Brevet FR2762572A1 — publié le 19981030

SUSPENSION ARRIERE POUR BICYCLETTE La présente invention concerne une suspension arrière pour bicyclette, notamment destinée à la pratique du tout-terrain. Les roues arrières de ce type de bicyclette sont généralement reliées au cadre de la bicyclette par des moyens d'amortissement tant à l'arrière qu'à l'avant afin de réduire l'intensité des efforts et des vibrations transmises au cycliste ce qui lui procure un confort amélioré ainsi qu'un meilleur contrôle de sa bicyclette. Le document US-3.931.990 décrit une bicyclette à suspension oscillante de la roue arrière, reliée à un ressort et à un amortisseur. Avec une telle suspension, seule une fraction de la puissance délivrée par le cycliste à chaque coup de pédale est utilisée pour le déplacement en avant de la bicyclette, la fraction complémentaire étant perdue en compression de la suspension arrière résultant du transfert de masse. L'invention concerne plus particulièrement une suspension arrière pour bicyclette, du type comprenant une fourche inférieure montée à pivotement au niveau de la boîte de pédalier d'un cadre de bicyclette, et par son autre extrémité à une fourche supérieure, qui porte une roue entraînée en rotation par une chaîne, et dont l'extrémité supérieure est montée à pivotement à l'extrémité d'un bras dont l'autre extrémité est montée à pivotement sur le cadre. Ainsi, en positionnant de manière telle que décrite les points de pivotement des fourches inférieure et supérieure et du bras, l'écrasement de la suspension résultant du transfert de masse lors du pédalage est non seulement neutralisé mais encore surcompensé, ce qui procure entre autres avantages de conserver tout son potentiel d'amortissement à la suspension. A cet effet, la suspension selon l'invention est caractérisée en ce que les sommets du quadrilatère articulé délimité par les fourches inférieure et supérieure, le bras et le cadre sont agencés de sorte que la droite passant par l'axe de rotation du moyeu de la roue arrière, d'une part, et le centre de courbure de la trajectoire dudit moyeu lors du débattement de la suspension, d'autre part, forme avec une droite horizontale s'étendant parallèlement au plan longitudinal médian de la bicyclette, un angle compris entre 10 et 200. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la droite passant par l'axe de rotation du moyeu de la roue arrière, d'une part, et le centre de courbure de la trajectoire dudit moyeu lors du débattement de la suspension, d'autre part, forme avec une droite horizontale s'étendant parallèlement au plan longitudinal médian de la bicyclette, un angle sensiblement égal à 14 . Selon une autre caractéristique de la présente invention, le centre de courbure de la trajectoire du moyeu de la roue arrière est situé à proximité du plan horizontal contenant la partie supérieure de la chaîne d'entraînement de la roue. Selon une autre caractéristique de la présente invention le bras est d'un seul tenant avec un levier de commande d'un ensemble d'absorption de chocs. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le bras et le levier s'étendent dans des directions faisant entre elles un angle obtus. Selon une autre caractéristique de la présente invention, un ensemble d'absorption de chocs vient s'interposer entre le tube de selle et l'extrémité du levier opposée au point de pivotement. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de pivotement de la fourche inférieure sur le cadre est situé audessus de l'axe de la boîte de pédalier. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de pivotement de la fourche inférieure sur le cadre est situé en avant de l'axe de la boîte de pédalier. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de pivotement de la fourche inférieure sur le cadre est disposé au-dessus d'une droite horizontale passant par les axes de rotation des roues avant et arrière. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de liaison de la fourche inférieure et de la fourche supérieure est situé au-dessus d'une droite horizontale passant par l'axe de la boîte de pédalier. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de liaison de la fourche supérieure et du bras est disposé en avant du point et au-dessus de ce dernier. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le point de pivotement, commun au levier et au bras, sur le cadre est situé en arrière du point. On comprendra mieux les buts, aspects et caractéristiques de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une vue en élévation latérale d'une bicyclette équipée d'une suspension selon la présente invention. - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1. Une forme de réalisation préférée de l'invention est décrite ciaprès en référence aux dessins dans lesquels la référence 1 désigne un cadre de bicyclette et la référence 3 désigne la roue arrière de la bicyclette. Le cadre 1 comprend un tube de selle lb, un tube supérieur horizontal et un tube en diagonale i c ; ces trois éléments sont rigidement reliés entre eux, de manière connue, pour former une structure triangulaire. Le tube de selle lb, dans lequel coulisse la selle id, et le tube en diagonale ic sont reliés par une boîte de pédalier d'axe 10a; un tube de direction, qui supporte une fourche avant directrice portant une roue avant 2b, relie le tube supérieur la horizontal et le tube en diagonale i c ; le tube de selle lb et le tube supérieur en diagonale sont reliés par un raccord de selle. La roue arrière 3 est reliée au cadre 1 par une structure articulée définissant un quadrilatère avec le tube de selle lb. Ce quadrilatère articulé, contenu dans un plan sensiblement parallèle au plan médian vertical longitudinal de la bicyclette, comporte les points de pivotement 41, 54, 56, 67 et les côtés 6, 5, 4, lb. La partie mobile du quadrilatère comporte une fourche supérieure 5, une fourche inférieure 4 et un bras 6. La fourche supérieure est jointe à pivotement, par l'une de ses extrémités, à l'une des extrémités du bras 6, et est jointe d'une seule pièce, par son autre extrémité, à un support d'axe de roue arrière. La fourche inférieure 4 est jointe à pivotement respectivement à la boîte de pédalier par son extrémité avant et à la fourche supérieure 5. La fourche supérieure 5, d'un seul tenant, comporte deux branches fixées à un support commun 9 d'axe de roue arrière 3, à partir duquel elles s'étendent respectivement vers le haut et vers le bas selon des directions faisant entre elles un angle supérieur à 900 ; une entretoise de rigidification relie les deux branches de la fourche 5. Les axes de pivotement des différents éléments constitutifs du quadrilatère s'étendent transversalement à la bicyclette. Le support 9 d'axe de roue arrière reçoit la roue arrière dont on a représenté une seule des roues dentées il. La boîte de pédalier reçoit le pédalier dont seul un des plateaux 10 a été représenté. La roue arrière 3 est entraînée par l'intermédiaire d'une chaîne d'entraînement 12, dont seule la partie supérieure utile a été représentée, passant autour de la roue dentée il de la roue arrière et autour du plateau d'entraînement 10. Un ensemble 14 d'absorption des chocs, constitué par exemple d'un élément élastomère, est joint à pivotement, par ses extrémités respectivement à un levier 7 et au cadre 1. La dureté de l'élastomère est choisie en fonction des besoins, mais cet élément élastomère peut aussi être précontraint, et ce, par exemple par une molette se vissant sur une tige support de l'élastomère. L'élastomère est de préférence emboîté sur la tige entre deux coupelles de retenue. L'ensemble d'absorption des chocs peut aussi être constitué par un classique combiné ressort-amortisseur. Préférentiellement, l'ensemble d'absorption des chocs est précontraint de sorte que la suspens ion soit réglée en butée haute lorsque la bicyclette est immobile et le cycliste en position assise. Le levier 7 est solidarisé au bras 6, ces deux éléments étant montés à pivotement sur le cadre 1 autour d'un axe commun passant par le point 67. Dans la suite de la description d'un mode préférentiel de réalisation de l'invention, le positionnement vertical de points particuliers de la bicyclette sera précisé en supposant que la bicyclette repose sur ses roues sur un sol horizontal ; quant au positionnement longitudinal de ces points, il est à considérer selon un axe orienté dans le sens de déplacement normal de la bicyclette. Le point 41 de pivotement de la fourche inférieure sur le cadre de la bicyclette est disposé au-dessus d'une droite horizontale passant par les axes de rotation des roues avant et arrière et/ou au-dessus d'une droite horizontale passant par l'axe de la boîte de pédalier ; le point 41 est en outre disposé en avant de l'axe 10a de la boîte de pédalier. Le point 54 de liaison de la fourche inférieure et de la fourche supérieure est situé au-dessus d'une droite horizontale passant par l'axe de la boîte de pédalier. Le point 56 de liaison de la fourche supérieure et du bras 6 est disposé en avant du point 54 et au-dessus de ce dernier. Le point de pivotement 67, commun au levier 7 et au bras 6, sur le cadre de bicyclette est situé en arrière du point 41. Un tel quadrilatère définit un centre de courbure (CC) de la trajectoire du moyeu, situé à proximité de la chaîne d'entraînement, ce qui présente notamment l'avantage de limiter la variation de longueur de la partie utile de la chaîne 1 lors du débattement de la suspension. La droite 13 passant par le centre de courbure (CC) du moyeu de la roue arrière 3, d'une part, et l'axe dudit moyeu, d'autre part, s'étend dans une direction faisant un angle aigu avec l'horizontale, compris entre 10 et 200 ; de préférence, cet angle, mesuré dans le sens direct, est sensiblement égal à 14 . Lorsque la bicyclette est équipée de plusieurs roues dentées arrières et de plusieurs plateaux, la position du centre de courbure (CC) de la trajectoire du moyeu de la roue arrière est choisi de façon à minimiser la distance entre la projection dans un plan vertical, selon une direction transversale à la bicyclette, de ce centre de courbure et de l'ensemble des lignes de chaîne. La suspension selon l'invention est simple à industrialiser dans la mesure où elle ne met en oeuvre qu'un agencement déformable à quatre pivots, cette conformation en quadrilatère permettant en outre d'assurer une rigidité transversale suffisante à la bicyclette. La géométrie de la suspens ion arrière proposée permet d'obtenir, lors du pédalage, une résultante verticale des efforts exercés sur la roue arrière dirigée vers le bas, autrement dit la suspension arrière tendra à se relever légèrement lors du pédalage. La géométrie proposée, associée à un réglage en butée haute de l'ensemble d'absorption des chocs, permet une utilisation optimale de l'énergie mécanique fournie par le cycliste lors du pédalage, la quasi-totalité de la puissance délivrée lors du pédalage étant utilisée pour le déplacement de la bicyclette vers l'avant. Le rendement du pédalage s'en trouve donc sensiblement accru. Une bicyclette équipée d'une telle suspension peut utiliser un cadre et des roues très rigides, car ces éléments n'ont alors plus aucun rôle de confort à jouer, et ce, sans pénaliser le confort du cycliste. REVENDICATIONS 1) Suspension arrière pour bicyclette, du type comprenant une fourche inférieure (4) montée à pivotement au niveau de la boîte de pédalier d'un cadre de bicyclette, et par son autre extrémité à une fourche supérieure (5), qui porte une roue (3) entraînée en rotation par une chaîne (12), et dont l'extrémité supérieure est montée à pivotement à l'extrémité d'un bras (6) dont l'autre extrémité est montée à pivotement sur le cadre (1), caractérisé en ce que les sommets (41,54,56,67) du quadrilatère articulé délimité par les fourches inférieure (4) et supérieure (5), le bras (6) et le cadre (1) sont agencés de sorte que la droite passant par l'axe de rotation du moyeu de la roue arrière, d'une part, et le centre de courbure (CC) de la trajectoire dudit moyeu lors du débattement de la suspension, d'autre part, forme avec une droite horizontale s'étendant parallèlement au plan longitudinal médian de la bicyclette, un angle compris entre 10 et 200. 2) Suspension arrière pour bicyclette selon la revendication 1, caractérisée en ce que la droite passant par l'axe de rotation du moyeu de la roue arrière, d'une part, et le centre de courbure (CC) de la trajectoire dudit moyeu lors du débattement de la suspension, d'autre part, forme avec une droite horizontale s'étendant parallèlement au plan longitudinal médian de la bicyclette, un angle sensiblement égal à 14 . 3) Suspension arrière pour bicyclette selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le centre de courbure (CC) de la trajectoire du moyeu de la roue arrière est situé à proximité du plan horizontal contenant la partie supérieure de la chaîne d'entraînement de la roue. 4) Suspension arrière pour bicyclette selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bras (6) est d'un seul tenant avec un levier (7) de commande d'un ensemble d'absorption de chocs. 5) Suspension arrière pour bicyclette selon la revendication 4, caractérisée en ce que le bras (6) et le levier (7) s'étendent dans des directions faisant entre elles un angle obtus. 6) Suspension arrière pour bicyclette selon les revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'un ensemble d'absorption de chocs vient s'interposer entre le tube de selle (lb) et l'extrémité du levier (7) opposée au point de pivotement (67). 7) Suspension arrière pour bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point de pivotement (41) de la fourche inférieure (4) sur le cadre (1) est situé au-dessus de l'axe (1Oa) de la boîte de pédalier. 8) Suspension arrière pour bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point de pivotement (41) de la fourche inférieure sur le cadre est situé en avant de l'axe de la boîte de pédalier. 9) Suspension arrière pour bicyclette selon les revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le point (41) de pivotement de la fourche inférieure (4) sur le cadre (1) est disposé au-dessus d'une droite horizontale passant par les axes de rotation des roues avant (2b) et arrière (3). 10) Suspension arrière pour bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point (54) de liaison de la fourche inférieure (4) et de la fourche supérieure (5) est situé au-dessus d'une droite horizontale passant par l'axe (iota) de la boîte de pédalier. 11) Suspension arrière pour bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point (56) de liaison de la fourche supérieure et du bras (6) est disposé en avant du point (54) et au-dessus de ce dernier. 12) Suspension arrière pour bicyclette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point de pivotement (67), commun au levier (7) et au bras (6), sur le cadre est situé en arrière du point (41).