Brevet FR2683785A1 — publié le 19930521

SUSPENSION ARRIERE POUR CYCLES La présente invention concerne une suspension pour les roues arrières de cycles. Les suspensions arrières qui équipent actuellement les cycles présentent les inconvénients suivants: - L'articulation inférieure n'est pas coaxiale avec le pédalier et elle est souvent placée trop haut ou trop en avant. - Le dispositif fait appel à de trop nombreuses articulations. - Le guidage de la partie supérieure mobile du triangle arrière du cycle est très mal assuré, cette fonction étant souvent remplie par l'élément élastique de la suspension dont ce n'est pas le rôle. Ces solutions techniques ne permettent pas d'obtenir les avantages souhaités car elles portent atteinte par ailleurs aux qualités de rigidité et de nervosité du cadre ainsi qu'à la précision de guidage de la roue arrière et au rendement. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention, telle qu'elle est décrite ci-après, résoud le problème consistant à réaliser une suspension arrière pour les cycles avec laquelle d'une part les chocs ou défauts de la surface de roulement sont amortis ou absorbés et d'autre part les qualités de rigidité, de nervosité, de précision et de rendement sont préservées. La suspension selon l'invention comprend une articulation inférieure concentrique à la boîte de pédalier et dont les parties mobiles sont solidaires du triangle arrière du cycle, ainsi qu'un double guidage supérieur constitué de deux tiges, en arc de cercle de même rayon et dont le centre de pivotement est l'axe de l'articulation inférieure, qui coulissent de part et d'autre du tube de supportage de la selle dans des paliers solidaires du dit tube, I'une des extrémités des deux tiges comportant une butée de débattement et l'autre extrémité étant fixée à la partie supérieure du triangle arrière, un élément amortisseur venant s'interposer entre la partie supérieure de ce triangle arrière et le tube de selle. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent en ceci: - Tous les mouvements des pièces mobiles sont parfaitement coordonnés par l'utilisation d'un centre unique pour le pivotement de l'articulation inférieure et du double guidage supérieur en arc de cercle ainsi que pour la rotation du pédalier qui transmet l'effort de propulsion. - Toutes les réactions parasites, dues aux actions simultanées de l'effort de propulsion et des mouvements de suspension, sont supprimées grâce à la concentricité de l'articulation inférieure et de la boîte de pédalier. De plus, le grand diamètre des flans de guidage axiaux, assure à cette articulation les qualités d'antivrillage recherchées. - Une excellente rigidité, comparable à celle d'un cadre non suspendu, est apportée par le double guidage supérieur en arc de cercle qui réalise, malgré les mouvements, un véritable encastrement de la partie supérieure du traingle arrière s'opposant à toute déformation. L'invention est exposée ci-après plus en détails à l'aide de dessins représentant seulement une manière de l'exécuter. Les figures 1 à 10 représentent différents dessins de la suspension, réalisée conformément à la présente invention. La figure 1 représente sous forme de tracé d'épure, la vue de face de l'ensemble de la suspension comprenant: - L'articulation inférieure 1 de centre O, contenant concentriquement la boîte de pédalier 2. La partie mobile de l'articulation 1 est assemblée rigidement sur les bases 3 en tubes qui forment avec les haubans 4 et le renfort 5 également tubulaires ce qu'il est convenu d'appeler le triangle arrière indéformable. La partie fixe de l'articulation 1 comporte en plus de la boîte de pédalier 2, des attentes de fixations pour le tube diagonal 6 et le tube de selle 7. - Le double guidage en arc de cercle 8 à la partie supérieure constitué d'une partie fixe portant les paliers et assemblée au tube de selle 7 et d'une partie mobile 9 cintrée en arc de cercle de rayon R et de centre O, prolongeant les haubans 4 et coulissant dans les paliers de la partie fixe lors des mouvements de la suspension. - L'élément amortisseur 10 interposé entre le tube de selle 7 et la partie supérieure des haubans 4. La figure 2 représente la coupe AA vue de dessus de l'articulation inférieure 1 comportant: - Le boîtier carter 11 qui reçoit en son centre O la boîte de pédalier 2 et, orientés convenablement sur sa périphérie, les attentes de fixations 16 pour le tube de selle 7 et le tube diagonal 6 ainsi que les nervures 19. Les pièces fixes 11, 2, 16 et 19 constituant l'ensemble du boîtier carter, en acier ou aluminium par exemple, seront assemblées par soudure ou brasage haute température par exemple. - La boîte de pédalier 2 reçoit l'équipage mobile, roulements 22, axe 23, manivelles 24 et pédales 21. - Le boîtier carter 11 reçoit les pièces articulées 12 en acier ou aluminum par exemple, guidées radialement et axialement par les bagues et couronnes anti-friction 13 en PTFE de préférence et dont le jeu de fonctionnement est réglé par les butées 15, immobilisées par les contre écrous 14. Ces pièces articulées 12 reçoivent les bases 3 en acier ou aluminium par exemple qui seront assemblées par soudure, brasage ou autre procédé, le dispositif de liaison démontable 17 venant renforcer l'ensemble. - Les parties creuses du boîtier carter 11 seront remplies après montage, de e matériaux légers, mousse expansée de préférence et fermées par un bandau d'étanchéité 18 en matière plastique par exemple. Les figures 3 et 4 représentent vue de face et en coupe vue de dessus l'ensemble du dispositif du double guidage en arc de cercle 8 équipé de l'élément élastique amortisseur 10. Les figures 5 et 6 complètent les figures 3 et 4 du double guidage en arc de cercle 8 qui comprend: Les deux tiges d'extension 9 cintrées en arc de cercle de même rayon R1, dont le centre de pivotement O est l'axe de l'articulation inférieure 1, qui coulissent de part et d'autre du support 82 fixé au tube de selle 7 par soudure ou brasage par exemple, dans les paliers 82, en matériaux anti friction ou revêtus de matériaux anti friction, dont les alésages sont usinés avec un rayon R3 pour absorber un léger défaut de positionnement angulaire, réglés par les systèmes 85, I'une des extrémités des deux tiges 9 comportant une butée de débattement démontable 84 munie d'un plot élastique 83, L'autre extrémité étant fixée à la partie supérieure des haubans 4. L'élément amortisseur 10, fixé d'une part à l'articulation 94 portée par le tube de selle 7 et d'autre part à l'articulation 95 portée par l'entretoise 96 des haubans 4, est constituée de ressorts interchangeables 91 en acier ou de préférence en polyuréthane, dont la dureté est choisie en fonction des besoins, mais il peut également être précontraint par la molette 92 se vissant sur la tige 93 pour parfaire le réglage. Les figures 7 et 8 représentent également le double guidage en arc de cercle 8 vue de face et en coupe vue de dessus selon une variante de construction dite "Wishbone" dont les 2 extensions 9 sont réunies pour ne former qu'une seule tige 9bis avant son passage dans les paliers 81. L'ensemble de l'extension, partie 9 + partie 9bis, est cintrée en arc de cercle de rayon RI de centre O, qui est le centre de l'articulation inférieure 1. La partie mono-tubulaire 9bis de l'extension 9 traversera donc le tube de selle 7 et le support 82 avec un jeu suffisant pour permettre le réglage des paliers 81 en matériaux anti friction ou revêtus de matériaux anti-friction dont les alésages sont usinés avec un rayon R3 pour absorber un léger défaut de positionnement angulaire, par les systèmes 85 et recevra la butée démontable 84 et un manchon élastique 83 alors que l'autre extrémité comportant les deux tubes 9 sera fixée à la partie supérieure des haubans*, Selon une autre variante de conception du double guidage en arc de cercle 8 présentée sur les figures 9 et 10, I'élément amortisseur 10 est intégré aux deux tiges d'extension 9 ou à la tige 9bis dans la construction du type "Wishbone", en emboitant sur les dites tiges 9 ou 9bis les ressorts 91 en acier ou de préférence en polyuréthane dont le réglage fin est effectué par la molette 92. Cette description de la suspension arrière pour cycles correspond à une fabrication par des procédés courants de mécano-soudure mais d'autres variantes de construction sont exposées ci-après. - Selon une variante, pour fabrication en grande série en acier ou aluminium, la partie fixe du boîtier carter comprenant les pièces 11, 2, 16 et 19, les parties mobiles 12 de l'articulation 1, le support 82 et les paliers 81 du double guidage en arc de cercle 8, peuvent être réalisées par moulage ou par micro fusion. - Selon une autre variante pour fabrication de qualité très performante en matériaux composites à matrice organique ou résines thermoplastiques par exemple, les parties fixes du boîtier carter comprenant les pièces 11, 2, 16 et 19 ainsi que les pièces fixes 82 du double guidage en arc de cercle 8 peuvent être construites au cours de la même opération de fabrication que le cadre dont elle font intégralement partie et il en est de même pour les parties mobiles 12 et 9 qui peuvent être construites elles aussi au cours de la même opération de fabrication que le triangle arrière. - Selon une autre variante de construction en matériaux composites, les pièces fixes du boîtier carter Il et 2 ainsi que les pièces fixes 82 du guidage en arc de cercle 8, les pièces mobiles 12, 17 et 9 du triangle arrière sont introduites sous forme d'inserts métalliques, ou en autres matériaux, pendant la construction des sous ensembles cadre et triangle arrière. REVENDICATIONS 1) Suspension arrière pour les cycles comprenant un triangle indéformable, constitué des pièces principales 3, 4 et 5, mobile autour d'une articulation inférieure 1 et guidé en partie supérieure par un dispositif 8 muni d'un élément amortisseur 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une articulation inférieure 1, concentrique à la boîte de pédalier 2, de centre O, dont les parties mobiles 12 et 17 sont solidaires du triangle arrière du cycle, ainsi qu'un double guidage en arc de cercle 8 des 2 tiges 9, cintrées en arc de cercle de rayon R1 et de même centre O que l'articulation inférieure 1, qui prolongent la partie supérieure des haubans 4 et d'un élément amortisseur 10 venant s'interposer entre la partie supérieure mobile du triangle arrière et le tube de selle 7. 2) Suspension arrière selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'articulation inférieure 1 de centre O est construite à la périphérie et concentriquement à la boîte de pédalier 2 et dont les parties fixes 11, 2, 16 et 19 constituent ensembles le boîtier carter Il, assemblé au cadre par les tubes 6 et 7 et dont les parties mobiles 12, assemblées au triangle arrière 3, 4, 5, sont guidées axialement er radialement par les bagues et couronnes 13 portées par le boîtier carter li et dont le jeu de fonctionnement est réglé par les butées 15 immobilisées par les contre-écrous 14. 3) Suspension arrière selon la revendication 1 caractérisée en ce que le double guidage supérieur en arc de cercle 8 est constitué de deux tiges 9, cintrées en arc de cercle de même rayon R1, dont le centre de pivotement O est l'axe de l'articulation inférieure 1, qui coulissent, de part et d'autre du support 82 fixé au tube de selle 7, dans les paliers 81, en matériaux anti-friction ou revêtus de matériaux antifriction, dont les alésages sont usinés avec un rayon R3 pour absorber un léger défaut de positionnement angulaire, réglés par les systèmes 85, I'une des extrémités des deux tiges 9 comportant une butée de débattement démontable 84 munie d'un plot élastique 83, L'autre extrémité étant fixée à la partie supérieure des haubans 4. 4) Suspension arrière selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élément élastique amortisseur 10 est réglable par remplacement des ressorts 91, de préférence en polyuréthane et par vissage ou dévissage de la molette 92, et qu'il est placé entre l'articulation 94 portée par le tube de selle 7 et l'articulation 95 portée par l'entretoise 96 des haubans 4. 5) Suspension arrière selon les revendications 1 et 3 caractérisée en ce que le double guidage supérieur en arc de cercle 8, selon une variante de construction dite *Wishbone" comporte une réunion des 2 tiges d'extension 9 pour n'en former qu'une seule 9bis avant son passage dans les paliers 81, I'ensemble de l'extension, constituée des tiges 9 assemblées sur la tige 9bis étant cintrée en arc de cercle de rayon R1 et de centre O qui est également le centre de l'articulation inférieure 1. La partie mono-tubulaire 9bis traversera donc le tube de selle 7 et le support.82 avec un jeu suffisant pour permettre le réglage des paliers 81, en matériaux anti-friction ou revêtus de matériaux anti-friction dont les alésages sont usinés avec un rayon R3 pour absorber un léger défaut de positionnement angulaire, par les systèmes 85, I'extrémité 9bis comportant une butée de débattement démontable 84 munie d'un manchon élastique 83, les 2 extrémités 9 étant fixées à la partie supérieure des haubans 4. 6) Suspension arrière selon les revendications 1, 3, 4 et 5 caractérisée en ce que l'élément élastique amortisseur 10 est intégré dans le double guidage 8, en emboitant directement les ressorts 91, de préférence en polyuréthane, sur les tiges d'extension 9 ou sur la tige 9bis dans la construction du type "Wishbone" et qu'il est réglable par la molette 92. 7) Suspension arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boîtier-carter de l'articulation 1 constitué des pièces fixes 11, 2, 16 et 19, ainsi que les pièces mobiles 12 et 17 de cette articulation 1 et les supports 82 et 94 ainsi que les pièces mobiles 9, 9bis, 95 et 96 du double guidage en arc de cercle 8 sont réalisées par moulage ou par microfusion avant assemblage sur le cadre ou le triangle arrière par soudure, brasure ou autre procédé. 8) Suspension arrière selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisée en ce que le boîtier carter 11 comprenant la boîte de pédalier 2, les pièces fixes 82 du double guidage en arc de cercle 8, les parties mobiles de l'articulation 1 comprenant les pièces 12 et 17, les extensions 9 et 9bis sont réalisées directement en matériaux composites au cours de la même opération de fabrication que le cadre (pièces 11, 2, 16, 19, 94 et 82) ou le triangle arrière (pièces 12,17, 9, 9bis, 95 et 96). 9) Suspension arrière selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisée en ce que le boltier carter 1 1 comprenant la boîte de pédalier 2, les pièces fixes 82 du double guidage en arc de cercle 8, les parties mobiles de l'articulation 1 comprenant les pièces 12 et 17, les extensions 9 et 9bis sont incorporées sous forme d'inserts métalliques ou en autre matériaux compatibles (finis d'usinage ou à reprendre) au cours de la fabrication du cadre ou du triangle arrière en matériaux composites,