Brevet FR2647165A1 — publié le 19901123

La présente invention a trait à un système d'assemblage d'un élément à un autre élément, et concerne plus particulièrement l'assemblage, à un ski de fond, d'un élément tel qu'une arête de guidage. Un tel assemblage est traditionnellement réalisé au moyen de clous, un tel mode d'assemblage étant satisfaisant du fait des efforts relativement réduits s'exerçant sur l'arête de guidage et du faible coût des clous. Ce type d'assemblage présente cependant l'inconvénient que les clous ne peuvent pas être préposés sur l'élément à assembler et qu'ils doivent être fournis séparément. Il en résulte donc des risques de perte. 1 0 Un autre inconvénient réside dans la relative difficulté de mise en place des clous pour une personne non habituée, une telle personne pouvant se blesser ou endommager involontairement l'élément à assembler par martelage de celui-ci au lieu de la tête du clou. Il a été proposé de réaliser l'assemblage à l'aide de chevilles expansibles 1 5 solidaires de l'arête et dont l'expansion dans le ski est provoquée par la pénétration d'un clou. Un tel système cheville/clou présente l'avantage de pouvoir être préposé sur l'élément à assembler, le clou étant fourni engagé partiellement dans la cheville avant l'assemblage, mais pose cependant des problèmes de réalisation de moule ainsi que d'étanchéité et de pénétration d'eau à l'intérieur du ski, par l'intermédiaire des fentes prévues sur la cheville pour permettre son expansion. Un autre problème se posant dans le cadre d'un tel assemblage d'une arête à un ski de fond est celui du déplacement relatif, en direction longitudinale, de cette arête par rapport au ski lors de la pratique du ski de fond, du fait des déformations 2 5 importantes subies par le ski au cours d'une telle pratique. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de fournir un système d'assemblage d'un premier élément, tel qu'une arête de guidage, à un second élément tel qu'un ski de fond qui résolve les problèmes précités de prépose, de facilité de montage, d'étanchéité et de déplacement relatif 3 0 des deux éléments à assembler, tout en étant peu coûteux et compatible avec les exigences de légèreté et de solidité particulièrement importantes dans le domaine du ski de fond. Ce but est atteint dans le système d'assemblage selon l'invention par le fait qu'il comprend une cheville, constituée d'une tige destinée à traverser le premier élément par un trou de passage prévu à cet effet, et à s'ancrer par une zone d'ancrage dans un trou associé ménagé dans le second élément, et d'une tête située à l'opposé de la zone d'ancrage et destinée à retenir le premier élément assemblé au second. élément, et que la cheville présente, sur au moins une partie de sa tige, une zone de flexion ayant un moment d'inertie réduit par rapport à un 2647 1 65 axe transversal à la direction de déplacement relatif des deux éléments. Une telle zone de moment d'inertie réduit favorise une flexion de la cheville dans la direction de déplacement relatif et autorise donc un déplacement relatif dans cette direction des deux éléments à assembler en cas de déformation importante du ski. Selon une forme de réalisation préférée, la zone de moment d'inertie réduit présente une section transversale sensiblement rectangulaire dont le petit côté s'étend dans la direction du déplacement relatif. Dans une telle construction, la direction de flexion privilégiée est obtenue dans la direction du petit côté, et la non-symétrie de la section peut être utilisée, 1 0 pour un positionnement correct, avec flexion privilégiée dans la direction de déplacement relatif, de la cheville par rapport aux éléments à assembler. Par ailleurs, diverses dispositions sont prévues pour assurer un bon ancrage de la cheville dans le second élément, et pour permettre une prépose de cette cheville sur le premier élément avant montage. 1 5 Ces diverses dispositions et d'autres caractéristiques de la présente invention sont mises en évidence dans la description qui suit en référence au dessin schématique annexé en illustrant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée et dans. lequel: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une arête de guidage et d'un ski avant assemblage à l'aide du système selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle dans la direction longitudinale de l'arête après assemblage sur le ski, - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 en coupe transversale, - la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 montrant la position de prépose de la cheville, I'arête étant retournée. La figure 1 montre un ski de fond 10 et une arête de guidage 20 avant assemblage au moyen d'une cheville 30 en matériau synthétique, par ancrage de cette dernière dans un trou 11 prévu à cet effet sur le ski. L'arête de guidage 20 est d'un type connu en soi et est déjà décrite dans le FR 87.15950. Elle présente pour le passage de la cheville 30 un trou 21 ayant Ja forme d'un rectangle dont les petits côtés 21a sont en arc de cercle et dont les grands côtés 21b sont perpendiculaires à l'axe longitudinal 25 de l'arête. Ainsi qu'on le verra plus loin, les dimensions des côtés 21a, 21b du trou sont 3 5 déterminées par celles de certaines parties de la cheville 30. Le trou 21 est par ailleurs muni sur les grands côtés et dans sa zone médiane de deux évidements 22 en arc de cercle correspondant à un trou circulaire de diamètre supérieur à la distance entre les deux grands côtés 21 b. 2647 1 65 Ainsi que le montre plus particulièrement la figure 5, le trou 21 s'ouvre sur la partie supérieure de l'arête 20 par un élargissement cylindrique 23 et un lamage tronconique 24 pour la tête de la cheville 30. La cheville 30 est constituée d'une tête 31 et d'une tige 32 pouvant être décomposée en plusieurs zones axiales distinctes, à savoir une zone de flexion 33, une zone de prépose 34, une zone d'ancrage 35 et une zone de guidage ou centrage 36. La zone de flexion 33 s'étend juste en dessous de la tête 31 de la cheville et présente une section transversale en forme de rectangle dont les petits côtés 33a 1 0 sont en forme d'arc de cercle. Ainsi que le montre la figure 4, les dimensions de la section transversale, selon les axes OY et OX, c'est-à-dire les dimensions respectivement des grands côtés 33b et des petits côtés 33a de la zone de flexion 33, sont légèrement inférieures à celles de la section du trou 21 de l'arête 20 de façon à permettre le 1 5 passage de la cheville 30. On notera que la présence des méplats définis par les grands côtés 33b dans la direction OY permet, -par coopération avec les formes associées du trou 21 de l'arête, un positionnement de la cheville 30 dans une direction déterminée par rapport à l'axe longitudinal 25 de l'arête, cet axe longitudinal définissant la - direction de déplacement relatif de l'arête 20 et du ski 10 lors d'une déformation de ce dernier. Comme le montre la figure 4, ce positionnement de la cheville 30 est réalisé de façon que les petits côtés 33a s'étendent sensiblement dans la direction de l'axe 25, c'est-à-dire que l'axe OX soit confondu avec l'axe 25. Ainsi qu'on le conceyra aisément, la zone de flexion 33 de la cheville présente un moment d'inertie Iy réduit par rapport à l'axe OY. De ce fait, cette zone 33 de la cheville présente une aptitude à la flexion accrue dans la direction OX et donc dans la direction de déplacement relatif privilégiée 25. Au-dessous de la zone de flexion 33 de la cheville s'étend la zone de prépose 34. Dans cette zone, la tige 32 de la cheville a une forme cylindrique, et présente deux ailettes 34a s'étendant en saillie radialement par rapport à la tige 32. Ces deux ailettes 34a sont disposées diamétralement opposées et s'étendent chacune en direction périphérique, selon un arc de cercle d'environ 90 degrés. Ainsi que le montrent plus particulièrement les figures 4 et 5, les ailettes 34a sont disposées sur la tige en dessous des méplats 33b de la zone de flexion et leur 3 5 limite extérieure est définie par un même cercle dont le diamètre est supérieur à la dimension transversale du trou 21 de l'arête de guidage 20 et au diamètre des évidements 22. 2 6 4 7 1 6 5 Ces ailettes 34a se raccordent par ailleurs en direction axiale à la tige par une rampe progressive 34b allant en diminuant dans le sens indiqué par la flèche 1, qui est le sens d'introduction de la cheville dans le ski. Cette rampe 34b permet l'introduction de la cheville 30 dans le trou 21 de l'arête au-delà des ailettes 34a, une telle introduction étant permise par déformation élastique de ces ailettes. Une fois cette introduction réalisée, la cheville 30 reste bloquée dans le trou 21 de l'arête, en butée contre les bords de ce trou, d'une part par les ailettes 34a, comme le montre plus particulièrement la figure 5 et d'autre part par sa tête 31. 1 0 La cheville 30 peut donc être préposée sur l'arête et être livrée avec cette dernière prête au montage, sans risque d'être perdue. Par ailleurs, la distance D entre les ailettes 34a et la tête 31 de la cheville est supérieure à l'épaisseur e de l'arête 20 au niveau du trou 21 de façon à définir urr jeu j entre la tête de la cheville et la surface supérieure de l'arête (cf figure 5). Un tel jeu j est destiné à autoriser un 1 5 "débattement" de l'arête par rapport au ski après introduction de la zone de guidage de la cheville dans le trou associé du ski afin de permettre le collage définitif de l'arête sur le ski avant enfoncement de la cheville. La zone d'ancrage 35 proprement dite est située en-dessous de la zone de prépose 34. Cette zone d'ancrage est constituée essentiellement de deux crans d'ancrage annulaires 37 saillant radialement par rapport à la tige de la cheville et de diamètre extérieur supérieur au diamètre du trou d'ancrage 11 ménagé dans le ski 10, mais inférieur au diamètre du trou de passage 21 ménagé dans l'arête. Chacun-de ces crans 37 s'étend sur toute la périphérie de la tige et les deux crans sont décalés l'un par rapport à l'autre en direction axiale. Ainsi que le montrent notamment les figures 2 et 3, chaque cran 37 est raccordé à la tige par une rampe 37a de forme tronconique, décroissante dans le sens 1 d'introduction, ces rampes étant, de façon connue en soi, destinées à faciliter l'introduction de ces crans 37 à l'intérieur du trou 11. Par contre, les crans 37 se raccordent à la tige, dans le sens opposé au sens d'introduction 1, par une forme de gradin ou paroi s'étendant radialement 37b, ce qui leur permet de réaliser l'effet d'ancrage souhaité dans le matériau du ski. Les deux crans annulaires 37 sont par ailleurs reliés entre eux par quatre nervures axiales réparties angulairement à 90 degrés sur la périphérie de la tige et s'étendant sur un même diamètre extérieur que les crans. Ces quatre nervures axiales 38 sont donc en saillie radiale par rapport à la tige de la cheville et sont destinées à s'ancrer dans le matériau du ski pour empêcher une rotation de la cheville par rapport à celui-ci. 26 4 7 1 6 5 Ces quatre nervures 38 sont prévues pour le remplacement de la cheville; en effet, pour un tel remplacement, il est nécessaire de détruire la cheville usagée par perçage de celle-ci, et les nervures 38 empêchent une mise en rotation de la cheville sous l'effet du foret au début de l'opération de perçage. Enfin, en dessous de la zone d'ancrage 35, et donc tout à fait à l'extrémité de la tige, se trouve la zone de guidage 36 destinée à faciliter l'introduction de la cheville dans le trou 11 du ski 10. Cette zone de guidage 36 est constituée d'une partie 36a de forme tronconique suivie d'une partie 36b de forme cylindrique et de diamètre extérieur 1 0 correspondant à celui du trou 11. Ainsi que le montre la figure 5, la longueur axiale de la partie 36b de guidage est supérieure à l'épaisseur d'un matériau adhésif 16 disposé sous l'arête de guidage 20, de façon à permettre un positionnement correct de l'arête avant collage de celle-ci. 1 5 L'assemblage de l'arête de guidage 20 au ski 10 à l'aide du système d'assemblage selon l'invention est réalisé de la façon suivante. L'arête 20 avec la cheville préposée est positionnée par rapport au ski et la zone de guidage 36- de la chetville est introduite dans le trou associé 11 ménagé dans le ski. On notera que lors de cette introduction de la cheville, par sa zone de guidage, la couche de matériau adhésif recouvrant la face inférieure de l'arête n'est pas mise en contact avec le ski et qu'il est possible de parfaire encore, si besoin est, le positionnement de l'arête. Par ailleurs, le jeu j défini entre la tête de la cheville et l'arête permet de réaliser le collage définitif de l'arête sur le ski avant enfoncement de la cheville comme indiqué précédemment. La cheville 30 est ensuite enfoncée à force dans le trou 11, par exemple à l'aide d'un marteau, de façon à assurer son ancrage dans le ski et, par conséquent, l'assemblage de l'arête au ski. On notera que l'assemblage peut être parfait par l'introduction de colle à l'intérieur du trou 11 avant la mise en place de la cheville. La colle a pour rôle non seulement d'améliorer l'assemblage mais également d'assurer une fonction d'étanchéité. 2 6 4 7 1 6 5 REVENDICATIONS 1- Système d'assemblage d'un premier élément, tel qu'une arête (20) de guidage, à un second élément tel qu'un ski de fond (10), avec possibilité de déplacement relatif entre ces deux éléments dans une direction (25) déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend une cheville (30), constituée d'une tige (32), destinée à traverser le premier élément par un trou de passage (21) prévu à cet effet, et à s'ancrer par une zone d'ancrage (35) dans un trou associé (11) ménagé dans le second élément (10), et d'une tête (31), située à l'opposé de la zone d'ancrage et destinée à retenir le premier élément assemblé au second élément, et 1 0 en ce que la cheville (30) présente sur au moins une partie de sa tige (32. une zone de flexion (33) ayant un moment d'inertie réduit par rapport à un axe transversal à la direction (25) de déplacement relatif. 2- Système d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de moment d'inertie réduit de la tige (32) de la cheville est située entre la tête 1 5 (31) et la zone d'ancrage (35) de la cheville. 3- Système d'assemblage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone (33) de moment d'inertie réduit présente, en section transversale, une dimension plus faible dans la direction (25) de déplacement relatif. 4- Système d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone (33) de moment d'inertie réduit présente une section transversale sensiblement rectangulaire dont le petit côté (33a) s'étend dans la direction du déplacement relatif (25). - Système d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cheville présente, dans sa zone d'ancrage (35), au moins un cran de retenue (37) s'étendant radialement en saillie par rapport à la tige sur un diamètre supérieur à celui du trou (11) de réception ménagé dans le second élément. 6- Système d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque cran de retenue (37) s'étend en direction périphérique de la tige. 3 0 7- Système d'assemblage selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque cran de retenue est raccordé à la tige (32), du côté opposé à la tête de la cheville, par une rampe décroissante (37a). 8- Système d'assemblage selon- I'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que chaque cran de retenue (37) est raccordé à la tige par une 3 5 paroi (37b) s'étendant sensiblement radialement du côté de la tête de la cheville. 9- Système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la cheville comporte deux crans de retenue (37) successifs en direction axiale. - Système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'ancrage de la cheville dans le second élément est complété au moyen de colle ou similaire. 11- Système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que la cheville (30) comporte, dans sa zone d'ancrage, au moins une nervure (38) s'étendant axialement en saillie par rapport à la tige (32). 12- Système d'assemblage selon la revendication 11 rattachée à la revendication 9, caractérisé en ce que chaque nervure (38) axiale s'étend entre deux crans de retenue (37) successifs. 1 0 13- Système d'assemblage selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la cheville comporte quatre nervure (38) réparties angulairement sur sa périphérie. 14- Système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la cheville comporte, sur sa tige, à distance de sa tête, au 1 5 moins une ailette (34a) s'étendant radialement sur une distance supérieure au diamètre du trou (2-1) du premier élément (20) et destinée à servir d'élément de retenue de la cheville sur le premier élément (20) avant assemblage de celui-ci au second élément. - Système d'assemblage selon la revendication 14, caractérisé en ce que la cheville (30) comporte deux ailettes (34a) diamétralement opposées et s'étendant chacune sur un arc de cercle d'environ 90 degrés. 16- Système d'assemblage selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la distance (D) entre les ailettes (34a) et la tête (31) de la cheville est supérieure à l'épaisseur (e) de l'arête (20) au niveau du trou (21). 17- Système d'assemblage l'une quelconque des revendications 1 à 15 caractérisé en ce qu'une zone de guidage (36) de forme tronconique puis cylindrique est prévue à l'avant de la zone d'ancrage (34) de la cheville. 18- Système d'assemblage selon la revendication 17, caractérisé en ce que la longueur axiale de la zone de guidage (36) de la cheville est supérieure à l'épaisseur d'une couche de matériau adhésif (16) éventuellement disposé sur l'une des faces d'assemblage d'au moins un élément à assembler. 19- Système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 4 à 18, caractérisé en ce que le trou de passage (21) de la cheville ménagé dans le premier élément a une section transversale sensiblement en forme de rectangle dont la longueur 'du petit côté (21 a) est inférieure à la longueur du grand côté (33b) de la zone de flexion (33) de la cheville (30). - Système d'assemblage selon la revendication 19, caractérisé en ce que le trou de passage (21) de la cheville comporte centralement une découpe 2 6 4 7 1 6 5 circulaire (22) dont le diamètre correspond au diamètre extérieur des crans. d'ancrage (37) de la cheville. 21- Cheville destinée à un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 20. 22- Cheville selon la revendication 21, caractérisée en ce qu'elle est en un matériau synthétique. 23- Arête de guidage comportant un trou pour le système d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 22.