsque le montant se trouve dans sa position normale. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à partir de sa description detaillee qui suit, prise en liaison avec les dessins joints sur lesquels la figure 1 est une. vue en plan, partiellement en coupe, représentant une fixation de la pointe d'une chaussure de ski conformément à une realisation de l'invention, avec un dispositif antifriction, en position centrale ; la figure 2 est une vue semblable a la figure 1 représentant une opération de la fixation de la pointe et du dispositif antifriction ; la figure 3 est une vue en coupe prise selon la ligne III III de la figure 1 ; la figure 4 est une coupe longitudinale prise selon la ligne IV-IV de la figure 1 ; et la figure 5 est un graphique montrant des résultats d'essai. En se reportant aux figures 1 à 4 du dessin, une fixation de la pointe d'une chaussure de ski conforme à une realisation de la présente invention comporte un carter creux 10 prévu pour être monté de façon fixe sur une planche de ski 12 par tout moyen convenable comme des vis. Une paire d'éléments de maintien 14-14 sont reliés, avec possibilité de pivotement, au carter 10 par des goupilles 16-16, respectivement, pour maintenir en position une pointe de chaussure 18. Une extrémité à l'intérieur 20 de chaque élément de maintien vient au contact d'une portée à ressort 22 sous forme d'un montant vertical porté dans le carter 10 pouvant coulisser le long de l'axe longitudinal de la planche de ski 12 et auquel est fixée une extrémité arrière d'un ressort de traction 24.Le ressort 24 s'étend vers l'avant près de la paroi de l'extrémité avant du carter 10 dans laquelle est visséeune vis (non représentée) pour fixer l'extrémité avant du ressort 24, en tirant le montant 22 vers l'avant. De cette façon la charge de traction du ressort peut se régler au moyen de la vis. Lorsqu'une force ou un choc latéral dirigé vers l'extérieur de la planche de ski 12 s'applique à la pointe de la chaussure 18, l'élément de maintien 14, qui est au contact de la pointe de la chaussure, tourne autour de la goupille 16, son extrémité intérieure 20 venant déplacer le montant 22 vers l'arrière en agissant contre le ressort 24, permettant ainsi un déplacement latéral de la pointe de la chaussure pour absorber cette force. Lorsque la force disparaît, la pointe de la chaussure 18 revient à sa position normale comme représenté sur la figure 1 sous l'action des éléments de maintien 14. Toutefois, si le couple appli qué à l'élément de maintien 14 à travers la pointe de la chaussure 18 est supérieur à une valeur critique prédéterminée par le réglage de la charge de traction du ressort 24, l'élément de maintien 14 se déplace jusqu a une position de dégagement dans laquelle la pointe de la chaussure se dégage de la fixation pour éviter de blesser la jambe du skieur. La fixation de la pointe présentant la structure et la fonction décrites ci-dessus est bien connue. Une plaque de base 26 est fixée à la surface inférieure du carter 10 et s'étend dans la direction axiale de la planche de ski 12 comme on le voit sur la figure 4. La plaque de base 26 s'étend au-delà de l'extrémité arrière 28 du carter 10 et le bord arrière de la plaque de base 26 est replié vers le haut puis vers l'avant pour former un guide 30 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de la planche de ski 12. Un guide semblable 32 est venu de forme à l'extrémité arrière du carter 10. Entre ces guides 30 et 32 est disposée une plaque de retenue 34 qui présente à son extrémité avant et à son extrémité arriere des rebords 34a et 34b à paroi mince qui se logent dans les guides 30 et 32, respectivement, de façon à permettre à la plaque de retenue 34 de glisser dans la direction latérale, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la planche du ski 12. La plaque de retenue 34 est prévue avec, dans cette realisation, deux encoches 36 espacées l'une de l'autre et s'étendant chacune dans la direction axiale du ski. Un rouleau ou un roulement à aiguilles 38 est logé, avec possibilité de rotation, dans chaque encoche 36, l'axe de rotation du rouleau étant parallèle à l'axe du ski. Ces rouleaux 38 sont prevus pour recevoir le poids du skieur et pour rouler sur la plaque de base 26. Dans ce but on détermine le diamètre du rouleau 38 de façon que le rouleau 38 dépasse partiellement hors à la fois de la surface supérieure et de la surface inférieure de la plaque de retenue 34 lorsque le poids du skieur s'applique sur le rouleau par l'intermédiaire de la semelle de chaussure.En particulier le diamètre doit être assez grand pour éviter que la semelle de la chaussure ne vienne toucher la surface supérieure de la plaque de retenue 34 même si on utilise un matériau relativement mou pour la semelle. Les rouleaux 38 et la plaque de base 26 sont constitués d'un matériau raide et, dans cette réalisation particuliere, les rouleaux sont constitués de résine de polyacétal tandis que la plaque de base est fabriquée en acier inoxydable. La plaque de retenue 34 peut être fabriquée en tout materiau désiré de faible prix et elle sert à retenir les rouleaux 38 dans leur position relative. Dans la surface inférieure de la plaque de retenue 34 est prévu un logement ou évidement 40 qui, dans la réalisation représentée, présente une forme sensiblement triangulaire s'étendant vers l'arrière depuis son sommet 42, le logement 40 étant disposé entre les encoches 36, le sommet 42 étant normalement place sur l'axe longitudinal de la planche de ski 12. Une biellette 44 présente, a son extrémité arrière, une saillie 46 qui vient au contact du sommet 42 du logement 40 dans la position normale de la plaque de retenue 34 dans laquelle ce sommet 42 est placé sur l'axe du ski. La biellette 44 s'étend vers l'avant dans le carter 10 et elle est fixée, à son extrémité avant, au montant 22, de sorte que la biellette est tirée vers l'avant, en même temps que le montant 22, par le ressort de traction 24.De préférence, l'extrémité avant de la biellette 44 comporte une tête 48 de forme sensiblement triangulaire qui vient se loger dans un décrochement correspondant 50 prévu dans la surface inférieure du carter 10 lorsque la biellette 44 se trouve dans sa position normale, le plus en avant. La tête 48 et le décrochement 50 sont conçus de façon à garantir que la biellette 44 s'étend normalement selon l'axe du ski. Le logement 40 peut avoir toute forme désirée dans la mesure ou il comporte une zone plus étroite à son extrémité avant pour venir au contact de la saillie 44 et une portion arrière élargie latéralement pour libérer le contact lorque la biellette 44 se déplace vers l'arrière, dans le cas ou le ressort de la fixation est un ressort de traction 24. Si on utilise un ressort de compression, le logement doit présenter une extrémité arrière étroite et une portion avant élargie. On va maintenant décrire, en se référant aux figures 1 et 2, le fonctionnement de la fixation de la pointe ci-dessus. Supposons que la chaussure de ski soit montée sur la planche de ski 12 et que la pointe de chaussure 18 soit maintenue en position par les éléments de maintien 14, la chaussure étant alignée avec l'axe du ski comme représenté sur la figure 1, et la plaque de la retenue 34 étant maintenue en position et ne pouvant pas se déplacer dans la direction latérale du fait du contact entre le sommet 42 du logement 40 et la saillie 46 de la biellette 44. Si un choc,ou une force, latéral est appliqué sur la pointe de la chaussure 18, il provoque la rotation de la chaussure autour de sa portion de talon fixée par une fixation de talon (non représentée).La pointe de la chaussure 18 doit alors se déplacer vers l'extérieur du ski tout en faisant tourner l'élément de maintien correspondant 14 autour de la goupille 16 de sorte que le montant 22, qui est au contact de l'extrémité intérieure 20 de l'élément de maintien, se déplace vers l'arrière en agissant contre le ressort de traction 24. La biellette 44 fixée au montant 22 se déplace également vers l'arrière, la saillie 46 n'étant plus au contact du sommet 42 du logement 40. Ceci signifie que la plaque de retenue 34 est libérée de ce qui la maintenait sur l'axe du ski.Par conséquent, les rouleaux 38, loges dans les encoches 36 de la plaque 34 et sur lesquels le poids du skieur s'appli- que par l'intermédiaire de la semelle de la chaussure, peuvent rouler sur la plaque de base 26 pour que la pointe de la chaussure 18 continue a s'écarter de l'axe du ski, selon l'importance de la force latérale. Au cours de ce mouvement de roulement des rouleaux 38, la plaque de retenue 34 glisse le long des guides 30 et 32, ce qui se traduit par le fait que la biellette 44 s'incline par rapport à l'axe du ski au fur et à mesurequelasaillie 46 glisse sur le côté du logement triangulaire 40 comme représenté sur la figure 2 Une fois disparue la force latérale, le montant 22 revient à sa position normale, le plus en avant, sous l'action de la force de traction du ressort 24, pour deplacer alors la biellette 44 vers l'avant jusqu'à ce que la saillie 46 vienne au contact du sommet 42 du logement 40 et jusqu'à ce que la tête 48 vienne se loger dans le décrochement 50. Par conséquent la plaque de retenue 34, ainsi que les rouleaux 38, reviennent à leur position normale dans laquelle le sommet 42 se trouve sur l'axe du ski.La tête 48 collabore avec le décrochement 50 pour garantir que la plaque de retenue revient exactement à sa position normale. La force latérale est transmise à l'élément de maintien 14 sous forme d'un couple. Ce couple, toutefois, n'est pas égal à la force latérale du fait de la résistance de frottement qui se produit entre la semelle de la chaussure et la planche du ski et qui agit comme résistance contre le déplacement latéral de la pointe de la chaussure, comme on en a discuté ci-dessus. Dans la présente invention, du fait que la semelle de la chaussure est supportée sur les rouleaux 38 qui roulent sur la plaque de base 26, le frottement est beaucoup plus faible par comparaison au type conventionnel dans lequel la semelle de la chaussure est supportée au contact d'un élément qui est en un matériau à faible résistance de frottement comme le PTFE. Ceci peut s'expliquer par le fait qu'un frottement de roulement est, de façon générale, inférieur à un frottement de glissement.Par conséquent la force latérale est transmise à l'élément de maintien 14 avec le minimum de frottement et la fixation peut agir pour refléter la force latérale aussi exactement que possible. La figure 5 est un graphique représentant une relation entre la force latérale appliquée à la pointe de la chaussure et son déplacement qui en résulte, graphique sur lequel les courbes supérieures correspondent à un processus de dégagement dans lequel la pointe de la chaussure s'écarte de l'axe du ski en direction d'un point de dégagement et les courbes inférieures correspondent à un processus de retour dans lequel la pointe de la chaussure revient vers sa position normale. Lorsque le poids du skieur n'est pas appliqué sur la pointe de la chaussure, c'est-à-dire lorsque la résistance de frottement est sensiblement nulle, la pointe de la chaussure se déplace comme représenté par la courbe en trait plein A, en fonction de l'augmentation ou de la diminution de la force latérale.Dans cette condition, la fixation de la pointe peut agir comme elle a été étudiée et la courbe en trait plein A représente le résultat propre de cette fixation. D'un autre côté, la courbe en tireté-ponctué B représente la relation entre la force latérale et le déplacement de la pointe de la chaussure supportée sur ce que l'on appelle une plaque antifriction en PTFE, sous la condition que le poids du skieur soit concentré sur la pointe. On peut observer qu'il faut une force plus importante pour provoquer le déplacement de la pointe de la chaussure au cours du processus de dégagement et que la pointe de la chaussure ne revient pas sans à-coup à sa position normale, même une fois disparue la force extérieure. Ceci est dû à la résistance de frottement qui apparaît entre la semelle de la chaussure et la plaque en PTFE.La courbe en tireté-ponctue C représente de même la relation dans laquelle la pointe de la chaussure est supportée sur le présent dispositif sous le poids du skieur. En comparant la courbe C avec la courbe B, on voit que la résistance de frottement du présent support à rouleaux est d'environ la moitié (1/2) à un tiers (1/3) de celle de la plaque conventionnelle en PTFE, et la fixation de la pointe peut agir avec une moindre influence sur son résultat propre. Dans la réalisation ci-dessus, la semelle de la chaussure est supportée par les deux rouleaux 38. Il est nécessaire que le nombre de rouleaux soit d'au moins deux, car un rouleau unique ne pourrait pas supporter suffisamment la semelle de la chaussure pour éviter que cette semelle ne vienne au contact de la plaque de retenue 34. On peut augmenter le nombre de rouleaux, mais du point de vue economique, le nombre préférable est celui de deux. Le moyen de maintenir la plaque de retenue dans sa position normale et de la ramener dans cette position normale n'est pas spécificement limité à la structure de la réalisation ci-dessus. Toutefois, la structure ci-dessus est préférable du point de vue de la simplicité, de la stabilité car elle utilise commodement le ressort que les fixations de la pointe de ce type possèdent de toutes façons. Bien que l'on ait décrit la présente invention se référant à sa réalisation préférée, on peut y apporter de nombreuses modifications et variantes en restant dans l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS 1 ) Fixation de la pointe d'une chaussure de ski prévue pour être montée sur planche de ski pour maintenir normalement la pointe de la chaussure en position à l'aide d'un moyen formant ressort et comportant un dispositif antifriction pour réduire la résistance de frottement produite entre une semelle de chaussure et la planche du ski au cours d'un déplacement latéral de la pointe de la chaussure par rapport à la planche du ski, caractérisée en ce que ledit dispositif antifriction comporte au moins deux rouleaux (38) pouvant supporter le poids d'un skieur sur la planche de ski et pouvant rouler dans la direction latérale, une plaque de retenue (34) pour retenir lesdits rouleaux, en position relative, une plaque de base (26) solidarisée avec la planche du ski et présentant un guide (30) pour permettre à ladite plaque de retenue de se déplacer dans la direction latérale sous l'effet du roulement desdits rouleaux, et un moyen pour pousser ladite plaque de retenue dans sa position centrale et pour, lors d'un déplacement latéral de ladite pointe de chaussure (18), libérer ladite plaque de retenue de sa position centrale. 2") Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme revendiqué dans la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen pour pousser et libérer ladite plaque de retenue comporte ledit moyen formant ressort (24), un montant (22) fixé à une extrémité dudit moyen formant ressort et pouvant se deplacer le long de l'axe longitudinal de la planche de ski sous l'effet du déplacement latéral de ladite pointe de chaussure (18), un logement (40) prévu dans ladite plaque de retenue (34) et présentant une section de contact (42) et une biellette fixée, à son extrémité avant, auxdit montants, l'extrémité arrière de ladite biellette s'étendant dans ledit logement pour venir en contact avec ladite section de contact dans la position normale dudit montant. 3') Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme indiqué dans la revendication 2, caractérisée en ce que ladite biellette (44) présente, à son extrémité arrière, une saillie (46) qui peut venir en contact avec ladite section de contact (42) dudit logement (40). 4 ) Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme indique dans la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que ladite biellette (44) présente une tête avant agrandie (48) qui peut venir se loger dans un décrochement (50) prévu dans un carter (10). 5 ) Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme indiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladiet plaque de base (26) est fixee à la surface inférieure dudit carter (10) et s'étend au-delà d'une extrémité arriere (28) dudit carter ; et en ce que lesdits rouleaux (38) sont disposés sur ladite plaque de base pour y rouler. 6 ) Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme revendiqué dans la revendication 5, caractérisée en ce que ladite extrémité arrière (28) comporte un guide (32) et en ce que ladite plaque de retenue (34) est supportée entre lesdits guides (30, 32). 74) Fixation de la pointe d'une chaussure de ski comme revendiqué dans la revendication 1, caractérisée en ce que ladite plaque de retenue (34) est prévue avec au moins deux encoches (36) dans lesquelles lesdits rouleaux (38) se logent avec possibilité de rotation.