Brevet FR2340830A1 — publié le 19770909

L'invention a pour objet : un moyeu à roulements perfectlm- né pour cycles et véhicules. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des accessoires pour cycles et véhicules similaires, plus parti culièrement aux moyeux de roues. On sait que les moyeux, en particulier les moyeux de cycles, sont constitués généralement et principalement par un corps de moyeu de roue traversé par un axe dont les extrémités sont fixées d'une manière démontable dans les pattes de fourches du cadre de cycle, ou au chassis du véhicule. Il y a différents systèmes de blocage des axes de moyeu, et les corps de moyeux peuvent tre é- quipés de différentes façons, notamment avec des pignons de roues libres lorsqu'il 5 'agit d'un moyeu de roue arrière de cycles ou cyclomoteurs. Des moyens de roulement sont interposés aux extrémités du moyeu entre le corps de roue libre et l'axe. Ces moyens de roulement sont soit des billes que ltov place entre d'une part des cuvettes logées dans les cha-^bnsFs lux extrémités du corps de moyeu, d'autre part, des cônes portés par l'axe. On utilise aussi des ~roulements de type classique dont les billes et les cages inttrieure et extérieure forment un ensemble unitaire. Ces dispositions présentent des inconvénients importants. Lorsque les billes sont montées entre cuvette et cône, il y a un angle / A important de l'ordre de 1200 par exemple, formé entre les lignes fictives a-a', b-b' de contact des billes. Ces lignes se rencontrent en des points d'intersection x-x' de 1 axe de la roue relativement rapproché sur lt-xe du moyeu, comme illustré à la figure 1 des dessins annexés. On conçoit, compte tenu du grand diamètre de la roue que ce n'est pas rationnel pour la stabilité de la roue et que cela tend à donner du jeu aux roulements, en amplifiant ce jeu. Lorsqu'on utilise des roulements à billes sous forme d'ensembles, leur montage s'opère généralement comme illustré à la figure 2, avec un positionnement en D et E de part et d'autre de la cage intérieure F des roulements. Compte tenu du montage, la cage extérieure G ne peut être bloquée par rapport au corps du moyeu H. Il y a une liberté relative des billes J (flèches f) dans leurs cages F - G pour tenir compte des jeux nécessaires de fonctionnement. Cette liberté engendre un flottement latéral des roues et un manque de stabilité , dont l'importance est am plifiée à la jante, si l'on considère le rapport qui est environ de i à 5 entre l'écartement des roulements et le rayon de la roue. D'autres inconvénients des moyeux se trouvent dans leur poids, leur manque d'étanchéité et le manque de protection du fi letage de l'axe qui est assez rapidement ecrasé et détérioré lors des démontages et montages successifs des roues. On a voulu remédier à ces inconvénients en assurant en premier lieu une meilleure qualité de roulement et une amélioration sensible du coefficienide roulement, en allègeant le moyeu et en améliorant son aptitude à éviter la pénétration d'agents extérieurs qui peuvent le détériorer. A cet effet, le moyeu à roulement perfectionné suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise des roulements à billes / dont la bague extérieure est engagée dans la chambras? du corps de moyeu et calée directement ou indirtetement cont-re le moyeu, dans le fond du chambrage , la bague centrale lisse étant engagée sur une portée/de l'axe du moyeu, un organe d'arrêt et de règlage, vissé ou autrement adapté sur l'axe, venant en appui avec une pression règlable contre la bague centrale, en assurant une précontrainte supprimant le jeu qu n'est pas strictement nécessaire au fonctionnement et en donnant une meilleure stabilité de roulement et de la roue par es sigles des lignes de contact des billes de roulement. Suivant une autre caractéristique, l'axe généralement en acier qui traverse le corps de moyeu, a une longueur réduite, et, sur les extrémités filetées raccourcies, sont adaptés par vissage des écrous prolongateurs préscetuantdeune portée lisse dont le diamètre correspond sensiblement à/l'axe du moyeu, cette portée étant destinée à etre engagée dans la patte de fourche ; les écrous prolongateurs étant exécutés en métal léger convenablement traité, par exemple par anodisation en couche dure. Suivant une autre caractéristique, l'organe d'arrêt et de règlage en appui contre la bague centrale et l'4crou prolongateur à portée lisse sont en une seule pièce. Une autre caractéristique se trouve dans la protection de l'intérieur du moyeu contre la pénétration d'eau et d'agents extérieurs, par une collerette de grand diamètre que forme l'organe d'arrêt et de règlage en appui contrera cage centrale du roulement, cette collerette qui n'est pas en contact contre la cage extérieure, a un diamètre plus grand que la dite cage extérieure, la dite collerette étant loge avec le minimum de jeu nécessaire dans un dégagement correspondant des chaibrSesdu corps de moyeu, ce montage formant une chicane qui s'oppose à la pénétration des éléments perturbateurs, en autorisant l'évacuation éventuelle par effet centrifuge lors de la rotation de la roue. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter , dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un montage connu de moyeux par billes serrées entre une cuvette et un écrou conique La figure 2 est une vue en coupe schématiquettun autre montage connu de moyeux par roulements à billes. La figure 3 est une vue très schématique illustrant deux types de montage de moyeux selon l'invention. Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe montrant respectivement les moyeux arrière et avant selon l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures 3,4 et 5 des dessins. A la figure 3, on a illustré schématiquement deux types de montage selon l'invention. Dans cet exemple, on a monté- sur un axe lisse 1, des roulements à billes 2 et 3 dont les bagues intérieures 2a-3a sont engagées à force sur l'axe 1, tandis que les bagues extérieu res 2b - 3b sont engagées à force dans des chambres 4a du moyeu 4, en appui ou butée contre un épaulement 4b. Une pression P1- P2 est exercée sur les bagues intérieures par un organe d'arrêt et de règlage vissé ou autrement adapté sur l'axe, de manière à limiter au strict nécessaire le jeu de fonctionnement. Pour ce montage on peut employer soit un roulement à billes à contact radial, (roulement 3X, dont les gorges ou empreintes des billes sur les deux bagues ont un rayon plus important que celui des billes, afin qu'elles puissent se déplacer sous l'action de règlage, soit un roulement à billes à contact oblique (roulement 2 > . On comprend qu'avec ces deux types de roulements les points de contact des billes sur les bague intérieures et extérieures définissent des lignes de contact obliques c-c' et d-d' proches de leierticale et qui vont donc se rejoindre sur l'axe fictif y-y' de la roue, très loin de l'axe du moyeu en formant un angle B aigu. De cette manière, les roulements sont plus stables et le jeu de fonctionnement nta pas tendance à augmenter comme avec les montages à cages et écrous. Aux figures 4 et 5 on a illustré une réalisation concrète d'un montage selon l'invention, respectivement des moyeux de roue arrière et des moyeux de roue avant. Le moyeu arrière M1 comprend un corps 5 monobloc par exemple, formant directement ou de manière rapportée des disques ou ailes 5a pour l'attache des rayons. L'alésage 5b du corps est traversé librement par un axe creux 6 lui-même traversé avec lar ge jeu par la tige T1 de l'organe T bien connu de blocage rapide de la roue qui comprend des écrous T2 - T3 aux extrémités (en semble représenté en traits fins). L'axe creux 6 présente à chaque extrémité une portée filetée 6a suivie d'une portée de roulement 6b, la partie médiane étant d'un diamètre légèrement inférieur. Les roulements à billes 7 à contact oblique par exemple sont montés sur les portées 6b, leurs bagues extérieures étant engagées en butée dans les chambres 5c du corps de moyeu. Sur les portées filetées 6a on visse des écrous 8 et 9 qui présentent une face d'appui 8a - 9a contre les bagues intérieures ou centrales des roulements puis une face en retrait -8b - 9b ou collerette de plus grand diamètre s'engageant avec un très léger jeu dans un chambrage 5d du corps de moyeu, de préférence de diamètre plus important que le diamètre extérieur du roulement afin de protéger le roulement en constituant une chicane. Ces écrous 8 et 9 se prolongent au-delà des extré -mités de l'axe creux 6 et présentent à.leur extrémité arrière des portées lisses 8c - 9c destinées à recevoir les pattes de la fourche arrière P qui seront serrées au montage par les écrous T2 - T3 de l'ensemble de blocage rapide. On prévoit en variante de réaliser les écrous- prolon gateurs en deux parties, à savoir : une partie d'appui contre la bague intérieure des roulements et une partie formant oontre- écrou et porté- lisse- des- pattes de fourche. Ces écrous-nrolongateurs sont de préférence en alliage léger du type AZ 8 GU, anedisé en couche dure par exemple. Bien entendu comme on le voit à la figure 4, l'écrou prolongateur 8 et la portée filetée 6a sur laquelle i se visse sont de plus grande longueur que leur vis à vis pour recevoir la roue libre R qui se visse sur une portée filetée 5e du corps de moyeu. Dans le moyeu aven M2 renresenté à la figure 5, on retrouve les mêmes éléments que dans le moyeu arrière, c1est-à-dire: ensemble de blocage rapide 10, xe creux 11, écrous-prolongateurs 12, roulements 13. Ces éléments sont montés de la même maniere seules leurs dimensions différent pour s'adapter au moyeu plus court et aux pattes de la fourche avant plus étroite. vans cette réalisation, on a illustré-un montage avec roulement z billes à contact radial comme décrit précédemment. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne La bonne stabilit de roulement obtenue avec le montage de moyeux par es roulements dont on peut régler le jeu des billes au nnt un contact oblique sur leurs bagues définissant des lignes de contact s crnisant très loin de l'axe du moyeu. L'amélioration du coefficient de roulement par le montage réglable des roulements a' billes avec précontrainte. L protection efficace des roulements par la collerette de ltecrou-prolonaateur empêchant la pénétration d'impuretés. A noter cUe l'on place de la graisse dans les roulements et dans l'espace réduit entre les roulements et les écrous-prolongateurs. Si cette graisse disparaît dans le temps, des liquides pénétrant quand même dans l'espace prscit- seront évacués par la force centrifuge. L'allégement notable du moyeu par le raccourcissement de l'axe creux métallique et les acrous-prolongateurs en alliage léger traité. La suppression des riscrues de détérioration des filetages des extrémités de l'axe delta Houe qui jusqu'à présent recevait les pattes de fourches, par le montage des dites pattes sur la portée lisse des écrous-prolongateurs. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS i- Moyeu à roulements perfectionné, pour cycles et véhicules, comprenant un corps de moyeu de roue traversé par un axe, avec des roulements interposés aux extrémités du moyeu entre le corps et 1'axe, le moyeu est caractérisé en ce que l'on utilise des roulements à billes unitaires donna bague extérieure est engagée dans le chambrdu corps de moyeu et calée directement ou indirectement contre le moyeu, dans le fond du chambrage , la bague centrale étant engagée sur une portée de l'axe du moyeu, un organe d'arrêt et de règlage, vissé ou autrement adapté sur l'axe, venant en appui avec une pression règlable contre la bague centrale, en assurant une précontrainte supprimant le jeu qui n'est pas strictement nécessaire au fonctionnement et en donnant une meilleure stabilité de roulement et de la roue par les angles des lignes de contact des billes de roulement. 2- Moyeu à rouleme n ts perfectionné, pour cycles et véhicules comprenant un corps de moyeu de roue traversé par uniaxe, avec des roulements interposé s aux extrémités de moyeu entre le corps et l'axe, le moyeu est caractérisé en ce quel'axe généralement en acier qui traverse le corps de moyeu, a une longueur réduite, et, sur les extrémités filetées raccourcies, sont adaptés par vissaoesses écrous prolongateurs présentant une portée lisse dont le diamètre correspond sensiblement à l'axe du moyeu, cette portée étant destinée à être engagée dans la patte de fourche ; les écrous prolongateurs étant exécutés en métal léger convenablement traité ; par exemple par anodisation en couche dure. 3- Moyeu suivant l'une quelconque des revendications 4 et 2, ca caractérisé en ce que;'rgane d'arrêt et de règlage-en appui contre la bague centrale ou intérieure et ltécrou-prolongateur sont en une seule pièce. 4- Moyeu suivant l'une quelconque des revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt et de règlage en appui contre la bague centrale du roulement, présente une collerette de diamètre supérieure au diamètre extérieur du roulement et qui est logée avec le minimum de jeu nécessaire dans un dégagement correspondant des chambres du corps de moyeu ; ce montage for mant une chicane qui s'oppose à la pénétration des éléments perturbateurs, en autorisant l'évacuation éventuelle par effet centrifuge lors de la rotation de la roue.