Brevet FR2693087A1 — publié le 19940107

RENFORT DE BOUT DE CHAUSSURE ET CHAUSSURE DE SECURITE MUNIE D'UN TEL RENFORT La présente invention concerne un renfort de bout de chaussure ou raidisseur de bout formé d'une matière plastique renforcée et destiné à être appliqué à une chaussure de sécurité ou autre type de chaussure et elle a trait à une chaussure ou botte de sécurité utilisant ce renfort de bout. On a proposé jusqu'à présent un renfort de bout 1 û réalisé par utilisation d'une matière plastique renforcée contenant des fibres de carbone ou autres fibres analogues. Toutefois, dans le renfort de bout classique on n'attachait pas une importance notable à la résistance mécanique de la partie jupe ou partie rebord du renfort de bout, laquelle partie est coudée vers l'intérieur depuis la partie inférieure de ce renfort de bout. On va décrire en se référant aux figures 1 à 3 le renfort de bout classique qui est formé d'une matière plastique renforcée dans laquelle sont incorporées des fibres de carbone ou autres fibres analogues comme décrit dans la Demande de Modèle d'Utilité Japonais publiée no 62- 73706 On forme un renfort de bout 1 de manière que sa forme soit courbée suivant le contour de la partie avant d'une chaussure s'étendant depuis la partie terminale arrière supérieure la jusqu'à la partie terminale avant lb et jusqu'aux parties inférieures 3 a et 3 b de parties latérales 2 a et 2 b et on forme la partie jupe 4 de manière qu'elle soit coudée vers l'intérieur depuis la partie terminale avant lb et les parties latérales opposées inférieures 3 a et 3 b Dans la partie jupe 4, la largeur X' de la partie terminale avant est sensiblement égale aux largeurs Y', Y' de la partie terminale arrière (X' Y') et on donne au bord périphérique intérieur 5 une forme arquée. Dans le renfort de bout 1 qui est représenté sur les figures 1 à 3, le côté supérieur et les côtés latéralement opposés ont une épaisseur de paroi uniforme et relativement faible sur la totalité de leur superficie et les côtés latéraux se prolongeant vers le haut depuis la partie terminale avant lb et depuis les parties inférieures latéralement opposées 3 a et 3 b sont inclinées vers l'intérieur dans les parties de raccordement entre la partie jupe 4 et la partie terminale avant lb et les parties inférieures latéralement opposées 3 a et 3 b C'est pourquoi, lorsqu'une force P d'un objet tombant du dessus s'exerce sur ce renfort de bout, comme représenté sur la figure 4, on est confronté à l'inconvénient que l'espace vide enveloppé 5 du renfort de bout 1 diminue de volume et soumet à une pression et à un choc les doigts du pied de l'utilisateur par suite de la déformation du côté supérieur du renfort de bout 1 donnant à ce dernier une forme courbée vers le bas en fonction de l'augmentation de la force P et, en même temps, la partie jupe 4 se trouve déplacée et déformée vers le haut au point d'appliquer une pression supplémentaire aux doigts de pied depuis le dessous, comme cela apparaît sur la figure 2. La demande de Brevet Européen Publiée N O O 100 181 décrit un renfort de bout ou raidisseur de bout de chaussure qui est formée d'une matière plastique renforcée par des fibres incorporées Dans le renfort de bout décrit dans cette Demande de Brevet Européen, alors que la paroi de la partie terminale avant et des parois latérales opposées ont une épaisseur importante pour empêcher que le côté supérieur et la partie jupe soient déformés par la pression P qui est exercée, comme représenté sur la figure 4, la partie jupe qui est coudée vers l'intérieur depuis la partie terminale avant et depuis les parties latérales opposées est coudée dans une direction sensiblement perpendiculaire Quand on forme le renfort de bout en soumettant à un chauffage et à une pression à l'aide d'un moule une feuille de matière plastique renforcée, le fait que des fibres relativement longues, comprises entre 20 à mm, sont incorporées dans la matière plastique entraîne l'inconvénient que, malgré l'écoulement libre de la résine pendant l'opération de moulage sous pression dans les parties de raccordement entre la partie jupe et la partie terminale avant et les parties latérales opposées, les fibres relativement longues ne peuvent pas s'écouler conjointement avec la résine pour maintenir uniformément le rapport de leur incorporation dans la résine et il en résulte que les parties de raccordement présentent une diminution de leur résistance mécanique. En outre, quand on soumet ce renfort de bout 1 à la charge importante de la pression P exercée sur ce renfort de bout depuis le dessus, comme représenté sur la figure 4, à des fins d'essais de pression et d'essais d'impact, l'inconvénient qui en résulte est que les parties latérales opposées 2 a et 2 b s'écartent respectivement dans la direction des flèches 6 a et 6 b et, éventuellement, entraînent l'apparition d'une fissure 7 (figure 1) sur la partie terminale avant lb. La figure 5 est une vue en plan montrant un renfort de bout 1 ' qui est décrit dans le Brevet Européen N O 0 219 633 Bien que la largeur X" de la partie terminale avant lb d'une partie jupe 4 ' soit plus grande que les largeurs Y", Y" de la partie terminale arrière, le bord périphérique intérieur 8 de la partie jupe 4 ' n'a pas une forme arquée et le bord sur le côté de la partie terminale avant lb a une forme rectiligne 8 c. Dans ce cas également, du fait que la charge importante exercée sur le côté supérieur du renfort de bout a pour effet que les parties latérales opposées 2 a et 2 b de la partie jupe 4 ' s'écartent vers l'extérieur dans la direction des flèches, une contrainte se concentre dans les parties de raccordement 8 d entre les parties arquées 8 a et 8 b du bord périphérique intérieur 8 de la partie jupe 4 ' et la partie rectiligne 8 c et donne naissance à des fissures 9, 9 dans ces dernières bien qu'aucune fissure n'apparaisse dans la partie terminale avant lb. De ce fait, les chaussures de sécurité qui utilisent les renforts de bouts décrits ci-dessus ont un handicap en raison de leur manque de résistance à un affaissement local ou creux et à un impact. La présente invention vise par conséquent à fournir un renfort de bout qui n'est sujet ni à une rupture ni à une fissure dans n'importe quelle portion de la partie jupe sous l'effet d'une charge exercée sur son côté supérieur et qui permette aussi de réaliser une chaussure de sécurité présentant une résistance excellente à un affaissement local ou formation de creux et à un impact. On atteint ces objectifs à l'aide du renfort de bout ou raidisseur de bout de chaussure selon la présente invention Conformément à la présente invention, on suggère que dans un renfort de bout ou raidisseur de bout du type formé d'une matière plastique renforcée dans laquelle sont incorporées des fibres, telles que des fibres de carbone et des fibres de verre, la partie jupe coudée vers l'intérieur depuis les parties inférieures de la partie terminale avant et des parties latérales opposées de cette dernière ait une largeur qui diminue progressivement dans une direction allant de la partie terminale avant vers la partie terminale arrière et que le bord périphérique intérieur de ladite partie jupe ait une forme arquée. Dans un mode de réalisation préféré du renfort de bout selon la présente invention, une partie de paroi verticale munie d'un noyau ou élément central de paroi verticale est formé au moins dans la partie terminale avant du renfort de bout, une partie de raccordement entre la partie terminale avant et la partie jupe a une forme arquée de telle sorte que la surface intérieure et la surface extérieure de cette partie arquée ont toutes deux des rayons de courbure relativement grands (RI et R 2), et l'extrémité inférieure de l'élément central de paroi verticale atteint la surface inférieure de ladite partie jupe. Selon la présente invention, on obtient en outre une chaussure ou botte de sécurité fabriquée par utilisation du renfort de bout décrit ci-dessus. Dans le renfort de bout de la présente invention, du fait que la largeur de la partie jupe est formée de manière à diminuer progressivement dans la direction allant de l'extrémité avant vers l'extrémité arrière de ce renfort de bout et du fait que le bord périphérique intérieur de la partie jupe a une forme arquée, le renfort de bout n'induit pas de concentration de contrainte pas plus qu'il n'entraîne une rupture ou une fissure dans une portion quelconque de la partie jupe comprenant la partie terminale avant de cette dernière même quand une charge importante est exercée sur le côté supérieur du renfort de bout et que les parties latérales opposées du renfort de bout subissent un écartement vers l'extérieur. Dans ce mode de réalisation préféré du renfort de bout selon la présente invention, du fait que l'extrémité inférieure du noyau ou élément central de paroi verticale atteint la surface inférieure de la partie jupe coudée vers l'intérieur, ce noyau ou élément central de paroi verticale empêche la partie de surface supérieure du renfort de bout de se gauchir fortement vers le bas ou de se rompre ou d'être endommagée de toute autre manière quand il arrive qu'un objet pesant tombe sur la partie de surface supérieure En outre, du fait que la partie de liaison entre la partie jupe et la partie terminale avant a une forme arquée telle que les surfaces intérieure et extérieure de l'arc ont des rayons de courbure importants, les fibres relativement longues qui sont incorporées dans la feuille de matière plastique renforcée devant être moulée en étant soumise à une application de chaleur et de pression se déplacent d'une façon régulière conjointement avec la résine qui est ramollie et qui peut s'écouler proportionnellement aux dimensions de l'espace vide présent entre le moule mâle et le moule femelle et sont réparties uniformément depuis la partie terminale avant et à travers la partie jupe, le risque que la résistance mécanique de la partie de raccordement soit détériorée par un manque de fibres est nul. On va maintenant décrire la présente invention plus spécifiquement en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessous d'un renfort de bout classique en matière plastique renforcée; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du renfort de bout classique de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe par A-A de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe montrant le renfort de bout posé dans un état déf ormé tel qu'il prend lorsqu'une charge est exercée sur son côté supérieur; la figure 5 est une vue en plan montrant un autre renfort de bout classique; la figure 6 est une vue de dessous montrant un premier mode de réalisation du renfort de bout selon la présente invention; la figure 7 est un graphique montrant la relation entre la largeur de la partie terminale avant de la partie jupe du renfort de bout et le taux de fracture de la partie terminale avant; la figure 8 est une vue de dessous montrant un second mode de réalisation du renfort de bout selon la présente invention; la figure 9 est une vue en perspective montrant un troisième mode de réalisation du renfort de bout selon la présente invention; la figure 10 est une vue en plan du renfort de bout représenté sur la figure 9; la figure 11 est une vue en coupe par B-B de la figure 10; la figure 12 est une vue arrière du renfort de bout représenté sur la figure 10 tel qu'on le voit dans la direction de la flèche C; la figure 13 est une vue en coupe agrandie et partielle montrant la partie paroi verticale représentée sur la figure il; la figure 14 est une vue en plan montrant un quatrième mode de réalisation du renfort de bout selon la présente invention; et la figure 15 est une vue latérale partiellement en coupe d'une chaussure de sécurité selon un mode de réalisation de la présente invention. On va tout d'abord décrire le premier mode de réalisation représenté sur la figure 6 On réalise un renfort de bout ou raidisseur de bout 10 en matière plastique renforcée en utilisant une résine de Nylon, ou autre résine analogue, et en incorporant dans celle-ci des fibres, telles que des fibres de carbone et des fibres de verre Bien qu'aucun profil visible de ce renfort de bout n'ait été représenté, il n'est pas particulièrement différent du renfort de bout classique. Sur la figure 6, on voit que la référence llb désigne la partie terminale avant du renfort de bout 10. Les références 12 a et 12 b désignent respectivement les parties latérales sur le côté petit doigt et sur le côté orteil et la référence 13 désigne une partie jupe formée par son cintrage vers l'intérieur depuis la partie terminale avant llb et les parties latérales opposées 12 a et 12 b Le bord périphérique intérieur 14 de la partie jupe 13 a une forme arquée La largeur X de la partie terminale avant llb de cette partie jupe 13 est supérieure à la largeur Y 1 de la partie terminale arrière sur le côté petit doigt et à la largeur Y 2 de cette dernière sur le côté orteil (X > Y 1, Y 2). Plus spécifiquement, le renfort de bout 10 a une épaisseur de paroi de 2 mm, la largeur X de la partie terminale avant a une valeur de 12 mm, la largeur Y 1 de la partie terminale arrière sur le côté petit doigt a une valeur de 7 mm et la largeur Y 2 de cette dernière sur le côté petit doigt a une valeur de 9 mm Ce renfort de bout comporte des fibres de renforcement réparties dans la partie de raccordement entre la partie côté supérieur et la partie jupe et dans la partie jupe de la même manière que dans le renfort de bout classique Le présent renfort de bout a été soumis à un essai de pression Les résultats de cet essai sont indiqués sur la figure 7 La figure 7 est un graphique montrant la relation entre la largeur X (en mm) de la partie terminale avant llb de la partie jupe 13 et le taux de rupture (%) que l'on a constaté dans la partie terminale avant Les valeurs portées sur le graphique indiquent que le taux de rupture diminue proportionnellement à l'augmentation de la largeur X de la partie terminale avant. La figure 8 montre une modification que l'on a apporté à la partie jupe 13 ' du renfort de bout représenté sur la figure 6 en ce sens que l'on a augmenté sa largeur dans la direction allant de la partie terminale avant llb vers le côté petit doigt et que l'on a diminué progressivement cette largeur dans la direction de la partie terminale arrière Le renfort de bout 10 représenté sur la figure 8 est aussi efficace pour empêcher une rupture de la partie terminale avant llb que le renfort de bout illustré sur la figure 6 Du fait que le renfort de bout s'incline progressivement sur le côté petit doigt par rapport au côté orteil, la charge exercée sur le renfort de bout le contraigne à s'écarter fortement sur le côté petit doigt et engendre une forte contrainte sur ce côté petit doigt, comme on peut le voir sur la figure 4 Toutefois, ce renfort de bout n'est le siège d'aucune rupture car la largeur se trouve accrue sur le côté petit doigt. Sur les figures 9 à 13, la référence 10 désigne un renfort de bout en tant que troisième mode de réalisation de la présente invention que l'on réalise en matière plastique renforcée en utilisant une résine de Nylon, par exemple, dans laquelle sont incorporées des fibres relativement longues ( 20 à 50 mm) telles que des fibres de carbone ou des fibres de verre On forme le renfort de bout en augmentant progressivement l'épaisseur de sa paroi depuis la partie terminale arrière lia jusqu'à la partie terminale avant llb du côté supérieur il et, en même temps, on transforme la partie terminale avant llb en une partie paroi verticale 16 de forte épaisseur et on coude vers l'intérieur la partie inférieure 16 b de la partie paroi verticale 16 de manière que la partie jupe 13 comporte une surface inférieure 17 s'étendant dans un plan horizontal. On donne à une partie de raccordement 18 comprise entre la partie jupe 13 et la partie paroi verticale 16 une forme arquée de manière que les surfaces intérieure et extérieure de l'arc présentent des rayons de courbure relativement grands (R 1 et R 2), comme représenté sur la figure 13 Un élément central ou noyau vertical 16 a de la partie paroi verticale 16 est formé de manière que son extrémité inférieure atteigne la surface inférieure 17 de la partie jupe 13 L'élément central vertical est une partie qui est interposée entre, d'une part, l'intersection a de la surface inférieure 17 de la partie jupe 13 avec la surface arquée extérieure 18 a de la partie de raccordement 18 et, d'autre part, l'intersection b du prolongement de la surface intérieure de la partie paroi verticale 16 avec la surface inférieure 17. Les parois latérales opposées 12 a et 12 b courbées depuis le côté supérieur 11 et se prolongeant jusqu'aux parties inférieures latérales opposées 15 a et 15 b ne sont pas toujours nécessairement des parois verticales Quand ces parois latérales opposées 12 a et 12 b se présentent sous la forme de parois verticales, le renfort de bout peut acquérir une résistance mécanique plus élevée pour résister à l'impact d'un objet tombant sur ce renfort. L'élément central ou noyau vertical 16 a mentionné ci-dessus, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 10, est formé dans la partie de paroi verticale 16 qui n'est présente que dans la partie terminale avant llb et a sensiblement une forme plane analogue à un croissant. Cette forme particulière de l'élément central ou noyau 16 a de paroi verticale permet de réduire considérablement les dimensions du renfort de bout en permettant aux parois latérales 12 a et 12 b d'avoir une faible épaisseur sans il sacrifier la résistance mécanique prescrite En donnant aux parois latérales opposées 12 a et 12 b la forme de parois verticales et en faisant en sorte qu'un élément central ou noyau 16 a' de paroi verticale se prolonge jusqu'à ces parties de paroi verticales opposées comme dans le mode de réalisation illustré sur la figure 14, on peut obtenir un renfort de bout ayant une résistance mécanique extrêmement élevée. La figure 15 montre une chaussure de sécurité qui utilise le renfort de bout 10 du mode de réalisation réalisé comme décrit ci-dessus et représenté sur la figure ou la figure 14 Ce renfort de bout est fixé entre une flèche supérieure 21 et une doublure 22 du bout de la chaussure de sécurité et la partie jupe 13 est disposée entre la semelle intérieure 23 et une semelle intermédiaire 24 La référence 25 désigne une semelle extérieure. Il va de soi que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Renfort ( 10) de bout de chaussure, formé d'une matière plastique renforcée par des fibres et comportant: une partie jupe ( 13), coudée vers l'intérieur depuis les parties inférieures d'une partie terminale avant (llb), et des parties latérales opposées ( 12 a, 12 b), caractérisé en ce que la partie jupe ( 13) a une largeur qui diminue progressivement dans une direction allant de l'extrémité avant vers l'extrémité arrière de cette partie jupe et le bord périphérique intérieur ( 14) de la partie jupe ( 13) a une forme arquée. 2 Renfort de bout selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la partie jupe ( 13 ') augmente dans la direction allant de la partie terminale avant (llb) vers le côté petit doigt de pied. 3 Renfort de bout selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une partie paroi verticale ( 16) pourvue d'un élément central ou noyau ( 16 a) de paroi verticale est formée au moins dans la partie terminale avant (llb) dudit renfort, une partie de raccordement ( 18) entre la partie terminale avant (llb) et la partie jupe ( 13) a une forme arquée telle que la surface intérieure et la surface extérieure de l'arc ont toutes deux des rayons de courbure (R 1 et R 2) relativement grands, et l'extrémité inférieure de l'élément central ou noyau ( 16 a) de paroi verticale atteint la surface inférieure ( 17) de la partie jupe ( 13). 4 Renfort de bout selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie paroi verticale ( 16) est pourvue d'un élément central ou noyau ( 16 a') s'étendant depuis la partie terminale avant (llb) jusqu'aux parties latérales opposées ( 12 a, 12 b). Renfort de bout selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est formé d'une matière plastique renforcé dans laquelle sont incorporées des fibres relativement longues, telles que des fibres de carbone et des fibres de verre. 6 Chaussure de sécurité caractérisée par le fait qu'elle est fabriquée par utilisation du renfort de bout ( 10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.