Brevet FR2743731A1 — publié le 19970725

DISPOSITIF DE FREINAGE D'UN PATIN A ROUES La présente invention concerne un patin à roues, et notamment à roues en lignes, apte à être associé à une chaussure dont la semelle est fixée à une platine supérieure d'un châssis sur lequel sont disposées les roues de patinage. Ce type de patin est destiné à l'entraînement des patineurs sur glace hors patinoire, mais également à tous sportifs désireux d'entretenir ou de perfectionner, sur un sol dur goudronné, cimenté, etc..., les techniques utilisées dans des sports de glisse tels que le ski de piste, le ski de fond, le patin à glace, etc. C'est ainsi que la pratique de ce sport comprend une phase motrice ou propulsive en faisant diverger le patin vers l'extérieur et en prenant un appui latéral sur les roues ainsi inclinées, à la manière d'une prise de carre, puis une phase de glisse s'effectuant en repositionnant les roues perpendiculairement par rapport au sol. II s'est vite avéré indispensable de disposer d'un dispositif de freinage sur ce type de patin tant pour pouvoir répondre à des critères de sécurité que pour permettre de réaliser certaines figures de patinage artistique ou acrobatique. Un tel dispositif est connu par le brevet américain n" 5 299 815 décrivant un patin à roues en ligne ayant pour particularité d'avoir un frein dont le principe de fonctionnement consiste à mettre en oeuvre un organe de freinage dont la mise en action par contact avec le sol a pour effet de le faire passer dune position de repos située au-dessus du plan inférieur des roues, à une position de freinage située en-dessous de ce plan. Ceci revient à dire que, pendant le freinage, les roues situées entre une roue d'extrémité, avant par exemple, et le frein situé dans ce cas à une extrémité arrière du châssis, sont en l'air entre ces deux extrémités. On comprend bien qu'une telle disposition des moyens de freinage par rapport aux autres éléments constitutifs du patin conduit à devoir lever encore plus la roue arrière, déjà en l'air, pour désactiver le frein pour qu'il revienne à une position de repos. Cela nécessite un effort supplémentaire et contradictoire de la part du patineur conduisant à sa destabilisation. De plus, un tel agencement a pour autre inconvénient de procurer un manque de progressivité dans l'action de freinage en produisant un effet de tout ou rien. En fait, si l'on veut freiner progressivement il est nécessaire de répéter plusieurs fois l'action de freinage. Cela donne un freinage par à-coup non confortable et destabilisateur. II existe également des dispositifs de freinage agissant sur une ou plusieurs roues par frottement d'un patin sur un tambour ou un disque ou même sur la bande de roulement. L'inconvénient dans ce cas réside dans le fait qu'on arrive rapidement au blocage de la roue et à une usure indésirable de celle-ci. Sont également connus des systèmes comportant une roulette de ralentissement, mais dans ce cas l'efficacité de freinage est réduite par le fait que le patineur ne peut pas obtenir plus de ralentissement en appuyant plus. Dans la demande de brevet FR 95.12909 non pré-publiée, il est proposé une solution consistant à mettre en oeuvre un élément rotatif solidaire d'une extrémité du châssis à proximité du sol et dont la surface périphérique exteme est composée d'au moins une rampe croissante dans la direction de patinage et de freinage, formant une came, rotative autour d'un axe d'articulation dudit châssis et agissant en cours de développement à l'encontre d'un organe de rappel élastique antagoniste dès sa mise en contact avec le sol. II est à noter que ce dispositif offre un freinage allant en s'amplifiant à partir d'un premier contact avec le sol, sans pour autant que le mouvement lié au freinage ou que l'effort nécessaire à celui-ci soit accentué par le patineur. En fait, il est obtenu un freinage efficace mais avantageusement assisté, ceci étant obtenu par l'utilisation de la came rotative dont la rampe est formée par une portion de spirale se développant de manière croissante. Or, les essais ont démontré qu'un tel freinage efficace offrant immédiatement une puissance de freinage maximum dès le contact de la came avec le sol, si la pression est maintenue, n'est pas toujours souhaitable, notamment dans le cas d'utilisateur débutant où il est d'abord recherché une progressivité du freinage décidée par l'utilisateur, et un confort d'utilisation, afin d'éviter un déséquilibre par un freinage trop brutal s'exerçant dès sa phase initiale. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de freinage encore amélioré. A cet effet, il s'agit d'un dispositif de freinage d'un patin à roues comportant un châssis sur lequel sont disposées les roues de patinage, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément rotatif solidaire d'une extrémité du châssis à proximité du sol et dont la surface périphérique exteme est composée d'au moins une rampe formant une came, rotative autour d'un axe d'articulation dudit châssis et agissant au cours de son développement à l'encontre d'un organe de rappel élastique antagoniste dès sa mise en contact avec le sol, la rampe de la came rotative étant décroissante dans le sens du patinage.Ainsi, I'action de freinage s'obtient à partir d'un premier point de contact initial du dispositif de freinage sur le sol qui est obtenu par une première inclinaison angulaire donnée au patin par le patineur en levant son extrémité opposée à la came de freinage par prise d'appui permanente sur une roue adjacente à celle-ci, jusqu'à un second point d'immobilisation de ladite came rotative qui est obtenu par une seconde inclinaison progressive donnée au patin au gré du patineur, et s'ajoutant à la première, pour l'obtention d'un freinage progressif et contrôlé. La présente invention conceme également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence aux dessins annexés, sur lesquels:: - la figure 1 est une vue latérale d'un patin à roues en ligne muni d'un dispositif de freinage selon l'invention et d'une chaussure associée, - la figure 2 est un schéma de principe d'une came rotative selon l'art antérieur, - la figure 3 est un schéma de principe d'une came rotative selon l'invention, comparative à celle de la figure 2, - la figure 4 est une vue d'une came rotative selon un premier mode de réalisation, - la figure 5 est une vue d'une came rotative selon un second mode de réalisation, - les figures 6, 7 et 8 sont des vues schématiques latérales d'un châssis de patin comportant une came selon la figure 4 et présentées respectivement en position de roulage, de début de freinage, et de fin de freinage, - les figures 9, 10 et 11 sont des vues schématiques latérales d'un châssis de patin comportant une came selon la figure 5 et représentées respectivement en position de roulage, de début de freinage et de fin de freinage. Le patin à roues en ligne 1 désigné dans son ensemble et représenté sur la figure 1, comprend une chaussure 2 constituée d'une semelle exteme 3 destinée à être rendue solidaire de la platine supérieure 4 d'un châssis 5 sur lequel sont disposées des roues 6, semelle 3 à partir de laquelle s'étend une tige 7 recouvrant l'ensemble du pied et se prolongeant en direction de la cheville du patineur. La semelle 3 de la chaussure 2 est rendue solidaire du châssis 5 formant la platine supérieure horizontale 4 sur laquelle est fixée ladite semelle 3, par l'intermédiaire de moyens de fixation, par exemple des vis (non représentées sur le dessin) traversant la platine 4 pour se visser dans les bords latéraux de la semelle 3. Le châssis 5 comporte également une partie inférieure perpendiculaire à la platine 4 selon son axe longitudinal et par exemple, constitué par deux ailes latérales verticales 10 parallèles entre elles et disposées de part et dautre de l'axe longitudinal. Les ailes latérales 10 se prolongent respectivement à leur partie supérieure par un retour perpendiculaire, chacun d'eux étant dirigé vers l'intérieur et constituant un plan correspondant à la platine horizontale 4. De cette manière, les ailes latérales verticales 10 définissent globalement avec la semelle 3 de la chaussure 2, un "U" renversé entre les ailes duquel sont disposées une pluralité de roues 6, par exemple au nombre de quatre, par l'intermédiaire des axes d'articulation transversaux 12 solidaires du châssis 4 pour constituer un train roulant. Le dispositif de freinage 20 est constitué par un élément rotatif solidaire d'une extrémité du châssis 5 à proximité du sol "S" et dont la surface périphérique exteme est composée d'au moins une rampe formant une came rotative autour d'un axe d'articulation 22 dudit châssis 5 et agissant en cours de développement à l'encontre d'un organe de rappel élastique antagoniste 23, dès sa mise en contact avec le sol RS". Le retour automatique de la came 20 dans une position initiale d'hors service s'effectue dès la remise en contact sur le sol RSN de toutes les roues 6 du patin 1 sous l'effet de l'organe de rappel 23. Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 4, 6, 7 et 8, la rampe 21 de la came rotative 20 est constituée par une portion de spirale se développant autour de son axe d'articulation 22 de manière décroissante dans le sens "F" du patinage, à partir d'un premier point 'A de contact initial sur le sol ZSS qui est obtenu par une première inclinaison angulaire 10: :1 (cf. figure 7) donnée au patin 1 par le patineur en levant son extrémité 1a opposée à la came de freinage 20 par prise d'appui sur une roue arrière 6 adjacente à celle-ci, jusqu'à un second point d'immobilisation "B" de ladite came rotative 20 qui est obtenu par une seconde inclinaison progressive "B" (cf. figure 8) donnée au patin 1 au gré du patineur, s'ajoutant à la première, et par l'intermédiaire de moyens de blocage décrits ci-après et agissant sur ladite came 20 en fin de développement de la portion de spirale, correspondant à l'inclinaison "B", de longueur et d'amplitude prédéterminée, pour l'obtention d'un freinage progressif et contrôlé. En fait, pour mieux comprendre l'invention, il faut se reporter aux figures 2 et 3 et effectuer une comparaison de la forme de la portion de spirale 21 de la came 20 selon l'invention, par rapport à la portion de spirale â de la came b selon l'art antérieur.On notera que les deux portions de spirales bien que de forme identique sont en fait inversées par rapport au sens "F de patinage. II en résulte que selon l'art antérieur (figure 2), lorsque la came b entre en contact avec le sol "S", son développement s'effectue à partir d'un rayon rN correspondant à celui d'un cercle c duquel est issue la spirale, ce rayon "r' allant croissant au cours du freinage vers des valeurs progressives r1, r2, r3, r4, r5, et provoquant ainsi un freinage efficace dès la mise en contact précitée de la came b sur le sol 'S'. Dans ce cas, la came forme donc une rampe croissante dans la direction du déplacement, laquelle rampe permet un freinage assisté. A l'inverse, lorsque le point HAN de la portion de spirale 21 de la came 20 selon l'invention (cf figure 3), entre en contact avec le sol "S", ce n'est pas à partir d'un rayon de valeur r' du cercle 'C' égale au rayon 'r' précédant que la spirale 21 entre en contact avec le sol "S", mais avec un plus grand rayon r5' correspondant au rayon maximum r5 précédent, ce rayon r5' allant décroissant vers des valeurs dégressives r4', r3', r2', r1', r'. La rampe du dispositif de freinage a un profil allant en décroissant dans la direction du patinage qui est également celle du freinage, et la came rotative a donc tendance à s'escamoter au fur et à mesure de l'action de freinage. Par conséquent, c'est donc bien par une action volontaire du patineur que le freinage sera cette fois progressif car il ne s'exercera que si le patineur compense, en levant davantage le pied, la diminution de valeur de rayon r5' à r', afin que la came rotative reste en contact avec le sol 'S et assure donc le freinage. Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 5, 9, 10 et 11, la seule différence réside dans le fait que la portion de spirale décroissante 21 formant la rampe de la came rotative 20 est prolongée par une autre portion de spirale 21A se développant autour du même axe darticulation 22 de manière croissante, et donc à l'inverse de la première, la venue en contact avec le sol de cette seconde portion s'effectuant successivement à la première pour l'obtention d'un freinage efficace selon une seconde phase s'effectuant jusqu'à un point d'immobilisation 1D" par son seul développement sans action supplémentaire du patineur ayant pour effet de ramener le patin, vers sa première position angulaire 'a' de début de freinage, par effet de basculement naturel vers le sol.Une telle variante de réalisation permet d'obtenir un freinage à la fois progressif et efficace. D'une manière commune aux deux modes de réalisation précités, les moyens de blocage de la came 20 intervenant en fin de phase de freinage progressif, ou progressif et efficace, sont constitués par l'organe de rappel élastique 23 même, dont la force de réaction P' pour une compression maximum, est en équilibre avec une force tangentielle F de résistance du sol "S" sur la came 20. Préférentiellement, I'organe de rappel élastique 23 est un ressort en épingle formant une pluralité de spires enroulées autour de l'axe de rotation 22, et dont l'une de ses extrémités libres 23a est en appui sur une partie fixe 24 du châssis 5 tandis que son autre extrémité libre 23k est en appui sur une partie mobile 25 de ladite came rotative 20. Selon une solution envisageable mais non représentée, les moyens de blocage de la came 20 sont constitués par une butée d'arrêt ménagée à l'extrémité de sa développante et susceptible de venir en contact avec une contre-butée du châssis située sur sa trajectoire. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'énergie antagoniste du ressort 23 est déterminée en fonction du diamètre du fil, du nombre et du diamètre de ces spires et de sa matière selon le déroulement plus ou moins rapide souhaité de la came 20, d'où du freinage en découlant. Egalement, le ressort peut comporter un moyen de réglage permettant de le durcir plus ou moins en fonction de l'efficacité de freinage souhaité. Selon une autre caractéristique de l'invention, la came de freinage 20 est montée rotative sur un axe 22 disposé en deux ailes parallèles du châssis issu de sa platine supérieure 4 et entre lesquelles sont également disposées les roues 6, I'épaisseur de ladite came 20 étant constante et correspondant au jeu près à l'écartement inteme des ailes du châssis 5. Selon un perfectionnement de l'invention, la came rotative 20 est symétrique par rapport à son axe de rotation 22 sur le châssis 5, chacune des parties définie par son axe médian XX' étant réalisée en deux matériaux différents de manière à obtenir des caractéristiques de freinage différentes, sélectibles par le patineur, par retournement de ladite came sur son axe. Bien entendu, il n'est pas exclu de réaliser la came en un seul matériau tout en restant réversible, de manière à avoir une surface de freinage de secours. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de freinage d'un patin (1) à roues comportant un châssis (5) sur lequel sont disposées les roues de patinage (6), caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément rotatif solidaire d'une extrémité du châssis (5) à proximité du sol (S), et dont la surface périphérique exteme est composée d'au moins une rampe (21) formant une came, rotative autour d'un axe d'articulation (12) dudit châssis et agissant au cours de son développement à l'encontre d'un organe de rappel élastique antagoniste (23) dès sa mise en contact avec le sol (S), la rampe (21) de la came rotative (20) étant décroissante dans le sens (F) du patinage. 2 - Dispositif de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rampe décroissante (21) est constituée par une portion de spirale. 3 - Dispositif de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la portion de spirale décroissante (21) formant la rampe de la came rotative (20) est prolongée par une autre portion de spirale (21A) se développant autour du même axe d'articulation (22), de manière croissante, à l'inverse de la première. 4 - Dispositif de freinage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage de la came en fin de freinage. 5 - Dispositif de freinage selon les revendications 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage de la came (20) intervenant en fin de phase de freinage sont constitués par l'organe de rappel élastique (23) même. 6 - Dispositif de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de blocage de la came (20) sont constitués par une butée d'arrêt ménagée à l'extrémité de sa développante et susceptible de venir en contact avec une contre-butée du châssis située sur sa trajectoire. 7 - Dispositif de freinage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de rappel élastique (23) est un ressort en épingle formant une pluralité de spires enroulées autour de l'axe de rotation (22) et dont l'une de ses extrémités libres (23a) est en appui sur une partie fixe (24) du châssis (5) tandis que son autre extrémité libre (23E) est en appui sur une partie mobile (25) de ladite came rotative (20). 8 - Dispositif de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'énergie antagoniste du ressort (23) est déterminée en fonction du diamètre du fil du nombre et du diamètre de ces spires et de sa matière selon le déroulement plus ou moins rapide souhaité de la came (20) d'où du freinage en découlant. 9 - Dispositif de freinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort (23) comporte un moyen de réglage permettant de le durcir plus ou moins en fonction de l'efficacité de freinage souhaité. 10 - Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came de freinage (20) est montée rotative sur un axe (22) disposé entre deux ailes parallèles du châssis (S) issues de sa platine supérieure (4) et entre lesquelles sont également disposées les roues (6), l'épaisseur de ladite came (20) étant constante et correspondant au jeu près à l'écartement inteme desdites ailes du châssis (S). 11 - Dispositif de freinage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came rotative (20) est symétrique par rapport à son axe de rotation (22) sur le châssis (5), chacune des parties définie par son axe médian (ex') étant réalisée en matériaux différents de manière à obtenir des caractéristiques de freinage différentes sélectives par le patineur, par retoumement de ladite came sur son axe.