Brevet FR2661334A1 — publié le 19911031

La présente invention concerne une fixation de sécurité pour ski, destinée à maintenir l'avant d'une chaussure montée sur le ski. Les fixations de sécurité de ce type comportent généralement un corps, contenant un mécanisme générateur d'énergie agissant sur une mâchoire de retenue, montée dans la partie postérieure du corps de la fixation avant. Dans certaines fixations avant la mâchoire est constituée par deux ailes de retenue latérale indépendantes, articulées respectivement sur le corps, autour d'axes indépendants, et qui sont disposées symétriquement par rapport au plan vertical et longitudinal de symétrie de la fixation avant. Ces ailes de retenue latérale sont sollicitées élastiquement, par un mécanisme générateur d'énergie contenu dans le corps, en direction du plan de symétrie de la fixation avant, de manière à serrer, entre elles, l'avant de la chaussure. On connaît déjà des fixations avant de ce type dans lesquelles le mécanisme générateur d'énergie comprend un amortisseur associé en parallèle à un ressort de compression. Cet amortisseur additionnel permet de faire varier la force de résistance à l'ouverture de la fixation avant, en fonction de la vitesse de la sollicitation, la force de rappel étant élevée pour des sollicitations violentes et par contre relativement faible pour des sollicitations douces. Ceci permet de mieux adapter la réponse de la fixation avant aux caractéristiques de résistance mécanique de la jambe d'un skieur, qui peut résister à une sollicitation d'intensité élevée mais brève, alors que la jambe peut se rompre dans le cas d'une sollicitation de faible intensité mais s'exerçant pendant une période de temps assez longue. On connaît ainsi des fixations avant dans lesquelles l'amortisseur est disposé coaxialement à l'intérieur du ressort de compression faisant partie du mécanisme générateur d'énergie.Toutefois, avec une telle disposition, il est difficile de pouvoir régler la dureté du ressort générateur d'énergie, c'est-à-dire son taux de compression initial, sans modifier corrélativement la longueur initiale de l'amortisseur au repos. Avec une telle construction il est nécessaire que la course maximale de compression de l'amortisseur soit au moins égale à la somme de la course de compression du ressort générateur d'énergie correspondant au déclenchement de la fixation et de la course de compression de ce ressort correspondant à la plage de réglage de la raideur du ressort. Par ailleurs un autre inconvénient que présente une fixation avant de ce type est qu'elle ne permet pas de limiter l'augmentation de la valeur du seuil de déclenchement, dans le cas d'une sollicitation brève et intense entraînant le blocage de l'amortisseur. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients grâce à une construction simple permettant d'obtenir une longueur initiale de l'amortisseur constante et indépendante de l'état de compression initiale du ressort, et qui permet d'augmenter la valeur du seuil de déclenchement de la fixation avant, dans le cas de sollicitations de courte durée. La présente invention a ainsi pour objet une fixation de sécurité pour ski, destinée à maintenir l'avant d'une chaussure sur le ski, comportant un corps symétrique par rapport à un plan longitudinal et vertical pourvu d'une mâchoire comportant deux ailes de retenue latérale de l'avant de la chaussure, mobiles en rotation autour d'axes perpendiculaires au plan du ski, et qui contient un mécanisme générateur d'énergie pour la mâchoire de retenue, ce mécanisme comportant un tirant principal, mobile longitudinalement en translation, qui sollicite, sous l'action d'un ressort, des parties transversales solidaires des ailes, pour les appliquer contre la chaussure, un amortisseur disposé parallèlement au tirant principal et comprenant deux éléments principaux, à savoir un corps et un piston, un premier élément étant en butée contre une partie du tirant principal, caractérisée en ce qu'elle comporte un tirant secondaire longitudinal, parallèle au tirant principal, mobile longitudinalement en translation, dont une extrémité est liée au second élément de l'amortisseur, et dont l'autre extrémité peut être sollicitée en translation vers l'arrière par des secondes parties transversales solidaires des ailes, la distance de chaque axe de rotation des ailes avec un plan parallèle au plan de symétrie longitudinal de la fixation passant par la zone de contact de la partie transversale avec le tirant principal, étant inférieure à la distance de chaque axe de rotation des ailes avec un plan parallèle au plan de symétrie longitudinal de la fixation passant par la zone de contact de la partie transversale en prise avec le tirant secondaire. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'une fixation avant suivant l'invention, en position normale d'enclenchement pour la pratique du ski. La figure 2 est une vue en coupe horizontale de la fixation représentée sur la figure 1, faite suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe horizontale de la fixation représentée sur la figure 1 faite suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue en perspective, à plus grande échelle, des tirants inférieur et supérieur de la fixation suivant l'invention. La figure 5 est une vue en perspective, à plus grande échelle, de l'amortisseur mis en oeuvre dans la fixation suivant l'invention. Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe longitudinale et verticale de la fixation suivant l'invention, représentée respectivement dans le cas d'une sollicitation douce et d'une sollicitation violente, d'une aile de maintien latérale. Les figures 8 à 10 sont des schémas de principe montrant les éléments essentiels de la fixation respectivement en position de repos ou d'enclenchement, en position de sollicitation douce, et en position de sollicitation violente. La figure 11 est une vue en perspective, d'une variante de mise en oeuvre de l'invention, montrant le positionnement du tirant principal, du tirant secondaire et de l'amortisseur. La figure 12 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'une fixation avant mettant en oeuvre l'amortisseur et les tirants principal et secondaire représentés sur la figure 11. La figure 13 est une vue en perspective éclatée d'une variante de mise en oeuvre du tirant secondaire. La figure 14 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'une fixation avant mettant en oeuvre l'amortisseur et les tirants principal et secondaire représentés sur la figure 13. La figure 15 est une vue en perspective éclatée d'une autre variante de mise en oeuvre du tirant secondaire. La fixation de sécurité suivant l'invention, qui est désignée dans son ensemble par la référence 1 sur le dessin, est destinée à maintenir l'avant d'une chaussure 2 sur un ski 3 et est symétrique par rapport à un plan (P) longitudinal et vertical. Cette fixation avant 1 comporte un corps 4 fixé au ski 3 au moyen de vis, et qui porte, dans sa partie postérieure, une mâchoire 5 de retenue de l'avant de la chaussure 2. Cette mâchoire 5 peut être monobloc ou, comme représenté sur la figure 2, elle peut être constituée de deux ailes de retenue latérale individuelles 6, qui sont articulées respectivement sur le corps 4 autour d'axes 7 perpendiculaires au plan du ski 3. Par ailleurs le corps 4 contient un mécanisme générateur d'énergie 8 agissant sur la mâchoire de retenue 5. Ce mécanisme générateur d'énergie 8 comprend un tirant principal 10 qui s'étend axialement et longitudinalement dans un logement du corps 4. Ce tirant principal 10 comporte une cavité longitudinale interne 12, à l'extrémité antérieure de laquelle est vissé un bouchon 14 de réglage de la dureté de la fixation, et il comporte, à son extrémité postérieure, deux pattes transversales 16, s'étendant vers l'extérieur du tirant principal 10. Le tirant principal 10 comporte, à sa partie arrière, une patte transversale et verticale 18 s'étendant vers le haut, et dont le bord supérieur est creusé d'un passage semi-circulaire 22. La base du tirant principal 10 est creusée d'une lumière longitudinale 26 traversée par un axe vertical 28 solidaire du corps 4, et qui fait office de butée, sur lequel prend appui l'extrémité postérieure d'un ressort de compression 30, faisant partie du mécanisme générateur d'énergie 8. L'extrémité antérieure de ce ressort 30 prend appui sur la face interne d'une cavité cylindrique creusée à l'intérieur du bouchon de réglage 14. Les ailes de retenue latérales 6 comportent, sur leur partie antérieure et intérieure, des branches transversales inférieures 34, sur la face arrière desquelles viennent prendre appui les deux pattes transversales 16 du tirant principal 10. Les axes de rotation 7 sont distants d'un plan parallèle au plan de symétrie (P) et passant par les extrémités des branches transversales inférieures 34 d'une longueur dl.Ainsi le ressort de compression 30, qui est comprimé entre le bouchon 14 de réglage de dureté et l'axe 28 solidaire du corps 4, sollicite constamment le tirant principal 10 vers l'avant, et celui-ci agit à son tour sur les branches transversales 34 des deux ailes de retenue latérales 6 pour les solliciter l'une vers l'autre et au contact de la semelle de la chaussure 2. La force de rappel exercée par le ressort de compression 30 sur le tirant principal 10, et donc sur les ailes de retenue latérales 6, peut être réglée en modifiant le taux de compression du ressort 30, c'est-à-dire en vissant plus ou moins le bouchon de réglage 14 à l'intérieur du logement 12. Le mécanisme générateur d'énergie de la fixation avant 1 suivant l'invention, comporte également un amortisseur, par exemple un amortisseur hydraulique 40, qui s'étend longitudinalement et qui est disposé au-dessus du tirant principal 10. Cet amortisseur 40 comporte un corps cylindrique 42 fermé par un fond postérieur 42a et qui est prolongé vers l'avant par une partie de plus petit diamètre 42b. L'amortisseur 40 est en appui sur la face supérieure du tirant principal 10 de façon que son fond postérieur 42a soit en appui contre la patte verticale 18, et que sa partie avant de plus faible diamètre 42b soit maintenue par un berceau 19 en forme de U. A l'intérieur du corps 42 de l'amortisseur 40 est logé un piston 46 percé de part en part de trous pour permettre le passage d'un liquide, remplissant le corps 42, entre les deux chambres délimitées à l'intérieur de ce corps par le piston 46. Le piston 46 est solidaire d'une tige de piston axiale 48 qui s'étend vers l'avant à travers la partie de diamètre réduit 42b. Cette partie 42b comporte une fente verticale 20, ouverte vers l'avant et dans laquelle pénètre la tige de piston 48. Le mécanisme générateur d'énergie comprend également un tirant secondaire 50, constitué d'une tige longitudinale s'étendant au-dessus de l'amortisseur 40 et dont les deux extrémités sont coudées vers le bas à 900. L'extrémité antérieure du tirant 50 est engagée dans la fente antérieure 20 du corps de l'amortisseur 40, de façon à venir en contact avec l'extrémité de la tige de piston 48 de l'amortisseur 40, alors que l'extrémité coudée postérieure du tirant 50 est solidaire d'une plaquette horizontale et transversale 52. Comme représenté sur les figures 1 et 3, les ailes 6 de retenue latérale de la chaussure 5 comportent des branches transversales supérieures 56 qui s'étendent à partir des axes d'articulation 7 de ces ailes en direction du plan vertical et longitudinal de symétrie P de la fixation avant. Les axes de rotation 7 sont distants d'un plan parallèle au plan P passant par les extrémités des branches transversales supérieures 56 d'une longueur d2, supérieure à la distance dl correspondante des branches transversales inférieures 34. La face antérieure de la plaquette 52, solidaire du tirant secondaire 50, est en contact avec la face postérieure des branches transversales 56 des ailes 6. Lorsque, par suite d'une torsion de la jambe du skieur, la semelle de la chaussure 2 exerce une sollicitation S vers l'extérieur sur l'une des ailes de retenue latérale 6, celle-ci pivote alors vers l'extérieur autour de son axe de rotation 7. Les branches transversales inférieure 34 et supérieure 56 de cette aile 6 pivotent donc autour de l'axe de rotation 7 avec des rayons de rotation différents, respectivement dl et d2. Lorsque la sollicitation S exercée par la chaussure du skieur sur l'aile 6 est "douce", (figure 6 et 9) le pivotement de la branche transversale supérieure 56 de l'aile 6, dans le cas présent l'aile droite, provoque l'entraînement vers l'arrière de la plaquette 52 du tirant supérieur 50, et le recul de celui-ci provoque le recul du piston 46 de l'amortisseur 40 à l'intérieur du corps 42, avec un mouvement suffisamment lent pour que le liquide amortisseur contenu dans le corps 40 passe d'une chambre à l'autre sans s'opposer au mouvement du piston 46. L'amortisseur 42 se rétracte donc sans opposer de résistance, et la suite du fonctionnement se déroule comme si l'amortisseur 40 n'existait pas.Dans ces conditions la branche transversale inférieure 34 de l'aile droite 6, sollicitée par la chaussure, provoque le mouvement vers l'arrière du tirant principal 10, à l'encontre du ressort de compression 30. Ce ressort 30 se comprime alors sur une certaine distance, et la force antagoniste qu'il exerce sur l'aile 6 va en augmentant au cours du mouvement. Pour un recul donné c1 (figure 9) du tirant inférieur 10, auquel correspond une force de rappel F1 exercée par le ressort 30, l'aile 6 pivote d'un angle a, suffisant pour permettre à la chaussure 2 du skieur de sortir de la fixation. Par contre lorsque la sollicitation S exercée par la chaussure du skieur sur une aile de retenue latérale 6, par exemple l'aile droite, est violente (figure 7 et 10), c'està-dire possède une forte intensité, la force exercée par la branche transversale supérieure 56 sur le piston 46 de l'amortisseur 40, par l'intermédiaire du tirant secondaire 50, tend à déplacer rapidement le piston 46 vers l'arrière, à l'intérieur du corps 42 de l'amortisseur 40. Toutefois ce mouvement est empêché par suite de la nature visqueuse du liquide amortisseur, si bien que l'amortisseur 40 se "durcit" et se comporte dès lors comme un élément rigide. De ce fait le fond 42a de celui-ci prenant appui sur la patte verticale 18 du tirant principal 10 entraîne ce dernier vers l'arrière, à l'encontre du ressort de compression 30, qui se comprime alors, et la force antagoniste qu'il exerce sur l'aile 6, comme précédemment, va en augmentant. Dans ces conditions, on constate que pour un même angle de rotation a de l'aile de retenue latérale 6, correspondant à la position où la chaussure du skieur peut sortir de la fixation, le recul C2 du tirant principal 10 est plus important que dans le cas d'une sollicitation "douce", puisque le bras de levier d2 transmettant la sollicitation de la chaussure au tirant est plus important que le bras de levier dl.En conséquence, la force de rappel F2 exercée par le ressort 30 sur le tirant principal 10 est, dès lors, plus importante, et pour arriver à la position de déclenchement, le skieur devra donc appliquer sur l'aile de retenue latérale 6 une sollicitation plus importante. Les cas de sollicitations extrêmes décrits précédemment constituent bien évidemment des situations limites et, au cours de la pratique réelle du ski, les sollicitations auxquelles les ailes de retenue latérales 6 sont soumises se situent entre ces deux limites, de sorte qu'habituellement le piston 46 de l'amortisseur 40 se déplace en exerçant une résistance dépendant de l'intensité et de la brièveté de la sollicitation. De ce fait la force de rappel exercée par le ressort 30 de la fixation comporte deux composantes, à savoir une première composante résultant de l'action exercée par la branche transversale inférieure 34 directement sur le tirant principal 10 et une seconde composante résultant de l'action exercée par la branche transversale supérieure 56 sur le tirant principal 10, par l'intermédiaire de l'amortisseur 40. Bien évidemment, comme représenté sur la figure 11, il est possible d'inverser le positionnement de l'amortisseur 40, et son fond 42a peut être disposé vers l'avant, et la rainure 20 de celui-ci peut alors prendre place autour d'une broche 58 solidaire du tirant principal 10, la tige de piston 48 de l'amortisseur 40 étant en contact avec cette broche 58. On peut également, comme représenté sur la figure 12, inverser les positions des tirants principal 10 et secondaire 50. Dans cette forme de réalisation le tirant principal 10 est disposé à la partie supérieure de la fixation et comporte une cavité longitudinale interne 12 à l'extrémité antérieure de laquelle est vissé un bouchon 14 de réglage de la dureté de la fixation, et il comporte à son extrémité postérieure deux pattes transversales 16 s'étendant vers l'extérieur du tirant principal 10. Le tirant principal 10 comporte à sa partie arrière une broche verticale 19 s'étendant vers le bas. La partie supérieure du tirant principal 10 est creusée d'une lumière longitudinale 26 traversée par un axe vertical 28 solidaire du corps 4, et qui fait office de butée, sur lequel prend appui l'extrémité postérieure d'un ressort de compression 30 faisant partie du mécanisme générateur d'énergie.L'extrémité antérieure de ce ressort 30 prend appui sur la face interne d'une cavité cylindrique creusée à l'intérieur du bouchon de réglage 14. Le tirant secondaire 50 est disposé à la base de la fixation et comprend un élément longitudinal possédant sur sa face antérieure une butée 18 contre laquelle vient prendre appui le fond 42a de l'amortisseur 40. La broche 19 solidaire du tirant principal 10 prend appui contre l'extrémité de la tige de piston 48 de l'amortisseur 40. Le fonctionnement de cette variante de mise en oeuvre de la présente invention est en tout point identique à celui décrit précédemment. Dans une variante de réalisation représentée par les figures 13 et 14, le tirant principal 10 est identique à celui décrit dans les formes de réalisation illustrées par les figures 1 à 4, et le tirant secondaire 50 est constitué d'un profilé longitudinal, de section en forme de U, dont l'ouverture est dirigée vers le bas. Ce tirant secondaire 50 comporte sur sa partie avant une broche transversale 60 fixée sur les deux parois longitudinales et verticales du profilé et, sur sa partie arrière deux pattes transversales 61 s'étendant vers l'extérieur des parois longitudinales.Un amortisseur hydraulique 40, du type de celui décrit précédemment, prend place sur la face supérieure du tirant principal 10 de façon que le fond 42a du corps 42 de l'amortisseur 40 vienne en appui sur une partie 18 postérieure du tirant principal 10 et que la face antérieure 42b de diamètre réduit de l'amortisseur, prenne place sur un berceau 64 de forme appropriée assurant son maintien. Comme précédemment la face avant de l'amortisseur comporte une fente longitudinale 20 entre les parois desquelles se déplace la tige de piston 48 de l'amortisseur 40, et qui vient en appui, lorsque le tirant secondaire 50 est positionné sur le tirant principal 10, contre la broche transversale 60 du tirant secondaire 50. Le fonctionnement de ce dispositif est identique en tout point à celui décrit précédemment. Dans une autre variante de mise en oeuvre de l'invention, représentée sur la figure 15 la face supérieure du tirant principal 10 comporte sur sa partie avant un berceau 64 destiné à recevoir le corps 42 d'un amortisseur 40, identique à celui décrit précédemment, et sur sa partie arrière une broche verticale 18a, solidaire du tirant principal 10. Le corps de l'amortisseur 40 prend place sur le berceau 64 et sa partie de diamètre réduit est disposée sur l'arrière, de façon que la tige de piston 48 de l'amortisseur 40 vienne en contact avec la broche verticale 18a. Le tirant secondaire est constitué, dans le cas présent, par deux branches longitudinales 70 solidarisées du corps 42 de l'amortisseur 40 et qui comportent deux pattes transversales 61 s'étendant vers l'extérieur des bras, et qui sont destinées, comme précédemment, à coopérer avec les ailes de retenue de la chaussure. Le fonctionnement de ce dispositif est identique en tout point à ceux décrits précédemment. REVENDICATIONS 1.- Fixation de sécurité pour ski, destinée à maintenir l'avant d'une chaussure (2) sur le ski (3), comportant un corps (4) symétrique par rapport à un plan longitudinal et vertical (P), pourvu d'une mâchoire (5) comportant deux ailes (6) de retenue latérale de l'avant de la chaussure (2), mobiles en rotation autour d'axes (7) perpendiculaires au plan du ski, et qui contient un mécanisme générateur d'énergie pour la mâchoire de retenue (5), ce mécanisme comportant un tirant principal (10), mobile longitudinalement en translation, qui sollicite, sous l'action d'un ressort (30), des parties transversales (34) solidaires des ailes (6), pour les appliquer contre la chaussure (2), un amortisseur (40) disposé parallèlement au tirant principal (10) et comprenant deux éléments principaux, à savoir un corps (42) et un piston (46), un premier élément principal étant en butée contre une partie (18) du tirant principal (10), caractérisée en ce qu'elle comporte un tirant secondaire longitudinal (50), parallèle au tirant principal (10), mobile longitudinalement en translation, dont une extrémité est liée au second élément principal de l'amortisseur (40), et dont l'autre extrémité peut être sollicitée en translation vers l'arrière par des secondes parties transversales (56) solidaires des ailes (6), la distance (dl) de chaque axe de rotation (7) des ailes (6) avec un plan parallèle au plan de symétrie longitudinal (P) de la fixation passant par la zone de contact de la partie transversale (34) avec le tirant principal (10), étant inférieure à la distance (d2) de chaque axe de rotation (7) des ailes (6) avec un plan parallèle au plan de symétrie longitudinal (P) de la fixation passant par la zone de contact de la partie transversale (56) en prise avec le tirant secondaire (50). 2.- Fixation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le tirant secondaire (50) vient en appui sur la partie antérieure de l'élément principal (42,46) de l'amortisseur disposée vers l'avant. 3.- Fixation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'amortisseur (40) est disposé au-dessus du tirant principal (10), le tirant secondaire (50) étant disposé audessus de l'amortisseur (40), les axes longitudinaux de ces trois éléments étant disposés dans le plan de symétrie longitudinal et vertical (P) de la fixation. 4.- Fixation suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le tirant principal (10), est constitué d'un élément creux longitudinal, pourvu à sa partie antérieure d'un trou fileté recevant un bouchon de réglage fileté (14), sur la face interne duquel prend appui l'extrémité antérieure d'un ressort de compression longitudinal (30), l'extrémité postérieure de ce ressort (30) prenant appui sur une butée (28) solidaire du corps (4) de la fixation et la partie postérieure du tirant principal (10) comporte deux pattes transversales (16) s'étendant vers l'extérieur du tirant principal (10) coopérant avec des éléments transversaux inférieurs (34) des ailes (6), de façon qu'une sollicitation exercée sur l'une des ailes (6) vers l'extérieur provoque un déplacement vers l'arrière du tirant principal (10) à l'encontre de l'action du ressort de compression (30). 5.- Fixation suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le tirant principal (10) comporte une butée postérieure transversale et verticale (18) sur laquelle vient prendre appui une première extrémité (42a) de l'amortisseur cylindrique (40), la partie antérieure (42b) de celui-ci comportant une partie de faible diamètre partagée par une rainure longitudinale et verticale (20) dans laquelle débouche une extrémité de la tige (48) du piston (46), sur laquelle vient prendre appui une extrémité du tirant secondaire (50), l'autre extrémité du tirant secondaire (50) se terminant par une plaquette transversale (52) dont les extrémités externes viennent en contact avec les éléments transversaux (56) des ailes (6), de façon que, lors d'une sollicitation brutale d'une aile (6) par la chaussure, l'élément transversal (56) entraîne la plaquette transversale (52) vers l'arrière, celle-ci entraînant en arrière le tirant principal (10), par l'intermédiaire du tirant secondaire (50) et de l'amortisseur (40), à l'encontre du ressort de compression (30). 6.- Fixation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'amortisseur (40) est disposé en-dessous du tirant principal (10), le tirant secondaire (50) étant lui-meme disposé sous l'amortisseur (40), les axes longitudinaux de ces trois éléments étant disposés dans le plan de symétrie longitudinal et vertical (P) de la fixation. 7.- Fixation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le tirant secondaire (50) est constitué d'un élément longitudinal profilé, de section en forme de U, dont l'ouverture est dirigée du côté du tirant principal (10), l'une des extrémités du tirant secondaire (50) étant traversée par une broche transversale (60) apte à venir en contact avec la tige (48) du piston (46) de l'amortisseur (40), et l'autre extrémité du tirant secondaire (50) comportant deux pattes transversales (61) en contact avec les éléments transversaux (56) des ailes (6).