Brevet FR2774918A1 — publié le 19990820

Dispositif d'assemblage d'une roue sur un patin en ligne La présente invention concerne un dispositif d'assemblage d'une roue dans le domaine d'application du patin à roues en ligne. Comme le montrent les figures 1 et 2 représentant l'art antérieur existant, d'une manière générale un patin à roues en ligne 1 se compose d'une partie de chaussure 2 rapportée à l'avant et en talon sur un châssis 3 en forme de U renversé comprenant des flasques latéraux 4, 5 sensiblement parallèles entre lesquels sont assemblées une série de roues 6 disposées dans une configuration alignée. Le montage de la roue doit être conçu de manière à permettre sa libre rotation autour de deux éléments de roulements à bille 60, 61, généralement montés à fleur de chaque côté de la roue dans deux cages concentriques. Les éléments de roulement sont généralement maintenus espacés par un élément d'entretoisement central 62 en forme de bague. Il est connu de réaliser l'assemblage de la roue 6 au moyen d'un système de fixation 7 formé d'un élément femelle 71 muni d'une tige cylindrique constituant l'axe principal de rotation 8 de la roue et d'un élément mâle 70 muni d'une portion de tige externe filetée de diamètre inférieur au diamètre externe de la tige de l'élément femelle 71, coopérant avec une portion interne filetée complémentaire de l'élément femelle comme le montre en détail la figure 3. Chaque partie 70, 71 possède une tête prenant appui respectivement sur chaque bord des flasques latéraux. La tête de l'élément femelle peut posséder des encoches latérales en appui sur le flasque pour le blocage en rotation lors du serrage; alors que la tête de l'élément mâle comprend des moyens d'engagement au serrage permettant l'emploi d'une clé 9 adaptée telle qu'une clé alène, par exemple. Un tel système de fixation n'est pourtant pas complètement satisfaisant car il ne permet pas un montage aisé et rapide de la roue. En effet, en raison de son diamètre, l'élément de tige femelle est délicat à introduire dans l'axe de la roue o il rencontre l'élément d'entretoisement qui se trouve souvent légèrement décalé du fait de son montage flottant dans la partie centrale du moyeu. Pour parvenir à introduire la tige, l'élément d'entretoisement doit être positionné de façon centrée en secouant la roue, par exemple. Un tel montage est donc difficilement automatisable et demande un certain savoir- faire. Le brevet US 5,513,861 propose un système de ce type avec un outil spécial de montage qui permet de faciliter l'introduction de la partie femelle par traction de celle-ci dans l'axe du moyeu au moyen d'un outil adapté. Toutefois, le montage reste complexe et délicat à gérer industriellement. Un autre inconvénient d'un tel système vient de ce qu'il comprend deux pièces mobiles en translation qui nécessitent alors un maintien de chacune d'elles lors du montage et rend difficile un montage en série de plusieurs roues de façon simultanée. Un mode d'assemblage plus récent, illustré aux figures 4 et , appliqué aux châssis usinés/extrudés, consiste à visser une partie de tige mâle prenant appui sur le bord d'un premier flasque directement dans le second flasque opposé. La partie de tige comprend une portion d'extrémité filetée qui assure la liaison avec une portion de filetage dans le trou du second flasque. Ce système facilite le passage de la partie de tige dans l'axe en raison de la plus faible section de son extrémité filetée qui assure le centrage de l'élément d'entretoisement central du moyeu. Toutefois, ce système est exclusivement réservé aux châssis métalliques usinés qui présentent des épaisseurs de flancs suffisantes. Lorsque les flasques du châssis sont formés par d'autres techniques telles que par emboutissage, les contraintes de forme et les contraintes dimensionnelles ne permettent pas d'obtenir une longueur de filetage suffisante dans le flasque qui répondent aux exigences minimales des caractéristiques de résistance mécanique de la fixation. Il existe d'autres systèmes de fixation d'une roue sur un châssis de patin en ligne. La demande de brevet DE 197 10 297 Al de Textron Inc. concerne un dispositif qui comprend un premier élément principal comprenant une tige servant d'axe de roue et une extrémité filetée de plus petit diamètre qui coopère avec une cheville filetée munie d'une fente longitudinale qui s'expanse lors du vissage du premier élément. Pour bloquer le second élément tubulaire en rotation lors du serrage, il est nécessaire de prévoir une douille intermédiaire qui prend position dans un trou ménagé dans la paroi du flasque. Ce système n'est pas entièrement satisfaisant car il nécessite l'emploi de trois pièces mobiles dont la douille intermédiaire qu'il faut prévoir de fixer sur le flasque lors du montage. De plus, il est aussi difficile à monter car la cheville doit être préassemblée sur le premier élément lors de son introduction dans l'axe du moyeu; ce qui peut aussi causer un blocage avec l'élément d'entretoisement. D'autres dispositifs d'assemblage sont décrits dans les brevets suivants: US 5,190,301 de Malewicz, US 5,362,075 de Szendel, US 5,388,846 de Gierveld et US 5,454,676 de Conte. La plupart des dispositifs existants comprennent de nombreuses pièces séparées mobiles. En général, ces dispositifs sont d'un montage complexe et fastidieux nécessitant l'emploi de plusieurs clés lors du serrage. Ils ne sont pas adaptés à équiper des patins pour la pratique de la compétition o l'on recherchera des systèmes plus légers, rapides d'utilisation et fiables. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients et de fournir un système qui facilite le montage d'une roue sur un châssis de patin en ligne ne comportant qu'une seule pièce mobile lors du montage de la tige centrale formant l'axe de roue, facile à introduire sans risque de blocage et ne nécessitant l'emploi que d'un seul outil de serrage. Un autre objet est de proposer un dispositif qui s'adapte à tout type de châssis, et de préférence, aux châssis obtenus par la technique d'emboutissage. Pour cela, l'invention concerne un dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne comprenant: un châssis muni d'un premier et d'un second flasques latéraux; lesdits flasques étant percés respectivement, d'au moins un premier et un second trous coaxiaux; un dispositif de fixation comprenant un élément de fixation mâle et un élément de fixation femelle permettant la liaison d'une roue entre les deux flasques latéraux; l'élément de fixation mâle comprenant une portion principale cylindrique non filetée servant d'axe de ladite roue, prolongée par une portion d'extrémité comprenant un filetage, caractérisé en ce qu'il comprend un insert de fixation femelle indépendant comprenant une portion de bague logée dans ledit premier trou et ayant une partie interne munie d'un filetage complémentaire de la portion d'extrémité de l'élément de fixation mâle; l'insert de fixation femelle comprenant des moyens propres de blocage en position de l'insert sur les bords dudit premier trou. Ainsi, l'insert ne constitue pas une partie mobile du dispositif de fixation car il peut être préassemblé de façon indépendante sur son flasque avant l'introduction de l'élément de fixation mâle comprenant la tige d'axe de rotation de la roue. Ceci facilite donc le montage en général de la roue, et l'introduction de la tige d'axe de la roue, en particulier. Néanmoins, l'insert reste aussi indépendant du flasque; ce qui présente l'avantage qu'il peut alors s'adapter sur tout type de châssis quelque soient leurs contraintes dimensionnelles et de forme, y compris ceux obtenus par emboutissage de tôle métallique. Ainsi, en étant une pièce séparée du châssis, il peut être conçu pour pouvoir offrir une longueur de filetage suffisante afin de réduire les risques de rupture ou de desserrage. De préférence, les moyens propres de blocage en position de l'insert comprennent des moyens de montage en force de l'insert de fixation dans le premier trou dudit flasque. Ainsi, l'insert peut être préassemblé sans nécessiter d'outils spéciaux. Le montage peut se réaliser à la presse par exemple. Plusieurs inserts peuvent être montés en même temps sur un même flasque lors d'une opération précédant celle du montage de la roue. Ces caractéristiques et d'autres de l'invention seront décrites en référence aux dessins présentant des modes de réalisation préférés qui tendent, toutefois, à illustrer et non à limiter la portée de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un patin en ligne connu de l'art antérieur; la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1 pour un mode connu de l'art antérieur; la figure 3 est une vue de détail d'un dispositif de fixation pour le mode de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe transversale similaire à celle de la figure 2, avant serrage du dispositif de fixation, pour un autre mode connu de l'art antérieur; la figure 5 est une vue en coupe transversale similaire à celle de la figure 2, après serrage du dispositif de fixation, pour le mode connu de la figure 4; la figure 6 est une vue en perspective explosée et en coupe partielle du dispositif d'assemblage de la présente invention; la figure 7 est une vue en coupe transversale avant assemblage du dispositif de la présente invention; la figure 8 est une vue en coupe transversale après assemblage et serrage du dispositif de la présente invention; la figure 9 est une vue de détail du dispositif de fixation selon l'invention; la figure 10 est une vue simplifiée en coupe transversale selon un autre mode de l'invention; la figure 11 est une vue partielle de côté du dispositif d'assemblage selon une autre variante de l'invention; la figure 12 est une vue simplifiée en coupe transversale selon 12-12 du mode de la figure 11; la figure 13 est une vue de face interne d'une partie du dispositif de fixation du mode des figures 11 et 12. En se référant aux figures 6 à 8, la présente invention se rapporte à un dispositif d'assemblage désigné de façon générale par la référence 10. Le dispositif selon l'invention peut s'adapter à un patin en ligne du type de celui représenté à la figure 1, par exemple. Ainsi, les mêmes références sont reprises afin de réduire le nombre de références et faciliter la lecture. Le dispositif d'assemblage 10 comprend donc un châssis allongé, léger et relativement rigide 3 muni de flasques latéraux 4, 5. Le châssis doit présenter des caractéristiques de rigidité et de résistance mécanique importantes pour supporter les efforts de flexion et de torsion appliqués tout en restant suffisamment léger afin de réduire la fatigue du patineur. Les flasques du châssis sont généralement disposés de façon sensiblement parallèles entre eux. Ils sont munis de trous 40, 50 alignés de façon coaxiale selon l'axe transversal I. Entre les deux flasques se trouve positionnée la roue 6 qui comprend une partie principale centrale 63, des éléments de roulement latéraux 60, 61 identiques et un élément d'entretoisement central 62. Les éléments de roulements sont formés de bagues externes 600, 610 et de bagues internes 601, 611 entre lesquelles est disposée une série concentrique de billes 602, 612. La partie centrale se compose, de manière connue, d'un moyeu 64, généralement en plastique rigide entouré circonférenciellement d'une bande de roulement 65 en polyuréthanne ou caoutchouc destinée à entrer en contact avec le sol. Le moyeu 64 comprend une cavité 66 s'étendant transversalement de part en part le long de l'axe I. La cavité comprend deux cages concentriques opposées (non référencées) de diamètre suffisant pour l'engagement serré des roulements 60, 61 et un épaulement annulaire central 662 servant de butée aux bagues externes 600, 610 des roulements 60, 61. Entre les roulements se positionne l'élément d'entretoisement tubulaire 62 dont le diamètre externe en contact est approximativement du même diamètre que celui des bagues internes 601, 611 des roulements pour permettre leur bon fonctionnement. On comprend donc que la figure 7 que l'élément d'entretoisement 62 est flottant et décalé par gravité dans la cavité 66 avant que le dispositif de fixation ne soit installé. Le dispositif de fixation 7 selon l'invention se compose d'un élément de fixation mâle 70 et d'un insert de fixation femelle 71. L'élément de fixation mâle comprend une tête 700 prolongée par une portion principale ou tige cylindrique 701 lisse servant d'axe de roue. La tige cylindrique se prolonge par une portion courte d'extrémité 702 comprenant un filetage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la portion courte 702 a une section sensiblement inférieure à la portion de tige de façon à faciliter l'engagement de l'élément mâle dans la cavité centrale; ce qui provoque l'autocentrage de l'élément d'entretoisement 62 et réduit les risques de blocage lors du montage. La partie femelle de l'élément de fixation est un insert 71, indépendant du flasque, en forme de bague de circonférence fermée et non expansible contrairement au système connu DE 197 10 297 Ai. Il comprend une portion externe d'appui 710 qui porte des moyens propres de blocage en rotation et en translation lorsque l'insert est en appui sur les bords 41 du trou 40 du flasque. On comprend que l'insert peut ainsi être monté séparément de l'élément de fixation mâle formant la tige d'axe de roue; ce qui présente de nombreux avantages, entre autres celui de faciliter l'introduction de la tige d'axe de roue sans risque de coincement ou blocage, ou encore celui de réduire le nombre de pièces mobiles lors du montage de l'axe de roue. Dans le cas de l'exemple préféré représenté aux figures 6 à 9, les moyens de blocage comprennent des moyens de montage en force de l'insert de fixation dans le trou du flasque. De préférence, ces moyens comprennent des moyens mécaniques de type à moletage ou à cannelure 711. Le montage en force de l'insert peut se faire à la presse, par exemple, ou tout autre moyen approprié. On peut imaginer d'autres moyens propres de blocage pouvant donner des résultats similaires. Par exemple, les moyens peuvent comprendre une couche séparée en matériau compressible et à haut coefficient de frottement en prise avec les bords du trou du flasque. L'insert est muni d'une partie interne 720 comprenant un filetage complémentaire de la portion filetée 702 de l'élément de fixation mâle. L'utilisation d'un insert indépendant présente aussi l'avantage de permettre de choisir une longueur de filetage appropriée indépendamment des contraintes géométriques et dimensionnelles liées au châssis. En effet, dans le cas représenté aux figures 7 et 8, le châssis comprend des flasques obtenus par emboutissage d'une plaque de tôle métallique. Un tel procédé est décrit en détail dans la demande de brevet européenne EP 0774 283 Al dont le contenu entier est inclus dans la présente demande par référence. Le procédé selon la demande précitée permet de concilier les caractéristiques de résistance mécanique, d'adaptabilité, de souplesse de réalisation, de légèreté et de faible coût de fabrication par rapport aux procédés traditionnels. Le procédé consiste à découper dans un flanc de métal une forme correspondante sensiblement à la forme développée d'au moins une partie du châssis et, de réaliser au moins une nervure de rigidification par emboutissage dans la partie du châssis. La nervure confère, en raison de sa forme et de l'écrouissage du matériau du à la déformation, une augmentation substantielle des caractéristiques mécaniques. Les trous coaxiaux des flasques sont réalisés par déformation et déplacement du métal pour former une cheminée lors de l'opération d'emboutissage. Comme le montrent plus particulièrement les figures 6 à 8, les trous 40, 50 coaxiaux sont délimités par une cheminée 42, 52 s'étendant vers l'intérieur du châssis en direction de la roue. La cheminée forme un rebord venant en appui sur la bague interne 601, 611 de chaque roulement de façon à maintenir à distance appropriée la surface interne 43, 53 de chaque flasque. Par construction, la cheminée comprend une première portion évasée 410 et, éventuellement, une seconde portion cylindrique 411 prolongeant la première portion vers l'intérieur en direction de la roue. La portion évasée résulte essentiellement du procédé de fabrication du flasque qui n'admet pas la formation d'angles vifs mais impose la formation de rayons de pliage ou de mise en forme de la matière. Il est donc préférable de prévoir que la portion externe d'appui 710 de l'insert comprend aussi une partie d'épaulement sensiblement évasée 712 de forme complémentaire à une première portion évasée 410 du bord du trou. La partie interne de filetage 720 est, quant à elle, préférablement d'une longueur supérieure à la longueur de la première portion évasée 410 du trou, de façon à la prolonger vers l'intérieur en direction de la roue. Cette construction a pour avantage de fournir une surface de filetage rallongée par rapport au cas d'un châssis comprenant des trous taraudés directement dans la masse. Elle permet aussi de passer outre les contraintes géométriques et dimensionnelles dues au procédé de fabrication du châssis évoqué précédemment. Un autre avantage est lié à l'emboîtement complémentaire des formes évasées de l'insert et du bord du trou qui participe au positionnement rapide et correct par autocentrage de l'insert dans le trou et facilite le pressage en force dans le trou. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'insert de fixation femelle 71 comprend une surface transversale externe 73 sensiblement à fleur par rapport à la surface externe 44 du flasque latéral 4 ou légèrement en retrait vers l'intérieur du trou 40 par rapport à ladite surface externe 44 après serrage du dispositif de fixation (figure 8). L'avantage est ainsi d'éviter la présence de tout élément en saillie susceptible d'être accroché lors de la pratique, notamment en prise de virage; ce qui pourrait entraîner des chutes ou des situations de déséquilibre. De même, l'élément de fixation mâle 70 comprend aussi une partie d'épaulement de forme évasée 703 qui prend appui sur une partie sensiblement évasée 510 du bord 51 du trou 50. La portion d'épaulement 703 se termine par une surface transversale externe 704 sensiblement à fleur avec la surface externe 54 du second flasque 5 ou légèrement en retrait vers l'intérieur du trou par rapport à ladite surface externe du second flasque après serrage du dispositif de fixation. On obtient ainsi les mêmes avantages que ceux précités concernant la réduction des parties en saillie à la surface du flasque. La figure 10 illustre une variante de l'invention. Dans ce cas, les flasques latéraux 4, 5 du châssis peuvent être réalisés sans rebord ou cheminée interne. L'insert comprend une portion évasée 712 et une partie cylindrique 713 s'y raccordant; la portion cylindrique 713 se prolongeant en saillie au delà de la surface interne 43 du premier flasque de façon à servir de moyen d'entretoisement en maintenant à distance la roue de la surface interne du flasque. L'entretoisement peut être réalisé de l'autre côté par insertion d'une rondelle 530 d'épaisseur et de diamètre appropriés. Un tel châssis peut être obtenu par tout type de technique et en tout matériau rigide approprié. Par exemple, le châssis peut être métallique du type extrudé et usiné dans la masse. Il peut être encore obtenu par découpage/emboutissage des flasques et perçage des trous coaxiaux dans les flasques. Il peut aussi être obtenu en matière plastique renforcée ou non par la technique d'injection. Les figures 11 à 13 présentent une autre variante de l'invention pour une application destinée aux châssis en matériaux plastiques. L'insert de fixation femelle 71 est formé d'une portion tubulaire 714 s'étendant transversalement le long de l'axe I et comprenant une surface interne munie d'un filetage. La portion tubulaire se raccorde extérieurement à une portion de tête 715 comprenant une surface externe plane et une portion d'appui ou surface interne munie d'une pluralité de dents 716, 716a, 716b, 716c, au nombre de quatre par exemple. Les dents forment les moyens propres de blocage en position de l'insert. L'insert est monté sur les bords du flasque par pressage de sorte que les dents s'insèrent dans la matière du châssis. Un montage à la presse des inserts est ainsi facilement envisageable. Tout comme pour le mode qui précède, la portion tubulaire 714 se prolonge en saillie au delà de la surface interne 43 du premier flasque de façon à servir de moyen d'entretoisement en maintenant à distance la roue de la surface interne du flasque. De l'autre côté du châssis, une rondelle 530 sert de moyen d'entretoisement. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être montrés et décrits mais elle embrasse tout mode de réalisation couvert pas les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage de roue (10) sur un patin en ligne comprenant un châssis (3) muni d'un premier et d'un second flasques latéraux (4,5); lesdits flasques étant percés respectivement, d'au moins un premier et un second trous coaxiaux (40, 50); un dispositif de fixation (7) comprenant un élément de fixation mâle (70) et un élément de fixation femelle (71) permettant la liaison d'une roue (6) entre les deux flasques latéraux; l'élément de fixation mâle (70) comprenant une portion principale cylindrique non filetée (701) servant d'axe de ladite roue prolongée par une portion d'extrémité (702) comprenant un filetage; caractérisé en ce qu'il comprend un insert de fixation femelle (71) indépendant comprenant une portion de bague logée dans ledit premier trou (40) et ayant une partie interne (720) munie d'un filetage complémentaire de la portion d'extrémité (702) de l'élément de fixation mâle; et en ce que, l'insert de fixation femelle (71) comprend des moyens propres de blocage en position de l'insert sur les bords (41) dudit premier trou. 2. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens propres de blocage en position de l'insert comprennent des moyens de montage en force de l'insert de fixation dans le premier trou dudit flasque. 3. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens propres de blocage en position de l'insert comprennent des moyens mécaniques de type à moletage ou cannelure (711). 4. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens propres de blocage en position de l'insert comprennent une couche séparée en matériau compressible et à haut coefficient de frottement. 5. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (71) comprend une portion d'appui (710) munie d'une partie d'épaulement sensiblement évasée (712) qui prend appui sur une partie sensiblement évasée (510) de forme complémentaire au bord dudit premier trou. 6. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit flasque latéral est formé d'une pièce métallique emboutie dont le trou (40) est délimité par une cheminée (42) comprenant une première portion évasée (410) s'engageant avec la portion d'épaulement (712) de l'insert et, éventuellement, une seconde portion sensiblement cylindrique (412) prolongeant la première portion vers l'intérieur, en direction de la roue; la partie interne de filetage (720) de l'insert étant d'une longueur supérieure à la longueur de la ladite première portion évasée (410) de façon à se prolonger vers l'intérieur en direction de la roue. 7. Dispositif d'assemblage de roue sur patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert de fixation femelle (71) comprend une surface externe (73) sensiblement à fleur par rapport à la surface externe (44) dudit premier flasque ou légèrement en retrait vers l'intérieur du trou par rapport à ladite surface externe (44) du premier flasque apres serrage du dispositif de fixation. 8. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'extrémité filetée (702) de l'élément de fixation mâle (70) possède une section inférieure à la section de la portion principale cylindrique non filetée (701). 9. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fixation mâle (70) comprend une tête (700) munie d'une portion d'épaulement sensiblement évasée (703) qui prend appui sur une partie sensiblement évasée (510) de forme complémentaire des bords (51) du second trou du second flasque; ladite portion d'épaulement se terminant par une surface externe (73) sensiblement à fleur avec la surface externe (54) du second flasque ou légèrement en retrait vers l'intérieur du trou par rapport à ladite surface externe du second flasque après serrage du dispositif de fixation. 10. Dispositif d'assemblage de roue sur un patin en ligne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert de fixation femelle (71) comprend une portion de tête (715) ayant des moyens propres de blocage en position comprenant une pluralité de dents (716) qui s'insèrent dans la matière des bords dudit premier trou.