Brevet FR2564539A1 — publié le 19851122

_-1 _ La présente invention est basée sur un palier de manivelles de pédalier de bicyclettes décrit dans le modèle d'utilité DE 83 05001. Ce palier connu se compose d'un carter qui peut être introduit de manière amovible dans le manchon du cadre de la bicyclette et qui est traversé par un axe de manivelles de pédalier qui présente deux épaulements disposés dans le carter à distance axiale l'un de l'autre et formant des chemins de roulement intérieurs au droit desquels se trouvent des chemins de roulement extérieurs ménagés dans le carter. Entre ces chemins de roulement intérieurs et extérieurs sont introduits des corps de roulement tournants, et les chemins de roulement soli- daires du carter peuvent, pour que l'on puisse régler le jeu de ce palier, être déplacés axialement et fixés en position, le carter étant composé de deux parties en forme générale de pot dont les ouvertures se font face et qui peuvent être vissées ôoaxialement l'une dans l' autre et dont les fonds traversés par l'axe des mani- velles forment, cSté intérieur, des chemins de roulement coaxiaux. Cette disposition impose cependant que les deux ma- nivelles soient -fixees de manière amovible à l'axe du palier, afin que les parties de carter puissent être en- gagées sur cet axe. Le problème auquel l'invention apporte une solution consistait donc, à partir d'un palier de manivelles de pédalier du genre connu décrit cidessus, à faire en sorte qu'il soit possible, avec des moyens simples, d' utiliser ce palier avec un axe ne comportant qu'une seule manivelle fixée sur lui de manière amovible, 1' autre manivelle formant une unité non démontable, ceci pour simplifier et rendre moins coûteux tant la fabrica- tion que l'assemblage du palier. La solution à laquelle est parvenue l'invention se distingue par les caractéristiques suivantes: -2 - a) les flancs des épaulements situés sur l'axe des manivelles en regard l'un de l'autre forment les chemins de roulement intérieurs; b) les deux parties de carter ont une forme tubulaire dont la dimension intérieure la plus petite est plus grande que les épaulements sur l'axe des manivelles, les chemins de roulement extérieurs étant ménagés chacun à l'extrémité libre des parties de carter vissées l'une à l'autre, et c) sur l'axe des manivelles sont enfilés des chapeaux qui obturent l'enceinte annulaire délimitée entre cet axe et le manchon du cadre de la bicyclette. Grâce à ces dispositions on peut maintenant enfiler ensemble, sur l'axe des manivelles, les deux parties de carter vissées l'une à l'autre, en les engageant sur une extrémité libre de cet axe, de sorte qu'il n'est plus né- cessaire que les deux manivelles soient fixées à l'axe de façon amovible. En outre, on est assuré de pouvoir, après que les corps de roulement auront été introduits entre les chemins de roulement, établir et éventuellement modifier le jeu désiré dans les roulements, ceci au moyen des deux parties de carter vissées l'une dans l'autre. De plus, une étanchéité suffisante du palier contre les projections d'eau est assurée. Pour réduire encore plus le codt de fabrication il y a intérêt à ce que les parties de carter qui, sur toute leur longueur, ont des sections annulaires et une faible épaisseur de paroi, présentent chacune à leur extrémité axialement extérieure une zone évasée dont le diamètre intérieur va en augmentant vers l'extrémité libre et dont la paroi intérieure forme un chemin de roulement ex- térieur. Ces parties de carter peuvent être fabriquées à partir de tronçons de tube dont on élargit une extré- mité pour former la zone évasée. Pour que, avec des moyens simples, on puisse assurer que le palier de pédalier occupera une position correcte et sûre dans le manchon du cadre, il est prévu d'une part -3 - qu'une collerette dirigée vers l'extérieur et prenant appui contre l'extrémité adjacente du manchon du cadre soit disposée, en particulier formée, sur une partie de carter à la suite de la zone évasée conçue pour former un chemin de roulement extérieur, d'autre part que la zone évasée de chacune des parties de carter puisse etre appliquée sans jeu contre la paroi intérieure du manchon du cadre. Pour cela, il faut que le pourtour extérieur de cette zone évasée des parties de carter soit cylin- drique. En ce qui concerne les chapeaux de palier, une forme d'exécution particulièrement simple et pourtant très efficace se distingue par le fait que le premier chapeau comporte un rebord qui entoure le manchon de cadre, tandis que le deuxième chapeau comporte d'une part une tubulure qui est engagée dans le manchon du cadre et y est retenue au moins par friction en entourant sans jeu la zone évasée de la partie de carter adjacente, d'autre part une collerette dirigée vers l'extérieur et prenant appui contre la face d'extrémité adjacente du manchon de cadre. Dans cette forme d'exécution il y a intérêt à ce que la fixation du premier chapeau en direction axiale soit assurée en disposant sa face d'extrémité extérieure contre une roue à chaîne montée sur l'axe des manivelles et entraînée en rotation par cet axe. Bien que les parties de carter-vissées l'une à l'au.- tre ne puissent tourner d'elles-mgmes, on peut prévoir de compléter par un contre-écrou cet assemblage vissé. Pour exclure une telle rotation indésirable, une forme d'exécution préférée qui simplifie encore plus 1' assemblage se distingue par le fait que dans la partie de carter adjacente à la roue à chaîne est insérée de manière fixe, dans la direction du vissage de l'autre partie de carter et à la suite d'un taraudage une bague en une matière élastiquement compressible à coefficient de frottement élevé, notamment en matière synthétique, et dont l'alésage est, au moins approximativement, orien- té coaxialement au dit taraudage et dont le diamètre inté- rieur est plus petit que le diamètre extérieur de la zone filetée de l'autre partie de carter, de sorte que cette zone filetée pénètre à frottement dans la dite bague. Grâce à cette disposition il n'est pas nécessaire de prévoir un contre-écrou pour que les parties de carter vissées l'une à l'autre ne puissent se desserrer intempes- tivement. - Dans une forme d'exécution favorisant la fabrication, la dite bague présente un pourtour extérieur polygonal et est logée, sans possibilité de rotation, dans une zone de la partie de carter à contour polygonal correspondant. En outre, dans une autre disposition avantageuse, il est prévu de ménager dans la face d'extrémité libre de l'une des parties de carter, c'est-à-dire dans sa face op- posée à la roue à chaîne, des prises de clé, notamment sous forme de fentes. Ainsi, même après que l'on a intro- duit le palier dans le manchon du cadre et que l'une des parties du carter est empochée de tourner dans ce manchon parce qu'au moins un effet de friction sty oppose, il est possible de corriger le jeu de ce palier à roulements en faisant tourner l'autre partie du carter au moyen d'un ou- til approprié pouvant être introduit dans les dites fentes de prise. Afin de simplifier encore davantage la fabrication et d'en réduire le coût, il est avantageux que la partie de -carter qui est adjacente à la roue à cha1ne et porte la bague s'opposant à la rétrorotation soit constituée par un embouti profond dont la longueur axiale est inférieure à celle de l'autre partie de carter, ceci de préférence dans le rapport de 1:4. Afin d'augmenter encore la sûreté de positionnement du palier introduit dans le manchon du cadre, il est avan- tageux que la zone de]a partie de carter opposée à la roue à chaîne, évasée en direction de son extrémité libre, s'étende au-delà de la face d'extrémité adjacente du man- - 5 - chon de cadre ainsi qu'au-delà du chapeau disposé à i' extrémité libre de l'axe des manivelles et comporte une zone filetée sur laquelle est vissé un écrou serré, par l'intermédiaire du dit chapeau, contre l- face d'extré- mité du manchon adjacente à ce chapeau. Dans cette disposition, une bague d'étanchéité qui entoure de manière étanche l'axe des manivelles peut être disposée sur l'écrou, notamment une bague solidaire de ce dernier. En variante éventuellement préférable, une bague d'étanchéité qui entoure de manière étanche l'axe des manivelles,est engagée de manière étanche dans la zone évasée adjacente et y est retenue par friction,est pré- vue à l'extrémité du dit axe opposée à la roue à chaîne. Des exemple d'exécution de l'invention sont décrits en détail ci-après et en se référant au dessin annexé; sur ce dernier - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un palier de manivelles de pédalier, - la figure 2 est une variante du palier selon la fig.1, également en coupe longitudinale, et - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'une autre forme d'exécution d'un palier de manivelles de pédalier. Dans toutes les formes d'exécution illustrées on voit un manchon 1 de cadre de bicyclette dans lequel est monté de manière amovible un corps ou carter composé de deux parties tubulaires 2 et 3 et traversé par un axe de manivelles de pédalier 4 qui, à l'une de ses extrémi- tés, comporte une manivelle de pédalier 5 fixée de façon inamovible. Sur cet axe de manivelle 4 est montée une roue à chaîne 6 entralnée en rotation par cet axe. L'autre extrémité de l'axe de manivelles 4 est, de façon connue en soi, formée pour recevoir et entra5ner en rotation une autre manivelle de pédalier (non repré- sentée), celle-ci amovible. La partie 2 du carter présente, à son extrémité -6 - 2564539 tournée vers la partie 3 de ce carter, un taraudage 7, tandis qu'à l'extrémité de la partie 3 du carter tour- née vers la partie 2 est prévue une zone filetée 8 adap- tée au taraudage 7 et vissée dans ce dernier. Dans l'exemple d'exécution représenté à la fig.1 cet assemblage vissé, réglable axialement, pourrait a- vantageusement, au moyen d'un organe connu en soi, par exemple au moyen d'un contre-écrou, 8tre bloqué pour qu'il ne se desserre pas intempestivement. A chacune des deux parties tubulaires 2 et 3 à pa- roi relativement mince et à section annulaire est façon- née, à l'extrémité de ces parties opposée au taraudage 7 ou au filetage 8, une zone évasée 9 dont le diamètre in- térieur va augmentant à mesure qu'il s'éloigne de ces taraudage et filetage, la paroi intérieure de cette zone étant conçue.pour servir de chemin de roulement ex- térieur 10, tandis qu'à l'extérieur cette zone 9 est cy- lindrique. L'axe de manivelles 4 présente en outre deux épaule- ments 11 disposés axialement à distance l'un de l'autre et dont les flancs qui se font face servent de chemins de roulement intérieurs 12. Entre les chemins de roulement 10 et 12 sont intro- duits des corps de roulement 13 constitués par des billes. La zone évasée 9 de la partie 2 du corps de palier se termine par une collerette 14 dirigée radialement vers l'extérieur et touchant la face d'extrémité adjacente du manchon 1 du cadre de la bicyclette. En outre, le dia- mètre extérieur de cette zone 9 de la partie 2 du carter est calculé de telle sorte que cette zone soit en contact sans jeu avec la paroi intérieure du manchon 1. Sont en outre prévus deux couvercles 15 et 16 enfi- lés sur l'arbre 4 des manivelles. Le chapeau 15 compor- te un rebord 17 venu de façonnage qui entoure le manchon 1 en formant avec lui un joint à labyrinthe. Par sa face axialement extérieure ce chapeau 15 prend appui contre la roue à chaîne 6. - 7 - Dans le couvercle 16 est venue de moulage, en parti- culier de mrtire synthétique, une tubulure 18 en contact sans jeu d'une part avec la paroi intérieure du manchon 1, d'autre part avec la paroi extérieure de la zone 9 de la partie de carter 3. Ce couvercle 16 comporte en outre une collerette 1a venue de moulage qui touche la face d' extrémité adjacente du manchon 1. La fabrication des parties de carter 2 et 3 est ef- fectuée de préférence à partir de tronçons de tube cylin- drique que l'on élargit à une extrémité pour former sur chacun d'eux la zone évasée 9. La surface des chemins de roulement 10 et 12 est trempée. Pour assembler les différentes pièces composant le palier de manivelles de pédalier on commence par visser l'une dans l'autre les deux parties 2 et 3 du carter, puis, après avoir enfilé le chapeau 15 sur l'axe 4 on enfile ces parties sur cet axe et on introduit les corps de roulement 13 entre les chemins de roulement 10 et 12. Pour ce faire, on visse l'une dans l'autre les parties de carter 2 et 3 suffisamment pour qu'il se forme, entre les zones 9 et les épaulements 11, des espaces suffisam- ment grands pour que les corps de roulement puissent être engagés à travers ces espaces entre les chemins de roulement 10 et 12. On dévisse alors les parties de car- ter 2 et 3 pour les écarter l'une de l'autre jusqu'à ce que le jeu de palier désiré soit obtenu. Ensuite, cette unité de montage n'a plus qu'à être engagée dans le man- chon 1 du cadre de la bicyclette, après quoi le chapeau 16 peut gtre mis en place. Dans le cas des paliers de manivelles de pédalier représentés aux fig. 2 et 3, la zone 9 de la partie de carter 3 s'étend au-delà de la face d'extrémité du man- chon I et comporte une zone filetée 20 sur laquelle est vissé un écrou 21 oui, par l'intermédiaire du chapeau 16, est bloqué par friction contre la dite face d'extré- mité du manchon 1. --8 2564539 En outre, une bague 22 en m'.tière synthétique est fixée dans la partie de carter 2, à côté du taraudage 7 et coaxialement à celui-ci. Cette bague a un alésage cy- lindrique plus petit que le diamètre nominal de la zone filetée 8, de sorte que cette dernière est vissée à friction dans cet alésage, ce qui fait que les filets de la zone filetée 8 refoulent élastiquement de la matière dans la bague 22, empêchant ainsi les parties vissées de se desserrer intempestivement. Pour que la bague 22 ne puisse tourner dans le pa- lier,elle présente un contour extérieur polygonal et est logée avec frottement dans un tronçon de la zone 9 qui lui aussi a une forme polygonale. Dans cette disposition il est rationnel de fabriquer la partie de carter 2 par emboutissage profond à partir d'un flan. Dans ce cas, cette partie 2 devrait avoir une longueur axiale aussi petite que possible afin que le tronçon de coupe pour obtenir le flan soit aussi court que possible. En outre, il peut être prévu sur chacune des parties de carter 2 et 3 un tronçon extérieur polygonal pour ser- vir de prise à une clé de manoeuvre. Dans le cas de la partie 2 décrite ci-dessus, cette prise de clé polygo- nale devrait être prévue au droit de la bague 22 engagée dans cette partie 2. Afin que, dans le cas du palier de manivelles de pédalier représenté à la fig. 2 le roulement opposé à la roue à chaîne 6 soit rendu étanche, il est prévu une bague d'étanchéité 23 enfilée de manière étanche sur l' arbre 4 et engagée également de manière étanche dans la zone évasée 9 de la partie de carter 3 dans laquelle cette bague est retenue par friction. Dans la variante d'exécution selon la fig. 3, l'r- crou 21 forme une bague d'étanchéité 23' qui entoure de - manière étanche l'axe 4 des manivelles- Cet écrou 21 avec --9 -- la bague d'étanchéité 23' peut être fabriqué en matière syn- thétique afin qu'une lèvre d'étanchéité annulaire souple puisse être formée le long de la circonférence intérieure de la bague. En variante, la bague d'étanchéité 23' pourrait être fabriquée séparément, puis être fixée à l'écrou 21; mais il en résulterait un temps d'assemblage plus long. L'invention est utilisable également pour des paliers de manivelles de pédalier dans lesquels les deux manivel- les sont fixées de manière amovible sur l'axe 4. Il est également possible de fabriquer séparément les épaulements 11 de l'axe 4, puis de les rapporter sur ce dernier. Le manchon 1 du cadre a un diamètre intérieur de 34mm, dimension qui est actuellement habituelle sur un plan in- ternational. La plage cylindrique extérieure de la zone évasée 9 de la partie de carter 2 a un diamètre extérieur qui, par rapport à ce diamètre intérieur du manchon 1, est adapté de telle sorte que cette plage cylindrique puisse être engagée dans le manchon avec un frottement a surant son immobilisation par friction. Le reste des parties de carter 2 et 3, y compris leur zone évasée 9, a un diamètre extérieur qui, par rapport au diamètre in- térieur du manchon 1, est suffisamment plus petit pour qu'un conducteur électrique alimentant un éclairage ar- rière de la bicyclette passant dans les tubes du cadre et traversant le manchon, n'entrave pas l'introduction dans ce manchon du palier des manivelles du pédalier monté sur son axe 4 et ne puisse être endommagé par ce palier. En outre, le palier de pédalier selon l'invention peut être correctement mis en place dans le manchon 1 même lorsque les tubes du cadre fixés à ce manchon y pé- nètrent légèrement, de sorte qu'il n'est plus nécessaire de procéder à l'enlèvement des parties de ces tubes qui dépassent à l'intérieur du manchon, ce qui est une opé- ration difficile et coûteuse. Par ailleurs, le palier de manivelles de pédalier - 10 - selon l'invention permet d'effectuer d'une part d'effec- tuer un réglage minutieux du jeu de palier et de contrôler le fonctionnement de ce dernier avant sa mise en place dans le manchon, d'autre part une correction éventuelle- ment nécessaire du jeu après rodage du palier, sans que l'on doive le retirer du manchon. En outre, avant d'ins- taller ce palier dans le manchon, on peut vérifier qu'il ne subsiste pas de résidus de peinture et/ou de brasure dans le manchon, et, s'il en reste, il est aisé de les en retirer, parce que pour installer le palier selon 1' invention en position correcte dans le manchon il suffit qu'il y ait àchaque extrémité de ce dernier une zone cy- lindrique relativement courte. - ll - 2564539 1. Falier de manivelles de Pédalier de bicyclettes, composé d'un carter qui peut être introduit de manière amovible dans le manchon du cedre de la bicyclette et oui est traversé par un axe des manivelles de pédalier qui présente deux épaulements disposés dans le carter à distance axiale l'un de l'autre et formant des chemins de roulement intérieurs, ces épaulements étant notamment façonnés sur le dit axe et au droit desquels se trouvent des chemins de roulement extérieurs disposés dans le car- ter, des corps de roulement tournants étant disposés en- tre ces chemins de roulement intérieurs et extérieurs, tandis que le carter se compose de deux parties en forme générale de pots maintenues dans le manchon du cadre de la bicyclette et vissables coaxialement l'une dans l'au- tre, chacune de ces deux parties comportant un chemin de roulement extérieur façonné coaxialement, ce palier de manivelles étant r e m a r a u a b 1 e e n c e qu'il combine les caractéristiques suivantes: a) les flancs des épaulements (1-1l) situés sur l'axe (4) des mivelles en regard l'un de l'autre for- ment les chemins de roulement intérieurs (12); b) les deux parties de carter (2, 3) ont une forme tubulrire dont la dimension intérieure la plus petite est plus grande que les épaulements (11) sur l'axe (4) des manivelles, les chemins de roulement extérieurs (10) étant ménagés chacun à l'extrémité libre des parties de carter (2, 3) vissées l'une à l'autre, et c) sur l'axe (4) des manivelles sont enfilés des chapeaux (15, 16) qui obturent l'enceinte annu- laire délimitée par cet axe et par le manchon (1) du cadre de la bicyclette. 2. Palier de manivelles de pédalier selon la reven- dication 1, remarquable en ce que les parties de carter (2, 3) qui, sur toute leur longueur, ont des sections an- - 12 - nulaires et une faible épaisseur de paroi, présentent cha- cune à leur extrémité axialement extérieure une zone éva- sée (9) dont le diamètre intérieur va en augmentant vers l'extrémité libre et dont la paroi intérieure forme un chemin de roulement extérieur (10).. 3. Palier de manivelles de pédalier selon la revendi- cation 2, remarquable en ce qu'une collerette (14) dirigée vers l'extérieur et prenant appui contre la face d'extré- mité adjacente du manchon de cadre (1) est disposée, no- tamment formée, sur une partie de carter (2) à la suite de la zone évasée (9) conçue pour servir de chemin de roule- ment extérieur (10). 4. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que le pourtour extérieur de la zone évasée (9) des par- ties de carter (2, 3) est cylindrique. 5. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que le premier chapeau (15) comporte un rebord (17) qui entoure le manchon de cadre (1). 6. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que le deuxième chapeau (16) comporte d'une part une tu-' bulure (18) qui est engagée dans le manchon de cadre (1), y est retenue au moins par friction et entoure sans jeu la zone évasée (9) de la partie de carter adjacente (3), d'autre part une collerette (16) dirigée vers l'extérieur et prenant appui contre la face d'extrémité adjacente du manchon de cadre (1). 30. 7. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que la face d'extrémité extérieure du premier chapeau (15) est appliquée contre une roue à chaîne (6) montée sur l'axe (4) des manivelles. 8. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce - 13 - 2564539 - 13 _ que dans la partie de carter (2) adjacente à la roue à chaîne (6) est insérée de manière fixe, dans la direc- tion du vissage de l'autre partie de carter (3) et à la suite d'un taraudage (7),une bague (22) en matière élas- tiquement compressible à coefficient de frottement élevé, notamment en matière synthétique, dont l'alésage est au moins approximativement orienté coaxialement au dit ta- raudage (7) et dont le diamètre intérieur est plus petit que le diamètre extérieur de la zone filetée (8) de l' autre partie de carter (3), laquelle zone est engagée à friction dans la dite bague (22). 9. Palier de manivelles de pédalier selon la reven- dication 8, remarquable en ce que la dite bague (22) pré- sente un pourtour extérieur polygonal et est logée sans possibilité de rotation dans une zone de la partie de car- ter (2) à contour polygonal correspondant. 10. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que dans la face d'extrémité libre de l'une (3) des par- ties de carter - face qui est opposée à la roue à chaîne (6) - sont ménagées des prises de clé de manoeuvre, notam- *ment sous forme de fentes. 11. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- conque des revendications précédentes, remarquable en ce que la partie de carter (2) qui est adjacente à - la roue à chaîne (6) et porte la bague (22) en matière élastiquement compressible s'opposant à la rétrorotation est constituée par un embouti profond dont la longueur axiale est inférieure à celle de l'autre partie de carter (3). 12. Palier de manivelles de pédalier selon la reven- dication 11, remarquable en ce que les longueurs axiales de la partie de carter (2) adjacente à la roue à chaîne (6) et de l'autre partie de carter (3) sont dans le rap- port de 1:4 environ. 13. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quel- -14 _ 2564539' conque des revendications précédentes, remarquable en ce que la zone de la partie de carter (3) opposée à la roue à chaîne (6), évasée (9) en direction de son extrémité libre, s'étend au-delà de la face d'extrémité adjacente du manchon de cadre (1) ainsi qu'au-delà du chapeau (16) disposé à l'extrémité libre de l'axe (4) des manivelles et comporte une zone filetée (20) sur laquelle est vissé un écrou (21) qui, par l'intermédiaire du dit chapeau (16), est serré contre la face d'extrémité du manchon (1) adjacente à ce chapeau. 14. Palier de manivelles de pédalier selon la revendication 13, remarquable en ce qu'une bague d'étan- chéité (23') qui entoure de manière étanche l'axe (4) des manivelles est disposée sur l'écrou (21), notamment une bague solidaire de cet écrou. 15. Palier de manivelles de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce qu'une bague d'étanchéité (23) qui entoure de ma- nière étanche l'axe (4) des manivelles, est engagée de manière étanche dans la zone évasée (9) adjacente et y est retenue par friction,est prévue à l'extrémité du dit axe (4) opposée.à la roue à chatne (6).