Brevet FR2612482A1 — publié le 19880923

La présente invention concerne un mécanisme de direction pour des bicyclettes, des motocyclettes et analogues, du type comprenant une tige supportée de façon tournante au moyen de deux roulements à billes à l'intérieur d'un tube faisant partie du cadre de la bicyclette. Dans le cas typique d'une bicyclette, chacun des deux roulements à billes est soumis en cours d'utilisation à des charges axiales et radiales. Les différents critères de calcul adoptés lors de la conception de tels roulements sont tous basés sur l'hypothèse que les billes du roulement sont soumises aux mêmes conditions de contrainte dans toutes les parties du roulement. Les expériences effectuées par la Demanderesse à la fois sur la route et en laboratoire ont cependant conduit à la conclusion que l'hypothèse précitée, sur laquelle sont basés les calculs de conception, est purement théorique, du fait qu'en réalité seulement une partie des billes utilisées dans chaque roulement remplissent cette fonction. Cela est dû aux positions différentes occupées par le mécanisme de direction en fonctionnement à cause de déformations anormales possibles résultant d'une flexion du cadre et à cause d'un réglage irrégulier des jeux dans les roulements. A long terme, cela conduit à un dommage des bagues du roulement et/ou des billes. I1 en résulte que le roulement a une bien plus courte durée de service que la valeur théorique. Pour remédier au problème précité, l'invention décrite ici est basée sur un mécanisme de direction dont la caractéristique principale consiste dans le fait qu'au moins un des deux roulements à billes comporte un élément élastiquement déformable placé entre une des deux bagues du roulement et le carter correspondant. En considérant le cas typique d'une bicyclette dans laquelle une des deux bagues de chaque roulement est montée dans la base d'un carter cylindrique installé sur un corps porteur en forme de gobelet, l'élément élastiquement déformable mentionné ci-dessus se compose d'un élé ment annulaire formé d'un matériau élastomère ( par exemple du caoutchouc ou une matière thermoplastique ), interposé entre la bague de roulement correspondante et la base dudit carter. Du fait de cet agencement, les dispositions générales des deux bagues de roulement restent dans l'ensemble parallèles entre elles dans toutes les conditions de travail0 puisque la déformation de l'élément annulaire en caoutchouc permet une variation de position de la bague de roulement s'appuyant sur lui par rapport au corps porteur correspondant. La bague précitée peut par conséquent suivre plus étroitement les déformations structurales qui se produisent dans des conditions de travail, de sorte que les distances relatives entre les deux bagues du roulement, et par conséquent la charge s'exerçant sur les voies de roulement des billes, varient très faiblement sur toute la circonférence de la rangée de billes, à la différence de ce qui se produit dans le cas de dispositifs utilisant les techniques connues. On obtient par conséquent également l'avantage de rendre la régulation du mécanisme de direction moins sensible à des défauts de construction et/ou d'assemblage, en résultat de la liaison perfectionnée pouvant être établie entre ses différentes parties composantes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue latérale de la partie avant d'un cadre de bicyclette, comportant le mécanisme de direction conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue du mécanisme conforme à l'invention, en partie en coupe et à échelle agrandie. Sur le dessin, la référence numérique 1 désigne un cadre de bicyclette comportant dans sa partie avant un tube 2 supporté de façon à permettre la rotation, au moyen de deux roulements 3, 4, d'une tige tubulaire 5 dont l'extrémité inférieure est reliée à la fourche 6 supportant la roue avant de la bicyclette. Le roulement inférieur 4 comporte une première bague 7 solidaire de l'arbre 5 et pourvue d'une surface extérieure comportant une partie qui est sensiblement conique, ainsi qu'une seconde bague 8 qui est montée dans la base 9 d'un carter cylindrique 10 installé dans un corps 11 en forme de gobelet, comportant un prolongement cylindrique 12 monté à l'intérieur de l'extrémité inférieure du tube 2, d'une manière faisant en sorte que la bague 20 fasse partie intégrante du tube 2. La bague 8 est montée dans la base 9 du carter 10 avec interposition d'un élément annulaire 13 qui est sujet à une déformation élastique, qui a une configuration sensiblement aplatie et qui est constitué, par exemple, d'une matière élastomère ou thermoplastique. Une rangée de billes 14 en forme de couronne est interposée entre les deux bagues 7, 8 du roulement 4. Le roulement supérieur 3 comporte une bague 70, ayant une surface extérieure comportant une partie de profil conique et un prolongement cylindrique 15 engagé dans l'extrémité supérieure du tube 2, ainsi qu'une surface de bordure supportant la surface extrême supérieure du tube 2. Le roulement 3 comporte également une bague 80 engagée dans la base 90 d'un carter cylindrique 100 installé dans un corps 110 en forme de gobelet, qui est pourvu d'un prolongement cylindrique 120. Ce dernier comporte un trou fileté 16 qui peut être vissé sur une partie filetée 17 de la tige 5. Pour faire en sorte que le corps 110 ne puisse pas se dévisser, un fourreau fileté 18 est vissé sur le corps annulaire 110. Egalement entre la bague 80 et la base 90 du carter 100 est interposé un anneau 13 en caoutchouc qui est semblable à celui utilisé dans le roulement inférieur 4.Le blocage de toutes les différentes parties du mécanisme dans une direction axiale est réalisé à l'aide d'éléments de blocage 110, 18 sur la tige 5. Dans des conditions de travail, les bagues 8, 80 peuvent suivre toutes les déformations de la structure, tout en restant encore parallèles aux bagues 7, 70 du fait de la déformation élastique des éléments annulaires 13. Les billes des roulements sont par conséquent sollicitées par des contraintes d'une manière uniforme, avec des conséquences avantageuses pour la durée de service du roulement. En même temps, la régulation du mécanisme est moins sensible à des défauts de construction et/ou d'assemblage. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de direction pour bicyclettes, motocyclettes et analogues, comprenant une tige (5) supportée de façon tournante au moyen d'une paire de roulements à billes (3, 4) à lrintérieur d'un tube (2) faisant partie du cadre (1) de la bicyclette, caractérisé en ce qu'au moins un des deux roulements à billes (3, 4) comporte un élément (13) élastiquement déformable qui est interposé entre une des deux bagues (8, 80 ) du roulement et le carter correspondant (9, 90 ). 2. Mécanisme selon la revendication 1, dans lequel chaque roulement (3, 4) comprend une bague (8, 80 montée dans la base (9, 90 ) d'un carter (10, 100 ), qui est cylindrique et installé dans un corps porteur (11, 110) en forme de gobelet, caractérisé en ce que l'élément (13) élastiquement déformable mentionné ci-dessus se compose d'un élément annulaire interposé entre ladite bague (8, 80) et la base (9, 90 ) de son carter. 3. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire W3) est formé d'une matière thermoplastique. 4. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément annulaire (13) est formé d'une matière élastomère.