Brevet FR2611641A1 — publié le 19880909

DE S C R I P T I ON Bicyclette dont les roues sont fixées en porte à faux sur le ca- dre. La présente invention concerne une bicyclette dont une roue ou les deux sont fixées en porte à faux sur les éléments qui constituent le cadre de la bicyclette. La fixation des roues sur le cadre d'une bicyclette est tradition- nellement réalisée par l'intermédiaire d'une fourche avant qui oscille sur le cadre et d'une fourche arrière qui fait partie intégrante du ca- dre. Traditionnellement, une roue de bicyclette tourne autour d'un axe et cet axe est fixé par ses deux extrémités aux-bras de fourche avant pour la roue avant et aux haubans et bases du cadre qui constituent la fourche arrière. Un cadre de bicyclette est donc symétrique en ce qui concerne la fixation de roues. Mis à part quelques procédés techniques compliqués, il est impos- sible de déposer la roue arrière en laissant en place la chaîne de trans- mission de la bicyclette. Il faut donc, à chaque démontage, manipuler celle-ci au risque de la dérégler, de dérégler le dérailleur et de faus- ser le centrage de la roue arrière ce qui entraîne un mauvais fonctionne- ment du frein arrière surtout lorsque celui-ci est un frein sur jante. De plus, lorsque la bicyclette est équipée de freins à tambour dans les moyeux avant et arrière il faut, pour déposer une roue, démonter le système d'ancrage du flasque de frein et aussi dans certains cas la partie arrière du câble de frein. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces incornvénients. En ce qui concerne la roue arrière, il comporte en effet un seul bras qui lie la roue arrière au cadre selon la figure 1. Ce bras 1 est fixé sur le bottier de pédalier du cadre par soudage ou brasage. Sa forme est telle qu'elle permet le passage de la roue arrière et de la chaîne. Ce bras reçoit à son extrémité une douille 2 soudée ou brasée dans laquelle vient se loger un roulement 3. - 2- Ce roulement est arrêté en translation dans son logement par un épaulement et par collage ou alors par un épaulement et sertissage ou encore par un épaulement et un anneau ou jonc élastique. Ce roule- ment est traversé par un axe 4 qui reçoit à son extrémité une roue li- bre. Sur la partie gauche de cet axe vient se fixer le moyeu 5 qui sup- porte la roue qui peut être de tous les types connus jusqu'à présent. Le tout est fixé ensemble par un écrou 6 à un ou plusieurs filets dont le sens du pas est tel que l'effort de traction assure automatiquement le serrage de l'écrou. Selon une variante la roue libre peut comporter plusieurs pi- gnons selon la figure 2. La bicyclette est alors équipée d'un mécanisme de changement de vitesses fixé en 7. Selon une variante la chaîne peut être enveloppée par un car- ter étanche ou non qui reste en position lors du démontage de la roue arrière. Si la bicyclette est équipée d'un frein arrière classique sur jante, il faut prévoir un mécanisme qui permet au frein de s'effacer lors de la dépose de la roue arrière. Selon la figure 3, une solution est de faire osciller un frein classique sur jante autour d'un axe. L'amplitude de l'oscillation doit être suffisante pour permettre une dé- pose facile de la roue arrière. Sur une bicyclette équipée de ce dispositif, l'extraction de la roue arrière se fait tout d'abord en basculant le frein, il suffit ensuite de démonter l'écrou de fixation de la roue arrière. Il est alors aisé de déposer la roue arrière car la chaîne, le mécanisme de change- ment de vitesses s'il existe et le carter de chaîne s'il existe restent en place sur la bicyclette. Lors de la repose de la roue arrière sur la bicyclette, il suffit de placer celle-ci sur son axe, de visser l'écrou de fixation jusqu'à ce qu'il soit en contact avec le moyeu de la roue arrière et de basculer le frein arrière pour le remettre en position d'utilisation. Une variante du système de frein sur la roue arrière consiste à utiliser un frein à tambour dans le moyeu arrière selon la figure 4. On retrouve l axe, 1 roulement, 1 douille soudée ou brasée au cadre. La différence se trouve dans la pièce n 5 qui est le moyeu de la roue ar- rière. Sur ce moyeu se trouve le tambour de frein 8. Un flasque 9 qui supporte les garnitures de frein et le mécanisme de commande du frein vient s'encastrer à l'entrée du tambour et se centrer sur la douille 2. Le flasque 9 est arrêté en rotation par une patte d'ancrage liée au bras qui supporte les roues. - 3 - Lors de la dépose de la roue, la chaîne, le carter de chaîne s'il existe, le flasque du frein à tambour, son mécanisme de commande et le système de changement de vitesses s'il existe, restent sur la bicy- clette. Pour extraire la roue arrière, il suffit de dévisser l'écrou. Lors de la repose de la roue arrière, il suffit de mettre en place celleci sur son axe sans précautions particulières et de visser à la main l'écrou de fixation de la roue arrière. Le couple de serrage défi- nitif sera obtenu dès les premiers tours de roue, le sens du filetage sur l'axe est tel que l'effort de traction assure automatiquement le serrage de l'écrou. En ce qui concerne la roue avant, le dispositif selon l'inven- tion comporte un système de direction dont la liaison entre la roue avant et le cadre s'effectue grâce à un bras support relié au tube pivot de direction qui oscille à l'intérieur de la douille du cadre conformé- ment aux solutions connues et utilisées dans la technologie de la bicy- clette. La liaison entre ce bras support et la roue avant qui peut être de tous types connus jusqu'à présent, se fait dans le cas o le frein avant est sur jante, par un filetage entre la partie inférieure du bras support et l'extrémité de l'axe de la roue avant, la figure 5 représente une solution possible ou encore par un emboîtement à la base du bras support la figure 6 représente une solution possible. Si l'axe de la roue avant est fixé par filetage ou par emboîtement à la base du bras support de direction, alors cet axe est fixe en rotation par rap- port au cadre. La roue avant et son moyeu tournent alors autour de cet axe par l'intermédiaire de roulements annulaires ou d'un système à bil- les, cônes et cuvettes qui sont des types de roulements connus et utili- sés dans la technologie de la bicyclette. La dépose de la roue avant se fait suivant les solutions proposées soit en dévissant l'axe de roue avant par rapport au bras support, soit en agissant sur la goupille co- nique figure 6 et en tirant la roue avant vers le bas. La repose de la roue avant s'effectue sans difficultés majeures dans le sens inverse des opérations de dépose. Dans le cas o le frein avant est à tambour dans le moyeu, le dispositif comporte selon la figure 7 une douille 10 soudée ou brasée au bras support 11 dans laquelle vient se loger un roulement 12. Ce roule- ment est arrêté en translation dans son logement par un épaulement et par collage ou alors par un épaulement et sertissage ou encore par un épaulement et un anneau ou jonc élastique. - 4 - Ce roulement est traversé par un axe 13 épaulé à son extrémi- té, sur cet axe vient se fixer le moyeu 14 dans lequel se trouve le tambour de frein. Un flasque 15 qui supporte les garnitures de frein et le mécanisme de commande du frein vient s'encastrer à l'intérieur du tambour et se centrer sur la douille. Le flasque 15 est arrêté en rota- tion par une patte d'ancrage liée au bras qui supporte la roue. Le tout est assemblé par un écrou 16 à un ou plusieurs filets. Lors de la dépo- se, il suffit de dévisser l'écrou pour extraire la roue avant instanta- nément. Le flasque de frein, le mécanisme de commande du frein et l'an- crage du frein sur le support de la roue avant restent en position et ne font l'objet d'aucune manipulation aussi bien à la dépose qu'à la repose de la roue avant. La repose de la roue avant s'effectue dans le sens in- verse de l'opération de dépose. Il est à remarquer que l'écrou doit être serré définitivement lors du remontage de la roue avant sur le ca- dre. Il est également à remarquer que le dispositif de direction selon l'invention peut se trouver indifféremment à droite ou à gauche de la roue avant, l'important étant d'assurer un bon alignement de la roue avant et de l'axe de symétrie longitudinale de la bicyclette. Selon une variante du dispositif de liaison entre la roue ar- rière, la roue avant et leur axe respectif de liaison sur la bicyclette, l'écrou de fixation est monté sur le moyeu des roues de manière à ce qu'il assure toujours sa fonction de serrage et qu'en plus il soit tou- jours lié à son moyeu en cas de dépose de la roue, de manière à obtenir un écrou "imperdable". Une variante du dispositif selon l'invention permet d'utiliser lorsque les freins sont à tambour dans le moyeu, des roues identiques pour l'avant et pour l'arrière de la bicyclette donc de fabriquer un seul type de roue pour une bicyclette. Le dispositif selon l'invention peut s'appliquer à tous les types et à toutes les tailles de bicyclettes qu'elles soient destinées aux adultes, aux enfants, à la compétition, à la randonnée... Une bicyclette équipée du dispositif selon l'invention peut également recevoir tous les types d'accessoires connus et utilisés dans la technologie de la bicyclette. - 5 - Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réa- lisation et d'utilisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de métier, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit d'invention. Les dessins annexes illustrent l'invention: - La figure 1 représente en coupe un exemple de la partie arrière d'une bicyclette équipée du dispositif selon l'invention. - La figure 2 représente en coupe un exemple de la partie arrière d'une bicyclette équipée d'une variante du dispositif selon l'invention. - La figure 3 représente l'arrière d'une bicyclette équipée du disposi- tif selon l'invention et plus précisément un exemple de support oscil- lant de frein sur jante selon l'invention, il donne un exemple de l'am- plitude du mouvement de l'axe support de frein. - La figure 4 représente en coupe un exemple de la partie arrière d'une bicyclette équipée d'un frein à tambour dans le moyeu conformément au dispositif selon l'invention. - La figure 5 représente un exemple de fixation de la roue avant au sys- tème de direction conforme au dispositif selon l'invention. Le serrage de l'axe de la roue avant sur le système de direction peut être obtenu selon la figure 5 par exemple en utilisant un tournevis que l'on intro- duit dans la fente à l'extrémité de l'axe de la roue avant. Le serrage de l'axe de la roue avant sur le système de direction peut être obtenu par d'autres moyens que le tournevis sans s'écarter pour autant de l'es- prit de l'invention. Il suffit de modifier l'extrémité de l'axe de la roue avant en fonction du moyen de serrage choisi. - La figure 6 représente un autre exemple de fixation de la roue avant au système de direction conforme au dispositif selon l'invention. La pièce 17 qui peut être soudée sur l'axe de la roue ou faire partie inté- grante de l'axe de roue quand son extrémité est coudée à environ 900 vient s'emboîter à l'intérieur du tube de direction 18 par l'intermé- diaire de la pièce 19. La pièce 17 comporte à son extrémité un méplat sur lequel vient s'appuyer la goupille conique 20. - 6 - Cette goupille 20 traverse la pièce 19 de part en part, elle possède à une extrémité un filetage et à l'autre l'organe de manoeuvre pivotant 21. Pour déposer la roue, il suffit par exemple de dévisser légèrement la goupille 20 à l'aide de l'organe de manoeuvre 21 et de tirer l'en- semble de la roue vers le bas. L'opération de repose de la roue se fait dans le sens inverse de l'opération de dépose. - La figure 7 représente en coupe un exemple de la partie avant de la bicyclette équipée d'un frein à tambour dans le moyeu conformément au dispositif selon l'invention. - Les figures 8, 9A et 9B représentent des exemples de réalisation selon l'invention de parties avant de bicyclettes. - La figure 10 représente un exemple de partie supérieure de direction de bicyclette adaptable à toutes les variantes de direction conformes à l'invention et présentant la particularité d'être essentiellement formé d'un seul tube cintré de manière à assurer sa fonction selon l'inven- tion. - La figure 11 représente un exemple de partie arrière de bicyclette équipée selon l'invention d'un frein à tambour dans le moyeu. - La figure 12 représente une variante de la partie arrière d'une bicy- clette équipée selon l'invention d'un frein à tambour dans le moyeu ou pas, d'un carter de chaine ou pas, d'un mécanisme de changement de vi- tesses ou pas,... Quel que soit le type de bicyclette équipée selon l'invention, il est possible par exemple selon la figure 12 de rajouter entre le bras support de roue et le tube de selle du cadre un tube 22 qui rigidifie la partie arrière du cadre et limite les déformations du bras support de roue. - La figure 14 est un détail de la figure 3, elle représente en coupe 205 A-A et en section B-B un exemple selon l'invention de support de frein arrière oscillant. Ce support est constitué de deux pattes de fixation 23 fixées par une extrémité sur le tube de selle du cadre, à l'autre extrémité sont fixées deux douilles 24. Ces douilles 24 sont traversées par exemple par une vis 25 à l'extrémité de cette vis se trouve un épau- 210 lement sur lequel vient s'appuyer un écrou 26. Cette vis assure la liai- son entre les douilles latérales et la douille centrale 27. -7 - La liaison entre la douille 27 et les douilles 24 est telle qu'elle assure une rotation d'angleV et d'axe x'x de la douille 27 et de la vis par rapport au cadre. Le frein arrière sur jante vient se fixer sur 215 ce mécanisme grâce à l'axe 28 qui traverse à la fois les pièces 27 et 25. - La figure 15 représente selon l'invention un exemple d'écrou "imperda- ble" pour la fixation de roues de bicyclettes conformes aux figures 1; 2; 3; 4; 7; 9B; 11; 12; 13. Un écrou 29 muni d'un épaulement 30 220 fixe la roue sur la bicyclette. Cet écrou est constamment lié au moyeu de la roue, même en cas de dépose par l'intermédiaire du flasque 31. - 8 - R E V E N D I CATIO N S 1) Dispositif de bicyclette selon lequel une roue ou les deux sont fixées en porte à faux sur les éléments qui constituent le cadre. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chai- ne, le mécanisme de changement de vitesses s'il existe, le carter de chaîne s'il existe restent en place sur la bicyclette lors de la dé- pose de la roue arrière. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que lorsque la bicyclette est équipée d'un frein arrière à tambour dans le moyeu, le flasque de celui-ci ainsi que son mécanisme de commande restent en place sur le moyeu lors de la dépose de la roue arrière. 4) Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la roue arrière est fixée sur son axe (4) grace à un écrou (6) à un ou plusieurs filets dont le sens du filetage est tel que l'effort de traction assure automatiquement le serrage de l'écrou. ) Dispositif selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la partie arrière du cadre est formée d'un bras qui lie la roue arrière du cadre. Ce bras (1) est fixé sur le bottier de pédalier du cadre par soudage ou brasage. Sa forme est telle qu'elle permet le passage de la roue arrière et de la chaîne. Ce bras reçoit à son extrémité une douille (2) soudée ou brasée dans laquelle vient se loger un rou- lement (3). Ce roulement (3) est arrêté en translation dans son loge- ment par un épaulement et par collage ou alors par un épaulement et sertissage ou encore par un épaulement et un anneau ou jonc élasti- que. Ce roulement est traversé par un axe (4) qui reçoit à son extré- mité une roue libre. Sur la partie gauche de cet axe vient se fixer le moyeu (5) qui supporte la roue. -9- 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 carac- térisé en ce que la roue libre peut-être à un ou plusieurs pignons. Si la roue libre est à plusieurs pignons alors un mécanisme de chan- gement de vitesses est fixé en (7) selon la figure 2. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 carac- térisé en ce qu'un tube (22) selon la figure 12 fixé entre le bras support de roue et le tube de selle du cadre rigidifie la partie ar- rière du cadre et limite les déformations du bras support de roue. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4, 5, 6, 7 caractérisé en ce que lorsque la bicyclette est équipée d'un frein arrière sur jante celui-ci est monté sur un mécanisme qui lui permet de s'effacer lors de la dépose de la roue arrière. 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le frein arrière oscille autour d'un axe. L'amplitude y doit dêtre suffisante pour permettre la dépose facile de la roue arrière conformément à la figure 3. ) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le sup- port de frein arrière est constitué selon la figure 14 de deux pattes de fixations (23) fixées par une extrémité sur le tube de selle du cadre, à l'autre extrémité sont fixées deux douilles (24). Ces douil- les (24) sont traversées par une vis (25) à l'extrémité de cette vis se trouve un épaulement sur lequel vient s'appuyer un écrou (26). Cette vis assure la liaison entre les douilles latérales et la douil- le centrale (27). La liaison entre la douille (27) et les douilles (24) est telle qu'elle assure une rotation d'angle et d'axe xx' de la douille (27) et de la vis (25) par rapport au cadre. Le frein ar- rière sur jante vient se fixer sur ce mécanisme grâce à l'axe 28 qui traverse à la fois les pièces (27) et (25). 26 11641 -10 - 11) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un système de direction dont la liaison entre la roue avant et le cadre s'effectue grâce à un bras support relié au tube pivot de direction qui oscille à l'intérieur de la douille du cadre conformément aux solutions con- nues et utilisées dans la technologie de la bicyclette. 12) Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que la roue avant tourne sur un axe par l'intermédiaire de roulements annu- laires ou d'un système à billes cones et cuvettes qui sont des types de roulements connus et utilisés dans la technologie de la bicyclet- te. 13) Dispositif selon les revendications 11 et 12 caractérisé en ce que l'axe de la roue avant soit fixé sur le bras support de roue par l'intermédiaire d'un filetage. 14) Dispositif selon les revendications 11 et 12 caractérisé en ce que l'axe de la roue avant soit fixé par emboîtement à la base du bras support de roue. ) Dispositif selon la revendication 14 caractérisé en ce que, selon la figure 6 la pièce (17) qui peut être soudée sur l'axe de la roue ou faire partie intégrante de l'axe de la roue quand son extrémité est coudée à environ 90 vient s'emboîter à l'intérieur du tube de direction (18) par l'intermédiaire de la pièce (19) et que toujours selon la figure 6 la pièce (17) comporte à son extrémité un méplat sur lequel vient s'appuyer la goupille (20) qui traverse la pièce (19) de part en part. La goupille (20) possède à un extrémité un fi- letage et à l'autre un organe de manoeuvre pivotant (21). 16) Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que, selon la figure 7, le bras support de roue comporte, quand le frein avant est à tambour dans le moyeu, une douille (10) soudée ou brasée au bras support (11), dans laquelle vient se loger un roulement (12). - 1 - Ce roulement est arrêté en translation dans son logement par un épau- lement et par collage ou alors par un épaulement et sertissage ou en- core par un épaulement et un anneau ou jonc élastique. Ce roulement est traversé par un axe (13) épaulé à son extrémité, sur cet axe vient se fixer le moyeu (14) dans lequel se trouve le tambour de frein. Un flasque (15) qui supporte les garnitures de frein et le mé- canisme de commande de frein vient s'encastrer à l'intérieur du tam- bour et se centrer sur la douille. Le flaque (15) est arrêté en rota- tion par une patte d'ancrage liée au bras qui supporte la roue. Le tout est assemblé par un écrou (16) à un ou plusieurs filets. 17) Dispositif selon la revendication 16 caractérisé en ce que lors de la dépose de la roue avant le flasque de frein, le mécanisme de commande du frein et l'ancrage du frein sur le support de la roue avant restent en position et ne font l'objet d'aucune manipulation. 18) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bras support de roue et le tube pivot de direction soient réalisés dans un seul et même profilé conformément à l'exemple donné sur la figure 10. 19) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le système de direction peut se trouver indifféremment à droite ou à gauche de la roue avant. ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la roue avant et la roue arrière peuvent être identiques lorsque les freins sont à tambour dans le moyeu. 21) Dispositif selon les revendications 1 et 20 caractérisé en ce que les roues de la bicyclette peuvent être de tous les types connus jus- qu'à prisent. 22) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4, 5, 16, 17, 19, 20, 21 caractérisé selon la figure 15 en ce que l'écrou (29) muni d'un épaulement (30) fixe la roue sur la bicyclette, cet écrou (29) est constamment lié au moyeu de la roue car le flasque (31) le maintient en position sur le moyeu quand la roue est déposée. 23) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22 ca- ractérisé en ce qu'il peut être équipé de tous les accessoires connus et utilisés dans la technologie de la bicyclette.