Brevet FR2905876A1 — publié le 20080321

La présente invention concerne les patins à roulettes du type en ligne et, plus particulièrement, le châssis qui fait la jonction entre la chaussure et lesdites roulettes. Une grande variété de châssis existe, réalisés en métal, en matériau thermoplastique ou composite, pour satisfaire toutes sortes d'utilisateurs et toutes les 5 bourses. La présente invention concerne les châssis réalisés en résine armée, obtenus par moulage, et, notamment les châssis ultra légers qui comportent au moins une plateforme avant et une plateforme arrière pour la fixation de la chaussure et des flasques latéraux pour la fixation des roulettes. 10 Ce châssis présente une section en forme de U et ses contours sont travaillés pour réduire au maximum le poids tout en essayant de conserver une certaine rigidité, surtout pour des patins qui, dans ce créneau de modèle, sont utilisés pour la compétition, entre autre. Pour une utilisation rationnelle et efficace, ce châssis doit présenter une haute 15 résistance à la flexion globale encore appelé effet banane qui fait que les roues ne sont plus alignées les unes par rapport aux autres ; le châssis se cintre entre la 1ère et la dernière roulette. Le contact avec le sol n'est plus aussi franc et, surtout, pour du matériel de compétition, une perte d'énergie non négligeable apparaît, néfaste pour l'utilisateur et pour ses performances. 20 La présente invention propose d'apporter remède à ce type de problème et de permettre aux utilisateurs de profiter pleinement de toute l'énergie dispensée aux roulettes, répartie sur l'ensemble de ces roulettes, afin d'éviter la dispersion des efforts dans la structure même du châssis, laquelle dispersion n'est qu'une perte d'énergie sans contrepartie autre que la fatigue de l'utilisateur et du matériel. 25 S'ajoutant à l'effet banane, le châssis est également soumis à des contraintes du type torsion, c'est-à-dire à des contraintes qui provoquent une déformation entre la chaussure et les roulettes, laquelle déformation fait que ces dernières ne sont plus dans le plan médian vertical de ladite chaussure. Cette torsion fait travailler les axes des roulettes par rapport aux flasques du châssis ; elle se combine avec l'effet banane et absorbe une 30 bonne partie de l'énergie motrice de l'utilisateur. La présente invention propose d'améliorer la transmission de l'énergie entre la chaussure et la chaussée, ou la piste, sur laquelle se pratique le patinage et de donner ainsi à l'utilisateur une sensation de contact direct avec ladite chaussée. 1 2905876 2 Le châssis selon l'invention est du type à section en U ; il comprend û au moins une plateforme avant et une plateforme arrière pour la fixation de la chaussure et - des flasques latéraux plats ou galbés qui comportent des douilles pour loger les axes de fixation des roulettes, lequel châssis est obtenu par une opération de moulage de matériau composite du genre tissu en fibres à très haute résistance, et ses flasques latéraux renferment une âme structurelle en mousse, lesquels flasques, ou tout au moins l'un d'entre eux, comportent une structure de renfort qui s'étend, de façon continue, depuis l'axe de la roulette avant jusqu'à l'axe de la roulette arrière, laquelle structure est interposée entre ladite âme et la peau superficielle en matériau composite. Cette structure de renfort permet de contrarier l'effet banane et de maintenir les roulettes toujours en ligne, dans un même plan. Selon une disposition préférentielle de l'invention, la structure de renfort consiste en un faisceau de fibres unidirectionnelles façonnées en forme de jonc, du type fibres de carbone, Kevlar ou verre, lequel jonc peut être préformé et adapté à la rigidité souhaitée par un choix au niveau de la nature et du nombre de fibres utilisées. Toujours selon l'invention, la structure de renfort en forme de jonc est disposée sur la face externe des deux flasques. Selon une variante de réalisation, la structure de renfort en forme de jonc est disposée sur les faces internes des deux flasques, c'est-à-dire du côté des roulettes. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, pour obtenir une capacité optimale de résistance à l'effet banane, la structure de renfort est disposée à la fois sur la face externe et sur la face interne des deux flasques. Toujours selon l'invention, la structure de renfort comprend, en plus du jonc principal qui s'étend entre les deux extrémités du châssis, au moins un jonc secondaire qui s'étend entre deux douilles adjacentes servant de logement pour les axes de roulettes intermédiaires, situées entre les roulettes d'extrémité ; ce jonc secondaire permet d'accentuer l'effet dudit jonc principal. Selon une disposition préférentielle de l'invention, le ou les joncs secondaires se présentent sous la forme d'arcs de cercle, épousant le contour de l'arête inférieure de chaque flasque. Toujours selon l'invention, le jonc principal forme, avec le ou les joncs secondaires, une sorte de maillage, ou de treillis, qui constitue une structure globale de renfort à effet plus large, apte à contrarier, en plus de l'effet banane , les efforts de 2 2905876 3 torsion qui passent entre la chaussure, et en particulier les plateformes de fixation, et les douilles des axes de roulettes, lequel jonc principal se présente sous la forme d'au moins deux arcs de cercle de diamètres différents : un grand arc dans la partie arrière du patin et un arc plus petit dans la partie avant, lequel petit arc s'étend sur sensiblement un tiers de la 5 longueur, lesdits joncs, le jonc principal et le jonc secondaire, forment une configuration en X, au niveau de leur jonction. L'invention concerne également le procédé de réalisation d'un châssis de patin à roulettes tel que détaillé auparavant, lequel procédé consiste, dans un premier temps, - à préparer, sur les parois du moule, l'empreinte du ou des joncs faisant office de structure de 10 renfort, puis, - à disposer, sur le noyau et sur lesdites parois du moule, un matériau composite du genre tissu imprégné, ou pré-imprégné, de résine, lequel matériau forme la peau superficielle interne et externe ; - à poser, selon le cas, la ou les structures de renfort ainsi que l'âme structurelle 15 en mousse, laquelle âme pouvant être séparée de la ou desdites structures de renfort par un matériau composite du genre tissu imprégné, ou pré-imprégné, de résine ; - à presser en chauffant l'ensemble pour obtenir un produit monobloc. L'invention concerne aussi le patin de glisse comportant un châssis obtenu par le procédé ci-dessus. 20 Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective du châssis selon l'invention montrant la structure de renfort qui est intégrée dans le flasque pour lutter contre l'effet banane ; - la figure 2 est une section de la figure 1, au niveau de l'avant-dernière roulette, 25 montrant la structure du châssis et, notamment, celle des flasques latéraux ; - la figure 3 correspond à une demi-section de la figure 1, montrant une variante de réalisation de la structure de renfort des flasques latéraux ; - les figures 4 et 5 correspondent également à des demi-sections de la figure 1, montrant l'intégration de la structure de renfort dans une variante de réalisation des 30 flasques latéraux. - la figure 6 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention montrant un châssis avec une structure de renfort qui permet de lutter à la fois 3 2905876 4 contre l'effet banane et l'effet torsion qui se développent entre la chaussure et le châssis. La figure 1 montre un châssis (1) de patin à roulettes du type à section en U, lequel châssis (1) comprend des flasques latéraux (2) et (3) qui sont reliés entre eux par des 5 plateformes sur lesquelles se fixe la chaussure, non représentée. Ainsi, on trouve une plateforme avant (4) et une plateforme arrière (5) avec, entre les deux, une traverse (6), ladite traverse pouvant également faire office de plateforme. L'ensemble est réalisé en matériau composite et en particulier au moyen d'une résine qui est armée par un tissu en fibres et notamment des fibres à très haute résistance 10 mécanique du type fibres de carbone, Kevlar ou fibres de verre. Les flasques (2) et (3) comporte des douilles (7) disposées aux extrémités et des douilles (8) intermédiaires, dans la partie centrale ; ces différentes douilles (7, 8) permettent le montage des axes des roulettes, non représentés. Ces roulettes sont au nombre de quatre ou cinq généralement ; les figures montrent un modèle de châssis à 15 quatre roulettes, mais les aménagements décrits ci-après sont transposables à d'autres types de châssis. Comme représentés figure 2, les flasques (2) et (3) sont façonnés en forme de poutres sandwichs avec un noyau central ; en fait ces flasques (2), 3) comportent chacun une âme (9) structurelle constituée d'un matériau de remplissage, léger, du type mousse 20 basse densité. Cette âme (9) centrale se présente sous la forme d'une feuille dont l'épaisseur est de l'ordre de plusieurs millimètres, 3 à 4 mm par exemple ; laquelle feuille est découpée selon le profil des flasques et elle est enveloppée par les peaux superficielles externes et internes. 25 Ces peaux superficielles sont façonnées avec un matériau composite, c'est-à-dire un tissu imprégné, ou pré-imprégné, de résine. Chaque peau peut comporter plusieurs épaisseurs de tissu, trois ou quatre, selon l'endroit et selon la résistance souhaitée ; l'épaisseur de ces peaux externes et internes peut être de l'ordre de un millimètre, par exemple. 30 Les figures 1 et 2 montrent la structure de renfort (10) qui est intégrée dans les flasques (2) et (3). Cette structure de renfort (10) permet de lutter contre l'effet banane , c'est-à-dire contre une déformation globale du châssis qui tend à le cintrer et à désaligner les différentes roulettes. 4 2905876 5 Telle que représentée figure 1, la structure de renfort (10) s'étend, de façon continue, entre les douilles (7) situées respectivement à la partie avant du flasque (2, 3) et à la partie arrière, passant à proximité des douilles intermédiaires (8) Cette structure de renfort (10) est constituée d'un faisceau de fibres en carbone, 5 Kevlar ou verre, et ces fibres sont rassemblées dans une configuration unidirectionnelle sous la forme d'un jonc (11). Ce jonc (11) peut avoir une densité de fibres variable, choisie selon la résistance souhaitée ; il peut également être constitué de fibres dont la forme et la nature sont adaptées à la destination et à l'usage du châssis (1). Ce jonc (11) s'insère entre la couche de tissu qui habille l'âme (9) centrale de 10 chaque flasque (2, 3) et la couche qui forme la peau superficielle autour du châssis (1). Il peut être préformé ou être mis en forme dans le moule et en particulier dans une empreinte spécialement aménagée dans la paroi latérale du moule, non représenté, qui permet de façonner ce châssis. La figure 2 montre un mode de réalisation avec une structure de renfort (10) 15 constituée d'un jonc (11) qui est disposé en saillie sur la face externe de chaque flasque (2) et (3) du châssis (1). Cette structure de renfort (10) peut également être constituée, selon le cas, d'un seul jonc (11) disposé sur un seul flasque et en particulier le flasque extérieur du châssis (1). D'autres modes de réalisation sont possibles, comme représenté figure 3, en 20 demi-coupe. Sur cette figure, la structure de renfort (10) est constituée de deux joncs disposés parallèlement : le jonc (11) détaillé précédemment et un jonc (12) complémentaire, intégré dans la face interne du flasque (2) et/ou (3). Pour ne pas empiéter dans le couloir des roulettes, ce jonc (12) complémentaire est logé dans une réservation de l'âme (9), contre la peau (13) interne du flasque. Ce jonc (12) peut être en contact direct 25 avec la mousse de l'âme (9) ou en être séparé au moyen d'une couche de tissu qui est imprégné, ou pré-imprégné, de résine. La figure 4 montre une variante de réalisation dans laquelle le flasque (2) et/ou (3) est galbé ; sa section est cintrée pour contribuer à l'élaboration d'une grande raideur sur toute sa longueur. Ce flasque comporte, comme détaillé auparavant, une 30 structure de renfort (10) disposée sur sa surface extérieure. Le bombé qui s'étend sur toute la surface extérieure du flasque (2) et/ou (3), combiné avec le jonc (11) qui constitue la structure de renfort (10), procure une très grande résistance au châssis (1) face à l'effet banane . 5 2905876 6 La structure de renfort peut aussi consister en une paire de joncs (11), (12), comme représentés figure 5. Le jonc (12) est disposé dans le creux du flasque, sur sa face interne ; il n'empiète pas sur le passage des roulettes. De plus, la forme du jonc (12) et son habillage avec la peau interne (13) peuvent être réalisés de façon à éviter toute aspérité sur 5 la face interne, côté roulettes, et empêcher la retenue de déchets et salissures dans le couloir des roulettes. La figure 6 montre une variante de réalisation du châssis (1) qui permet de lutter contre l'effet banane et, en même temps, contre l'effet de torsion qui provoque une modification de la position des roulettes par rapport au plan vertical médian de la 10 chaussure. Dans cette variante de réalisation, la structure de renfort (10) est constituée, comme détaillée précédemment, d'un jonc (11) continu qui s'étend entre les douilles (7) situées à l'avant et à l'arrière du châssis, mais ce jonc (11), appelé jonc (11) principal, est courbe et il passe à proximité des plateformes (4) et (5) pour renforcer les extrémités du ou 15 des flasques (2), (3). Pour maintenir une rigidité longitudinale suffisante, à proximité des douilles (8) qui permettent de loger les axes des roulettes intermédiaires, situées entre les roulettes d'extrémité, la structure de renfort (10) comprend un jonc (14) secondaire qui vient doubler le jonc (11) principal sur une partie de sa longueur. Ce jonc (14) secondaire 20 s'étend entre deux douilles (8) adjacentes. Dans le cas d'un châssis (1) comportant cinq douilles, la structure de renfort peut comporter un jonc (14) secondaire, qui relie les trois douilles intermédiaires. Ces différents joncs (11, 14) forment un maillage, ou treillis, sur les flasques (2) et/ou (3) selon le cas, et, au niveau de leur jonction, la structure de renfort (10) est de ce 25 fait doublée. Le jonc (14) secondaire est rectiligne ou en forme d'arc de cercle, comme représenté sur la figure, pour épouser le contour de l'arête inférieur du flasque. Sa jonction avec le jonc (11) principal forme une sorte de X, c'est-à-dire une structure de renfort (10) particulièrement efficace et qui, en plus, reporte les efforts des plateformes (4) et (5) au 30 niveau des douilles (8) intermédiaires et des roulettes centrales. Le jonc (11) principal est courbe lui aussi ; il comporte, comme représenté sur la figure 6, deux arcs de cercle de grands diamètres, pour conserver un maximum de rigidité 6 2905876 7 sur la longueur : un grand arc à l'arrière et un arc plus petit à l'avant qui s'étend sur le tiers de la longueur du châssis (1). Ce châssis (1), représenté figure 6, peut comporter, lui aussi, toutes les variantes détaillées auparavant figures 3 à 5, c'est-à-dire comporter une structure de renfort (10) - 5 sur l'extérieur des flasques (2) et/ou (3), - sur l'extérieur et l'intérieur desdits flasques ; de plus, lesdits flasques (2, 3) peuvent être plats, comme représentés figures 2 et 3 ou galbés, comme représentés figures 4 et 5. Le procédé de fabrication d'un tel châssis consiste tout d'abord à prévoir, dans la ou les parois du moule et sur le noyau, selon le cas, une empreinte pour loger la structure 10 de renfort (10), laquelle structure est constituée du jonc (11) principal et, en fonction des effets recherchés, du ou des joncs (14) secondaires. Le matériau composite constitué d'une ou de plusieurs épaisseurs de tissu imprégnées, ou pré-imprégnées de résine, est disposé sur le noyau de moulage et sur les parois du moule, non représentés, puis le ou les joncs (11, 12, 14) sont posés ainsi que 15 l'âme (9) en mousse, ladite âme pouvant être séparée desdits joncs par une ou plusieurs épaisseurs de tissu. L'ensemble est ensuite pressé et chauffé jusqu'à l'obtention du produit composite qui constitue le châssis monobloc. Des opérations complémentaires peuvent consister à intégrer les différentes 20 douilles (7, 8) qui servent de logements pour les axes des roulettes, avant ou après le moulage du châssis (1). 7 REVENDICATIONS 1 û Châssis de patin à roulettes du type à section en U, comprenant û au moins une plateforme (4) avant et une plateforme (5) arrière pour la fixation de la chaussure et - des flasques (2, 3) latéraux plats ou galbés qui comportent les douilles (7, 8) pour loger les axes de fixation des roulettes, lequel châssis est obtenu par une opération de moulage d'un matériau composite constitué de tissu en fibres à très haute résistance, et ses flasques (2, 3) latéraux renferment une âme (9) structurelle en mousse, lesquels flasques, ou tout au moins l'un d'entre eux, comportent une structure de renfort (10) qui s'étend, de façon continue, depuis l'avant jusqu'à l'arrière, laquelle structure (10) est interposée entre ladite âme (9) et la peau superficielle en matériau composite. 2 û Châssis de patin à roulettes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de renfort (10) consiste en un faisceau de fibres unidirectionnelles façonnées en forme de jonc (11), du type fibres de carbone, Kevlar ou verre, lequel jonc (11) peut être préformé et adapté à la rigidité souhaitée par un choix au niveau de la nature et du nombre de fibres utilisées. 3 û Châssis de patin à roulettes selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de renfort (10) en forme de jonc (11) est disposée sur la face externe des deux flasques (2, 3). 4 û Châssis de patin à roulettes selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de renfort (10) en forme de jonc (11) est disposée sur les faces internes des deux flasques (2, 3), c'est-à-dire du côté des roulettes, intégrée, selon le cas, dans une réservation aménagée dans l'âme (9) en mousse. 5 û Châssis de patin à roulettes selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de renfort (10) est disposée à la fois sur la face externe et sur la face interne des deux flasques (2, 3). 6 û Châssis de patin à roulettes selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la structure de renfort (10) comprend, en plus du jonc (Il) principal qui s'étend entre les deux extrémités du ou des flasques (2, 3), au moins un jonc (14) secondaire qui s'étend entre deux douilles (8) adjacentes. 7 - Châssis de patin à roulettes selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ou les joncs (14) secondaires se présentent en forme d'arcs de cercle, épousant le contour de l'arête inférieure du ou des flasques (2, 3). 8 2905876 9 8 -Châssis de patin à roulettes selon la revendication 7, caractérisé en ce que le jonc (11) principal forme, avec le ou les joncs (14) secondaires, une sorte de maillage, ou de treillis, qui constitue une structure globale de renfort à effet plus large, apte à contrarier, en plus de l'effet banane , les efforts de torsion qui passent entre la chaussure, et en 5 particulier les plateformes (4, 5) de fixation, et les douilles (8) intermédiaires, lequel jonc (11) principal se présente sous la forme d'au moins deux arcs de cercle de grand diamètre : un grand arc dans la partie arrière du flasque (2, 3) et un arc plus petit dans la partie avant, lequel petit arc s'étend sur sensiblement un tiers de la longueur, lesdits joncs, c'est-à-dire le jonc (11) principal et le jonc (14) secondaire, formant une configuration 10 en X, au niveau de leur jonction. 9 - Procédé de réalisation d'un châssis de patin à roulettes selon les revendications 1 à 8 précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste : - dans un premier temps, à préparer, sur les parois du moule et du noyau, l'empreinte du ou des joncs (11, 12, 14) faisant office de structure de renfort (10), puis, 15 - à disposer, sur le noyau et sur lesdites parois du moule, un matériau composite constitué de tissus imprégné, ou pré-imprégné, de résine, pour former la peau superficielle interne et externe dudit châssis (1) ; - à poser, selon le cas, la ou les structures de renfort (10) ainsi que l'âme (9) structurelle en mousse, ladite âme (9) étant séparée de la ou desdites structures de 20 renfort (10) par un matériau composite constitué de tissu imprégné, ou pré-imprégné, de résine ; - à presser en chauffant l'ensemble pour obtenir un produit monobloc. 10 - Patin de glisse comportant un châssis (1) obtenu par le procédé selon la revendication 9. 9