Brevet FR2662366A1 — publié le 19911129

"Procédé et dispositif de profilage de semelles pour ski " L'invention concerne un procédé et un dispositif de profilage de semelles pour ski en matériau thermoplastique. On connait des procédés et des dispositifs prévus pour aménager des formes géométriques dans des bandes thermo- plastiques dans le but de créer des zones de poussée pour que ces bandes conviennent mieux comme semelles pour ski, en particulier pour ski de fond. Dans le brevet en RDA N O 239 759 et le brevet en RFA 3 439 820, on décrit l'estampage de matériaux thermoplastiques au moyen de rouleaux d'estampage dont la surface contient la forme négative de l'estampage On y chauffe la totalité de la bande thermo-plastique et, pour atteindre une forme géométrique suffisante, l'estampage s'y fait avec une force de pression élevée Ce procédé continu est coûteux en énergie et conduit à une forme géométrique qualitativement insatisfaisante de l'es- tampage du fait même du mouvement de roulement du rouleau d'es- tampage par rapport à la bande thermoplastique En outre, la fabrication des rouleaux d'estampage demande beaucoup de temps et d'argent et modifier rapidement l'équipement pour obtenir des formes d'estampage modifiées n'est possible qu'en changeant le rouleau d'estampage. Du fait même de la répétition permanente résultant du mouvement de rotation des rouleaux, le nombre des possibilités de conception de la forme d'estampage est très limitée. Dans le brevet en RFA DE-P 3 600 114, on décrit un estampa- ge à chaud sous pression au moyen d'une plaque d'estampage dont la surface contient la forme négative de l'estampage Ce procédé discontinu est coûteux en temps et en argent Grâce au déplacement vertical on obtient une bonne conception qualitative de la forme d'estampage, étant précisé toutefois que l'on ne remédie pas aux inconvénients décrits ci- dessus de l'estampage au moyen de rouleaux d'estampage en ce qui concerne la fabrication de la plaque d'estampage et la modification, non possible rapidement, pour obtenir des formes géométriques modifiées de l'estampage. Tous les dispositifs et les procédés décrits dans l'état actuel de la technique pour profiler des bandes thermoplastiques, en particulier des garnitures de semelle de ski, ont en commun que le profilage de la bande thermoplastique ne se fait pas sur le ski déjà fini, et que l'on ne tient donc pas compte de la contrainte du ski, qui possède une influence décisive sur le comportement en poussée et en glissement. L'invention a pour but de créer un procédé et un dispositif de profilage de semelles pour ski en matériau thermoplastique, dans le cas desquels il soit possible de régler directement la forme géométrique désirée du profilage de la semelle et, si nécessaire, de la modifier d'un ski à l'autre, pour obtenir des caractéristiques optimales en montée et en glissement. Selon l'invention, on atteint ce but grâce à un procédé dans lequel on bride une semelle, tournée vers le haut et solidarisée avec le corps du ski, et dans lequel, lors d'un déplacement relatif horizontal du ski par rapport à un outil qui a lui-même un mouvement de va -et -vient par rapport à la surface de la semelle sur une plage conique de pivotement d'angle déterminé, les différentes zones de la forme géométrique du profilage de la semelle sont formées plastiquement l'une après l'autre par cet outil. On obtient de ce fait qu'il soit possible d'accorder la forme géométrique du profilage avec la précontrainte du ski, puisque la semelle n'est pas d'abord profilée puis, ensuite, fixée sur le ski, mais que le profilage se fait après que la semelle ait été rapportée sur le ski pratiquement fini Le formage plastique des différentes zones de la forme géométrique du profilage l'une après l'autre garantit, dans le cas de la possibilité de faire varier le réglage de l'outil par rapport à la semelle, une modification rapide du réglage et donc une grande possibilité de variation. De préférence, les différentes zones de la forme géométrique du profilage de la semelle se déplacent avec une vitesse de 0,0005 à 0,5 m/s et, en coordination avec ce déplacement, elles sont formées plastiquement l'une après l'autre avec une vitesse de formage de 0,01 à 5 m/s pour une force de formage de 0,5 à 500 Newtons. Il est intéressant que l'angle de c 8 ne de la plaque conique de pivotement par rapport à la surface de la semelle vaille 60 . C'est sur cette plage, c'est-à-dire à 300 par rapport à la verticale de la semelle, que se font la plupart des profilages, puisque les profils ainsi formés garantissent des caractéris- tiques optimales de poussée. Pour obtenir un estampage à arête vive des profils, on peut chauffer l'outil de profilage de la semelle sur une plage de température allant de 20 'C à 1700 'C La température dépend essentiellement du matériau thermoplastique choisi. Les températures élevées s'appliquent dans le cas des matériaux thermoplastiques frittés. Pour faciliter le processus de formage, on peut chauffer la semelle à une température de 20 C en dessous de son point de fusion. On peut obtenir une pluralité de formes géométriques du profilage de la semelle par le fait que la semelle se déplace horizontalement par rapport à l'outil dans différentes directions et de façon continue ou discontinue et par le fait que l'on forme plastiquement les différentes zones du profilage perpendiculairement à l'axe longitudinal du ski, obliquement ou parallèlement par rapport à cet axe. Le déplacement relatif horizontal de la semelle peut alors se faire par le ski et/ou par l'outil. Une forme préférée, qui permet d'accorder de façon particulièrement favorable la forme géométrique du profilage avec la précontrainte du ski consiste en ce que l'on mesure la force de précontrainte du ski, que l'on saisit les résultats de la mesure sous forme de données et que, sur la base des données ainsi obtenues, on détermine la vitesse du déplacement relatif horizontal, la vitesse de formage et la force de formage de la forme géométrique des différentes zones de profilage En particulier aussi dans le cas d'une paire de skis, on peut alors mesurer la précontrainte du second ski, la comparer avec les résultats de mesure, saisis sous forme de données, du premier ski et, à partir de cela, déterminer la vitesse du déplacement relatif horizontal, la vitesse de formage et la force de formage de la forme géométrique des différentes zones du profilage. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est ainsi conçu que l'on prévoit un dispositif de maintien qui reçoit le ski avec la semelle fixée dessus et au-dessus duquel est disposée une tête d'outil qui reçoit un outil interchangeable, qui peut pi- voter sur une plage conique de pivotement, d'angle déterminé, et dont le porte-outil est conçu pour prendre un mouvement de va-et- vient par rapport à la surface de la semelle. De préférence, l'outil est alors conçu sous forme d'un poinçon dont la largeur peut correspondre au moins à la largeur de la semelle Mais il est également possible que sa largeur soit plus petite Dans le cas de la conception mentionnée en dernier lieu, il est possible d'augmenter largement le nombre des formes géométriques que l'on peut rapporter. Dans la tête d'outil peuvent être disposés un ou plusieurs poinçons. Pour une fixation sûre du ski, avec la semelle, et pour une accessibilité simultanée de la surface de la semelle à usiner, il est intéressant de fixer ce ski avec des éléments de bridage disposés dans ses zones d'extrémité. En outre, on peut prévoir, sur le côté de la zone de poussée du ski, des rouleaux de pression amovibles. Il est avantageux de prévoir que le poinçon soit chauffant. En outre, on peut disposer un élément chauffant au-dessus de la semelle dans la zone de la tête d'outil Il est intéressant que le chauffage se fasse électriquement. Pour obtenir le déplacement relatif horizontal, on peut disposer le dispositif de maintien coulissant par rapport à la tête d'outil ou bien la tête d'outil coulissante par rapport au dispositif de maintien. Selon un autre aspect du dispositif pour atteindre le but conforme à l'invention, celui -ci présente de préférence une installation de traitement des données qui mesure la force de précontrainte du ski fixé sur le dispositif de maintien, qui saisit les données ainsi établies et qui, par l'intermédiaire d'éléments de commande et en fonction de la force de précontrainte du ski, détermine la vitesse du mouvement relatif horizontal entre le dispositif de maintien et la tête d'outil ainsi que la vitesse de formage de l'outil disposé dans la tête d'outil. Grâce à l'installation de traitement des données, on peut mesurer la force de précontrainte du second ski d'une paire de skis sur le dispositif de maintien, on peut comparer avec la force de précontrainte du premier ski et on peut déterminer, par l'intermédiaire des éléments de commande et en fonction de la valeur de comparaison de force de précontrainte entre les skis de la paire de skis, la vitesse de déplacement relatif horizontal entre le dispositif de maintien et la tête d'outil ainsi que la vitesse de formage et la force de formage de l'outil disposé dans la tête d'outil. On explique en détail ci-dessous l'invention sur un exemple de réalisation Sur le dessin correspondant: la figure 1 représente la vue avant d'un dispositif de profilage de semelles pour ski, en représentation schématique, la figure 2 représente la vue de dessus d'un ski avec semelle profilée. Le dispositif, représenté sur la figure 1, de profilage de semelles 2 du ski 1 présente un dispositif de maintien 5 qui, comme indiqué par les flèches, peut coulisser vers l'avant et vers l'arrière dans la direction longitudinale Le dispositif de maintien 5 sert à recevoir un ski 1 dont la semelle 2 est déjà solidarisée avec le corps Le montage du ski 1 s'exécute de façon que le profilage de la semelle 2 soit pratiquement la dernière étape de travail Naturellement, peuvent encore s'y raccorder des étapes de travail servant à caractériser esthétiquement le ski, comme par exemple la coloration Le ski 1 est fixé sur le dispositif de maintien 5 par des éléments de bridage 7, la semelle 2 forme la surface libre supérieure du ski 1, sa zone de poussée 10 à profiler (figure 2) étant librement accessible. Au-dessus de la semelle 2 est disposée une tête d'outil 4 Dans la tête d'outil 4 est bridé un poinçon 3 que l'on peut échanger Le poinçon 3 est solidarisé avec la tête d'outil 4 ou bien, comme indiqué par des flèches sur la figure 1, peut coulisser dans celle-ci en direction de la semelle 2 et en s'éloignant de celle-ci La tête d'outil 4 est disposée avec possibilité de pivotement sur une plage conique d'angle de cône prédéterminé L'angle préféré de la plage de pivotement vaut , c'est-àdire 30 par rapport à la verticale de la semelle 2 De ce fait il est possible que le profilage de la zone de poussée 10 se fasse avec une obliquité différente Du fait que la tête d'outil 4 peut pivoter sur une plage conique d'angle de cône déterminéo C, on peut effectuer le profilage de la semelle 2 perpendiculairement à l'axe longitudinal du ski 1, obliquement par rapport à cet axe ou parallèlement à cet axe. Le profilage de la semelle 2 du ski 1 se fait en principe au voisinage de la zone de poussée 10, tandis que ses zones de glissement 9 (figure 2) restent lisses Toutefois, des profilages sont également possibles dans cette zone. Le poinçon 3 a la forme d'un coin selon la représentation de la figure 1 Cette forme de réalisation est particulièrement intéressante car il est alors possible, par le réglage du mouvement d'avance du dispositif de maintien 5 et par le réglage de l'angle de cône i de la tête d'outil 4, de produire des formes géométriques très différentes. Mais le poinçon 3 peut également présenter d'autres formes dans sa zone avant Il est par exemple possible de donner à cette zone la forme d'un peigne Plusieurs poinçons 3 peuvent également être disposés dans la tête d'outil 4 La largeur du poinçon 3 correspond à celle de la semelle 2 Mais elle peut aussi être plus petite Dans ce cas, on augmente encore les possibilités de conception de formes géométriques différentes du profilage grâce à un coulissement latéral de la tête d'outil 4 et, alternativement, à un mouvement d'avance du dispositif de maintien 5. Le dispositif de profilage de la semelle 2 présente, en plus des éléments de bridage 7, des rouleaux de pression 6 pour donner une fixation supplémentaire dans la zone du profilage. Les rouleaux de pression 6 sont disposés amovibles. La semelle 2 est constituée d'un matériau thermoplastique qui peut également être fritté et contient une certaine proportion de noir de fumée ou de graphite Pour garantir un estampage à arête vive constante, le poinçon 2 est conçu chauffant La plage de température pendant le profilage se situe, selon les caractéristiques du matériau de la semelle 2 à usiner, entre environ 200 C et 17000 C Le dispositif de profilage présente en outre un élément chauffant supplémentaire 8 qui est disposé au voisinage immédiat de l'emplacement du profilage de la semelle 2 L'élément chauffant est chauffé électriquement On peut ainsi chauffer la semelle 2 jusqu'au maximum 200 C en dessous du point de fusion du matériau thermo- plastique. De préférence, le dispositif de profilage de la semelle 2 s'utilise sur une plage d'utilisation dans laquelle le dispositif de maintien 5 effectue un mouvement d'avance avec une vitesse de 0,0005 m/s à 0,5 m/s, en continu ou en discontinu, tandis que la vitesse de formage atteint, en fonction de ce mouvement, 0,001 m/s à 5 m/s et que la force de formage se situe sur une plage allant de 0,5 à 500 Newtons. Dans le cas d'un autre exemple de réalisation non représenté, le dispositif de maintien 5 est disposé fixe et c'est la tête d'outil 4 qui effectue le mouvement d'avance. Selon un autre exemple de réalisation non représenté sur le dessin, le dispositif de profilage de la semelle 2 d'un ski 1 est relié à un ordinateur qui commande le déroulement des mouvements Il est ainsi possible d'effectuer, même pour une durée très courte, des profilages différents de semelles 2 pour des skis 1. Les skis fabriqués 1 présentent des caractéristiques différentes du fait de la plage de tolérance nécessaire lors de la fabrication De ce fait, pour un même profilage de la zone de poussée 10, on peut avoir des caractéristiques différentes entre les skis 1 d'une paire de skis. Grâce aux dispositifs conformes à l'invention pour le profilage de la semelle 2, il est possible, en partant des facilités de réglages variables, en particulier du mouvement d'avance en liaison avec la vitesse de formage et avec l'estampage individuel des éléments profilés dans la semelle 2, d'égaler les unes aux autres les caractéristiques de marche des semelles 2 d'une paire de skis On mesure alors la force de précontrainte du premier ski 1 lors de sa fixation sur le dispositif de maintien 2 et on règle en conséquence la distance et la profondeur du profilage Les données sont mémorisées dans l'ordinateur et adaptées ensuite au profilage du second ski. Il est de ce fait possible de compenser pour les skis 1 les tolérances de fabrication et de les adapter l'un à l'autre au point de vue des caractéristiques de glissement. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé de profilage de semelles pour ski en matériau thermoplastique, caractérisé par le fait que l'on bride une semelle ( 2), tournée vers le haut et solidarisée avec le corps du ski ( 1), et par le fait que, lors d'un déplacement relatif horizontal du ski ( 1) par rapport à un outil qui a lui-même un mouvement de va -et -vient par rapport à la surface de la semelle ( 2) sur une plage conique de pivotement, d'angle déter- miné (ci), les différentes zones de la forme géométrique du pro- filage de la semelle ( 2) sont formées plastiquement l'une après l'autre par cet outil. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les différentes zones de la forme géométrique du profilage de la semelle ( 2) se déplacent avec une vitesse de 0,0005 à 0,5 m/s et qu'en coordination avec ce déplacement, elles sont formées plastiquement l'une après l'autre avec une vitesse de formage de 0,01 à 5 m/s pour une force de formage de 0,5 à 500 Newtons. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle de cône (o&) de la plage conique de pivotement par rapport à la surface de la semelle ( 2) vaut 60 '. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'outil prévu pour le profilage de la semelle ( 2) est chauffé sur une plage de température allant d'environ 200 à 17000 C. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, dans la zone dans laquelle elle est profilée, la semelle ( 2) est partiellement chauffée à une température de C en dessous de son point de fusion. 6 Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la semelle ( 2) se déplace horizontalement par rapport à l'outil dans différentes directions et de façon continue ou discontinue et par le fait que l'on forme plastiquement les différentes zones du profilage perpendi- culairement à l'axe longitudinal du ski ( 1), obliquement ou parallèlement par rapport à cet axe. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le déplacement relatif horizontal de la semelle ( 2) est effectué par le ski ( 1). 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le déplacement relatif horizontal de la semelle ( 2) est effectué par l'outil. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé par le fait que l'on mesure la force de précontrainte du ski ( 1), que l'on saisit les résultats de la mesure sous forme de données et que, sur la base des données ainsi obtenues, on détermine la vitesse du déplacement relatif horizontal, la vitesse de formage et la force de formage de la forme géométrique des différentes zones du profilage. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une paire de skis, on mesure la force de précontrainte du second ski ( 1), on la compare avec les résultats de mesure, saisies sous forme de données, du premier ski, et, à partir de cela, on détermine la vitesse du déplacement relatif horizontal, la vitesse de formage et la force de formage de la forme géométrique des différentes zones du profilage. 11 Dispositif pour l'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on prévoit un dispositif de maintien ( 5) qui reçoit le ski ( 1) avec la semelle ( 2) fixée dessus et au-dessus duquel est disposée une tête d'outil ( 4) qui reçoit un outil interchangeable, qui peut pivoter sur la plage conique de pivotement, d'angle déterminé GL), et dont le porte-outil est concu pour prendre un mouvement de va-et-vient par rapport à la surface de la semelle ( 2). 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'outil est conçu sous forme de poinçon ( 3). 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la largeur du poinçon ( 3) correspond au moins à la largeur de la semelle ( 2). 14 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la largeur du poinçon ( 3) est inférieure à la largeur de la semelle ( 2). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que plusieurs poinçons ( 3) sont disposés dans la tête d'outil ( 4). 16 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le ski ( 1), avec la semelle ( 2) qui lui est solidarisée, est fixé sur le dispositif de maintien par des éléments de bridage ( 7) disposé dans ses zones d'extrémité. 17 Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'entre les éléments de bridage ( 7), sur le côté de la zone de poussée ( 10) de la semelle ( 2) sont disposés, de façon amovible des rouleaux de pression ( 6). 18 Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15, carac- térisé par le fait que le poinçon ( 3) est conçu chauffant. 19 Dispositif selon l'une quelconque des revendications Il à 18, caractérisé par le fait que dans la zone de la tête d'outil ( 4) un élément chauffant ( 8) est disposé au-dessus de la semelle ( 2). 20 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le dispositif de maintien ( 5) est disposé avec liberté de coulisser horizontalement par rapport à la tête d'outil ( 4). 21 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le dispositif de maintien ( 5) est disposé fixe et que la tête d'outil ( 4) est conçue avec liberté de coulisser horizontalement par rapport à celui-ci. 22 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 21, caractérisé par le fait qu'il présente une installation de traitement des données qui mesure la force de précontrainte du ski ( 1) fixé sur le dispositif de maintien ( 5), qui saisit les données ainsi établies et qui, par l'intermédiaire d'éléments de commande et en fonction de la force de précontrainte du ski ( 1), détermine la vitesse du mouvement relatif horizontal entre le dispositif de maintien ( 5) et la tête d'outil ( 4) ainsi que la vitesse de formage et la force de formage de l'outil disposé dans la tête d'outil ( 4). 23 Dispositif selon la revendication 22, caractérisé par le fait que grâce à l'installation de traitement des données, on mesure la force de précontrainte du second ski ( 1) d'une paire de skis sur le dispositif de maintien ( 5), on la compare avec la force de précontrainte du premier ski ( 1) et on détermine, par l'intermédiaire des éléments de commande et en fonction de la valeur de comparaison de force de précontrainte entre les skis ( 1) de la paire de skis, la vitesse du déplacement relatif horizontal entre le dispositif de maintien ( 5) et la tête d'outil ( 4) ainsi que la vitesse de formage et la force de formage de l'outil disposé dans la tête d'outil ( 4).