Brevet FR2730209A3 — publié le 19960809

FR 2730209 A3 19960809 FR 9501598 A 19950207 La présente invention concerne une fourche avant pour véhicule à deux roues, notamment pour vélo tous terrains. La fourche avant d'un véhicule à deux roues peut être soumise à des efforts importants, en particulier en cas d'usage intensif du véhicule sur des terrains accidentés, comme lors de compétitions de descente en vélo tout terrain. I1 est important d'assurer un bon amortissement des vibrations subies par la fourche, sans affecter de manière sensible le comportement du véhicule, afin de limiter au maximum les risques de perte de contrôle et d'assurer le meilleur confort possible au conducteur. La fourche des vélos connus présente deux branches inférieures s'étendant de part et d'autre de la roue, qui se rejoignent au-dessus de la roue en une tige unique. Cette tige est soit engagée directement au travers du tube de direction, soit reliée à une autre tige formant pivot, engagée dans ce tube. Cette fourche peut être dépourvue de tous moyens d'amortissement, ce qui a pour inconvénient de limiter notablement les performances du véhicule en utilisation tout terrain, et de ne pas assurer un très bon confort du conducteur. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu d'équiper la fourche de moyens amortisseurs. Chaque branche de la fourche est alors constituée de deux parties télescopiques, entre lesquelles est interposé un moyen elastique assurant un amortissement, tel qu'un bloc d'élastomère, un ressort, ou un système à fluide. Une telle fourche a pour avantage d'être simple de conception et de réalisation. Elle présente toutefois plusieurs inconvénients importants. En effet, la fourche manque de rigidité en flexion et en torsion, du fait de sa structure télescopique et du débattement important des éléments télescopiques de ses branches. Le guidage de la roue devient imprécis en cas de sollicitations importantes. De plus, l'angle de chasse et le débattement des branches conduisent à une variation de l'empattement entre les deux positions extrêmes de débattement de la fourche, qui modifie notablement le comportement du véhicule. Les branches sont en outre raccordées à la tige de direction en un point unique, dans lequel tous les efforts subis sont concentrés. I1 peut en résulter une fatigue du matériau, conduisant, à la longue ou lors d'une utilisation en conditions extrêmes, à un risque de rupture. Par ailleurs, il est difficile d'obtenir un tarage identique des deux systèmes d'amortissement. I1 en résulte un amortissement non uniformément réparti et une usure du système le plus sollicité. I1 doit également être remarqué que la fourche existante ne permet aucun réglage, et donc aucune adaptation du véhicule à une configuration de circuit spécifique. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients en fournissant une fourche avant pour véhicule à deux roues, notamment pour vélo tous terrains, qui présente une parfaite rigidité en flexion et en torsion, et qui ne modifie pas le comportement général du véhicule entre les deux positions extrêmes de débattement. Cette fourche doit, en outre, pouvoir subir des contraintes importantes sans risque de fatigue à la longue, être réglable de manière simple et facile, et assurer un amortissement uniformément réparti. La fourche selon l'invention comprend - deux bras parallèles montés sur l'axe de la roue, qui s'étendent vers le haut jusqu'à hauteur du tube de direction - deux biellettes montées pivotantes, à distance l'une de l'autre, sur la partie supérieure des bras, d'une part, et sur la tige de direction, d'autre part, de manière à constituer, avec ces bras et cette tige, un parallélogramme déformable, et - un moyen amortisseur, reliant au moins l'un des bras, ou l'une des extrémités des biellettes montées sur les bras, à la tige de direction, ou à une pièce solidaire de cette tige, pour amortir les mouvements des bras et des biellettes lors de la déformation dudit parallélogramme déformable. Les deux bras s'étendent donc sensiblement entre l'axe de la roue et le tube de direction, et ne sont pas télescopiques. Ils peuvent avoir une structure rigide et conférer ainsi une grande rigidité en flexion, tant longitudinale que latérale, à la fourche. Les biellettes sont reliées aux bras et à la tige de direction en des points distants les uns des l'autres, ce qui confère à la fourche une rigidité importante en torsion et permet une bonne répartition des efforts subis. I1 en résulte un parfait contrôle du guidage de la roue et une bien meilleure résistance dans le temps de la fourche, même en cas d'utilisation extrême du véhicule. Par sa conception même, ce parallélogramme déformable permet un débattement important, de l'ordre de 80 millimètres, sans variation sensible de l'empattement du véhicule entre les deux positions extrêmes de débattement de la fourche. Le comportement du véhicule n'est donc pas affecté par ce débattement. De plus, l'angle de braquage est important du fait du positionnement des bras en avant de la tige de direction. Par ailleurs, la fourche selon l'invention ne comprend qu'un seul moyen d'amortissement, dont le réglage peut être réalisé de manière simple et rapide. Les problèmes résultant des différences de réglage entre les deux amortisseurs des fourches existantes sont donc éliminés. La fourche peut recevoir tout type d'amortisseur en fonction des besoins, sans modification de ses éléments structurels, et son coût de fabrication est réduit. Elle permet le montage soit de freins à patins, soit de freins à disques, ainsi que le montage d'un pneu de grande dimension, compte tenu du dégagement vertical important existant, au-dessus de la roue, entre les deux bras. Cette fourche est également très facile d'entretien du fait de l'accessibilité du moyen amortisseur et des axes de pivotement. De préférence, les biellettes sont conformées pour être réglables en longueur, ce qui permet de régler l'inclinaison des bras par rapport à l'inclinaison de la tige de direction ainsi que la distance des bras par rapport à l'axe de cette tige. I1 est donc possible de régler l'empattement et l'angle de chasse de la fourche, en réglant la longueur de ces biellettes. Le véhicule peut ainsi être adapté à des conditions d'utilisation spécifiques, notamment à un circuit particulier. De plus, grâce à ces multiples réglages, une même fourche peut être montée sur tout type de cadres existants, avec conservation de l'assiette initiale du véhicule. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque biellette est au moins en deux parties, comportant chacune l'une des extrémités de la biellette, dont au moins une est pourvue d'au moins un alésage longitudinal taraudé, et dont au moins une autre présente une portion filetée apte à être vissée dans ledit alésage taraudé. Le réglage en longueur de la biellette est ainsi réalisé par simple vissage ou dévissage d'un élément par rapport à l'autre. Un contre-écrou est avantageusement engagé sur ladite portion filetée et peut venir en appui contre la paroi délimitant l'ouverture de l'alésage taraudé, afin d'assurer une immobilisation des parties de biellettes l'une par rapport à l'autre. De préférence, chaque biellette présente une forme en U, dont la branche de base présente deux tourillons latéraux coaxiaux, permettant le montage pivotant de la biellette sur les deux bras, et dont les branches latérales sont montées pivotantes sur deux colliers solidaires de la tige de direction. Ces biellettes de largeur importante contribuent à assurer la parfaite rigidité en flexion et en torsion de la fourche. De préférence, le moyen amortisseur est constitué par deux éléments cylindriques engagés télescopiquement l'un dans l'autre, entre lesquels est placé un moyen élastique, chaque élément comprenant un fond muni d'un oeillet. La branche de base de la biellette inférieure en U ainsi que le collier supérieur monté sur la tige de direction présentent chacun deux oreilles parallèles formant une chape de réception de l'un de ces oeillets, pour le montage pivotant de l'un des deux éléments cylindriques. Avantageusement, ce moyen amortisseur est du type oléo-pneumatique, ce qui permet notamment une excellente progressivité de la suspension, une facilité de réglage de la pression et une grande simplicité d'entretien et de démontage. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la fourche avant pour véhicule à deux roues qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en perspective la figure 2 est une vue de profil de sa partie supérieure la figure 3 est une vue de face de cette même partie supérieure, et la figure 4 est une vue de profil de la fourche dans deux positions de débattement, l'une étant représentée en traits pleins et l'autre en traits mixtes. Les figures représentent sous différents angles une fourche avant 1 pour véhicule à deux roues, notamment pour vélo tous terrains. Le cadre du vélo comporte, de manière classique, un tube de direction 2 dans lequel est engagée et peut pivoter une tige de direction 3, solidaire du guidon. La fourche 1 comprend deux bras mécanosoudés 4, deux biellettes 5, un amortisseur 6, et deux colliers 7 fixés sur la tige de direction 3. Les deux bras 4 sont parallèles et s'étendent vers le haut sensiblement jusqu'à hauteur de l'extrémité supérieure du tube de direction 2. Leurs extrémités inférieures comportent des encoches 8 permettant leur montage sur le moyeu 9 de la roue 10. En outre, chaque bras 4 comprend deux trous, dont un est aménagé à son extrémité supérieure et dont l'autre est aménagé environ au tiers supérieur de sa longueur. Ces trous sont aménagés à égale hauteur sur les bras 4, et sont donc deux à deux coaxiaux lorsque les bras 4 sont montés sur la roue 10. Chaque biellette 5 présente un corps 5a en forme de U et deux embouts 5b montés sur les extrémités des branches latérales de ce corps 5a. La branche de base du corps 5a forme l'une des extrémités de la biellette 5. Elle présente deux tourillons latéraux coaxiaux, destinés à être engagés, avec possibilité de pivotement, dans deux trous en regard des bras 4. Chaque tourillon comporte un alésage taraudé axial, et est monté pivotant dans l'un des trous des bras 4 au moyen d'une vis 11, engagée dans cet alésage, et de bagues appropriées 12. Le corps 5a de la biellette 5 inférieure présente, en outre, deux oreilles parallèles 15 percées de trous coaxiaux, qui forment une chape. Les branches latérales du corps 5a présentent chacune, au niveau de leur extrémité libre, un alésage longitudinal taraudé. Les embouts 5b forment l'autre extrémité de la biellette 5. Chacun d'eux comprend une portion filetée, sur laquelle est engagé un écrou d'arrêt 16, et une portion arrondie formant un oeillet circulaire. Les deux portions filetées de ces embouts 5b sont destinées à être vissées dans les alésages taraudés des corps 5a, tandis que les oeillets sont destinés à être montés pivotants, autour d'un axe horizontal, sur les colliers 7, au moyen de vis 17 qui sont engagées dans des alésages taraudés coaxiaux aménagés dans ces colliers 7. Le collier 7 supérieur présente deux oreilles parallèles 20, faisant saillie en direction des bras 4, qui sont percées de trous coaxiaux et qui forment une chape. L'amortisseur 6 est de type oléo-pneumatique, constitué par deux éléments cylindriques engagés télescopiquement l'un dans l'autre. Chaque élément comprend un fond prolongé axialement par une oreille 21 dans laquelle est percé un trou, chacune de ces oreilles 21 étant destinée à être engagée dans l'une des chapes que forment les oreilles 15 et 20 pour le montage pivotant de l'amortisseur 6 sur le collier 7, d'une part, et sur la biellette 5 inférieure, d'autre part. Les figures 2 et 3 montrent que l'entre-axe des trous des bras 4 est égal à l'entre-axe des colliers 7, de sorte que les bras 4, les biellettes 5 et la tige de direction 3 constituent un parallélogramme déformable dont les mouvements sont amortis par l'amortisseur 6. Ainsi que cela apparaît sur la figure 4, ce parallélogramme déformable permet un débattement important, de l'ordre de 80 millimètres, sans variation sensible de l'empattement du véhicule entre les deux positions extrêmes de débattement de la fourche 1, par la conception même de ce parallélogramme et par l'orientation proche de la verticale des bras 4. De plus, la fourche 1 présente une grande rigidité en flexion, tant longitudinale que latérale, ainsi qu'une grande rigidité en torsion, du fait de la structure mécanosoudée et en une seule pièce des bras 4, et du fait du nombre de points d'articulation de ces bras 4, biellettes 5 et tige de direction 3 les uns aux autres. Les efforts subis par la fourche 1 sont répartis sur l'ensemble de ces points. La fourche 1 permet ainsi un parfait contrôle du guidage de la roue 10 et une bien meilleure résistance dans le temps de la fourche, même en cas d'utilisation extrême du véhicule. En outre, le vissage ou le dévissage des embouts 5b par rapport au corps 5a permet de régler la longueur des biellettes 5, et donc l'inclinaison des bras 4 par rapport à l'inclinaison de la tige de direction 3 ainsi que la distance de ces bras 4 par rapport à l'axe de cette tige 3. I1 est ainsi possible de régler l'empattement et l'angle de chasse de la fourche 1, afin de les adapter aux conditions d'utilisation spécifiques du véhicule. Après réglage en longueur, les écrous d'arrêt 16 sont serrés contre les extrémités des branches latérales des corps 5a pour assurer l'immobilisation des embouts 5b par rapport aux corps 5a. La fourche 1 présente de nombreux autres avantages, qui ont été exposés plus haut. REVENDICATIONS 1 - Fourche avant pour véhicule à deux roues, notamment pour vélo tous terrains, caractérisée en ce qu'il comprend - deux bras (4) parallèles montés sur l'axe de la roue (10), qui s'étendent vers le haut jusqu'à hauteur du tube de direction (2) - deux biellettes (5) montées pivotantes, à distance l'une de l'autre, sur la partie supérieure des bras (4), d'une part, et sur la tige de direction (3), d'autre part, de manière à constituer, avec ces bras (4) et cette tige (3), un parallélogramme déformable, et - un moyen amortisseur (6), reliant au moins l'un des bras (4), ou l'une des extrémités des biellettes (5) montées sur les bras (4), à la tige de direction (3), ou à une pièce (7) solidaire de cette tige (3), pour amortir les mouvements des bras (4) et des biellettes (5) lors de la déformation dudit parallélogramme déformable. 2 - Fourche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les biellettes (5) sont conformées pour être réglables en longueur. 3 - Fourche selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque biellette (5) est au moins en deux parties (5a,Sb), comportant chacune l'une des extrémités de la biellette (5), dont au moins une (5a) est pourvue d'au moins un alésage longitudinal taraudé, et dont au moins une autre (5b) présente une portion filetée apte à être vissée dans ledit alésage taraudé. 4 - Fourche selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un contre-écrou (16) est engagé sur ladite portion filetée et peut venir en appui contre la paroi délimitant l'ouverture de l'alésage taraudé. 5 - Fourche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque biellette (5) présente une forme en U, dont la branche de base présente deux tourillons latéraux coaxiaux, permettant le montage pivotant de la biellette (5) sur les deux bras (4), et dont les branches latérales sont montées pivotantes sur deux colliers (7) solidaires de la tige de direction (3). 6 - Fourche selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen amortisseur (6) est constitué par deux éléments cylindriques engagés télescopiquement l'un dans l'autre, entre lesquels est placé un moyen élastique, chaque élément comprenant un fond muni d'un oeillet, la branche de base de la biellette (5) inférieure ainsi que le collier (7) supérieur présentant chacun deux oreilles (15,20) parallèles formant une chape de réception de l'un de ces oeillets, pour le montage pivotant de l'un des deux éléments cylindriques. 7 - Fourche selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le moyen amortisseur (6) est du type oléo-pneumatique.