FR2713498A1 - Ski comprenant une semelle structurée en fonction de la distribution de pression sur ledit ski. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ski muni d'une semelle garnie de stries (50, 60) discontinues qui comprend une partie avant (5) lisse ou faiblement structurée et une partie arrière (6) fortement structurée. La partie arrière (6) s'étend vers l'arrière en direction de la ligne de contact arrière (11); à partir d'une ligne transversale (12) située entre la ligne de milieu de chaussure (13) et une ligne transversale située à une distance (d) de la ligne de milieu de chaussure (13), égale à 0,4 fois la distance (D) séparant ladite ligne (13) de la ligne de contact avant (10). L'invention se rapporte plus particulièrement à un ski alpin dont l'aptitude au glissement est ainsi améliorée.
Description
i Ski comprenant une semelle structurée en fonction de la distribution
de pression sur ledit ski.
L'invention concerne un ski pour évolution sur neige, tel qu'un ski alpin, un monoski ou un surf de neige. Elle se rapporte plus particulièrement à un ski muni d'une semelle inférieure garnie de stries dont l'aptitude au glissement a été améliorée. Les spécialistes savent que pour obtenir un glissement correct du ski, la semelle en contact avec la neige ne doit pas rester parfaitement lisse. Sous l'effet de frottements et de la pression exercée, les grains de neige fondent et se transforment en microgoutellettes qui ont tendance à s'agglomérer et former un film d'eau lubrifiant. La structuration par des aspérités dans la semelle contribue donc à rompre ce film et à permettre son évacuation pour éviter les phénomènes de
succion qui s'opposent au glissement.
Ce constat a permis de voir apparaître la publication d'un certain nombre de brevets présentant des solutions plus ou moins empiriques en
réponse aux problèmes posés par ces phénomènes.
Dans les documents FR 1 102 116, CH 161 592 ou CH 331 559, la semelle est garnie d'une série de rainures continues et parallèles qui s'étendent sur une grande partie de la longueur du ski. L'inconvénient est que l'on obtient un ski très directif avec lequel il est difficile d'engager des virages à grande vitesse. Pour cela, on a pensé à raccourcir la longueur des rainures et à les regrouper par rangées séparées les unes des autres comme dans le document FR-A-2 654 005. Dans cette solution, la structure de surface réunit d'une part l'effet de la formation et du guidage adéquat de la couche d'eau et d'autre part la rupture appropriée de la couche d'eau sans conférer au ski d'effet
directif majeur.
Dans le document FR-A-2 683 730, la surface de glisse est munie de stries discontinues orientées dans le sens longitudinal dont la forme est ondulée, d'allure globalement sinuosidale, de façon à conférer préférentiellement à la semelle un coefficient de rugosité Ra compris
dans une plage de valeur appropriée.
Dans toutes les solutions de l'art antérieur, on s'est attaché principalement à travailler sur la forme, la longueur et l'orientation de cette structuration sans se préoccuper de la question de savoir quelles étaient les zones optimales devant recevoir une telle structuration et
quelles étaient les zones qu'il était préférable de ne pas structurer.
L'objet de la présente invention est d'apporter une solution
satisfaisante à ces problèmes.
La demanderesse a en effet constaté qu'il existe au niveau d'une surface de glissement des zones sollicitées différemment sur la neige, et qu'en conséquence la structuration devrait être adaptée pour en tenir compte. La neige est un milieu pulvérulent triphasique mélange de glace, d'eau et de vapeur d'eau. La proportion de chaque phase dans le mélange varie progressivement lors du passage de la surface portante du ski en raison de deux paramètres importants qui sont les frottements occasionnés à
l'interface semelle/neige et la distribution de pression sur le ski.
La figure 1 montre un ski sur neige lorsqu'il supporte le poids du skieur et la figure 2 illustre l'allure de la courbe de distribution de
i15 pression (P) sur la longueur du ski (L).
Ceci permet de constater que lors du passage du ski sur la surface de neige, la pression exercée a tendance à augmenter progressivement à partir d'une zone située en avant de la chaussure de ski; ce qui tend à
favoriser la création progressive du film d'eau à partir de cet endroit.
De nombreux essais effectués par la demanderesse ont donc permis de vérifier que la performance du ski était améliorée lorsque la structuration de la semelle était davantage marquée dans la partie arrière du ski, que dans la partie avant. De plus, il a pu être démontré également, que la réalisation d'une structuration trop importante dans la partie avant avait des effets néfastes sur les propriétés de glissement du ski. Par expérience, la demanderesse a pu déterminer quels sont les aspects structurels de surface de la semelle à respecter en fonction des paramètres de distribution de pression et des
frottements pour obtenir un ski performant sur tout type de neige.
Pour cela, le ski conforme à l'invention comprend une surface inférieure de glissement en matière plastique, munie d'une pluralité de stries discontinues; ladite surface reposant sur une ligne de contact avant et une ligne de contact arrière lorsque le ski est non chargé et est caractérisé en ce que la surface comprend une partie avant non structurée ou faiblement structurée et une partie arrière plus fortement structurée dont la valeur mesurée du paramètre de rugosité Rtm est supérieure à celle mesurée dans la partie avant; ladite partie arrière s'étendant vers l'arrière du ski en direction de la ligne de contact arrière, à partir d'une ligne transversale située entre la ligne de milieu de chaussure du ski et au plus loin une ligne transversale située à une distance de la ligne de milieu de chaussure égale à 0,4 fois
la distance séparant ladite ligne de la ligne de contact avant.
Pour définir la limite séparant les deux parties de la semelle différemment structurée, il a été choisi de faire référence à la ligne indiquant le milieu de chaussure sur le ski que chaque constructeur est tenu d'indiquer conformément à la norme ISO/DIS8364. Le respect du montage des fixations par rapport à cette ligne conditionne la distribution de pression résultante du ski et plus particulièrement permet de repérer les zones de forte pression et les zones de moindre pression. Le paramètre Rtm désigne la moyenne des rugosités maximales qui mesurent l'écart vertical entre le point le plus haut et le point le plus bas du profil de rugosité sur la longueur totale d'évaluation, selon la
norme DIN 4762/1E ou ISO 4287/1.
De préférence, la valeur Rtm est inférieure ou égale à 15 gm dans la partie avant de la surface de glissement et est supérieure à 15 p.m dans
la partie arrière de la surface de glissement.
Selon une autre caractéristique, la partie arrière de la surface de glissement fortement structurée s'étend vers l'arrière, au moins, jusqu'à la ligne de contact arrière de ladite surface. Dans cette configuration avantageuse, la demanderesse a remarqué une amélioration des performances dues très certainement à une meilleure
rupture et une meilleure évacuation du film d'eau.
Selon un mode préférentiel, la partie arrière soumise à une structuration fortement marquée commence à partir d'une ligne située à une distance de la ligne de milieu de chaussure comprise entre 0,2 et 0, 4 fois la distance séparant la ligne de milieu de chaussure de la ligne de contact avant. Le début de la partie fortement structurée commence ainsi dans une zone de forte pression qui correspond généralement à un pic de pression maximale situé au voisinage de la butée avant de la fixation. Selon une caractéristique secondaire, la partie arrière comprend une structuration marquée telle que la valeur de rugosité Rtm est supérieure à 15 ilm sur une partie centrale de largeur (11) seulement de la largeur (L) de la semelle; ladite partie arrière comprenant de part et d'autre de ladite partie centrale structurée, des bords de largeur (12) lisses ou peu structurés et dont la valeur mesurée de rugosité Rtm est inférieure à 15 gm et la valeur mesurée de rugosité Rku < 3. La demanderesse a en effet constaté que la partie centrale joue un rôle important dans la glisse à plat du ski et qu'il est donc important qu'elle soit bien structurée afin de permettre un bon écoulement et éviter le phénomène de succion. En revanche, dans la prise de virage, le ski est incliné par le skieur sur l'une ou l'autre carre latérale. La semelle reste donc en contact avec la neige sur une région latérale de faible largeur bordant la partie centrale. La pression exercée par le poids du skieur sur cette faible surface est donc grande et il est par conséquent important de diminuer au maximum les frottements en prévoyant une surface lisse ou à structuration moins marquée. Il faut, en effet, privilégier les propriétés d'appui et d'accrochage des carres tout en diminuant les effets "guidant" dus à la structuration de la semelle pouvant s'opposer à la prise de virage. Le problème du film d'eau est
secondaire dans ce cas.
Le paramètre Rku (Rugosité Kurtosis) désigne le paramètre d'aplatissement de la densité de distribution des hauteurs. Plus la courbe de densité est plate, plus Rku est grand; au contraire, si la courbe est pointue et son maximum bien centré, Rku est faible (Norme
ISO 4287/1).
Selon une caractéristique liée à la précédente, la largeur (12) des bords est comprise entre 0, 03 L et 0,3 L; sachant que la largeur (11) de la partie centrale de glisse à plat doit rester supérieure ou égale à 0,45 L. Avantageusement, la partie arrière fortement striée est de largeur constante le long de la surface inférieure du ski. Une telle structuration peut ainsi être facilement obtenue par une technique répétitive et reproductible utilisant le passage sur la semelle d'un outil de largeur de
bord constant, en une seule passe.
Ainsi selon une caractéristique complémentaire avantageuse, la structuration de la partie centrale est réalisée par le passage à chaud et sous pression d'un outil, sur la surface inférieure de glissement; ledit outil ayant la forme d'un rouleau comprenant un motif en relief à largeur constante de bords sur la surface duquel est formée une
pluralité de nervures discontinues.
Selon une autre caractéristique plus générale, la partie arrière fortement structurée comprend une pluralité de stries courtes, rectilignes et discontinues, disposées en rangées séparées ou imbriquées. Selon une caractéristique complémentaire, une majorité, au moins, des stries sont orientées selon l'axe longitudinal du ski. Certaines peuvent cependant être inclinées et présenter un certain angle par rapport à l'axe longitudinal, afin notamment d'éviter un effet de 'rail' trop important ou encore pour améliorer le dégagement du filjn d'eau.
dans certaines conditions de neige ou pour certains types de skis.
On peut encore prévoir avantageusement que la structuration, de la partie arrière au moins, présente un gradient de rugosité tel que la valeur Rtm et Rku diminue progressivement, à partir de la ligne de 1 0 contact arrière eh direction de la ligné de contact avant. ? De même, la structuration peut présenter un gradient de rugosité tels
que les valeurs de Rtm et Rku augmentent progressivement à partir des,.
carres latérales vers l'axe longitudinal sur une partie significative, au, moins, de la largeur de la surface inférieure, étant entendu que laX 1 5 rugosité (Rtm et Rku) peut rester sensiblement constante sur de petites portions.. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la?
description qui suit selon des exemples non limitatifs de réalisation.n
d'un ski conforme à l'invention, en référence aux dessins schématiques! en annexe dont: - la figure 3 montre un ski selon l'invention en vue de côté lorsque! celui-ci est non chargé;, - la figure 4 montre le ski de la figure 3 en vue de dessous; - les figures 4a et 4b sont des vues de détail de la semelle à partire: de la figure 4;: - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 selon unei variante; - les figures 6 et 7 montrent un exemple de réalisation de la structuration de la semelle du ski de la figure 5; - la figure 8 illustre une autre variante de l'invention; - les figures 9 à 11 sont des exemples variés de structuration en
vues de détail selon l'invention.
Dans l'exemple illustré à la figure 3, il s'agit d'un ski alpin
légèrement cambré et dont la semelle de glisse ou surface inférieure.
(1) repose sur une ligne de contact avant (10) et une ligne de contact arrière (11). Par le poids du skieur, la surface comprise entre ces deux lignes (10, 11) rencontre la neige et devient la surface portante du ski; (figure 1). Le ski comprend une partie relevée en spatule (2) et en talon (3). A la figure 4, on distingue la semelle (1), de préférence en polyéthylène de largeur (L); bordée de chaque côté par les carres latérales (4) métalliques. La semelle comprend une partie avant (5)
faiblement striée et une partie arrière (6) fortement striée.
La partie arrière (6) est délimitée, d'une part, par la ligne de contact arrière (11) et d'autre part, par une ligne (12) située à une distance (d), en avant de la ligne virtuelle (13) représentant la position du milieu de chaussure indiquée par le constructeur. En tout état de cause, la distance (d) ne peut excéder 0,4 fois la distance (D) séparant la ligne de
milieu de chaussure (13) de la ligne de contact avant (10).
La partie avant (5) est adjacente à la partie arrière (6) et s'étend en avant de celle-ci, à partir de la ligne (12) jusqu'à la ligne de contact
avant (10).
La figure 4a montre en vue agrandie, un exemple de structuration selon l'invention. Il peut s'agir d'une multitude de stries (60) courtes, rectilignes, discontinues et disposées en rangées imbriquées les unes
dans les autres.
Dans la partie avant (5), la structuration est plus superficielle et les stries (50) sont plus espacées, plus courtes, moins profondes et moins
larges que celles de la partie arrière (figure 4a).
La structuration pourrait aussi être quasi-inexistante et la surface aussi lisse que possible dans cette partie: Lors d'essais sur neige, la demanderesse a remarqué que les caractéristiques de surface suivantes de la partie arrière apportaient des résultats satisfaisants sur neige: profondeur des stries: comprise entre 0,02 mm et 0,08 mm - longueur des stries: comprise entre 10 mm et 60 mm - largeur des stries: comprise entre 0,1 mm et 0,3 mm - motif: rangées imbriquées;
- coefficient Rtm: compris entre 20!lm et 80!m.
- coefficient Rku compris entre 5 et 35.
La figure 5 illustre une variante de l'invention dans laquelle la partie arrière (6) comprend une zone centrale (600) de largeur (11) fortement structurée et, de part et d'autre de ladite zone, des bords latéraux (61,
62) de largeur (12), lisses ou peu structurés.
La zone centrale (600) est de largeur (11) constante sur toute la longueur de la partie arrière (6). Les bords latéraux (61, 62) constituent les surfaces de glisse en courbe du ski o est exercée une pression importante. Une trop forte structuration dans ces zones risquerait de jouer en défaveur des propriétés de pivotement du ski. Selon l'invention, la largeur (12) de chaque bord (61, 62) est comprise entre 0,03 L et 0,3 L. En tout cas, la largeur (11) de la zone centrale est toujours supérieure ou égale à 0,45 x L. Les figures 6 et 7 illustrent un exemple avantageux permettant de réaliser la structuration de la semelle d'un ski selon l'invention et plus particulièrement dans le cas o l'on désire obtenir une largeur (11) constante de la zone centrale (600) de la surface inférieure conférant
une largeur (12) variable des bords latéraux (61, 62).
1 0 Pour cela, on utilise un dispositif comprenant un outil chauffé (8) ayant la forme d'un rouleau et qui présente sur sa surface un motif en relief à largeur (I) constante de bords, comprenant une pluralité de nervures discontinues (80). La surface du rouleau est appliquée, sous pression, contre la surface de la semelle (1) du ski à préparer, en opérant un défilement longitudinal du ski entre plusieurs patins de guidage (9). On peut aussi prévoir une immobilisation du ski et le défilement de l'outil par rapport au ski, comme moyen tout à fait équivalent. Selon la nature de la matière constituant la semelle et les dimensions des stries à réaliser; on adapte sans difficultés particulières les conditions de pression et de température, afin
d'obtenir des résultats satisfaisants et reproductibles.
A titre d'exemple non limitatif, pour une semelle de type PEHD et dans le cas de la réalisation de stries selon les caractéristiques données précédemment à titre d'exemple, il est préférable de travailler à une température comprise entre 80 et 120 C, et faire exercer une
pression sur la surface de la semelle par l'outil tournant (8).
Dans un tel procédé, il n'est pas nécessaire d'effectuer plusieurs passages de l'outil sur la surface. En revanche, il n'est pas exclus de retravailler la surface par un procédé de finition permettant de réaliser une microstructuration sur l'ensemble de la semelle, tels que par des techniques bien connues de l'homme du métier, comme par meulage à la
pierre, par exemple.
Dans le cas de la figure 8, la structuration présente un gradient de rugosité tel que les paramètres mesurés Rtm et Rku diminuent progressivement, à partir de la ligne de contact arrière (11) en direction de la ligne de contact avant (10). Ce gradient peut être obtenu par exemple en faisant diminuer progressivement le nombre de stries et leur dimension (longueur, largeur et profondeur), à partir de la ligne
arrière (11) vers la ligne avant (10).
On peut convenir que sur certaines portions courtes de la longueur AL de la surface inférieure, les valeurs Rtm et Rku puissent être sensiblement constantes. Ainsi, on peut avantageusement prévoir que la progression croissante des valeurs Rtm et Rku se fasse par paliers,; c'est-à-dire par une suite de portions courtes adjacentes dans
lesquelles les valeurs Rtm et Rku sont sensiblement constantes mais.
varient d'une portion adjacente à l'autre.
Les figures 9 à 11 présentent des exemples non limitatifs de
positionnement des stries sur la surface de glisse selon l'invention.
1 0 Parmi les stries garnissant la surface, on peut avoir - des stries (60) parallèles et disposées en rangées séparées,,, orientées longitudinalement (figure 9) - des stries parallèles imbriquées, orientées longitudinalement.' (figure 10); 1 5 - des stries parallèles orientées longitudinalement (60a) et d'autres;
inclinées (60b) (figure 11).
La longueur des stries peut varier, en général, entre 4 mm et 50 mm selon le type de neige et le type de ski utilisé., Bien entendu, l'invention ne saurait être seulement limitée aux modes; de réalisation décrits et représentés, mais elle comprend également tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons pouvant
être compris dans le cadre des revendications qui suivent.
r
Claims (10)
1) Ski pour évolution sur neige comprenant une surface inférieure de glissement (1) en matière plastique, munie d'une pluralité de stries (50, 60) discontinues; ladite surface reposant sur une ligne de contact avant (10) et une ligne de contact arrière (11) lorsque le ski est non chargé, caractérisé en ce que la surface (1) comprend une partie avant (5) lisse ou faiblement structurée et une partie arrière (6) fortement structurée dont la valeur mesurée du paramètre de rugosité Rtm est supérieure à celle mesurée dans la partie avant; ladite partie arrière (6) s'étendant vers l'arrière du ski en direction de la ligne de contact arrière (11); à partir d'une ligne transversale (12) située entre la ligne de milieu de chaussure (13) et une ligne transversale située à une distance (d) de la ligne de milieu de chaussure (13) égale à 0,4 fois la
distance (D) séparant ladite ligne (13) de la ligne de contact avant (10).
2) Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur mesurée Rtm est inférieure ou égale à 15!m dans la partie avant (5) et est supérieure à 15.Lm dans la partie arrière (6) de la surface de
glissement (1).
3) Ski selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie arrière (6) de la surface de glissement (1) fortement structurée, s'étend vers l'arrière, au moins, jusqu'à la ligne de contact arrière (11)
de ladite surface.
4) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la partie arrière (6) soumise à la structuration fortement marquée commence à partir d'une ligne (12) située à une distance (d) comprise entre 0,2 et 0,4 fois la distance (D) séparant la
ligne de milieu de chaussure (13) de la ligne de contact avant (10).
) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la partie arrière (6) comprend une structuration telle que la valeur de rugosité Rtm est supérieure à 15!tm sur une zone centrale (600) de la largeur (11) seulement de la largeur (L) de la surface inférieure (1); ladite partie arrière comprenant de part et d'autre de ladite zone centrale (600), des bords (61, 62) de largeur (12) lisses ou peu structurés et dont la valeur mesurée de rugosité Rtm est
inférieure à 15 ILm et la valeur de rugosité Rku < 3.
6) Ski selon la revendication 5, caractérisé en ce que la largeur (12) des bords (61, 62) est comprise entre 0,03 L et 0,3 L; sachant que la largeur (11) de la zone centrale (60) est supérieure ou égale à 0,45 L.
7) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la partie arrière (6) est de largeur (11) constante
le long de la surface inférieure (1).
8) Ski selon la revendication 7, caractérisé en ce que la structuration de la zone centrale (1) est réalisée par le passage, à chaud et sous pression, d'un outil (8) sur la surface inférieure (1); ledit outil (8) ayant la forme d'un rouleau comprenant un motif en relief à largeur (I) constante de bords sur la surface duquel est formée une pluralité de
nervures discontinues (80).
9) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la partie arrière (6) fortement structurée comprend une pluralité de stries (60) courtes, rectilignes et
discontinues, disposées en rangées séparées ou imbriquées.
) Ski selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une majorité,
au moins, des stries (60) sont orientées selon l'axe longitudinal du ski.
11) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la structuration de la partie arrière (6), au moins, présente un gradient de rugosité tel que la valeur mesurée de Rtm et la valeur mesurée de Rku diminuent progressivement, a partir de la ligne
de contact arrière (11) en direction de la ligne de contact avant (10).
12) Ski selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la structuration de la partie arrière (6) présente un gradient de rugosité, sur la largeur (L) de la surface inférieure, tel que les valeurs mesurées de Rtm et Rku augmentent progressivement à partir des carres latérales (4) vers l'axe longitudinal, sur une partie significative au moins de la largeur de la surface inférieure; étant entendu que la rugosité (Rtm, Rku) peut rester sensiblement constante
sur de petites portions de largeur.
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