FR2470618A1 - Fixation de ski de securite - Google Patents

Abstract

FIXATION DE SKI DE SECURITE COMPORTANT UN SYSTEME DE CAPTEUR SERVANT A DETECTER UN COUPLE DE FLEXION DANGEREUX APPLIQUE A LA JAMBE DU SKIEUR AUTOUR D'UN AXE TRANSVERSAL SITUE DANS LA DIRECTION LONGITUDINALE DU SKI ENTRE LA SAILLIE DES ORTEILS ET LE TALON ET ESPACE VERTICALEMENT DE LA SURFACE DU SKI ET A EMETTRE UN SIGNAL DE DECLENCHEMENT LORSQUE LE COUPLE DE FLEXION DANGEREUX EST ATTEINT, AINSI QU'UN SYSTEME DE RETENUE DE CHAUSSURE QUI PEUT ETRE LIBERE PAR L'ACTION DU SIGNAL DE DECLENCHEMENT DU SYSTEME DE CAPTEUR SUR UN ENTRAINEMENT. LES SIGNAUX DE SORTIE DE TROIS CAPTEURS 12, 14, 15 SONT APPLIQUES A UN CIRCUIT DE CALCUL 17 QUI FORME UN SIGNAL COMPOSITE DE DECLENCHEMENT.

Description

L'invention concerne une fixation de ski de sécurité com-

portant un système de capteur servant à détecter un couple de flexion dangereux appliqué à la jambe du skieur autour d'un axe transversal situé dans la direction longitudinale du ski entre la saillie des orteils et le talon et espacé verticale-

ment de la surface du ski et à émettre un signal de déclenche-

ment lorsque le couple de flexion dangereux est-atteint, ainsi qu'un système de retenue de chaussure qui peut être libéré par l'action du signalde déclenchement du système de capteur sur

un entraînement.

On connaît déjà (DE-OS 2 324 078 et 2 401 729) une fixa-

tion de ski de sécurité de ce genre, munie de deux plaques mo-

biles relativement. L'une des deux plaques est solidaire du ski tandis que l'autre plaque, pouvant pivoter relativement

à la première autour d'au moins un axe transversal situé en-

tre les plaques, constitue une plaque de semelle portant le système de retenue de chaussure. Etant donné que le signal de déclenchement est engendré en fonction du couple autour de 1'

axe transversal situé entre les plaques, le signal de déclen-

chement ne correspond pas de la façon désirée au couple de flexion dangereux appliqué à la jambe du skieurs Le point le

plus faible de la jambe du skieur, qui doit être protégé con-

tre les couples excessifs et o il faut donc mesurer le couple de flexion agissant sur la jambe du skieur, se situe en effet

préférentiellement dans, la zone du bord de la tige de la chaus-

sure et jusqu'à un point) égèrement intérieur à la chaussure.

Dans la direction longitudinale du ski, ce point se trouve entre la saillie des orteils et le talon de la chaussure de ski et préférentiellement, à peu près à mi-chemin entre ces deux régions. Dans la direction de la hauteur, la position du point o l'on mesure le couple de flexion autour d'un axe transversal, agissant sur la jambe du skieur, peut aussi se situer nettement au dessus du bord supérieur de la tige de la

chaussure. En général, on peut dire que la position préféren-

tielle de l'axe transversal de mesure se situe un peu au des-

sus de la cheville.

Le but de l'invention est donc de fournir une fixation de ski de sécurité de l'espèce définie plus haut avec laquelle puisse être engendrée, pour le système de retenue de chaussure, un signal de déclenchement qui soit une mesure directe du couple de flexion agissant sur la jambe du skieur en un point prédéterminable. La difficulté réside dans le fait que pour des raisons pratiques, il n'est pas question d'effectuer la mesure à l'endroit de l'axe transversal dont il s'agit. Pour résoudre ce problème, un premier mode d'exécution de l'invention est caractérisé par un premier capteur disposé fonctionnellement, dans la distance longitudinale du ski, entre le ski et la semelle de la chaussure, à une certaine distance derrière l'axe transversal et destiné à capter la force transmise à la semelle de la chaussure à cette distance, de préférence la force transmise vers le bas, un deuxième capteur disposé entre le ski et la semelle de la chaussure, agissant dans la direction longitudinale du ski et destiné à capter la force longitudinale agissant sur la semelle de la chaussure, de préférence la force longitudinale agissant

par l'avant, et un troisième capteur disposé dans la direc-

tion longitudinale du ski, entre le ski et la semelle de la chaussure, à une certaine distance devant l'axe transversal et destiné à capter la force transmise à la semelle de la chaussure à cette distance, de préférence la force transmise vers le haut et que les signaux de sortie des trois capteurs

sont appliqués à un circuit de calcul qui forme un signal com-

posite de déclenchement tenant compte de ces trois signaux de sortie. On peut obtenir une interprétation particulièrement simple quand les deux distances horizontales des premier et troisième capteurs à l'axe transversal sont égales. En pareil cas, on peut obtenir simplement l'interprétation si le circuit de calcul, en formant la somme des signaux formés par les troisième et premier capteurs, retranche de cette somme le signal de sortie du deuxième capteur, multiplié par un facteur directement proportionnel à la distance de l'axe transversal

au point d'appui de la semelle de la chaussure sur le troisiè-

me capteur et inversement proportionnel à la distance de ce point d'appui au plan transversal vertical passant par l'axe

transversal, pour former ainsi le signal de déclenchement.

On obtient une nouvelle simplification si le troisième capteur est supprimé et remplacé par un élément de soutien solidaire du ski et permettant un léger basculement au moins 247eÈle autour d'un axe transversal situé dans la région de la face inférieure de la semelle de la chaussure et si les signaux

de sortie des deux capteurs restants sont appliqués à un cir-

cuit de calcul qui forme un signal composite de déclenchement tenant compte des signaux émis par le premier capteur et par le deuxième capteur. Avec cette disposition, l'interprétation

peut être assurée avantageusement grâce au fait que le cir-

cuit de calcul forme le signal composite de déclenchement en

partant du signal de sortie du premier capteur et en retran-

chant de ce signal le signal de sortie du deuxième capteur

multiplié par un facteur directement proportionnel à la dis-

tance dellaxe transversal au point d'appui de rotation de la

semelle de la chaussure et inversement proportionnel à la dis-

tance du capteur au plan transversal.

Ainsi, aux points spéciaux de la fixation, indiqués se-

lon l'invention, on mesure respectivement deux et trois for-

ces qui agissent entre la chaussure et le ski. Etant donné que, également selon l'invention, on superpose les deux ou les

trois signaux tirés des capteurs, on obtient une grandeur ré-

sultante qui est une mesure directe du couple agissant, au-

tour de l'axe transversal critique, sur la jambe du skieur.

L'invention assure ainsi une réalisation concrètement très

simple de la mesure d'un couple de flexion dangereux qui ap-

paraît en un point situé nettement au dessus de la semelle de la chaussure. Selon l'invention, cette mesure ne nécessite pas

de composants disposés dans la région même de l'axe critique.

Tous les composants nécessaires à la réalisation de l'idée de l'invention doivent être disposés en dessous de la semelle

de la chaussure, devant ou derrière celle-ci ou seulement lé-

gèrement au dessus. Ainsi, bien que la fixation mesure un couple qui apparaît notablement au dessus de la semelle de la

chaussure, elle ne se distingue pas des fixations de ski usuel-

les par son apparence extérieure et sa disposition fondamen-

tale. Il suffit d'équiper de capteurs selon l'enseignement de l'invention les fixations de ski connues et de leur donner d'

autre part une structure telle que les capteurs puissent me-

surer aussi exactement que possible les deux ou trois forces

qu'il s'agit de déterminer selon l'invention.

Un point particulièrement important est qu'à partir des

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signaux de force qu'il s'agit de réunir en une combinaison

linéaire, le signal de force agissant dans la direction lon-

gitudinale du ski se trouve renforcé d'une constante qui dé-

pend de la nature de la fixation.

Compte tenu des indications données plus haut, on peut déterminer le signal de déclenchement selon l'invention pour n'importe quelle position de l'axe transversal considéré, au

dessus de la plaque et entre la saillie des orteils et le ta-

lon, donc en particulier aussi lorsqu'il est disposé dans la

région du milieu de la tige de la chaussure.

Un autre point essentiel à l'obtention du signal de dé-

clenchement correct est le choix du signe correct des forces mesurées par les capteurs. Si l'on considère la chaussure de

ski disposée dans une fixation de ski de sécurité selon l'in-

vention, équipée de trois capteurs, il faut que les signaux des trois capteurs soient positifs si la force de réaction exercée sur la chaussure par le premier capteur tourne vers l'arrière, si la force de réaction exercée sur la chaussure par le deuxième capteur tourne vers l'avant et si la force exercée sur la chaussure par le troisième capteur tourne à nouveau vers l'arrière, chaque fois relativement à l'axe transversal qui passe par la région la plus exposée de la

jambe, dans la région du bord de la tige de la chaussure.

Dans le mode d'exécution de la fixation de ski de sécu-

rité selon l'invention, les signaux de sortie sont positifs

lorsque la force exercée sur la chaussure par le premier cap-

teur tourne vers l'arrière et lorsque la force exercée sur la

chaussure par le deuxième capteur tourne vers l'avant relati-

vement à l'axe passant-par la section exposée.

Les deux modes d'exécution de l'invention peuvent s'ap-

pliquer aussi bien à des fixations avec que sans plaque de semelle. Dans l'application sans plaque de semelle, on utilise en général seulement deux capteurs de pression agissant entre la semelle de la chaussure et le ski, ou des parties de la

fixation, parce que la transmission de forces de traction en-

tre la semelle de la chaussure et les capteurs exigerait des mesures spéciales de construction sur la chaussure, ce qui

est généralement indésirable.

Etant donné que dans le mode d'exécution fonctionnant k4io6 18 avec trois capteurs le premier capteur disposé dans la région

du talon doit transmettre dans certaines conditions à la se-

melle de la chaussure non seulement des forces dirigées de haut en bas mais encore, si la résultante est très nettement dirigée vers le bas, des forces dirigées de bas en haut, il est avantageux, en particulier au point de vue de ce mode d'

exécution, que le premier capteur soit subdivisé en deux cap-

teurs de pression respectivement à la force agissant vers le bas et à la force agissant vers le haut sur la semelle de la chaussure et que le signal de sortie du capteur de pression destiné à la force dirigée vers le haut soit affecté d'un signe négatif avant l'addition. On évite ainsi une ouverture prématurée de la fixation lorsque la résultante passe par

le ski derrière le troisième capteur.

Il est notablement important pour l'invention de tenir compte de la force agissant sur la semelle de la chaussure dans la direction longitudinale du ski, en particulier d'avant en arrière et de sa combinaison linéaire avec d'autres forces, au sens de l'invention. Pour mesurer cette force, le deuxième

capteur conçu sous forme de capteur de pression peut être dis-

posé entre le bout de la semelle et une mâchoire antérieure.

Toutefois, la mesure de cette force peut aussi être assurée par une ou plusieurs jauges extensométriques disposées en un

point approprié sur la mâchoire antérieure.

Le premier capteur, destiné à la force transmise vers le

bas et conçu sous forme de capteur de pression, est de préfé-

rence disposé entre la face supérieure de la semelle, au talon, et un organe d'abaissement de semelle disposé de préférence sur un organe de retenue de semelle qui peut s'écarter vers l'arrière. Ici encore, des jauges extensométriques prévues sur l'organe de retenue de semelle peuvent jouer le rôle du premier capteur. Etant donné que ce premier capteur ou les

éléments qui agissent sur lui s'appliquent par dessus la se-

melle de la chaussure, il est important que le signal de dé-

clenchement écarte vers l'arrière ou encore de côté l'organe

de retenue de semelle lorsque la valeur critique est dépassée.

Dans la mesure o il s'agit en outre, dans le mode d' exécution fonctionnant avec trois capteurs, de mesurer la force agissant vers le haut sur le talon, le capteur partiel destiné à la force transmise vers le haut est disposé entre la face inférieure de la semelle et une béquille de l'organe

de retenue de semelle. Ici encore, des jauges extensométri-

ques pourraient mesurer les forces à transmettre à la béquil-

le vers le bas et jouer ainsi le rôle de capteurs partiels. Dans le cas du mode d'exécution fonctionnant avec deux

capteurs seulement, le premier capteur peut aussi être dispo-

sé à la môme distance devant l'axe transversal, entre le ski et la semelle de la chaussure. Ainsi, il est superflu que

des parties portant le capteur s'appliquent par dessus la se-

melle de la chaussure.

Dans le mode d'exécution muni seulement de deux capteurs, on peut aussi, par une disposition analogue de premiers et deuxièmes capteurs supplémentaires, engendrer un signal de

déclenchement en cas de chute en arrière.

L'invention peut être réalisée de façon Particulièrement avantageuse si entre la semelle de la chaussure et le capteur

est disposée au moins une plaque de semelle de préférence re-

liée fermement au ski par l'intermédiaire des capteurs et por-

tant le système de maintien de la chaussure. En effet, en pareil cas, les capteurs peuvent être intégrés solidairement

à la plaque de semelle de sorte qu'ils sont entièrement en-

fermés extérieurement et protégés des influences extérieures.

Il est particulièrement avantageux que lorsqu'on utilise une plaque de semelle, les capteurs n'aient pas besoin d'être disposés sur le système de maintien de la chaussure. Cela

est notablement important parce que des conducteurs électri-

ques doivent se rendre des capteurs au circuit de calcul.

Etant donné que de préférence le circuit de calcul et l'en-

traînement sont aussi disposés sur la plaque de semelle,

tous les composants électroniques et éléments de liaison peu-

vent être montés à l'avance dans la plaque et il suffit alors de monter celle-ci sur le ski, avec tous les composants qu'

elle contient ou porte.

Dans le mode d'exécution comportant deux capteurs de me-

sure, il est avantageux, lorsqu'on utilise une plaque de se-

melle, que celle-ci soit articulée, dans la région du point d'appui de rotation, de manière à pouvoir tourner sur le ski autour de l'axe transversal mentionné. La plaque peut ainsi

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pivoter autour de l'axe transversal situé en dessous de l'axe transversal critique, dans la région de la face inférieure de la plaque, de sorte qu'il suffit d'avoir encore recours au premier capteur pour stabiliser complètement la plaque relativement au ski. Toutefois, il faut faire en sorte que la plaque possède, dans la direction longitudinale du ski[-un

jeu tel que le deuxième capteur, qui détermine la force lon-

gitudinale, subisse la force nécessaire à une mesure exacte.

Une plaque de semelle continue est de préférence prévue et s'étend sous la semelle de là chaussure au moins dans la région des capteurs. Toutefois, de préférence, la plaque de semelle soutient la semelle de la chaussure sur toute sa

longueur et sa largeur.

Cependant, il peut aussi y avoir deux plaques de semelle séparées, la plaque de semelle antérieure étant adjointe au

troisième capteur éventuellement prévu et la plaque posté-

rieure au premier caDteur. Le premier capteur, qui mesure la force longitudinale, peut être adjoint à la première ou à la deuxième plaque et à nouveau, il faut veiller à un jeu de mouvement approprié de la plaque considérée dans la direction

longitudinale du ski.

L'utilisation d'une plaque de semelle apparaît particu-

lièrement avantageuse si au moins un des capteurs mais de pré-

férence tous les capteurs sont conçus sous forme de capteurs

de compression-traction. Si l'on dispose de tels capteurs en-

tre la plaque de semelle et le ski de façon telle qu'ils émet-

tent aussi bien sous une traction que sous une compression

un signal électrique de sortie dont le signe change en consé-

quence, cela assure, dans les différents modes d'exécution, les avantages et possibilités ci-après Dans le premier mode d'exécution, si l'on tient seulement compte de la chute frontale, il suffit que le premier capteur

soit sous forme de capteur de compression-traction pour four-

nir, même dans le cas d'une résultante qui traverse le s.ki derrière le troisième capteur, un signal de sortie, dans ce cas négatif. On peut donc se passer d'un capteur spécial pour

mesurer cette force de traction.

Si l'on donne en outre aux deux autres capteurs la forme de capteurs de compression-traction, on peut, en commandant 94t0618

en conséquence les signaux de sortie, causer aussi un déclen-

chement en cas de chute en arrière. Avantageusement, on peut choisir les constantes à prendre en considération d'une autre

façon que dans le cas de chute en avant.

Egalement dans le deuxième mode d'exécution, un capteur

sous forme de capteur de compression-traction a pour avanta-

ge que l'on peut obtenir aussi un déclenchement en cas de chute en arrière. Dans le mode d'exécution particulièrement avantageux qui comporte une plaque de semelle continue, la

plaque de semelle peut aussi, avantageusement, dévier légère-

ment des.deux côtés, contre une force élastique, autour d'un axe de hauteur passant par l'axe transversal, le système de maintien de la chaussure se déclenchant aussi dans le cas d'un tel mouvement de pivotement. Ainsi, on peut tirer parti de la plaque de semelle non seulement pour le déclenchement en cas de chute frontale ou en arrière mais encore pour libérer la

chaussure de ski en cas d'effort de torsion.

L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple à propos des dessins purement schématiques sur lesquels: - la figure 1 est une élévation latérale schématique d'un premier mode d'exécution de la fixation de ski de sécurité selon l'invention, la chaussure de ski étant en place; - la figure 2 est un schéma pour blocs du circuit de calcul utilisable dans le mode d'exécution de la figure 1 - la figure 3 est une élévation latérale analogue à la figure 1 montrant un mode d'exécution simplifié de l'invention;

- la figure 4 est un schéma par blocs du circuit de cal-

cul utilisable selon la figure 3;

- la figure 5 montre une variante de l'exemple d'exécu-

tion de la figure 3; -

- la figure 6 est une élévation latérale d'une variante du premier mode d'exécution de l'invention, fonctionnant avec une plaque de semelle;

- la figure 7 est une élévation latérale du mode d'exécu-

tion simplifié de l'invention, équipé d'une plaque de semelle;

- la figure 8 montre une variante de l'exemple d'exécu-

tion de la figure 6, comportant une plaque de semelle subdivi-

sée en deux parties;

- la figure 9 est une élévation latérale en coupe partiel-

t4 7061t8 le d'un mode d'exécution pratique de la fixation représentée schématiquement par la figure 6; - la figure 10 est un plan correspondant à la figure 9 - la figure 11 est une coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 9 et - la figure 12 est un plan du mécanisme de déclenchement

de la fixation selon les figures 9 à 11.

Selon la figure 1, une mâchoire antérieure 33 et une mâ-

choire de talon 34 pouvant pivoter autour d'un axe transversal 38 sont fixées à un ski 13. La mâchoire de talon 34 est reliée par un tringlage 39 à un entraînement A qui, lorsqu'il est déclenché par un circuit de calcul 17, fait passer la mâchoire de talon 34 de sa position fermée représentée par le dessin

à une position ouverte, rabattue vers l'arrière.

Dans la fixation 33, 34 est disposée une chaussure de

ski 20 présentant une semelle et dans laquelle on a aussi in-

diqué schématiquement la jambe 37 du skieur.

On supposera ici que, dans la jambe 37 du skieur, la sec-

tion particulièrement exposée à la fracture se trouve en 11, au dessus de la tige de la chaussure et, dans la direction longitudinale du ski, à peu près à mi-chemin entre le bord

antérieur et le bord postérieur de la tige de la chaussure.

Le couple appliqué autour de cet axe transversal 11 est déter-

minant pour la charge appliquée à la jambe 37 du skieur et ne

doit pas dépasser une grandeur prédéterminée.

La distance de la section exposée à la fracture ou de l'axe 11 à la ligned'action de la force F2 est désignée par z.

Entre le bout de la semelle 19 de la chaussure et le.

point d'application contre la mâchoire antérieure 33 est dis-

posé un capteur de pression 15 représenté schématiquement par un losange et par lequel la force de poussée F2 dirigée vers

l'arrière est transmise à la semelle 19. A une distance x de-

vant le plan transversal vertical 16 passant par l'axe trans-

versal 11 se trouve, en dessous de la semelle 19 de la chaus-

sure, un autre capteur de pression 19 qui exerce sur la se-

melle 19 de la chaussure une force de retenue F3 dirigée vers

le haut.

Enfin, entre l'organe d'abaissement de semelle 36 disposé

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sur la mâchoire de talon 34 et le dessus de la semelle de la

chaussure se trouve un autre capteur de pression 14' qui me-

sure la force Fl exercée par l'organe d'abaissement de semelle 36 vers le bas sur la semelle 19 de la chaussure. Entre la face inférieure de la semelle 19 et la béquille 35 de la mâ- choire de talon 34 se trouve un autre capteur de pression 14". Il mesure la force transmise de bas en haut à la semelle 19 dans la région du talon. Les deux capteurs de pression 14', 14" sont à une distance horizontale y du plan transversal vertical 16. La distance horizontale entre le capteur 12 et

les capteurs 14', 14" est donc x + y.

Selon l'invention, en partant des trois signaux de mesu-

re, on obtient un signal de déclenchement S de la façon sui-

vante: S = Fl.y + F3.x - F2.z (1) sous forme normalisée, le signal se simplifie comme suit Sn = Fl + F3. x - F2. y (2) y y On peut faire varier ces conditions dans une certaine marge

de tolérance sans fausser notablement la mesure de couple.

La figure 2 montre comment les signaux mesurés par les capteurs 12, 14, 15 sont traités dans le circuit de calcul 17 pour l'obtention d'un signal de déclenchement Sn destiné à l'entraînement A. Pour simplifier, on a supposé ici x = y de sorte que le signal de déclenchement prend la forme Sn = Fl + F3 - F2. Z (3) y Selon la figure 2, le capteur de pression 15 qui émet un signal correspondant à la force F2 est appliqué, en passant

par un étage multiplicateur 40 o s'effectue la multiplica-

tion du signal de force F2 par le facteur y, à l'entrée né-

gative d'un étage soustracteur 41. La sortie de signal du capteur 12 disposé dans la région de la saillie des orteils

est appliqué à une entrée d'un étage sommateur 42. La deuxiè-

me entrée de l'étage sommateur 42 est alimentée par une porte OU 43 aux deux entréesde laquelle sont appliqués les signaux de sortie des capteurs de pression 14', 14". Un point indique,

à l'entrée de la porte OU 43, que le signal de sortie du cap-

teur de pression 14" est inversée. Etant donné qu'il ne peut

y avoir qu'un signal de sortie à la fois, à un seul des cap-

teurs de pression 14', 14", l'entrée correspondante de l'étage

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sommateur 42 reçoit soit un signal de force positif Fl venant du capteur de pression 14', soit un signal de force négatif Fl venant du capteur de pression 14" et la grandeur absolue

du signal dépend dela force exercée, comme dans les autres cap-

teurs

La sortie de l'étage sommateur 42 est appliquée à l'en-

trée positive de l'étage soustracteur 41. Celui-ci est suivi d'un circuit de seuil 44 qui ne laisse parvenir le signal de déclenchement Sn à l'entraînement A qu'au dessus d'un seuil prédéterminé correspondant au risque de fracture de la jambe

du skieur.

Ainsi, selon l'invention, dans le circuit de calcul 17 des figures 1 et 2, le signal de force longitudinale F2 est tout d'abord amplifié par le facteur Z. Dans les fixations y classiques, le facteur y est d'environ 1, 4. Il s'agit ici y dans chaque cas d'une constante déterminée par la géométrie de la fixation et qui, selon la position des points de mesure de force relativement à la chaussure de ski, peut se situer

entre 1 et 4.

En ce qui concerne le signe des forces indiquées dans les équations (1), (2) et (3), les flèches de force de la figure 1 représentent les sens positifs. Par suite, le signe de la force Fl s'inverse lorsque le capteur de pression 141 n'émet pas de signal et que le capteur de pression 14" émet

seul un signal.

On règle le seuil du circuit de seuil 44 de façon telle que lorsqu'une valeur déterminée correspondant au couple de flexion dangereux dans l'axe transversal 11, sur la jambe 37 du skieur, est dépassée, l'entraînement A ouvre la mâchoire

de talon 34 et libère ainsi la chaussure.

Le schéma par blocs de la figure 2 doit être condiséré comme purement schématique. Ainsi par exemple, on n'a pas

représenté d'amplificateurs intermédiaires dans les diffé-

rentes parties du circuit ni le bloc d'alimentation.

Sur la figure 3, ainsi que sur les suivantes, les mêmes

références désignent des parties correspondant à la figure 1.

La figure 3 montre un exemple d'exécution encore simpli-

fié dans lequel on a adopté x = O de sorte que le capteur 12 destiné à la force F3 est supprimé et remplacé par un élément

de soutien 45, solidaire du ski, qui permet un léger bascule-

ment au moins autour d'un axe transversal 18 situé dans la

région de la face inférieure de la semelle 19 de la chaussure.

La formule de déclenchement (2) se simplifie donc comme suit: Sn = Fl F2. y (4) y En outre, relativement à la figure 1, le transmetteur de pression inférieur 14" est omis. Dans cette région, la semelle

de la chaussure repose directement sur la béquille 35.

Le.mode d'exécution de la figure 3 permet un circuit de calcul 17 notablement simplifié comme indiqué schématiquement sur la figure 4. Le signal électrique de sortie du capteur de pression de talon 14 est conduit, éventuellement après une amplification appropriée, à l'entrée positive de l'étage

soustracteur 41. Le signal de force longitudinale F2 du cap-

teur de pression 15 est multiplié, dans l'étage multiplica-

teur 40, par le facteur y et ensuite appliqué à l'entrée né-

*y

gative de l'étage soustracteur 41. La sortie de l'étage sous-

tracteur 41 est à nouveau appliquée au circuit de seuil 44 qui, aussitôt que le signal de déclenchement Sn dépasse la valeur critique prédéterminée, alimente l'entraînement A pour

ouvrir la fixation.

Dans le deuxième mode d'exécution fondamental simplifié

de l'invention, figures 3 et 4, le signal de force longitudi-

nale F2 est donc tout d'abord multiplié, dans le circuit de calcul 17, par le facteur y. Le signal de produit F2.A est y y alors soustrait du signal de force Fl. Ce signal composite de déclenchement commande alors, par l'intermédiaire du circuit

de seuil 44, l'entraînement A qui, une fois que le seuil pré-

établi est dépassé, amorce l'ouverture de la mâchoire de ta- lon 34 par l'intermédiaire du tringlage 39.

La figure 5 montre une variante de l'exemple d'exécution de la figure 3. Au lieu d'une mâchoire de talon, la fixation présente ici un système de maintien de chaussure 22 formé de deux mâchoires 22' pouvant pivoter latéralement autour d'axes longitudinaux 23. Les mâchoires latérales 22' présentent des trous allongés 27-situés dans la direction longitudinale du ski et dans lesquels s'engagent des doigts latéraux 25 prévus

sur la chaussure. Les trous allongés 27 permettent-à la chaus-

sure 20 un léger jeu dans la direction longitudinale du ski.

Contrairement à l'exemple d'exécution de la figure 3, le premier capteur 14 est disposé à une distance y devant le plan transversal vertical 16 passant par l'axe transversal 11, mais cela ne change rien au signal de sortie du capteur de pression 14 car lorsque la chaussure 20 pivote autour des

doigts 25 situés dans le plan transversal 16, la force Fl en-

gendrée au capteur de pression 14 est la même que pour le cap-

teur de même référence de la figure 3. Le deuxième capteur de pression 15 destiné à la force longitudinale F2 est disposée conformément à l'exemple d'exécution de la figure 3 de sorte que le circuit de calcul 17 est constitué de la même façon

que sur la figure 4. Le circuit de calcul 17 alimente à nou-

veau un entraînement A qui est en mesure d'écarter latérale-

ment les mâchoires latérales 22' du système de maintien de chaussure 22 et ainsi, de libérer la chaussure. Dans l'exemple d'exécution de la figure 5 tel qu'on l'a décrit jusqu'ici, il faudrait encore que sur la mâchoire antérieure 33 soit prévu un élément 33' s'appliquant par dessus le bord antérieur de la chaussure afin d'empêcher la semelle 19 de basculer vers 1'

arrière.

Toutefois, le prolongement 33' peut être supprimé si, selon un autre mode d'exécution seulement indiqué en tireté sur la figure 5, un capteur de pression supplémentaire 14R

est encore disposé à une distance y' derrière le plan trans-

versal 16, entre la semelle 19 et le ski 13 et si en outre un capteur de pression 15R est prévu entre le bord postérieur de la semelle 19 et un appui 46 solidaire du ski et émet un

signal de sortie correspondant à la force longitudinale exer-

cée de l'arrière sur la semelle 19. Si les capteurs de pres-

sion supplémentaires 14R, 15R sont branchés de façon analogue

aux capteurs de pression 14, 15 de la figure 4 et si le cir-

cuit de calcul supplémentaire agit de façon correspondante sur l'entraînement A, cette fixation peut aussi se déclencher en cas de chute en arrière aussitôt que la valeur critique de

déclenchement est dépassée. Un point particulièrement impor-

tant est qu'en cas de chute en arrière, les deux constantes, donc y' et éventuellement aussi z, pourraient être choisies d'une autre façon que pour la chute en avant si cela apparaît

indiqué pour des raisons anatomiques.

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La figure 6 montre un mode d'exécution analogue aux fi-

gures 1 et 2, comportant une plaque de semelle 24 interposée entre la semelle 19 et les capteurs 12, 14, 15 et que l'on

peut considérer, au sens des explications concernant l'exem-

ple des figures 1 et 2, comme la semelle même de la chaussure.

Toutefois, au lieu de s'appliquer à la semelle 19 de la chaus-

sure, les capteurs 12, 14, 15 s'appliquent à la plaque de

semelle 24.

Dans l'exemple d'exécution de la figure 6, la chaussure 20 est retenue sur la plaque de semelle 24 par un système de maintien de chaussure 22 présentant deux mâchoires latérales

22' pouvant s'écarter latéralement.

L'entraînement A et le-circuit de calcul 17 se trouvent aussi sur la plaque de semelle 24. On peut aussi utiliser tout système de maintien de chaussure pouvant être ouvert au moyen d'un entraînement A. Dans le mode d'exécution de la figure 6, contrairement à

celui des figures 1 et 2, on utilise des capteurs de compres-

sion-traction 12, 14, 15 représentés par des ellipses et qu' il faut considérer comme reliés solidairement au ski 13 et à la plaque de semelle 24 de sorte qu'ils peuvent retenir la

plaque de semelle sur le ski 13, contre des forces qui se pro-

duisent dans des directions quelconques.

Dans l'exemple d'exécution de la figure 6, il faut modi-

fier le circuit de la figure 2 en ce sens qu'au lieu des deux

capteurs de pression 14', 14", seul le capteur de compression-

traction 14 est branché à la deuxième entrée de l'étage som-

mateur 42. Le capteur de compression-traction 14 est alors

en mesure d'émettre aussi bien un signal positif de compres-

sion Fl qu'un signal négatif de traction.

Si l'on veut que le mode d'exécution de la figure 6 soit aussi conçu pour le déclenchement en cas de chute en arrière, on pourrait par exemple conduire le signal de sortie de 1' étage soustracteur 41 de la figure 2, comme indiqué en tireté, à un autre circuit de seuil 44' présentant un seuil de signe

opposé à celui du circuit 44 et commandant également l'entraî-

nement de force A. Etant donné que lors de la chute en arriè-

re, tous les signes de la formule (1) donnée plus haut s'in-

versent, le déclenchement de l'entraînement A peut s'effectuer, 2t470618 aussi en cas de chute en arrière, en vertu du circuit de

seuil 44' conçu en conséquence.

Il est particulièrement important, lorsqu'on utilise une plaque de semelle 24 solidaire de la semelle 19, de disposer dans ou sur la plaque de semelle 24 tous les composants élec- troniques et mécaniques de sorte que le montage complet de toutes les parties de la fixation peut déjà s'effectuer à 1'

usine. Il suffit alors de fixer au ski la plaque ainsi cons-

tituée. La figure 7 montre la réalisation d'un mode d'exécution

simplifié conformément aux figures 3 à 5, avec plaque de se-

melle 24. En pareil cas, il faut que la plaque de semelle 24

soit fixée, au point d'appui de rotation 18, de façon articu-

lée et donc non détachable au support de palier 45 disposé sur le ski, de sorte qu'elle peut simplement pivoter autour de l'axe transversal 18 mais ne peut pas être retirée du ski 13. Dans la région du talon sont à nouveau disposés, de la

façon représentée, les deux capteurs 14, 15. Le montage arti-

culé en 18 doit être tel qu'en vertu dun léger jeu de la pla-

que 24 dans la direction longitudinale du ski, le capteur de

compression-traction 15 puisse subir l'action.

Dans ce mode d'exécution aussi, les capteurs 14, 15 sont sous forme de capteurs de compression-traction et sont reliés au ski 13, à la plaque de semelle 14 ou à l'appui 46 de telle sorte qu'entre la plaque 24 et les capteurs 14, 15, des forces

de compression aussi bien que de traction peuvent être trans-

mises. Dans l'exemple d'exécution de la figure 7, il faut faire en sorte que les signaux de sortie des capteurs 14, 15 soient positifs même lorsque ces capteurs subissent une force de traction. On peut y parvenir en inversant convenablement le

signal dans le circuit de calcul 17.

En incorporant un deuxième circuit de seuil 44', comme indiqué en tireté sur la figure 4, on peut aussi tirer parti de la disposition de la figure 7 pour un déclenchement en cas de chute arrière. Le circuit de seuil 44' présente à nouveau

un seuil de signe opposé à celui du circuit 44.

Le mode d'exécution de la figure 8 se distingue unique-

ment de celui de la figure 6 par le fait que la plaque de se-

24706 1t melle est subdivisée en deux plaques 24', 24" dont l'une est fixée au ski 13 dans la région de la saillie des orteils et

l'autre dans la région du talon, avec interposition des cap-

teurs 12, 14, 15. En outre, le système de maintien de chaus-

sure 22 est formé de paires de mâchoires, disposées chacune

sur une des plaques 24', 24" et pouvant s'écarter latérale-

ment. Deux entraînements A sont alimentés par un circuit de

calcul commun 17. La paire de mâchoires antérieure peut s'ap-

pliquer par des trous allongés 27 à des doigts latéraux 25 de

la chaussure pour assurer dans cette région une certaine mo-

bilité longitudinale de la chaussure à l'intérieur des mâ-

choires et assurer ainsi l'action sur le capteur de force

longitudinale 15.

Les figures 9 à 12 montrent un exemple d'exécution pra-

tique de l'invention avec déclenchement électrique.

La chaussure 20 est fixée par sa semelle 19 sur la plaque 24 qui est ellemême montée, par des tourillons 25, sur la plaque 26 solidaire du ski. Ainsi, le tourillon 25 est placé, sur la verticale du ski, en dessous de la section exposée à

la fracture 11 et en vertu de son montage dans un trou allon-

gé 27, il permet non seulement à la plaque 24 de basculer au-

tour de l'axe du tourillon relativement à la plaque 26 soli-

daire du ski mais permet en outre un léger mouvement de la plaque 24 solidaire de la chaussure relativement à la plaque

26 solidaire du ski, dans la direction longitudinale du ski.

Cela est nécessaire pour mesurer la force longitudinale F2 qui

est importante pour l'invention.

La force Fl qu'il s'agit de mesurer selon l'invention est mesurée à l'extrémité de la plaque par une poutre de flexion

28 au moyen d'une jauge extensométrique 21. La poutre de fle-

xion 28 est fixée d'un côté à un carter 29 solidaire du ski et articulée par son autre extrémité à la plaque 24 solidaire

de la chaussure.

La force longitudinale F2 de la plaque 24 est mesurée par l'intermédiaire d'une autre poutre de flexion verticale , portant une jauge extensométrique 21, également fixée au carter 29 et s'engageant par le haut de façon articulée dans

un évidement de la plaque 24 solidaire du ski.

Les signaux des deux jauges extensométriques 21 sont con-

duits au circuit de calcul 17 de préférence logé également à

l'intérieur du carter 29.

Le conducteur de sortie 31 du circuit de calcul 17 mène selon les figures 9 et 12 à un aimant d'entraînement A qui, par l'intermédiaire d'un tringlage à genouillère 32, agit sur le système de maintien de chaussure 22 de telle sorte que,

lorsque le seuil prévu dans le circuit de calcul 17 est dé-

passé, l'aimant A reçoit un courant suffisant pour engendrer

la force nécessaire à l'ouverture de la fixation.

La figure 9 montre en outre que l'effort de torsion ap-

pliqué à la jambe peut aussi être mesuré de la même façon. Un capteur 33, également disposé dans le carter 29 et coopérant

avec la plaque 24, fournit de façon analogue un signal de sor-

tie proportionnel à la force de torsion, qui est conduit au circuit de calcul 17. Un mouvement de rotation de la plaque 24 autour de l'axe de hauteur 161 est rendu possible par la

constitution spéciale des parties de palier 25, 27.

Z4706 18

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Fixation de ski de sécurité comportant un système de capteur servant à détecter un couple de flexion dangereux

appliqué à la jambe du skieur autour d'un axe transversal si-

tué dans la direction longitudinale du ski entre la saillie des orteils et le talon et espacé verticalement de la surface du ski et à émettre un signal de déclenchement lorsque le couple de flexion dangereux est atteint, ainsi qu'un système de retenue de chaussure qui peut être libéré par l'action du

signal de déclenchement du système de capteur sur un entraî-

nement, fixation caractérisée par un premier capteur (14) disposé fonctionnellement, dans la direction longitudinale du ski (13), entre le ski et la semelle (19) de la chaussure, à une distance (y) derrière l'axe transversal (11) et destiné à capter la force (Fl) transmise à la semelle (19) de la chaussure à cette distance, de préférence la force transmise vers le bas, un deuxième capteur (15) disposé entre le ski (13) et la semelle (19) de la chaussure, agissant dans la direction longitudinale du ski et destiné à capter la force

longitudinale (F2) agissant sur la semelle (19) de la chaus-

sure, de préférence la force longitudinale agissant par 1' avant, et un troisième capteur (12) disposé dans la direction longitudinale du ski, entre le ski (13) et la semelle (19) de la chaussure, à une distance (x) devant l'axe transversal (11) et destiné à capter la force (F3) transmise à la semelle (19) de la chaussure à cette distance (x), de préférence la force transmise vers le haut et que les signaux de sortie des trois capteurs (12, 14,15) sont appliqués à un circuit de calcul (17) qui forme un signal composite de déclenchement tenant

compte de ces troissignaux de sortie.

2. Fixation selon la revendication 1, caractérisée par le

fait que les deux distances horizontales (x,y,) sont égales.

3. Fixation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le circuit de calcul (17), en formant la somme des signaux formés par les troisième et premier capteus (12, 14), retranche de cette somme le signal de sortie du deuxième

capteur (15), multiplié par un facteur (z/x) directement pro-

portionnel à la distance (z) de l'axe transversal (11) au point d'appui de la semelle de la chaussure sur le troisième

24706 18

capteur (12) et inversement proportionnel à la distance (x) de ce point d'appui au plan transversal vertical (16) passant par l'axe transversal (11), pour former ainsi le

signal de déclenchement.

4. Fixation selon la revendication 1, caractérisée par

le fait que le troisième capteur (12) est supprimé et rempla-

cé par un élément de soutien (45) solidaire du ski et permet-

tant un léger basculement au moins autour d'un axe transversal (18) situé dans la région de la face inférieure de la semelle (19) de la chaussure et que les signaux de sortie des deux capteurs restants (14,15) sont appliqués à un circuit de calcul (17) qui forme un signal composite de déclenchement tenant compte des signaux émis par le premier capteur (14)

et par le deuxième capteur (15).

5. Fixation selon la revendication 5, caractérisée par

le fait que le circuit de calcul (17) forme le signal compo-

site de déclenchement en partant du signal de sortie du pre-

mier capteur (14) et en retranchant de ce signal le signal de sortie du deuxième capteur multiplié par un facteur (z/y)

directement proportionnel à la distance (z) de l'axe trans-

versal (11) au point d'appui de rotation (18) de la semelle

(19) de la chaussure et inversement proportionnel à la dis-

tance (y) du capteur (14) au plan transversal (16).

6. Fixation selon l'une des revendications 1 à 3, carac-

térisée par le fait que le premier capteur (14) est subdivi-

sé en deux capteurs de pression (14' -14") destinés respec-

tivement à la force agissant vers le bas et à la force agis-

sant vers le haut sur la semelle (19) de la chaussure et que le signal de sortie du capteur de pression (14") destiné à

la force dirigée vers le haut est affecté d'un signe néga-

tif avant l'addition.

7. Fixation selon l'une des revendications 1 à 6, carac-

térisée par le fait que le deuxième capteur (15) conçu sous forme de capteur de pression est disposé entre le bout de

la semelle et une mâchoire antérieure (33).

8. Fixation selon l'une des revendications 1 à 7, carac-

térisée par le fait que le premier capteur (14') conçu sous forme de capteur de pression et destiné à la force (Fl) transmise vers le bas, est disposé entre la face supérieure

de la semelle, à l'endroit du talon et un organe d'abaisse-

ment de semelle (36) disposé de préférence sur un organe de

retenue de semelle (34) pouvant s'écarter vers l'arrière.

9. Fixation selon les revendications 4 et 6, caractéri-

sée par le fait que le capteur partiel (14") destiné à la

force transmise vers le haut est disposé entre la face infé-

rieure de la semelle et une béquille (35) de l'organe de re-

tenue de semelle (34).

10. Fixation selon les revendications 6 et 7, caractéri-

sée par le fait que le premier capteur partiel (14') est dis-

posé à une distance (y) devant l'axe transversal (11) et le

deuxième capteur partiel (14") à la même distance (y) derriè-

re l'axe transversal (11), entre le ski (13) et la semelle

(19) de la chaussure.

11. Fixation selon l'une des revendications 1 à 5, ca-

ractérisée par le fait qu'entre la semelle (19) de la chaus-

sure et les capteurs (12,14,15) est interposée au moins une plaque de semelle (24) de préférence reliée fermement au ski (13) par l'intermédiaire des capteurs (12,14,15) et portant

le système maintien de chaussure (22).

12. Fixation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la plaque de semelle (24) porte en outre 1'

entraînement (A) et le circuit de calcul (17).

13. Fixation selon les revendications 4,5, 11 et 12,

caractérisée par le fait que la plaque de semelle (24) est articulée au ski (13) de manière à pouvoir tourner autour de l'axe transversal condiséré, dans la région du point d'appui de

rotation (18).

14. Fixation selon l'une des revendications 11 à 13,

caractérisée par le fait qu'elle comporte une plaque de se-

melle continue (24).

15. Fixation selon les revendications 11 et 12, caracté-

risée par le fait qu'elle comporte deux plaques de semelle

séparées (24', 24").

16. Fixation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que la plaque de semelle antérieure (24') est adjointe au troisième capteur (12) et la plaque de semelle

postérieure (24") au premier capteur (14).

17. Fixation selon l'une des revendications 1 à 5 et

24706 18

11 à 16, caractérisée par le fait qu'au moins un des capteurs (12,14,15) mais de préférence tous les capteurs sont sous

forme de capteurs de compression-traction.

18. Fixation selon l'une des revendications 1 à 17,

caractérisée par le fait que les capteurs sont des jauges

extensométriques (21) disposées sur des parties de la fixa-

tion qui transmettent les forces mentionnées (F1,F2,F3) et

raccordées au circuit de calcul (17).

19. Fixation selon les revendications 14, 17, 18, carac-

térisée par le fait que la plaque de semelle (24) peut aussi pivoter légèrement contre une force élastique autour d'un axe de hauteur (16') passant par l'axe transversal (11) et que le système de maintien de chaussure (22) se déclenche aussi

lors d'un tel mouvement de pivotement.