Brevet FR2678991A1 — publié le 19930115

i "Moyeu à roue libre pour cycles". L'invention est relative à un moyeu à roue libre se montant sur la roue arrière d'un cycle et comportant plusieurs pignons aptes à coopérer chacun avec une chaîne d'entraînement déplaçable transversalement par un dérailleur. Dans les moyeux actuels, la liaison en rotation unidirectionnelle entre une cage prolongeant le corps du moyeu et un corps de roue libre portant les pignons, est assurée par deux cliquets tangentiels coopérant avec un rochet et interposés avec ce rochet entre les éléments précités. Avec un tel montage, lorsqu'il est nécessaire d'augmenter la valeur de l'effort transmis, par exemple, pour réaliser un moyeu pour vélo tout terrain, il est nécessaire d'accroître la dimension des cliquets Cela entraîne une augmentation du diamètre extérieur du corps de roue libre et, en conséquence, nécessite la réalisation de moyeux spécifiques et différents conduisant à des surcoûts de fabrication et de stockage. A cela, il faut ajouter que de telles modifications nécessitent d'avoir recours à des composants spéciaux, non standards, par exemple pour les roulements et pour les joints, ce qui augmente encore le prix de revient des moyeux. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en fournissant un moyeu de roue libre pouvant recevoir un nombre de cliquets en rapport avec l'effort à transmettre, sans que cela modifie son encombrement extérieur ou intervienne sur le dimensionnement des éléments de ce moyeu. A cet effet, dans le moyeu selon l'invention, la denture du rochet fait saillie de la face diamétrale d'une collerette, solidaire du corps de roue libre, tandis que chaque cliquet est monté oscillant, dans une direction parallèle à l'axe de rotation du moyeu et est disposé dans un logement qui, ménagé dans le flasque correspondant du corps de moyeu, débouche en vis à vis de la denture du rochet. Il ressort de ce qui précède que le rochet et les cliquets sont disposés de part et d'autre d'un plan diamétral du moyeu et non plus, comme dans la solution antérieure, de part et d'autre d'une surface cylindrique fictive disposée coaxialement à l'intérieur du corps de roue libre. Cet agencement présente de nombreux avantages, d'une part, au niveau du dimensionnement des cliquets, puisque ceux-ci, n'ayant plus à être logés dans un espace restreint, peuvent être surdimensionnés, d'autre part, au niveau de leur position radiale par rapport à l'axe de rotation, puisqu'ils peuvent en être éloignés pour réduire les mouvements de torsion sur le moyeu, et de plus au niveau du nombre de cliquets, puisqu'en fonction de la destination du moyeu, vélo pour route, vélo tout terrain, ou pour tandems, il est possible, compte tenu de la place disponible, d'augmenter le nombre de cliquets jusqu'à trois, quatre ou plus et cela sans qu'il y ait besoin de modifier l'encombrement axial ou longitudinal de tout ou partie du mécanisme et du moyeu. Dans une forme d'exécution de l'invention, le logement pour les cliquets est ménagé dans une portée cylindrique qui, saillant du flasque, est ceinturée par une bague extérieure enveloppant au moins partiellement la collerette du rochet et portant un joint d'étanchéité coopérant avec la face périphérique de cette collerette, tandis que, d'une part, le roulement à bille interposé de manière connue entre le corps de roue libre et l'arbre creux est de type étanche et que, d'autre part, l'arbre creux est traversé par un canal radial de graissage débouchant dans un logement annulaire ménagé entre cet arbre et le manchon tubulaire et à proximité du roulement à aiguille de guidage en rotation de ce manchon par rapport à l'arbre creux. Avec ce montage, l'ensemble du dispositif de guidage en rotation de la roue libre, de même que le mécanisme de liaison unidirectionnelle avec le moyeu, sont inclus dans un espace étanche aux poussières pouvant aisément être graissé ou huilé par le canal radial de l'arbre creux, c'est à dire sans aucun autre démontage que celui nécessaire pour retirer la roue de la fourche du cycle. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce moyeu pour cycle. Figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant, en détails, les éléments du mécanisme d'entraînement unidirectionnel, Figure 2 est une vue partielle en coupe suivant II-II de figure 1 montrant, à échelle agrandie, une forme d'exécution d'un cliquet, Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble du moyeu. Dans ce dessin, la référence 2 désigne un corps de moyeu monté libre en rotation sur un arbre creux 3 4 désigne le corps de roue libre, et 5 la tige d'un mécanisme permettant le blocage rapide du moyeu aux extrémités des fourches 6 a-6 b d'un cycle Le corps de moyeu 2 est solidaire de deux flasques 2 a-2 b munies de trous 7 pour la fixation de rayons, non représentés, le reliant à lajante de la roue. Selon l'invention, le flasque 2 b du corps de moyeu 2 comporte plusieurs logements 8 qui, au nombre de deux dans cette forme d'exécution, débouchent vers l'extérieur et en vis à vis d'un rochet 12 ménagé sur la face diamétrale d'une collerette 13 solidaire du corps de roue libre 4 Chaque logement 8 est ici réalisé dans une portée cylindrique 2 c du corps 2 Il est destiné à recevoir un porte cliquet 9, fixé par une vis 10, et dont le cliquet 16, sollicité par un poussoir 17 à ressorts 18 oscille dans une direction parallèle à l'axe du moyeu et a tendance à faire saillie d'une face diamétrale P de celui-ci pour venir dans la denture du rochet 12. Le corps de roue libre 4 est guidé en rotation, d'une part, par un roulement à aiguilles 20, et d'autre part, par un roulement à billes 22 Le roulement à aiguilles 20 est interposé, d'une part, entre une douille 14 solidaire du rochet 12 et, d'autre part, un manchon tubulaire 23 vissé axialement et en 24 dans le corps de moyeu 2. Quant au roulement à billes 22 qui, de façon connue, est interposé entre le corps de roue libre 4 et une portée de l'arbre creux 3, il est ici du type étanche, c'est à dire comporte, en direction de l'extérieur, une membrane 25 apte à s'opposer à la pénétration de poussières dans le mécanisme La cage extérieure de ce roulement est calée par une douille écrou 26, tandis que sa cage intérieure est plaquée contre un épaulement de l'arbre 3 par une cale 27, interposée entre elle et la tête d'une vis de bout d'arbre 28 vissée à l'extrémité de l'arbre creux 3 Le guidage en rotation de cette partie est complété par un roulement à aiguilles 29 interposé entre l'arbre creux 3 et l'alésage interne de l'extrémité libre du manchon tubulaire 23. Comme le montrent plus en détails les figures 1 et 3, la portée cylindrique 2 c du flasque 2 b est associée, d'une part, à une bague intérieure 30, et d'autre part, à une bague extérieure 32 la ceinturant et s'opposant à tout échappement des cliquets 16 hors de leur support 9. La bague extérieure 32 se prolonge au moins partiellement au-dessus de la collerette 13 portant le redan par une partie en forme de joint à lèvre d'étanchéité 33 s'opposant à l'introduction de la poussière dans le mécanisme. Il ressort de ce qui précède que l'ensemble du mécanisme assurant le guidage en rotation de la roue libre, de même que l'ensemble du mécanisme de liaison unidirectionnelle de cette roue libre avec le corps de moyeu, sont entièrement isolés de l'extérieur, d'un côté, par le joint 33 précité et, de l'autre, par la membrane 26 associée au roulement 4 Cette étanchéité est mise à profit pour assurer un graissage centralisé de ces mécanismes, à partir d'un canal radial 35 traversant l'arbre creux 3 et débouchant à proximité du roulement 29, dans un logement annulaire 36 ménagé entre l'arbre 3 et la partie interne du manchon 23. Bien entendu, ce graissage ne peut être réalisé qu'après extraction de la tige de blocage, donc après que la roue ait été désolidarisée des fourches 6 a- 6 b. Le guidage en rotation de l'autre extrémité du corps de moyeu 2 est assuré par deux roulements à billes 42 et 43 dont les cages extérieures sont emmanchées dans un logement épaulé approprié de ce corps de moyeu et sont plaquées contre l'épaulement de ce logement par une bague 44 se vissant en 45 dans le corps de moyeu 2 Ces deux cages extérieures sont espacées par une entretoise métallique 46, tel qu'en aluminium Les cages intérieures 42 a-43 a des deux roulements sont emmanchées sur une portée cylindrique de l'arbre creux 3 avec montage serré pour celle 42 a et montage glissant pour celle 43 a Elles sont plaquées contre un épaulement de cet arbre par une bague filetée 47, vissée sur l'extrémité dudit arbre Ces deux cages extérieures sont séparées par une entretoise 48 qui est réalisée en matériau déformable mais élastique, tel qu'en caoutchouc nitrile. Grâce à cet agencement, en cas de serrage excessif de la bague 47 sur l'axe tubulaire 3, serrage conduisant à des frottements sur les deux roulements et a un freinage de la rotation du moyeu, la seule élasticité de la bague 48 permet d'écarter les bagues intérieures des roulements 42 et 43 au fur et à mesure que la bague 47 est elle-même dévissée, pour procéder à un nouveau réglage. De façon connue, le corps de roue libre 4 est muni sur sa périphérie de cannelures, non représentées, constituant organe de positionnement et d'entraînement en rotation pour des pignons étagés 50 constituant les éléments du changement de vitesse Ces pignons sont séparés les uns des autres par des entretoises 52 et sont calés en translation sur le corps 4 par un écrou 53 les plaquant contre la face de la collerette 13, qui est opposée à celle portant le rochet. En fonctionnement, le mécanisme de liaison unidirectionnelle entre le corps de roue libre et le corps de moyeu fonctionne de la même façon qu'un mécanisme à action tangentielle mais présente l'avantage de pouvoir être surdimensionné et de transmettre dans de meilleures conditions des couples plus élevées Par ailleurs, pour augmenter la valeur du couple transmise par un tel moyeu, il suffit d'augmenter le nombre de cliquets, ce qui ne nécessite que de réaliser un ou deux logements supplémentaires dans la portée cylindrique 2 c du corps de moyeu 2, sans qu'il y ait lieu de modifier les dimensions d'aucune autre des pièces du moyeu ou de la roue libre Ce montage permet donc, à partir d'une même pièce, de réaliser des moyeux pour différents types de cycle, et par exemple des moyeux pour vélo de route, pour des vélos tout terrain, ou pour des tandems Cela simplifie la fabrication, réduit les stocks et permet de réduire le prix de revient du moyeu ainsi obtenu. Il faut ici noter que, pour éviter d'avoir à adapter la longueur du moyeu à la variation d'écartement des fourches entre un vélo de route et un vélo tout terrain, il suffit, après avoir démonté la vis de bout d'arbre 28 de remplacer l'entretoise 27 par une entretoise de longueur différente et, par exemple plus réduite lorsqu'il s'agit de passer d'un vélo tout terrain à un vélo de route. Enfin, grâce à son mode de montage et de calage en translation, l'ensemble formé par le corps de roue libre 4, les pignons 50, la collerette 13 avec rochet 12, et les roulements 20 et 22 peut être aisément démonté pour remplacement par un ensemble comportant des pignons de rapports différents, ce qui évite de posséder plusieurs roues spécialisées par exemple pour un parcours en montage ou en plaine Pour cela, il suffit, après desserrage et enlèvement de l'embout 28, d'exercer sur l'ensemble précité un effort axial vers l'extérieur pour l'extraire du moyeu, puis, après mise en place d'un autre ensemble, de remettre en place et serrer l'embout 28. REVENDICATIONS 1 Moyeu de roue libre pour cycles du type dans lequel la liaison unidirectionnelle, entre le moyeu de la roue et le corps de roue libre, solidaire des pignons, est assurée par un ensemble de cliquets à ressorts et rochet interposés entre ces éléments, caractérisé en ce que la denture du rochet ( 12) fait saillie de la face diamétrale d'une collerette ( 13) solidaire du corps ( 4) de la roue libre, tandis que chaque cliquet ( 16) est monté oscillant, dans une direction parallèle à l'axe de rotation du moyeu, et est disposé dans un logement ( 8) qui, ménagé dans le flasque ( 2 b-2 c) correspondant du corps de moyeu ( 2), débouche en vis à vis de la denture du rochet ( 12). 2 Moyeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette ( 13) munie du rochet ( 12) fait corps avec une douille filetée ( 14) vissée dans l'extrémité intérieure du corps ( 4) de roue libre. 3 Moyeu selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille ( 14) est emmanchée sur la cage extérieure d'un roulement à aiguilles ( 20) dont la cage intérieure est emmanchée sur un manchon tubulaire ( 23) qui, rendu solidaire du corps de moyeu ( 2) par vissage axial dans ce moyeu, est positionné sur l'arbre creux ( 3) du moyeu avec interposition d'un autre roulement à aiguilles ( 29). 4 Moyeu selon l'ensemble des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le logement ( 8) pour les cliquets ( 16) est ménagé dans une portée cylindrique ( 2 c) qui, saillant du flasque ( 2 b), est ceinturée par une bague extérieure ( 32) enveloppant au moins partiellement la collerette ( 13) du rochet ( 12) et portant un joint d'étanchéité ( 33) coopérant avec la face périphérique de cette collerette, tandis que, d'une part, le roulement à bille ( 22), interposé de manière connue entre le corps ( 4) de roue libre et l'arbre creux ( 3), est de type étanche et que, d'autre part, l'arbre creux ( 3) est traversé par un canal radial ( 35) de graissage débouchant dans un logement annulaire ( 36), ménagé entre cet arbre et le manchon tubulaire ( 23) et à proximité du roulement à aiguilles ( 29) de guidage en rotation de ce manchon ( 23) par rapport à l'arbre creux. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité du corps de moyeu ( 2), opposée à celle comportant le corps de roue libre ( 4), est guidée en rotation par deux roulements à billes ( 42-43) dont les cages extérieures sont emmanchées dans un logement épaulé de cette partie de corps de moyeu, avec interposition entre elles d'une entretoise rigide ( 48), et sont serrée axialement par une bague de serrage ( 44) vissée dans le corps ( 2) et dont les cages intérieures ( 42 a-43 a) sont, respectivement, montée serrée et montée glissante sur l'arbre ( 3), sont plaquées contre un épaulement de cet arbre creux ( 3) par un écrou ( 47) vissé à l'extrémité de cet arbre ( 3) et comportent, entre elles, un jonc ( 46), compressible et élastique, constituant écarteur au déserrage de l'écrou ( 47).