Brevet FR2573141A2 — publié le 19860516

FR 2573141 A2 19860516 FR 8504456 A 19850326 La présente invention concerne un palier de manivelle de pédalier de bicyclette composé 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 manivelle de pédalier qui présente deux épaulements disposés, dans le carter, à une certaine distance axiale l'un de l'autre, et formant des chemins de roulement intérieurs, ces épaulements étant notamment façonnés sur leqit axe et au droit desquels se trouvent des chemins de roulement extérieurs disposés dans le carter, des corps de roulement étant disposés entre ces chemins-de roulement intérieurs et extérieurs, tandis que le carter se compose de deux parties en forme de pots maintenues dans le manchon du cadre de la bicyclette et vissables coaxialement l'une dans l'autre, chacune de ces deux parties comportant un chemin de roulement extérieur façonné coaxialement. Dans le palier de manivelle de palier selon la demande de brevet principale, qui peut être complètement préassemblé de façon a être prêt à fonctionner, avant d'être introduit dans le manchon du cadre, et qui rend aussi possible l'uti= lisation d'axes de manivelles de pédaliers aux deux extré= mités desquels des manivelles sont montées de façon inamo= vible, les flancs en regard des épaulements formés sur l'axe de pédalier constituent les chemins de roulement intérieurs. En outre, les deux parties du carter ont une forme tubulaire et leur plus petit diamètre libre est plus grand que celui des épaulements de l'axe des manivelles, cependant que les chemins de roulement extérieurs sont formés aux faces frontales en regard des deux parties du carter reliées par vissage. De plus, un couvercle fermant l'espace annulaire délimité par le manchon du cadre et par l'axe de manivelle est enfilé sur ce dernier et ce couvercle, qui est monté sur l'extrémité dudit axe ne comportant pas de manivelle, comporte une bague s'ajustant dans le carter. -2- L'invention s'est fixé pour but de perfectionner le palier de manivelle spécifié ci-dessus, tout en conservant les avantages mentionnés, de façon que les flancs extérieurs des épaulements de l'axe de manivelle puissent former les chemins de roulement intérieurs des corps de roulement, et pour que, en même temps, ce palier puisse servir à la construction de bicyclettes à roue libre et de bicyclettes à roue libre et à freinage par rétropédalage, et en s'ar= rangeant de surcroît, pour qu'il soit aussi bien adapté pour des manchons de cadre de grand diamètre (environ 40mm) que de diamètre réduit (environ 35mm). La solution de ce problème est caractérisée par les points suivants: a. les parties composant le carter ont essentiellement une forme en pot ou godet et elles sont vissées l'une à l'autre avec leurs embouchures tournées l'une vers l'autre; b. les chemins de roulement extérieurs des corps de roulement sont disposés sur la face intérieure des parties du carter; c. lesfondsdes parties du carter sont percés d'ouvertures disposées coaxialement à l'axe de manivelle du pédalier et traversées par celui-ci; d. le diamètre libre d'une première partie du carter est, au moins, égal au diamètre de l'épaulement de l'axe de manivelle voisin de la manivelle de pédalier, plus le double du diamètre d'un corps de roulement; e. le diamètre de l'ouverture percée dans le fond de la première partie du carter est plus grand que le plus grand diamètre de l'axe de pédalier; f. la première partie du carter est disposée près de la manivelle associée à la roue de-:chatne; g. un joint s'ajustant dans l'espace annulaire délimité par la première partie du carter et par l'axe de manivelle et le perçage du fond est prévu; h. la première partie du carter peut être déplacée sur l'axe du pédalier, à partir de sa position d'utilisation, en direction de la manivelle inamovile, d'une distance -- 3 -- correspondant approximativement au diamètre d'un corps de roulement. Le fait d'utiliser les flancs extérieurs des épaulements de l'axe de manivelle du pédalier comme chemins de roulement intérieurs a pour effet d'augmenter l'espacement axial des surfaces de roulement, comparative= ment à celles de l'objet du brevet principal, ce permet, à dimensions égales, aux paliers de l'axe du pédalier de supporter des efforts plus importants. A cela s'ajoute la possibilité d'enfiler les deux parties du carter sur l'axe du pédalier, à partir de l'extrémité de celui-ci ne comportant pas de manivelle. Simultanément est assuré le positionnement des corps de roulement entre les chemins de roulement intérieurs et extérieurs qui leur sont destinés, ainsi que l'étanchéité du palier de manivelle. Par ailleurs, il est avantageux que, dans le palier de manivelle: de pédalier ci-dessus, la longueur de la première partie du carter corresponde approximativement au tiers de la longueur du carter tout entter et que dans cette première partie soit prévu un taraudage dans lequel se visse un filetage correspondant de la seconde partie du carter. Il en résulte, d'une part, une diminution du diamètre extérieur de la seconde partie du carter par rapport à la oremière et, d'autre part, lorsque le palier de l'axe de manivelle a-été introduit dans le manchon du cadre, entre ce manchon et la seconde partie du carter, un espace annulaire libre qui permet, entre autres,' de faire passer des conducteurs électriques sans que l'introduction du palier dans le manchon puisse déteriorer ces conducteurs. Dans cet ordre d'idées, un développement avantageux est caractérisé en ce que l'extrémité ouverte de la seconde partie du carter présente, approximativement sur la moitié de sa longueur un diamètre réduit, comparativement à celui de l'extrémité fermée. -2573141 _4- En outre, il est avantageux que l'arrangement de vissage des deux parties du carter soit pourvu d'un blocage de sécurité. A cette fin on peut utiliser, par exemple, un contre- ) écrou vissé sur le filetage-de la seconde partie du carter et qui fait pression contre la face frontale de embouchure de la première partie du carter afin de garantir le jeu de fonctionnement du palier avant d'introduire le palier du pédalier dans le manchon du cadre. Dans cet ordre d'idées, un développement avantageux de l'invention consiste à réaliser les deux parties du carter en une matière plastique et de les assembler par vissage de manière autobloquante, ce qui permet de supprimer le contre-écrou mentionné et autres. En l'occurence, dans certains cas les chemins de roulement extérieurs des corps de roulement peuvent aussi être formés sur les parties constituant le carter. Afin de pouvoir utiliser Ies matières plastiques dont l'emploi s'est révélé particulièrement avantageux pour la fabrication d'assemblages vissés à autoblocage, sans pour- autant posséder les qualités qu'exigent les paliers de rota= tion, tout en assurant d'excellents propriétés fonctionnelles aux paliers de manivelle de pédalier en question, on utilise pour les corps de roulement, des chemins extérieurs consti= tués par des coquilles métalliques fixées de manière inamo= vible aux parties de l'enveloppe. D'autres arrangements facilitant à la fois le montage du palier de manivelle précité et le placement correct et durable du joint voisin de la manivelle inamovible résident en ce que le joint est monté dans la première partie du carter; que le joint est enfilé sur l'axe de manivelle à friction de manière à pouvoir 8tre déplacé axialement; que le joint possède une bordure s'appliquant contre la face extérieure du fond de la première partie du carter comportant un rebord qui embrasse extérieurement celle-ci, 2 5 7 3 1 4 1 -5- et, en ce querla première partie du carter présente, dans la région du fond, une bordure évidée, le rebord de la première partie du carter étant enfilé de la première partie du carter étant enfilé à force sur ce flanc à renfoncement. Un dispositif qui simplifie considérablement le montage du palier de manivelle décrit ci-dessus est caractérisé par une barre cylindrique comportant des moyens pour l'aligner coaxialement par rapport à l'axe du pédalier et pour un couplage libérable avec l'extrémité libre dudit axe, la longueur de cette barre étant, au moins, égale à la longueur de la seconde partie du:carter, tandis que son diamètre est, d'une part, plus petit, du double du diamètre d'un corps de roulement, que le plus petit diamètre librre de la seconde partie du carter; et, d'autre part, est plus grand que la somme résultant de l'addition du diamètre du trou percé dans le fond de la seconde partie du carter et du diamètre d'un corps de roulement. D'autres carctéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, sur lequel: la Fig.1 est une coupe longitudinale d'un palier de manivelle de péMalier; et, les Fig.2 et 3 présentent des parties de celui-ci à différents stades de montage. 3o Z573141 - 6 - Selon la Fig.l, un palier de manivelle de pédalier préassemblé, en état dp fonctionner, est inséré dans un manchon cylindrique 101 comprenant un carter en deux parties 102, 103, essentiellement en forme de godet, ayant une section circulaire, qui est rraversé axialement par un axe de pédalier 104. A l'une des extrémités de l'arbre de manivelle 104 est montée de façon inamovible une manivelle 105 qui porte une roue de chatne 106, solidaire de l'axe de manivelle 104 et coaxiale à celui-ci. Les cavités des deux parties 102 et 103 du carter sont tournées l'une vers l'autre. Pour réaliser l'assembla= ge du carter, on a prévu dans la partie 102 un taraudage 107 et dans le pourtour de la partie 103 un filetage 108 complémentaire du filetage 107, la zone filetée 108 se vissant de façon réglable dans la partie taraudée I07. Intérieurement, le fond des deux parties du carter forme un chemin de roulement 110 pour des corps de roulement. L'axe de manivelle 104 présente deux épaulements espacés exialement 111, les flancs extérieurs de ces épaule= ment constituant des chemins de roulement extérieurs 112. Entre les chemins de roulement extérieurs et intérieurs et 112 un certain rnmbre de corps de roulement sphériques 113 sont distribués le long du pourtour de ceux-ci, en ménageant un certain jeu par rapport aux chemins, la valeur de ce jeu pouvant être réglée, avant même d'introduire le palier de manivelle dans le manchon 101 du cadre, par vissage des deux parties 102 et 103 du carter, l'une par o30 rapport à l'autre. La partie du carter 102, voisine de la manivelle 105 et de la roue de chatne 106, est insérée dans le manchon 101 avec un ajustement glissant et comporte, en outre, une bordure 114, orientée radialement vers l'extérieur, contre laquelle vient s'appuyer la face frontale adjacente du manchon 101. 2 5 7 3 1 4 1 _7_ La partie ayant le plus grand diamètre de la partie 103 du carter est inférieure, approximativement du simple ou du double de l'épaisseur de la paroi du manchon 101i, du diamètre de la lumière de celle-ci, de sorte que la partie 103 du carter a, tout au long de son pourtour, un jeu uniforme par rapport à la paroi du manchon 101 du cadre. Pour fixer la'partie 103 du carter dans le manchon 101, notamment dans le sens radial, on a disposé dans l'espace annulaire délimité par la partie 103 du carter et par le manchon 101, un e bague 118, tenue en place par friction. Sur cette bague est formée une bordure 119, orientée radialement vers l'extérieur contre laquelle vient s'appliquer la face frontale adjacente du manchon 101, en limitant ainsi la profondeur d'insertion de la bague 118. Afin de fixer le carter également dans le sens axial dans le manchon du cadre, il est prévu, à l'extrémité de la partie 103 de celui-ci un zone filetée 120 sur laquelle vient se visser un écrou 121 s'appliquant contre la bordure 119. Un joint 123, encerclant sans jeu l'axe de pédalier 104 est supporté par l'écrou 121. Le joint 123 est formé sur l'écrou 121 fabriqué, plus particulièrement, en matière plastique. Dans le fond des deux parties 102 et 103 du carter sont percés des trous 124 et 125 coaxiaux à celui-ci. Le diamètre du trou 124 de la partie 102 du carter est plus grand que le plus grand diamètre de l'axe de pédalier 104, ce qui permet d'enfiler la partie 102 du carter, sur l'axe 104, à partir de l'extrémité libre de celui-ci, en passant au-dessus des épaulements 111 formés sur celui-ci. Dans l'espace annulaire compris entre l'axe 104 et le perçage 124, est ajusté un joint 126 s'appliquant aussi à friction contre l'axe de manivelle de pédalier 104. Une bordure 127 est formée sur le joint tubulaire 126. Cette dernière s'applique contre la face frontale extérieure de la partie 102 du carter et il présente un rebord 128 qui embrasse l'enveloppe renfoncée de la bordure 114. - 8 - Le joint 126 est en une matière élastique, par exemples en caoutchouc ou en plastique, et le rebord 128 est enfilé sous contrainte élastique sur la bordure 114. Dans certains cas, il est également possible de réaliser le joint 126 sous la forme de deux parties formant une bague fermée, en métal, par exemple, afin de pouvoir ainsi introduire les parties essentiellement rigides du joint 126 dans l'espace annulaire mentionné plus haut. Pour monter les deux parties 102 et 103 du carter et/les corps de roulement 113, on commence par placer l'axe 104 du pédalier, comme le montre la Fig.2, de manière que son extrémité libre pointe verticalement vers le haut. Ensuite, on enfile le joint 126 sur l'axe 104 jusqu'à ce qu'il vienne s'appliquer contre la roue de chaîne 106. Après, on enfile la partie 102 du carter, le fond en avant, sur l'axe de pédalier 104 et on l'accouple au joint 126, puis on met en place dans la partie 102 du carter, les corps de roulement 113. Pour que l'épaulement 111 de l'axe de pédalier 111 n'empêche pas le passa&e de ces corps de roulement, il faut, d'une part, que la largeur libre de la partie 102 du carter soit plus grande que le diamètre de l'épaulement 111 en question, plus le double du diamètre desdits corps de roulement. Ensuite, il faut déplacer la partie 102 du carter, à partir de la position d'utilisation représentée sur la Fig.1, d'une distance correspondant approximativement à un diamètre de corps de roulement, vers la roue de chatne 106 et vers la manivelle de pédalier 105. Après cela, on fait glisser vers le haut la partie 102 du carter, ce qui oblige les corps de roulement 113 à se placer correctement entre les chemins de roulement extérieurs et intérieurs 110 et 112, l'ensemble étant maintenu en position par la friction entre la partie 102 du carter au-dessus du joint 126, par rapport à l'axe 104 de l'arbre de manivelle, Pour la suite de l'assemblage, il est préférable d'avoir recours à un gabarit de montage qui se compose -9 essentiellement d'une barre cylindrique verticale 129 dont la longeur est, au moins, égale à celle de la partie 103 du carter. On enfile la partie 103 du carter sur la barre 129, le fond en avant. Le diamètre de la barre 129 est inférieur, approxima= tivement du double du diamètre des corps de roulement, de la largeur libre de la partie 103 du carter. Il faut, en outre, que le diamètre de la barre 129 soit supérieur au diamètre du perçage 125 de plus d'un diamètre de corps de roulement afin que les corps de roulement 113, que l'on introduit par en haut dans la partie 103 du carter, ne puissent pas traverser le trou 125. Ensuite, on dispose l'extrémité libre de l'axe de pédalier 104 coaxialement à la barre 129, en les accouplant de façon séparable, par exemple, par enfichage, comme le montre la Fig.3, puis on enfile la partie 103 du carter sur l'axe 104 en la faisant glisser vers le haut, avant de la visser à la partie 102, puis on enlève le carter de la barre 129 et on ajuste le jeu de roulement optimal avant de l'introduire dans le manchon 101 du cadre. Pour cette opération, un autre condition qui doit être satisfaite est que la plus petite ouverture libre de la partie 103 du carter soit supérieure au diamètre de l'épaule= ment 111 voisin de l'extrémité de l'axe de pédalier 104 ne comportant pas de manivelle. Pour ménager, à l'intérieur du manchon 101, dans la région centrale de celui-ci, un espace annulaire aussi grand que possible, entre autres, pour faire passer des conducteurs électriques, par exemple, aboutissant au feu arrière, il convient, d'une part, que la longeur de la partie 102 du carter soit approximativement le tiers de la longueur totale du carter et que l'extrémité cylindrique ouverte 130 de la partie 103 du carter ait un diamètre réduit comparativement à celui de l'extrémité fermée de la partie 103 du carter. On obtient ainsi un palier de manivelle de pédalier de bicyclette qui est aussi bien adapté pour les bicyclettes 2573 1 4 1 - lo - roue libre que pour celles équipées d'un dispositif de freinage par rétropédalage, alors que les paliers de manivelles de pédaliers "B1SA" connus ne conviennent que pour les bicyclettes à roue libre, du fait de l'insuffisan= ce de la fiabilité des éléments de réglage du jeu des roulements, tandis que pour les bicyclettes à freinage par rétropédalage, on préfre ce qu'on appelle les "paliers de manivelle de pédalier Thomsen", mais qui exigent un manchon de cadre ayant un diamètre libre plus grand que les "paliers de manivelle de pédalier BSA". Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation représenté et décrit sans sortir pour autant du cadre de l'invention. - 11 - REVENDICATIONS 1. Palier de manivelle de pédalier de bicyclette composé d'un carter qui peut être introduit de manière amovible dans le manchon du cadre de la bicyclette et qui est tra= versé par un axe de manivelle de pédalier présentant deux épaulements disposés, dans le carter, à une certaine dis= tance axiale.l'un de l'autre, et qui forment des chemins de roulement intérieurs, ces épaulements étant notamment façonnés sur ledit axe et au droit desquels se trouvent des chemins de roulement extérieurs logés dans le carter, des corps de roulement étant disposés entre ces chemins de roulement intérieurs et extérieurs, tandis que le carter se compose de deux parties en forme de pots maintenues dans le manchon du cadre de la bicyclette et qui se vissent coaxialement l'une dans l'autre, chacune de ces deux parties possédant un chemin de roulement façonné coaxialement, selon la revendication 1 de la demande de brevet d'invention principale No8 410 987, caractérisé en ce que: a. lés parties (102, 103) qui composent le carter ont essentiellement une forme en pot ou en godet et sont vis= sées l'une A l'autre avec leurs embouchures en regard; b. les chemins de roulement extérieurs (110) des corps de roulement sont situés sur la face intérieure des parties formant le carter; c. le fond des parties composant le carter sont percés d'ouvertures (124, 125) disposées coaxialement à l'axe de manivelle (104) du pédalier et traversées coaxialement par celui-ci; d. le diamètre libre d'une première partie (102) du carter est, au moins, égal au diamètre de l'épaulement (111) de l'axe de manivelle voisin de la manivelle (105) du pédalier, plus le double du diamètre d'un corps de roulement (113); e. le diamètre de l'ouverture (124) percée dans le fond de la première partie (102) du carter est plus grand que le diamètre de l'axe (104) du pédalier; 2573141- - 12 - f. la première partie (102) du carter est disposée près de la manivelle (104) associée à la roue de chaîne (106); g. un joint (126) s'ajuste dans l'espace annulaire délimité dansla première partie (102) du carter, par le perçage (124)du fond de celui-ci, et par l'axe de manivelle (104); h. la première partie (102) du carter peut 9tre déplacée sur l'axe (104) du pédalier, à partir de sa position d'utilisation, en direction de la manivelle inamovible (105) d'une distance approximativement égale au diamètre d'un corps de roulement (113). 2. Palier de manivelle de pédalier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de la première partie (102) du carter correspond approximativement à un tiers de la longueur du carter tout entier et en ce que cette première partie (102) présente un perçage taraudé (107) dans lequel se visse la seconde partie (103) du carter qui est pourvue d'une zone extérieure filetée correspondante (108) 3. Palier de manivelle de pédalier selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'extrémité ouverte (1]0) de la seconde partie (103) du carter présente, approximativement sur la moitié de sa longueur, un diamètre réduit par rapport à celui de l'extrémité fermée ou ayant un fond. 4. Palier de manivelle de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce l'accouple= ment par vissage est pourvu d'une sécurité anti-torsion. 5. Palier de manivelle de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties (102, 103) du carter sont en une matière plastique et sont reliées par des moyens de vissage auto= bloquants. 6. Palier de manivelle de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des chemins de roulement extérieurs (110) sont formés sur les deux parties (102, 103) du carter. - 13 - 7. Palier de manivelle de pédalier selon la revendication 6, caractérisé en ce que les chemins de roulement extérieurs (110) sont constitués par des coquilles en métal, en parti= culier, en acier trempé, appliquées de manière inamovible sur les deux parties (102, 103) du carter. 8. Palier de manivelle de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (126) est monté sur la première partie (102) du carter 9. Palier de manivelle de pédalier selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce le joint (126) est monté sur l'axe (104) du pédalier à friction de manière. pouvoir 8tre déplacé axialement sur celui-ci. 10. Palier de manivelle de pédalier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (126) comporte une bordure-(127) de forme particulière s'appliquant contre la face extérieure du fond de la première partie (102) du carter, qui se prolonge par un rebord (128) s'enfilant étroitement autour de la première partie (102) du carter. 11. Palier de manivelle de pédalier selon la revendication , caractérisé en ce que la première partie (102) du carter présente, dans la région du fond, un flanc dégagé et en ce que le rebord 128 vient coiffer le flanc dégagé de la première partie (102) du carter. 12. Dispositif pour le montage du palier de manivelle ci-dessus, selon les revendications I & 1, caractérisé en ce qu'il comprend une barre cylindrique (129) comportant des moyens pour l'aligner coaxialement par rapport à l'axe (104) du pédalier et pour l'accoupler de façon libérable adit axe (104), la longueur de la barre (129) étant, au moins, égale à la longueur de la seconde partie ((103) du carter, tandis que son diamètre est, d'une part, inférieur du double environ du diamètre d'un corps de roulement (113) au diamètre libre ou ouvert minimal de la seconde partie (103) du carter et, d'autre part, est supérieur à la somme résultant de l'addition du diamètre du perçage (125) du du fond de la seconde partie (103) du carter, et du diamètre d'un corps de roulement.