Brevet FR2673888A1 — publié le 19920918

JANTE DE ROUE DE BICYCLETTE La présente invention se rapporte à une jante de roue de bicyclette ayant une section transversale avec un profil qui est symétrique par rapport au plan médian de la jante, comprenant une partie centrale orientée vers l'axe de roue et deux côtés ayant chacun une partie active pour engagement par un patin de frein et comprenant une première partie courbe circulaire qui est concave vers l'extérieur avec son centre de courbure espacé de l'axe de la jante d'un rayon inférieur au rayon du point médian de la partie active du côté. L'évolution de la conception des freins de bicyclette a eu pour résultat le développement des freins dit "cantilever" qui sont aujourd'hui utilisés sur des bicyclettes destinées à la compétition ou bien à des amateurs. Chaque ensemble de freinage de ce type est associé à une roue et comporte une paire de mâchoires articulées sur des axes respectifs associés aux branches de la fourche qui portent la roue et disposés dans des positions entre l'axe de roue et sa circonférence extérieure. Des patins de frein sont portés par les mâchoires et sont disposés de manière symétrique par rapport au plan médian de la roue dans des positions orientées vers les côtés de la jante. L'actionnement du levier de frein met sous tension des câbles qui commandent les mâchoires de l'ensemble de freinage de façon à rapprocher les patins de la jante le long de trajectoires courbes jusqu'à ce que l'interaction des patins avec les côtés de la jante génère des forces de friction qui ralentissent la roue. Lorsque des jantes avec des côtés plats sont utilisées, la distribution de la pression spécifique sur les patins pendant l'action de freinage n'est pas uniforme, et ceci génère des zones de concentration de forces sur la surface de chaque patin, entrainant une usure non uniforme. Dans ce cas bien sûr, chaque patin n'est pas soumis à une usure parallèlement à la partie de celui-ci qui est en contact avec le côté de la jante, et les enlèvements successifs de matière de la zone de contact génèrent des surfaces plates qui sont successivement inclinées par rapport à la zone d'origine de contact de sorte que la section du patin, qui était rectangulaire au départ, devient trapézoïdale.La partie supérieure de chaque patin est soumise à une concentration localisée de la pression de freinage spécifique et donc à l'accumulation de forces de friction dans cette zone, ce qui entraîne une surchauffe et éventuellement une fusion des patins. le freinage devient dans ces conditions dangereusement inefficace. Afin d'éviter ce problème, on peut chercher à conformer les côtés de la jante de manière à générer une usure uniforme des patins de frein. Afin d'atteindre ce résultat, une forme optimum serait une forme concave avec un rayon de courbure spécifique ayant son centre à la moitié de la hauteur de la partie du côté qui est active lors du freinage. Des essais et des expérimentations réalisés par le demandeur ont cependant montré que cette solution, bien que garantissant d'une part une uniformité de la pression spécifique sur toute la partie du patin en contact avec le côté de la jante, présentait d'autre part l'inconvénient de ne pas garantir une pression de freinage suffisante et avait ainsi pour résultat une médiocre action de freinage globale, en particulier dans des conditions d'utilisation intensive. Afin d'éviter cet autre inconvénient, un remède adopté consiste à réduire la longueur des bras de levier d'actionnement des patins de frein autour des articulations de mâchoires, en inclinant les côtés de la jante par déplacement des centres des rayons de courbure des côtés concaves de la jante vers des positions en dessous de celles du milieu des parties actives des côtés, c'est-à-dire en direction de l'axe de roue. Cette action entraîne cependant de manière inévitable un retour vers l'accumulation de pression spécifique dans la zone supérieure de contact entre les patins et le côté de la jante et donc à une usure non uniforme des patins de frein. Le but de la présente invention est d'éviter les problèmes mentionnés ci-dessus avec l'utilisation d'une forme particulière pour les côtés de la jante qui permet d'obtenir à la fois une usure uniformément continue des patins de frein et le maintien d'une pression de freinage élevée. Ce but est atteint grâce au fait qu'une deuxième partie radialement à l'extérieur de la partie active de chaque côté de la section transversale de la jante est conformée en un arc circulaire qui est convexe vers l'extérieur et est reliée à ladite première partie concave vers l'extérieur. Les avantages principaux pouvant être obtenus avec une jante ayant des côtés conformés selon l'invention reposent sur le fait qu'il est possible d'obtenir une pression spécifique uniforme sur la totalité de la surface de contact entre les patins de frein et les côtés de la jante, avec pour résultat l'usure parfaitement uniforme des patins avec une pression de freinage résultante élevée qui procure un freinage amélioré dans toutes les conditions d'utilisation. La conformation des côtés est particulièrement avantageuse dans le cas d'une jante typique pour une bicyclette de sport ayant un diamètre extérieur d'environ 572 mm et un diamètre intérieur d'environ 532 mm si la première partie concave est plus étendue et présente un rayon de courbure d'environ 30 mm et la deuxième partie convexe est moins étendue et présente un rayon de courbure d'environ 100 mm. L'invention est expliquée en détail cidessous en se référant aux dessins annexés prévus simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels La figure 1 est une vue de face partiellement en coupe d'une jante de roue de bicyclette selon l'invention et d'un ensemble de freinage associé du type cantilever; La figure 2 est une vue en coupe schématique de la jante de roue de bicyclette de la figure 1 qui présente les principes de sa géométrie de construction; et La figure 3 est une vue de la jante illustrée sur les figures 1 et 2 à une échelle agrandie. Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 1, une jante de roue de bicyclette est désignée d'une manière générale par la référence 1. Sa section transversale, référencée 2, comporte une structure en forme de boîte ayant une paroi supérieure 3 et une paroi inférieure 4 disposée d'une manière générale parallèlement à l'axe de la jante 1. Deux côtés 5 disposés de manière symétrique et sensiblement parallèlement au plan médian de la jante sont reliés aux parois 3 et 4 et présentent des ailes 5a dépassant vers l'extérieur de la jante. La paroi 3 est courbe et convexe en direction de l'axe de roue et la paroi inférieure 4 présente une forme en V très ouvert avec le sommet du V pointé en direction de l'axe de la jante 1. Les ailes 5a des côtés 5 présentent des saillies 6 au niveau de leurs extrémités qui dépassent en direction du plan médian de la jante de façon à maintenir de la manière connue un pneumatique non illustré sur les dessins. Un ensemble de freinage 7 est associé à la jante 1 et comporte une paire de mâchoires 8 qui sont symétriques par rapport au plan médian de la jante, chacune étant articulée au niveau d'une extrémité 8a sur un axe respectif 9 associé aux branches de la fourche (non illustrée) prévue pour la roue. Les axes 9 sont positionnés sur les branches de la fourche dans des positions entre l'axe de roue et son diamètre extérieur maximum. Chacune des mâchoires 8 porte des axes 10 à une extrémité 8b opposée à l'extrémité 8a, les axes engageants des embouts respectifs de forme cylindrique 10a de câbles de traction flexible 11 destinés à actionner l'ensemble de freinage 7. Dans une position entre les extrémités 8a et 8b, chacune des mâchoires 8 porte un support 12b pour un patin de frein 12, en matière plastique ou élastomère, ayant une surface 12a orientée vers le côté respectif 5 de la jante. L'actionnement d'un levier de frein (non représenté) exerce une force de traction sur les câbles 11 de façon à faire pivoter les mâchoires 8 autour des axes 9, les rapprochant de la jante 1 jusqu'à ce que les surfaces 12a des patins 12 coopèrent avec les côtés 5 de façon à freiner la jante 1 par friction. Lorsqu'aucune force de traction n'est exercée sur les câbles 11, les mâchoires 8 sont disposées dans la configuration illustrée en pointillés sur la figure 1, écartées des côtés 5 de la jante. Si l'on se réfère aux figures 2 et 3, les côtés 5 de la section 2 de la jante sont sensiblement en forme de S avec deux surfaces curvilignes reliées l'une à l'autre et constituant la partie du côté de la jante active lors du freinage. Cette partie active s'étend entre les points A et C. Elle est constituée par une première partie concave vers l'extérieur 14 qui est plus étendue et s'étend entre les points A et B et une deuxième partie convexe vers l'extérieur 13 qui est moins étendue et s'étend entre les points B et C, oû B est le point sur la courbe en S correspondant au changement de concavité du côté 5. A l'intérieur de la partie active A-C, et plus particulièrement à l'intérieur de la partie concave A-B, se trouve un point D qui est le point médian de la partie active lors du freinage. Le centre de la partie A-B est en dessous du point D, en direction de l'axe de roue, comme cela est mieux représenté sur la figure 2. La partie convexe B-C est générée par un arc circulaire dont le centre se trouve au dessus du point D. Cette courbe est dite "polycentrique", en étant générée par des parties courbes avec différents centres. Des essais et des expérimentations pratiques ont montré que les côtés d'une telle jante de roue de bicyclette entraînent une usure parfaitement uniforme de la zone 12a de contact des patins 12 avec les côtés 5 de la jante, et garantissent en même temps une pression de freinage spécifique résultante élevée sur les côtés de la jante. Afin de réaliser ces essais, et dans une forme de réalisation préférée, la jante de roue de bicyclette illustrée de manière schématique sur la figure 2 et utilisée de manière typique dans des bicyclettes de sport a été utilisée et a un diamètre extérieur D2 d'environ 572 mm et un diamètre intérieur D1 d'environ 532 mm, tracés dans un système de repère cartésien de façon à montrer plus clairement les positions des centres des arcs circulaires qui constituent la surface d'un côté 5 qui est actif lors du freinage. L'origine des axes de référence X et Y, dont les unités de mesure sont des millimètres, a été choisie de façon à coïncider avec le sommet 4a de la paroi inférieure 4 de la jante 1. La première partie concave 14 présente un rayon de 30 mm avec son centre au niveau du point 01 avec des coordonnées X et Y positives; plus particulièrement, X vaut environ 38 mm et Y vaut environ 6 mm; la partie concave vers l'extérieur 13 présente un rayon de 100 mm avec son centre au niveau du point 02 avec des coordonnées X négative et Y positive; plus particulièrement, X vaut environ - 88 mm et Y vaut environ 37 mm. Naturellement, le principe de l'invention restant le même, les formes de réalisation et les détails de construction peuvent être largement modifiés sans pour autant sortir de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS. 1. Jante de roue de bicyclette ayant une section transversale avec un profil qui est symétrique par rapport au plan médian de la jante, comprenant une partie centrale (3, 4) orientée vers l'axe de roue et deux côtés (5) ayant chacun une partie active (13, 14) pour engagement par un patin de frein (12) et comprenant une première partie courbe circulaire (14) qui est concave vers l'extérieur avec son centre de courbure (01) espacé de l'axe de la jante d'un rayon inférieur au rayon du point médian (D) de la partie active (13, 14) du côté (5), caractérisée en ce qu'une deuxième partie radialement à l'extérieur (13) de la partie active (13, 14) de chaque côté (5) de la section transversale de la jante (1) est conformée en un arc circulaire qui est convexe vers l'extérieur et est reliée à ladite première partie concave vers l'extérieur (14). 2. Jante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première partie concave (14) des côtés (5) est plus étendue que la deuxième partie convexe (13). 3. Jante selon la revendication 2, ayant un diamètre extérieur (D2) d'environ 572 mm et un diamètre intérieur (D1) d'environ 532 mm, caractérisée en ce que la première partie concave (14) des côtés (5) a un rayon de courbure d'environ 30 mm et la deuxième partie convexe (13) a un rayon de courbure d'environ 100 mm.