FER A EQUIDE ET PROCEDE DE FABRICATION

L'invention concerne un fer à équidé. Ce peut être notamment un fer à cheval. L'invention a trait également à un procédé de fabrication dudit fer à équidé.

Arrière-plan de l'invention

II n'est pas contesté qu'un fer à équidé de forme proche du fer gaulois, fer cloué s'est multiplié et vulgarisé à l'époque gallo-romaine.

L'origine du fer à cheval est très controversée.

Les fouilles démontrent que l'utilisation du fer à équidé est effective, tout d'abord chez les celtes (400 à 50 av JC), depuis 2400 ans. II existe de nombreux documents techniques relatifs au fer à cheval ou fer à équidé.

Le but initial du fer à cheval est de protéger le pied du cheval notamment sur les sols durs, on peut penser qu'un premier développement de ces fers à cheval a eu lieu avec les développements des voies romaines pavées. En effet le but premier d'un fer est d'éviter l'usure prématurée de la corne, problème qui ne se pose pas au naturel. Dans les périodes de guerre, notamment au moyen âge, un autre but du fer à cheval était de protéger le pied du cheval contre les pointes anti-cavalier fichées dans le sol.

Un fer à cheval a traditionnellement une forme de U, est en métal, tel que du fer et est adapté à la forme du pied du cheval à ferrer par le maréchal ferrant et ensuite fixé sur la corne dudit pied au moyen de clous. Le problème principal posé par les fers à cheval connus est qu'ils entravent le rôle amortissant du pied du cheval. En effet lors de l'impact sur le sol, le pied d'un cheval peut subir, en fonction du poids du cheval et du type d'impact, par exemple en course et/ou lors de sauts, des efforts brefs mais intenses, pouvant aller,- en cas de réception de sauts-, jusqu'à 2,5 tonnes,

Le pied du cheval est naturellement prévu pour amortir de tels chocs et s'élargit notamment au moment de l'impact, en direction horizontale et/ou verticale selon le cas, pour amortir le ou lesdits chocs. Le pied se rétracte ensuite à la fin du déroulement pour pouvoir s'élargir à nouveau lors d'un impact suivant.

Or les fers traditionnels extrêmement rigides ne permettent pas au pied de s'élargir et se rétracter et entravent donc le rôle amortissant du fer à cheval. Ils sont donc préjudiciables à un bon amortissement des chocs sur le pied du cheval lors de la pratique. Ce problème d'amortissement est particulièrement crucial pour la pratique sportive du cheval, course (notamment dans les virages) et sauts d'obstacle.

Par ailleurs, selon le type de pratique, par les courses de trot, les fers actuels entravent la vitesse naturelle du cheval, ce qui conduit à déferrer les chevaux pour augmenter la vitesse en course.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de satisfaire aux exigences contradictoires de : la protection du pied du cheval rendue nécessaire par le travail imposé par l'homme, et notamment quelle que soit la discipline,

et conserver les caractéristiques de dynamisme et d'amortissement naturelles du pied du cheval. Un but de l'invention est notamment de proposer un fer à cheval permettant que le cheval soit aussi performant ferré que déferré, mais qu'il soit protégé de l'usure afin de pas engendrer de souffrances pour l'animal.

Un autre but est également de proposer un fer à équidé qui soit léger, amortissant, résistant à l'usure, peu épais, peu coûteux. Un autre but est également que le fer soit simple à fabriquer. Un autre but est également que le fer puisse adhérer au pied du cheval en étant soit cloué, soit collé ou résiné. Un but de l'invention est également de fournir un procédé de fabrication fiable et peu coûteux et respectant les méthodes de pose par maréchal ferrant traditionnelles.

Selon l'invention, ce ou ces buts sont atteints par le fait que le fer présente en section transversale sur au moins une partie de sa longueur une rainure sur chacune de ses faces supérieure et inférieure. Cette construction confère au fer une section transversale en forme de profilé en I (type profilé IPN, IPE ou HE A) couché (ou H aplati).

Selon un mode de réalisation, les rainures des parties dessus et dessous de la barre en demi- rond s'étendent depuis les extrémités libres des branches du fer jusqu'à la partie pince du fer à cheval.

Par ailleurs, selon encore un mode de réalisation, dans le cas où les rainures de dessus et de dessous s'arrêtent au niveau de la partie pince du fer à cheval, il comporte une rainure latérale réalisée sur au moins un ou sur chaque côté de la partie pince, conférant à la section transversale une forme de profilé en I (type profilé IPN, IPE ou HEA) non plus couché, mais debout (ou H couché). Dans ce mode de réalisation, le fer à cheval présente donc alternativement dans la partie pince, centrale du fer, une section transversale en forme de I debout, donc une section transversale ayant un certain degré de flexibilité en direction transversale et, sur chaque branche, une section transversale en forme de profilé en I couché, lui conférant au contraire un certain degré de flexibilité en direction verticale.

La section transversale en profilé en I couché permet une flexibilité verticale indépendante des deux branches du fer à cheval et permet donc un meilleur amortissement des chocs en direction verticale.

La partie en profilé en I droit ou debout dans la partie pince permet de garder une certaine rigidité dans la partie centrale, ou pince, du fer et permet donc de conserver l'aspect relance indispensable en cas de course, tout en permettant un certain degré de liberté en direction transversale très utile par exemple pour la prise de virages et permettant un réel gain de temps pouvant aller jusqu'à une seconde par virage.

Cette forme de fer permet donc d'améliorer la transmission de l'influx du cheval dans la partie pince et l'amortissement au talon grâce aux branches du fer, la forme de section transversale spécifique permettant de mieux suivre le mouvement du coussinet plantaire du pied du cheval qui s'écarte lors de la phase d'appui au sol et permet ainsi l'amortissement des efforts.

Selon un mode de réalisation, le fer à cheval selon l'invention est en un matériau léger et résistant tel que du titane, et par exemple en titane TÏ6AI4V de groupe 5. Un tel fer à cheval permet donc de respecter pour la première fois dans un tel matériau la flexibilité verticale indépendante des deux branches du fer et la flexibilité horizontale naturelle du pied du cheval sans contrainte.

Le fer à cheval selon l'invention, présente alors en section transversale sur au moins une partie de sa longueur un design unique en forme de papillon (c'est-à-dire ayant en section transversale une forme de papillon ou profilé en I couché) et est en titane ou tout autre métal ou matériaux composés conservant au moins les caractéristiques de légèreté, de malléabilité, de résistance mécanique et de résistance à l'abrasion du titane.

L'invention concerne également un procédé de fabrication, soit moulé, soit usiné, d'un tel fer, comprenant dans un exemple de réalisation les étapesconsistant à :

• réaliser sur la partie plate ou partie dessus d'une barre en demi-rond une rainure sur au moins une partie de la longueur

• réaliser sur la partie demi-ronde ou partie dessous d'une barre en demi-rond une rainure sur au moins une partie de la longueur

• à réaliser les trous de fixation,

• à forger ou mouler le fer à équidé à la forme voulue à partir de la barre en demi- rond obtenue dans les étapes précédentes.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront décrits et mis en évidence dans l'exposé suivant, qui est donné de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux figures annexées qui représentent schématiquement :

Figure 1 : Un fer à équidé selon l'invention, en vue de dessus

Figure 2 : Un fer à équidé selon l'invention, en vue de dessous

Figure 3 : Un fer à équidé des figures 1 et 2 en vue de face avant

Figure 4 : Un fer à équidé des figures 1 et 2 en vue de face arrière

Figure 5 : Un fer à équidé selon l'invention en perspective 3 D vue de dessus

Figure 6 : Un fer à équidé selon l'invention en perspective 3D vue de dessous

Figure 7 : Un fer à équidé en coupe selon le plan Δ'

Figure 8 : Un fer à équidé selon un second mode de réalisation en vue similaire à la figure 5

Figure 9 : une vue en coupe selon IX-IX de la figure 8. Deux exemples de réalisation à titre illustratif et non limitatifs vont être donnés ci-après.

Sur les figures 5 et 6, le fer à équidé selon l'invention présente la forme d'un fer à cheval, c'est-à-dire qu'il est sensiblement en forme de U, mais avec un design unique de section transversale sensiblement en forme de papillon, permettant la flexibilité et l'amortissement. Ce fer à cheval comporte deux parties latérales 1 et 2, symétriques par rapport à l'axe

AA, cf. Figure 1. Sa partie supérieure 3 destinée à être en contact avec le pied du cheval est plane, tandis que sa face inférieure 4 destinée à être en contact avec le sol a une forme arrondie.

Ainsi que le montrent les figures et plus particulièrement les figures 1, 2 et 4, le fer à cheval selon l'invention présente en section transversale sur toute sa longueur une rainure, respectivement 5, 6, sur chacune de ses faces respectivement supérieure 3 et inférieure 4.

La rainure inférieure 6 a une forme sensiblement rectangulaire telle qu'obtenue par exemple à la suite d'une opération de fraisage avec une fraise normale, tandis que la rainure supérieure 5 a une forme plus conique, voire en queue d'aronde , obtenue à l'aide d'une fraise de forme appropriée, par exemple de forme conique, afin de loger un éventuel insert amortissant ainsi qu'on le verra plus loin. La rainure 5 a notamment une largeur en direction transversale plus importante au niveau de sa base 5a, que de son ouverture 5b.

Bien entendu d'autres formes de rainures 5 et 6 sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention.

Les rainures 5, 6 et sont dans l'exemple représenté réalisées sur tout la longueur du U formant le cheval, sur chacune des faces de celui-ci et à peu près disposées centralement par rapport à la section transversale dudit U, cela confère à l'ensemble une section transversale en forme de profilé en I couché (type IPN, IPE ou HEA) ou encore sensiblement en forme de de papillon.

Des trous ou étampures 7 sont, de façon connue, en soi réalisés régulièrement le long des rainures.

Le matériau est du titane TÏ6A14V de groupe 5 ou de toute autre matériau possédant des caractéristiques combinant une résistance (limite élastique) ou une résistance mécanique supérieure, ou une résistance à l'érosion supérieure et /ou d'une densité inférieure.

Grâce au matériau utilisé, l'épaisseur e du fer pourra être de l'ordre de seulement 4 à 13 mm et préférentiellement à peu près de 4 à 10 mm, cf. Figure 7. Ce fer par sa faible épaisseur, permettra ainsi à la structure du pied nommée fourchette de toucher aisément le sol en phase d'appui et d'assurer ainsi pleinement son rôle d'élargisseur de parois du pied par le contre-appui sur les coussinets plantaires, permettant un amortissement optimal. Dans le domaine des compétitions de trot, on observe actuellement une tendance qui consiste à déferrer les chevaux afin de rendre aux pieds toute leur fonction dynamique, assurant un meilleur passage des jambes dans le mouvement. Un tel fer permettra d'obtenir le même résultat tout en assurant la fonction de protection du pied.

La largeur L du fer en section transversale (cf. fig. 7) pourra, en fonction de la partie de la branche ou de l'utilisation du fer être de 13 mm à 30 mm.

La forme papillon ou profilé en I couché, que l'on distingue en coupe, figure7, permet par la présence de la rainure basse 6 en face inférieure 4, une bonne accroche au sol humide. La rainure 5 en position sur la face supérieure 3, permet de glisser, après mise en forme, une couche ou cale supérieure en polyéthylène ou en polyuréthane (du type de celle représentée en 28 en liaison avec le second mode de réalisation sur la figure 8) dont le rôle sera antivibratoire

Le fer par sa composition, sa forme et selon une version avantageuse de l'invention permet d'ouvrir les deux parties latérales 1 et 2 (figure 1) :

Sur un plan horizontal d'au moins 10 mm par rapport à l'axe AA

Et sur un plan vertical par rapport à ce même axe AA, permettant de suivre la flexion du pied dans les appuis en virage.

Cette flexion restant dans la plage d'élasticité du fer et de son matériau, le retour à l'état initial s'effectue sans dommage structurel du fer à cheval.

Selon la quantité de fers à produire, deux Procédés de fabrication peuvent être envisagés :

A) Moins de 5Ό00 pièces

Pour fabriquer le fer à équidé selon l'invention, on peut procéder de la manière suivante :

On part d'une barre ronde en titane rigide d'un diamètre compris entre 12 mm et 30 mm On la coupe dans le sens de la longueur afin d'obtenir deux demi ronds On usine sur la face plate supérieure 3 de cette barre ½ ronde à l'aide, par exemple d'une fraise conique, afin d'obtenir une rainure 5, par exemple conique et notamment plus large à sa base 5a qu'au niveau de son ouverture 5b, et ayant par exemple une largeur de 5 mm à 2mm au niveau de son ouverture supérieure 5b et une largeur de 6 à 10 mm à sa base 5a. La rainure 5 aura par exemple une profondeur de 2mm sur ladite face supérieure 3.

On usine sur la face inférieure 4 ronde de la barre ½ ronde, par exemple à l'aide d'une fraise cylindrique, une rainure 6 d'environ 5 mm de largeur et d'environ 2 à 3 mm de profondeur.

- Les deux rainures 5, 6 sont réalisées selon l'axe longitudinal de la barre et sur toute la longueur dudit fer, cf. Figure 1 et Figure 7, on obtient alors le profil de papillon ou profilé en I couché souhaité, par la superposition des deux rainures 5 et 6..

On réalise par fraisage 10 étampures 7.

On porte dans une forge cette barre préalablement coupée (en direction transversale) en segments de barre de dimensions variables et fonction des tailles de fers que l'on souhaite obtenir.

La forge porte le fer en titane à la température de 1000 à 1200 °C

La barre est placée à chaud dans une presse hydraulique où préalablement une empreinte (ou moule) métallique de mise en forme, amovible et de forme variable et adaptée au type de fer envisagé (forme et /ou taille) a été préalablement installée, (non représentés sur le dessin)

Une pression progressive et variable d'au moins 250 kg est appliquée, permettant de courber le fer sans déformation de ses structures ni diminution de ses capacités techniques.

- On ressort le fer à équidé et le laisse refroidir à température ambiante, afin de lui préserver toute ses qualités.

B) Plus de 5Ό00 pièces produites

Le procédé de fabrication sera alors réalisé par moulage, avant l'opération de forgeage par le maréchal ferrant, dans des moules de formes et de tailles regroupant tous les besoins nécessaires pour satisfaire les besoins du pied du cheval : aplombs, pathologies, ou disciplines de travail différentes. Le fer ainsi moulé pourra être travaillé par le maréchal ferrant pour l'adaptation au pied du cheval.

Selon un mode de réalisation, le matériau utilisé est un matériau métallique léger et résistant tel que du titane TÏ6AI4V de groupe 5, tout autre métal ayant des propriétés similaires et/ou équivalentes et pourront être utilisés et notamment matériau possédant des caractéristiques combinant une résistance (limite élastique) ou une résistance mécanique supérieure, ou une résistance à l'érosion supérieure et /ou d'une densité inférieure.

Grâce au matériau utilisé, l'épaisseur du fer pourra être de l'ordre de seulement 4 à 13 mm et préférentiellement à peu près de 4 à 10 mm, cf. Figure 7 ; les minima envisagés sont: Densité : Inférieure à 4.8

Résistance mécanique : Supérieure ou égale à la plage de 895 N/mm2

Résistance (Re) limite élastique : Supérieur à 500 Mpa

Plus particulièrement un titane de groupe 5, TÏ6A14V ou norme équivalente

Ce fer à cheval à l'avantage remarquable de protéger le pied du cheval de l'abrasion tout en conservant le rôle amortissant et par ce fait sa dynamique. Il respecte une élasticité naturelle du pied du cheval. Ce que les professionnels appellent « le phénomène de pompe »

Le Fer à équidé selon l'invention peut être fixé sur les jambes antérieures et/ou postérieures de l'animal

La fixation peut se faire de façon traditionnelle, au moyen de clous nommés rivets, passés dans les trous de fixation ou étampures 7 ou par collage.

Les figures 8 et 9 illustrent un second mode de réalisation, dans lequel les éléments similaire ou identiques seront désignés par les mêmes références augmentées de 10. Ainsi, ce fer à cheval selon le second mode de réalisation comporte deux parties latérales

10 et 12, symétriques par rapport à l'axe AA, cf. Figure 8. Sa partie ou face supérieure 13 destinée à être en contact avec le pied du cheval est plane, tandis que sa face inférieure 14 destinée à être en contact avec le sol a une forme arrondie. De même que dans l'exemple précédent, ce fer à cheval présente en section transversale sur toute sa longueur une rainure, respectivement 15,16, sur chacune de ses faces respectivement supérieure 13 et inférieure 14.

Les rainures 15, 16 sont semblables aux rainures 5, 6 précédemment décrites et confèrent de même au fer en section transversale une forme de papillon ou profilé en I couché (ou H aplati) de par leur superposition.

La différence principale par rapport au mode de réalisation précédent est que lesdites rainures 15,16 ne s'étendent pas sur toute la longueur du fer mais s'étendent seulement depuis les extrémités libres 12a, l ia des parties latérales respectivement 11, 12 jusqu'à une partie centrale, nommée pince 20 du fer.

De ce fait, seules les branches 30, qui comportent les parties, appelées quartier 33 et mamelle 34 et situées de chaque côté du fer auront en section transversale la forme de papillon ou profilé en I couché décrits en relation avec l'exemple de fer précédent.

Par ailleurs, ainsi que le montre notamment la figure 9, le fer à équidé comporte, sur au moins ou sur chacun des côtés latéraux et respectivement intérieur (ou médial) 22 et extérieur 21, une rainure latérale, à savoir disposée sensiblement à l'horizontale et débouchant sur la face externe du profilé, respectivement 25, 26.

Ainsi que le montre plus particulièrement la figure 9, ces rainures 25, 26 confèrent alors à la section transversale du fer dans la partie pince 20 une forme de profilé en I écrasé ou H couché, ç' est- à-dire un profilé similaire à celui conféré par les rainures 15 et 16 dans les branches du fer à cheval mais orienté selon une direction à 90°. Dans ce mode de réalisation, le fer à cheval présente donc alternativement dans la partie pince 20, centrale du fer, une section transversale en forme de I debout, donc une section transversale ayant un certain degré de flexibilité en direction transversale et, sur chaque branche 30, une section transversale en forme de profilé en I couché, lui conférant au contraire un certain degré de flexibilité en direction verticale, ces directions respectivement verticales et transversales sont représentées par les vecteurs V et T sur les figures 4 et 9. Ces directions sont indiquées par les vecteurs respectivement V et T sur la figure 9. La section transversale en profilé en I couché permet une flexibilité verticale indépendante des deux branches 30 du fer à cheval et permet donc un meilleur amortissement des chocs en direction verticale. La partie en profilé en I droit dans la partie pince 20 permet de garder une certaine rigidité dans la partie centrale, ou pince du fer et permet donc de conserver l'aspect relance indispensable en cas de course , tout en permettant un certain degré de liberté en direction transversale très utile par exemple pour la prise de virages et permettant un réel gain de temps pouvant aller jusqu'à une seconde par virage.

Cette forme de fer permet donc d'améliorer la transmission de l'influx du cheval dans la partie pince 20 et l'amortissement au talon grâce aux branches 30 du fer, la forme de section transversale spécifique permettant de mieux suivre le mouvement du coussinet plantaire du pied du cheval qui s'écarte lors de la phase d'appui au sol et permet ainsi l'amortissement des efforts. On notera que selon un mode de réalisation, on pourra cependant avoir une rainure dessus et/ou dessous (15, 16) en même temps que les rainures latérales (25, 26) dans toute la partie pince (20) ou sur une partie de celle-ci.

Sur la figure 9 est également représenté un insert ou cale antivibratoire 28 en matériau amortissant tel que résine de polyéthylène ou polyuréthane disposé dans la rainure supérieure 15 comme expliqué précédemment et qui permet de réduire la vibration de 800 Hz à 150 Hz dans le structures osseuses de la jambe du cheval.

Cet insert peut être fixé par simple liaison de forme dans la rainure, notamment lorsque celle- ci est plus large en bas qu'en haut et a une forme conique ou de queue d' aronde. On peut éventuellement aussi envisager une fixation par d'autres moyens et notamment collage.

En conclusion, le fer à cheval selon invention permet à un cheval d'être aussi performant à l'état ferré que déferré. Sachant que pour les chevaux de course trotteur, les pieds déferrés d'une ferrure classique permettent de gagner en moyenne une seconde sur 2700 m, cela représente un avantage de 25 m, énorme dans une course. Ce gain de temps est gagné essentiellement en virage du fait de l'indépendance des deux branches du pied du cheval rendues possibles par le fer à cheval selon l'invention.

C'est l'équivalent en automobile de la supériorité des roues indépendantes face au pont rigide.

Ces fers selon l'invention permettent donc non seulement d'augmenter les performances des chevaux mais permettent en outre de protéger de l'usure le pied du cheval, de ne pas engendrer de souffrance pour celui-ci. Ils permettent également aux structures ligamentaires tendineuses ou musculaires de ne pas être soumises à des efforts inconsidérés et non adaptés, et donc de préserver le capital santé du cheval. Ce fer à cheval selon l'invention permet donc de combiner tous les avantages de ce qui existe actuellement tout en répondant aux attentes actuelles notamment de protection et de durabilité du fer. Le fer à cheval selon l'invention est flexible, léger, amortissant, résiste à l'usure. Il est peu coûteux. Il est également simple à fabriquer et il peut être fixé au pied du cheval soit par cloutage, soit par colle soit par résine. Il permet de faire respecter pour la première fois dans un tel matériau métallique la flexibilité fixe verticale indépendante des deux branches du fer et la flexibilité horizontale naturelle du pied du cheval sans contrainte.

Le fer selon l'invention peut être utilisé dans toute utilisation du cheval, simple travail, loisir ou toute discipline sportive, grâce à sa légèreté, se combinant à sa résistance à l'érosion, et à ses caractéristiques élastiques et de résistances mécaniques élevées. Respectant le caractère dynamique du pied du cheval, en étant peu contraignant pour l'animal qui le porte, il permet à ce dernier de gagner en confort (amortissement) et en performances (vitesse et dynamisme).

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés ci- avant à titre d'exemples non limitatifs, mais en englobe tous les modes de réalisation similaires ou équivalents. C'est ainsi que les rainures représentées peuvent avoir des formes et/ou dimensions différentes fonction du cheval, type d'activité... etc.

De même tout matériau autre que le titane et présentant des caractéristique similaires ou équivalents pourra être utilisé.

Les formes des rainures pourront également être différentes, l'essentiel étant d'obtenir une forme de profilé ayant des caractéristiques similaires à un profilé de type I couché ou debout, c'est-à-dire ayant une plus grande inertie dans une direction donnée, respectivement verticale ou longitudinale que dans l'autre direction respectivement horizontale ou verticale.