FR2662365A1 - Lightened structure, particularly for sports articles - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une structure rigide mais élastiquement déformable utilisable notamment pour le port ou le transport de personnes et plus spécialement pour la réalisation d'accessoires et articles de sport ou de moyens de locomotion, notamment individuels.The present invention relates to a rigid but elastically deformable structure which can be used in particular for carrying or transporting people and more especially for making sports accessories and articles or means of locomotion, in particular individual ones.
L'invention sera applicable à la fabrication d'éléments notamment incorporés dans un ensemble et qui devront présenter des propriétés de rigidité et flexibilité (par déformation élastique) pour se prêter à des contraintes locales tout en revenant à leur configuration première ; les éléments devant par ailleurs allier aux propriétés d'élasticité et de rigidité à une légèreté maximale.The invention will be applicable to the manufacture of elements in particular incorporated in an assembly and which will have to have properties of rigidity and flexibility (by elastic deformation) to lend themselves to local constraints while returning to their initial configuration; the elements must also combine the properties of elasticity and rigidity with maximum lightness.
De tels éléments réalisés conformément à l'invention pourront être constitués de structures utilisées pour la réalisation de surfaces ou d'armatures d'articles de sport notamment de sport dit "de glisse" , tels que des skis, des patins de traîneaux ou de luges, des structures de luges, des coques de planches à voile, de canots ou de voiliers.Such elements produced in accordance with the invention may consist of structures used for the production of surfaces or frames of sporting articles, in particular of so-called "gliding" sports articles, such as skis, sled skids or sleds. , toboggan structures, hulls of windsurfers, canoes or sailboats.
Mais les structures réalisées conformément à l'invention peuvent également être utilisées pour la réalisation d'objets de port personnel, telles que des chaussures, chaussures de ski, bottes ou éventuellement structures de sacs plus spécialement de sacs à dos ; l'invention est également applicable à la réalisation de structures utilisées dans le cadre de moyens de locomotion, tels que des cycles.However, the structures produced in accordance with the invention can also be used for the production of personal carrying objects, such as shoes, ski boots, boots or possibly bag structures, especially backpacks; the invention is also applicable to the production of structures used in the context of means of locomotion, such as cycles.
Dans tous ces cas, il est souhaitable de disposer d'éléments constituant une structure rigide éventuellement susceptible de déformation élastique tout en présentant un degré de légèreté aussi élevé que possible.In all these cases, it is desirable to have elements constituting a rigid structure possibly susceptible to elastic deformation while having a degree of lightness as high as possible.
On utilise, dans le cadre de la construction d'éléments et de structures du type spécifié, des matières de synthèse notamment des résines à base de polymères armés de fibres notamment de fibres de verre ou de fibre de carbone.In the context of the construction of elements and structures of the specified type, synthetic materials are used, in particular resins based on polymers reinforced with fibers, in particular glass fibers or carbon fiber.
Il est connu de chercher à évider l'élément de façon à le constituer à partir de deux parois ou coquilles écartées l'une de l'autre.It is known to seek to hollow out the element so as to constitute it from two walls or shells spaced from one another.
On obtient ainsi un allègement considérable des éléments, par exemple des coques de canots, dériveurs ou analogues.There is thus obtained a considerable reduction in the elements, for example the hulls of canoes, dinghies or the like.
On sait également prévoir au coeur de la matière un remplissage présentant une structure légère, par exemple en matériau synthétique alvéolaire, comme dans le cas des planches à voile.It is also known to provide at the heart of the material a filling having a light structure, for example in cellular cellular material, as in the case of windsurfing boards.
Dans tous les cas cependant, il est nécessaire de donner aux éléments ainsi construits des parois suffisamment épaisses pour conférer à l'ensemble les qualités de rigidité, éventuellement de déformation élastique, nécessaires pour les applications recherchées.In all cases, however, it is necessary to give the elements thus constructed walls that are thick enough to give the assembly the qualities of rigidity, possibly of elastic deformation, necessary for the desired applications.
L'invention concerne un produit nouveau et un procédé de fabrication permettant de réaliser de tels éléments structurels par une méthode qui développe à la fois les propriétés de légèreté, la résistance et la tenue mécanique de l'ensemble.The invention relates to a new product and a manufacturing method for making such structural elements by a method which develops both the properties of lightness, resistance and mechanical strength of the assembly.
A cet effet, l'invention concerne une structure rigide notamment pour le port ou le transport de personnes et plus spécialement pour la réalisation d'accessoires et d'articles de sport ou de moyens de locomotion individuels, caractérisée en ce que cette structure est constituée d'au moins un élément rigide, de préférence en matière synthétique, comportant une cavité intérieure remplie d'un gaz sous pression.To this end, the invention relates to a rigid structure in particular for carrying or transporting people and more especially for the production of accessories and sporting goods or individual means of transport, characterized in that this structure consists at least one rigid element, preferably made of synthetic material, comprising an interior cavity filled with a gas under pressure.
Et plus spécialement dans le cadre de la mise en oeuvre de l'invention, on utilise un gaz sous pression, plus léger que l'air, tel que l'hélium ou l'hydrogène.And more especially in the context of the implementation of the invention, a pressurized gas is used, lighter than air, such as helium or hydrogen.
On comprend que l'on réalise, dans le cadre de la mise en oeuvre de l'invention, d'une part un allègement de l'ensemble en utilisant une matière de remplissage (ici un gaz léger) qui présente au maximum les propriétés de faible densité et de légèreté qui ont été recherchées dans les matériaux alvéolaires.It is understood that one realizes, within the framework of the implementation of the invention, on the one hand a lightening of the whole by using a filling material (here a light gas) which presents to the maximum the properties of low density and lightness that have been sought in cellular materials.
Mais, bien plus, en mettant en oeuvre le système de l'invention on obtient non seulement une amélioration de la légèreté mais on utilise la matière (ainsi mise en oeuvre pour ses propriétés de légèreté, à savoir le gaz sous pression) pour développer et améliorer la résistance et la tenue mécanique de la structure.But, much more, by implementing the system of the invention, not only is an improvement in lightness obtained but the material (thus used for its lightness properties, namely pressurized gas) is used to develop and improve the strength and mechanical strength of the structure.
En effet, le gaz sous pression tend à maintenir la structure dans sa position de repos en s'opposant à toute déformation (qui par exemple par flexion aboutirait à réduire le volume de la capacité et par conséquent à augmenter la pression), de sorte que toute déformation provoque une force élastique tendant à ramener la structure dans sa position initiale.Indeed, the gas under pressure tends to maintain the structure in its rest position by opposing any deformation (which for example by bending would result in reducing the volume of the capacity and consequently increasing the pressure), so that any deformation causes an elastic force tending to return the structure to its initial position.
Et, de façon inattendue, on peut ainsi réaliser la structure avec une paroi légère et ne présentant que des faibles propriétés mécaniques, la structure à l'état nu ne présentant d'ailleurs pas les propriétés de tenue minimales, cette tenue étant procurée par "gonflage" de la structure creuse grâce au gaz léger qui y est introduit dans la cavité intérieure.And, unexpectedly, it is thus possible to produce the structure with a light wall and having only weak mechanical properties, the structure in the naked state not moreover exhibiting the minimum holding properties, this holding being provided by " inflation "of the hollow structure thanks to the light gas which is introduced therein into the interior cavity.
De préférence, selon l'invention, la cavité s'étend longitudinalement sous forme d'au moins un boudin creux dans le sens de la rigidité souhaitée de l'élément.Preferably, according to the invention, the cavity extends longitudinally in the form of at least one hollow rod in the direction of the desired rigidity of the element.
Et plus spécialement, l'élément est constitué d'une paroi à faible tenue mécanique, la rigidité étant procurée par la pression intérieure, s'opposant aux déformations de la structure après injection de gaz sous pression dans la cavité intérieure.And more specifically, the element consists of a wall with poor mechanical strength, the rigidity being provided by the internal pressure, opposing the deformations of the structure after injection of pressurized gas into the internal cavity.
Facultativement, la structure comporte une pluralité de cavités voisines longiformes, parallèles et indépendantes.Optionally, the structure comprises a plurality of neighboring elongated, parallel and independent cavities.
Selon un développement, chaque cavité longiforme possède une valve pour l'introduction du gaz initial et pour le rétablissement et le contrôle de la pression spécifique de chaque cavité.According to a development, each elongated cavity has a valve for the introduction of the initial gas and for the restoration and control of the specific pressure of each cavity.
Selon un autre développement correspondant à une variante de réalisation, la structure comporte une pluralité de cavités communiquant entre-elles pour l'égalisation et la répartition de la pression uniforme obtenue par une valve unique. According to another development corresponding to an alternative embodiment, the structure comprises a plurality of cavities communicating with each other for equalization and distribution of the uniform pressure obtained by a single valve.
L'invention concerne l'application d'une structure, réalisée selon les caractéristiques ci-dessus, pour la réalisation d'un objet de port personnel, telles que des chaussures, bottes ou structures porteuses de sacs à dos.The invention relates to the application of a structure, produced according to the above characteristics, for the production of a personal carrying object, such as shoes, boots or structures carrying backpacks.
L'invention concerne également l'application d'une structure selon les caractéristiques spécifiées pour la réalisation de la structure d'un moyen de locomotion, tels qu'un cadre de vélo, une coque de bateau, une nacelle d'aéronef, de ballons ou montgolfières.The invention also relates to the application of a structure according to the characteristics specified for the production of the structure of a means of transport, such as a bicycle frame, a boat hull, an aircraft nacelle, balloons or hot air balloons.
Enfin, l'invention concerne également l'application d'une structure telle que précédemment définie pour la réalisation d'articles de sport, notamment de sport de glisse telles que spatules de skis, spatules de skis nautiques, planches à voile, luges.Finally, the invention also relates to the application of a structure as defined above for the production of sporting articles, in particular board sports such as ski tips, water ski tips, windsurfers, sleds.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec plusieurs formes de réalisations de l'invention présentées à titre d'exemples non limitatifs.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows and which is given in connection with several embodiments of the invention presented by way of nonlimiting examples.
Les Figures représentent schématiquement la réalisation d'une structure selon l'invention, utilisable et applicable notamment dans le cadre de la fabrication d'une spatule de ski.The Figures schematically represent the production of a structure according to the invention, usable and applicable in particular in the context of the manufacture of a ski tip.
Selon la Figure 1, on a représenté une forme de réalisation vue en coupe partielle d'une spatule de ski dans laquelle est aménagée une cavité centrale qui s'étend transversalement.According to Figure 1, there is shown an embodiment seen in partial section of a ski tip in which is arranged a central cavity which extends transversely.
La spatule 1 est ainsi constituée essentiellement d'une paroi 2 s'étendant sur les deux faces respectivement supérieure 3 et inférieure 4 de la spatule. The spatula 1 thus essentially consists of a wall 2 extending on the two respectively upper 3 and lower 4 faces of the spatula.
La cavité intérieure 5 est prévue ici unique et s'étend sur toute la longueur de la spatule ou sur seulement une partie.The internal cavity 5 is here provided single and extends over the entire length of the spatula or over only a part.
Elle est remplie d'hélium sous pression de façon à obtenir à la fois un effet d'allègement de l'ensemble tout en procurant, par la pression du gaz et sa résistance aux déformations, un effet de tenue mécanique.It is filled with helium under pressure so as to obtain both a lightening effect for the assembly while providing, by the pressure of the gas and its resistance to deformation, an effect of mechanical strength.
La Figure 2 représente une variante dans laquelle on a prévu une pluralité de cavités, respectivement 6a, 6b, 6c et 6d, qui sont disposées longitudinalement en constituant des boudins non communiquant entre-eux.Figure 2 shows a variant in which a plurality of cavities, respectively 6a, 6b, 6c and 6d, are provided, which are arranged longitudinally by constituting non-communicating tubes.
Ces boudins, en forme générale de cylindre, donnent ainsi un effet de raidissement et participent à l'amélioration de la tenue de l'ensemble.These tubes, in the general shape of a cylinder, thus give a stiffening effect and participate in improving the behavior of the assembly.
Les cavités, en forme de boudin cylindrique rempli de gaz, peuvent éventuellement comporter un degré de pression différentiel s'échelonnant éventuellement selon un gradient de pression le long de la direction transversale de la spatule.The cavities, in the form of a cylindrical rod filled with gas, may optionally include a degree of differential pressure possibly scaling according to a pressure gradient along the transverse direction of the spatula.
On peut ainsi prévoir un effet de résistance ou de tenue mécanique supérieur au centre par rapport aux côtés ou inversement.It is thus possible to provide an effect of resistance or mechanical strength greater than the center relative to the sides or vice versa.
On peut également prévoir que la spatule comporte une pluralité de boudins échelonnés sur sa longueur avec également des possibilités de répartition des pressions procurant des effets mécaniques différentiels, de sorte que l'on peut programmer la réaction et la tenue de la spatule localement, en réglant la pression de chaque cavité.It is also possible to provide that the spatula comprises a plurality of tubes staggered along its length with also possibilities for distributing the pressures providing differential mechanical effects, so that the reaction and the behavior of the spatula can be programmed locally, by adjusting the pressure of each cavity.
La Figure 3 représente une variante de la Figure 2 dans laquelle les boudins sont prévus individuellement chacun avec une valve respectivement 7a, 7b, 7c et 7d pour permettre un gonflage de chacune de ces capacités, le gonflage pouvant (comme indiqué précédemment) être réglé en fonction du positionnement du boudin au coeur de la structure afin d'obtenir une différence de réaction mécanique de la spatule suivant les zones de celle-ci.Figure 3 shows a variant of Figure 2 in which the tubes are individually provided each with a valve respectively 7a, 7b, 7c and 7d to allow inflation of each of these capacities, the inflation can (as indicated above) be adjusted function of the positioning of the rod at the heart of the structure in order to obtain a difference in mechanical reaction of the spatula according to the zones thereof.
Enfin, la Figure 4 représente une variante dans laquelle les boudins peuvent être prévus communiquant entre-eux par zones ponctuelles ; de sorte que chaque boudin conserve son unité et se présente sous forme d'un cylindre indépendant et isolé par ses parois propres, mais communiquant par au moins un ou quelques passages avec les boudins voisins afin d'aboutir à une répartition et à une égalisation des pressions.Finally, Figure 4 shows a variant in which the tubes can be provided communicating with each other by point areas; so that each tube maintains its unity and is in the form of an independent cylinder isolated by its own walls, but communicating by at least one or a few passages with the neighboring tubes in order to achieve a distribution and an equalization of the pressures.
Dans ce cas, il suffit d'une seule valve 8 pour commander l'injection de gaz initial et la réinjection éventuelle pour régulariser ou rétablir la pression qui se répartit uniformément sur l'ensemble de la spatule.In this case, a single valve 8 is sufficient to control the initial gas injection and the possible reinjection to regulate or restore the pressure which is distributed uniformly over the entire spatula.
On voit que l'exemple ici décrit et qui concerne une spatule de ski peut être étendu à toutes sortes de structures porteuses ou résistantes, notamment dans le cadre de moyens de locomotion et peut être appliqué pour réaliser des structures plus complexes tels que des planches à voile, des coques de canots ou voiliers, des cadres de cycles, des coques nacelles ou cellules d'aéronefs ou de ballons ou montgolfières.It can be seen that the example described here and which relates to a ski tip can be extended to all kinds of load-bearing or resistant structures, in particular in the context of means of transport and can be applied to produce more complex structures such as snowboards. sail, hulls of canoes or sailboats, frames of cycles, hulls nacelles or cells of aircraft or balloons or hot air balloons.
Dans tous les cas, on obtiendra des parois structurelles parfaitement rigides et présentant des propriétés de résistance mécanique voulues, alors que l'allègement et les propriétés de légèreté seront très supérieures à tous les matériaux actuellement connus, qu'il s'agisse de matières synthétiques et à plus forte raison d'alliages légers. In all cases, perfectly rigid structural walls will be obtained and having the desired mechanical resistance properties, while the lightening and the lightness properties will be much superior to all the materials currently known, whether synthetic materials. and all the more so for light alloys.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9006427A FR2662365B1 (en) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | LIGHTWEIGHT STRUCTURE, PARTICULARLY FOR SPORTS GOODS. |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2662365B1 FR2662365B1 (en) | 1993-05-07 |
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Family Applications (1)
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| FR (1) | FR2662365B1 (en) |
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