Brevet FR2736033A1 — publié le 19970103

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT A ROUE LIBRE, NOTAMMENT POUR UNE BICYCLETTE. L'invention est relative à un dispositif d'entraînement de la roue d'un cycle, notamment une bicyclette, comprenant: - un moyeu de support de la roue, - une roue libre d'entraînement du moyeu, ladite roue libre étant formée par un corps annulaire monté coaxialement par rapport à l'axe du moyeu, et comportant sur la surface périphérique une série de pignons coopérant avec une chaîne de transmission, - et des moyens d'assemblage du dispositif de transmission à des pattes de fixation du châssis. Sur un vélo traditionnel, le moyeu de support de la roue, et la roue libre à pignons sont montés coaxialement sur un axe commun, dont les extrémités sont bloquées dans des lumières des pattes de fixation du châssis par des écrous de retenue, par exemple à papillons ou à excentrique. En cas de crevaison, le démontage d'une roue arrière nécessite le dévissage des écrous, suivi de l'enlèvement de la roue complète avec la roue libre, après avoir opéré au préalable la libération de la chaîne, et la détente du dérailleur. Ce montage connu du moyeu et de la roue libre sur le même axe n'est pas pratique en compétition, car, en cas de crevaison, le cycliste doit pouvoir disposer d'une roue de rechange ayant une roue libre avec les mêmes pignons convenant à sa morphologie et à sa puissance.Un autre inconvénient est la complexité du montage, car il nécessite la remise en place de la chaîne et du dérailleur. Dans les courses professionnelles, chaque coureur choisit son développement propre correspondant à des pignons prédéterminés de la roue libre. Lorsque le leader d'une équipe doit changer la roue arrière de son vélo, un équipier lui donne sa roue, mais le leader est généralement obligé de rechanger cette roue, à cause du développement qui ne lui convient pas. L'objet de l'invention consiste à pouvoir assurer le démontage et le remplacement d'une roue arrière de bicyclette, en laissant en place la roue libre d'entraînement, et la chaîne de transmission, et sans détendre le dérailleur. Le dispositif d'entraînement selon l'invention est caractérisé en ce que - le corps de la roue libre est monté sur une douille de support tubulaire par l'intermédiaire d'un roulement, et est équipé de plus d'un premier moyen de transmission pour former un premier sous-ensemble solidarisé à l'une des pattes de fixation, - le moyeu est agencé sur un tube fixe par l'intermédiaire de roulements pour constituer un deuxième sous-ensemble porté par l'autre patte de fixation, ledit moyeu comportant de plus un deuxième moyen de transmission susceptible de coopérer avec le premier moyen de transmission pour accoupler ou désaccoupler la liaison mécanique entre la roue libre et le moyeu, respectivement lors du montage ou du démontage du deuxième sous-ensemble. Selon une caractéristique de l'invention, le tube du deuxième sousensemble et la douille du premier sous-ensemble se trouvent en alignement axial lorsque les premier et deuxième moyens de transmission sont en position accouplée, une broche de maintien traversant le tube et la douille pour le blocage final de la roue. Le démontage de la roue implique l'extraction préalable de la broche de maintien, suivi du désaccouplement de la liaison mécanique opéré par un simple mouvement de retrait. Le deuxième sous-ensemble du moyeu est alors dissocié du premier sous-ensemble de la roue libre, qui reste en place sur la patte de fixation associée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier sous-ensemble comporte des moyens de positionnement radial et axial de la roue libre, respectivement par rapport à la douille de support, et à la face interne de la patte de fixation, et un écrou de blocage vissé sur la douille contre la face externe de la patte de fixation. Les moyens de positionnement comportent - un écrou d'ajustage vissé sur la douille entre la face interne de la patte de fixation et le roulement, - et un écrou de serrage coopérant avec le corps pour assurer à la fois le blocage axial du roulement en appui contre l'écrou d'ajustage, et le positionnement axial de l'extrémité de la douille du côté du premier moyen de transmission. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale du dispositif d'entraînement selon l'invention, représenté en position de montage final; - la figure 2 est une vue partielle, à échelle agrandie, de la figure 1, montrant le sous-ensemble de support du moyeu, après le démontage de la broche de maintien; - la figure 3 est une vue partielle, à échelle agrandie, de la figure 1, montrant l'autre sous-ensemble de support de la roue libre; - la figure 4 est une vue en coupe après assemblage des deux sousensembles des figures 2 et 3, mais avant la mise en place de la broche de maintien. Sur les figures, un dispositif d'entraînement 10 de la roue arrière motrice d'un cycle, comporte un moyeu 12 de support de la roue, et une roue libre 14 d'entraînement du moyeu 12. La roue libre 14 est équipée d'une série de pignons 16 coaxiaux coopérant d'une manière classique avec une chaîne de transmission (non représentée), associée à un dérailleur pour le changement de la vitesse d'entraînement. Le moyeu 12 et la roue libre 14 sont montés entre les deux pattes 18, 20 de fixation du châssis ou cadre, avec un alignement axial par rapport à l'axe transversal 22 de la roue. La roue libre d'entraînement 14 fait partie d'un premier sous-ensemble 23 représenté à la figure 3, et comprenant une douille de support 24 fixe de forme tubulaire, ayant une première portion 26 cylindrique sur laquelle est monté un roulement combiné à aiguilles 28, et une deuxième portion 30 cylindrique de blocage du premier sous-ensemble 23 sur la patte de fixation 20 de droite. La roue libre 14 comporte un corps 32 annulaire monté intérieurement sur le roulement 28, et portant coaxialement les pignons 16 le long de sa surface périphérique. Une bague 34 intermédiaire peut être intercalée entre le corps 32 et le roulement 28 pour assurer le rattrapage du jeu radial. Un écrou d'ajustage 36 coopère avec la partie filetée de la deuxième portion 30 de la douille 24 pour le rattrapage du jeu axial du roulement 28 par rapport à la face interne de la patte de fixation 20. La douille 24 métallique est réalisée en acier, ayant une dureté prédéterminée adaptée à l'effet de roulement des aiguilles lors de la rotation du roulement 28 engendrée par la roue libre d'entraînement 14. A l'opposé de l'écrou d'ajustage 36 se trouve un écrou de serrage 38 vissé sur la partie filetée de la première portion 26 de la douille 24, et coopérant avec une butée à aiguilles 39 en appui contre un épaulement du corps 32 pour assurer à la fois le blocage axial du roulement 28 en appui contre l'écrou d'ajustage 36, et le positionnement axial de l'extrémité 40 de la douille 24 du côté de la transmission. Un joint d'arrêt 42 est associé à l'écrou de serrage 38 pour provoquer l'immobilisation en rotation lorsque le réglage est effectué. La butée à aiguilles 39 est à simple effet, et est associée à une contre-plaque. Un premier moyen de transmission 44 solidaire de la roue libre 14, est formé par un manchon d'accouplement 46 fixé par vissage au corps 32, en faisant saillie de la face frontale interne de la roue libre 14. Le manchon d'accouplement 46 est doté d'une glissière femelle 48 se trouvant en saillie par rapport à l'extrémité 40 de la douille 24. Après la fixation du manchon d'accouplement 46, et des écrous 36, 38, le premier sous-ensemble 23 est opérationnel, et peut être monté sur la patte de fixation 20 au moyen d'un écrou de blocage 50, lequel est vissé du côté extérieur sur la deuxième portion 30 de la douille 24, à l'opposé de l'écrou d'ajustage 36. Sur la figure 3, le premier sous-ensemble 23 est monté fixe en porte-à-faux sur la patte de fixation 20, et est prêt à recevoir le deuxième sous-ensemble 52 adjacent. Le deuxième sous-ensemble 52 est pourvu du moyeu 12 de support de la roue, ayant à ses extrémités opposées deux logements 54, 56 annulaires de réception de roulement à billes 58, 60, encadrant une embase 62 intermédiaire tubulaire, dont le diamètre interne de l'alésage 64 est inférieur à celui des logements 54, 56. La périphérie du moyeu 12 comporte une surface centrale 66 sensiblement incurvée, notamment de forme ellipsoïdale, située entre deux épaulements 68, 70 servant de support aux rayons de la roue. Chaque roulement à billes 58, 60 comprend une rangée de billes à contact oblique, mais il est clair que tout autre type de roulement peut être utilisé. Un deuxième moyen de transmission 72 du type mâle est vissé coaxialement dans le logement 56 du moyeu 12, en venant en engagement contre le roulement 60. Ce deuxième moyen de transmission 72 comporte au moins un méplat constituant une glissière mâle 74 de forme conjuguée à la glissière femelle 48 du premier moyen de transmission 44. Le moyeu 12 est fixé à la patte de fixation 18 de gauche par l'intermédiaire d'un tube 76 métallique fixe ayant une forme allongée, de section cylindrique, traversant axialement les roulements 58, 60 et la surface centrale 62. Un épaulement 78 du tube 76 prend appui sur le roulement 60 et est séparé du deuxième moyen de transmission 72 par un jeu radial 80 autorisant la rotation du moyeu 12 par rapport au tube 76 fixe. A l'opposé de l'épaulement 78, I'extrémité du tube 78 est engagée partiellement dans un orifice 82 de la patte 18. Le serrage des roulements 58, 60 intervient grâce à un écrou de retenue 84 susceptible d'être vissé sur une partie filetée du tube 78. Un contre-écrou 86 est intercalé entre l'écrou de retenue 84 et la face interne de la patte de fixation 18. Sur la figure 4, le montage de la roue s'opère par l'introduction du deuxième sous-ensemble 52 entre le manchon d'accouplement 46 du premier sousensemble 23, et la patte de fixation 18, suivie de l'engagement des deux moyens de transmission 44, 72, et de l'insertion du tube 76 dans l'orifice 82 de la patte de fixation 18. Le tube 76 du deuxième sous-ensemble 52 et la douille 24 du premier sous-ensemble 23 se trouvent alors sensiblement en aboutement et en alignement axial, avec accouplement direct des deux moyens de transmission 44, 72. En référence à la figure 1, le blocage final de la roue intervient ensuite au moyen d'une broche 88 de maintien traversant le tube 76 et la douille 24 le long de la direction transversale de l'axe 22. L'extrémité de droite de la broche 88 est serrée manuellement du côté de la patte de fixation 20 avec un écrou 90 à blocage rapide, tandis que l'extrémité de gauche est bloquée du côté de la patte 18 opposée par un organe de fixation rapide 92, par exemple à manette excentrique. Le démontage et le remplacement de la roue interviennent dans l'ordre inverse, après le retrait de la broche de maintien 88. 11 suffit d'interrompre la liaison mécanique entre les deux moyens de transmission 44, 72 par un simple mouvement de retrait provoquant le dégagement de la glissière mâle 74. Le deuxième sous-ensemble 52 avec la roue peut être facilement démonté, tandis que le premier sous-ensemble 23 de la roue libre 14 reste en place sur la patte de fixation 20. L'interruption de l'accouplement mécanique entre les deux moyens de transmission 44, 72 des deux sous-ensembles 23, 52 permet de faciliter le montage et le démontage de la roue, en laissant en place la roue libre d'entraînement 14, et la chaîne de transmission et sans devoir détendre le dérailleur. II est clair que les moyens de réglage pour le positionnement axial et radial des différents organes du dispositif de transmission 10 peuvent être agencés différemment sans sortir du cadre de l'invention. Les moyens de transmission 44, 72 mâle et femelle peuvent également être réalisés par d'autres liaisons mécaniques à emmanchement démontable, ou assemblages glissants à glissières prismatiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement de la roue motrice d'un cycle, notamment une bicyclette, comprenant: - un moyeu (12) de support de la roue, - une roue libre (14) d'entraînement du moyeu (12), ladite roue libre (14) étant formée par un corps (32) annulaire monté coaxialement par rapport à l'axe du moyeu (12), et comportant sur la surface périphérique une série de pignons (16) coopérant avec une chaîne de transmission, - et des moyens d'assemblage du dispositif de transmission à des pattes de fixation (18, 20) du châssis, caractérisé en ce que - le corps (32) de la roue libre (14) est monté sur une douille de support (24) tubulaire par l'intermédiaire d'un roulement (28), et est équipé de plus d'un premier moyen de transmission (44) pour former un premier sous-ensemble (23) solidarisé à l'une des pattes (20) de fixation, - le moyeu (12) est agencé sur un tube (76) fixe par l'intermédiaire de roulements (58, 60) pour constituer un deuxième sous-ensemble (52) porté par l'autre patte (18) de fixation, ledit moyeu (12) comportant de plus un deuxième moyen de transmission (72) susceptible de coopérer avec le premier moyen de transmission (44) pour accoupler ou désaccoupler la liaison mécanique entre la roue libre (14) et le moyeu (12), respectivement lors du montage ou du démontage du deuxième sous-ensemble (52). 2. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (76) du deuxième sous-ensemble (52) et la douille (24) du premier sous-ensemble (23) se trouvent en alignement axial lorsque les premier et deuxième moyens de transmission (24, 72) sont en position accouplée, une broche (88) de maintien traversant le tube (76) et la douille (24) pour le blocage final de la roue. 3. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier sous-ensemble (23) comporte des moyens de positionnement radial et axial de la roue libre (14), respectivement par rapport à la douille de support (24), et à la face interne de la patte de fixation (20), et un écrou de blocage (50) vissé sur la douille (24) contre la face externe de la patte de fixation (20). 4. Dispositif d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de positionnement comportent - un écrou d'ajustage (36) vissé sur la douille (24) entre la face interne de la patte de fixation (20) et le roulement (28), - et un écrou de serrage (38) coopérant avec le corps (32) par l'intermédiaire d'un organe de roulement (39) pour assurer à la fois le blocage axial du roulement (28) en appui contre l'écrou d'ajustage (36), et le positionnement axial de l'extrémité (40) de la douille (24) du côté du premier moyen de transmission (44). 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (76) du deuxième sous-ensemble (52) est équipé d'un épaulement (78) prenant appui sur le roulement 60, ledit épaulement étant séparé du deuxième moyen de transmission (72) par un jeu radial (80) autorisant la rotation du moyeu (12) par rapport au tube (76) fixe. 6. Dispositif d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de transmission (44) est formé par un manchon d'accouplement (46) fixé par vissage au corps (32) de la roue libre (14), et comprenant une glissière femelle (48) se trouvant en saillie par rapport à l'extrémité (40) de la douille (24). 7. Dispositif d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième moyen de transmission (72) comporte au moins un méplat constituant une glissière mâle (74) de forme conjuguée à la glissière femelle (48), le serrage axial des roulements (58, 60) du moyeu (12) intervenant par l'intermédiaire d'un écrou de retenue (84) monté à vissage sur le tube (76) entre le roulement (58) et la patte de fixation (18) associée.