Brevet FR2673362A1 — publié le 19920904

L'invention concerne un crampon pour chaussure de sport, plus spécifiquement destiné à l'exercice de sports d'équipe tels que football ou rugby principalement. De manière générale, les crampons sont destinés à assurer une bonne prise au sol lors des divers mouvements qu'implique la pratique d'un sport. Ainsi qu'on le sait, les fabricants de chaussures de sport ont été amenés à développer des gammes de chaussures différentes prenant respectivement en compte les spécificités des divers sports. Ces fabricants ont suivi une démarche similaire de diversification pour les crampons dont ils équipent leurs divers types de chaussures C'est ainsi que la forme de ces crampons, leur structure, leurs dimensions, leur nombre et leur répartition sous la semelle d'une chaussure, dépendent du sport auquel cette chaussure, et donc ces crampons, sont dédiés. Lors de la pratique d'un sport, les crampons sont soumis à des agressions importantes qui conduisent à une usure de ceux-ci, avec d'éventuels risques de défor- mation surtout en cas de choc Dans le cas de sports collectifs, de tels risques de déformation sont à minimiser au mieux, pour éviter l'apparition d'arêtes vives pouvant conduire à des blessures pour les autres joueurs. La prise en compte du phénomène d'usure importante a conduit, plutôt que d'avoir à remplacer l'ensemble de la chaussure, à concevoir des crampons interchangeables et, en combinaison avec le souci de minimiser les risques d'apparition d'arêtes vives, a conduit à choisir de réaliser ces crampons dans des matériaux résistant aux chocs tout en étant suffisamment durs pour ne pas s'user trop vite. En fait, pour minimiser au mieux les risques d'accidents, il conviendrait que les joueurs acceptent de renouveler suffisamment souvent leurs crampons, sans attendre leur usure complète ou l'apparition d'arêtes vives Mais pour cela il faudrait que ces remplacements fréquents soient financièrement supportables, et donc que les crampons interchangeables soient d'un prix modéré. En outre, surtout dans les sports o la vitesse est un atout, il faut que les crampons, interchangeables ou non, soient d'un faible poids. De nombreuses solutions, adaptées plus ou moins spécifiquement aux sports concernés, ont déjà été proposées en vue d'atteindre l'un ou l'autre des objectifs précités, mais ces solutions ne sont pas totalement satisfaisantes car elles laissent subsister des inconvénients majeurs. Ainsi, s'agissant des crampons interchangeables à bas coût actuellement connus, il faut noter qu'ils sont réservés à certains sports (football, rugby) puisque le concept d'interchangeabilité n'est possible que pour certaines formes de crampons à savoir cylindrique ou cylindro-conique Leur faible coût a été obtenu grâce au choix de matériaux aptes à une mise en forme par des moyens hautement productifs (injection, frappe à froid) Mais les alliages légers ou les plastiques utilisés pour cette raison ont pour inconvénients majeurs une faible résistance mécanique qui diminue leur longévité La détérioration de l'état de surface des crampons ainsi fabriqués peut même être instantanée lors du contact avec le terrain, réduisant ainsi la sécurité de ces crampons Le système de fixation qui assure la rigidité de l'ensemble et le maintien sous la semelle est généralement réalisé en un matériau résistant (acier) ou est surdimensionné (d'o problème de standardi- sation) Ces crampons connus ont ainsi pour inconvénient que l'abaissement des coûts est fictif du fait que leur longévité est très réduite et que leur sécurité est très insuffisante. S'agissant maintenant des crampons mettant en oeuvre des matériaux durs, on peut les répartir en deux catégories selon que ces matériaux durs constituent l'essentiel de ces crampons (c'est-à-dire l'essentiel de la surface extérieure des protubérances de la semelle) ou seulement une partie de ceux-ci Dans le premier cas on parle parfois de crampons massifs et dans le deuxième cas on parle de crampons renforcés. Des crampons massifs sont décrits par exemple dans le document US-3 522 669 (SIMONS) ou dans les documents FR-2 532 825 et DE-3 233 900 (de SPORTARTIKEL- FABRIK KARL UHL Gmb H) Ces crampons massifs sont essentiel- lement constitués d'alumine En fait, le document US- 3 522 669, qui date de 1970, vise principalement des crampons de golf; ceux-ci contiennent au moins 85 % d'alumine, le reste (éventuellement nul) étant formé de composants adaptés à former une phase vitreuse destinée à la bonne cohésion des particules d'alumine Les documents FR- 2 532 825 et DE-3 233 900 décrivent, entre autres formes de réalisation, des crampons entièrement en alumine et enseignent, compte tenu de la grande fragilité de ce matériau, d'enchâsser ces crampons d'alumine dans un châssis adapté à absorber les forces de flexion subies lors de la pratique d'un sport. On notera que les crampons massifs précités sont tous ancrés définitivement dans la semelle et ne sont donc pas amovibles interchangeables. Des crampons renforcés sont décrits dans les documents FR-2 532 825 et DE-3 233 900 précités et dans les documents GB-1 277 684 (MUREX), US-3 766 670 (NAKAJIMA), DE-3 915 157 (MORITO) et EP-210-362 (ADIDAS), EP- 231 797 (ADIDAS) et DE-3 541 897 (ADIDAS) Ces crampons comportent un corps en matériau tendre formant l'essentiel de la surface extérieure latérale des protubérances de la semelle, dans lequel est ancré un insert en matériau dur qui ne débouche à l'extérieur de ce corps qu'en la zone terminale de ces protubérances destinée à former une zone d'appui au sol: cet insert est donc principalement sollicité en compression Le matériau constitutif de ces inserts est notamment l'alumine, des carbures ou oxydes métalliques cémentés, du carbure de tungstène, de la zircone On connaît aussi des inserts de cermet, c'est-à- dire en une poudre de céramique dans une matrice métal- lique. Ces inserts se prolongent parfois profondément à l'intérieur du corps. Sauf dans le cas de l'alumine, les inserts sont le plus souvents lourds (densité supérieure à 6 pouvant atteindre 20 dans le cas du carbure de tungstène) ce qui les limite à des utilisations spécifiques telles que le golf chers, et les crampons dans leur ensemble sont compliqués et onéreux à fabriquer Le corps environnant est souvent en une matière plastique, dont les propriétés mécaniques modérées conduisent à des risques de détériora- tion avec risques de formation d'arêtes vives, et qui peuvent être instables lorsque les crampons sont soumis à des conditions sévères d'utilisation (humidité, chocs, abrasion, température), ce qui peut mettre en péril l'intégrité du crampon. On peut noter que les crampons amovibles interchangeables décrits dans ces documents sont toujours des crampons renforcés comportant un insert dur dans un corps plus tendre. L'invention a pour objet de pallier les inconvénients précités en proposant un crampon amovible interchangeable combinant une bonne résistance à l'usure et une bonne stabilité de forme au cours du temps (même en cas de chocs), donc une grande longévité, tout en étant léger et simple à fabriquer (donc susceptible d'être fabriqué en séries automatisées et donc d'un coût modéré). L'invention propose ainsi, un crampon amovible pour chaussure de sport collectif, comportant une portion d'appui en céramique destinée à venir appuyer sur le sol, un corps portant cette portion d'appui en céramique, une pièce de fixation provisoire destinée à la fixation amovible de ce corps sur une telle chaussure et une portion de manoeuvre, caractérisé en ce que le corps et la portion d'appui font partie d'une seule et même pièce en un matériau entièrement en céramique, à base d'alumine, qui constitue l'essentiel de la surface extérieure du crampon. Selon des caractéristiques préférées la céramique est une aluminezircone, cette céramique alumine-zircone contient en volume de 60 à 80 % d'alumine et de 40 à 20 % de zircone, de préférence % à 33 % de zircone, de préférence encore autour de 25 % de zircone, la pièce de fixation est fixée par collage dans un logement du corps céramique, la colle est une colle epoxy, de préférence à monocom- posant, en variante, la pièce de fixation est fixée par sertis- sage dans un logement du corps céramique, le crampon étant destiné à une chaussure de football et ayant globalement la forme d'un cylindre, le corps céramique forme la surface extérieure de ce cylindre sur au moins les deux tiers de sa hauteur, les parois de ce corps ont au moins 3 mm, la pièce de fixation est une tige filetée, la portion de manoeuvre fait partie de cette pièce céramique, en variante, la portion de manoeuvre est indépendante du corps, la portion de manoeuvre est solidaire de la pièce de fixation, le corps constitue la surface extérieure du crampon sur au moins les 2/3 de sa hauteur. Ainsi, un crampon selon l'invention est constitué: d'un corps céramique assurant l'essentiel ou la totalité du contact avec le sol (appui et pourtour du crampon), d'une pièce de fixation qui peut être une tige filetée destinée au montage/démontage rapide du crampon sur la semelle, la pièce de fixation est rendue solidaire du corps en céramique par collage, brasage, sertissage Un tel crampon selon l'invention a notamment pour avantages: simplification de la forme des pièces et du procédé de fabrication, utilisation de la céramique comme pièce de structure, ce qui permet de mettre à profit l'ensemble de ses propriétés mécaniques, augmentation de la zone de contact céramique/terrain, y compris sur le pourtour du crampon, donc diminution des zones risquant de s'user, amélioration de la résistance à la corrosion des crampons, suppression ou déplacement vers le haut du crampon (vers la semelle) de la zone visible de raccordement céramique/- reste du crampon d'ou sécurité accrue. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté, avec arrachement partiel, d'un crampon conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue de côté, avec arrachement partiel, d'un autre crampon conforme à l'invention. Les crampons des figures 1 et 2 repérés respectivement 1 et 1 ', comportent une portion d'appui 2 ou 2 ' destinée à venir en appui sur le sol, une portion 3 ou 3 ' formant corps et constituant l'essentiel de la surface latérale du crampon, et une pièce de fixation provisoire 4 ou 4 ', ici une tige filetée, destinée à la fixation amovible de ce corps à la semelle d'une chaussure (non représentée). Selon l'invention, les portions 2 et 3 (ou 2 ' et 3 ') sont une seule et même pièce en céramique ou en un composite céramique/céramique. A l'opposé de la portion d'appui 2 ou 2 ' le crampon comporte une portion de manoeuvre 5 ou 5 ', ici à section transversale en forme d'écrou 6-pans destinée à faciliter le montage/démontage de l'ensemble du crampon dans une semelle D'autres formes géométriques sont possibles (encoches) Dans l'exemple de la figure 1, cette portion de manoeuvre fait partie du corps céramique tandis que dans l'exemple de la figure 2 cette portion de manoeuvre est une pièce 6 ' distincte de ce corps, de préférence solidaire de la tige filetée de fixation 4 '. La céramique devant assurer un râle de structure, on choisit un matériau présentant un bon compromis dureté/résistance à l'usure/résistance mécanique. De manière préférée, on choisit un matériau composite céramique/céramique, l'alumine zircone, qui présente l'avantage de combiner une faible densité, une bonne résistance mécanique, une bonne résistance à l'usure et aux chocs et un coût modéré. La composition en volume de cette céramique alumine est de 60 à 80 % d'alumine et 40 à 20 % de zircone en pratique elle-même stabilisée à 2,5 moles % d'oxyde d'Yttrium Selon une plage préférée, la céramique contient entre 25 % et 33 % de zircone et 75 % et 67 % d'alumine De préférence, on utilise une composition 75 % d'alumine, et % de zircone ythriée La forte proportion d'alumine permet un coût modéré, tandis que la présence de zircone favorise l'obtention d'une bonne ténacité. Pour qu'un crampon réponde à l'invention il faut et il suffit que la céramique (à base d'alumine) soit la pièce prépondérante de l'ensemble, y compris de sa surface extérieure visible, et en assure la structure et la rigidité On peut définir la pièce en céramique comme le corps du crampon. Dans le cas considéré ici de crampons de football, la partie céramique est globalement constituée d'un cylindre de hauteur h et de diamètre d comportant à l'une de ses extrémités une face plate ou légèrement courbe formant la surface d'appui 2, 2 ' raccordée aux génératrices du cylindre par des rayons de courbure r L'autre extrémité comporte un logement 8 ou 8 ' permettant l'ancrage de la tête de la pièce de fixation. Si H est la hauteur totale du crampon visible après fixation sous la semelle, le rapport h/H est au moins égal à 2/3 environ (figure 2 o la hauteur de la pièce céramique est notée h) et de préférence aussi proche que possible de 1 (figure 1) En fait il est apparu en pratique que les risques de dégradations dans le tiers du crampon qui est près de la semelle sont acceptables du point de vue sécurité L'écart entre h (ou h') et H correspond en pratique à la hauteur de la pièce de manoeuvre. Le rapport en volume céramique/pièce de fixation est fonction de la nature de la céramique et de la hauteur de la pièce de fixation rentrant dans la semelle. L'épaisseur des parois est avantageusement au moins égale à 3 mm pour un crampon 1 ou 1 ' tel que représenté. Le rapport surface céramique/surface de crampon visible après installation sous la semelle dépasse de préférence 0,70 (cela est lié à la condition sur le rapport h/H). Pour la liaison entre pièce de fixation et corps céramique, toutes les méthodes classiques de fixation peuvent être envisagées mais dans l'esprit du produit deux solutions sont privilégiées: collage avec aménagement préférentiel de nervures longitudinales sur la tête 7 de la pièce de fixation rentrant dans le logement 8 de la pièce céramique (voir la figure 1), ou sertissage (voir figure 2). A titre d'exemple, la pièce de fixation est en acier et l'assemblage avec le corps céramique est obtenu à l'aide d'une colle epoxy monocomposant vendue sous la dénomination "PERMABOND ESP 108 " Lorsque la pièce de manoeuvre est distincte de la pièce de fixation, elle peut être elle aussi en acier, ou être en alliage léger (aluminium) De nombreux autres matériaux peuvent bien sûr être envisagés, notamment des matières plastiques. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Un crampon amovible pour chaussure de sport collectif, comportant une portion d'appui en céramique destinée à venir appuyer sur le sol, un corps portant cette portion d'appui en céramique, une pièce de fixation provisoire destinée à la fixation amovible de ce corps sur une telle chaussure et une portion de manoeuvre, carac- térisé en ce que le corps et la portion d'appui font partie d'une seule et même pièce en un matériau entièrement en céramique, à base d'alumine, qui constitue l'essentiel de la surface extérieure du crampon. 2 Crampon selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la céramique est une alumine-zircone. 3 Crampon selon la revendication 2, carac- térisé en ce que cette céramique alumine-zircone contient, en volume de 60 à 80 % d'alumine et de 40 à 20 % de zircone. 4 Crampon selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il contient, en volume 67 % à 75 % d'alumine et 33 % à 25 % de zircone. Crampon selon la revendication 3, carac- térisé en ce qu'il contient, en volume 75 % d'alumine et % de zircone. 6 Crampon selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce de fixation est fixée par collage dans un logement du corps céramique. 7 Crampon selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la colle est une colle epoxy. 8 Crampon selon l'une quelconque des reven- dications I à 5, caractérisé en ce que la pièce de fixation est fixée par sertissage dans un logement du corps céramique. 9 Crampon selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que, étant destiné à une chaussure de football et ayant la forme d'un cylindre, le corps céramique forme la surface extérieure de ce cylindre 1 1 sur au moins les deux tiers de sa hauteur. Crampon selon la revendication 9, carac- térisé en ce que les parois de ce corps ont au moins 3 mm. 11 Crampon selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que la pièce de fixation est une tige filetée. 12 Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la portion de manoeuvre fait partie de cette pièce céramique.10 13 Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la portion de manoeuvre est indépendante du corps. 14 Crampon selon la revendication 13, caractérisé en ce que la portion de manoeuvre est solidaire de la pièce de fixation. Crampon selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le corps constitue la surface extérieure du crampon sur au moins les 2/3 de sa hauteur.