Brevet FR2584639A1 — publié le 19870116

L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une roue libre à plusieurs pignons, ainsi que les roues libres obtenues par la mise en oeuvre de ce procédé. Les roues libres de cycles comprennent une noix 1 pourvue d'un orifice central taraudé qui est destiné à venir s'adapter sur le filetage du moyeu de la roue d'un cycle. Sur cette noix est montée à rotation une couronne 2 pourvue des pignons 3 destinés à coopérer avec la chaîne de traction du cycle. La couronne 2 est montée à rotation sur la noix 1 par l'intermédiaire de billes de roulement 4 placées dans des chemins de roulement correspondants formés en regard l'un de l'autre dans la couronne et dans la noix. La couronne 2 comporte également entre ses deux chemins de roulement une denture de rochet 5 avec laquelle coopèrent les cliquets 6 poussés par des ressorts. Suivant le mode de fabrication qui est communément adopté actuellement, on réalise séparément tout ou partie des pignons de la roue libre et ceux- ci sont ensuite assemblés, en général par vissage ou à l'aide d'un écrou, sur la couronne qui est usinée séparément. Ainsi, suivant la figure 1 ci-jointe, le pignon de plus petit diamètre 33 fait partie intégrante de la couronne 2 qui comporte, par ailleurs, un rebord de butée 2 et une partie filetée 22. Les deux autres pignons 31 et 32 sont réalisés séparément par des opérations de pressage- découpage et sont fixés par vissage sur le filetage 22 de la couronne. Lors de la fabrication de ces pignons 31, 32' on réalise également des rebords 34 dont la hauteur est destinée à déterminer l'écartement des pignons adjacents 31, 32. Une telle fabrication est cependant onéreuse compte tenu du nombre de pièces qu'il est nécessaire de fabriquer séparément, compte tenu de la forme complexe de ces pièces et compte tenu également que ces pièces plus nombreuses doivent être traitées thermiquement isolément, par exemple pour les cémenter. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un procédé pour la fabrication d'une roue libre à plusieurs pignons pour dérailleur de cycle, les pignons de la roue libre étant fixés sur la face externe d'un corps creux de roue libre, lui-même monté à rotation sur une noix de montage par l'intermédiaire de billes de roulement et d'un ensemble à.cliquets et rochet, la face externe du corps creux comportant à cet effet deux chemins circulaires de roulement pour les billes, ces chemins encadrant une zone circulaire de dent de rochet, procédé caractérisé en ce que l'on réalise les pignons de la roue libre par une opération d'emboutissage-découpage d'une plaque de métal, cette opération ayant pour effet: - de former la denture périphérique des pignons, le diamètre extérieur de ces pignons étant différent pour une même roue libre, - de former un orifice central sur ces pignons, cet orifice central étant de même diamètre pour les pignons considérés, - de former un rebord embouti circulaire décalé du plan du pignon, sur le bord de l'orifice central de ces pignons, sauf sur l'un des pignons qui présente un diamètre extérieur intermédiaire, ces emboutis étant réalisés de façon que les pignons soient équidistants l'un de l'autre lorsqu'ils sont juxtaposés dans une disposition étagée de leur diamètre extérieur, on soude les pignons l'un à l'autre par leur rebord circulaire embouti et par le bord de l'orifice de celui qui n'a pas été embouti, on usine les parties concaves des deux emboutis extérieurs de l'assemblage ainsi constitué pour former les chemins de roulement pour les billes de roulement de la roue libre et on taille les chants des orifices des pignons soudés pour y former la denture de rochet. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on réalise par emboutissage-découpage un pignon de roue libre supplémentaire pourvu de sa denture et de son rebord embouti circulaire, l'orifice central étant cependant d'un diamètre plus grand que celui des orifices qui comporte la denture de rochet, ce pignon supplémentaire étant fixé latéralement par soudure sur l'un des pignons extérieurs de l'assemblage. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'une roue libre de fabrication connue, - la figure 2 représente en demi-coupe axiale un ensemble couronne et pignon conforme à l'invention, en cours de fabrication, - la figure 3 représente l'ensemble de la figure 2 après usinage final, - la figure 4 est une vue partielle de gauche de la figure 3, - les figures 5A, 5B, 5C représentent les trois pignons servant de base à la fabrication de l'ensemble représenté sur les figures de 2 à 4, - les figures 6 et 7 sont des vues en demi-coupe de deux autres modes de réalisation de roues libres conformes à l'invention. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'une roue libre à plusieurs pignons pour cycle, qui soit de fabrication simple et peu onéreuse, tout en étant d'une bonne solidité. Le procédé de l'invention consiste, d'une manière générale, à réaliser un ensemble couronne et pignons à partir de pignons réalisés de manière particulière et soudés les uns aux autres. Ainsi, sur les figures de 2 à 4, l'ensemble couronne et pignons 8 comporte trois pignons 9, 10 et ll de diamètres étagés, qui sont obtenus par découpage de plaques de métal, de façon à former, d'une part, la denture périphérique 12, d'autre part des orifices centraux de diamètre identique 13. Le pignon médian 10 est plan alors que les pignons extrêmes 9 et 11 sont emboutis circulai- rement en 91 et 111, sur le bord de leur orifice central 13, afin de former des rebords décalés 92 et 112 dont la hauteur de décalage correspond à l'écartement désiré des pignons 9 et 11 par rapport au pignon médian 10. Ces pignons ainsi obtenus en une seule opération par emboutissagedécoupage, sont juxtaposés les uns aux autres et assemblés par une opération de soudure 14 qui intéresse les faces Jouxtantes en regard du pignon médian 10 et des rebords 112 et 122. Cette soudure d'assemblage des pignons pourra être une soudure discontinue par points ou, au contraire, une soudure continue obtenue par exemple par soudage par résistance. Afin d'obtenir un soudage de bonne qualité, les pignons extrêmes 9 et 11 et/ou le pignon central 10 comporteront de préférence de légers bossages 15 délimitant une ligne circulaire soit discontinue, soit continue, afin qu'après centrage et pressage des trois pignons, l'opération de soudage par résistance intéresse essentiellement ces zones circulaires 15 et 16. Lorsque l'assemblage des pignons est ainsi réalisé, on soumet l'ensemble à une opération d'usinage qui a pour but, d'une part, de former les chemins de roulement dans les parties concaves des emboutis 91, 11 puis de tailler la denture de rochet 18 sur le chant des orifices coaxiaux de même diamètre des trois pignons. De préférence, les emboutis circulaires 91, 111 sont réalisés de façon à présenter des faces concaves qui, en coupe transversale, sont circulaires et d'un diamètre sensiblement égal à celui des billes de roulement, afin que l'usinage final, après soudage, puisse être obtenu rapidement sans enlèvement d'une quantité excessive de matière. L'opération finale consistera alors à soumettre l'ensemble ainsi réalisé à une opération de cémentation afin de donner au métal sa dureté nécessaire. Ce procédé de fabrication permettra donc de réduire considérablement le coût de fabrication des roues libres, étant donné que l'ensemble des pignons, qu'il s'agisse du pignon central plat 10 ou des deux pignons extérieurs cambrés, peuvent être réalisés aisément sur des presses de découpage à grande cadence, leur assemblage étant également obtenu de manière simple et rapide par soudure par résistance ou similaire. Dans l'exemple de réalisation des figures de 2 à 4, on a représenté un ensemble couronne et pignons d'une roue libre à trois pignons. Le procédé de l'invention permettra cependant aisément de réaliser des ensembles à quatre ou cinq pignons. Ainsi, suivant la figure 6, l'ensemble comprend trois pignons 19, 20 et 21 réalisés et assemblés de la même manière que les pignons 9, 10 et 11, du mode de réalisation des figures 2, 3 et 4, tandis qu'un pignon supplémentaire 22 est fixé au pignon 21. Ce pignon 22 est obtenu également par emboutissage-découpage de façon à former un rebord décalé 22 qui est ensuite fixé par soudure en 222 à la face latérale externe du pignon 21. Bien entendu, dans ce cas, l'orifice central 223 du pignon 22 est d'un diamètre plus grand que celui des pignons 19, 20 et 21, tandis que la hauteur du rebord décalé 221 est telle que, après assemblage, les pignons 19, 20, 21 et 22 sont équidistants. Suivant le mode de réalisation de la figure 7, on a réalisé un ensemble couronne et pignons à cinq pignons 23, 24, 25, 26 et 27. Le pignon 25 est plan, le pignon 24 présente un rebord d'emboutissage 241 sur le bord de son orifice central et est fixé par soudure-sur la face en regard du pignon plan 25. Le pignon 23 de plus petit diamètre présente un bord tombé circulaire 231 et il est soudé par l'extrémité de ce bord tombé à la face en regard du pignon 24. Les pignons 26 et 27 présentent également des rebords emboutis circulairement 261 et 271 sur le bord de leur orifice central, ces emboutis étant cependant réalisés de façon à ce qu'ils s'emboîtent l'un dans l'autre. Ces deux rebords 261, 271 sont assemblés par soudage l'un à l'autre et au pignon plan 25 après quoi ils subissent l'opération d'usinage afin de former les chemins de roulement 242, 272 pour les billes de roulement et la denture de rochet pour les cliquets. On remarquera que dans les exemples représentés, la denture de rochet 18 est réalisée sur toute la largeur de l'orifice central de même diamètre des pignons, ce qui permet d'obtenir une liaison directe entre les rochets 6 de retenue de la roue libre et celui des pignons qui est en prise avec la chalne de traction. Les efforts sont donc transmis directement depuis la chaine jusqu'aux cliquets et à la noix de la roue libre par l'intermédiaire du pignon concerné, sans que les zones d'assemblage soudées inter- viennent dans cette transmission des forces. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la fabrication d'une roue libre à plusieurs pignons pour dérailleur de cycle, les pignons de la roue libre étant fixés sur la face externe d'un corps creux de roue libre, lui-même monté à rotation sur une noix de montage par l'intermédiaire de billes de roulement et d'un ensemble à cliquets et rochet, la face externe du corps creux comportant à cet effet deux chemins circulaires de roulement pour les billes, ces chemins encadrant une zone circulaire de dentsde rochet, procédé caractérisé en ce que l'on réalise les pignons (9, 10, 11) de la roue libre par une opération d'emboutissage-découpage d'une plaque de métal, cette opération ayant pour effet: - de former la denture périphérique (12) des pignons, le diamètre extérieur de ces pignons étant différent pour une même roue libre, - de former un orifice central (13) sur ces pignons, cet orifice central étant de même diamètre pour les pignons considérés, - de former un rebord embouti circulaire (92' 112), décalé du plan du pignon, sur le bord de l'orifice central de ces pignons, sauf sur l'un des pignons (10) qui présente un diamètre extérieur intermédiaire, ces emboutis étant réalisés de façon que les pignons soient équidistants l'un de l'autre lorsqu'ils sont juxtaposés dans une disposition étagée de leur diamètre extérieur, on soude les pignons (9, 10, 11) l'un à l'autre par leur rebord circulaire embouti (92' 112) et par le bord de l'orifice (13) de celui qui n'a pas été embouti, on usine les parties concaves (91, 111) des deux emboutis extérieurs de l'assemblage ainsi constitué pour former les chemins de roulement pour les billes de roulement de la roue libre et on taille les chants des orifices (13) des pignons soudés pour y former la denture de rochet. 2) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise par emboutissage-découpage un pignon de roue libre supplémentaire (22) pourvu de sa denture et de son rebord embouti circulaire (221), l'orifice central (223) étant cependant d'un diamètre plus grand que celui des orifices qui comportent la denture de rochet (18), ce pignon supplémentaire étant fixé latéralement par soudure sur l'un (21) des pignons extérieurs de l'assemblage. 3) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise un pignon supplémentaire (23) pourvu de sa denture et d'un orifice central à bord tombé (231), ce pignon supplémentaire étant fixé par soudure par l'extrémité de son bord tombé à l'un (24) des pignons extérieurs de l'assemblage. 4) Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage comporte au moins deux pignons (26, 27) dont les emboutis (261, 271) sont réalisés de manière à s'emboîter l'un dans l'autre. ) Procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des bossages (15) délimitant une ligne circulaire propre à favoriser l'assemblage par soudage des pignons l'un à l'autre, sont prévus sur les rebords emboutis des pignons et/ou sur le bord de l'orifice du pignon qui n'est pas embouti.