Brevet FR2747315A1 — publié le 19971017

DISPOSITIF DE FIXATION DÉCLENCHABLE EN ROTATION A DURETÉ VARIABLE La présente invention a pour objet un dispositif de fixation déclenchable en rotation et à dureté variable. Il est en particulier destiné aux fixations de sécurité pour skis, mais son principe de fonctionnement peut s'appliquer à tout système destiné à fixer un objet et comportant un élément dont la rotation permet de libérer cet objet lorsque ce dernier exerce sur ledit élément un couple supérieur à un seuil déterminé. Les fixations de sécurité pour skis comportent généralement un "bloc arrière" libérant la chaussure montée sur le ski lorsque la traction exercée par celleci dépasse un seuil déterminé et, à leur partie antérieure un ensemble articulé, souvent appelé "butée avant", destiné à maintenir l'avant de la chaussure et agencé pour se déclencher en cas de torsion de celle-ci supérieure à une limite fixée. Cet ensemble est formé d'un corps fixé sur le ski et portant à l'arrière une mâchoire de retenue de la chaussure pourvue de deux ailes latérales, un mécanisme logé dans le corps assurant le maintien de la mâchoire en position d'enclenchement. Le mécanisme comprend un ressort à tension réglable, prenant appui, à une extrémité, sur une surface d'appui liée au corps et, à son autre extrémité, sur un organe de transmission d'effort mobile longitudinalement dans le corps et accouplé à la mâchoire de manière à immobiliser cette dernière en position d'enclenchement tant que n'est pas exercé sur elle un couple supérieur au couple déterminé par le réglage dudit mécanisme. Une fois le réglage du mécanisme effectué, le seuil de déclenchement est invariable, le fonctionnement de la "butée avant" étant totalement indépendant des efforts exercés autres que le couple de déclenchement, et en particulier des forces appliquées perpendiculairement au ski. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de permettre d'adapter le seuil du couple de déclenchement de la "butée avant" d'une fixation de ski, ou d'un système de fixation d'objet déclenchable en rotation, proportionnellement à la pression exercée par le pied ou l'objet, ce couple pouvant varier entre une valeur minimale et une valeur maximale. Il est constitué d'une part, d'un fourreau cylindrique sur lequel agit un mécanisme de déclenchement en rotation de type connu, et autour duquel peut tourner la partie rotative du système, ce fourreau tournant luimême autour d'un axe solidaire de l'élément recevant l'objet à maintenir et, d'autre part, d'une pièce mobile appuyant sur un méplat du fourreau pour le maintenir enclenché, cette pièce mobile étant actionnée par un palpeur de pression soumis directement à la pression appliquée sur l'élément porteur par l'objet à maintenir, de façon à pouvoir abaisser le seuil du couple de déclenchement déterminé par le réglage du mécanisme de déclenchement, et à le faire varier proportionnellement à la pression exercée par l'objet. Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente, vue en plan, la butée avant d'une fixation de ski équipée d'un palpeur de pression du pied, la figure 2 montre cette butée avant et le palpeur de pression en élévation, la figure 3 est une coupe longitudinale verticale agrandie, suivant les flèches A-A de la figure 1, la figure 4 est une coupe horizontale agrandie, suivant les flèches B-B de la figure 2, la figure 5 est une coupe longitudinale verticale partielle agrandie, suivant les flèches A-A de la figure 1, montrant une variante d'exécution à manchons filetés de compensation du relèvement du palpeur de pression lors du déclenchement, la figure 6 est une coupe des manchons filetés perpendiculaires à l'axe de rotation, la figure 7 représente une variante du système de la figure 5 et la figure 8 est une coupe horizontale partielle d'un mécanisme supplémentaire de contrôle de déclenchement. Le dispositif, figures 1 à 8, est constitué d'une "butée avant" 1 déclenchable en rotation et d'un palpeur de pression 2 avec système de transmission d'effort fixé sur le ski 3, derrière cette butée avant, de façon à ce que la chaussure du skieur appuie sur ce palpeur en exerçant une force F dépendant entre autres de sa position et des conditions du parcours effectué telles que virages provoquant une force centrifuge augmentant cette force. La butée avant 1 peut pivoter autour d'un fourreau cylindrique 4 tournant lui-même autour d'un axe 5 fixé sur le ski. Elle est formée d'une tête 6 portant à l'arrière une mâchoire de retenue de la chaussure pourvue de deux ailes latérales 7, un mécanisme de type connu, logé dans la tête et comportant un ressort 8 à tension ajustable, assurant le maintien de la mâchoire en position d'enclenchement. Ce ressort applique un élément coulissant 9 sur un méplat du fourreau 4 de manière à le rendre solidaire de la tête 6 tant que le couple de rotation exercé sur la mâchoire ne dépasse pas un certain seuil. Le système de transmission d'efforts est constitué d'un support 10 dans lequel sont disposés les éléments de transmission composés du palpeur de pression 2 soumis directement à la force F et agissant sur une pièce mobile 11 à mouvement longitudinal. Un ou plusieurs éléments élastiques 12, en tension, permettent de maintenir une force minimale sur cette pièce mobile en créant un couple de déclenchement minimum fixe. La pièce mobile agit sur le fourreau 4 de la même manière que l'élément coulissant 9 du mécanisme de déclenchement en l'immobilisant en position enclenchée tant que le couple de rotation exercé sur les ailes 7 ne dépasse pas une certaine valeur, cette valeur étant variable proportionnellement à la force F. Le ou les éléments élastiques 12 pourront avantageusement consister en rondelles élastiques en acier empilées sur des tiges solidaire du support 10 ou de la pièce mobile 11. Sur les figures 3 et 4, la force F est transformée en poussée longitudinale grâce à un plan incliné 13 sur lequel porte le palpeur de pression 2 par l'intermédiaire d'un rouleau 14. Cette disposition permet d'obtenir que les variations de la force F n'entraînent pas de déplacements verticaux du palpeur 2, ce qui aurait exigé de prévoir un certain jeu de la fixation sur la chaussure rendant le système inutilisable pour une pratique de haut niveau. Cette particularité est une des caractéristiques essentielles du dispositif. Ce montage n'est donné qu'à titre d'exemple. En effet, tout système permettant d'obtenir le même résultat entre dans le cadre de la présente invention. En particulier, le palpeur de pression 2 et la pièce mobile 11 peuvent être articulés entre eux, ou ne former qu'un seul élément mécanique, pivotant sur un axe horizontal transversal, et formé d'une partie horizontale jouant le rôle de palpeur et d'une partie verticale dirigée vers le bas, appuyant sur le méplat du fourreau 4 et constituant l'élément mobile 11. De même, le support 10 peut être constitué de plusieurs éléments ou au contraire d'une platine enfermant l'ensemble des mécanismes du système. Signalons qu'il a été réalisé un prototype donnant satisfaction dans lequel le palpeur de pression 2 est un petit chariot comportant à l'arrière deux rouleaux prenant appui sur le plan incliné 13 et deux autres rouleaux à l'avant permettant un mouvement longitudinal. Ce chariot n'est pas solidaire de la pièce mobile 11, mais appuie simplement sur elle. Soit Cmax le seuil du couple de déclenchement déterminé par le réglage de la tension du ressort 8 du mécanisme de déclenchement, Cmin le couple de rappel agissant sur le fourreau 4 par l'intermédiaire de la pièce mobile 11 et imposé par les éléments élastiques 12, et CF le couple de rappel imposé par la force extérieure F appliquée sur le palpeur de pression 2. Lorsque la force F est telle que CF + Cmin Cmax, pour tout couple C appliqué à la tête 6 et supérieur à CF + Cmin, cette dernière reste solidaire du fourreau 4 grâce au couple de rappel imposé par l'élément coulissant 9 sur le fourreau, C s'applique donc sur celui-ci qui a un mouvement de rotation autour de l'axe 5. Pour C Lorsque CF + Cmin > Cmax, pour C > Cmax le fourreau 4 reste immobile grâce au couple de rappel appliqué par la pièce mobile 11, et la tête 6 tourne autour du fourreau. Pour C En résumé, tant que le couple C exercé par la chaussure sur la fixation est plus petit que Cmin, le système est bloqué; si C est compris entre Cmin et Cmax, le couple de déclenchement dépend de la valeur de la force F et augmente avec elle; enfin dès que C dépasse Cmax, le déclenchement a lieu, quelle que soit la valeur de F. Lorsque le déclenchement est dû à un couple C inférieur à Cmax, le fourreau 4 effectue une rotation qui a pour effet de repousser la pièce mobile Il en provoquant une remontée du palpeur de pression 2. La compensation de ce mouvement peut être simplement assurée par l'élasticité de la chaussure et de la fixation. Toutefois, elle peut être améliorée grâce à une bande 15 de matériau compressible fixée à la face inférieure des ailes 7 de la mâchoire, et/ou sur le palpeur de pression 2. Cette compensation peut être obtenue au moyen de deux manchons filetés, concentriques au fourreau 4 et intercalés entre celui-ci et l'axe 5. Le manchon externe 16 porte la tête 6 qu'il entraîne en rotation, et peut coulisser dans le fourreau. Il se visse sur le manchon interne 17, qui lui se visse sur l'axe 5. Une butée 18 ne permet au manchon interne de tourner que dans un seul sens à partir de la position de repos, ce manchon étant entraîné par un ergot 19 fixé sur le manchon externe 16. Les sens des pas de vis sont inversés et l'ensemble est agencé de manière à ce que, lorsque la tête 6 tourne dans un sens, seul le manchon externe tourne en provoquant une élévation de la tête, une rotation de la tête dans le sens contraire entraînant les deux manchons en provoquant le même résultat (figures 5 et 6). Précisons que la tête 6 peut aussi bien être solidaire du manchon interne 17, sans que le fonctionnement de l'ensemble ne soit modifié. Les deux manchons 16, 17 peuvent être remplacés par un manchon fileté et taraudé se vissant d'une part dans l'axe 5, qui est lui-même creux et taraudé et, d'autre part sur une tige filetée solidaire de la tête 6 (figure 7). Selon une variante d'exécution, le déclenchement est contrôlé, en plus du système de transmission d'effort, au moyen d'un piston à ressort 20 coulissant dans un logement 21 fixé sur le ski 3, et dont l'extrémité est engagée, lorsque la mâchoire est en position d'enclenchement, dans une échancrure pratiquée dans une came 22 portée par une platine 23 solidaire de la tête 6 et entraînée par elle en rotation par rapport à l'axe 5 de la butée lors du déclenchement. Le piston 20 impose donc à la tête 6, une force antagoniste à la force de déclenchement appliquée à la butée par la chaussure, ce qui entraîne, pour un couple de déclenchement déterminé, une réduction de la force à appliquer par la pièce mobile 11, et permet de diminuer le rapport entre cette force et la pression exercée sur le palpeur 2, ce qui assure une remontée plus faible dudit palpeur avec une même pression exercée sur celui-ci lors du déclenchement. On obtient ainsi une augmentation de la dynamique du système, c'est à dire de la contribution du skieur. Cette force antagoniste peut être générée par le dispositif décrit ou par un système exerçant une force de frottement sur la butée avant. Sur certaines fixations de skis, les ailes latérales 7 de la mâchoire de maintien de la chaussure sont montées sur deux axes, ou pivots, distincts. Elles peuvent dans ce cas être associées à un système de transmission d'effort unique comportant un seul palpeur de pression 2 et une pièce mobile 11 double, ou être équipées chacune d'un système de transmission d'effort indépendant comportant chacun son propre palpeur de pression. Dans le cas d'un système à deux pivots, le décalage vertical du palpeur de pression 2 peut être rattrapé par un manchon vissé sur chaque axe 5 avec des pas de vis inversés. Les ailes 7 sont reliées au moyen d'une crémaillère ou d'une biellette montée de façon à ce que la rotation d'une aile dans un sens entraîne une rotation dans l'autre sens de la seconde. Ainsi, lorsque les pas de vis sont correctement orientés, les ailes se soulèvent simultanément lors du déclenchement. D'une manière générale, que la fixation comporte un ou deux pivots, le contrôle du déclenchement peut être assuré par plusieurs palpeurs de pression 2, indépendants ou non, agencés et disposés en fonction du résultat à obtenir. Par exemple, dans le cas d'une fixation de skis, on peut envisager deux palpeurs situés à gauche et à droite du ski ou à l'avant et à l'arrière de la chaussure, ou encore une combinaison de ces deux dispositions. Lorsque les palpeurs sont montés à l'avant et à l'arrière de la chaussure, la pièce mobile il du palpeur arrière peut agir sur le palpeur avant et renforcer ou diminuer son effet, au lieu d'agir directement sur le fourreau cylindrique 4. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 10. Dispositif de fixation déclenchable en rotation à dureté variable, destiné en particulier aux fixations de sécurité pour skis, mais applicable à tout système destiné à maintenir un objet et comportant un élément dont la rotation permet de libérer cet objet lorsque ce dernier exerce sur ledit élément un couple supérieur à un seuil déterminé, ledit dispositif comportant un mécanisme connu logé dans la partie rotative et pourvu d'un ressort (8) à tension ajustable maintenant celle-ci enclenchée en appliquant un élément coulissant (9) sur un méplat d'un élément fixe tant que le couple de rotation exercé sur ladite partie rotative (6) ne dépasse pas un seuil déterminé, caractérisé en ce que l'élément fixe est remplacé par un fourreau cylindrique (4) autour duquel peut tourner la partie rotative et lui-même apte à pivoter autour d'un axe (5) solidaire de l'élément porteur recevant l'objet à maintenir, ledit fourreau étant immobilisé par au moins un système de transmission d'effort constitué d'un palpeur de pression (2) soumis directement à la force (F) exercée par l'objet sur l'élément porteur et la transformant en une poussée longitudinale proportionnelle à la force (F) appuyant, par l'intermédiaire d'un élément mobile (11), sur un méplat du fourreau (4) de telle manière que le seuil du couple de déclenchement puisse être rendu inférieur au seuil maximum déterminé par la tension du susdit ressort (8), et varie proportionnellement à la force (F) appliquée par l'objet à maintenir. 20. Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le système de transmission d'effort est équipé d'au moins un élément élastique (12), en tension, appliquant une force minimale sur l'élément mobile (11) de manière à maintenir en permanence cette dernière appliquée contre le fourreau (4) et à créer un couple de déclenchement minimum fixe. 30. Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que chaque élément élastique (12) est constitué de rondelles élastiques en acier empilées sur une tige solidaire du support (10) ou de l'élément mobile (11). 40. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la force (F) exercée par l'objet à maintenir sur l'élément porteur est transformée en poussée longitudinale grâce à un plan incliné (13) sur lequel porte le palpeur de pression (2) par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs rouleaux (14) de façon à ce que les variations de la force (F) n'entraînent pas de déplacements verticaux du palpeur de pression (2). 50. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le déclenchement est contrôlé, en plus du système de transmission d'effort, au moyen d'un piston à ressort (20) coulissant dans un logement (21) fixé sur l'élément porteur recevant l'objet à maintenir, et dont l'extrémité est engagée, lorsque la partie rotative est en position d'enclenchement, dans une échancrure pratiquée dans une came (22) portée par une platine (23) solidaire de ladite partie rotative et entraînée par elle en rotation par rapport à l'axe (5 lors du déclenchement. 60. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte un système apte à compenser la remontée du palpeur de pression (2) provoquée par le recul de l'élément mobile (11) lors d'un déclenchement entraînant la rotation du fourreau (4), ce système étant constitué d'éléments en matériau compressible (15) fixés sur la partie rotative de la fixation et/ou sur le ou les palpeurs de pression (2). 70. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte un système apte à compenser la remontée du palpeur de pression (2) provoquée par le recul de l'élément mobile (11) lors du déclenchement, ce système étant constitué de deux manchons filetés concentriques audit fourreau et intercalés entre celui-ci et l'axe (5), le manchon externe (16) pouvant coulisser dans le fourreau et se vissant sur le manchon interne (17), qui lui se visse sur l'axe (5), une butée (18) n'autorisant la rotation du manchon interne, entraîné par un ergot (19) fixé sur le manchon externe (16,) que dans un seul sens à partir de la position de repos, les sens des pas de vis étant inversés et l'ensemble agencé de manière à ce que, lorsque la partie rotative (6) de la fixation, solidarisée avec l'un des manchons (16, 17), tourne dans un sens, seul le manchon externe tourne en provoquant une élévation de ladite partie rotative, une rotation de cette dernière dans le sens contraire entraînant les deux manchons en provoquant le même résultat, les manchons externe (16) et interne (17) pouvant être remplacés par un manchon fileté et taraudé se vissant d'une part dans l'axe (5), qui est alors creux et taraudé et, d'autre part, sur une tige filetée. 80. Butée avant de fixation pour skis selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les ailes latérales (7) constituant la mâchoire de fixation de la chaussure sont montées sur deux pivots distincts, l'ensemble étant associé, soit à un système de transmission d'effort unique comportant un seul palpeur de pression (2) et un élément mobile (11) double, soit à plusieurs systèmes de transmission d'effort indépendants comportant chacun leur propre palpeur de pression. 90. Butée avant de fixation pour skis selon la revendication 8, se caractérisant par le fait que le décalage vertical du palpeur de pression (2) est rattrapé par un manchon vissé sur chaque axe (5) avec des pas de vis inversés, les ailes latérales (7) étant reliées au moyen d'une crémaillère ou d'une biellette agencée de telle manière que la rotation d'une aile dans un sens entraîne une rotation dans l'autre sens de la seconde, les pas de vis étant orientés pour que les ailes se soulèvent simultanément lors du déclenchement.