Brevet FR2760372A1 — publié le 19980911

Dispositif de raidissement pour planche de glisse L'invention se rapporte à un dispositif de raidissement pour une planche de glisse tel qu'un ski alpin, un ski de fond, un monoski ou un surf de neige. Elle concerne aussi un ski équipé d'un tel dispositif. Lors de la conduite sur neige, les planches sont soumises à des chocs ou des sollicitations plus ou moins prolongées causant des vibrations de la planche. Ces vibrations engendrent souvent des effets parasites néfastes qui provoquent des pertes de contact entre la planche et la neige, ce qui réduit la précision de la conduite et la stabilité de la planche. L'art antérieur a proposé différentes solutions pour améliorer le comportement vibratoire d'une planche. Par exemple dans le document FR-A-2 675 392, un dispositif reprend les efforts de flexion appliqués sur un ski à travers une lame dont l'une des extrémités est fixée au ski et dont l'autre extrémité est liée à une interface en matériau viscoélastique soumise au cisaillement par la lame. L'interface peut être soit reliée directement au ski, ou bien être reliée à la face interne d'un étrier ou d'un capot de protection. Le dispositif selon le document FR-A-2 675 392 amortit des vibrations lors d'un raidissement dynamique du ski en fonction de la longueur de la lame de flexion et de la résistance au cisaillement opposée par le matériau viscoélastique. Cependant, ce dispositif n'amortit pas les vibrations de la même façon pour différentes qualités de neige. Dans le même esprit, le document FR-B1-2 722 419 divulgue un dispositif qui reprend les efforts de flexion par une lame qui coopère, par son extrémité liée à une interface, avec un nombre sélectionnable de plaquettes recouvertes chacune de matériau viscoélastique. Ainsi, il est possible de modifier l'effet d'amortissement en fonction des conditions de neige ou en fonction du relief. Cependant, ce dispositif ne fonctionne plus de manière satisfaisante après avoir été réglé, si les conditions de neige ou le relief changent. D'une manière générale, les dispositifs de raidissement ou d'amortissement divulgués par l'art antérieur n'ont pas un comportement satisfaisant dans tous les cas de figures rencontrés lors de la conduite du ski. Il s'ensuit que l'on observe dans certains cas des pertes de contact entre la planche et la neige, et que la précision de la conduite et la stabilité de la planche ne sont pas permanentes. L'invention a notamment pour but d'améliorer le comportement vibratoire d'un ski qui se déplace sur une neige dont la qualité varie. L'invention a également pour but d'améliorer le comportement vibratoire d'un ski qui se déplace sur un terrain à relief variable. Pour ce faire, un dispositif de raidissement pour planche de glisse selon l'invention comprend une tige de transmission, un moyen de liaison prévu pour relier fixement une première extrémité de la tige de transmission à la planche de glisse, et un boîtier destiné à être lié rigidement à la planche, le boîtier présentant une ouverture pour l'introduction d'une seconde extrémité de la tige dans un logement du boîtier, le logement contenant une première couche de matériau viscoélastique reliant une première surface de la tige et une première surface du logement, le matériau viscoélastique étant sollicité en cisaillement lors d'un déplacement de la tige dans le logement. L'invention est caractérisée par le fait qu'une seconde surface de la tige et une seconde surface du logement sont reliées entre elles par un empilement comprenant une seconde couche de matériau viscoélastique et une cale, la seconde couche de matériau viscoélastique étant en contact avec l'une des secondes surfaces, la cale étant en contact avec l'autre des secondes surfaces, un moyen de butée étant prévu pour limiter le déplacement de la cale lors du déplacement de la tige dans le logement. Cet agencement permet une variation de l'intensité de raidissement ou d'amortissement du dispositif en fonction de l'amplitude des vibrations de la planche. Il s'ensuit avantageusement que l'amortissement des vibrations est satisfaisant à la fois lors d'une conduite sur neige de qualité constante et lors d'une conduite où un utilisateur passe d'une neige tendre à une neige dure ou inversement. L'amortissement des vibrations est également satisfaisant quel que soit le relief du sol. De préférence, dans l'empilement reliant la tige au logement du boîtier, la couche de matériau viscoélastique est en contact avec la tige, et la cale est en contact avec le logement, de façon à simplifier la structure du dispositif. De manière avantageuse, la cale de l'empilement présente un faible coefficient de frottement par rapport à la seconde surface du logement. Ainsi, seul le matériau viscoélastique reliant la première surface de la tige et la première surface du logement est sollicité en cisaillement pour les faibles amplitudes en flexion de la planche. Il s'ensuit avantageusement que la planche se déforme suffisamment pour contacter la neige quand les vibrations sont réduites. Il est également avantageux que le matériau viscoélastique reliant la première surface de la tige et la première surface du logement, et la couche de matériau viscoélastique de l'empilement forment une pièce monobloc. La fabrication du dispositif est ainsi simplifiée. De préférence, le moyen de butée qui limite le déplacement de la cale de l'empilement lors du déplacement de la tige dans le logement est constitué par le fond du logement et une butée de la cale. I1 est préférable encore que le moyen de butée limite par rapport au boîtier le déplacement de la cale de l'empilement lors du déplacement de la tige dans le logement. Cet agencement est facile à associer à l'emploi de la pièce monobloc en matériau viscoélastique de l'empilement. Une autre disposition préférée consiste à utiliser une tige dont la section a une forme elliptique. Cette forme dépourvue d'aspérité évite de créer des amorces de rupture dans le matériau viscoélastique, tout en conservant la même orientation angulaire dans le temps. L'invention se rapporte également à une planche de glisse comprenant au moins un dispositif de raidissement comme celui décrit préalablement, le dispositif étant positionné sur la planche de façon qu'au moins une tige de transmission est orientée sensiblement dans le sens de la longueur de la planche. Cet agencement favorise l'amortissement des déformations en flexion de la planche. On peut prévoir que la planche de glisse comprenne au moins un dispositif de raidissement situé entre une zone de spatule et une zone de montage de fixations, et au moins un dispositif de raidissement situé entre la zone de montage des fixations et une zone de talon. Il est ainsi possible de gérer différemment l'amortissement des vibrations à l'avant et à l'arrière du ski, et d'amortir des vibrations en flexion pure, ou en torsion pure, ou en flexion combinée à de la torsion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre, en regard du dessin annexé illustrant, par des exemples non limitatifs, comment l'invention peut être réalisée et dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'une planche de glisse comprenant des dispositifs d'amortissement selon l'invention, - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2 dans un cas où le dispositif d'amortissement n'est pas sollicité, - la figure 4 est similaire à la figure 3 mais correspond à un cas où le dispositif d'amortissement est partiellement sollicité, - la figure 5 est similaire aux figures 3 et 4 mais correspond à un cas où le dispositif d'amortissement est totalement sollicité. La figure 1 montre une planche de glisse, représentée sous la forme d'un ski 1, qui s'étend longitudinalement entre une zone avant comprenant une spatule 2 et une zone arrière comprenant un talon 3. Le ski 1 comprend une face supérieure 4 sur laquelle sont rapportés des dispositifs d'amortissement. Selon un exemple non limitatif, deux dispositifs sont situés entre une zone 5 de montage des fixations et le talon 3, et trois dispositifs sont situés entre la zone 5 et la spatule 2. Pour des raisons de commodité, seul un dispositif va être décrit précisément. Par exemple un dispositif situé à l'avant du ski 1, entre la zone 5 de montage de fixations et la spatule 2, comprend une tige de transmission 6 orientée sensiblement dans le sens de la longueur du ski 1. Une extrémité de la tige 6 est liée fixement au ski 1 par un moyen de liaison représenté sous la forme d'un socle 7 rapporté sur la face supérieure 4. L'extrémité de la tige 6 est collée dans une cavité du socle 7 qui est lui-même collé ou soudé sur la face supérieure 4. Bien entendu, tout autre moyen de liaison pourrait être utilisé. Une autre extrémité de la tige 6 est liée au ski 1 de manière mobile à l'aide d'un boîtier 8. Un mode de coopération entre la tige 6 et le boîtier 8 va être expliqué à l'aide des figures 2 à 5. La coupe de la figure 2 montre le boîtier 8 fixé sur la face supérieure 4 du ski 1 par un moyen de fixation tel qu'un collage, un soudage ou autre. La tige 6 est guidée dans un logement 9 du boîtier 8 par l'intermédiaire d'un bloc d'amortissement de matériau viscoélastique représenté sous la forme d'une bague 10 qui entoure la tige 6. Le boîtier 8 comprend une embase 11, solidarisée comme il a été dit à la face supérieure 4 du ski 1, et un capot 12 qui recouvre l'embase 11. L'embase 11 et le capot 12 peuvent être solidarisés l'un à l'autre de manière amovible ou non par tout moyen tel qu'un vissage, un collage, un soudage ou autre. Le logement 9 est délimité en partie par l'embase 11 et en partie par le capot 12. Une première surface 15 du logement 9 est définie par l'embase 11 en regard d'une seconde surface 16 du logement 9 définie par le capot 12. La première surface 15 est en contact avec une première couche 17 de matériau viscoélastique elle-même en contact avec une première surface 18 de la tige 6. Il doit être compris que la couche 17 de matériau viscoélastique est constituée par la partie de la bague 10 qui relie la surface 15 du logement 9 à la surface 18 de la tige 6. Par analogie, la seconde surface 16 du logement 9 est reliée à une seconde surface 19 de la tige 6 par un empilement comprenant une cale 13 et une seconde couche 20 de matériau viscoélastique. Il doit être compris que la couche 20 de matériau viscoélastique est constituée par la partie de la bague 10 qui relie la cale 13 à la surface 19 de la tige 6. La cale 13 est guidée en coulissement libre dans le logement 9 du boîtier 8. Au repos, la cale 13 est en retrait par rapport au fond 14 du logement 9. La course de coulissement libre de la cale 13 est prévue pour que la cale 13 vienne buter contre le fond 14 du logement 9 au-delà d'une flexion donnée du ski 1. La tige 6 a de préférence une section elliptique qui permet de ne pas entailler la bague 10 tout en immobilisant la tige 6 en rotation. Il s'ensuit avantageusement que la bague 10 coopère toujours par les mêmes surfaces de contact avec l'embase 11 et la cale 13. Le boîtier 8 est montré en coupe à la figure 3. Le logement 9 délimité par l'embase 11 et le capot 12 est suffisamment profond pour que la tige 6 ne vienne jamais en contact du fond 14 du logement 9 quelle que soit la déformation du ski. La tige 6 est, de façon préférentielle, constituée d'un matériau à haut module d'élasticité à base de fibres de verre, de carbone, acrylique ou polyester, ou encore d'un mélange de telles fibres. Une matière plastique contenant ces fibres peut être une résine thermodurcissable, de préférence de type époxyde, ou une résine thermoplastique. L'avantage d'utiliser un matériau composite plutôt qu'un métal provient de la faible dilatation thermique du composite par rapport au métal et de sa légèreté. Le matériau viscoélastique constitutif de la bague 10 sera choisi, de façon avantageuse, parmi la famille des mastics minéraux ou organiques. Dans ce cas, le matériau est suffisamment collant pour adhérer aux éléments avec lesquels il est en contact pour ainsi subir un cisaillement important lors d'un déplacement de la tige 6 dans le logement 9 du boîtier 8. L'embase 11 et le capot 12 du boîtier 8, ainsi que le socle 7, seront choisis parmi les matières plastiques relativement rigides, ou encore parmi les métaux ou alliages métalliques. Cependant, une matière plastique permet avantageusement d'alléger le dispositif. Enfin, la cale 13 sera faite soit dans une matière plastique soit dans un métal ou alliage métallique, choisi de façon à présenter un faible coefficient de frottement par rapport à la matière constitutive du boîtier 8. Il s'ensuit que la cale 13 adhère à la bague 10 et glisse dans le logement 9 du boîtier 8. Le dispositif fonctionne comme expliqué ci-après. La figure 3 correspond à un état de repos du dispositif, c'est-à-dire à un état dans lequel le ski 1 n'est pas fléchi. Dans ce cas, la tige 6 est située dans le logement 9 du boîtier 8 à une profondeur limitée. La bague 10 et la cale 13 apparaissent à la surface du boîtier 8 au-delà de laquelle se trouve le logement 9. On peut remarquer que la cale 13 n'est pas en contact avec le fond 14 du logement 9, et que la bague 10 n'est pas contrainte par la tige 6. Lors de la conduite du ski 1 des efforts, appliqués aux extrémités du ski 1 vers le talon 3 ou la spatule 2, engendrent des déformations du ski 1 en flexion ou en torsion. Ces déformations, particulièrement dans le cas de la flexion, se traduisent par un déplacement de la tige 6 par rapport au boîtier 8 soit dans un sens de sortie du logement 9, soit dans un sens d'entrée dans le logement 9. La figure 4 correspond à une pénétration de la tige 6 dans le logement 9 lors d'une flexion du ski 1 d'intensité moyenne, flexion consécutive par exemple à un appui du ski 1 sur la neige au niveau de la spatule 2. Dans ce cas la bague 10, qui adhère à la fois à la tige 6 et au logement 9, subit un effort de cisaillement à proximité de l'embase 11, dans sa couche 17. Par contre, la bague 10 ne subit pas d'effort de cisaillement à proximité de la cale 13, car la cale 13 entraînée par la bague 10 glisse dans le logement 9. Par conséquent, lors d'une flexion du ski 1 d'intensité moyenne, seule une partie de la bague 10 est sollicitée en cisaillement. Dans un cas de flexion importante du ski 1 comme il est montré à la figure 5, la cale 13 est arrêtée par contact d'une butée 21 de la cale 13 avec le fond 14 du logement 9 lors de la pénétration de la tige 6 dans le logement 9. Bien entendu, la tige 6 ne contacte pas le fond 14, comme il a déjà été dit. Cependant, à partir du moment où la cale 13 est arrêtée par le fond 14, la bague 10 subit un effort de cisaillement à proximité de la cale 13. Par conséquent, lors d'une flexion du ski 1 d'intensité importante, la bague 10 est sollicitée en cisaillement à la fois à proximité de l'embase 11 et à proximité de la cale 13, dans ses couches 17 et 20. On peut résumer le fonctionnement du dispositif de raidissement et d'amortissement des vibrations et des déformations du ski 1, en disant que plus les vibrations sont intenses et les déformations élevées, plus grande est la surface de matériau viscoélastique soumise au cisaillement. En d'autres termes, l'amortissement est proportionnel à l'amplitude des vibrations et des déformations. Il doit être compris que lorsque le ski 1 reprend sa forme initiale après s'être déformé, la tige 6, la bague 10 et la cale 13 retrouvent la position décrite à l'aide de la figure 3. Il doit être également compris qu'une infinité de positions intermédiaires existent entre la position montrée à la figure 3 et la position montrée à la figure 5. D'une manière générale, les pièces constitutives du dispositif pourront être fabriquées, avec les matériaux décrits préalablement, par toutes les techniques connues de l'homme de l'art telles que le moulage par injection, l'usinage, l'emboutissage, la découpe par laser ou par jet d'eau, ou toute autre technique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation ainsi décrit et comprend tous les équivalents pouvant entrer dans l'étendue des revendications qui vont suivre. On peut par exemple prévoir que la cale 13 soit en contact avec la tige 6, qu'une couche de matériau viscoélastique sépare la cale 13 du logement 9, et qu'une autre couche de matériau viscoélastique sépare une surface de la tige 6 du logement 9. Sur les coupes des figures 3 à 5, cela revient à intervertir la cale 13 et une portion de la bague 10. Le fonctionnement du dispositif est dans ce cas similaire au fonctionnement préalablement décrit. La seule différence est que l'effet de glissement lors d'une déformation de faible amplitude du ski 1 a lieu entre la tige 6 et la cale 13. On pourrait aussi prévoir d'autres formes de réalisation des pièces constitutives du dispositif. En particulier, la tige pourrait être circulaire, parallélépipédique ou autre. On pourrait également prévoir un cache à l'extérieur et au contact du boîtier, le cache étant percé par un orifice ayant la forme de la tige 6 et une taille à peine plus grande que la tige 6. Le cache permet un coulissement de la tige 6 dans le logement 9, mais empêche des impuretés de salir la bague 10. Le cache permet aussi de positionner avec précision le matériau viscoélastique et la cale 13 dans le logement 9. On pourrait aussi prévoir des empilements ou des agencements multiples de couches de matériau viscoélastique et de cales afin d'obtenir plus de niveaux d'amortissement du dispositif que les deux niveaux du dispositif décrit. On pourrait encore prévoir d'adjoindre au dispositif une épaisseur de matériau élastique dans le logement 9 entre la butée 21 de la cale 13 et le fond 14. Ainsi, la variation d'amortissement entre les différents niveaux décrits est plus progressive. REVENDICATIONS 1- Dispositif de raidissement pour planche de glisse (1), le dispositif comprenant une tige de transmission (6), un moyen de liaison prévu pour relier fixement une première extrémité de la tige de transmission (6) à la planche de glisse (1), et un boîtier (8) destiné à être lié rigidement à la planche (1), le boîtier (8) présentant une ouverture pour l'introduction d'une seconde extrémité de la tige (6) dans un logement (9) du boîtier (8), le logement (9) contenant une première couche (17) de matériau viscoélastique reliant une première surface (18) de la tige (6) et une première surface (15) du logement (9), le matériau viscoélastique étant sollicité en cisaillement lors d'un déplacement de la tige (6) dans le logement (9), caractérisé par le fait qu'une seconde surface (19) de la tige (6) et une seconde surface (16) du logement (9) sont reliées entre elles par un empilement comprenant une seconde couche (20) de matériau viscoélastique et une cale (13), la seconde couche (20) de matériau viscoélastique étant en contact avec l'une des secondes surfaces (16, 19), la cale (13) étant en contact avec l'autre des secondes surfaces (16, 19), un moyen de butée (14, 21) étant prévu pour limiter le déplacement de la cale (13) lors du déplacement de la tige (6) dans le logement (9). 2- Dispositif de raidissement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans l'empilement reliant la tige (6) au logement (9) du boîtier (8), la couche (20) de matériau viscoélastique est en contact avec la tige (6), et la cale (13) est en contact avec le logement (9). 3- Dispositif de raidissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la cale (13) de l'empilement présente un faible coefficient de frottement par rapport à la seconde surface (16) du logement (9). 4- Dispositif de raidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau viscoélastique reliant la première surface (18) de la tige (6) et la première surface (15) du logement (9), et la couche (20) de matériau viscoélastique de l'empilement forment une pièce monobloc (10). 5- Dispositif de raidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen de butée (14, 21) qui limite le déplacement de la cale (13) de l'empilement lors du déplacement de la tige (6) dans le logement (9) est constitué par le fond (14) du logement (9) et une butée (21) de la cale (13). 6- Dispositif de raidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le moyen de butée (14, 21) limite par rapport au boîtier (8) le déplacement de la cale (13) de l'empilement lors du déplacement de la tige (6) dans le logement (9). 7- Dispositif de raidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la tige (6) a une section de forme elliptique. 8- Planche de glisse (1) comprenant au moins un dispositif de raidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'au moins une tige de transmission (6) est orientée sensiblement dans le sens de la longueur de la planche (1). 9- Planche de glisse (1) selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un dispositif de raidissement situé entre une zone de spatule (2) et une zone de montage de fixations (5), et au moins un dispositif de raidissement situé entre la zone de montage des fixations (5) et une zone de talon (3).