Brevet FR2602735A1 — publié le 19880219

La presente invention est relative aux roues libres de bicyclettes et se rapporte plus particulièrement a la réalisation de couronnes extérieures porte-pignons de telles roues libres. Les couronnes extérieures porte-pignons des roues libres a plusieurs vitesses de bicyclettes sont des pièces qui portent les différents pignons sur lesquels la chaine de transmission évoluera a la demande du cycliste lorsque ce dernier souhaitera adapter son 10 effort et sa vitesse au profil de la route qu'il parcourt. Dans certaines réalisations connues, ces couronnes sont des pièces tubulaires épaisses, obtenues par usinage d'ébauches forgées ou matricées ou 15 par usinage seul. Elles reçoivent des pignons avec lesquels elles sont rendues solidaires par des moyens tels que filetage et/ou clavetage. Dans la partie intérieure de ces couronnes sont ménages deux chemins de roulement pour des rangées de billes, obtenus par ma20 traçage, usinage et/ou galetage et des dents de loup, ou rochets, obtenues par forgeage, mortaisage ou brochage. Selon un second mode de réalisation connu, ces couronnes peuvent ellesmêmes être dentées exte25 rieurement et de ce fait nécessiter la présence d'un nombre inférieur de pignons pour un même nombre de vitesses. Enfin, dans une troisième réalisation'connue, décrite dans la demande de brevet 85 10 471, ap30 partenant a la Demanderesse, il n'y a plus a proprement parler de couronne porte-pignons mais un assemblage par soudure de différents pignons dont les alésages présentent chacun une denture, et dont les pignons extrêmes comportent des surfaces de roulement, ce qui permet de créer les deux chemins de roulement pour les rangées de billes et les dents de loup. Les couronnes porte-plgnons réalisées selon les deux premiers modes de réalisation connus, néces5 sitent la mise en oeuvre de moyens puissants, gros consommateurs d'énergie, entrainant des pertes de matière importantes lors des phases d'usinage et de ce fait conduisant a l'obtention de pieces d'un prix de revient élevé. L'ensemble de pignons assemblés selon la demande de brevet précitee, et tenant lieu de couronne, s'il conduit a la mise en oeuvre de moyens moins puissants et a des pertes matière moindres, oblige néanmoins à disposer de nombreux modèles de pignons 15 (et des outillages pour les créer) car les pignons sont différents a-la fois par leur nombre de dents et par leur silhouette variable selon la position qu'ils occupent. L'invention a pour but de permettre la réa20 lisation de couronnes.par des moyens faibles consommateurs d'énergie n'induisant que peu de pertes de matière en supprimant de façon quasl-totale les usinages, sans toutefois requérir un grand nombre de modeles de pignons. Elle a donc pour ob3et une couronne portepignons de roue libre à plusieurs vitesses, comportant deux chemins de roulement pour des rangées de billes de liaison de ladite couronne avec une noix intérieure et une denture à dents de loup destinée à coopérer 30 avec des cliquets a ressorts portés par ladite noix, caractérisée en ce qu'elle est formée d'au moins un élément tubulaire a paroi mince et en ce que lesdits chemins de roulement et ladite denture sont constitues par des deformations de la paroi dudat élément. L'invention sera mieux comprise a l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement a titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexes, sur lesquels: - la Fig.1 est une demi-vue en élévation et en coupe d'une couronne de roue libre en deux parties suivant n premier mode de réalisation de l'invention; - la Fig.1A est une vue schématique en coupe suivant la ligne 1A-1A de la Fig.1 montrant le profil 10 d'une portion de la couronne de la Fig.1 sur laquelle est réalisée la denture en dents de loup; - la Fig.2 est une vue en élévation et en coupe d'une ébauche à partir de laquelle est réalisée une première partie de la couronne de la Fig.1; - la Fig.3 est une vue analogue a celle de la Fig.2 montrant un premier procédé de réalisation d'un pli périphérique dans l'ébauche de la Fig,1; - la Fig.4 est une vue analogue à celle de la Fig. 3 d'une ébauche soumise à une opération de for20 mage d un pli périphérique selon un second procédé; - les Fig.5 et 6 sont des vues analogues à celle de la Fig.4 montrant la réalisation d'un pli selon un troisième et un quatrième procédés; - la Fig.7 est une vue en élévation et en 25 coupe d'une seconde partie de la couronne de la Fig.1; - la Fig. 8 est une demi-vue en élévation et en coupe d'une variante de la couronne de la Fig;1; - la Fig.9 est une demi-vue en élévation et en coupe d'un autre mode de réalisation de la couronne 30 suivant l'invention; - la Fig. 9A est une coupe suivant la ligne 9A-9A de la Fig.9,montrant la portion tubulaire de la couronne; - la Fig.10 est une demi-vue en élévation et en coupe d'une couronne de roue libre réalisée en une seule pièce; et - la Fig.11 est une demi-vue en élévation et en coupe d'une variante de la couronne de la Fig.10. La couronne porte-pignons 1 représentée à la 5 Fig.1 est un sous-ensemble exécuté par l'assemblage de deux demi-couronnes 2 et 3 réalisées séparément soit par emboutissage puis détourage d'une rondelle en tôle, soit par l'épanouissement d 'n tube puis son detourage. La première demicouronne 2 est réalisée à 10 partir d'une ébauche représentée à la Fig.2 qui comporte une portion tubulaire 4 et une collerette 5 venue de matière dans laquelle est découpé un pignon 6 qui fait partie de l'ensemble des pignons de la roue libre à réaliser. La collerette 5 assure également la 15 fonction de raidisseur de la demi-couronne 2. La première demi-couronne 2 comporte en outre un pli circulaire 7 réalisé dans sa portion tubulaire 4 par l'un des procédés représentés schématiquement aux Fig.3 à 6. Selon le procédé représenté a la Fig.3, l' ébauche de la Fig.1 est soumise a un flambage contenu obtenu par une poussée axiale représentée par la flèche P. Selon le procéde représenté a la Fig.4, le 25 pli circulaire 7 est obtenu par roulage de la partie tubulaire 4 de l'ébauche entre deux ou trois molettes m sous l'action combinée d'une rotation de l'ébauche et des molettes et d'une poussée des molettes contre ladite ébauche. Selon le procédé de la Fig.5. le pli circulaire 7 est réalisé par une opération de fluotournage de l'ébauche placée sur une mandrin de forme M. Selon le procédé représenté a la Fig.5,la réalisation du pli circulaire 7 est assurée par magné- toformage de l'ébauche placée, comme dans le cas de la Fig.5, sur un mandrin de forme M, la zone de la portion tubulaire 4 de l'ébauche dans laquelle doit être formé le pli 7 étant soumise a un champ magnéti5 que d'une bobine B alimentée par une source de courant alternatif. De nombreux autres procédés permettent d'obtenir dans la deml-couronne 2, le pli intérieur 7 recherché. Ce pli constitue un chemin de roulement pour 10 une première rangée de billes 8 (Fig.1) par l'intermédiaire desquelles une noix de roue libre non représentée est montée dans la couronne. On remarque que l'épaisseur e de la paroi cylindrique de révolution 4 de la demi-couronne 2 est 15 faible et n'autorise donc pas la réalisation de dents de loup par enlèvement de métal, qu'il s'agisse d'un taillage, d'un mortaisage ou d'un brochage. Les dents de loup 9 sont donc exécutées par déformation de la paroi cylindrique de révolution 20 d'épaisseur e. soit par une action mécanique combinée et simultanée d'outils d'enfonçage travaillant de façon radiale vers la centre de la pièce, soit par une génération circulaire progressive impliquant des opérations de pétrissage ou de rétreint, avec ou sans 25 mandrin intérieur de maintien, soit encore par un magnétoformage avec un mandrin intérieur de maintien possédant une forme appropriée. Les opérations décrites cl-dessus permettent d'obtenir sur la demicouronne 2, le pli circulaire 7 30 et les dents de loup 9 soit en commençant par le pli circulaire, soit en commençant par les dents de loup, soit encore simultanément. La seconde demi-couronne 3 est réalisée a partir d'une ébauche similaire a celle servant a réa- liser la première demi-couronne, mais de dimensions appropriées. La seconde demi-couronne 3 comporte un pli circulaire 10 réalisé de la même façon que le pli circulaire 7 de la première demi-couronne 2 et qui 5 constitue un chemin de roulement pour une seconde rangée de billes 11. Comme la première demi-couronne 2, la seconde demi-couronne 3 coroorte venue de matière une collerette 12 dans laquel e est taillé un pignon 13, à savoir, dans le présent exemple le plus 10 petit des pignons portés par la couronne. Les deux demi-couronnes 2 et 3 sont ensuite assemblées l'une à l'autre par engagement de l'extrémité de la seconde demi-couronne 3_ opposée à la collerette 12 dans l'extrémité de la première demi-couronne 2 portant la 15 collerette 5, l'immobilisation de ces deux pièces étant assurée soit par collage ou soudure, soit par frettage de la demicouronne 3 sur la demi-couronne 2 obtenu par une action mécanique ou thermique ou encore par magnétoformage. Lors de la réalisation des dents de loup 9 dans la partie tubulaire 4 de la première demi-couronne 2, il apparait sur sa surface extérieure des saillies ou crans 14 en raison de la déformation de la paroi de faible épaisseur e de cette portion tubulai25 re. Ces crans représentés a la Fîg. 1A servent de moyens de centrage pour certains des pignons supplementaires 15 destinés à être montes sur la première demi-couronne 2. - La fixation sur la demi-couronne 2 des pi30 gnons 15 en regard des saillies 14 sera alors assurée par exemple par soudage, brasage ou collage de ces pignons sur les sommets d'un certain nombre de crans extérieurs 14 régulièrement répartis a la périphérie de la demi-couronne 2. Les pignons supplémentaires 15 qui se trouvent en regard de portions de la demi-couronne 2 dépourvue de crans pourront être fixés à ladite demicouronne par des opérations analogues de soudage, 5 collage ou brasage, soit dans des zones discontinues soit de façon continue sur toute la périphérie de la couronne. Dans la variante de la couronne suivant l'invention représentée a la Fig.8, la première demi10 couronne 2 est identique à la pièce correspondante de la couronne de la Fig.1. En revanche, la couronne de la Fig.8 comporte une seconde demi-couronne 16 dont la portion tubulaire 16a présente à son extrémité opposée a la collerette 17 dans laquelle est découpé un pignon 15 18, un rebord rentrant 19 dont la surface tournée vers l'alésage de la demi-couronne constitue un chemin de roulement 20 pour une rangée de billes 21. En outre la surface extérieure de la partie tubulaire 16a présente un épaulement 22 de positionne20 ment relatif axial de la seconde demicouronne 16 par rapport a la première demi-couronne 2. L'assemblage des deux demi-couronnes 2 et 16 est assuré de la même manière que celui des deux demi-couronnes 2 et 3 du mode de réalisation de la Fig.1. Sur la Fig.9, on a représenté une couronne de roue libre comportant une première demi-couronne 25 comportant un pli intérieur circulaire 26 analogue au pli 7 du mode de réalisation de la Fig.1. En revanche la surface interne de la portion tubulaire de la demi30 couronne 25 située entre le pli 26.et son extrémité portant une collerette 27 dans laquelle est taillée un pignon 28 est lisse. Une seconde demi-couronne 29 pourvue d'une collerette dans laquelle est taillé un pignon 29a, est emmanchée à force et fixée par soudage, collage, ou frettage dans la première demi-couron- ne 25. La seconde demi-couronne 29 comporte un pli intérieur circulaire 30 formant chemin de roulement pour une seconde rangée de billes et sur l'extrémité de son collet 31 sont réalisées des dents de loup 32 5 par un des procédés décrits en référence à la Fig.1. A l'extérieur de la zone de la seconde demi-couronne dans laquelle sont réalisées les dents de loup 32 apparaissent des saillies 33 serva à assurer le centrage de la demicouronne 29 dans la demi-couronne 10 25. L'assemblage de ces deux demicouronnes est réalisé de la manière indiquée ci-dessus dans la région des saillies 33 comme représenté à la Fig.9A. Enfin, des pignons supplémentaires 34 destinés à compléter la roue libre, sont fixés par colla15 ge ou soudage sur la surface extérieure dépourvue d'aspérité de la première demi-couronne 25. Sur la Fig.10, on a représenté une couronne porte-pignons 35 réalisée en une seule pièce à partir d'un tube a l'une des extrémités duquel est réalisé un 20 rétreint 36. Sur le tube pourvu dudit rétreint 36 sont ensuite réalisés par l'un des procédés décrits plus haut, deux plis circulaires 37,38 formant chemins de roulement pour des rangées de billes correspondantes 25 ainsi que des dents de loup 39. Selon ce mode de réalisation, tous les pignons de roue libre 40 sont constitués par des pièces séparées, fixées par soudage, collage ou brasage sur la couronne ainsi réalisée. Sur la Fig.11, on a représenté une couronne porte-pignons 41 également exécutée à partir d'un tube sur lequel on forme un rétreint 42 et une collerette 43. Celle-ci est réalisée par épanouissement de l'extrémité libre du rétreint 42. Une denture 44 est dé- coupée dans la collerette 43 pour former le plus petit pignon de la roue libre. Ensuite, on forme dans le tube de la même manière que précédemment, des plis circulaires 45,46 5 formant chemins de roulement ainsi que des dents de loup 47.Les autres pignons 48 sont montés et fixés sur 1- surface externe de la couronne de la manière décrite en référence a la Fig.10. RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS (O M o{ oe N C_ 2 602 736 Ce numéro n'a donné lieu à aucune publication REVENDICATIONS 1. Couronne porte-pignons de roue libre a plusieurs vitesses, comportant deux chemins de roulement pour des rangées de billes de liaison de 5 ladite couronne avec une noix intérieure et une denture a dents de loup destinée a coopérer avec des cliquets a ressorts portés par ladie noix, caractérisée en ce qu'elle est formée d'au Moins un élément tubulaire à paroi mince (2,3;2,16;25,29;35;41) et en 10 ce que lesdits chemins de roulement (7,10;7,20;26,30; 37,38:45,46) et ladite denture (9;32;39;47) sont constitués par des déformations de la paroi dudit élément. 2. Couronne suivant la revendication 1, ca15 ractérisée en ce qu'elle est formée de deux demi-couronnes (2,3;2,16;25.29) emboitees l'une dans l'autre et fixees l'une a l'autre par soudage, collage, brasage, frettage par action mecanique ou thermique ou magnétoformage. 3. Couronne suivant la revendication 2, caractérisee en ce que ladite premiere demi-couronne (2) comporte un pli circulaire (7) formant chemin de roulement pour une première rangée de billes (8) constitué par une déformation de la paroi latérale de ladite 25 demi-couronne ainsi que des dents de loup (9) constituées elles aussi par des déformations de la paroi latérale de ladite demi-couronne (2). 4. Couronne suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la seconde demi-couronne (3) 30 comporte un pli circulaire (10) formant chemin de roulement pour une seconde rangée de billes (11), constitué par une déformation de la surface latérale de ladite seconde demi-couronne. 5. Couronne suivant l'une des revendications 1 a 3, caractérisee en ce que la seconde demi- 1 1 couronne (16) comporte un épaulement (22) de positionnement de la seconde demi-couronne par rapport a la première demi-couronne (2) et un rebord rentrant (19) définissant un chemin de roulement pour une se5 conde rangée de billes (21). 6. Couronne suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la première demi-couronne (25) compcte un pli circulaire (26) formant chemin de roulement pour une première rangée de billes constitué 10 par une déformation de la surface latérale de la première demi-couronne et en ce que la seconde demi-couronne (29) comporte un pli (30) formant chemin de roulement pour une seconde rangée de billes et des dents de loup (32) réalisées a l'extrémité (30) de 15 ladite seconde demi-couronne (29) engagée dans ladite première demi-couronne (25). 7. Couronne suivant l'une quelconque des revendications 2 a 6, caractérisée en ce que lesdites première et seconde demi-couronnes (2.3;2,16;25,29) 20 comportent chacune une collerette d'extrémité de raidissement (5,12;5,17;27,29), venues de matière dans lesquelles sont taillées des dents de pignons (6.13;6, 18;28,29a) destinés à faire partie de la roue libre a réaliser. 8. Couronne suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en une seule pièce tubulaire mince et comporte un rétreint (36; 42), deux plis circulaires (37,38;45, 46) formant chemins de roulement pour des rangées de billes cor30 respondantes et des dents de loup (39;47) disposées entre lesdits plis circulaires, le rétreint, les plis circulaires et les dents de loup étant constitués par des déformations de la paroi latérle de ladite pièce tubulaire. 9. Couronne suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la surface externe de la partie de la première demicouronne (2) dans laquelle sont ménagées les dents de 5 loup (9) présente des saillies (14) dont les sommets servent au centrage et à la fixation de pignons de roue libre (15) portés par ladite p-remière demi-couronne en regard desdites dents de loué 9). 10. Couronne suivant la revendication 6,. ca10 ractérisée en ce que la surface externe de l'extrémité (31) de ladite seconde demi-couronne (29) engagée dans la première demi-couronne (25) et dans laquelle sont ménagées les dents re loup (32) présente des saillies (33) de centrage et de fixation de la seconde demi15 couronne dans la première. 11. Couronne suivant la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce tubulaire (42) présente une collerette d'extrémité (43) dans laquelle sonttaillées des dents (44) d'un pignon de roue libre.