Brevet FR2597058A1 — publié le 19871016

DISPOSITIF DE SERRAGE A LIBERATION RAPIDE POUR MOYEU DE BICYCLETTE La présente invention se rapporte à un dispositif de serrage du type à desserrage rapide pour monter de façon libérable ou démontable un moyeu de roue sur deux branches d'une fourche de cadre de bicyclette, et plus particuliè5 rement à un tel dispositif de serrage qui est amélioré de manière à empêcher le moyeu, dans son état monté, de tomber ou de se détacher accidentellement des extrémités de la fourche. D'une manière générale, sur des bicyclettes, il est souvent nécessaire d'enlever un moyeu de roue des deux extrémités d'une fourche de cadre de bicyclette, pour remplacement ou réparation par exemple. Dans ce but, la Demande de Modèle d'Utilité Japonais n 57-171902 décrit un dispositif de serrage du type à libération rapide pour 15 un moyeu de bicyclette, qui permet d'enlever rapidement le moyeu lorsqu'on le désire. Plus particulièrement, le dispositif de serrage de la demande de modèle d'utilité précitée comprend un tirant qui passe dans un arbre tubulaire de moyeu sur lequel 20 une virole de moyeu est supportée,de façon tournante,entre deux branches ou extrémités de la fourche. Le tirant comporte une extrémité qui est vissée dans un écrou placé axialement vers l'extérieur d'une extrémité de la fourche. L'autre extrémité de la tige comporte une tête plus grosse, 25 placée axialement vers l'extérieur de l'autre extrémité de la fourche et traversée transversalement par un trou à configuration de came. Une pièce de pression creuse est ajustée autour de la tête et elle peut se déplacer axialement par rapport à celle-ci, de manière à se rapprocher et 30 s'éloigner de l'écrou. Un levier, qui peut pivoter autour d'un axe de pivot entre une position de serrage et une position de libération, est monté sur la pièce de pression et il comporte une partie à configuration de came qui se loge dans le trou de came et qui est excentrée par rapport à l'axe de pivot. Lorsque le levier pivote vers la position de serrage, la pièce de pression est déplacée axialement vers l'intérieur, vers l'écrou, du fait de l'excentricité de la partie formant came, Par suite, la distance entre l'écrou et la pièce de pression est réduite, ce qui bloque le moyeu (arbre de moyeu et virole de moyeu) sur les extrémités de 10 la fourche. Inversement, lorsqu'on fait pivoter le levier vers la position de libération, la pièce de pression est déplacée axialement vers l'extérieur, à l'opposé de l'écrou, de sorte que le moyeu et les extrémités de la fourche sont 15 libérés de la force de serrage existante, ce qui permet d'enlever facilement le moyeu et la roue. Comme indiqué ci-dessus, le dispositif de serrage du type à libération rapide présente l'avantage de permettre une mise en place et un enlèvement rapides du moyeu. Toutefois, un tel dispositif de serrage a pour inconvénient que le moyeu (et donc la roue) peut se détacher de façon imprévue pendant l'utilisation de la bicyclette, par exemple lorsque le levier entre accidentellement en contact avec un objet étranger et pivote de ce fait dans la direction de desserrage. Autrement dit, l'avantage du dispositif de serrage à libération rapide entraîne également un inconvénient grave. Afin d'éviter cet inconvénient, le dispositif de serrage du type à libération rapide de la demande de modèle 30 d'utilité japonais précitée comprend en outre un organe de verrouillage comportant une queue filetée qui se visse de façon réglable dans un trou taraudé axial prévu dans une paroi d'extrémité axialement extérieure de la pièce de pression. La queue filetée de l'organe de verrouillage présente 35 une extrémité avant qui, lorsqu'on la déplace vers l'avant par vissage, vient en butée avec l'élément de came du levier de manière à empêcher par frottement un mouvement pivotant involontaire du levier par rapport à sa position de serrage. Toutefois, l'organe de verrouillage suivant l'art 5 antérieur est encore insuffisant pour empêcher complètementun mouvement pivotant accidentel du levier et le desserrage résultant du moyeu. Cela résulte de ce que la queue filetée de l'organe de verrouillage vient en contact avec l'élément de came du levier à une distance relativement petite de l'axe de pivot du levier, tandis que le levier possède un bras qui s'étend sur une longueur importante à partir de l'axe de pivot. Par suite, même une force relativement petite exercée sur le bras du levier peut vaincre le frottement entre l'élément de came et la queue de l'organe de verrouillage, ce qui entraIne un pivotement involontaire du levier par rapport à la position de serrage. La présente invention a donc pour objet un dispositif de serrage du type à libération rapide, qui peut empêcher presque complètement le démontage involontaire ou 20 accidentel d'un moyeu de roue des deux extrémités de la fourche d'un cadre de bicyclette. Conformément à l'invention, on obtient un dispositif de serrage du type à libération rapide pour un moyeu de bicyclette, qui comprend une tige dont une extrémité est vissée dans un écrou et dont l'autre extrémité comporte une tête plus grosse, cette tête présentant un trou à configuration de came qui traverse la tête transversalement à la tige, une pièce de pression creuse montée autour de la tête et mobile par rapport à celle-ci, dans la direction axiale de la tige de manière à se rapprocher ou s'éloigner de l'écrou, un levier monté sur la pièce de pression et qui peut pivoter autour d'un axe de pivot entre une position de serrage et une position de desserrage ou de libération, le levier comportant un élément à configuration de came qui se 35 loge dans le trou de came et qui est excentré par rapport à l'axe de pivot de sorte que l'élément de came déplace la pièce de pression par rapport à la tête dans la direction axiale de la tige en réponse au mouvement pivotant du levier, et un organe de verrouillage qui, lorsqu'il est ac5 tionné, empêche le mouvement de pivotement du levier, caractérisé en ce que la tête grossie de la tige comporte une première partie filetée qui s'étend dans la direction axiale de la tige, l'organe de verrouillage comporte une deuxième partie filetée qui se visse de façon réglable sur la pre10 mière partie filetée et l'organe de verrouillage comporte en outre une partie d'arrêt qui vient en butée contre la pièce de pression pour limiter le mouvement axial de celleci dans le sens de son éloignement de l'écrou. D'autres objets et avantages de la présente in15 vention apparattront à la lumière de la description ciaprès de ses modes préférés de réalisation, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de face, avec coupe partielle, d'un dispositif de serrage à libération rapide con20 forme à l'invention, utilisé pour le montage d'un moyeu de roue; la figure 2 est une coupe à plus grande échelle suivant les lignes II-II de la figure 1, illustrant le dispositif de serrage dans une position de libération; la figure 3 est une coupe semblable à la figure 2 mais illustrant le dispositif de serrage dans une position serrée; la figure 4 est une coupe également semblable à la figure 2 mais illustrant une partie principale d'un dis30 positif modifié de serrage à libération rapide conforme à l'invention; et la figure 5 est une coupe également semblable à la figure 2 mais illustrant une partie principale d'un autre dispositif modifié de serrage à libération rapide conforme 35 à l'invention. Sur tous les dessins annexés, les parties correspondantes sont désignées par les mêmes repères. On se reporte maintenant à la figure 1. Un dispositif de serrage du type à desserrage ou libération ra5 pide, globalement désigné par le repère 1, est utilisé pour fixer de façon libérable ou démontable un moyeu de roue de bicyclette à deux branches ou extrémités 2 d'une fourche avant ou arrière. Le moyeu comprend un arbre tubulaire de moyeu 3, 10 à alésage axial traversant 4. Une virole de moyeu creuse 6 est supportée en rotation sur l'arbre de moyeu 3, par l'intermédiaire de deux roulements 5, et elle comporte un alésage axial traversant 7 et deux parties d'extrémité 8 de plus grand diamètre. Chaque partie d'extrémité agrandie 8 15 comporte solidairement une bride de montage 9 à laquelle est fixée une extrémité (extrémité radialement intérieure) de chaque rayon dont l'autre extrémité (extrémité radialement extérieure) est fixée à une jante de roue (non représentée). La partie d'extrémité agrandie présente en outre 20 une surface intérieure 10 en forme de cuvette qui communique avec l'alésage axial 7 et qui sert de piste extérieure d'un roulement 5 correspondant, comme décrit ci-après. Chaque roulement 5 comprend une pièce 11 de retenue de billes, vissée de façon réglable sur une partie 25 d'extrémité filetée correspondante 3a de l'arbre de moyeu 3 et présentant une surface extérieure 12 sensiblement conique qui constitue une piste intérieure. Une pluralité de billes 13 en acier sont interposées entre la piste de roulement intérieure12 et sa piste extérieure opposée 10, de sor30 te que la virole de moyeu 6 peut tourner librement sur l'arbre de moyeu 3. Un écrou de blocage double 14 de type connu est vissé sur la partie d'extrémité filetée de l'arbre de moyeu 3, axialement du côté extérieur de la pièce de retenue 11, pour empêcher un desserrage accidentel de cette dernière. 35 Le dispositif de serrage 1 à libération rapide comprend principalement un tirant ou tige 15, un écrou 16, une pièce de pression creuse 17, un levier 18 et un organe de verrouillage 19. On décrit ci-après les détails de ces composants. La tige 15 passe dans l'alésage traversant axial 4 de l'arbre de moyeu 3 et sa longueur est supérieure à celle de l'arbre 3, de sorte que les deux extrémités de la tige 15 dépassent à l'extérieur de l'arbre 3. Une extrémité sortante 15a de la tige 15 est filetée pour permettre le 10 vissage réglable de l'écrou 16 qui est placé axialement vers l'extérieur d'une extrémité de fourche 2. L'autre extrémité sortante de la tige 15 comporte une tête solidaire plus grosse 20, dans laquelle est ménagé un trou à configuration de came 21, de section transversale 15 allongée (voir la figure 2) et qui traverse la tête 20 perpendiculairement à la tige 15. La tête 20 comporte en outre un prolongement solidaire 22 qui est fileté et qui s'étend axialement vers l'extérieur, du côté de la tête 20 qui est à l'opposé de la tige 15. Dans l'exemple illustré, la sur20 face extérieure de la tête 20 est cylindrique. La pièce de pression 17, qui est cylindrique dans l'exemple illustré, est montée autour de la tête 20 de la tige 15, à une position axialement vers l'extérieur de l'autre extrémité de fourche 2. La pièce de pression com25 porte, dans son épaisseur de paroi, deux trous 23 de réception de levier, diamétralement opposés et sensiblement en correspondance du trou de came 21. Les deux trous 23 de réception de levier, bien que de diamètre différent dans l'exemple illustré, définissent un axe de pivotement commun 30 O (voir la figure 2) pour le levier 18. Le levier 18 comprend une partie formant axe 24 qui se loge de façon tournante dans les trous 23 de réception de levier de la pièce de pression et qui passe dans le trou de came 21 de la tête grossie 20. Le levier 18 comprend 35 en outre un bras 25 dirigé perpendiculairement à la partie d'axe 24. La partie de l'axe 24 qui est située à l'intérieur du trou de came 21 constitue un élément de came 24a qui est excentré par rapport à l'axe de pivotement O du levier 18 défini par les trous 23 de réception de levier, comme on le 5 voit mieux sur la figure 2. Par suite, lorsqu'on fait pivoter le levier 18 dans un sens ou dans l'autre, l'élément de came excentré 24a du levier 18 se déplace dans la direction axiale de la tige 15, de sorte que la pièce de pression 17 se déplace axialement par rapport à la tête 20, de 10 manière à se rapprocher ou s'éloigner de l'écrou 16 pour modifier la distance entre la tête plus grosse 20 et l'écrou 16. Bien que l'élément de came excentré 24a se déplace également dans la direction transversale de la tige 15 lors du mouvement pivotant du levier 18, ce mouvement transver15 sal de l'élément de came 24a est possible sans entraîner d'oscillation transversale de la tige 15 puisque la section transversale du trou de came 21 est allongée dans le sens transversal de la tige 15 (voir la figure 2). L'organe de verrouillage 19 représenté sur la 20 figure 1 comporte en son centre un trou taraudé axial 26 qui se visse de façon réglable sur le prolongement fileté 22 de la tête 20. L'organe de verrouillage comporte en outre une partie annulaire extérieure d'arrêt 27 qui vient en butée contre l'extrémité axialement extérieure de la 25 pièce de pression 17. Ainsi, lorsqu'on déplace l'organe de verrouillage 19 par vissage sur le prolongement fileté 22 jusqu'à ce que la partie d'arrêt 27 bute contre la pièce de pression 17, celle-ci ne peut plus se déplacer axialement et s'éloigner de l'écrou 16. En fonctionnement, lorsque le levier 18 est dans une position de desserrage représentée sur la figure 2, l'élément-de came 24a du levier 18 se trouve sur un côté axialement intérieur et l'organe de verrouillage 19 est situé, sur le prolongement fileté 22, suffisamment loin de la tête 35 de plus grand diamètre 20. Pour bloquer le moyeu (arbre de moyeu 3, virole de moyeu 6, etc.) sur les deux extrémités de fourche 2, on fait pivoter le levier 18 dans la direction de la flèche A (figure 2), jusqu'à une position de serrage représentée sur la figure 3. Par suite, l'élément de came 24a se déplace axialement vers l'extérieur, de manière à déplacer la tête 20 axialement vers l'extérieur par rapport à la pièce de pression 17 (autrement dit, avec un mouvement axialement vers l'intérieur de la pièce de pression 17 par rapport à la tête 20), ce qui diminue la distance 10 entre l'écrou 16 (figure 1) et la pièce de pression 17 et serre donc les extrémités 2 de la fourche. Après l'opération de serrage décrite ci-dessus, l'organe de verrouillage 19 est espacé de la pièce de pression 17 qui s'est déplacée axialement vers l'intérieur, comme indiqué en trait mixte sur la figure 3. On fait alors avancer axialement l'organe de verrouillage 19 pour amener sa partie d'arrêt 27 en butée contre la pièce de pression 17. Dans la situation représentée sur la figure 3, puisque la position de l'organe de verrouillage 19 par rapport à la tête 20 est fixe (bien que réglable seulement par rotation) du fait de l'accouplement par filetage, un déplacement axialement vers l'extérieur de la pièce de pression 17 par rapport à la tête 20 est complètement empêché par 25 l'organe de verrouillage 19. Il en résulte que le moyeu let donc la roue) qui a été ainsi initialement serré ne peut pas se détacher accidentellement des extrémités 2 de la fourche. Si le levier 18 est soumis à une certaine force 30 tendant à le faire pivoter à la position de libération (figure 2), ce pivotement du levier 18 est empêché de façon sore puisque la pièce de pression 17 ne peut pas se déplacer axialement vers l'extérieur. En outre, même dans le cas de l'application d'une force très grande qui est capa35 ble de faire pivoter le levier 18 vers la position de libé- ration, avec une déformation résultante de l'élément de came 24a et/ou du trou de came 21, la pièce de pression 17 reste encore empêchée de se déplacer axialement vers l'extérieur en ce que son mouvement est directement empêché par l'organe de verrouillage 19. De préférence, on peut faire pivoter le levier 18 légèrement vers la position de libération dès que l'organe de verrouillage 19 vient en butée contre la pièce de pression. De cette façon, l'organe de verrouillage 19 est 10 en contact de frottement poussé avec la pièce de pression 17 et son desserrage accidentel est ainsi efficacement empêché. En variante, on peut interposer une rondelle élastique (non représentée) entre la partie d'arrêt 27 de l'or15 gane de verrouillage 19 et l'extrémité axialement extérieure de la pièce de pression 17. Une telle rondelle élastique sert également à empêcher un desserrage accidentel de l'organe de verrouillage 19. Pour enlever le moyeu (roue) des extrémités de 20 fourche 2, on desserre l'organe de verrouillage 19 et on le déplace axialement vers l'extérieur, jusqu'à la position représentée entrait mixte sur la figure 3. Ensuite, on fait pivoter le levier 18 dans la direction de la flèche B, jusqu'à la position de libération représentée sur la fi25 gure 2, ce qui entraîne une augmentation de la distance entre la pièce de pression 17 et l'écrou 16 et une suppression de la force de serrage sur le moyeu. La figure 4 illustre une modification dans laquelle la tête plus grosse 20 de la tige 15 comporte un trou axial taraudé 30, tandis que l'organe de verrouillage 19 est sous la forme d'une vis comportant une tête et une queue filetée qui se visse dans le trou axial 30. La tête 27 de la vis ou de l'organe de verrouillage 19 agit comme une partie d'arrêt qui vient en butée contre l'extrémité 35 axialement extérieure de la pièce de pression 17 pour em- pêcher un mouvement axialement vers l'extérieur de cette dernière. Dans une autre modification représentée sur la figure 5, la surface cylindrique extérieure de la tête plus 5 grosse 20 comporte une partie d'extrémité axialement extérieure 40 qui est filetée, tandis que l'organe de verrouillage 19 est sous la forme d'un écrou à chapeau comportant un prolongement cylindrique 41 qui est taraudé intérieurement pour se visser sur la partie d'extrémité extérieure 40 de la tête 20. L'écrou à chapeau ou organe de verrouillage 19 comporte en outre une partie annulaire d'arrêt 27 qui vient en butée contre l'extrémité axialement extérieure de la pièce de pression 17. Il est clair que le fonctionnement des deux va15 riantes décrites cidessus est sensiblement le même que celui du mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 et il n'est donc pas décrit à nouveau afin d'éviter une répétition. Il est entendu que diverses modifications peuvent 20 être apportées dans la forme et la construction du dispositif décrit ci-dessus. Par exemple, on peut remplacer la pièce de pression cylindrique 17 par une pièce de pression creuse de section tranversale rectangulaire. De telles modifications ne s'écartent pas du cadre de l'invention. 1 1 Revendications 1. Dispositif de serrage du type à libération rapide pour moyeu de bicyclette, qui comprend une tige (15) dont une extrémité (15a) est vissée dans un écrou (16) et dont l'autre extrémité comporte une tête plus grosse (20), 5 cette tête étant traversée par un trou à configuration de came (21) transversalement à ladite tige, une pièce de pression creuse (17) montée autour de ladite tête et mobile par rapport à celle-ci dans la direction axiale de la tige de manière à se rapprocher et à s'éloigner dudit écrou, un levier (18) monté sur ladite pièce de pression et qui peut pivoter autour d'un axe de pivotement (O) entre une position de serrage et une position de libération, ce levier comportant un élément à configuration de came (24a) qui se loge dans ledit trou de came et qui est excentré par rapport 15 audit axe de pivotement de sorte que ledit élément de came déplace la pièce de pression par rapport à la tête, dans la direction axiale de la tige, en réponse. au mouvement pivotant du levier, et un organe de verrouillage (19) qui, lorsqu'il est actionné, empêche le mouvement de pivotement du 20 levier, caractérisé en ce que ladite tête plus grosse (20) comporte une première partie filetée (22;30;40) qui s'étend dans la direction axiale de ladite tige (15), ledit organe de verrouillage (19) comporte une deuxième partie filetée (26;31;41) qui se visse de façon réglable sur ladite pre25 mière partie filetée, et ledit organe de verrouillage comporte en outre une partie d'arrêt(27) qui vient en butée contre ladite pièce de pression (17) pour limiter le mouvement axial de celle-ci dans le sens de son éloignement de l'écrou (16). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première partie filetée est sous la forme d'un prolongement fileté (22) dirigé axialement vers l'extérieur à partir de ladite tête plus grosse (20), et ladite deuxième partie filetée est sous la forme d'un trou axial taraudé (26) formé dans ledit organe de verrouillage, 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première partie filetée est sous la forme d'un trou axial taraudé (30) formé dans ladite tête plus grosse (20), et ledit organe de verrouillage (19) 10 est sous la forme d'une vis comportant une queue filetée (31) constituant ladite deuxième partie filetée. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tête plus grosse (20) comporte une 15 surface extérieure cylindrique qui est filetée à son extrémité axialement extérieure (40) pour constituer ladite première partie filetée, et ledit organe de verrouillage (19) est sous la forme d'un écrou à chapeau comportant un prolongement cylindrique (41) qui est taraudé intérieurement pour 20 constituer ladite deuxième partie filetée.