Brevet FR2891467A1 — publié le 20070406

Fixation de sécurité La présente invention concerne un dispositif de fixation de sécurité d'une chaussure sur une planche de glisse. Différents dispositifs de fixation de sécurité de chaussure sur une planche de glisse sont déjà connus, notamment dans le domaine du ski alpin et dans le domaine du surf des neiges, appelé également snowboard. Classiquement, et depuis quelques années déjà, en ce qui concerne la pratique du ski alpin, les fixations de sécurité comprennent une butée avant et une talonnière arrière. La butée avant et la talonnière arrière maintiennent entre elles la chaussure de ski. La butée et la talonnière déclenchent et libèrent la chaussure lorsque l'une ou l'autre, elles sont soumises à des efforts dépassant un certain seuil. Le seuil de déclenchement peut être ajusté en réglant la précontrainte des ressorts qui sont placés dans la butée et la talonnière. Cependant, ce réglage est fait une fois pour toute, avant chaque utilisation et il n'est pas possible de le modifier simplement au cours de la pratique sans avoir à mettre en uvre des outils, tel que tournevis. Par conséquent, un tel dispositif de fixation ne peut pas être autoadaptable. La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de fixation de sécurité d'une chaussure sur une planche de glisse qui permette de s'affranchir des limitations posées par les dispositifs connus dans l'art antérieur. L'objectif de l'invention est obtenu par la fourniture d'une fixation de sécurité pour retenir une chaussure sur une planche de glisse comprenant: - des moyens de détection des efforts auxquelles est soumise ladite chaussure, lesdits moyens de détection produisant un signal analogique proportionnel auxdits efforts, - des moyens de conversion dudit signal analogique en une information numérique, - des moyens de traitement de ladite information numérique selon une loi de déclenchement en fonction du temps et en fonctions de paramètres déterminés par les caractéristiques de l'utilisateur et/ou les conditions de neige et/ou du type de pratique et/ou tout autre paramètres tels vitesse, vibrations, etc..., lesdits moyens de traitement générant un signal de commande, - des moyens d'actionnement mécanique commandés par ledit signal de commande et permettant la libération de la chaussure. De préférence, lesdits moyens de détection sont constitués par un module de détection 5, en ce que lesdits moyens de conversion et lesdits moyens de traitement sont intégrés au sein d'un module de décision 6 et en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un module d'actionnement 7. Avantageusement, le signal analogique fourni par le capteur est converti en un signal numérique, lequel est traité par un module numérique de décision. Le traitement numérique présente l'avantage de n'être pas sensible à la température, d'être facilement reprogrammable et de permettre le stockage et l'exportation des données. D'autre part, d'un point de vue industriel, l'utilisation d'un module numérique, facilite, tout en la rendant moins coûteuse, la montée en gamme. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit à laquelle est annexé le dessin dans lequel: La figure 1 est un schéma fonctionnel du dispositif complet. La figure 2 est un schéma fonctionnel du module de décision. La figure 3 est une vue d'un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue d'un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue d'un troisième mode de réalisation de l'invention en position 10 fermée. La figure 6 est une vue d'un troisième mode de réalisation de l'invention en position ouverte. La figure 1 montre le schéma fonctionnel du dispositif de fixation selon l'invention. Le dispositif de fixation 1 comprend une butée avant 2 et une talonnière arrière 3, toute deux fixées sur la planche de glisse 4. Il comprend en outre un module de détection 5, un module de décision 6 et un module d'actionnement 7. Le module de détection 5, évalue les efforts auxquels sont soumis les différentes parties de la fixation. Cette évaluation se fait grâce à des jauges de contrainte placées sur un ou plusieurs barreaux instrumentés. Le (ou les) barreau(x) instrumenté(s) est (sont) fixé(s) à l'une de ses (leurs) extrémités sur la fixation et à l'autre de ses (leurs) extrémités sur la planche de glisse. L'utilisation des jauges de contrainte n'est pas limitative dans le cadre de l'invention et tout autre type de capteur pourrait être utilisé. D'autre part, il est également possible de fixer les capteurs à l'intérieur même des éléments de fixation, par exemple sur les ailes de la butée avant, ou sur la mâchoire de la fixation arrière. Le module de détection 5 fourni un, ou plusieurs, signal analogique 8, sous la forme de tension électrique, lequel ou lesquels sont proportionnels aux efforts auxquels est soumis la fixation. Dans le cas où les signaux analogiques sont des signaux couplés, on intégrera une matrice de découplage dans le module de décision 6. Dans une configuration simple, un unique capteur, qui comprendra plusieurs jauges de contrainte, sera utilisé, mais son positionnement sera tel qu'il permettra de déceler les efforts dans plusieurs directions. Des configurations plus complètes, mettront en oeuvre un plus grand nombre de jauge de contrainte, chacune d'elle générant un signal analogique sous la forme d'une tension électrique. Le choix de jauge de contrainte comme capteur pour le module de détection n'est pas 35 limitatif car on pourrait les remplacer par d'autres capteurs tels que des capteurs piezo électrique. Le signal analogique 8, est fourni au module de décision 6 qui génère un signal électrique binaire de commande 9, c'est-à-dire un signal à deux états: haut et bas. Le signal binaire de commande 9 est transmis au module d'actionnement 7, lequel commande le déclenchement de la fixation lorsque le signal binaire 9 est en état haut. Les trois modules, de détection, de décision et d'actionnement peuvent être alimentés par une source d'énergie commune, par exemple sous la forme d'une pile électrique, d'une cellule solaire ou d'un élément piezo. Le module de décision 6 est décrit à la figure 2. Il comprend un amplificateur 10 qui 5 reçoit le signal analogique 8, le met en forme et le transmet au CAN 11 (convertisseur analogique / numérique), lequel est placé en aval d'un microcontrôleur 12. Le CAN 11 fourni au microcontrôleur 12 une information numérique 22, correspondant à la valeur d'effort détecté par le module de détection 5. Le microcontrôleur 12 constitue la partie centrale du module de décision 6. Il est relié à une mémoire 13, laquelle contient, entre autre, la loi mathématique de déclenchement. Cette loi détermine en fonction de l'effort auquel la fixation 1 est soumise, du temps d'application de ces efforts et d'autres paramètre, s'il y a lieu de déclencher. Le microcontrôleur 12 est également relié à une interface homme/machine 14 qui comprend un afficheur et au moins un bouton. Cette interface est utilisée pour permettre à l'utilisateur ou au technicien de modifier certains paramètres comme le poids du skieur, son niveau de pratique, les conditions de neige, l'état de la piste, etc... . Bien entendu, cette interface homme/machine peut être simplement constituée par un potentiomètre. Le microcontrôleur 12 peut également relié à un module émetteur/récepteur pour permettre une liaison sans fil avec un ordinateur. La liaison sans fil pouvant être utilisée pour la modification des paramètres ou pour mettre à jour la loi de déclenchement. La liaison sans fil pourra également être utilisée pour la transmission du journal des déclenchements successifs depuis le microcontrôleur 12 vers l'ordinateur récepteur. La liaison sans fil pourra également transmettre tout l'historique. En fonction du signal analogique 8 qui entre dans le module de décision 6, de la loi de déclenchement, et de certains paramètres, le microcontrôleur 12 produit un signal binaire qui est amplifié par un ampli de puissance 15, lequel est alimenté par un condensateur 23. Le signal binaire, ainsi amplifié, commande le module d'actionnement 7, lequel déclenchera la fixation 1. L'énergie motrice du module d'actionnement 7 pourra être de type hydraulique 30 (pompe), pneumatique (cartouche à gaz comprimé), pyrotechnique (cartouche détonnatrice), électrique (moteur, électroaimant) ou mécanique (ressort). De préférence, le module d'actionnement comprend également des moyens de recharge qui lui permettent, après un déclenchement ait lieu, de les réinitialiser. La figure 3 montre un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention sur une fixation du type comportant un élément de retenue déclenchable, sous la forme d'une butée avant 2 équipée d'une mâchoire 17 pivotante, actionnée par des moyens pneumatiques. Un barreau instrumenté 16 sur lequel sont placées les capteurs du module de détection, est intercalé entre la planche de glisse 4 et la butée 2. Grâce à ce barreau instrumenté, tous les efforts transmis entre la planche de glisse 4 et la chaussure 19, sont détectés pour être ensuite comparé à la loi de déclenchement par le module de décision 6. Le module de décision 6 et le module d'actionnement 7 sont tous deux placés sous un capot 18 de la butée 2. La figure 4 montre un deuxième exemple de mise en oeuvre de l'invention sur une fixation 1 du type comprenant deux éléments de retenue déclenchables, c'est-à-dire un butée avant 2 et une talonnière 3. Le fonctionnement mécanique de la fixation, est un fonctionnement largement connu et il ne sera pas détaillé dans cette demande. On peut juste rappeler que la butée avant 2 déclenche principalement lorsque les efforts entre la chaussure et la planche de glisse ont une composante dans un plan parallèle à la planche de glisse qui est supérieure à un premier seuil donné. Ce seuil étant déterminé par le réglage du ressort se trouvant dans la butée 2. La talonnière 3 déclenche principalement lorsque les mêmes efforts ont une composante dans le plan vertical longitudinal de la planche de glisse qui est supérieure à un deuxième seuil donné, lequel est déterminé par le réglage d'un ressort placé dans la talonnière 3. La talonnière 3 est fixée sur la planche de glisse 4 par l'intermédiaire d'une glissière longitudinale 20. Elle est maintenue en place dans la glissière grâce à un loquet dont est visible le levier 21 à l'arrière de la talonnière. Un barreau instrumenté 16 sur lequel sont placées les capteurs du module de détection, est intercalé entre la planche de glisse 4 et la butée 2. Grâce à ce barreau instrumenté 16, tous les efforts transmis entre la planche de glisse 4 et la chaussure, sont détectés pour être ensuite comparés à la loi de déclenchement par le module de décision 6. Le module de décision 6, ainsi que le module d'actionnement 7, sont logés sous un capot 18 à l'arrière de la talonnière 3. Le module d'actionnement 7 agit sur le levier 21 du loquet de façon à libérer le mouvement de translation longitudinal de la talonnière 3. En fonction des efforts auxquels est soumis le barreau instrumenté et en fonction de la loi de déclenchement stockée dans la mémoire 13 du module de décision 6, la talonnière peut s'écarter de la butée 2, ce qui a pour effet de libérer la chaussure de la fixation. En plus des déclenchements mécaniques de la butée 2 et de la talonnière 3, l'utilisateur bénéficie également d'un déclenchement commandé en fonction d'une loi de déclenchement gérée grâce à l'électronique numérique et par conséquent parfaitement optimale et adaptable. La figure 5 et 6 montrent un troisième exemple de mise en oeuvre de l'invention sur une fixation 1 du type comprenant deux éléments de retenue déclenchables, c'est-à-dire un butée avant 2 et une talonnière 3. Comme pour l'exemple décrit à la figure 4, le fonctionnement mécanique de la fixation, est un fonctionnement largement connu et il ne sera pas détaillé dans cette demande. On peut juste rappeler que la butée avant 2 déclenche principalement lorsque les efforts entre la chaussure et la planche de glisse ont une composante dans un plan parallèle à la planche de glisse qui est supérieure à un premier seuil donné. Ce seuil étant déterminé par le réglage du ressort se trouvant dans la butée 2. La talonnière 3 déclenche principalement lorsque les mêmes efforts ont une composante dans le plan vertical longitudinal de la planche de glisse qui est supérieure à un deuxième seuil donné, lequel est déterminé par le réglage d'un ressort placé dans la talonnière 3. La talonnière 3 est fixée sur une platine 25. Elle peut coulisser par rapport à cette platine 25 pour permettre un réglage longueur, mais également pour assurer le recul de la talonnière lorsque, lors de la pratique, la planche de glisse est en flexion Elle est maintenue en place dans la platine 25 grâce à un loquet dont est visible le levier 21 à l'arrière de la talonnière. La platine 25 est maintenue sur la planche de glisse par l'intermédiaire d'une glissière 20, dans laquelle elle peut coulisser suivant une direction longitudinale. Un barreau instrumenté 16 sur lequel sont placées les capteurs du module de détection, est intercalé entre la planche de glisse 4 et la butée 2. Grâce à ce barreau instrumenté 16, tous les efforts transmis entre la planche de glisse 4 et la chaussure, sont détectés pour être ensuite comparés à la loi de déclenchement par le module de décision 6. Le module de décision 6, ainsi que le module d'actionnement 7, est logés sous un capot 18 placé entre le butée et la talonnière. Le module d'actionnement 7 agit sur une tige 26, lequel pousse la platine 25, générant ainsi le mouvement de translation longitudinal de la talonnière 3. En fonction des efforts auxquels est soumis le barreau instrumenté et en fonction de la loi de déclenchement stockée dans la mémoire 13 du module de décision 6, la talonnière peut s'écarter de la butée 2, ce qui a pour effet de libérer la chaussure de la fixation. En plus des déclenchements mécaniques de la butée 2 et de la talonnière 3, l'utilisateur bénéficie également d'un déclanchement commandé en fonction d'une loi de déclenchement gérée grâce à l'électronique numérique et par conséquent parfaitement optimale et adaptable. L'invention ne se limite pas aux quelques exemples décrits ci-dessus et on pourra la mettre en oeuvre pour tout dispositif de fixation de sécurité d'une chaussure sur une planche de glisse. NOMENCLATURE 1- fixation 2- butée 3- talonnière 4- planche de glisse 5- module de détection 6- module de décision 7- module d'actionnement 8- signal analogique 9- signal binaire de commande 10- amplificateur 11- CAN 12microcontrôleur 15 13- mémoire 14- interface homme / machine 15- ampli de puissance 16- barreau instrumenté 17- mâchoire 18- capot 19- chaussure 20glissière 21- levier 22- information numérique 23- condensateur 24- module émetteur / récepteur 25- platine 26- tige REVENDICATIONS 1- Fixation (1) de sécurité pour retenir une chaussure sur une planche de glisse (4) comprenant: - des moyens de détection des efforts auxquelles est soumise ladite chaussure, lesdits moyens de détection produisant un signal analogique (8) proportionnel auxdits efforts, - des moyens de conversion dudit signal analogique (8) en une information numérique (22), - des moyens de traitement de ladite information numérique (22) selon une loi de 10 déclenchement en fonction du temps et en fonctions de paramètres déterminés par les caractéristiques de l'utilisateur et/ou les conditions de neige et/ou du type de pratique, lesdits moyens de traitement générant un signal de commande (9), - des moyens d'actionnement mécanique commandés par ledit signal de commande (9) et permettant la libération de la chaussure. 2- Fixation de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de détection sont constitués par un module de détection (5) , en ce que lesdits moyens de conversion et lesdits moyens de traitement sont intégrés au sein d'un module de décision (6) et en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un module d'actionnement (7). 3- Fixation de sécurité selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite fixation (1) comprend au moins un élément de retenue déclenchable et en ce que lesdits moyens de détection comprennent un premier barreau instrumenté (16) fixé, à l'une de ses extrémités, sur ledit élément de retenue déclenchable et à l'autre de ses extrémité sur ladite planche de glisse (4). 4- Fixation de sécurité selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite fixation (1) comprend une butée (2) avant et une talonnière (3) arrière et en ce que lesdits moyens de détection comprennent un premier barreau instrumenté (16) fixé, à l'une de ses extrémités, sur ladite butée (2) avant et à l'autre de ses extrémité sur ladite planche de glisse (4) et/ou un deuxième barreau instrumenté fixé, à l'une de ses extrémités, sur ladite talonnière arrière et, à l'autre de ses extrémité, sur ladite planche de glisse. 5- Fixation de sécurité selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite fixation comprend des éléments de fixation constituées par une butée (2) avant et une talonnière (3) arrière et en ce que lesdits moyens de détection comprennent des capteurs fixés à l'intérieur de ladite fixation (1). 6- Fixation de sécurité selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent une source d'énergie pneumatique. 7- Fixation de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent une source d'énergie mécanique. 8- Fixation de sécurité selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que elle comprend en outre un module d'interface (14) permettant de visualiser et de modifier les caractéristiques des moyens de traitement de l'information numérique. 9- Fixation de sécurité selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit module d'interface (14) comprend un afficheur et au moins un bouton. 10- Fixation de sécurité selon l'une des revendications 8 à 9, caractérisée en ce que ledit module d'interface comprend un potentiomètre. 11- Fixation de sécurité selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que ledit module d'interface comprend un module émetteur/récepteur (24). 12- Fixation de sécurité selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de recharge desdits moyens d'actionnement.