Brevet FR2771370A1 — publié le 19990528

La présente invention concerne un dispositif de support de moyeu de roue de bicyclette afin qu'il puisse tourner, du type qui comprend un arbre disposé dans une cavité du moyeu, une paire de roulements placés entre la surface externe de l'arbre et la surface de la cavité du moyeu, chaque roule- ment ayant un anneau interne et un anneau externe fixés respectivement à l'arbre et au moyeu, et un dispositif de blocage des roulements à l'état monté. L'invention a pour objet la réalisation d'un dispositif du type précité qui a une structure simple et fiable et qui peut être assemblé au cours d'opérations simples et rapides. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type précité, caractérisé en ce que le dispositif de blocage comporte au moins un élément annulaire ayant une surface conique externe disposée entre la surface externe de l'arbre et l'anneau interne de l'un des roulements, l'anneau interne de ce roulement ayant une surface interne au moins partiel- lement conique au contact de la surface conique de l'élément annulaire conique, un dispositif étant destiné à pousser axialement l'élément annulaire conique entre l'arbre et le roulement vers une position de fonctionnement dans laquelle il fixe de manière stable l'anneau interne du roulement afin qu'il puisse tourner sur l'arbre, ce dispositif étant en outre destiné à bloquer l'élément annulaire conique en position de fonctionnement. Dans un premier mode de réalisation réalisé avec un arbre métallique, par exemple d'alliage léger, l'élément annulaire conique est repoussé axialement vers sa position de travail par un écrou annulaire qui est vissé sur une partie d'extrémité filetée de l'arbre. Dans un second mode de réalisation, la partie d'extré- mité de l'arbre est lisse (c'est-à-dire qu'elle n'a pas de filetage) et l'élément annulaire est repoussé axialement par un organe annulaire de serrage qui peut glisser sur l'arbre. L'écrou annulaire du premier mode de réalisation et l'organe annulaire de serrage du second mode de réalisation sont fendus et comportent une vis tangentielle de serrage desti- née à bloquer l'écrou annulaire ou l'organe annulaire de serrage respectivement sur l'arbre dans la position de fonctionnement. Le second mode de réalisation est particulièrement bien adapté au cas dans lequel l'arbre est formé d'un matériau composite et ne convient donc pas à la formation d'un filetage à sa partie d'extrémité. En outre, dans ce cas, l'arbre a une forme cylindrique régulière, si bien que les deux roulements qui supportent le moyeu ont un élément annulaire conique de blocage du type précité. Dans le cas ou l'arbre est formé d'un matériau métallique au contraire, l'anneau interne de l'un des deux roulements peut être poussé au contact d'une surface conique formée directement sur une extrémité de l'arbre, alors que le roulement opposé possède l'élément annulaire conique qui a été décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre purement illustratif, sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'un dispositif dans un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 1, la figure 3 est une vue éclatée en perspective du dispositif de la figure 1, la figure 4 est une coupe d'un dispositif dans un second mode de réalisation de l'invention, et la figure 5 est une vue éclatée en perspective du dispositif de la figure 4. On se réfère aux figures i à 3; la référence 1 désigne de façon générale un moyeu de roue de bicyclette qui comporte un corps d'un matériau métallique, par exemple d'alliage léger, ayant une forme tubulaire délimitant une cavité axiale 2. Dans l'exemple représenté, le corps du moyeu 1 possède une partie centrale 3 de forme cylindrique de diamètre constant et deux parties élargies 4 d'extrémité en cloche ayant de flasques annulaires 5 qui sont utilisés pour la fixation des extrémités radialement internes des rayons de la roue de bicyclette. Le moyeu 1 est supporté afin qu'il tourne sur un arbre 6 qui est aussi formé d'un matériau métallique qui est destine à être fixé à ses extrémités à une fourche de bicyclette. A cet effet, dans l'exemple représenté, l'arbre 6 a deux demi-essieux 7, 8 à ses extrémités, le demiessieu 8 étant formé en une seule pièce avec l'arbre 6 et le demi- essieu 7 étant un élément séparé vissé dans une partie d'extrémité taraudée 9 de la cavité cylindrique interne 10 de l'arbre 6. Le moyeu 1 est supporté sur l'arbre 6 afin qu'il tourne par deux roulements 11, 12 qui, dans l'exemple représenté, sont deux roulements à billes qui peuvent transmettre à la fois des forces axiales et des forces radiales entre le moyeu 1 et l'arbre 6. Les deux roulements 11, 12 ont des anneaux internes lia, 12a raccordés à l'arbre 6 afin qu'ils puissent tourner et des anneaux externes llb, 12b raccordés au moyeu i afin qu'ils puissent tourner. Selon l'invention, l'assemblage de l'unité précitée est obtenu par insertion d'un élément annulaire 13, ayant une surface externe conique 13a et une surface cylindrique, entre l'arbre 6 et l'anneau interne lia du roulement 11. A cet effet, la surface interne de l'anneau interne lla a une partie conique 14 qui est au contact de la surface conique externe 13a de l'élément annulaire 13. Ce dernier est poussé axialement vers la droite (sur la figure 1) jusqu'à ce qu'il atteigne une position de travail dans laquelle il fixe l'anneau interne lla du roulement 11 en rotation sur l'arbre 6. Simultanément, l'anneau externe llb est bloqué contre un épaulement annulaire 15 formé à la surface de la cavité 2 du moyeu. L'élément annulaire conique 13 est poussé axialement vers sa position finale de fonctionnement dans laquelle le roulement 11 est maintenu en position de montage par un écrou annulaire 16 qui est vissé sur une partie d'extrémité filetée 17 de l'arbre 6. A l'extrémité opposée de l'arbre 6, celui-ci a une partie 18 ayant une surface conique coopérant avec une partie de surface conique correspondante 19 formée à la surface interne de l'anneau interne 12a du roulement 12. Lorsque l'élément annulaire conique 13 est poussé vers sa position de fonctionnement, c'est-à-dire vers la droite sur la figure 1, la force axiale appliquée au roulement 11 est transmise par le moyeu 1 au roulement 12, si bien que l'anneau interne 12a de ce dernier coopère avec la partie 18 de surface conique de l'arbre 6 et assure aussi un serrage sûr du roulement 12. Lorsque l'écrou annulaire 16 est vissé jusqu'à ce qu'il pousse l'élément annulaire conique 13 vers sa position de fonctionnement, il peut être bloqué dans cette position. A cet effet, l'écrou 16 a une fente 16a et porte une vis tan- gentielle 16b de serrage qui peut être serrée pour bloquer l'écrou 16 par frottement dans la position atteinte. Natu- rellement, à la place de cette disposition, il est possible d'utiliser n'importe quel autre dispositif de serrage et de blocage, par exemple un écrou annulaire ayant un écrou supplémentaire de blocage ou un écrou annulaire autoblocant. Les figures 4 et 5 représentent une variante qui cor- respond au cas o l'arbre 6 a un corps cylindrique régulier formé d'un matériau composite, par exemple à base de fibres de carbone, sans filetage analogue au filetage 17, car cet usinage ne peut pas être réalisé sur un matériau de ce type. Dans ce cas, les deux roulements 11, 12 sont serrés par des éléments annulaires coniques respectifs 13, 13'. En outre, dans ce cas, toujours parce que l'arbre 6 doit avoir une forme cylindrique régulière, les deux demi-essieux 7, 8 sont constitués d'éléments séparés de l'arbre 6 qui sont collés dans les parties d'extrémité de la cavité interne 10 de l'arbre 6. Dans ce cas en outre, comme la surface externe de l'arbre 6 ne peut pas avoir un filetage, l'élément annulaire conique 13 est poussé vers sa position de fonctionnement par un organe annulaire de serrage 16' qui, comme l'écrou 16 du mode de réalisation déjà décrit, a une fente 16'a et une vis de serrage 16'b qui peut être serrée pour bloquer l'organe annulaire de serrage 16' par frottement sur l'arbre 6. Lorsque l'organe de serrage 16' pousse l'élément annulaire 13 vers sa position de travail, le roulement 11 est bloqué de la manière décrite précédemment en référence à la figure 1, alors que le roulement 12 est bloqué parce que son anneau interne 12a est poussé sur l'élément annulaire conique 13' qui est retenu axialement à l'aide d'un manchon d'entretoise par un flasque annulaire 21 du demi-essieu 88 qui dépasse au-dela de la peripherie externe de l'arbre 6. La pression qui doit être appliquée à l'organe annu- laire de serrage 16' pour le blocage de l'unité à l'état assemblé peut être appliquée par exemple par un outil qui comprend une vis disposée sur toute la longueur de la cavité interne 10 de l'arbre 6 et dans les trous centraux 8a et 7a des demi-essieux 8, 7. Cette vis a une tête destinée à être en butée contre le demi-essieu 8 et coopère par vissage avec un écrou annulaire destiné à exercer une force sur l'organe annulaire de serrage 16' L'outil précité n'est pas repre- senté cependant sur les dessins annexés car, séparément, il ne fait pas partie de la présente invention et parce qu'il est possible d'assembler l'organe 16' de serrage d'une autre manière, comme peuvent facilement le noter les hommes du métier. Dans le cas du mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le moyeu 1 possède une partie centrale 3 ayant un diamètre interne légèrement supérieur au diamètre externe de l'arbre 6 afin qu'il assure un support convenable de cet arbre et empêche une flexion excessive de celui-ci. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support d'un moyeu (1) de roue de bicyclette afin qu'il puisse tourner, du type qui comprend: - un arbre (6) disposé dans une cavité (2) du moyeu (1), - une paire de roulements (11, 12) placés entre la surface externe de l'arbre (6) et la surface de la cavité (2) du moyeu (1), chaque roulement ayant un anneau interne (lia, 12a) et un anneau externe (llb, 12b) fixés respec- tivement à l'arbre (6) et au moyeu (1), et - un dispositif de blocage des roulements (11, 12) à l'état monté, caractérisé en ce que le dispositif de blocage comporte au moins un élément annulaire (13) ayant une surface conique externe (13a) disposée entre la surface externe de l'arbre (6) et l'anneau interne (11a) de l'un des roulements (11, 12), l'anneau interne (11a) de ce roulement ayant une sur- face interne au moins partiellement conique (14) au contact de la surface conique de l'élément annulaire conique (13), un dispositif (16, 16') étant destiné à pousser axialement l'élément annulaire conique (13) entre l'arbre (6) et le roulement (11) vers une position de fonctionnement dans laquelle il fixe de manière stable l'anneau interne (11a) du roulement (11) afin qu'il puisse tourner sur l'arbre (6), ce dispositif étant en outre destiné à bloquer l'élément annulaire conique (13) en position de fonctionnement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de poussée axiale de l'élément annu- laire conique (13) comporte un écrou annulaire taraudé (16) vissé sur une partie d'extrémité filetée (17) de l'arbre (6) et possédant un dispositif (16a, 16b) de blocage sur l'arbre (6). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de poussée axiale de l'élément annu- laire conique (13) comporte un organe annulaire de serrage (16') monté de manière coulissante sur une partie d'extré- mité non filetée de l'arbre (6) et possède un dispositif (16'a, 16'b) de blocage de cet organe sur l'arbre (6). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un seul élément annulaire conique (13) est associé à un roulement (11), l'autre roulement (12) étant bloqué sur une partie (18) de l'arbre (6) qui a une surface conique et est formée directement sur l'arbre (6). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (6) a une forme cylindrique régulière et en ce qu'il comporte deux éléments annulaires coniques (13, 13') associés aux deux roulements (11, 12), l'un de ces éléments coniques (13) étant soumis directement à la force appliquée par le dispositif (16') destiné à pousser, l'autre élément annulaire conique (13') étant en butée contre l'élément d'arrêt (20, 21) raccordé à l'arbre (6). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (6) est formé d'un matériau métallique. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre (6) est formé d'un matériau composite.