La présente invention concerne les skis utilisés en sport d'hiver, et destinés à glisser sur la neige et la glace.
Les skis généralement utilisés comportent une face inférieure de glissement se raccordant à deux faces latérales selon deux arêtes inférieures munies de carres métalliques, les faces latérales se raccordant à une face supérieure. Les skis ont une largeur relativement petite par rapport à leur longueur, leur extrémité antérieure étant recourbée vers le haut pour former une spatule. L'épaisseur du ski est généralement plus importante dans la partie centrale que dans les parties antérieure et postérieure du ski. Dans les formes conventionnelles les plus généralement utilisées, la largeur de la face inférieure du ski est plus petite dans la partie centrale que dans les parties postérieure et antérieure, la largeur étant maximale en partie antérieure du ski, c'est-à-dire au voisinage de la spatule.
Dans les structures connues de ski, la face supérieure du ski est généralement une surface réglée, c'est-à-dire définie par le déplacement longitudinal d'une ligne droite transversale parallèle à la face inférieure du ski. En d'autres termes, la section transversale du ski est généralement un rectangle ou un trapèze, les grands côtés opposés du rectangle ou du trapèze étant formés par la face inférieure et la face supérieure du ski, les petits côtés opposés du rectangle ou du trapèze étant formés par les faces latérales du ski.
L'épaisseur plus importante du ski dans la zone centrale confère à cette zone centrale une rigidité accrue. Cette zone centrale est également destinée à recevoir les fixations pour l'adaptation d'une chaussure d'utilisateur. Par contre, les zones antérieure et postérieure du ski, qui présentent une épaisseur réduite, sont plus flexibles et se déforment élastiquement lors de l'utilisation du ski. Si l'on veut réaliser un ski présentant une bonne souplesse dans les zones antérieure et postérieure, il est donc nécessaire de prévoir de telles zones antérieure et postérieure présentant une épaisseur plus réduite.
Un premier problème rencontré dans les structures traditionnelles de ski est que la zone centrale du ski, qui présente une épaisseur relativement importante pour lui conférer une grande rigidité, provoque une augmentation assez sensible du poids du ski.
Un second problème rencontré dans les structures connues de ski est que l'épaisseur nécessaire du ski, pour obtenir une résistance mécanique suffisante, conduit à avoir des faces latérales de ski présentant une hauteur relativement importante. Cette hauteur relativement importante des faces latérales confère au ski une apparence relativement lourde, et constitue une face d'appui latérale de surface importante s'opposant à la pénétration latérale du ski dans la neige, freinant ainsi les mouvements latéraux du ski en virage ou en dérapage.
Un autre problème rencontré dans les structures connues de ski est que la partie centrale du ski présente une largeur relativement réduite par rapport aux parties d'extrémité du ski, de sorte que la chaussure de ski adaptée sur les fixations en zone centrale du ski déborde généralement de part et d'autre du ski. Il en résulte que, lors de la conduite d'un virage, le ski et la chaussure étant inclinés par rapport au sol, le bord de chaussure intérieur au virage est rapproché du sol et tend à le toucher, ce qui risque de freiner la progression du skieur et de perturber l'efficacité de l'appui sur carres.
Le document FR-A-2 565 836 concerne une structure monobloc de ski qui comprend un caisson renforcé de profil biconvexe s'appuyant sur une paire de carres. Une telle forme rend la structure sensitive à diverses sollicitations (flexion, torsion, compression verticale, microdéformations...).
La présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités par la conception d'une nouvelle forme de ski. La forme du ski est évolutive en fonction de la portion longitudinale considérée le long du ski, et cette forme évolutive est telle que l'on peut donner au ski une hauteur réelle accrue tout en diminuant la hauteur des chants ou faces latérales du ski, donnant au ski l'apparence d'un ski moins épais, et favorisant la pénétration latérale du ski dans la neige.
La forme évolutive du ski selon l'invention est telle que l'on peut simultanément donner aux zones d'extrémité du ski une souplesse accrue sans réduire exagérément la hauteur des chants du ski dans lesdites zones d'extrémité, de façon à conserver une résistance mécanique suffisante de la partie supportant les carres inférieures du ski.
Simultanément, la structure de ski selon l'invention a pour effet de réhausser la zone d'appui de chaussure par rapport à la surface inférieure de glisse du ski, favorisant le dégagement de la semelle de chaussure par rapport au sol lors de la conduite des virages, sans pour autant augmenter le volume et le poids du ski par rapport à une structure traditionnelle à section rectangulaire ou trapézoïdale.
Dans certains modes de réalisation, il est en outre possible de mettre à profit la forme extérieure particulière du ski selon l'invention, pour conférer au ski des propriétés de résistance mécanique accrue en flexion dans la zone centrale, et/ou des propriétés de résistance mécanique accrue en torsion sur toute la longueur du ski, sans pour autant augmenter le volume et le poids du ski par rapport à une structure traditionnelle à section rectangulaire ou trapézoïdale.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le ski selon l'invention est tel que :
Selon un mode de réalisation avantageux, le ski comprend, sur la plus grande partie de sa longueur, une lame supérieure de résistance mécanique disposée au voisinage de la face supérieure du ski dans sa zone médiane proche du plan vertical longitudinal médian du ski, de sorte que la distance entre ladite lame supérieure et le plan des fibres horizontales neutres du ski varie en fonction du rayon moyen RM de face supérieure du ski, et ladite lame est ainsi plus éloignée du plan des fibres neutres dans les zones à rayon moyen RM faible, et est plus proche du plan des fibres neutres dans les zones à rayon moyen RM plus grand.
Selon un autre mode de réalisation, le ski comprend une structure en caisson, formée d'un noyau central entouré d'un élément tubulaire de résistance mécanique, l'élément tubulaire ayant une surface extérieure proche de la surface extérieure du ski et sensiblement parallèle à celle-ci, de sorte que la section transversale de l'élément tubulaire est arrondie pour suivre la forme convexe de la face supérieure du ski, conférant à l'élément tubulaire une meilleure rigidité en torsion.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :
Comme le représentent les figures, le ski selon l'invention comporte une face inférieure de glissement 1 se raccordant à deux faces latérales 2 et 3 selon deux arêtes inférieures respectives 4 et 5 munies de carres métalliques. Les faces latérales 2 et 3 se raccordent à une face supérieure 6. L'extrémité antérieure du ski est recourbée vers le haut pour former une spatule 7. L'extrémité postérieure du ski est légèrement recourbée vers le haut pour former le talon 8. Le ski peut notamment comprendre un embout de spatule 7 et un protège talon 8, fixés par tous moyens tels que encliquetage, collage ou autres.
Les faces latérales 2 et 3 du ski, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5, sont inclinées par rapport à la perpendiculaire à la face inférieure 1 du ski, selon un angle A sensiblement constant. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, les faces latérales 2 et 3 du ski sont sensiblement perpendiculaires à la face inférieure 1. En réalité, dans un ski selon l'invention, on peut choisir un angle A voisin de zéro degré comme dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, ou un angle A voisin de cinq degrés et constant comme dans le mode de réalisation des figures 3 à 5, ou un angle A dont la valeur est évolutive en fonction de la position longitudinale considérée le long du ski. Par exemple, l'angle A peut être plus grand au voisinage des extrémités du ski, sur les coupes A-A de la figure 3 ou C-C de la figure 5, que dans la zone centrale du ski sur la coupe B-B de la figure 4.
Les faces latérales 2 et 3 du ski se raccordent à la face supérieure 6 par des arêtes latérales supérieures 9 et 10 à section transversale arrondie de rayon RL. Le rayon RL présente avantageusement une valeur inférieure à 6 millimètres.
La face supérieure 6 du ski selon l'invention présente, en coupe transversale, sur au moins la plus grande partie de la longueur du ski, une forme convexe, par exemple arrondie. Cette forme convexe de coupe transversale de face supérieure 6 de ski est une ligne supérieure dont la partie centrale constitue un sommet et dont les deux extrémités sont inclinées d'un angle inférieur à 60 degrés environ par rapport à la face inférieure du ski. Ladite ligne supérieure présente une forme identique à ou peu différente d'un cercle, c'est-à-dire qu'elle s'écarte relativement peu du cercle passant par ledit sommet et lesdites extrémités. Ledit cercle qui approxime le mieux la forme convexe de coupe transversale de face supérieure du ski présente un rayon appelé rayon moyen RM de coupe transversale.
Le rayon moyen RM de coupe transversale varie en fonction de la position longitudinale de coupe transversale considérée le long du ski. Les valeurs que prend le rayon moyen RM dans la zone centrale du ski sont inférieures aux valeurs que prend le rayon moyen RM dans l'une au moins des zones d'extrémité antérieure ou postérieure du ski.
Dans les modes de réalisation qui ont été représentés sur les figures, la forme convexe de coupe transversale de face supérieure de ski est sensiblement identique à un cercle, c'est-à-dire que sa courbure est sensiblement constante sur toute la largeur de la section transversale. Ce mode de réalisation confère une certaine régularité de surface supérieure.
Cependant, l'invention s'applique également à d'autres formes convexes de coupe transversale de face supérieure. Par exemple, on peut définir une face supérieure de forme plus élliptique, avec une partie centrale dont la courbure est plus faible que la courbure des zones latérales de face supérieure. Il faut cependant éviter que la courbure des zones latérales de face supérieure soit trop importante, car on se rapproche alors d'un rectangle, et l'on perd les avantages de l'invention.
On peut également concevoir une face supérieure de ski dont la coupe transversale est une ligne polygonale proche du cercle de rayon moyen RM, par exemple une ligne à trois segments, avec un segment central sensiblement parallèle à la face inférieure du ski et deux segments latéraux inclinés.
Dans tous les cas, que ce soit une ligne elliptique, une ligne polygonale ou toute autre forme, ladite forme convexe de coupe transversale de face supérieure de ski doit rester peu différente d'un cercle passant par sa partie centrale et ses extrémités.
Dans le mode de réalisation avantageux représenté sur les figures 3 à 5, les valeurs que prend le rayon moyen RM dans la zone centrale du ski, représentée sur la figure 4, sont inférieures aux valeurs dudit rayon moyen RM dans la zone d'extrémité antérieure du ski, représentée sur la figure 3, et sont inférieures aux valeurs que prend ledit rayon moyen RM dans la zone d'extrémité postérieure du ski, représentée sur la figure 5. Egalement, le rayon moyen maximum REA dans la zone d'extrémité antérieure du ski est avantageusement supérieur au rayon moyen maximum REP dans la zone d'extrémité postérieure du ski.
En alternative, pour rechercher d'autres effets, on pourrait prévoir que le rayon moyen maximum REA dans la zone d'extrémité antérieure du ski est inférieur au rayon moyen maximum REP dans la zone postérieure du ski.
Les fixations de ski, destinées à assujettir une chaussure de ski sur la face supérieure 6 du ski, sont généralement disposées dans la zone centrale du ski ou un peu en arrière du milieu du ski dans la zone représentée sur les figures 1 et 2 entre les plans de coupe transversaux F-F et G-G. Selon les cas, et en particulier en fonction de la dimension des chaussures de ski de l'utilisateur, les fixations sont fixées sur la face supérieure du ski en des positions longitudinales qui peuvent différer d'un cas à l'autre, et qui se situent dans une zone de longueur comprise entre 40 et 60 centimètres environ. Pour faciliter le positionnement des fixations sur la face supérieure du ski, on peut avantageusement prévoir que le rayon moyen RM de section transversale garde une valeur sensiblement constante RC dans toute la zone centrale comprise entre les plans F-F et G-G. On peut ainsi prévoir des fixations dont la face inférieure d'appui est conformée pour s'appliquer exactement sur la face supérieure de ski, quelle que soit la position longitudinale dans la zone centrale destinée à recevoir les fixations.
On peut avantageusement prévoir une courbure de face supérieure de ski telle que :
La figure 9 illustre les variations de rayon moyen RM, ou de courbure, de la section transversale de face supérieure du ski en fonction de la position longitudinale de la coupe transversale considérée. La courbre 20 représente le profil transversal de la face supérieure de ski dans la zone centrale du ski. Dans cette zone centrale, la courbure est constante, et, pour suivre les variations de largeur du ski, la courbe s'arrête aux extrémités 21 et 22 dans la partie la plus étroite du ski, et se prolonge jusqu'aux extrémités 23 et 24 dans les sections transversales de partie centrale de ski plus proche des extrémités du ski. La courbe 30 représente le profil transversal de face supérieure de ski dans la zone de talon. La courbe 40 représente le profil transversal de face supérieure de ski dans la zone de spatule.
De préférence, pour éviter les discontinuités de forme, le rayon moyen RM de face supérieure 6 de ski varie de façon continue en fonction de la position longitudinale de coupe transversale considérée le long du ski, depuis la valeur RC dans la zone centrale du ski, jusqu'aux maximums REA et REP des zones antérieure et postérieure du ski.
Le rayon moyen RM de face supérieure de ski varie en fonction de la position longitudinale de la coupe transversale considérée, car pour obtenir la flexibilité voulue, l'épaisseur du ski doit s'amenuiser plus on s'approche des extrémités. Et, comme le ski s'élargit en même temps, la face supérieure 6 doit s'aplatir de plus en plus d'une façon progressive, pour éviter de trop diminuer la hauteur des chants au voisinage des extrémités. Il en résulte que l'on a intérêt à augmenter de façon continue la valeur du rayon moyen RM lorsque l'on se rapproche des extrémités.
Grâce à la forme arrondie convexe de la face supérieure 6 de ski, notamment dans la zone centrale de ski représentée sur la figure 4, on comprend que l'on obtient une hauteur H1 du ski relativement importante et une hauteur H2 des chants du ski relativement faible, pour une même section transversale de ski, par rapport à la hauteur H constante obtenue dans le cas d'un ski à section rectangulaire tel que représenté sur la figure 6. Ainsi, par rapport à un ski traditionnel à section rectangulaire, pour une même section et donc un même poids, le ski selon la présente invention permet d'augmenter la hauteur H1 ou distance de la semelle de chaussure par rapport au sol, et permet de diminuer simultanément la hauteur H2 des chants ou faces latérales 2 et 3 du ski.
Selon l'invention, on peut avantageusement mettre à profit la forme particulière convexe de la face supérieure 6 du ski pour adapter des moyens particuliers de structure interne du ski conférant au ski une rigidité accrue.
Par exemple, sur la figure 7, la structure interne du ski comprend une lame supérieure de résistance mécanique 11, d'épaisseur E1 et de largeur B1, disposée à proximité de la face supérieure 6 du ski. La lame supérieure de résistance mécanique 11 a pour effet de conférer au ski une rigidité suffisante pour s'opposer correctement à la flexion du ski dans le sens longitudinal. Lors d'une flexion, le ski réagit comme une poutre et se forme en arc, les fibres situées vers l'intérieur de l'arc tendant à se raccourcir, les fibres situées vers l'extérieur de l'arc tendant à s'allonger, et l'on peut définir un plan moyen 12 contenant les fibres neutres c'est-à-dire les fibres dont la longueur n'est pas sensiblement modifiée lors de la flexion. L'effet de rigidification obtenu par la lame supérieure de résistance mécanique 11 dépend naturellement de l'épaisseur E1 et de la largeur B1 de la lame, ainsi que de la nature du matériau utilisé pour former cette lame, mais dépend également de manière très importante de la distance moyenne 0,5 x (Y1 + Z1) entre cette lame 11 et le plan 12 des fibres neutres. La rigidité obtenue est ainsi fortement augmentée lorsque l'on augmente la distance Y1 entre ladite lame 11 et le plan 12 des fibres neutres.
Dans le cas de la présente invention, la forme convexe de la face supérieure 6 du ski, permet de disposer la lame supérieure de résistance mécanique 11 à une distance moyenne 0,5 x (Y1 + Z1) plus grande que la distance moyenne 0,5 x (Y + Z) possible dans une structure à section rectangulaire telle que représentée sur la figure 6. Grâce à cette augmentation de distance, l'invention permet de réduire sensiblement l'épaisseur E1 et la largeur B1, et donc le volume et le poids de la lame supérieure de résistance mécanique 11 pour une performance équivalente par rapport à une structure traditionnelle à section rectangulaire d'épaisseur E et de largeur B. On peut, par exemple, prévoir une lame supérieure de résistance mécanique 11 dont la largeur B1 est inférieure à la largeur B de la lame nécessaire dans une structure traditionnelle à section rectangulaire, pour des mêmes épaisseurs E1 et E. Il en résulte que le poids total du ski selon la présente invention peut être inférieur au poids d'un ski traditionnel à section rectangulaire ou trapézoïdale.
Dans le mode de réalisation de la figure 8, on met à profit la forme particulière du ski selon l'invention pour augmenter sa rigidité en torsion. Dans ce cas, le ski comprend une structure en caisson, formée d'un noyau central 13 entouré d'un élément tubulaire 14 de résistance mécanique. L'élément tubulaire 14 présente une surface extérieure qui est proche de la surface extérieure du ski et sensiblement parallèle à celle-ci, ou qui peut constituer la surface extérieure du ski elle-même. De cette façon, la section transversale de l'élément tubulaire est convexe, par exemple arrondie convexe au moins dans la portion correspondant à la face supérieure 6 du ski, de sorte que la section générale de l'élément tubulaire se rapproche d'une section circulaire, conférant à l'élément tubulaire une meilleure rigidité en torsion.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.