Brevet FR2500403A1 — publié le 19820827

La présente invention concerne un frein à mâchoires à commande latérale pour bicyclette et, plus particulièrement, la structure de deux étriers de frein supportant des patins de frein et celle de bras de support partant des étriers pour supporter un câble-tirette. Les freins à mâchoire courants pour bicyclette compren- nent deux étriers de frein dont chacun porte un patin de frein à son extrémité inférieure et est articulé à son extrémité supérieure sur un axe de frein porté par la fourche de façon que les deux étriers puissent se rapprocher et s'écarter à pivotement l'un de l'autre, un bras de support de fil de câble partant obliquement vers le bas de l'extrémité supérieure ar- ticulée de l'un des étriers, latéralement à l'opposé de ce dernier, et présentant à son extrémité distale un élément de support du fil du câble, et un bras de support de gaine de câble partant obliquement vers le haut d'un tronçon moyen de l'autre étrier et présentant à son extrémité distale un élé- ment de support de la gaine du câble. L'axe du cable-tirette passant par les deux éléments de support s'étend approximati- vement à la verticale à l'extérieur de la fourche. La roue de la bicyclette est placée entre les deux patins de frein. Quand l'utilisateur agit sur le frein par l'intermé- diaire du câble-tirette, les étriers pivotent autour de l'axe de frein, pressant les patins de frein contre les faces laté- rales opposées de la jante pour freiner la roue. Quand la force de manoeuvre cesse de s'exercer sur le câble, un ressort interposé entre les étriers écarte à force les extrémités in- férieures de ceux-ci l'une de l'autre pour faire libérer auto- matiquement la jante par les patins et interrompre l'applica- tion de la force de freinage à la roue. D'autre part, il s'est avéré nécessaire ces dernières années de réduire la résistance opposée par l'air au frein afin d'augmenter dans toute la mesure du possible la vitesse des bicyclettes, notamment bicyclettes de course. Or, avec le frein courant décrit ci-dessus, l'élément de support de gaine est placé à l'extérieur de la fourche très en saillie vers l'extérieur du fait que le bras de support de gaine part obliquement vers le haut d'un tronçon moyen de l'étrier de frein. De plus, attendu que l'élément de support 2500403 v du fil de câble doit être placé en face de l'élément de sup- port de gaine, il fait aussi grandement saillie vers l'exté- rieur. En conséquence, l'air oppose au frein une grande résis- tance, ce qui va à l'encontre du desiderata sus-énoncé. En outre, la bicyclette subit, en marche, la résistance de l'air sur une aire importante parce que, sur la bicyclette vue de devant, le câble-tirette s'étend à côté de la fourche et du tube de direction. Cette disposition contribue aussi à augmen- ter la résistance opposée par l'air au frein. Certes, l'extrémité avant de l'axe de frein, qui dépasse vers l'avant par rapport aux parties articulées des étriers, s'amenuise sous forme approximativement conique, mais sa fa- cette avant et les surfaces avant des étriers et des bras de support ne dessinent par des contours uniment fondus, de sorte que les discontinuités existant à leurs jonctions empêchent l'air de s'écouler uniment et augmentent la résistance de 1' air. La jonction entre les parties articulées des étriers de frein établit aussi une discontinuité de nature à augmenter la résistance de l'air. En outre, le ressort prévu du côté arrière des étriers est susceptible d'engendrer des tourbillons d'air derrière les étriers, ce qui donne lieu à une résistance de l'air im- portante. Le frein courant a, dans son ensemble, des dimensions importantes. En particulier, les bras de support de câble in- térieur, qui font fortement saillie àl'extérieur latéralement, sont susceptibles de heurter quelque obstacle, ce qui risque de les endommager et est dangereux. En effet, avec la struc- ture courante, on court le risque que, lorsqu'on agit sur le guidon pour faire pivoter la fourche, l'élément de support de gaine vienne heurter le tube incliné du cadre de bicyclette, qui s'étend vers l'arrière et vers le bas à partir du côté ar- rière du tube de direction. De plus, le frein qui a, dans son ensemble, des dimensions importantes, exige pour les étriers et leurs bras une grande quantité de matière, ce qui soulève un problème de prix de revient parce que le frein est en un alliage léger onéreux. Pour les bicyclettes de course, des différences de vitesse même minimes retentissent sur le plan de la concurrence et il est souhaitable de réduire, même légèrement, le poids du frein. La présente invention a pour but de proposer un frein pour bicyclette dans lequel un bras de support de gaine de câble part de l'extrémité supérieure articulée d'un étrier de frein, ce qui rend minimal le degré auquel il fait saillie latéralement vers l'extérieur, un bras de support de fil de câble faisant aussi saillie dans une mesure réduite de maniè- re correspondante, ceci pour minimiser l'aire de frein soumise à la résistance de l'air, le frein étant placé devant la four- che et le tube de direction qui la supporte pour minimiser l'aire frontale globale de ces parties appelée à subir la résistance de l'air afin de réduire la résistance de l'air qu'elles rencontrent. Avec cet agencement, le câble-tirette fixé aux bras de support de câble et de gaine est aussi placé en devant de la fourche et du tube de direction de manière à réduire la résistance de l'air. Un autre but de l'invention est de proposer des étriers de frein et bras de support de câble dont les surfaces avant aient une section convexe en arc de cercle, c'est-à-dire un profil aérodynamique, pour réduire la résistance de l'air. Un autre but de l'invention est de proposer un frein du type décrit dans lequel l'extrémité avant de l'axe de frein, dépassant vers l'avant à partir des parties articulées des étriers, ait une forme aérodynamique approximativement conique et en outre la forme voulue pour établir un profil régulier continu passant par l'extrémité avant et par les surfaces avant des étriers et bras de support afin de permettre aux filets d'air longeant le pourtour extérieur de l'axe de frein d'atteindre uniment les surfaces avant des étriers et bras de support, de longer ces surfaces puis de se rabattre vers 1' arrière sur celles-ci de manière à réduire la résistance de l'air, les parties articulées des étriers ayant ainsi la forme voulue pour établir un profil continu ou aérodynamique afin d'assurer cet écoulement régulier de l'air. Un autre but de l'invention est de décrire un ressort aménagé à l'arrière des étriers de frein pour supprimer les tourbillons d'air qui apparaîtraient autrement derrière les étriers et réduire ainsi la résistance de l'air. Un autre but de l'invention, qui se trouve en partie at- teint par voie de conséquence lorsque les buts précités sont atteints, est de rendre le frein compact et notamment de ré- duire le degré de dépassement latéral des bras de support du fil et de la gaine du câble pour assurer la sécurité en évi- tant tout choc de ces bras contre d'autres parties, générateur de dommage, et de réduire ainsi la quantité d'alliage léger formant les bras, afin de rendre le frein peu onéreux, léger et facile à utiliser pendant la marche de la bicyclette. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description que l'on va maintenant donner, à titre d' exemple, du mode préféré de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un frein à mâchoires à commande latérale selon l'invention, pour bicy- dette; - la figure 2 est une vue latérale en élévation du frein; - la figure 3 en est une vue de face en élévation - la figure 4 en est une vue de détail en plan; - la figure 5 en est une vue de détail de derrière; la figure 6 est une vue en perspective éclatée d'un couvre-ressort; - la figure 7 est une vue en plan éclatée avec coupe du couvre-ressort; - la figure 8 est une vue de devant éclatée du couvre- ressort; - la figure 9 est une vue de détail en plan du frein avec enlèvement du couvre-ressort; - la figure 10 est une représentation de filets d'air s'écoulant de l'avant vers un étrier de frein muni du couvre- ressort; et - la figure 11 est une représentation de filets d'air s'écoulant de l'arrière vers l'étrier de frein. Sur les figures 1 à 4, on voit un frein à mâchoires à commande latérale 1 pour bicyclette comportant deux étriers de frein 5 dont chacun porte un patin de frein 2 à son extré- mité inférieure et est articulé par son extrémité supérieure sur un axe de frein 3 porté par une fourche 4. Les étriers 5 sont réalisés en alliage léger ou analogue, sont en forme ap- proximative de quart de cercle et sont symétriques par rapport à une droite verticale imaginaire 6 passant par le centre de l'axe 3. Une roue 7 de la bicyclette est placée à mi-chemin entre les patins de frein 2 dont elle est légèrement espacée. Les faces latérales opposées de la jante 8 de la roue 7 sont situées en regard des patins 2. Les extrémités supérieures articulées 9 des étriers 5 sont toutes deux enfilées axialement sur l'axe 3 autour du- quel elles peuvent pivoter en glissant l'une contre l'autre. Un bras de support de fil de câble 10 part solidairement de l'extrémité supérieure articulée 9 de l'étrier 5 situé devant. Ce bras de support 10 s'étend latéralement à l'opposé de l'ex- trémité inférieure du même étrier 5 par rapport à la droite imaginaire 6 et présente à son extrémité distale un élément 13 de support de fil 12 d'un câble-tirette 11. Un bras de support de gaine 14 part solidairement de 1' extrémité supérieure articulée 9 de l'autre étrier, arrière, 5. Le bras de support 14 présente un tronçon de base 15 qui part à peu près verticalement vers le haut de la partie arti- culée 9, puis obliquement vers le haut de manière à être situé entre le bras de support de fil de câble 10 et la verticale imaginaire 6 et présente à son extrémité distale un élément 17 de support de la gaine 16 du câble-tirette 11. Les surfaces avant des étriers 5 et du bras de support de gaine 14, respectivement indiquées en 5a et en 14a, ont une section bombant en arc de cercle. Ainsi, les étriers et leurs bras offrent des surfaces avant aérodynamiques pour réduire la résistance de l'air. L'élément 13 de support du fil de câble 12 est placé à peu près au-dessus du patin de frein 2, du même côté de la fourche 4 et aussi approximativement devant celle-ci. Le tron- çon 17 de support de la gaine 16 est situé au voisinage de la verticale imaginaire 6 et aussi approximativement devant le tube de direction 18 supportant la fourche 4. Une droite ima- ginaire 19 passant par les éléments de support 13 et 17, sui- vant l'axe du câble-tirette 11, coupe la verticale imaginaire 6 en un point situé au-dessus et au voisinage de l'élément de support de gaine 17. Attendu que le bras de support de gaine 14 part vers le haut de l'extrémité supérieure articulée 9 de l'étrier 5, c'est-à-dire d'un point situé à mi-largeur de la fourche 4, le degré de dépassement vers l'extérieur du bras 14 est fai- ble et le degré de dépassement vers l'extérieur du bras 10 de support de fil de câble a aussi une valeur faible correspon- - 5 dante. Le fait que le frein 1 est ainsi rendu compact et qu' en outre le câble 11 est placé devant la fourche 4 assure une réduction de la résistance de l'air. Les bras de support 10, 14 ainsi conçus pour ne pas dé- passer beaucoup vers l'extérieur ne risquent pas de heurter quelque autre partie, ce qui supprime le risque de dommage ou d'accident qui apparaîtrait autrement. En particulier, même lorsqu'on incline le guidon pour faire pivoter la fouche 4, l'élément 17 de support de la gaine 16 ne peut pas heurter le tube supérieur 20 ou le tube incliné 21 partant du côté arrière du tube de direction 18. On insère de devant l'axe de frein 3 à travers les par- ties articulées 9 des étriers 5 et on le fixe à l'épaulement 23 de la fourche au moyen d'un écrou 22. La tête, c'est-à-dire l'extrémité avant 24, de l'axe de frein dépasse vers l'avant au-delà de la partie articulée 9 avant et s'amenuise sous for- me sensiblement conique. Par ailleurs, les étriers 5 et le bras de support de gaine 14 ont chacun la forme d'un arc de cercle centré en avant de l'étrier ou bras intéressé et sont conformés de façon que la surface oblique de l'extrémité avant 24 de l'axe de frein coïncide sensiblement avec une tangente à chacune des surfaces avant des parties articulées 9 et du tronçon de base du bras de support 14 tangente passant sensiblement par l'axe géométrique de l'axe 3. En conséquence, la surface extérieure de l'extrémité avant 24 de l'axe de frein et les surfaces avant des étriers 5 et du bras de support de gaine 14 ont les formes voulues pour définir un profil régulier continu, permettant à l'air de longer ces surfaces, puis de se rabattre uniment vers l'arrière, ce qui réduit la résistance de l'air. La partie articulée de l'étrier 5 avant présente une sur- face supérieure 25 en arc de cercle centré sur l'axe de l'axe de frein 3. La surface avant du tronçon de base 15 du bras de support de gaine 14 déborde sur la surface en arc de cercle 25. Par conséquent, même quand les étriers 5 pivotent l'un par rapport à l'autre, l'extrémité avant 24 de l'axe de frein et les parties articulées 9 avant et arrière conservent des pro- fils réguliers continus, permettant à l'air de s'écouler uni- ment vers l'arrière. Comme on le voit sur les figures 1 à 9, l'axe de frein 3 est réalisé d'un seul tenant avec un porte-ressort 26 placé du côté arrière de la partie articulée 9 arrière et de diamè- tre supérieur à celui de l'axe 3. Un ressort 18 de forme évo- quant celle d'un lorgnon, comportant deux boucles 27 de même diamètre, est inséré et retenu dans le porte-ressort 26 par son anse reliant les deux boucles 27. Le ressort 28 présente des extrémités opposées engagées dans des éléments de retenue saillant sur les côtés arrière des étriers 5. Les extrémi- tés inférieures des étriers 5 sont sollicitées à l'opposé 1' une de l'autre par le ressort 28. Quand l'utilisateur agit sur le frein par l'intermédiaire du câble-tirette 11, les étriers pivotent autour de l'axe de frein 3, pressant les patins 2 contre les faces latérales opposées de la jante 8 pour freiner la roue 7. Quand le câble 11 cesse de subir la force de ma- noeuvre, le ressort 28 repousse les extrémités basses des étriers 5 à l'opposé l'une de l'autre pour dégager automati- quement les patins 2 de la jante 8 et interrompre l'applica- tion à la roue 7 de la force de freinage. L'élément de retenue de ressort 30, dans lequel l'extré- mité du ressort est engagée comme indiqué plus haut, fait en outre saillie latéralement pour recouvrir l'extrémité latéra- lement extérieure du ressort 28; à cette fin, l'élément 30 est façonné sur le côté arrière de l'étrier 5 au niveau d'un tronçon latéralement extérieur de ce dernier et s'étend vers l'arrière le long de la surface bombant en arc de cercle 5a. Un couvre-ressort 31 est posé de manière amovible sur le côté arrière des étriers 5 pour recouvrir le ressort 28 et notam- ment ses boucles 27 ainsi que le porte-ressort 26 en coopérant avec les éléments de retenue 30 qui constituent des bossages de recouvrement. Le couvre-ressort 31 comprend deux caches 32, moulés en matière plastique ou analogue, et a dans son ensemble la forme d'un cliquet à section approximativement semi-circulaire et dont la surface arrière est incurvée longitudinalement. Dans son côté avant, chaque cache 32 présente une rainure longitu- dinale 33 destinée à recevoir toute la moitié droite ou gau- che du ressort ou au moins la boucle 27 droite ou gauche, ainsi que le porte-ressort 26. Le cache 32 présente à l'une de ses extrémités longitudinales un trou 34 dans lequel se loge le porte-ressort 26. L'axe de frein 3 est inséré à tra- vers les trous 34 disposés côte à côte et les caches 32 sont posés du côté avant sur les faces arrière plates des étriers 5. Le couvre-ressort 31 est enserré entre la partie articulée 9 arrière et l'épaulement de fourche 23 par l'axe de frein 3 et l'écrou 22. La figure 9 représente une partie du frein 1 avec enlè- vement du couvre-ressort 31. Quand le couvre-ressort 31 est fixé au frein 1 comme décrit ci-dessus, l'air balaie la face 5a, bombant en arc de cercle, de l'étrier 5 puis va uniment longer le côté arrière du couvre-ressort 31, sans engendrer de tourbillons derrière l'étrier 5, comme représenté sur la figure 10. Ainsi, le couvre-ressort réduit la résistance de l'air, ce qui augmente en conséquence la vitesse de la bicyclette. En outre, quand le frein 1 est fixé avec une orientation inverse à la fourche arrière de la bicyclette comme représenté sur la figure 11, l'air balaie le côté arrière du couvre- ressort 31, puis longe uniment la surface 5a bombant en arc de cercle. La résistance de l'air est donc réduite aussi dans ce cas. Bien que les deux caches 32 soient portés par l'axe de frein 3 selon le mode de réalisation décrit ci-dessus, ils peuvent en variante être directement fixés aux étriers 5 res- pectifs. Si, dans la réalisation décrite, les caches 32 sont mobi- les angulairement sur l'axe du frein 3 par rapport à ce dernier, les boucles 27 étant engagées dans leurs rainures 33, les caches 32 accompagnant le mouvement des étriers 5 quand ceux-ci pivo- tent autour de l'axe de frein 3. Quand les boucles 27 sont in- sérées avec jeu dans les rainures 33, les caches 32 demeurent immobiles sur l'axe 3, sans accompagner le mouvement pivotant des étriers 5. Dans ce cas, les deux caches 32 peuvent être réalisés d'un seul tenant. REVEND ICATIONS 1. Frein à mâchoire à commande latérale pour bicyclette, caractérisé en ce qu'il comprend des étriers de frein (5) dont chacun comporte un patin de frein (2) à son extrémité infé- rieure et est articulé par son extrémité supérieure sur un axe de frein (3) porté par la fourche (4) de la bicyclette, un bras de support de fil de câble (10) partant latéralement de l'extrémité supérieure articulée (9) de l'un des étriers à l'opposé de l'extrémité inférieure du même étrier par rap- port à une droite verticale imaginaire (6) passant par l'axe géométrique de l'axe de frein et présentant à son extrémité distale un élément (13) de support de fil (12) d'un câble- tiretl:e (11) et un bras de support de gaine de câble (14) comportant un tronçon de base (15) qui part à peu près verti- calement vers le haut de l'extrémité supérieure articulée (9) de l'autre étrier, ce bras de support de gaine s'étendant en- suite obliquement vers le haut à partir dudit tronçon de base de manière à être situé entre le bras de support de fil de câble et ladite droite verticale imaginaire et présentant à son extrémité distale un élément (17) de support de la gaine (16) du câble-tirette, une droite imaginaire (19) qui passe par lesdits éléments de support (13, 17) dans l'axe du câble- tirette coupant ladite droite verticale imaginaire (6) en un point situé au-dessus et au voisinage de l'élément de support de gaine. 2. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des étriers et bras de support de câble présente une surface avant (5a, 14a) à section bombant en arc de cercle. 3. Frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de frein (3) présente une extrémité avant (24) dépassant vers l'avant les parties articulées (9) des étriers et s'ame- nuisant sous forme approximativement conique, et en ce que les étriers et le bras de support de gaine ont chacun une forme en arc de cercle centré sur un point situé en avant de l'étrier ou bras intéressé et sont configurés de façon que la surface oblique de l'extrémité avant (24) de l'axe de frein coïncide approximativement avec une tangente à chacune des surfaces avant de chaque partie d'étrier articulée et du tron- çon de base du bras de support. 4. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites parties articulées (9) sont enfilées conjointement côte à côte suivant l'axe géométrique de l'axe de frein (3) et en ce que la partie articulée avant d'o part le bras de support de fil de cable (10) présente une surface supérieure en arc de cercle centré sur l'axe géométrique de l'axe de frein (3), le tronçon de base (15) du bras de support de gaine (14) présentant à son extrémité inférieure une surface avant qui vient chevaucher la surface supérieure en arc de cercle. 5. Frein selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un ressort (28) destiné à solliciter les étriers (5) à l'opposé l'un de l'autre est prévu sur le côté arrière des étriers, et en oe qu'un bossage de recouvrement (30) destiné à recouvrir chaque extrémité latéralement extérieure du ressort est formé sur le côté arrière de chacun des étriers de frein sur une partie latéralement extérieure de l'étrier intéressé et s'étend vers l'arrière le long de la surface bombant en arc de cercle. 6. Frein selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' un couvreressort (31) est prévu de manière amovible sur le côté arrière des étriers pour recouvrir ledit ressort (28) en coopérant avec les bossages de recouvrement.