FR3128647A1 - Noyau pour ski et ski incluant un tel noyau - Google Patents
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Abstract
Ski (1) comportant un noyau (4) prévu pour s’intercaler entre un renfort supérieur (2) et un renfort inférieur (3), ledit noyau (4) comportant un plateau supérieur (41) horizontal, un chant latéral gauche (42), un chant latéral droit (43) s’étendent tous deux vers le bas depuis les bords latéraux, respectivement gauche et droit, du plateau supérieur et, au moins, une âme centrale (44) placée entre les deux chants latéraux, ladite âme centrale, et lesdits chants latéraux s’étendant selon l’axe longitudinal X. Une pluralité d’ailettes gauches (46), respectivement d’ailettes droites (47) est disposée entre l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre l’âme centrale et le chant latéral droit ; une pluralité d’espaces interstitiels, appelés évidements (45), étant ainsi définis entre les ailettes gauches, l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre les ailettes droites, l’âme centrale et le chant latéral droit. De préférence, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85 ° avec l’axe X, et les ailettes gauches et les ailettes droites sont disposées symétriquement par rapport à l’axe longitudinal X. Figure pour l'abrégé : Fig. 3
Description
La présente invention concerne la fabrication de ski, et en particulier la fabrication de ski de fond. Les skis sont en général constitués d’une structure composite dans laquelle deux éléments structurels longitudinaux (un renfort supérieur et renfort inférieur) sont maintenus à distance l’un de l’autre par un élément intercalaire, qu’on appelle le noyau. La présente invention vise tout particulièrement à améliorer la construction du noyau.
Le poids d’un ski est toujours un critère important lorsqu’il s’agit d’évaluer un ski. C’est d’autant plus le cas pour les pratiques spécifiques que sont le ski de fond ou même le ski de randonnée. En effet, au cours de ces pratiques, l’utilisateur est amené à avancer ski au pied sans qu’il puisse bénéficier de la gravité, bien au contraire. C’est pourquoi la recherche de légèreté est constante pour les concepteurs et fabricants de ski.
Bien entendu, la recherche de légèreté ne doit pas se faire au détriment des caractéristiques mécaniques du ski, et notamment de sa raideur, et la recherche du meilleur compromis est permanente.
Le document EP 2745884 décrit un ski prévu pour le ski de randonnée que le fabricant a cherché à rendre le plus léger possible. Pour ce faire, il a recours à deux moyens. En premier lieu, la forme extérieure du ski est choisie afin d’optimiser l’utilisation de la matière. A cette fin, toutes les portions du ski qui ne servent pas aux fixations de ski ont un profil convexe. En second lieu, on réalise des évidements sous la forme de rainures longitudinales dans la partie centrale inférieure du noyau.
Dans le document EP 2745884, les rainures étant longitudinales, elles sont relativement faciles et peu couteuses à faire, par exemple par fraisage. Néanmoins, l’allègement qu’elles permettent est limité. Dans le cas d’espèce, selon une section transversale du ski, seule environ 25 % de la largeur du noyau est concerné par l’allègement dû aux nervures. Il est en fait difficile de dépasser cette valeur sous peine d’affaiblir la résistance à l’écrasement selon la direction transversale du noyau. Compte tenu du fait que les nervures ne peuvent être traversantes et qu’il faut un minimum d’épaisseur de noyau sur les nervures pour garantir une rigidité suffisante de celui-ci, l’allègement final obtenu ne pourra dépasser les 17 %.
L’objectif de l’invention est de construire un ski qui bien qu’allégé par rapport aux ski équivalent garde les mêmes caractéristiques mécaniques, en particulier un comportement dynamique ; une raideur en flexion et en torsion équivalente.
L’objectif de l’invention est atteint par la fourniture d’un ski comportant un noyau prévu pour s’intercaler entre un renfort supérieur et un renfort inférieur, ledit noyau comportant un plateau supérieur horizontal, un chant latéral gauche, un chant latéral droit s’étendent tous deux vers le bas depuis les bords latéraux, respectivement gauche et droit, du plateau supérieur et, au moins, une âme centrale placée entre les deux chants latéraux, ladite âme centrale, et lesdits chants latéraux s’étendant selon l’axe longitudinal X ; et caractérisé en ce qu’une pluralité d’ailettes gauches, respectivement d’ailettes droites est disposée entre l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre l’âme centrale et le chant latéral droit ; une pluralité d’espaces interstitiels, appelés évidements, étant ainsi définis entre les ailettes gauches, l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre les ailettes droites, l’âme centrale et le chant latéral droit.
De préférence, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85 ° avec l’axe X, et les ailettes gauches et les ailettes droites sont disposées symétriquement par rapport aux ailettes gauche selon l’axe longitudinal X. Dans un mode de réalisation préféré l'angle en question est sensiblement égal à 45°.
Dans des modes de réalisation préférés, les ailettes gauches, respectivement les ailettes droites, sont parallèles les unes avec les autres font un angle β, respectivement -β, constant sur toute la longueur.
Dans d’autres modes de réalisation de l’invention, l’angle que font les ailettes gauches avec l’axe X, respectivement les ailettes droites, est variable, cette variation pouvant être, de surcroit, régulièrement évolutive.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le noyau comprend une partie antérieure dans laquelle, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85° avec l’axe X et une partie postérieure, dans laquelle, les ailettes gauches font un angle compris entre 95° et 175°. Dans une réalisation préférée de ce mode de réalisation l'angle que font les ailettes gauches dans la partie antérieure est environ égal à 45° et l'angle que font les ailettes gauches dans la partie postérieure est environ égal à 135°.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le noyau comprend une partie antérieure dans laquelle, les ailettes gauches font un angle compris entre 95° et 175° avec l’axe X et une partie postérieure, dans laquelle, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85°. Dans une réalisation préférée de ce mode de réalisation l'angle que font les ailettes gauches dans la partie postérieure est environ égal à 45° et l'angle que font les ailettes gauches dans la partie antérieure est environ égal à 135°.
Dans l’un ou l’autre des deux modes de réalisation susmentionnés la disposition des ailettes gauches et droites présente une symétrie par rapport à un axe Y perpendiculaire à l’axe X et coupant ce dernier dans la portion centrale du noyau.
De préférence, la base du chant latéral gauche, respectivement du chant latéral droit, respectivement de l’âme centrale, respectivement des ailettes gauches et droites, présente une largeur L42, respectivement L43, respectivement L44, respectivement L46, est comprise entre 2 et 8 mm, et de manière plus restrictive comprise entre 3 et 6 mm.
Enfin, on pourra compléter le noyau par une plaque disposé sous ce-dernier de façon à obstruer les évidements.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et au dessin annexé dans lequel :
La montre en coupe transversale un ski 1 équipé d’un noyau selon l’invention. De manière connue, le ski est constitué d’une structure mécanique composite qui comprend un renfort supérieur 2, un renfort inférieur 3, lesquels sont maintenus à distance l’un de l’autre par le noyau 4. Une semelle de glisse 5 est mise en place sous le renfort inférieur 3 et une couche de dessus 6 vient recouvrir noyau 4 et renfort supérieur 2.
Le noyau 4 selon l’invention comporte un plateau supérieur horizontal 41, un chant latéral gauche 42, un chant latéral droit 43 qui s’étendent vers le bas, en direction du renfort inférieur 3, respectivement depuis le bord latéral gauche et le bord latéral droit dudit plateau supérieur. Les deux chants latéraux 42, 43 sont essentiellement verticaux. En pratique, leur surface extérieure est légèrement inclinée et fait la verticale un angle de quelques degrés. La couche de dessus 6 est appliquée sur les surfaces extérieures des chants latéraux. Une âme centrale 44 est placée entre les deux chants latéraux 42, 43. Issue, elle aussi, du plateau supérieur 41, elle s’étend vers le bas, en direction du renfort inférieur 3, jusqu’à venir au contact de ce dernier. Entre l’âme centrale 44 et les chants latéraux 42, 43, des évidements 45 sont ménagés et séparés les uns des autres longitudinalement par des ailettes 46, 47.
La représente en vue de profil, le noyau 4. De longueur comprise entre 140 et 180 cm (pour un ski de longueur comprise entre 170 et 210 cm), il présente une épaisseur qui varie entre quelques millimètres aux extrémités (1 mm -2 mm) et quelques centimètres dans la région centrale (2 cm – 3 cm). La vue de profil permet de voir l’étendue longitudinale de la zone 48 où sont ménagés les évidements 45. La zone en question est délimitée par le trait pointillé. Les évidements sont disposés sur la majeur partie de la portion centrale du noyau (60 % - 70 %). La hauteur des évidements 46 est variable le long de la longueur du noyau. De préférence cette hauteur suit la courbe d’épaisseur du noyau et telle façon que l’épaisseur « L 41 » du plateau supérieur reste sensiblement constante sur toute la longueur du noyau. En pratique, l’épaisseur « L41 » est comprise entre 2 et 8 mm. Dans le mode de réalisation représenté ici, l’épaisseur « L41 » est égale à 4 mm.
Dans le mode de réalisation décrits aux figures 1 et 2, les évidements ne sont pas traversants et le plateau supérieur est plein. Néanmoins, il est envisageable que tout ou partie des évidements soient traversant sur toute la hauteur du noyau et qu’ils traversent par conséquent le plateau supérieur.
La représente en vue de dessous la partie centrale du noyau selon le premier mode de réalisation de l’invention. On peut y voir le chant latéral gauche 42, le chant latéral droit 43 et l’âme centrale 44. Tous trois sont orientés selon l’axe longitudinal du noyau « X ». Le chant latéral gauche 42, respectivement, le chant latéral droit 43, est relié à l’âme centrale par des ailettes gauches 46, respectivement par des ailettes droites 47. Entre deux ailettes gauches 46 adjacentes, respectivement entre deux ailettes droites adjacentes, un évidement 45 est ménagé. La base de chacun des évidements a la forme d’un parallélogramme. Le sommet des évidements a également la forme d’un parallélogramme dont les dimensions sont légèrement inférieures du fait que les parois des ailettes, de l’âme centrale, du chant latéral gauche, respectivement du chant latéral droit ne sont pas rigoureusement verticales, mais présente un angle de quelques degrés, dont on verra plus loin le rôle.
Les ailettes gauches 46 sont toutes orientées selon une direction Ygqui fait un angle β avec l’axe X. De manière symétrique, les ailettes droites 46 sont toutes orientées selon une direction Ydqui fait un angle -β avec l’axe X. L’angle β doit être différent de l’angle droit (90°) ou pour le moins, ne pas s’en approcher. On pourra choisir un angle β compris entre 5° et 85°. De préférence, on choisira une valeur comprise entre 30° et 60°. Dans le premier mode de réalisation de l’invention, l’angle β est sensiblement égal à 45°.
La largeur «L 42 » du chant latéral gauche 42, la largeur «L 43 » du chant latéral droit, la largeur de l’âme centrale «L 44 » et la largeur «L 46 » des ailettes ont des valeurs comprises entre 2 et 8 mm. On notera qu’il s’agit de mesure de largeur faites à la base de ces différents éléments selon une direction transversale perpendiculaire à leur plus grande longueur. Pour les ailettes gauches et droites, la mesure est faite selon une direction perpendiculaire à la direction Yg, respectivement Yd. Dans le cas d’espèce, les largeurs «L 42 », «L 43 », «L 44 » et «L 46 » sont sensiblement égales à 4 mm.
Le noyau 4 est, dans son intégralité, de préférence réalisé par injection de mousse PU. On choisit un PU de masse volumique comprise entre 250 et 300 kg/m3. Pour le ski de longueur 2100 mm du premier mode de réalisation, le noyau 4, dont la longueur est 1900 mm, présente une masse de 217 g. Cette masse est à comparer à la masse d’un noyau plein, c’est-à-dire sans évidement, ayant exactement les mêmes dimensions extérieures (longueur, largeur, courbe d’épaisseur) et fait du même matériau, laquelle est de 297 g. Ainsi la géométrie particulière du noyau de l’invention permet un gain de poids de 27% par rapport à l’art antérieur. Rapporté au poids total du ski, cela représente un gain de poids de 12% environ. Bien entendu, d’autres matériaux et d’autres modes de réalisation sont envisageables dans le cadre de l’invention comme par exemple l’usinage ou encore l’impression 3D.
La distance « P », entre deux ailettes adjacentes, et mesurée à la base des ailettes, est comprise entre 5 et 10 mm. Dans le cas d’espèce « P » a une valeur d’environ 7 mm. Cette distance correspond à l’amplitude longitudinale des évidements. Il s’agit d’une valeur préférentielle en ce qu’elle optimise le gain de poids du noyau tout en limitant la perte de rigidité de ce dernier.
La représente la vue en coupe IV-IV du noyau. On notera que le noyau est représenté à l’envers. Ainsi, le plateau supérieur 41 est placé en bas de la figure ; le chant latéral gauche 42, à droite et le chant latéral droit 43, à gauche. Il est à noter également que cette vue en coupe n’est pas faite selon un plan unique mais par selon une succession de plans, laquelle étant matérialisée par la ligne IV-IV à la . La forme des évidements 45 est essentiellement celle d’une pyramide tronquée dont la base serait un parallélogramme. En effet, les parois verticales des évidements 421, 431, 441, 461 et 471 respectivement adossées au flan latéral gauche 42, au flan latéral droit 43, à l’âme centrale 44, aux ailettes gauches 46 et aux ailettes droites 47, font un angle « δ » avec l’axe vertical Z. Cet angle est compris entre 2° et 10° et de préférence égale 4°.
La géométrie particulière du noyau selon l’invention permet d’optimiser la fabrication d’un ski. En effet, le noyau est non seulement léger, tout en garantissant une excellente rigidité, mais il est plus facile à produire par injection. Les nombreux évidements allègent le noyau et les ailettes font office de nervures de structure qui empêchent le rapprochement des chants latéraux avec l’âme centrale. Lors de la fabrication par injection du noyau, l’inclinaison des ailettes facilite le flux de la matière et ainsi le remplissage uniforme du moule.
La représente en vue de dessous un noyau 4’ selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Il s’agit d’une vue partielle dans laquelle seule la partie centrale est représentée. Beaucoup de caractéristiques de ce deuxième mode de réalisation sont identiques à celles du premier mode de réalisation et ne seront pas décrite à nouveau dans ces lignes. Il s’agit notamment des épaisseurs respectives des chants latéraux, de l’âme centrale, des ailettes et du plateau supérieur.
Une des caractéristiques de ce mode de réalisation réside dans le fait que le noyau présente une partie antérieure 81 et une partie postérieure 82, séparée l’une de l’autre au niveau d’un axe transversal « Y ». L’axe Y constitue un axe de symétrie pour la disposition des ailettes et des évidements qui les séparent les unes des autres. Dans la partie postérieure 82 du noyau 4’, les ailettes gauches font un angle « β » avec l’axe X, tandis que les ailettes droites font un angle « -β » avec le même axe. Dans la partie antérieure 81, en revanche, les ailettes gauches font un angle complémentaire « 180°-β », et les ailettes droites font un angle « β-180° ». L’angle « β » est compris entre 5° et 85°, de préférence entre 30° et 60°. Par conséquent, dans la partie antérieure 81, les ailettes gauche 46 font un angle compris entre 95° et 175°. Dans le deuxième mode de réalisation l’angle « β » vaut 45°.
La présente une vue en coupe transversale d’un noyau 4’’ selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Comme à la , le noyau 4’’ est représenté à l’envers. Le noyau est dans ce mode de réalisation constitué de deux parties. La première de ces parties est presque identique au noyau du premier mode de réalisation de l’invention et représenté aux figures 2 à 4. Ainsi, il comporte des évidements 45 régulièrement disposés dans la zone 48 (cf. ). Ladite zone 48 comportant un chant latéral gauche 42, un chant latéral droit 43 et une âme centrale 44. Le chant latéral gauche 42, respectivement le chant latéral droit 43, est relié à l’âme centrale 44 par l’intermédiaire d’ailette gauche 46, respectivement d’ailette droite 47. Cette première partie de noyau se différentie du noyau décrit en référence aux figures 2 à 4 en ce qu’un décaissé 491 est ménagé à sa base. Le décaissé 491 s’étend longitudinalement sur toute la longueur de la zone 48 et transversalement sur une largeur légèrement plus large que les évidement 45. Le décaissé 491 reçoit une plaque 49, laquelle plaque constituant la deuxième partie du noyau. Lorsque le ski est en position d’utilisation, la plaque 49 se trouve sous l’âme centrale 44, les ailettes droite et gauche et une partie des chants latéraux.
La plaque 49 et le décaissé 491 ont des formes parfaitement complémentaires si bien qu’une fois en place, la plaque 49 referme complètement les évidement 45 de la zone 48. La plaque 49 peut être réalisé dans un matériau similaire de celui du reste du noyau 4’’, comme du PU (polyuréthane) ou encore dans un matériau tel que du PET (polytéréphtalate d’éthylène). Dans la mesure où la plaque 49 à une épaisseur constante, elle pourra être préparé par découpe aux dimensions désirées, d’un panneau.
Avantageusement, la présence de la plaque 49 empêche toute déformation au niveau des évidements 45 du renfort inférieur 3 et de la semelle de glisse 5. En effet, le risque de voir renfort inférieur 3 et semelle de glisse 5 s’enfoncer légèrement au regard des évidements 45 est totalement écarté. La planéité de la surface de glisse du ski est donc parfaitement assurée.
La illustre de manière schématique d’autres modes de réalisation de l’invention. Pour des raisons de simplicité, seuls les axes respectifs de l’âme centrale 44, du chant latéral gauche 42, du chant latéral droit 43 et des ailettes gauches 46 et droites 47 sont représentées. Il faut comprendre que les noyaux -a-, -b-, -c- et -d- sont, en ce qui concerne leurs autres caractéristiques, semblables aux noyaux précédemment décrits.
Le mode de réalisation -a- est un noyau pour lequel l’angle β que fait l’axe de l’ailette gauche 46 avec l’axe longitudinal du noyau est relativement important, environ 75°. De ce fait on augmente la rigidité à l’écrasement transversal du noyau.
Le mode de réalisation -b- est un noyau pour lequel l’angle β que fait l’axe de l’ailette gauche 46 avec l’axe longitudinal du noyau est beaucoup plus faible, de l’ordre de 40°. On privilégiera cette configuration dans le cas où le matériau choisi pour faire l’injection du noyau, est très visqueux.
Le mode de réalisation -c- est un noyau dans lequel l’écartement entre les ailettes est variable. Dans le cas d’espèce, il va grandissant à mesure qu’on s’éloigne de la portion centrale, longitudinalement parlant. Plusieurs configurations distinctes sont envisageables du mode de réalisation -c-. Dans une première, dite -c1-, les ailettes 46, 47 gardent une largeur constante. Ainsi, au fur et à mesure qu’on s’éloigne du centre, les évidements 45 ont de plus en plus d’amplitude, si bien que, globalement, les portions du noyau éloignées du centre ont une densité moindre que celles du centre. Dans une deuxième, dite -c2-, la largeur des ailettes 46, 47 augmente à mesure qu’on s’éloigne du centre, tandis que l’amplitudes des évidements reste constante sur toute la longueur. Alors, la densité apparente des portions du noyau éloignées du centre est relativement plus importante que la densité apparente du centre. Toutes les configurations intermédiaires entre la configuration -c1- et -c2- , avec par exemple, un accroissement concomitant de l’épaisseur des ailettes et de l’amplitude des évidements sont envisageables également.
Le mode de réalisation -d- est un noyau dans lequel l’angle que font les ailettes 46, 47 est variable longitudinalement. Comme le mode de réalisation de la , le noyau -d- présente une partie antérieure et une partie postérieure symétrique l’une de l’autre par rapport à un axe transversal, mais avec une disposition des ailettes différente. Dans la partie antérieure 81, les ailettes gauche 46 font un angle compris entre 95° et 175° avec l’axe longitudinal tandis que dans la partie postérieure 82, l’angle que font les ailettes gauche 46, est compris entre 5° et 85°. Dans le cas d’espèce, dans la partie postérieure, et à proximité du centre, l’angle est sensiblement égal à 70° et il s’accroit à mesure qu’on s’éloigne du centre. De préférence, la variation de l’angle β est évolutive, l’angle β vaut environ 35° à son maximum.
L’invention ne se limite pas aux quelques modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d’exemple, mais vise à protéger toute configuration équivalente.
Claims (11)
- Ski (1) comportant un noyau (4) prévu pour s’intercaler entre un renfort supérieur (2) et un renfort inférieur(3), ledit noyau comportant un plateau supérieur horizontal (41), un chant latéral gauche (42), un chant latéral droit (43) s’étendent tous deux vers le bas depuis les bords latéraux, respectivement gauche et droit, du plateau supérieur et, au moins, une âme centrale (44) placée entre les deux chants latéraux, ladite âme centrale, et lesdits chants latéraux s’étendant selon l’axe longitudinal X ; caractérisé en ce qu’une pluralité d’ailettes gauches (46), respectivement d’ailettes droites (47) est disposée entre l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre l’âme centrale et le chant latéral droit ; une pluralité d’espaces interstitiels, appelés évidements (45), étant ainsi définis entre les ailettes gauches, l’âme centrale et le chant latéral gauche, respectivement entre les ailettes droites, l’âme centrale et le chant latéral droit.
- Ski selon la revendication précédente caractérisé en ce que les ailettes font un angle compris entre 5° et 85 ° avec l’axe X
- Ski selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les ailettes gauches et les ailettes droites sont disposées symétriquement par rapport à l’axe longitudinal X
- Ski selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les ailettes gauches, respectivement les ailettes droites, sont parallèles les unes avec les autres font un angle β, respectivement -β, constant sur toute la longueur
- Ski selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’angle que font les ailettes gauches avec l’axe X, respectivement les ailettes droites, est variable.
- Ski selon la revendication précédente caractérisé en ce que la variation de l’angle que font les ailettes gauches, respectivement droites, est régulièrement évolutive
- Ski selon l’une des revendications 1, 3, 5 ou 6 caractérisé en ce que dans une portion antérieure du noyau, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85° avec l’axe X et que dans une portion postérieure du noyau, les ailettes gauches font un angle compris entre 95° et 175°.
- Ski selon l’une des revendications 1, 3, 5 ou 6 caractérisé en ce que dans une portion antérieure du noyau, les ailettes gauches font un angle compris entre 95° et 175° avec l’axe X et que dans une portion postérieure du noyau, les ailettes gauches font un angle compris entre 5° et 85°.
- Ski selon l’une des revendications 1, 3, 5, 6, 7 ou 8 caractérisé en ce que la disposition des ailettes gauches et droites présente une symétrie par rapport à un axe Y perpendiculaire à l’axe X et coupant ce dernier dans la portion centrale du noyau.
- Ski selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la base du chant latéral gauche, respectivement du chant latéral droit, respectivement de l’âme centrale, respectivement des ailettes gauches et droites, présente une largeur L42, respectivement L43, respectivement L44, respectivement L46, qui est comprise entre 2 et 8 mm, de préférence comprise entre 3 et 6 mm.
- Ski selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le noyau comprend en outre une plaque s’étendant sous l’âme centrale et les ailettes gauche et droite.
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- 2021-11-03 FR FR2111643A patent/FR3128647A1/fr active Pending
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