Brevet FR2722419A1 — publié le 19960119

Dispositif d'amortissement pour ski et ski muni d'un tel dispositif. L'invention a pour objet un nouveau dispositif d'amortissement pour ski, tel qu'un ski alpin, un monoski ou un surf pour neige. Elle se rapporte également au ski muni d'un tel dispositif. En comportement sur neige, les skis actuels sont soumis à des chocs ou des sollicitations en flexion plus ou moins prolongées causant des vibrations du ski. Ces vibrations sont pour la plupart des effets parasites néfastes qui provoquent une perte d'adhérence ski/neige nuisant à la conduite et à la stabilité du ski. Différentes solutions ont déjà été proposées pour améliorer le comportement vibratoire d'un ski. Le document FR-A-2575393 se propose de disposer un dispositif de longueur réduite par rapport à la longueur portante du ski et son positionnement s'effectue dans les zones qui sont déterminées en fonction des types de vibrations qu'il est souhaitable d'amortir. Une autre solution plus récente publiée dans le FR-A-2675392 consiste à reprendre les efforts de flexions appliqués sur le ski à travers une lame de flexion dont l'une des extrémités est fixée au ski et l'autre extrémité est liée à une interface en matériau viscoélastique soumise au cisaillement de la lame. L'interface peut être soit reliée directement au-dessus du ski, soit encore, reliée à la face interne d'un étrier ou d'un capot de protection. L'un des principaux avantages d'une telle construction est d'obtenir un amortissement satisfaisant des vibrations en utilisant un système dont l'encombrement en hauteur sur le ski est réduit au minimum. L'effet d'amortissement s'accompagne d'un raidissement dynamique du ski, fonction de la longueur de la lame de flexion et de la résistance au cisaillement opposée à l'extrémité libre du ski. Par contre, la rigidité statique du ski n'est pas affectée par la disposition d'un tel système puisqu'aucune précontrainte n'est opposée à l'extrémité libre par le moyen d'amortissement qui fonctionne en cisaillement. Pourtant, en fonction des conditions de neige pouvant varier fortement, il est apparu important de pouvoir modifier l'effet d'amortissement facilement sans devoir changer de ski ou de dispositif d'amortissement. Notamment, il faut pouvoir effectuer ces mises au point sur les pistes avec un minimum d'outils et sans manipulations excessives et délicates. D'autres facteurs peuvent nécessiter la recherche d'une modification de l'effet d'amortissement dans un sens ou dans un autre comme par exemple la condition physique du skieur, le passage délicat dans un endroit bosselé, la variété des disciplines en compétition (slalom, géant, descente......), etc. L'objet de la présente invention est de proposer une solution satisfaisante à ces différents besoins en permettant de moduler l'effet d'amortissement selon différentes positions présélectionnées du dispositif. Pour cela, I'invention concerne un dispositif d'amortissement pour ski, plus particulièrement ski alpin, comprenant au moins un élément allongé de transmission des efforts de flexion, orienté longitudinalement par rapport au ski et ayant une extrémité libre, apte à se déplacer longitudinalement lors des sollicitations en flexion exercées sur le ski, caractérisé en ce que le dispositif comprend également; - un boîtier lié rigidement au ski muni d'une ouverture pour le passage de l'extrémité libre de l'élément allongé et un logement interne permettant le libre débattement de ladite extrémité libre en translation, - au moins une plaquette d'amortissement guidée en translation dans ledit logement, comprenant au moins une couche en matériau souple et/ou viscoélastique en contact direct avec l'extrémité libre; - un moyen d'indexage permettant de sélectionner le nombre de plaquettes en position verrouillée en translation dans ledit logement, et dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique est sollicitée au cisaillement lors du déplacement de l'extrémité libre dans le logement. Ainsi, dans une position libérée, la couche en matériau souple et/ou viscoélastique de la plaquette n'est pas sollicitée au cisaillement et la plaquette est simplement entraînée en translation par le déplacement de l'extrémité libre dans le logement. Dans ce cas, I'effet d'amortissement ne se produit pas directement entre la plaquette et l'extrémité libre. L'effet d'amortissement varie donc en fonction du nombre de plaquettes d'amortissement mises en position verrouillée et dont la couche d'interface subit les contraintes de cisaillement. Cette mise en position s'effectue grâce au moyen d'indexage du dispositif. Selon une caractéristique plus spécifique de l'invention, le dispositif comprend une plaquette d'amortissement supérieure dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique est en contact avec la surface supérieure de l'extrémité libre de l'élément allongé et une plaquette d'amortissement inférieure dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique est en contact avec la surface inférieure de l'extrémité libre de l'élément allongé. Cela permet de doubler la surface efficace o s'effectue l'amortissement sans augmenter beaucoup l'encombrement en hauteur du dispositif. De préférence, chaque plaquette d'amortissement est constituée d'une plaque de support rigide, s'étendant longitudinalement et guidée en translation dans ledit logement interne, et sur laquelle adhère ladite couche en matériau souple et/ou viscoélastique. Selon une caractéristique avantageuse, le moyen d'indexage est constitué d'un jeu de pièces d'indexage interchangeables, dont chacune des pièces, par rapport aux autres, verrouille un nombre différent de plaquettes en translation, compris entre 0 et 2. Ainsi, le skieur peut facilement modifier les caractéristiques d'amortissement de ses skis par une simple manipulation de remplacement d'une pièce d'indexage par une autre sans changer de ski. Les pièces peuvent avantageusement porter des repères de couleur, des signes ou autres pour permettre une rapide identification de chacune d'elles en toute circonstance. Plus précisément, chaque pièce d'indexage interchangeable comprend au moins une projection déterminée s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de translation à l'intérieur du logement et dont la profondeur de pénétration dans le logement détermine le nombre de plaquettes verrouillées; la plaque de support rigide de chaque plaquette étant traversée dans la direction transversale par au moins une lumière de forme complémentaire à la forme de la projection de chaque pièce d'indexage. Selon une autre caractéristique, le moyen d'indexage est constitué par un élément de verrouillage réglable selon plusieurs positions différentes permettant de verrouiller de 0 à 2 plaquettes en translation. De cette façon, le skieur peut simplement actionner l'élément de verrouillage dans un sens ou dans un autre afin de moduler l'effet d'amortissement de ses skis. Plus précisément, l'élément réglable comprend une projection s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de translation à l'intérieur du logement et dont la profondeur de pénétration dans le logement interne est réglable. Pour une parfaite efficacité du dispositif dans la transmission des efforts, l'extrémité opposée à ladite extrémité libre comprend des moyens de liaison rigide avec le ski du type vissage, soudage par vibration ou autres. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue générale de dessus d'un ski muni de dispositifs selon l'invention; la figure 2 est une vue de profil du ski de la figure 1; - la figure 3 est une vue simplifiée de profil d'un dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une vue de dessus de la vue de la figure 3; - la figure 5 est une vue schématique en coupe selon la ligne I-I de l'avant du dispositif de la vue de la figure 4; - la figure 6 est une vue en perspective éclatée de l'avant du dispositif selon l'invention; - la figure 7 est une vue de dessus du boîtier seulement; - la figure 7a est une vue de dessus de l'une des pièces d'indexage selon I'invention; - la figure 7b est une vue de dessus des plaquettes d'amortissement; - la figure 8 est une vue en coupe selon 11-11 de la vue de la figure 7; - la figure 8a est une vue selon 111-111 de la vue de la figure 7a du jeu de pièces d'indexage; - la figure 9 est une vue de dessous du boîtier; - la figure 9a est une vue de dessous de l'une des pièces d'indexage; - les figures 10 à 15 montrent schématiquement le fonctionnement du dispositif d'amortissement dans chaque configuration de l'invention; - la figure 16 montre en perspective l'opération d'enlèvement d'une pièce d'indexage pour son remplacement sur le dispositif de l'invention; - la figure 17 est une vue de dessus d'un élément allongé de transmission selon l'invention; - la figure 18 montre une vue de côté de l'élément allongé de la figure 17; - la figure 19 montre un détail de la partie fixe de l'élément allongé selon une variante; - la figure 20 est une vue similaire à la vue de la figure 5 selon une variante de l'invention. Aux figures 1 et 2, on a illustré un ski selon l'invention muni d'un dispositif (1) à l'avant et à l'arrière. La zone centrale (2) du ski est laissée libre pour permettre le montage des fixations. Chaque dispositif (1, 2) comprend un élément allongé de transmission des efforts (3) dont l'une des extrémités (30) est reliée fixement au ski et dont l'autre extrémité (31) est reliée au ski mais libre en translation et s'introduit dans un boîtier (4). Entre ces deux extrémités (30, 31), I'élément allongé n'est pas relié au ski. Les dispositifs avant et arrière peuvent être avantageusement de longueur différente, et en particulier, la longueur de l'élément allongé (1) à l'avant peut être supérieure à celle de l'élément allongé à l'arrière. Comme le montrent les figures 3 et 4, I'extrémité fixe (30) du dispositif peut être maintenue par des vis (300) destinées à traverser l'élément allongé et s'ancrer dans le corps du ski. A l'autre extrémité (31); I'élément allongé pénètre par l'ouverture (40) du boîtier (4). Ce dernier est également muni de plusieurs vis d'ancrage (400, 401,402) pour pouvoir être rigidement relié au ski. Comme illustré à la figure 5, le boîtier (4) comprend un logement interne (41) permettant un libre débattement de l'extrémité (31) de l'élément allongé. Il faut ainsi entendre que l'extrémité peut se déplacer librement en translation selon la direction longitudinale du dispositif dans des conditions normales d'utilisation sans être stoppée en butée contre le boîtier lui-même ou une pièce solidaire du boîtier pouvant créer une augmentation de la rigidité du ski. On utilisera le terme d'extrémité libre (31) dans la suite du texte pour désigner cette extrémité par opposition à l'extrémité fixe (30). Le dispositif comprend, en outre, deux plaquettes d'amortissement (5, 6) à I'intérieur du logement (41) du boîtier. Lorsqu'elles se trouvent dans une position verrouillée, ces plaquettes exercent une force de freinage à l'encontre du déplacement de l'extrémité libre dans le logement en translation lors de la flexion du ski. Plus précisément, chaque plaquette (5, 6) est constituée d'une plaque de support rigide (50, 60) ayant une section en forme de L et d'une couche en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61) accollée sur la barre du L la plus longue. Les plaques (50, 60) sont symétriques par rapport au plan longitudinal médian (P) passant par l'extrémité libre de l'élément allongé. Dans la position verrouillée schématisée, I'assemblage des deux plaques (50, 60) forme un U couché en section dont l'ouverture reçoit l'extrémité libre (31) de l'élément allongé. Une pièce d'indexage (7) localisée à l'intérieur d'un logement externe (42) de la surface supérieure (43) du boîtier a pour fonction de commander le verrouillage sélectif des plaquettes d'amortissement (5, 6) par au moins une projection verticale (70) s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de translation des plaquettes à l'intérieur du logement. Le nombre de plaquettes d'amortissement verrouillées dépend de la longueur de pénétration de la projection verticale (70) à l'intérieur du logement (41). Dans l'exemple de la figure , les deux plaquettes supérieure et inférieure sont maintenues par la projection de manière solidaire par rapport au boîtier. Lorsqu'une flexion s'exerce sur le ski, cela entraîne un déplacement dans un sens ou dans un autre de l'extrémité libre (31) dans le logement (41) et par rapport aux deux plaquettes (5, 6). Les couches en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61) qui sont en contact direct avec l'extrémité libre (31) sont sollicitées ensembles au cisaillement et dissipent l'énergie transmise par l'élément allongé créant ainsi un effet d'amortissement maximum. De préférence, le matériau choisi pour constituer les couches d'interface (51, 61) doit posséder des propriétés d'adhérence avec l'extrémité libre et chaque plaque de support. Le matériau peut être un mastic minéral ou organique par exemple dont le module de cisaillement est compris entre 0,5 à 6 MPa en fonction de la température. Dans ce cas, le matériau est suffisamment collant avec les éléments avec lesquels il rentre en contact pour subir un cisaillement important lors du déplacement de l'extrémité libre en translation dans le logement. L'emploi d'autres matériaux tels que des caoutchoucs ou élastomères synthétiques aux propriétés amortissantes n'est pas exclu. Cependant, il sera nécessaire de coller chaque couche (51, 61) avec sa plaque de support respective (50, 60) d'une part, et avec la surface de l'extrémité libre d'autre part, au moyen d'une colle adéquate. La figure 6 montre une vue éclatée d'une partie du dispositif avant montage. La pièce d'indexage (7) comprend deux projections ou picots verticaux (70) qui traversent des trous respectifs (44) du logement externe (42) pour pénétrer dans le logement interne (41). Chaque plaquette (5, 6) possède également deux lumières (54, 64) de forme complémentaire à la forme des projections (70). Les plaquettes sont montées de sorte que les lumières (54, 64) et les trous (44) du logement externe (42) soient coaxiaux. Le boîtier (4) comprend par ailleurs des trous traversants (410, 411, 412) pour le positionnement des vis et l'ancrage dans le ski. Ainsi la pièce d'indexage (7) comprend aussi un alésage (702) en correspondance coaxiale avec l'alésage arrière (412) situé dans le logement externe (42), pour permettre le passage d'une vis pour la fixation conjointe des deux éléments (4, 7) sur le ski. Les figures 7 à 7b montrent une partie du dispositif avant montage en vue de dessus. Les figures 8 à 8b montrent cette partie avec vue en coupe. La figure 8a montre le jeu des trois pièces d'indexage (7) interchangeables constituant le moyen d'indexage du dispositif. Chaque pièce possède une partie de forme commune qui s'ajuste dans le logement externe (42) de forme complémentaire et des projections verticales avec trois longueurs différentes (11, 12, 13). La longueur (13) est suffisante pour pénétrer suffisamment à l'intérieur du logement interne (41) et traverser les lumières (54, 64) des plaquettes (5, 6) pour les verrouiller toutes les deux. La longueur (12) est juste suffisante pour que la projection traverse la lumière (54) de la plaquette supérieure (5) et la verrouille alors que la plaquette inférieure (6) reste libre. La longueur (11) est nulle ou faible de façon qu'aucune plaquette ne soit maintenue verrouillée et que toutes deux restent libres en translation dans le logement. Comme le montre la figure 9, la largeur (I) du logement interne (41) est très légèrement supérieure à la largeur de chaque plaquette (5, 6) aux tolérances fonctionnelles pour un guidage correct en translation. La longueur L du logement doit être suffisante pour permettre un débattement libre sans butée des plaquettes en translation. La pièce d'indexage (7) comprend un dégagement (703) dans sa surface arrière et inférieure pour permettre le passage d'un tournevis ou d'une clef et faciliter ainsi son retrait du logement interne (42) (figures 8a et 9a). Les figures 10 à 15 montrent le fonctionnement schématique du dispositif dans chaque configuration. A la figure 10, le dispositif est à l'état de repos, et les plaquettes d'amortissement (5, 6) sont bloquées par la projection de longueur (13) de la première pièce d'indexage (7) du moyen d'indexage. La figure 11 montre le même dispositif lors d'une sollicitation du ski en flexion. L'extrémité libre (31) de l'élément allongé (3) se déplace dans le sens de la flèche F1, d'une valeur de déplacement (d) par rapport à sa position initiale au repos. Il se produit alors à l'intérieur des deux couches en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61) des efforts de cisaillement importants. Dans ce cas, I'effet d'amortissement du dispositif est maximum. A la figure 12, le dispositif est à l'état de repos mais seule la plaquette d'amortissement supérieure (5) est bloquée par la projection de longueur (12) de la seconde pièce d'indexage (7), ayant remplacé la première. Lorsque le dispositif est excité (figure 13), seule la couche supérieure (51) subit les efforts de cisaillement dus aux déplacements (d) de l'extrémité libre. En raison de l'adhérence entre la couche inférieure (61) et la surface inférieure de l'extrémité libre, la plaquette inférieure (6) reste solidaire de l'extrémité libre et se déplace avec elle de la valeur (d). L'effet d'amortissement est donc diminué. A la figure 14, le dispositif est à l'état de repos mais aucune plaquette n'est bloquée en translation. La projection de longueur (11) est insuffisante pour pouvoir pénétrer dans les lumières prévues à cet effet des plaquettes d'amortissement. Lors du déplacement de l'extrémité libre, les deux plaquettes (5, 6) se déplacent également solidairement de la même valeur (d). L'effet d'amortissement est nul ou très limité. Il est possible qu'un effet résiduel se produise quand même en raison du frottement latéral entre les deux couches en matériau souple et/ou viscoélastique et les bords du logement interne (41). Le remplacement d'une pièce d'indexage par une autre est une opération très aisée à la portée de toute personne équipée de quelques outils adaptés. La figure 16 illustre schématiquement l'opération d'enlèvement d'une pièce. La première phase I consiste à dévisser la vis cruciforme (402) maintenant la pièce dans son logement. Ensuite, le dégagement de la pièce s'effectue facilement en engageant la pointe aplatie d'un tournevis dans le dégagement (703) et en opérant un mouvement de levier vers le haut (phase 11). Il suffit de repositionner une nouvelle pièce d'indexage et de visser la vis (402) pour terminer l'opération de remplacement. A titre d'exemple non limitatif, les figures 17 et 18 montrent la forme d'un élément allongé du dispositif. Il s'agit d'un élément profilé, de préférence, en matière plastique chargé ou non, ayant de bonnes propriétés de résistance au flambage mais conservant une certaine souplesse en flexion. L'extrémité fixe (30) comprend des alésages (301) destinés au passage des vis (300). Une nervure longitudinale (32) de rigidification s'étend sensiblement sur toute la longueur de l'élément. La largeur et l'épaisseur de l'élément sont réduites au niveau de l'extrémité libre (31) de façon à limiter l'encombrement du boîtier sur le ski. L'extrémité libre se termine par un bord surépaissi (310) de façon à éviter tout débordement de matériau souple et/ou viscoélastique dans le logement du boîtier. Le moyen de fixation de l'extrémité fixe (30) n'est bien entendu pas limitatif. On peut prévoir de remplacer les vis par un moyen de soudage par vibration lorsque I'élément allongé est en matériau thermoplastique compatible au soudage avec le matériau du dessus du ski par exemple. Ainsi, la surface interne de l'extrémité (30) est munie, avant solidarisation, de directeurs d'énergie (302) qui sont une rangée de nervures transversales de matière thermoplastique logée dans un creux (303) de faible profondeur. Bien entendu, on peut prévoir de remplacer l'ensemble des pièces d'indexage interchangeables par un autre moyen d'indexage, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, le moyen d'indexage peut être constitué par un élément de verrouillage réglable dans plusieurs positions différentes permettant le verrouillage sélectif des plaquettes. La figure 20 illustre un tel exemple de moyen d'indexage qui remplit la fonction désirée. Dans ce cas, le moyen est une vis (8) comprenant une partie filetée (81) qui coopère dans un alésage complémentaire fileté (46) réalisé dans le boîtier (4) et une projection transversale lisse (82) qui coopère avec les lumières des plaquettes d'amortissement, en fonction de la profondeur de pénétration des vis. Dans ce cas, chaque plaque de support (50, 60) n'est traversée que d'une lumière (54, 64). Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'amortissement pour ski, plus particulièrement ski alpin, comprenant au moins un élément allongé de transmission des efforts de flexion (3), orienté longitudinalement par rapport au ski et ayant une extrémité libre (31) apte à se déplacer longitudinalement lors des sollicitations en flexion exercées sur le ski, caractérisé en ce que le dispositif comprend également; - un boîtier (4) lié rigidement au ski muni d'une ouverture (40) pour le passage de l'extrémité libre (31) de l'élément allongé (3) et un logement interne (41) permettant le libre débattement de ladite extrémité libre (31) en translation; - au moins une plaquette d'amortissement (5, 6) guidée en translation dans ledit logement, comprenant au moins une couche en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61) en contact direct avec l'extrémité libre (31); un moyen d'indexage (7) permettant de sélectionner le nombre de plaquettes (5, 6) en position verrouillée en translation dans ledit logement (41), et dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61) est sollicitée au cisaillement lors du déplacement de l'extrémité libre (31) dans le logement (41). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette d'amortissement supérieure (5) dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique (51) est en contact avec la surface supérieure de l'extrémité libre (31) de l'élément allongé (3) et une plaquette d'amortissement inférieure (6) dont la couche en matériau souple et/ou viscoélastique (61) est en contact avec la surface inférieure de l'extrémité libre (31) de l'élément allongé (3). 3- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque plaquette d'amortissement (5, 6) est constituée d'une plaque de support rigide (50, ) s'étendant longitudinalement et guidée en translation dans ledit logement interne (41), et sur laquelle adhère ladite couche en matériau souple et/ou viscoélastique (51, 61). 4- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen d'indexage (7) est constitué d'un jeu de pièces d'indexage interchangeables; dont chacune des pièces, par rapport aux autres, verrouille un nombre différent de plaquettes en translation, compris entre 0 et 2. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque pièce d'indexage interchangeable (7) comprend au moins une projection déterminée (70) s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de translation à l'intérieur du logement (41) et dont la profondeur de pénétration dans le logement détermine le nombre de plaquettes verrouillées. 6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de support rigide de chaque plaquette (5, 6) est traversée dans la direction transversale par au moins une lumière (54, 64) de forme complémentaire à la forme de la projection de chaque pièce d'indexage (7). 7- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque pièce d'indexage (7) s'ajuste dans un logement externe (42) de la surface supérieure du boîtier; ledit logement comprenant au moins un trou (44) communiquant avec le logement interne (41) du boîtier pour permettre le passage de ladite projection (70) et sa pénétration dans ledit logement interne (41). 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque pièce d'indexage (7) est traversée par un alésage (702) en correspondance coaxiale avec un alésage (412) dudit logement externe qui traverse le boîtier (4) pour permettre le passage d'une vis (402) pour la fixation conjointe des deux éléments (4, 7) sur le ski. 9- Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen d'indexage (7) est constitué par un élément de verrouillage réglable selon plusieurs positions différentes permettant de verrouiller de zéro à deux plaquettes en translation. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément réglable comprend une projection (70) s'étendant transversalement par rapport à la direction longitudinale de translation à l'intérieur du logement (41) et dont la profondeur de pénétration dans le logement interne est réglable. 1- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le réglage se fait au moyen d'une vis (8) comprenant une partie filetée (81) qui coopère dans un alésage complémentaire fileté (46) du boîtier (4). 12- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité opposée (30) à ladite extrémité libre (31) comprend des moyens de liaison rigide avec le ski du type vissage, soudage par vibration ou autres. 13- Ski muni d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) est positionné entre la zone de fixation (2) et l'une au moins des extrémités du ski.