Brevet FR2955263A1 — publié le 20110722

La présente invention concerne un appareil servant à propulser un ski, une planche à neige, une luge ou un patin (à glace ou à roulettes) avec un très faible niveau de bruit. "Propulser" est à comprendre ici tant pour un terrain à peu près plat (ski de fond) que pour remonter une piste à pente plus ou moins raide, de façon à s'affranchir des remontées mécaniques publiques. Dans la suite de l'exposé, le mot "ski" est utilisé seul par souci de clarté mais on peut lui substituer à tout moment les mots "planche", "luge" ou "patin". L'appareil et sa méthode de mise en oeuvre sont caractérisés par l'utilisation de deux sous-ensembles. Le premier sous-ensemble, amovible ou non, fixé aux skis et fournissant la poussée, comporte de préférence les composants suivants : - un boitier support permettant le montage, le démontage et les réglages, - un moteur électrique, - une roue crantée entrainée par le moteur, - un dispositif de réglage de la hauteur de cette roue, - un dispositif de réglage du crantage de cette roue. Le second sous-ensemble, porté par le skieur ou le patineur, comprend de préférence: 15 - une batterie d'accumulateurs portable, - un ou des dispositifs de commande vocale, - un ensemble de télécommande, - une combinaison contenant les fils électriques de jonction et les dispositifs d'attache des - composants, 20 - des chaussures spéciales. Pour obtenir une assistance à l'avancement, le skieur donne des ordres au dispositif de télécommande qui règle la vitesse du ou des moteurs. Le crantage de la roue motrice et son enfoncement dans la neige sont réglés automatiquement ou par d'autres boutons de commande. Pour descendre ou progresser sans assistance, le skieur démonte de chaque ski son boitier de 25 propulsion et le fixe sur le dos. L'idée de propulser un skieur ou un patineur avec un petit moteur autonome n'est pas nouvelle (le professeur Tournesol utilisait déjà des patins à moteur). Dans le brevet n° FR2604367, René IMBERTECHE propose d'utiliser une roue et l'énergie électrique pour assister le skieur mais il ne parle pas de deux sous-ensembles, de la commande d'un moteur ni du mode d'action d'une roue 30 motrice. Dans le brevet n° FR2673545, Guillaume LOMBARDO propose d'équiper des skis de chenillettes amovibles de propulsion entrainées par moteur thermique. Il n'y est donc pas fait état ni d'une commande spécifique de moteur électrique ni d'une particularité de roue crantée. Dans le brevet n° FR2688701, Michel MARTINEZ propose d'adapter une chenille entrainée par un moteur sur un surf des neiges. Là non plus, il n'est pas question de commande électrique ni de 35 roue crantée particulière. Dans le brevet n° WO9415683, les auteurs parlent d'un transporteur autonome portable et non d'une motorisation des skis. Enfin, dans le brevet n° WO2006136631, Pablo FERRER ALMAZAN parle aussi d'un petit véhicule à chenille et non de skis motorisés. Toutes ces propositions n'ont pas débouché sur des skis ou patins motorisés avec un succès commercial parce que les solutions proposées n'étaient pas adéquates. C'est pourquoi on préfère exposer ici d'abord une méthode et ensuite les détails du ou des appareils mettant en oeuvre cette méthode. Un mode de réalisation de l'invention va être exposé en détail avec référence aux figures. Les valeurs numériques mentionnées résultent de l'état de l'art antérieur et des activités de recherche de l'inventeur. L'invention assimile les techniques actuellement disponibles commercialement sur les cycles à assistance électrique. Tous les chiffres donnés correspondent à un exemple cohérent de réalisation mais l'invention reste valable pour des chiffres différents. La figure 1 représente l'ensemble de l'équipement d'un skieur. La figure 2 est un exemple de réalisation de roue motrice à crantage variable. La figure 3 schématise une option de connexion automatique entre les deux sous-ensembles. La description suivante se rapporte donc à la propulsion d'un skieur par un dispositif démontable. Les éléments qui ne sont pas décrits en détail, tels que les skis, sont censés correspondre à des dispositions déjà proposées par ailleurs, existantes ou non. Chacun des deux moteurs électriques a, par exemple, une puissance de 250 W et la batterie a une autonomie de quelques heures. La figure 1 montre un skieur portant une batterie d'accumulateurs (1) reliée à un boîtier de commande (2). Ce boîtier est relié par des fils (3) au moteur électrique (4) qui fait tourner la roue crantée de propulsion (5). L'enfoncement de cette roue crantée peut être réglée par le vérin (6) déplaçant l'ensemble (4-5) par rapport au ski (8) autour de l'axe (9). L'axe (9) peut avoir trois fonctions: - permettre le montage et le démontage de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8), - permettre le réglage en rotation de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8), - transmettre la poussée de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8). La jonction entre le capteur de commande vocale (7) et le boîtier de commande (2) n'est pas représentée. La figure 2 schématise un exemple de réalisation de roue à crantage variable. Sur la partie gauche, les ailettes (12) sont extraites en position maximale. Sur la partie droite, elles sont rétractées au maximum. La jante (10) permet le passage des ailettes (12) par les fentes (14). Sur le moyeu (11), les ailettes (12) sont attachées par les articulations (13). C'est un petit déplacement en rotation de la jante (10) sur le moyeu (11) qui permet de régler la longueur extraite des ailettes (12). La figure 3 représente une option de connexion automatique des deux sous-ensembles. La chaussure (24) est fixée au ski (8) par la fixation (25). Les fils d'alimentation (20) du moteur (4) provenant du boîtier d'alimentation (2) passent dans ou sur la combinaison (à l'intérieur, ou à l'extérieur ou entre doublure et peau externe) et sont branchés au connecteur (21) fixé sur la chaussure (24). De ce connecteur (21), les fils (22) repartent dans ou sur la chaussure (24) (à l'intérieur, ou à l'extérieur ou entre doublure et peau externe) jusqu'au connecteur (23). Ce connecteur (23) comprend une partie solidaire de la chaussure (24) et une autre partie solidaire de la fixation (25). De ce connecteur (23) repartent les fils (3) qui alimentent le moteur (4). L'ensemble d'assistance à l'avancement du skieur et sa méthode de mise en oeuvre sont maintenant décrits, avec prise en compte des variantes. Le skieur prépare sa combinaison; il y installe: - la batterie d'accumulateurs secs (1), chargés au péalable, par exemple dans une poche dorsale; - le boîtier de commande (2), par exemple dans une poche latérale; - s'il existe, un dispositif de commande vocale, ce dispositif (7) incluant un microphone, 10 de préférence dans une petite poche proche de la gorge; - les fils de jonction entre les éléments précédents et ceux (3) qui seront connectés aux moteurs. Il fixe ensuite chaque ensemble amovible de propulsion (4,5,6) sur chaque ski (8). Il règle, s'il ne l'a déjà fait au préalable, l'extension des palettes de crantage (12) et l'enfoncement de la roue 15 crantée (5) au moyen du vérin (6). Ces réglages peuvent éventuellement être télécommandés à partir du boîtier de commande (2); le vérin (6), si il est électrique, peut être alimenté par la batterie(1) ou une autre.Le skieur chausse les skis et connecte les fils (3) aux moteurs (4). Le skieur peut alors mettre en route et régler la vitesse des moteurs (4) à l'aide du boîtier de commande (2). Il est recommandé, mais pas indispensable, que ce réglage soit séquenciel, c'est-à- 20 dire qu'un ordre de type "plus vite" commande l'accès à la plage de vitesse supérieure, ces plages de vitesse étant en nombre modéré (moins d'une dizaine de préférence); un ordre de type "moins vite" ramène à la plage de vitesse inférieure. En option, il est proposé, pour laisser le skieur libre de tous ses gestes, que les ordres soient donnés vocalement à un dispositif de reconnaissance vocale (7) qui les convertit et les transmet par ondes ou par fils au boîtier de commande (2); il y a 25 au moins trois ordres reconnus: un de type "plus vite", - un de type "moins vite", - et un de type "arrêt immédiat". Lorsque le skieur ne désire plus recevoir d'assistance à l'avancement, il s'arrête, déconnecte et 30 range les fils de connection (3) et démonte des skis (8) les ensemble de propulsion (4,5,6) qu'il range, par exemple, dans un sac à dos, leur poids total ne dépassant pas quelques kilogrammes. Toutes les dimensions sont cohérentes avec celles du skieur et des skis, comme montré sur la figure 1. L'option de connection automatique représentée à la figure 3 offre un double avantage: 35 - d'une part, elle permet au skieur de chausser et déchausser ses skis sans se soucier de connecter ou déconnecter les fils (3), la connection entre les fils (22) et (3) se faisant automatiquement lorsque la partie du contacteur (23) solidaire de la chaussure (24) vient se brancher sur la partie du contacteur (23) solidaire de la fixation (25) (la connexion peut être de type rentrant ou de type glissant); - d'autre part, en cas de chute et de séparation entre la chaussure (24) et la fixation (25), le contact entre les fils (22) et les fils (3) est coupé, ce qui constitue un dispositif de sécurité 5 arrêtant le fonctionnement du moteur (4). Une autre option, aussi représentée sur la figure 3, consiste à partager en deux tronçons les fils (3) entre la fixation (25) et le moteur (4). Le premier tronçon, fixé au ski (8), va du connecteur (23) au connecteur (26); le second tronçon, amovible, va du connecteur (26) au moteur (4). Les exemples décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs. Le nombre des moteurs (4) et des roues 10 crantées (5), leurs positions de travail, longitudinales, transversales et verticales, ainsi que leurs modes de réglage et leurs caractéristiques peuvent être différents de ceux correspondant aux figures 1 à 3. En particulier, une roue crantée (5) peut être remplacée par un ensemble de roues ou par une chenille. Le nombre des fils n'est pas limité à une valeur correspondant aux détails décrits précédemment. 15 L'application de l'invention à une fabrication industrielle de ski, de planche, de luge ou de patin, qu'ils soient à neige, à glace ou à roulettes, peut utiliser des moteurs et des batteries proches de ceux déjà en production, pour les cycles à assistance électrique en particulier. L'innovation se situe au niveau de l'assemblage, de la coordination et du mode de réalisation, de mise en oeuvre et de commande des différents éléments. REVENDICATIONS1 ) Méthode pour procurer à un skieur, un planchiste ou un patineur, une assistance silencieuse à l'avancement ou à la remontée, caractérisée par l'utilisation de deux sous-ensembles: le premier sous-ensemble, amovible ou non, fixé aux skis (8), à la planche ou aux patins, étant constitué, par exemple, de moteurs électriques (4) faisant tourner chacun une roue (ou des roues ou une chenille) (5) en contact réglable avec la neige, la glace ou le sol; le second sous-ensemble, porté par l'utilisateur, comprenant, par exemple, une batterie d'accumulateurs (1), un ou des boîtiers de commande (2), une combinaison spéciale et des chaussures spéciales (24). Une répartition différente des divers constituants (1,2,4,5) entre les deux sous-ensembles est également revendiquée. D Méthode, selon la revendication 1, pour régler l'enfoncement de la roue crantée (5) dans la neige, caractérisée par l'utilisation d'un vérin (6) permettant de déplacer la roue motrice (5) par rapport au ski (8) autour d'un axe (9). 3 ) Méthode, selon la revendication 2, pour télécommander le réglage d'enfoncement de la roue cranté (5), caractérisée par l'utilisation d'un vérin (6) électrique alimenté par une batterie 15 (1) et commandé par un boîtier de commande (2). 4) Méthode, selon la revendication 1, pour régler le crantage de la roue motrice (5), caractérisée par des palettes (12) sortant plus ou moins de la jante (10) à travers des fentes (14) grâce à un déplacement interne tel qu'une petite rotation de cette jante (10) par rapport au moyeu (11) portant les attaches articulées (13) des palettes (12). 20 5 ) Méthode, selon la revendication 1, permettant de déchausser et rechausser les skis (8) sans avoir besoin de déconnecter manuellement les fils de connexion (3) et procurant également un arrêt automatique du moteur (4) en cas de chute, caractérisée par l'utilisation d'un connecteur automatique (23) comportant une partie solidaire de la chaussure (24) et une autre partie solidaire de la fixation (25), les deux parties assurant automatiquement la connexion lors du blocage de la 25 chaussure (24) sur la fixation (25). 6) Méthode, selon la revendication 1, pour régler la vitesse du moteur (4), caractérisée par le fait que le réglage au moyen du boîtier (2) se fait par plages de vitesse discrètes, de préférence à partir d'ordres de type séquentiel. D Méthode, selon la revendication 6, pour libérer le skieur de tous ses mouvements et 30 éviter les fausses manoeuvres, caractérisée par le fait que les ordres de type séquentiel sont élaborés à partir d'une reconnaissance vocale de mots reçus par le microphone inclus dans le boîtier (7) porté par le skieur près de sa gorge. 81 Appareil permettant de mettre en oeuvre la méthode selon la revendication 1, pour procurer à un skieur, un planchiste ou un patineur, une assistance silencieuse à l'avancement ou à 35 la remontée, caractérisé par deux sous-ensembles: le premier sous-ensemble, amovible ou non, fixé aux skis (8), à la planche, à la luge ou aux patins, étant constitué, par exemple, de moteurs électriques (4) faisant tourner chacun une roue (ou des roues ou une chenille) (5) en contact réglable avec la neige, la glace ou le sol; le second sous-ensemble, porté par l'utilisateur, comprenant, par exemple, une batterie d'accumulateurs (1) et un ou des boîtiers de commande (2,7). Une répartition différente des divers constituants (1,2,4,5) entre les deux sous-ensembles est également revendiquée. 9D Appareil, selon la revendication 8, comportant un réglage de l'enfoncement de la roue crantée (5) dans la neige, caractérisé par un vérin (6) permettant de déplacer la roue motrice (5) par rapport au ski (8) autour d'un axe (9). 10) Appareil, selon la revendication 9, avec télécommande du réglage d'enfoncement de la roue crantée (5), caractérisé par un vérin (6) électrique alimenté par une batterie (1) et commandé par un boîtier de commande (2). 11 ) Appareil, selon la revendication (8), comportant un réglage du crantage de la roue motrice (5), caractérisé par des palettes (12) sortant plus ou moins de la jante (10) à travers des fentes (14) grâce à un déplacement interne tel qu'une petite rotation de cette jante (10) par rapport au moyeu (11) portant les attaches articulées (13) des palettes (12). 12) Appareil, selon la revendication (8), permettant de déchausser et rechausser les skis (8) sans avoir besoin de déconnecter manuellement les fils de connexion (3) et procurant également un arrêt automatique du moteur (4) en cas de chute, caractérisé par un connecteur automatique (23) comportant une partie solidaire de la chaussure (24) et une autre partie solidaire de la fixation (25), les deux parties assurant automatiquement la connexion lors du blocage de la chaussure (24) sur la fixation (25). 13 ) Appareil, selon la revendication 8, à vitesse du moteur (4) variable, caractérisé par le fait que le réglage au moyen du boîtier (2) se fait par plages de vitesse discrètes, de préférence à 25 partir d'ordres de type séquentiel. 14) Appareil, selon la revendication 13, libérant le skieur de tous ses mouvements et évitant les fausses manoeuvres, caractérisé par le fait que les ordres de type séquentiel sont élaborés à partir d'une reconnaissance vocale de mots reçus par le microphone inclus dans le boîtier (7) porté par le skieur près de sa gorge. 30 15) Combinaison faisant partie de l'appareil selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend: - des fils de connexion (20) amovibles ou fixés à l'intérieur, ou à l'extérieur ou entre doublure et toile externe, - des poches destinées à contenir la batterie (1), le boîtier de commande (2) et une 35 pochette proche de la gorge destinée à contenir le microphone de commande (7), - des connecteurs entre les fils joignant les divers éléments, dont celui (21) qui se branche sur la chaussure (24). 16) Chaussure (24) faisant partie de l'appareil selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend des fils de connexion (22) amovibles ou fixés à l'intérieur, ou à l'extérieur ou entre doublure et peau externe, et joignant le connecteur (21), qui reçoit les fils (20) de la combinaison, au connecteur (23) qui se branche sur la fixation (25). 17) Ski, planche ou patin (8) faisant partie de l'appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend: - une fixation (25) éventuellement munie d'un connecteur (23) recevant les contacts des fils (22) de la chaussure (24), un boîtier support pouvant recevoir l'ensemble moteur (4-5) comportant 10 éventuellement un axe (9) et un vérin (6), - des fils de jonction (3) pouvant comporter une partie fixe, entre la fixation (25) et le connecteur (26), et une partie amovible, entre le connecteur (26) et le moteur (4). 18) Ski, planche ou patin (8) faisant partie de l'appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend un axe (9) ayant trois fonctions: 15 permettre le montage et le démontage de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8), - permettre le réglage en rotation de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8), transmettre la poussée de l'ensemble moteur (4-5) sur le ski (8).