Brevet FR2753952A1 — publié le 19980403

La présente invention concerne un dispositif de suspension et de direction pour une roue avant de bicyclette. Les dispositifs existants actuellement sont le plus souvent issus de technologies utilisées sur des motocycles. Or les contraintes propres à la bicyclette ne sont pas ou sont mal prises en compte, notamment l'oscillation verticale résultant de la position du cycliste dite "en dansèuse". I1 est ainsi souhaitable que le cycliste puisse bloquer très rapidement la suspension, par action sur un organe de commande unique et facilement accessible. Il est également intéressant de pouvoir agir sur des réglages pour modifier la chasse et l'empattement, afin d'adapter la stabilité de la bicyclette au terrain pratiqué. Le dispositif le plus fréquent consiste en une classique fourche télescopique. Sur un tel dispositif la trajectoire de déplacement de la roue, dans un repère lié au cadre et lors du fonctionnement de la suspension, est rectiligne et dirigée parallèlement à l'axe des tubes de fourche. Cette cinématique ne permet pas de lutter efficacement contre le phénomène d'oscillation précédemment évoqué, et n'offre pas de possibilité de réglage. De plus la structure en fourche nécessite pour une raison d'équilibre des efforts de réaliser dans chaque tube les fonctions amortissement et suspension, d'où un coût et un poids plus importants que dans le cas d'utilisation d'un combiné suspension-amortisseur unique. La présente invention propose un dispositif de suspension et de direction qui permet une plus grande liberté dans le choix de la cinématique de la roue, tout en restant léger et peu coûteux grâce à l'emploi d'un combiné suspension-amortisseur unique. ll permet en outre des réglages de chasse et d'empattement, et possède une caractéristique naturelle d'anti-plongée. Dans le dispositif selon l'invention, la roue est montée tournante sur un porte-roue relié, au dessus de la roue, de manière pivotante à un bras oscillant monté articulé sur le cadre du cycle, et à un élément télescopique dont la partie inférieure est liée à ce porte-roue et dont la partie supérieure est montée pivotante sur le cadre, le bras oscillant et l'élément télescopique étant tous deux situés sensiblement dans le plan du cadre lorsque la roue est en position neutre, ce- même porte-roue étant par ailleurs relié à un organe de commande par l'intermédiaire de deux triangles oscillants unis pivotant entre eux, le premier triangle étant monté articulé sur un élément lié à l'organe de commande, le second étant monté articulé sur le porte-roue ou sur la partie inférieure de l'élément télescopique. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 est un schéma d'ensemble d'un dispositif selon l'invention. Les figures 2 et 3 illustrent divers modes particuliers de réalisation. La figure 2 représente une vue de coté du dispositif avec une coupe partielle de l'élément télescopique. La figure 3 représente en coupe les éléments qui, associés à l'élément télescopique, assurent les fonctions de suspension, d'amortissement et de blocage de la suspension. Si l'on se rapporte à la figure 1, on voit que la roue (1) est montée tournante sur un porte-roue (2) qui peut prendre la forme d'une fourche ou une forme asymétrique. Ce porteroue est relié, au dessus de la roue, au cadre du cycle (3) par l'intermédiaire d'un bras oscillant (4) et d'un élément télescopique (5) tous deux situés sensiblement dans le plan de ce cadre lorsque la roue est en position neutre. Le bras oscillant (4) est articulé sur le cadre du cycle (axe A) de manière à permettre son oscillation dans le plan de ce cadre. Le porteroue est fixé pivotant sur le bras oscillant (point B). La partie inférieure de l'élément télescopique (5) est fixée ou fait partie intégrante du porte-roue (2). La partie supérieure de l'élément télescopique (5) est montée pivotante sur le cadre du cycle (point C). L'élément télescopique (5) participe ou intègre complètement les fonctions suspension et amortissement. Le mouvement de direction est réalisé par le pivotement de l'ensemble roue / porteroue autour d'un axe fictif I) passant par l'articulation porte-roue / bras oscillant (point B) et l'articulation élément télescopique / cadre (point C). La liaison permettant ce mouvement de direction par action du cycliste sur un organe de commande (6), comme un guidon, est réalisée au moyen de deux triangles oscillants (7 et 8). L'organe de commande est monté rotatif sur le cadre du cycle autour d'un axe sensiblement vertical (axe D). Un premier triangle est articulé sur cet organe de commande, ou sur un élément qui lui est lié, autour d'un axe perpendiculaire au plan de la roue en position neutre (axe E). Un second triangle est articulé sur la partie inférieure de l'élément télescopique ou sur le porte-roue, autour d'un axe perpendiculaire au plan de la roue (axe F). Ces deux triangles sont unis pivotant entre eux (point G). Un mode particulier de réalisation consiste à aligner l'élément télescopique (5), soit avec l'articulation porte-roue / bras oscillant (point B), soit avec l'articulation élément télescopique / cadre du cycle (point C). La rotation relative des deux parties de l'élément télescopique peut alors être laissée libre, ce qui simplifie la réalisation. La figure 2 illustre un autre mode particulier de réalisation qui consiste à aligner l'articulation porte-roue / bras oscillant (point B), l'élément télescopique (5) et l'articulation élément télescopique I cadre du cycle (point C). Cette dernière articulation peut alors être réduite à un simple pivotement autour d'un axe transversal, la rotation relative des deux parties de l'élément télescopique permettant le mouvement de direction. Le guidage des deux parties de l'élément télescopique est réalisé au moyen d'un élément présentant de faibles frottements. L'élément télescopique ne comporte aucune butée mécanique de fin de course haute ou basse. Selon les modes particuliers de réalisation, l'élément télescopique peut comporter un élément élastique, ressort hélicoïdal ou élastomère, interne ou externe, celui-ci étant appuyé à l'une au moins de ses extrémités sur un élément présentant de faibles frottements lors de la rotation. Selon les modes particuliers de réalisation, les réglages de chasse et d'empattement sont réalisés, soit par déplacement de l'articulation élément télescopique I cadre (point C), soit par déplacement de l'articulation bras oscillant / cadre (axe A), soit par modification de la longueur du bras oscillant (4), soit par une combinaison de plusieurs de ces possibilités. La figure 2 illustre un mode particulier de réalisation, selon lequel la position de l'axe de pivotement de élément télescopique sur le cadre (point C) est réglable par choix entre 3 positions possibles, et la longueur du bras oscillant (4) modifiable par action sur la partie filetée de fixation de la rotule de guidage du porte-roue (point B). Un mode particulier de réalisation également illustré figures 2 et 3 consiste à utiliser la variation de volume dans l'élément télescopique, pour chasser un fluide incompressible vers ou depuis une chambre à volume variable (9) qui peut être distante ou non de l'élément télescopique. La fonction suspension est obtenue par mise sous pression du fluide dans cette chambre à volume variable, au moyen d'un élément élastique ou d'un gaz sous pression, séparé du fluide par une membrane ou un piston. La fonction amortissement est obtenue par laminage, éventuellement réglable, du fluide lors du transfert entre l'élément télescopique et la chambre à volume variable. Cette disposition permet, en empêchant ce transfert du fluide, au moyen d'une vanne (10) par exemple, de bloquer rapidement la suspension. Cette commande, de même que les réglages du laminage (11 et 12), peuvent être placés dans une zone facilement accessible par l'utilisateur, en allongeant par des conduites (13 et 14) le circuit de transfert du fluide. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux vélos polyvalents, VTT et vélos de cyclo-cross. Revendications 1) Dispositif de suspension et de direction pour roue avant de bicyclette, caractérisé en ce que la roue (1) est montée tournante sur un porte-roue (2) relié, au dessus de la roue, de manière pivotante (point B) à un bras oscillant (4) monté articulé (axe A) sur le cadre du cycle (3), et à un élément télescopique (5) dont la partie inférieure est liée à ce porte-roue et dont la partie supérieure est montée pivotante (point C) sur le cadre, le bras oscillant (4) et l'élément télescopique (5) étant tous deux situés sensiblement dans le plan du cadre lorsque la roue est en position neutre, et en ce que le porte-roue (2) est relié à un organe de commande (6), monté rotatif sur le cadre suivant un axe sensiblement vertical (Axe D), par l'intermédiaire de deux triangles oscillants (7 et 8) unis pivotant entre eux (point G), le premier triangle (7) étant monté articulé (axe E) sur un élément lié à l'organe de commande (6), le second étant monté articulé (axe F) sur le porte-roue (2) ou sur la partie inférieure de l'élément télescopique (5). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la position sur le cadre de l'articulation (point C) de la partie supérieure de l'élément télescopique (5) est réglable. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la position sur le cadre de l'articulation (axe A) du bras oscillant (4) est réglable. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la longueur du bras oscillant (4) est réglable. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que rélément télescopique (5) et l'articulation porte-roue / bras oscillant (point B) sont alignés. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément télescopique (5) et l'articulation élément télescopique / cadre du cycle (point C) sont alignés. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément télescopique (5), l'articulation porte-roue / bras oscillant (point B) et l'articulation élément télescopique / cadre du cycle (point C) sont alignés. 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'élément télescopique (5) ne comporte ni butée mécanique haute, ni butée mécanique basse, et en ce que le guidage de ses parties supérieure et inférieure est réalisé au moyen d'un élément présentant de faibles frottements. 9) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'élément télescopique (5) comporte un élément élastique, ressort hélicoïdal ou élastomère, interne ou externe, appuyé à l'une au moins de ses extrémités sur un élément présentant de faibles frottements lors de la rotation. 10) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément télescopique contient un fluide incompressible, lequel fluide est chassé lors du fonctionnement de la suspension à travers des conduites (13 et 14) vers ou depuis une chambre à volume variable (9), ces conduites pouvant être complètement obstruées par action de l'utilisateur sur un moyen de commande (10).