Brevet FR2270139A1 — publié le 19751205

La présente invention a trait à un système de freinage pour véhicules et, plus particulièrement, elle concerne un nouveau système de freinage assisté par rétropédalage pour les véhicules mus par un système de pédales tels que les bicyclettes, les tricycles, etc... Les différents systèmes de freinage conventionnels sont bien connus de l'homme de l'art. Parmi les plus répandus, on peut citer ceux qui fonctionnent par application manuelle d'une force s'exerçant sur des poignées disposées sur le guidon du véhicule, et dans lesquels les freins avant ou arrière sont sélectivement appliqués pour le freinage, selon que l'on agit sur l'une des poignées gauche ou droite ci-dessus mentionnées, les deux freins pouvant autre, bien entendu, simultanément appliqués en agissant en même temps sur les deux poignées lorsque les circonstances l'exigent.Cependant, et malgré la fiabilité de ces systèmes, leur mise en pratique a été limitée à un petit nombre de véhicules, en raison de leur prîx élevé, conséquence directe du grand nombre de pièces dont il sont composés et de leur installation compliquée, ainsi que de leur freinage déficient. Aussi, à l'heure actuelle, une tendance se fait jour en faveur d'un système de freinage par rétropédalage. Ainsi, les systèmes de freinage par rétropédalage pour les véhicules tels que les bicyclettes ont tendance à remplacer les freins conventionnels actionnés manuellement, pour s'efforcer d'obtenir une meilleure fiabilité. De tels systèmes de freinage par rétropédalage ont été conçus pour être logés dans le moyeu de la roue arrière ou parfois, dans le support de pédalier, les premiers étant de beaucoup les plus répandus. Tous les systèmes de freinage par rétropédalage logés dans le moyeu arrière ont un inconvénient qui leur est commun, à savoir qu'ils nécessitent l'intervention d'un élément intermédiaire d'application, c'est-à-dire la chaîne, dont la défaillance peut, par exemple, créer une condition critique dans laquelle tout freinage devient impossible ; ceci peut se produire lorsque, pour une cause tout à fait imprévisible, la chaîne d'entraînement qui transmet l'action de freinage au moyeu de la roue arrière vient à casser, laissant le cycliste exposé à un accident. Outre ce défaut, ces systèmes exigent, pour leur mise en place dans le moyeu, une transformation radicale de ce dernier aussi bien que l'utilisation d'un grand nombre de pièces dont le mon- tage exige l'interventiòn de techniciens spécialisés, ce qui, bien entendu, contribue à majorer considérablement le coût de fabrication. De plus, lorsque le système lui-même se détériore en cours d'usage, il est nécessaire de remplacer le moyeu complet, d'où une dépense importante. Dans une approche pour rechercher une solution aux problèmes de sécurité posés par les systèmes ci-dessus mentionnés, on a conçu et utilisé un système totalement indépendant de l'élément de transmission de la puissance, entre le pignon du pédalier et le moyeu de la roue arrière, en mettant en place ledit système sur le support d'axe du pédalier qui assure l'entraînement du véhicule, évitant ainsi de s'en remettre à la chaîne pour assurer le freinage, chaîne qui, comme on le sait, risque souvent de se casser ou même de sauter, c'est-à-dire se dégager des dents de l'un quelconque des pignons d'entraînement et, par conséquent, de paralyser toute action de freinage si la nécessité s'en fait sentir à ce moment précis.Cependant, ce dernier système, aussi bien que ceux précédemment décrits, exige pour son installation une modification substantielle de l'axe de pédalier afin de pratiquer dans le support palier de cet axe des rainures, des encoches, des gorges annulaires, des parties filetées, etc...-, en même temps que l'on utilise de nombreuses autre pièces, augmentant ainsi les risques de défaillances de ces pièces et de mauvais fonctionnement de système, ce qui contribue à l'augmentation du prix de revient et des frais d'entretien du véhicule. Le système de freinage par rétropédalage selon l'invention est du type monté sur l'axe de pédalier d'une bicyclette de tourisme ou de course, bien que son application ne soit pas limitée à l'utilisation sur une jante de roue à pneumatique et exige seulement une légère modification de la fourche arrière qui transmet l'action de freinage aux patins de freinage, tout en nécessitant aucun changement important de l'axe du pédalier ou de tout autre organe de structure du véhicule sur lequel le système de freinage est installé. Le but principal de l'invention est de prévoir un système de freinage assisté par rétropédalage présentant une grande puissance de freinage ainsi qu'une fiabilité élevée. Par conséquent, un autre but de l'invention est de prévoir un système de freinage assisté par rétropédalage pour véhicules actionnés par pédales dont l'action de freinage est indé pendante du moyen de transmission de la puissance du pédalier au moyeu de la roue arrière. Un autre but de l'invention est de prévoir un système de freinage assisté par rétropédalage dont la mise en place sur l'axe de pédalier n'exige aucune modification de cet axe, pas plus qu'elle n'exige de changement sur une quelconque pièce de structuré du véhicule Un autre but de l'invention est de prévoir un système de freinage assisté par rétropédalage comportant un nombre minimal de composants, système dont le montage et l'installation ne requièrent aucune qualification particulière de la part du monteur ni aucune modification de la structure du véhicule. Encore un autre but de l'invention est la construction d'un système de freinage assisté par rétropédalage qui, en raison du petit nombre de pièces qu'il comporte, est extrêmement économique quant à son entretien. Ces buts et d'autres encore apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée aui suit et qui concerne un mode de réalisation préférée de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés dans lesquels La fig. 1 est une vue partielle d'une bicyclette montrant le système de freinage selon l'invention monté sur l'axe de pédalier de ladite bicyclette. La fig. 2 est une vue perspective à plus grande échelle du bras de l'embrayage unidirectionnel qui actionne les patins de frein. La fig. 3 est une vue perspective à grande échelle montrant le levier de l'embrayage unidirectionnel qui actionne les patins de frein dans un autre mode de réalisation de l'invention. La fig. 4 est une vue perspective à grande échelle du moyeu du système de freinage conformément à la réalisation mon trée -sur la fig. 3. Les figs. 5 et 6 illustrent deux modes de réalisations possibles d'un étrier de commande des patins de freinage adaptés à différentes configurations de jante de roue arrière de la bicyclette. En se référant maintenant aux différents dessins ci-annexés et, en particulier, à la fig. 1, on voit une partie de bicyclette désignée globalement par la référence 10, la référence 12 désignant le palier support de pédalier dans lequel sont mon tés les roulements sur lesquels tourne librement l'axe de pédalier 14 aux bouts duquel sont assujetties positivement'les manivelles de pédales 16. Comme on peut le remarquer sur cette fig. 1, le couple développé sur les pédales est transmis par un moyen conventionnel à la roue arrière, c'est-à-dire par un pignon de pédalier 18 en combinaison avec une chaine sans fin 22 et un pi gnoflàroue libre monté sur ledit moyeu arrière (non représenté). Le système de freinage assisté par rétropédalage selon l'invention consiste en un dispositif 30 qui a pour fonction de transformer le couple de freinage crée par les pédales en une force de traction s'exerçant sur les patins de freinage 28 par l'intermédiaire d'une timonnerie en forme d'étrier 34, ledit dispositif 30 comportant, en particulier, un embrayage unidirectionnel. Sur les bicyclettes dans lesquelles l'axe de pédalier 14 et les manivelles de pédales 16 sont unies par liaison démontable, comme représenté sur la fig. 1, la mise en place du système de freinage de la présente invention requiert seulement la dépose d'une cuaiplus des deux manivelles de pédales et la mise en place d'un ou au plus de deux éléments d'embrayage unidirectionnels sur l'axe de pédalier 14. La fig. 2 est une perspective à plus grande échelle du bras d'embrayage unidirectionnel 30 consistant en un élément principal 42 dans lequel on a pratiqué un évidement circulaire 44 comportant une pluralité de rampes curvilignes sur lesquelles roulent des éléments d'accouplement ou d'embrayage 32, lesdits éléments étant, selon l'invention, constitués par des galets cylindriques, mais qui peuvent aussi être des éléments mobiles d'une configuration quelconque, par exemple des troncs de cônes, des sphères, etc... ; bien que dans cette réalisation, leur nombre soit égal à six, il est bien entendu que ce nombre peut varier sans pour cela s'écarter de l'esprit de l'invention.A l'extrémité inférieure du bras d'embrayage unidirectionnel, est pratiquée une ouverture circulaire 46 dans laquelle vient s'insérer l'étrier 34 qui transmet la force de traction aux patins de freinage 28 qui sont supportés de manière appropriée aux extrémités arrière de l'étrier 34 et dont l'action de freinage est réglée au moyen de pattes d'attache 26 assujetties positivement sur la fourche arrière 20 de la bicyclette. La fig. 3 est une vue perspective à grande échelle d'une autre réalisation de l'embrayage unidirectionnel de l'invention, dans lequel la modification caractéristique par rapport à la réalisation précédemment décrite consiste en l'utilisation d'un moyeu tubulaire 48 taraudé intérieurement, comportant des encoches 52, et qui agit comme support central de l'embrayage 30.L'utilisation de ce moyeu tubulaire 48 dans le système de freinage par retropedalage est conditionnée par la configuration particulière de l'axe de pédalier et des manivelles de pédales, du fait que, dans certains cas, ces trois pièces sont unies par liaison permanente pour former ce que l'on appelle "un bloc manivelles" par conséquent~, dans une telle structure, il est nécessaire de remplacer l'écrou de blocage, qui retient les cuvettes de roulements, par le moyeu tubulaire, ce qui donne une surface cylindrique qui remplit les fonctions d'écrou de sécurité, de cage des galets 32 et de support central de l'embrayage unidirectionnel. Le moyeu 48 présente une ou plusieurs encoches 52 pour faciliter son serrage et son desserrage par rapport à l'une des manivelles au moyen d'un taraudage intérieur 50 exécuté à cet effet dans l'alésage dudit moyeu 48. Sur la surface extérieure de ce dernier est pratiquée une gorge circulaire 54 dans laquelle vient se loger un anneau élastique de retenue destiné à maintenir en place les galets 132 par l'intermédiaire d'une rondelle inter posee entre les faces d'extrités des galets et ledit anneau éhstique. Les figs.5 et 6 montrent des modes de réalisations préférés de l'étrier 34. Ainsi, par exemple, sur la fig. 5, l'étrier 34 est constitué par une seule pièce rigide et présente une configuration telle qu'elle contribue à une application uniforme de l'action de freinage transmise par le bras de l'embrayage 30 aux patins de freinage 28. Comme en peut le voir sur cette fig. 5, l'étrier 34 est composé de deux bras, aux extrémités arrière desquels se trouvent des parties 58 cambrées angulairement vers l'intérieur et des boutonnières 56 au travers desquelles les patins de freins 28 sont fixés de façon appropriée, ainsi que des projections ou guides o8 qui s'engagent dans les pattes d'attache 26 de la fourche arrière pour faciliter le déplacement longitudinal des bras de l'étrier lors de l'action de freinage. Comme on Z a mentionne ci-dessus, il existe sur le marché des jantes de roues pour lesquelles un étrier rigide tel que l'étrier 34 de la fig. 5 n'est pas adapté, lesdites jantes exigeant un étrier articulé de configuration spéciale car, sur de telles jantes, l'effort de freinage doit être axial et non radial, cet effort axial étant le seul qui puisse produire un effet de freinage, de sorte qu'un tel freinage n'est pas toujours aussi efficace qu'il le faudrait. Par conséquent, dans la présente réalisation, il est prévu un étrier articulé 34' qui non seulement exerce un effort axial par rapport à la jante, -mais qui applique également une force considérable dans le sens radial, les deux forces se composant pour donner une résultante assurant un effet de freinage maximal obtenu en combinaison avec le bras d'embrayage unidirectionnel du système de freinage de l'invention par modification du mode d'ancrage -de l'étrier dans l'ouverture 46 du bras d'embrayage 30, aussi bien que par utilisation d'un patin de frein d'un dessin spécial. En réalité, la seule modification apportée dans 11 an- crage de l'étrier 34' consiste à prévoir un boulon convenablement placé au moyen d'un écrou et d'un écrou de sécurité dans le trou 46 du bras 30, avec son corps orienté vers le centre de la bicyclette et son extrémité libre filetée insérée dans la boucle 62 de l'étrier articulé 34' représenté sur la fig. 6, ledit boulon étant bloqué par écrou et contre-écrou, de manière que, lorsque l'action de freinage s'exerce, les extrémités arrière des bras de l'étrier 34r aient tendance à jouer comme les mâchoires d'une paire de pinces pour exercer une force axiale sur la jante, alors qu'en même temps est appliquée une force radiale, de sorte qu'on obtient un freinage très efficace.Comme on le voit sur la fig.6, les différentes pièces qui composent l'étrier 34' sont unies par des liaisons articulées assurées par des vis ou goupilles ou axes d'articulation"64, donnant à l'ensemble l'aspect de pinces. I1 a été souligné que l'ancrage de l'étrier articulé sur le bras de l'embrayage unidirectionnel s'effectue au moyen d'un boulon, écrou et contre-écrou ainsi que de la boucle 62 de l'étrier articulé 34' ; évidemment, ledit ancrage peut être réalisé de manière différente, par exemple par soudage, rivetage, ou rnême à l'aide d'une pièce en saillie faisant partie intégrante dudit bras. En ce qui concerne la modification apportée aux patins de freinage, on voit que leur surface de freinage prend une forme angulaire dont l'une des faces applique une force de freinage axiale alors que l'autre face applique une force de freinage radiale, lesdites forces étant fonction de la configuration prise par l'étrier articulé 34'. Cette modification consiste également en ce que le moyen de fixation des patins de frein aux extrémités libres de l'étrier articulé sert également à guider lesdites surfaces de freinage des patins en appui convenable contre la surface correspondante de la jante. Afin d'assurer le rappel de l'étrier articulé 34 ou 34' vers sa position de repos dans laquelle les patins de freinage ne sont pas en contact avec la jante de la roue, ou prévoir un ressort 36 dont une extrémité est fixée à l'étrier en un point voisin de l'extrémité de ce dernier qui est ancrée dans le bras de l'ambrayage unidirectionnel, alors que son autre extrémité est fixée en un point quelconque de la structure de la bicyclette, par exemple à l'extrémité inférieure du garde-boue arrière, dans la fourche arrière ou en tout autre point convenable, dans la mesure où il permet d'éloigner les patins des surfaces de freinage correspondantes de la jante. Comme on le voit sur les figs. 5 et 6, les extrémités arrière de l'étrier 34 sont pourvues d'ouvertures allongées ou boutonnières 56 au travers desquelles le goujon des patins de freinage 28 est inséré, puis serré, lesdites extrémités étant également pourvues de projections 38 formant éléments de guidage servant à guider les patins de freinage en association avec les pattes d'attache 26 de fourche arrière. Les extrémités 34' sont seulement pourvues chacune d'une ouverture destinée à recevoir les patins de freinage assujettis audits bras de l'étrier 34 par des vis 38 à tête cylindrique très allongée pouvant servir de guide aux patins de freinage en association avec lesdites pattes d'attache 26 de fourche arrière. Pour appliquer les patins de freinage sur la surface de freinage de. la jante 24, il suffit de faire tourner le pédalier dans le sens indiqué par la flèche 11 de la fig. 1, ce mouvement entraînant l'embrayage unidirectionnel 30 dans une rotation de meme sens autour de l'axe de pédalier 14, entraînant dans ce mouvement, l'étrier 34 et, par conséquent, les patins de freinage pour libérer la jante arrière de l'action de freinage imposéepar les patins, il suffit de faire tourner le pédalier dans le sens inverse de la flèche, le rappel des patins à leur position de repos étant effectué par le ressort 36. En ce qui concerne le fonctionnement de la réalisation illustrée sur la fig 6, il est pratiquement le même que celui du système qui utilise l'étrier de la fig. 5 qui a été expliqué en détail dans le paragraphe précédent. Cependant, il convient d'a jouter qu'en même temps que les patins de @@@inage se déplacent radialement sur l'avant de la bicyclette, c@r patins se rapprochent comme des pinces pour venir pincer la jante et exercer sur cette dernière une force ail. Bien que le système de freinage assisté par rétropédalage conforme à l'invention ait été décrit d'une manière très détaillée, il est bien entendu eue. ce système peut être l'objet de nombreuses modifications sans pour cela s'écarter de l'esprit et du domaine d'application de l'irvention. REVENDICATIONS 1. Système de freinage assisté à rétropédalage pour véhicules mus par un système à pédales, caractérisé en ce qu'il comprend un axe inférieur de pédalier sur lequel les manivelles de pédales sont fixées de façon permanente, un étrier destiné à transmettre 1' action de freinage, des patins de freinage supportés de manière appropriée aux extrémités de l'étrier et un embrayage unidirectionnel monté sur ledit axe de pédalier comportant une ouverture dans laquelle vient s'ancrer ledit étrier pour transmettre l'action de freinage 2.Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage unidirectionnel présente un évidement circulaire avec une pluralité de rampes curvilignes, cet évidement pratiqué dans la partie principale du corps d'embrayage ayant un diamètre substantiellement plus grand que le diamètre dudit axe de pédalier, et en ce qu'il présente dans la partie inférieure de son corps une autre ouverture de diamètre plus petit que celui de l'évidement ci-dessus mentionné dans laquelle est fixé llétrier-destiné à transmettre l'effort de freinage. 3. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le centre dudit embrayage unidirectionnel est pourvu d'un moyeu tubulaire dont le diamètre intérieur est pratiquement le même que celui de l'axe de pédalier, ledit moyeu étant taraudé intérieurement et étant pourvu sur sa surface extérieure, près de l'une de ses faces, d'une gorge circulaire devant recevoir un anneau élastique de retenue destiné à maintenir en place les composants dudit embrayage, et pourvu également d'encoches ou de tout autre moyen pour faciliter son serrage sur ledit axe de pédalier. 4. Système de freinage assisté à rétropédalage pour véhicules mus par un système à pédales, caractérisé en ce qu'il comprend un pédalier en une seule pièce1 un étrier destiné à transmettre l'effort de freinage, des patins de freinage supportés de manière appropriée aux extrémités dudit étrier, et un embrayage unidirectionnel monté sur l'axe de pédalier dans-lequel ledit embrayage agit comme un levier pour actionner de manière appropriée les patins de freinage du véhicule par l'intermédiaire de l'étrier. 5. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étrier de transmission de l'action de freinage est fixé de façon appropriée à llextré- mité du bras ou levier dudit embrayage unidirectionnel, alors que les extrémités arrière dudit étrier sont montées coulissantes, par des éléments de guidage, sur des pattes d'attache de fourche arrière qui assistent en même temps le guidage des patins de freinage contre la zone de freinage de la jante de roue. 6. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étrier de transmission de l'action de freinage est d'une seule pièce. 7. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étrier de transmission de l'action de freinage est constitué par deux pièces articulées. 8. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de guidage est indépendant des patins de freinage. 9. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de guidage fait partie des patins de freinage en combinaison avec un dispositif de fixation qui est taraudé intérieurement et est pourvu d'un moyen de montage. 10. Système de freinage assisté à rétropédalage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface de freinage des patins de freinage exerce à la fois une action de freinage axiale et une action de freinage radiale. 11. Véhicule mû par un système à pédales pourvu d'un frein assisté à rétropédalage, caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage unidirectionnel monté sur l'axe de pédalier et pourvu d'un moyen d'attache d'un étrier destiné à transmettre l'action de freinage des patins de freinage fixés aux extrémités dudit étrier, lesdits patins de freinage exerçant une action de freinage radiale ou une actionde freinage radiale et axiale, ledit étrier de transmission de l'action de freinage étant constitué soit d'une seule pièce, soit de plusieurs pièces assemblées par articulations.