Brevet FR2782471A1 — publié le 20000225

DISPOSITIF POUR LE DEMONTAGE RAPIDE DES ROUES AVANT ET ARRIERE DE VELO LAISSANT EN PLACE ROUE LIBRE ET DISQUE DE FREIN La présente invention concerne un dispositif de montage d'une roue de bicyclette. Actuellement, les roues avant et arrière d'une bicyclette sont montées à rotation, sur les parties inférieures respectivement des fourches avant et arrière, par l'intermédiaire d'arbres horizontaux et transversaux traversant les moyeux cylindriques creux des roues et logés dans ces moyeux par l'intermédiaire de roulements. Les parties extrêmes de ces arbres transversaux sont filetées de manière à permettre de bloquer les arbres dans des logements des fourches, au moyen d'écrous. Par ailleurs, les roues avant et arrière d'une bicyclette diffèrent en ce que le moyeu d'une roue arrière porte une roue libre à un ou plusieurs pignons faisant partie du dispositif de transmission par chaîne entre le ou les plateaux du pédalier et le ou les pignons de la roue arrière. Le dispositif de montage actuel des roues d'une bicyclette entraîne plusieurs inconvénients. En premier lieu, il implique une différenciation lors de la fabrication des roues avant et arrière, du fait de la présence de la roue libre portant les pignons sur la seule roue arrière. En second lieu, l'opération de démontage et de remontage de la roue arrière est relativement complexe et peu commode du fait que la roue libre et les pignons restent associés à la roue arrière si bien que l'enlèvement et la remise en place de la chaîne de transmission sur les pignons sont des opérations peu aisées et qui prenent un temps relativement long. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif de montage des roues de bicyclette grâce auquel la roue libre de la roue arrière et les pignons qu'elle porte restent montés sur la partie inférieure de la fourche arrière pendant toute l'opération de démontage et de remontage de la roue, en entraînant un gain de temps notable pour cette opération, - 2 et la roue arrière est identique, dans sa partie centrale, à celle de la roue avant, ce qui facilite considérablement la fabrication et réduit le prix de revient de ces roues. A cet effet, le dispositif de montage d'une roue de bicyclette dont le moyeu est monté à rotation entre les parties extrêmes inférieures des deux haubans d'une fourche de la bicyclette, est remarquable en ce qu'il comporte deux butées de pré-centrage montées à rotation sur les parties inférieures des haubans en étant alignées horizontalement et transversalement par rapport à la roue, un axe support traversant une première butée et le moyeu de la roue en étant accouplé en rotation à cette butée et à ce moyeu tout en pouvant coulisser longitudinalement par rapport à eux, cet axe comportant une partie extrême filetée vissée dans un trou taraudé coaxial de la seconde butée, le sens d'enroulement du filetage de la partie extrême de l'axe support correspondant au sens de rotation normal de la roue vers l'avant, et un moyen pour bloquer en rotation la seconde butée de manière à pouvoir dévisser l'axe de la seconde butée et à le dégager, par un mouvement de translation axial, de la seconde butée et du moyeu de la roue, en effectuant une rotation manuelle de la roue dans le sens inverse de son sens de rotation normal. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe verticale schématique illustrant le principe du dispositif de montage d'une roue de bicyclette suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe verticale et axiale d'un dispositif de montage d'une roue arrière, en position montée, - la figure 3 est une vue en coupe, éclatée, des divers constituants du dispositif de montage représenté sur la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe verticale et axiale partielle illustrant la position extrême de l'axe cannelé lors du démontage d'une roue arrière, - 3 - - la figure 5 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne V-V de la figure 2 - la figure 6 est une vue en coupe verticale et axiale d'un dispositif de montage associé à une roue avant, en position montée, - la figure 7 est une vue en coupe, éclatée, des divers constituants du dispositif de montage d'une roue avant représenté sur la figure 6 - la figure 8 est une vue en élévation latérale de la partie inférieure de la fourche arrière d'une bicyclette du côté o la roue libre portant les pignons est montée à l'extérieur du cadre - la figure 9 est une vue en élévation, dans un plan vertical et transversal de la roue, d'un dispositif de montage utilisé avec une bicyclette actuelle à roue libre située à l'intérieur du cadre, la figure 10 est une vue en élévation latérale de la partie inférieure de la fourche arrière d'une bicyclette équipée du dispositif de montage représenté sur la figure 9. On décrira tout d'abord, en se référant à la figure 1, la structure générale du dispositif de montage suivant l'invention qui est représenté très schématiquement sur cette figure. Le dispositif assure la liaison entre des haubans gauche 1 et droit 2 d'une fourche avant ou arrière d'une bicyclette, et une roue 3 montée à rotation entre ces haubans. La roue 3 comporte un moyeu 4, s'étendant horizontalement et transversalement par rapport à la roue, à surface interne cannelée, lequel est en prise avec une partie cannelée 5a d'un axe support 5 s'étendant horizontalement et transversalement. L'axe cannelé 5 est engagé dans deux butées de pré-centrage coaxiales 6 et 7, alignées transversalement, lesquelles sont montées à rotation dans des roulements respectifs 8 et 9. Ces roulements sont situés dans des pattes non représentées qui sont fixées aux parties inférieures des haubans 1 et 2 de la fourche soit par soudage soit par vissage. La butée de pré-centrage 6 est traversée de part en part par la partie - 4 - cannelée 5a de l'axe support 5 et elle a une surface interne cannelée de manière à être accouplée en rotation avec l'axe 5. Sa face frontale droite 6a, c'est-à-dire sa face frontale externe, est en contact avec une tête 5b, de plus grand diamètre, de l'axe support 5. Sa face frontale gauche ou interne 6b, tournée vers le moyeu 4, a une forme tronconique, annulaire, et elle coopère avec la face frontale droite 4a, également tronconique, du moyeu 4 de la roue 3, pour contribuer au centrage de celle-ci. La butée de pré-centrage opposée 7 qui est montée à rotation sur le hauban 1 par l'intermédiaire du roulement 9, comporte, dans sa partie droite, un chambrage 7a dans lequel est engagée la partie extrême de la partie cannelée 5a de l'axe 5, ce chambrage étant prolongé vers la gauche par un trou borgne coaxial à filetage interne 7b. Dans ce trou fileté 7b est vissée une partie extrême coaxiale, filetée, 5c prolongeant vers la gauche la partie principale cannelée 5a de l'axe support 5. Le sens d'enroulement des filetages du trou borgne 7b et de la partie extrême filetée 5c est le même que le sens de la rotation normale de la roue 3 lors de l'utilisation de la bicyclette; autrement dit, ce sens est le sens des aiguilles d'une montre si on observe le dispositif à partir de la droite sur la figure 1. La butée 7 comporte par ailleurs une face frontale droite ou interne annulaire 7c de forme tronconique, tournée vers le moyeu 4 et coopérant avec la face frontale gauche 4b, également tronconique, du moyeu 4 de la roue 3. A la butée 7 est également associé un moyen 11, indiqué par une flèche, de tout type approprié, permettant de bloquer temporairement la butée 7 en rotation, lorsque cela est nécessaire, comme il sera précisé ci-après. On décrira maintenant la façon dont est effectué le démontage rapide de la roue 3 en partant de la position illustrée sur la figure 1. En premier lieu, on bloque la rotation de la butée 7, par le moyen 11, et on fait tourner manuellement la roue 3 dans le sens inverse de son sens de rotation normal, c'est-à-dire dans le sens inverse des -5- aiguilles d'une montre vu de la droite sur la figure 1. La rotation de la roue 3 est alors transmise, par le moyeu 4, à l'axe support cannelé 5, ce qui provoque le dévissage de sa partie extrême filetée 5c à partir du trou borgne fileté 7b de la butée 7. Du fait de ce dévissage, la partie extrême fileté 5c de l'axe 5 se dégage progressivement vers la droite et vers l'extérieur du trou fileté 7b jusqu'à ce qu'elle soit sortie totalement de ce trou. A partir de ce moment, il est possible, en tirant vers la droite sur tête 5b de l'axe 5, de dégager totalement la partie cannelée 5a de l'axe 5 à l'extérieur du moyeu 4 jusqu'à ce qu'il atteigne la position extrême indiquée en traits mixtes sur la figure 1. Dans cette position sortie de l'axe 5, sa partie extrême filetée 5c se trouve escamotée à l'intérieur de la butée 6 si bien que la roue 3 est libérée et peut être dégagée de l'espace compris entre les deux haubans 1 et 2. L'opération de remontage de la roue 3 s'effectue très rapidement par une manoeuvre inverse de celle précédemment décrite. L'axe cannelé 5 étant toujours tiré vers l'extérieur dans sa position extrême représentée en traits mixtes, on engage la roue 3 entre les deux haubans 1 et 2 en alignant plus ou moins le moyeu 4 avec les butées de pré- centrage 6 et 7. Ensuite, on repousse l'axe cannelé 5 vers la gauche de manière à engager sa partie cannelée 5a dans les cannelures internes du moyeu 4 et dans le chambrage 7a de la butée 7 jusqu'à ce que sa partie extrême filetée 5c pénètre dans le trou fileté 7b. On fait ensuite tourner manuellement la roue 3 dans son sens de rotation normal, c'est-à-dire dans le sens des aiguilles d'une montre vu de la droite sur la figure 1, ce qui provoque une rotation dans ce même sens de l'axe cannelé 5 et le vissage progressif de sa partie extrême filetée 5c dans le trou borgne fileté 7b. Naturellement, pendant cette opération de vissage, la butée 7 est toujours maintenue bloquée en rotation par le moyen 11. Une fois la partie extrême filetée 5c de l'axe 5 vissée à fond dans le trou 7b, on débloque la butée 7 et la roue 3 se trouve alors - 6 - automatiquement montée en position pour pouvoir tourner librement. Le vissage de la partie extrême filetée 5c de l'axe 5 provoque un rapprochement progressif des butées 6 et 7 lesquelles, à un certain moment, viennent en contact avec les deux surfaces frontales tronconiques 4a,4b du moyeu 4, en assurant le pré-centrage et le serrage de ce moyeu entre les butées. D'après la description précédente, on peut voir que le dispositif de montage assure une sécurité maximale du fait que si le serrage assuré par l'axe 5 après une opération de remontage se révèle insuffisant, ce serrage est renforcé dès la première utilisation de la bicyclette du fait que la rotation de la roue 3 dans le sens de l'avancement entraîne une rotation éventuelle de l'axe 5 par rapport à la butée 7 qui renforce le vissage et par conséquent le serrage de l'axe 5. On décrira maintenant, en se référant aux figures 2 à 5, une forme d'exécution du dispositif suivant l'invention utilisée pour le montage d'une roue arrière de bicyclette. Sur ces figures, de même que sur les autres figures annexées à la description, les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner les mêmes pièces constitutives que celles apparaissant sur le schéma de la figure 1. Le dispositif de montage de la roue arrière comporte, en plus des éléments représentés schématiquement sur la figure 1, une roue libre 12, sans cliquet, à aiguilles libres, laquelle est montée sur la partie extérieure de la butée 6. Autrement dit, la roue libre 12 est située à l'extérieur par rapport au hauban droit 2 portant la butée de pré- centrage 6. Cette butée est fixée à la cage interne du roulement droit 8 au moyen d'un écrou 13 vissé sur un filetage prévu sur la partie extrême gauche ou interne de la butée 6. La roue libre 12 est solidaire de plusieurs pignons à chaîne 14 de diamètres différents et elle est montée à coulissement, par l'intermédiaire de cannelures internes, sur un manchon 15 à cannelures longitudinales externes, solidaire de la butée 6. Le manchon 15 est monté - 7 - à rotation, par l'intermédiaire d'un roulement 16, sur un support 17 fixé au hauban 2. Le coulissement de la roue libre 12 permet un alignement de celle-ci par rapport au plateau meneur du pédalier par l'action de la chaîne afin d'obtenir une ligne de chaîne perpendiculaire par rapport au plateau meneur et aux pignons montés sur la roue livre, ce qui assure une utilisation optimale de tous les développements possibles. Du fait du coulissement de la roue libre, le dérailleur n'est plus monté sur le cadre mais sur la roue libre afin de suivre les mouvements d'alignement de la roue libre, le cadre servant alors de guide. Dans la forme d'exécution non limitative représentée sur les figures 2 à 5, la butée opposée 7 présente dans sa partie interne, c'est-à-dire située à droite du hauban gauche 1, des cannelures longitudinales sur sa surface externe, et sur ces cannelures est monté le moyeu 18, à cannelures internes, d'un disque de frein 19. Ce disque de frein est bloqué sur la butée 7 au moyen d'une vis 21 vissée dans un trou radial fileté du moyeu 18. Par ailleurs, le disque 19 est percé de trous 22 espacés les uns des autres suivant un cercle centré sur l'axe de rotation et défilant devant l'extrémité d'un poussoir 11 monté à coulissement dans le hauban gauche 1, parallèlement à l'axe de rotation, et repoussé vers l'extérieur par un ressort 23. Le poussoir 11 constitue le moyen indiqué schématiquement par la flèche 11 sur la figure 1 et il permet de bloquer le disque de frein 19 en rotation et par conséquent la butée 7 dont il est solidaire, lorsque l'on enfonce de la gauche vers la droite le poussoir 11 dans l'un des trous 22. Sur les figures 3 et 4 sont représentés des moyens permettant de limiter la course de sortie de l'axe cannelé 5 vers la droite, lors du démontage de la roue. Ces moyens sont constitués par une rainure 5d s'étendant longitudinalement dans une nervure de la partie cannelée 5a de l'axe 5, depuis la tête 5b jusqu'à un épaulement 5e proche de la partie extrême filetée 5c. Dans la rainure 5d - 8 - fait saillie une vis 24 qui est vissée dans un trou radial fileté prévu dans la partie externe de la butée 6. Par conséquent, cette vis 24 limite le coulissement de l'axe cannelé 5 vers la droite, lors de son mouvement de sortie, lorsque l'épaulement 5e vient en contact avec elle, comme il est représenté sur la figure 4. Dans cette position extrême droite de l'axe cannelé 5, la partie extrême filetée 5c de l'axe est escamotée à l'intérieur de la butée 6, ce qui permet le démontage aisé de la roue 3. Les figures 6 et 7 représentent un dispositif de montage semblable à celui représenté sur les figures 2 à 5, mais conçu pour une roue avant. Dans ce cas, l'axe cannelé 5 est plus court que l'axe cannelé utilisé pour le montage de la roue arrière et il en est de même pour la butée 6 qui n'a pas alors à supporter une roue libre. Pour le reste, les éléments constitutifs sont semblables à ceux qui ont été décrits précédemment. La figure 8 représente une forme d'exécution du support 17 fixé à la partie inférieure du hauban droit 2 pour supporter la roue libre 12 à l'extérieur du hauban 2. Les figures 9 et 10 représentent une forme d'exécution du dispositif de montage conçue pour une bicyclette dont la roue libre portant les pignons de chaîne est située à l'intérieur de la fourche, c'est-à-dire à gauche du hauban droit 2. - 9 - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de montage d'une roue de bicyclette dont le moyeu (4) est monté à rotation entre les parties extrêmes inférieures des deux haubans (1,2) d'une fourche de la bicyclette, caractérisé en ce qu'il comporte deux butées de pré-centrage (6,7) montées à rotation sur les parties inférieures des haubans (1,2) en étant alignées horizontalement et transversalement par rapport à la roue, un axe support (5) traversant une première butée (6) et le moyeu (4) de la roue en étant accouplé en rotation à cette butée et à ce moyeu tout en pouvant coulisser longitudinalement par rapport à eux, cet axe (5) comportant une partie extrême filetée (5c) vissée dans un trou taraudé (7b) coaxial de la seconde butée (7), le sens d'enroulement du filetage de la partie extrême (5c) de l'axe support (5) correspondant au sens de rotation normal de la roue vers l'avant, et un moyen (11) pour bloquer en rotation la seconde butée (7) de manière à pouvoir dévisser l'axe de la seconde butée (7) et à le dégager, par un mouvement de translation axial, de la seconde butée (7) et du moyeu (4) de la roue, en effectuant une rotation manuelle de la roue dans le sens inverse de son sens de rotation normal. 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe support (5) comporte, à l'une de ses extrémités, une tête (5b) de plus grand diamètre, destinée à prendre appui sur la face frontale externe (6a) de la première butée (6), une partie intermédiaire (5a) à cannelures longitudinales, en prise avec des cannelures longitudinales prévues dans la première butée (6) et dans le moyeu (4) de la roue, la partie extrême filetée (5c) de l'axe (5) prolongeant axialement sa partie cannelée (5a). 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des butées de pré-centrage (6,7) présentent une face frontale interne, c'est-à-dire qui est tournée vers le moyeu 4 de la roue, de forme annulaire tronconique destinée à venir s'appliquer contre une face frontale annulaire - 10 - tronconique correspondante (4a,4b) du moyeu (4), pour assurer l'auto-centrage de ce moyeu par suite de son serrage entre les deux butées de pré-centrage (6,7). 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la partie interne de la seconde butée (7) est fixée le moyeu (18) d'un disque de frein (19) qui est percé de trous (22) répartis suivant un cercle centré sur l'axe de rotation et dans le hauban (1) portant la seconde butée (7) est percé un trou d'axe parallèle à l'axe de rotation et dans lequel est logé à coulissement un poussoir (11), repoussé vers l'extérieur par un ressort (23) et pouvant venir s'engager dans l'un des trous (23) du disque de frein (19) afin de bloquer ce disque et par conséquent la seconde butée (7) et le moyeu (4) en rotation. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'axe cannelé (5) présente, dans sa surface latérale, une rainure longitudinale (5d) s'étendant à partir de sa tête (5b) jusqu'à un épaulement (5e) et dans cette rainure est engagée une vis (24) vissée dans un trou radial de la première butée (6) et coopérant avec l'épaulement(5e) de manière à limiter le mouvement de coulissement de sortie de l'axe cannelé (5). 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, associé à une roue arrière, caractérisé en ce qu'il comporte une roue libre (12), portant des pignons à chaîne (14) de différents diamètres et montée à coulissement axial sur la première butée (6). 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la roue libre (12) est montée à coulissement axial sur un manchon cannelé (15) accouplé à la butée (6) et monté à rotation dans un roulement (16) porté par un support (17) fixé au hauban (2) supportant la première butée (6). 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la roue libre coulissante (12) est montée aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur par - 11 - rapport au hauban (2) supportant la première butée (6).