Brevet FR2666748A1 — publié le 19920320

La présente invention concerne une fixation de sécurité destinée à assurer, de façon déclenchable, le maintien de l'avant d'une chaussure d'un skieur sur un ski. On connaît déjà des fixations de sécurité pour skis, appelées encore "butées avant", qui comportent un corps monté sur une embase solidaire du ski, ce corps portant, dans sa partie arrière, une mâchoire de retenue de la chaussure. Cette mâchoire comprend deux ailes de retenue latérale qui sont mobiles en rotation autour d'axes perpendiculaires au plan du ski et qui sont, en position d'enclenchement, appliquées sur les bords avant de la chaussure, par des moyens de génération d'énergie, de façon à assurer le maintien de la chaussure sur le ski Ce type de fixation est en outre pourvu de moyens de déclenchement provoquant la libération de la chaussure, par l'ouverture des ailes de retenue latérale, lorsqu'une sollicitation latérale exercée par la jambe du skieur sur la fixation vient à dépasser une valeur prédéterminée, ou seuil de déclenchement de la fixation. On connaît notamment par le brevet EP-A-200044, une fixation de ce type dans laquelle chacune des parties extrêmes latérales de la mâchoire, constituant une aile de retenue latérale, est montée articulée sur l'extrémité d'un élément support central commun, lui-même mobile transversalement sur le corps de la fixation, ce qui permet à la mâchoire de se déplacer transversalement, sous l'action d'une sollicitation latérale, à l'encontre de moyens de génération d'énergie Des moyens de déclenchement sont prévus pour faire s'ouvrir les ailes de retenue latérale de la chaussure vers l'extérieur de la fixation lorsque l'élément support central s'est déplacé transversalement d'une distance correspondant au seuil de déclenchement prédéterminé de la fixation, de façon à libérer la chaussure. Dans ce type de fixation, lorsque la mâchoire se déplace transversalement sous l'action d'une sollicitation, il existe un déplacement relatif de la semelle de la chaussure par rapport à la surface supérieure du ski entraînant un mouvement de frottement Or ce mouvement de frottement engendre des forces de résistance qui dépendent de paramètres extérieurs à la fixation, et que l'on ne peut donc contrôler, tels que la nature de la semelle de la chaussure du skieur, son état d'usure, ou le fait que la surface du ski soit recouverte ou non de neige ou de glace Il en résulte que, suivant l'importance des frottements liés à ces paramètres, le seuil de déclenchement de la fixation est modifié Ainsi, une augmentation des frottements existant entre la semelle de la chaussure et la face supérieure du ski accroît la sollicitation subie par la jambe du skieur avant le déclenchement de la fixation A l'inverse la présence de glace, entre la semelle de la chaussure et la surface du ski, diminue les forces de frottement et facilite le déplacement transversal de la mâchoire, diminuant ainsi le niveau de sollicitation avant déclenchement. La présente invention a pour but de proposer une fixation de sécurité pour ski dont le niveau de déclenchement, sous l'effet d'une sollicitation transversale, soit indépendant des conditions de frottement pouvant exister entre la chaussure et la mâchoire d'une part et la chaussure et le ski d'autre part. La présente invention a ainsi pour objet une fixation de sécurité pour ski destinée à maintenir, de façon déclenchable, l'avant d'une chaussure sur le ski, comportant un corps fixé sur le ski, une plaque d'appui sur laquelle repose l'avant de la chaussure, et, à l'arrière du corps, une mâchoire monobloc comportant deux ailes opposées de retenue latérale de la chaussure, la mâchoire et la plaque d'appui étant montées mobiles transversalement par rapport au ski, des moyens de génération d'énergie s'exerçant à l'opposé du déplacement transversal de la mâchoire, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour assurer une liaison, dans le sens transversal, entre la plaque d'appui et la mâchoire, des moyens d'articulation de la mâchoire sur la plaque d'appui autorisant le pivotement de la mâchoire, par rapport à la plaque d'appui, autour de l'un ou l'autre de deux axes de rotation verticaux décalés transversalement et symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal de la fixation, et des moyens d'échappement provoquant, pour un déplacement prédéterminé transversal de la mâchoire dans une direction donnée, suite à une sollicitation, la rotation de la mâchoire autour de l'axe de rotation situé du côté opposé au déplacement, de façon à libérer la chaussure. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe verticale et longitudinale d'une fixation suivant l'invention, en position d'enclenchement. La figure 2 est une vue en coupe horizontale de la fixation représentée sur la figure 1, suivant la ligne II-II de cette figure 1. La figure 3 est une vue en coupe verticale et transversale de la fixation représentée sur la figure 1, suivant la ligne III-III de cette figure. La figure 4 est une vue en coupe horizontale de la fixation représentée sur la figure 1, cette fixation étant soumise à une sollicitation latérale par la chaussure du skieur et peu avant son déclenchement. La figure 5 est une vue en coupe horizontale de la fixation représentée sur la figure 1, en position de déclenchement. La figure 6 est une vue en perspective de la plaque d'appui de la chaussure et de la mâchoire de la fixation. La figure 7 est une vue en perspective d'une variante de mise en oeuvre de la plaque d'appui et de la mâchoire de la fixation suivant l'invention. La figure 8 est une vue en coupe horizontale partielle d'une variante de la fixation suivant l'invention. Les figures 1 à 3 représentent une fixation de sécurité 1 solidaire d'un ski 3, qui est destinée à maintenir, de façon déclenchable, l'extrémité avant d'une chaussure 4 d'un skieur sur le ski 3 Cette fixation de sécurité 1, ou butée avant, qui est symétrique par rapport au plan vertical 2 et longitudinal de symétrie P du ski se compose essentiellement d'un corps 2 fixé sur la face supérieure du ski 3 par des vis 5, d'une plaque d'appui 7 pour la face inférieure avant de la semelle de la chaussure 4 du skieur, d'une mâchoire 11 de maintien de l'avant de celle- ci et de moyens de génération d'énergie 13. La partie avant du corps 2 de la fixation 1 est creusée d'un logement 17 ouvert sur sa partie arrière et à l'intérieur duquel sont disposés les moyens de génération d'énergie 13 Le corps 2 proprement dit est prolongé vers l'arrière, à sa partie inférieure, par un socle 18 en contact avec la surface supérieure du ski, ce socle 18 pouvant former une seule pièce avec le corps 2 ou encore une pièce indépendante rapportée sur ce corps Le socle 18 et le corps 2 sont pourvus respectivement de deux zones de guidage transversal 19, 19 ' pour l'équipage mobile formé par la mâchoire 11 et la plaque d'appui 7 Ces zones de guidage sont constituées d'une rampe transversale postérieure 19 ' du corps 2 contre laquelle s'appuie la face antérieure 11 ' de la mâchoire 11 et d'une glissière transversale 19 prévue à l'extrémité postérieure du corps 2 et avec laquelle coopère la plaque d'appui 7. La glissière transversale 19 du socle 18 et la face antérieure 11 ' de la mâchoire 11 sont parallèle entre elles et, de formes vu de dessus, circulaires à grands rayons de courbure et à concavité tournée vers l'arrière de la fixation; les cercles suivant lesquels s'étendent respectivement les deux zones de guidage 19 et 19 ' ont tous les deux pour centre le point de pivotement du talon de la chaussure situé dans la zone de la fixation arrière (non représentée) et approximativement dans le plan de symétrie P. De la sorte, l'équipage mobile mâchoire 11 plaque d'appui 7 suit une trajectoire sensiblement identique à celle de l'extrémité avant de la chaussure. La plaque d'appui 7 est constituée d'un élément qui, vu de dessus, est de forme générale rectangulaire et qui comprend, sous sa partie arrière, un coulisseau 21 de forme complémentaire de celle de la glissière 19, sur laquelle il est destiné à venir se monter à coulissement, ce qui lui permet de se déplacer transversalement d'un côté à l'autre du socle 1 La partie avant de la plaque d'appui 7 comporte une paroi verticale et transversale 23, en saillie vers le haut, se terminant, à chacune de ses extrémités latérales, par un bossage 25, en saillie vers l'avant, constitué d'un élément semi-circulaire 27 d'axe uu' vertical, se terminant à sa partie inférieure et à sa partie supérieure par une butée semi-circulaire 29 de plus grand diamètre. La mâchoire 11 est une mâchoire monobloc dont les parties extrêmes latérales forment deux ailes lla destinées à assurer la retenue latérale de l'avant de la chaussure 4. Elle est constituée d'un élément transversal dont la face postérieure forme à sa partie supérieure, un épaulement de retenue verticale llb, en saillie vers l'arrière et, en dessous de cet épaulement llb, une cavité llc destinée à recevoir la partie avant de la chaussure 4 La partie inférieure de la face postérieure de la mâchoire 11 est également creusée, en-dessous de la cavité llc, d'une autre cavité lld limitée par une paroi verticale Dans chacune des parties extrêmes de la cavité inférieure lld est creusé un évidement 33 dont la forme est complémentaire de celle des bossages 25 de la plaque d'appui 7, qui viennent ainsi s'y encastrer, en position d'enclenchement pendant la pratique du ski La face antérieure ll' de la mâchoire 11, vue de dessus, est de forme légèrement convexe vers l'avant et complémentaire de la rampe transversale postérieure 19 ' du corps 2, comporte dans sa partie centrale, à sa partie inférieure, un logement 35 ouvert vers l'avant et qui constitue un prolongement du logement 17 du corps 2 de la fixation Les parois latérales 37 du logement 35 comportent, sur chacune de leurs parties antérieures, un léger bossage 39. Les moyens de génération d'énergie 13, disposés dans le logement 17 du corps 2, comprennent un premier ressort de torsion hélicoïdal, ou ressort principal 41, d'axe vv' perpendiculaire au plan du ski 3 et contenu dans le plan de symétrie P L'enroulement hélicoïdal du ressort de torsion 41 est situé dans la partie antérieure du logement 17 et ses branches horizontales extrêmes supérieure 41 a, située à gauche par rapport au ski et inférieure 41 b située à droite par rapport au ski s'étendent vers l'arrière, au-delà du logement 27, elles sont coudées verticalement à leurs extrémités postérieures qui sont engagées dans le logement 35 de la mâchoire 11 et sont en appui sur les parois latérales 37 du logement 35, entre le fond de celui-ci et lés bossages 39 Les moyens de génération d'énergie 13 comprennent également un second ressort de torsion hélicoïdal, ou ressort secondaire 45, d'axe vertical Ce ressort de torsion secondaire 45 est enroulé autour d'une broche verticale 47 d'axe contenu dans le plan de symétrie P Cette tige comporte, à sa partie supérieure, une tête 49, de forme parallélépipédique en appui, par ses chants verticaux et longitudinaux 50, sur des parois de guidage longitudinales 51 du corps 2 La tête 49 est traversée d'un trou longitudinal taraudé 54 dans lequel s'engage une vis de réglage 55 La vis de réglage 55 comporte, à son extrémité antérieure, une tête 56 pourvue d'une fente transversale d'actionnement, et à son extrémité postérieure un étranglement 58 coopérant avec une partie protubérante 59 du corps 2, de façon à assurer la liberté en rotation de la vis par rapport au corps 2, et son blocage en translation par rapport à celui-ci Le ressort secondaire 45 comporte des branches horizontales supérieure (ou gauche) 45 a et inférieure (ou droite) 45 b venant respectivement en contact avec les branches supérieure 41 a et inférieure 41 b du ressort principal 41, pour les solliciter vers l'extérieur Le ressort secondaire 45, en venant en appui sur les branches du ressort principal 41, ajoute une partie de sa propre raideur k', à la raideur propre k du ressort principal 41 On remarque que la raideur transmise par le ressort secondaire au ressort principal 41 est d'autant plus importante que ses points d'appui respectifs sur le ressort principal 41 sont proches du point d'appui du ressort principal 41 sur la mâchoire 11 et que, en ce point, la raideur des moyens générateurs d'énergie 13 est maximale et égale à la somme des raideurs k + k' des ressorts principal 41 et secondaire Ainsi en déplaçant, dans le sens longitudinal, la tête 49 solidaire de la tige support 47 du ressort secondaire 45, ce que l'on réalise en entraînant en rotation la vis de réglage , on régle la raideur des moyens générateurs d'énergie 13 à l'intérieur d'une plage déterminée sensiblement comprise entre k et k+k'. Suivant l'invention, lorsque, au cours de la pratique du ski, la chaussure 4 du skieur exerce, sur la mâchoire 11, un effort F orienté vers l'avant et vers la droite du ski (figure 4), effort pouvant être décomposé en une composante longitudinale vers l'avant L et une composante transversale vers la droite T, cette composante transversale T tend à déplacer l'ensemble constitué de la plaque d'appui 7 et de la mâchoire 11, dans la direction de l'effort transversal T, c'est-à- dire vers la droite du ski, à l'encontre de l'effort de rappel exercé par les moyens générateurs d'énergie 13 La plaque d'appui 7, sous l'effet de la composante transversale T de la sollicitation F, se déplace transversalement vers la droite sur la glissière 19, conjointement avec l'avant de la chaussure 4 et la mâchoire 11 sur la rampe 19 ', jusqu'à ce que la force de rappel f des moyens générateurs d'énergie 13 équilibre ladite composante transversale T. Si cet équilibre est réalisé avant que la paroi latérale droite 37 du logement 35 n'ait atteint l'extrémité de la face arrière et transversale du corps 2 (figure 3), la fixation ne déclenche pas Dans cette position on constate que la direction suivant laquelle la branche gauche 41 a du ressort de torsion principal 41 exerce la force de rappel f, vers la gauche, sur la paroi latérale 37, se trouve éloigné à une distance d de l'axe uu' du bossage gauche 25, et que le ressort 41 crée ainsi sur la mâchoire 11 un couple de rotation C autour de l'axe uu'le bossage gauche 25, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur la figure 4 ayant pour effet d'appliquer la face antérieure transversale, opposée, c'est-à-dire située à droite, de la mâchoire 11 contre, la face arrière droite du corps 2. -Dès que la sollicitation F cesse, les moyens générateurs d'énergie 13 ramènent en position d'enclenchement la mâchoire 11 et la plaque d'appui 7 qui en elle est solidaire transversalement. Lorsque l'équilibre n'est pas atteint au moment o la paroi latérale droite 37 du logement 35 arrive à l'extrémité droite de la face arrière transversale du corps 2, cette extrémité droite se trouve alors face au logement 35, et la mâchoire est, dès lors, libre de pivoter autour de l'axe uu' du bossage 25 gauche, sous l'action du couple C, ce qui libère la chaussure (figure 4) Bien entendu, par raison de symétrie, le fonctionnement du dispositif est identique en cas de sollicitation à composante transversale de direction opposée à la précédente, c'est-à-dire orientée vers la gauche, et la mâchoire pivote dans ce cas autour de l'axe uu' du bossage droit 25 de la plaque d'appui 7. De même la solidarisation transversale de la-mâchoire 11 avec la plaque d'appui 7 peut être réalisée par tout autre moyen permettant de constituer un "engrènement" de la mâchoire 11 sur ladite plaque d'appui 7. Ainsi, comme représenté sur la variante de mise en oeuvre de la figure 7, la paroi verticale antérieure 23 de la plaque d'appui 7 comporte deux encoches extrêmes 60, dans lesquelles viennent "s'engager" deux bossages verticaux 62 en forme de dent d'engrenage, prévus sur la face inférieure et postérieure lld de la mâchoire 11, et le fonctionnement de ce dispositif est, bien entendu, en tous points identique à celui décrit précédemment. Ainsi, suivant l'invention, lorsque, au cours de la pratique du ski, à la suite d'une sollicitation latérale, l'avant de la chaussure du skieur se déplace latéralement par rapport au ski, la chaussure 4, la plaque d'appui 7 et la mâchoire 11 se déplacent ensemble et il n'y a donc pas de déplacement relatif, et donc pas de frottement de la chaussure sur la mâchoire 11 et sur la plaque d'appui 7. Les seuls frottements existant au cours de ce déplacement sont ceux entre la face antérieure il' de la mâchoire 11, et la face postérieure du corps 2 et celui du coulisseau 21 sur la glissière 19 Or ces frottements ne dépendent pas de paramètres extérieurs, et leur mouvement de déplacement est donc régulier puisqu'il n'est pas influencé par la nature de la semelle de la chaussure, de son état d'usure, ou par la neige ou la glace éventuellement accumulée entre la semelle de la chaussure et la surface du ski. Dans une variante intéressante de l'invention, représentée sur la figure 8, les parties arrière 17 a des flancs latéraux du logement 17 dans lequel sont disposés les moyens générateurs d'énergie 13, constitués d'un ressort principal 41 ' et d'un ressort secondaire 45 ', convergent l'un vers l'autre, vers l'arrière Les branches supérieure 41 'a et inférieure 41 'b du ressort principal 41 sont coudées de façon à prendre appui sur les flancs convergents 17 a du logement 17 D'autre part les extrémités de ces branches 41 a,41 b sont coudées à 900 d'abord vers l'extérieur de façon à former deux parties respectives 44 a et 44 b, la partie 44 a de la branche supérieure 41 a étant également coudée vers le bas et la partie inférieure 44 b de la branche inférieure 41 b étant coudée vers le haut, de façon à former deux parties respectives 46 a et 46 b qui prennent appui, comme précédemment, sur les parois latérales 37 du logement 35 de la mâchoire 11 Comme précédemment, un ressort de torsion secondaire 45 est monté mobile longitudinalement à l'intérieur du ressort principal 41, de façon que ses branches supérieure 45 a et inférieure 45 b viennent respectivement en contact avec les branches supérieure 41 a et inférieure 41 b du ressort principal 41. Dans cette variante de réalisation de l'invention on constate que, pour un même déplacement longitudinal vers l'arrière du ressort secondaire 45, on comprime davantage celui-ci que dans le mode de mise en oeuvre précédent et que, en conséquence, la force qu'il exerce sur le ressort principal 41 est plus importante On peut ainsi, en jouant sur l'inclinaison des branches supérieure 41 a et inférieure 41 b du ressort principal 41, par rapport au plan de symétrie longitudinal P de la fixation, modifier plus ou moins, pour des ressorts de raideurs données, l'influence de la position longitudinale du ressort secondaire 45 sur la force de rappel des moyens de génération d'énergie 13 de la fixation. REVENDICATIONS 1. Fixation de sécurité pour ski destinée à maintenir, de façon déclenchable, l'avant d'une chaussure ( 4), sur le ski ( 3) comportant un corps ( 2) fixé sur le ski, une plaque d'appui ( 7) sur laquelle repose l'avant de la chaussure ( 4), à l'arrière du corps ( 2), une mâchoire monobloc ( 11) comportant deux ailes opposées (lla) de retenue latérale de la chaussure ( 4), la mâchoire ( 11) et la plaque d'appui ( 7) étant montées mobiles transversalement par rapport au ski ( 3), des moyens de génération d'énergie ( 13) s'exerçant à l'opposé du déplacement transversal de la mâchoire ( 11), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens ( 25; 33; 60; 62) pour assurer une liaison, dans le sens transversal, entre la plaque d'appui ( 7) et la mâchoire ( 11), des moyens d'articulation de la mâchoire ( 11) sur la plaque d'appui ( 7) autorisant le pivotement de la mâchoire ( 11), par rapport à la plaque d'appui ( 7), autour de l'un ou l'autre de deux axes de rotation verticaux (uu') décalés transversalement et symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal (P) de la fixation, et des moyens d'échappement provoquant, pour un déplacement prédéterminé transversal de la mâchoire ( 11) dans une direction donnée par des zones de guidage ( 19; 19 '), suite à une sollicitation, la rotation de la mâchoire ( 11) autour de l'axe de rotation (uu') situé du côté opposé au déplacement, de façon à libérer la chaussure. 2. Fixation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens ( 25; 33; 60; 62) assure à la fois la liaison, dans le sens transversal de la plaque d'appui ( 7) et de la mâchoire ( 11) et l'articulation de la mâchoire ( 11) sur la plaque d'appui ( 7). 3. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que les zones de guidage ( 19-19 ') appartiennent respectivement à un socle ( 18) prolongeant le corps ( 2) vers l'arrière et à ce corps ( 2) lui-même, la zone de guidage ( 19) du socle ( 2) étant constituée par une glissière avec laquelle coopère la plaque d'appui ( 7) tandis que la zone de guidage ( 19 ') du corps ( 2) est constituée par une rampe transversale postérieure ( 19 ') du corps ( 2) avec laquelle coopère la face antérieure ( 11 ') de la mâchoire. 4. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisée en ce que la mâchoire ( 11) est disposée en appui libre entre une zone de guidage ( 19 ') sur la face arrière du corps ( 2) de la fixation et la face avant ( 23) de la plaque d'appui ( 7). 5. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les moyens de génération d'énergie ( 13) sont constitués d'un ressort de torsion hélicoïdal, ou ressort principal ( 41), d'axe vertical (vv'), à la branche supérieure ( 41 a) et inférieure ( 41 b) s'étendant vers l'arrière, disposé dans un logement ( 17) du corps ( 2) de la fixation, ouvert sur la face arrière de la fixation et communiquant avec un logement ( 35) de la mâchoire ( 11), ouvert sur l'avant et constituant un prolongement du logement ( 17), les extrémités des branches supérieure ( 41 a) et inférieure ( 41 b) du ressort principal ( 41) étant en appui sur les parois latérales respectives ( 37) du logement ( 35) de la mâchoire ( 11). 6 Fixation suivant la revendication 5 caractérisée en ce qu'un second ressort de torsion hélicoïdal, ou ressort secondaire ( 45), d'axe vertical, est disposé à l'intérieur du ressort principal ( 41), de façon telle que les extrémités de ses branches supérieure ( 45 a) et inférieure ( 45 b) soient respectivement en appui sur les branches supérieure ( 41 a) et inférieure ( 41 b) du ressort principal ( 41), pour les solliciter vers l'extérieur. 7. Fixation suivant la revendication 6 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour de modifier la position du ressort secondaire ( 45) dans le sens longitudinal de la fixation. 8. Fixation suivant la revendication 7 caractérisée en ce que le ressort secondaire ( 45) est enroulé autour d'une broche verticale ( 47) pourvue, à sa partie supérieure d'une tête ( 49) comportant un trou longitudinal taraudé ( 54) qui reçoit une vis de réglage ( 55), cette vis ( 55) étant pourvue de moyens lui conférant une liaison dans le sens longitudinal avec le corps ( 2) et une liberté en rotation par rapport à celui-ci, de façon que la rotation de la vis de réglage ( 55) provoque le déplacement longitudinal du ressort secondaire ( 45). 9. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que les moyens de liaison et/ou d'articulation de la mâchoire ( 11) avec la plaque d'appui ( 7) sont constitués de deux bossages verticaux ( 25,62) réalisés sur l'une de ces pièces ( 7,11), ces bossages s'encastrant, en position d'enclenchement, dans des évidements ( 33,60), de forme complémentaire, de l'autre pièce ( 11,7). suivant l'une quelconque 10 Fixation des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que les zones de guidage (lç) et ( 19 ') s'étendent parallèlement entre elles de part et d'autre du plan vertical et longitudinal de symétrie (P) du ski et elles ont la forme d'arcs de cercle ayant à concavité tournée vers l'arrière de la fixation et ayant de même centre situé sensiblement à l'endroit du point de pivotement du talon de la chaussure.