Brevet FR2573700A1 — publié le 19860530

2573?00 "CORPS DE MOYEU POUR ROUE MOTRICE DE BICYCLETTE OU SIMILAIRE, ET SON PROCEDE DE FABRICATION" La présente invention concerne un corps de moyeu pour roue motrice de bicyclette ou autre véhicule similai- re, ce corps de moyeu comportant un axe, une face interne et une face externe, qui définissent respectivement un pro- fil interne et un profil externe. Dans la réalisation des moyeux pour roues arrière de bicyclettes, il est nécessaire de prévoir, sur la face interne du corps de moyeu, des crans ou dents capables d'assurer la transmission d'un couple au moyeu de la roue, notamment à partir d'un jeu d'engrenages logé à l'intérieur du moyeu, dans le but d'entraîner en rotation la roue arriè- re de la bicyclette. Le coût de la réalisation de ces crans ou dents, pour la transmission du couple à la roue, inter- vient de façon prépondérante dans le prix de revient total du corps de moyeu. Dans le cas de moyeux connus pour roues de bicyclet- tes, le corps de moyeu se présente comme une sorte de man- chon, fabriqué par formage à froid à partir d'une ébauche massive, qui a été usinée sur toutes ses faces. Les crans ou dents, pour la transmission du couple à la roue, réali- sés d'une seule pièce avec le corps de moyeu et prévus pour coopérer avec des cliquets d'entraînement, sont formés par une opération de brochage ou d'emboutissage-découpage. Les deux procédés exigent des moyens disproportionnés, en im- pliquant notamment des outils spéciaux très coûteux et un coût global de fabrication très élevé. Il est aussi possi- ble de disposer à l'intérieur du corps de moyeu une pièce annulaire rapportée, immobilisée en rotation, qui présente un crantage et qui peut, elle-même, être produite de façon un peu plus simple. Toutefois, une telle pièce annulaire représente un composant supplémentaire, et elle nécessite, en outre, la réalisation d'une liaison rigide en rotation avec le corps de moyeu. Ainsi, le coût de cette réalisa- tion est lui aussi assez conséquent. Par la demande de brevet allemand 2 906 627.1, il est connu de former un corps de moyeu à partir d'une plu- ralité d'éléments sous forme de feuilles métalliques, subis- sant des opérations d'emboutissage. Dans le cas de cette réalisation, la partie médiane cylindrique de l'un des éléments est pourvue de dents embouties, pour la transmis- sion du couple. L'emboutissage de la feuille métallique, pour l'obtention des dents de transmission du couple, est relativement facile en raison de la faible épaisseur de cette feuille métallique. Toutefois, la fabrication des corps de moyeux à partir d'éléments sous forme de feuilles métalliques pose d'autres problèmes, liés à la faible épaisseur qui est une conséquence inévitable de l'utilisa- tion d'éléments en métal embouti. Le but de l'invention est de fournir une réalisation de corps de moyeu plus économique, en ce qui concerne no- tamment les crans ou dents pour la transmission du couple à la roue, tout en conservant les avantages d'un corps de moyeu du type massif, à paroi relativement épaisse, du point de vue de l'exactitude et la stabilité des formes et dimensions d'un tel moyeu, ainsi que de son aspect extérieur. A cet effet, dans le corps de moyeu pour roue motrice de bicyclette selon l'invention, l'un au moins des profils interne et externe de ce corps de moyeu s'écar- te d'une ligne droite, de manière à déterminer sur le corps de moyeu, dans la direction de l'axe, des parties présen- tant des différences d'épaisseur; des parties recevant des roulements à billes, ainsi qu'au moins une série de crans ou dents disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont réalisés d'une seule pièce avec le corps de moyeu sur la face interne de celui-ci; les crans ou dents pour la transmission du couple sont formés par repoussage en direction radiale, vers l'axe du moyeu, de la matière du corps de moyeu. Cette configuration du corps de moyeu comporte, en autres, l'avantage de permettre une réalisation très écot nomique, sans enlèvement de copeaux, du crantage intérieur du corps de moyeu. La réalisation ici définie est applica- ble à des moyeux avec ou sans changement de vitesses. Cette réalisation possède aussi des qualités importantes du point de vue fonctionnel, par exemple une grande fidé- lité de dimensions et de forme, ainsi qu'un aspect exté- rieur esthétique. Il est à noter aussi que l'invention est applicable notamment aux corps de moyeux réalisés par formage à froid et éventuellement usinés au moins dans les parties rece- vant des roulements à billes, pour lesquels précédemment les crans ou dents de transmission du couple étaient for- més seulement par des opérations de coupe coûteuses. Cette invention permet, plus particulièrement, la réalisation de corps de moyeux dont les dents ou crans disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont formés sur une partie du corps du moyeu déli- mitée par des tronçons des profils interne et externe parallèles à l'axe du moyeu. Plus particulièrement encore, l'invention est appli- cable à la réalisation d'un corps de moyeu dont les dents ou crans disposés en cercle, pour la transmission du cou- ple à la roue, sont formés dans une partie qui possède un diamètre intérieur plus grand que le diamètre intérieur minimal de ce corps de moyeu, et notamment dans une partie intermédiaire du corps de moyeu située entre deux parties adjacentes possédant un diamètre intérieur plus petit que celui de ladite partie intermédiaire. Il s'agit ainsi d'un crantage situé dans une sorte de chambre interne du corps de moyeu, configuration pour laquelle l'obtention des crans ou dents par brochage ou emboutissage-découpage est particulièrement difficile. Dans ce dernier cas, les crans ou dents disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont avantageusement formés au voisinage d'un épaulement annu- laire intérieur, de forme tronconique, tourné vers les crans ou dents et possédant un diamètre maximal corres- pondant sensiblement au diamètre intérieur du corps de moyeu dans sa partie comportant les dents ou crans, et un diamètre minimal plus petit que le diamètre intérieur du corps de moyeu dans sa partie comportant les crans ou dents. Cet épaulement, assurant la transition entre la partie pourvue du crantage et une partie adjacente, sert à commander l'entrée en prise des cliquets avec le crantage. Le corps de moyeu selon l'invention possède une épaisseur comprise par exemple entre 3 et 5 mm, et plus particulièrement entre 3 et 4 mm. Les crans ou dents sont formés par repoussage à une faible distance, telle qu'en- viron 1 à 5 mm, et de préférence comprise entre 1 et 3mm, de l'épaulement annulaire intérieur précédemment mention- né, la face interne du corps de moyeu possédant, sur toute cette distance, un diamètre intérieur correspondant sensiblement au diamètre intérieur de la partie dans laquelle sont formés ces crans ou dents. L'invention a aussi pour objet un procédé spéciale- ment destiné à la réalisation d'un corps de moyeu, tel que défini précédemment. Selon ce procédé, une ébauche est travaillée par formage à froid ou par forgeage pour obte- nir approximativement les faces interne et externe; au moins les parties recevant les roulements à billes sont usinées par enlèvement de matière; les crans ou dents, pour la transmission du couple à la roue, sont ensuite formés par une opération de repoussage utilisant au moins un outil du genre poinçon placé extérieurement et déplaça- ble en direction radiale de manière à presser la face externe du corps de moyeu, et un élément d'appui appliqué contre la face interne et pourvu d'au moins une empreinte recevant la matière repoussée. Dans le cas o les crans ou dents disposés en cercle sont formés dans une partie du corps de moyeu possédant un diamètre intérieur plus grand que celui d'au moins une autre partie de ce corps de moyeu, il est prévu que l'élé- ment d'appui est introduit axialement à l'intérieur du corps du moyeu, puis déplacé radialement vers la face interne de la partie dans laquelle doivent être formés, par repoussage, les crans ou dents. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé, tous les crans ou dents disposés en cercle sont formés par repous- sage de manière simultanée, en utilisant une pluralité d'outils du genre poinçon et un élément d'appui pourvu d'une pluralité d'empreintes. Si les crans ou dents sont formés dans une chambre interne du corps demoyeu, l'élé- ment d'appui est avantageusement une sorte de mandrin expansible, constitué de plusieurs secteurs séparés avec des empreintes respectives, qui sont appliqués contre la face interne de la partie concernée par déplacement axial d'un noyau coopérant avec ces segments, pour provoquer l'effet d'expansion du mandrin. Dans le cas particulier de crans ou dents à former en regard d'un épaulement intérieur du corps de moyeu, l'élément d'appui est, de préférence, appliqué contre la face interne de ce corps de moyeu sur toute la distance séparant l'endroit des crans ou dents de l'épaulement. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de ce corps de moyeu pour roue motrice de bicyclette ou similaire et illustrant son procédé de réalisation: Figure 1 est une vue partielle en demi-coupe passant par l'axe d'un corps de moyeu massif, avec indication partielle de l'outillage permettant la réalisation, sans enlèvement de copeaux, d'un crantage intérieur; Figure 2 est une vue en coupe transversale du corps de moyeu, suivant II-II de figure 1, avec illustration - très schématique du processus de réalisation du crantage intérieur de ce corps, Figure 3 est une vue partielle, en coupe, d'un corps de moyeu massif, avec indication d'un autre outillage pour la réalisation, sans enlèvement de copeaux, d'un crantage intérieur situé dans une chambre interne du corps de moyeu; Figure 4 est une vue en coupe transversale, suivant IV-IV de figure 3 Figure 5 est une vue partielle, en coupe, d'un corps de moyeu massif, avec indication d'une variante de l'ou- tillage pour la réalisation, sans enlèvement de copeaux, d'un crantage intérieur situé dans une chambre interne du corps de moyeu; - Figure 6 est une vue en coupe transversale, suivant VI-VI de figure 5; Figure 7 est une vue partielle, en coupe transversale, d'un corps de moyeu avec une forme particulière de réali- sation du crantage intérieur, obtenu sans enlèvement de copeaux; Figure 8 est une vue partielle, en coupe transversale, d'un corps de moyeu comportant une autre forme du crantage intérieur, réalisé sans enlèvement de copeaux. Sur les figures, le repère 1 désigne un corps de moyeu, représenté seulement partiellement, qui est réalisé à partir d'une ébauche massive, par formage à froid et/ ou par forgeage et usinage, tel que tournage. Les flasques pour la fixation des rayons de la roue, réalisés d'une seule pièce avec le corps 1, sont indiqués en 2. Dans une région située axialement sur le côté d'un flasque 2, le corps de moyeu 1 comporte un crantage intérieur 3, ou une denture, également réalisé d'une seule pièce avec ce corps, qui consiste en une série de dents réparties sur une circonférence pour assurer une transmission de couple, et qui est prévu pour coopérer, par exemple, avec des cliquets non représentés, agissant radialement en direc- tion de l'extérieur, et appartenant à une roue à cliquet également non représentée, disposée coaxialement au corps de moyeu 1. Le corps de moyeu massif 1, représenté partiellement et en coupe longitudinale sur la figure 1, présente à son extrémité visible un évidement 10, prévu pour rece- voir un roulement à billes, qui est obtenu par une opéra- tion de tournage consécutive à la réalisation par formage à froid et/ou par forgeage. Ce corps de moyeu 1, tel que représenté à la figure 1, entoure un mandrin 5 réalisé ici d'une seule pièce et introduit à l'intérieur dudit corps. Le mandrin 5 présente des empreintes 6, régulièrement réparties sur toute sa circonférence, qui possèdent une forme complémentaire de celle des dents à réaliser, sans enlèvement de copeaux, sur la face interne 11 du corps de moyeu 1. l'outillage pour la réalisation de ces dents comprend, en outre, une série de poinçons 4 qui sont répartis, autour du corps de moyeu 1, avec une disposition correspondant au pas des dents du crantage 3 à réaliser, qui agissent suivant des directions radiales vers l'intérieur du corps de moyeu 1 et qui, comme le montre clairement le dessin, forment les dents du crantage 3 par repoussage de la matière de la paroi du corps de moyeu 1 vers l'intérieur, en pressant la face externe 12 de ce corps - voir aussi la figure 2. Dans sa région o est formé le crantage intérieur 3, le corps de moyeu 1 présente extérieurement un aspect lisse, et il possède dans cette région une épaisseur constante, du moins initialement. Les poinçons 4 repoussent la matière du corps de moyeu 1 vers l'intérieur, en la faisant péné- trer dans les empreintes correspondantes 6 du mandrin 5, de sorte que l'on obtient les dents du crantage intérieur 3, de la forme désirée complémentaire de celle des emprein- tes 6. Les figures 3 et 4 illustrent la réalisation d'un crantage intérieur 3 dans la région d'une sorte de chambre interne, creusée dans un corps de moyeu massif 1. Le cran- tage intérieur 3 est ici réalisé en avant d'un épaulement annulaire intérieur la du corps de moyeu 1, qui définit une rétrécissement de ce corps 1. En d'autres termes, le crantage intérieur 3 est formé dans une partie S1 du corps de moyeu 1 dont le diamètre intérieur est plus grand que les diamètres intérieurs des deux parties adjacentes S2 et S3, qui possèdent un diamètre intérieur plus petit. Plus précisément, le crantage intérieur 3 est formé à proximité immédiate de l'épaulement annulaire la, lequel présente une forme tronconique et sert à commander l'entrée en prise des cliquets avec le crantage 3, par un déplace- ment axial de ces cliquets. Dans ce cas, il est utilisé un mandrin expansible a, toujours pourvu d'empreintes 6 réparties sur toute sa circonférence et présentant une forme complémentaire de celle des dents à réaliser sans enlèvement de copeaux. Le mandrin expansible 5a est formé de plusieurs secteurs séparés, présentant chacun une empreinte 6 (voir notamment la figure 4), et déplaçables radialement vers leur position d'utilisation au moyen d'un noyau conique 7 à mouvement axial. Ainsi, un crantage intérieur 3 situé dans une cham- bre interne du corps de moyeu 1 est réalisable en une seule opération à l'aide d'un outillage incluant, comme élément interne introduit dans le corps 1 et coopérant avec les poinçons 4, un mandrin expansible 5a. Toutefois, il est également possible de former indi- viduellement et successivement, sur la paroi du corps de moyeu 1, les dents du crantage intérieur 3, en appuyant le corps de moyeu 1 sur un support présent seulement dans la région de la dent à former. Un tel procédé, permettant une simplification importante de la structure de l'outil- lage, est illustré aux figures 5 et 6: Ces figures, comme les précédentes, montrent un corps de moyeu 1 avec un crantage intérieur 3 réalisé dans une chambre interne du corps 1, en regard d'un épaulement annu- laire. Pour la formation de chaque dent du crantage 3, le corps de moyeu 1 est appuyé sur un mandrin 5b, dans la région de la dent à former. Le corps de moyeu 1 est positionné, relativement au mandrin 5b pourvu d'une seule empreinte 6, dans des positions angulaires successives déterminées en fonction du pas des dents du crantage 3 à réaliser. La forme des dents du crantage intérieur 3 peut être librement choisie dans chaque cas, et elle peut être adaptée aux exigences de fonctionnement, et de fabrication, par modification appropriée des poinçons 4 et du mandrin ,5a ou 5b. Ainsi, la figure 7 montre un crantage intérieur 3 réalisé sur un corps de moyeu massif 1, avec des dents ayant une conformation de cannelures à flancs inclinés symétriquement. Par contre, la figure 8 représente un corps de moyeu massif 1 dont le crantage 3' se présente comme une denture en forme de dents de scie. L'épaisseur de paroi du corps de moyeu 1, dans sa partie Sl o est formé le crantage intérieur 3, est com- prise environ entre 2 et 4 mm, et égale de préférence à environ 3,5 mm. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce corps de moyeu qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant les mêmes principes. REVENDICATIONS 1. Corps de moyeu (1) pour roue motrice de bicyclet- te ou similaire, comportant un axe, une face interne (11), et une face externe (12), qui définissent respectivement un profil interne et un profil externe, caractérisé en ce que l'un au moins des profils interne et externe s'écarte d'une ligne droite, de manière à déterminer sur le corps de moyeu (1), dans la direction de l'axe, des parties (S1, S2,S3) présentant des différences d'épaisseur, en ce que des parties (10) recevant des roulements à billes, ainsi qu'au moins une série de crans ou dents (3) disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont réalisés d'une seule pièce avec le corps de moyeu (1) sur la face interne (11) de celui-ci, et en ce que les crans ou dents (3) pour la transmission du couple à la roue sont formés par repoussage en direction radiale, vers l'axe du moyeu, de la matière du corps de moyeu (1). 2. Corps de moyeu selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les crans ou dents (3) disposéà en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont formés sur une partie (SI) du corps de moyeu (1) délimitée par des tronçons des profils interne et externe parallèles à l'axe du moyeu. 3. Corps de moyeu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ce corps de moyeu (1) est réalisé par formage à froid. 4. Corps de moyeu selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que ce corps de moyeu (1) est usiné, au moins dans la parties (10) recevant des roulements à billes. 5. Corps de moyeu selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les crans ou dents (3) disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont formés dans une partie (Sl) qui possède un diamètre intérieur plus grand que le diamètre intérieur minimal de ce corps de moyeu (1). 6. Corps de moyeu selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les crans ou dents (3) disposés en cer- cle, pour la transmission du couple à la roue, sont for- més dans une partie intermédiaire (S1) du corps de moyeu (1), située entre deux parties adjacentes (S2,S3) possé- dant un diamètre intérieur plus petit que celui de ladite partie intermédiaire (Sl). 7. Corps de moyeu selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les crans ou dents (3) disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont formés au voisinage d'un épaulement annulaire intérieur (la), de forme tronconique, tourné vers les crans ou dents (3) et possédant un diamètre maximal correspondant sensiblement au diamètre intérieur du corps de moyeu (1) dans sa partie (Sl) comportant les crans ou dents (3), et un diamètre minimal plus petit que le diamètre intérieur du corps de moyeu (1) dans sa partie (S1) comportant les crans ou dents (3). 8. Procédé pour la réalisation d'un corps de moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une ébauche est travaillée par forma- ge à froid ou par forgeage pour obtenir approximativement les faces interne et externe (11,12), en ce qu'au moins les parties (10) recevant des roulements à billes sont usinées par enlèvement de matière, et en ce que les crans ou dents (3), pour la transmission du couple à la roue, sont ensuite formées par une opération de repoussage utilisant au moins un outil du genre poinçon (4) placé extérieurement et déplaçable en direction radiale de manière à presser la face externe (12) du corps de moyeu (1), et un élément d'appui (5,5a,5b) appliqué contre la face interne (11) et pourvu d'au moins une empreinte (6) recevant la matière repoussée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les crans ou dents (3) disposés en cercle sont formés dans une partie (S1) du corps de moyeu (1) possé- dant un diamètre intérieur plus grand que celui d'au moins une autre partie (S2,S3) de ce corps de moyeu (1), et en ce que l'élément d'appui (5a) est introduit axiale- ment à l'intérieur du corps de moyeu (1), puis déplacé radialement vers la face interne (11) de la partie (Si) dans laquelle doivent être formés, par repoussage, les crans ou dents (3). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caracté- risé en ce que tous les crans ou dents (3) disposés en cercle, pour la transmission du couple à la roue, sont formés par repoussage de manière simultanée, en utilisant. une pluralité d'outils du genre poinçon (4) et un élément d'appui (5,5a) pourvu d'une pluralité d'empreintes (6). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les crans ou dents (3) pour la transmission du couple à la roue sont formés dans une partie (S1) du corps de moyeu (1) possédant un diamètre intérieur plus grand que celui d'au moins une autre partie (S2,S3), et en ce qu'on utilise un élément d'appui (5a) expansible, constitué de plusieurs secteurs séparés avec des emprein- tes respectives (6), qui sont appliqués contre la face interne (11) de la partie (Sl) par déplacement axial d'un noyau (7) coopérant avec ces segments pour provoquer l'effet d'expansion. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les crans ou dents (3) pour la transmission du couple à la roue sont formés par repous- sage en un endroit séparé d'une faible distance, telle qu'environ 1 à 5 mm, et de préférence comprise entre 1 et 3 mm, d'un épaulement annulaire intérieur (la), de forme tronconique, la face interne (11) possédant sur toute cette distance un diamètre intérieur correspondant sensi- blement au diamètre intérieur de la partie dans laquelle sont formés ces crans ou dents (3), l'élément d'appui (Sa) s'appliquant aussi contre la face interne (11) sur toute cette distance.