Brevet FR2776729A1 — publié le 19991001

L'invention est relative à une roue libre de bicyclette qui trouvera notamment son application chez les constructeurs d'accessoires pour cycles. La construction des roues libres de vélo est bien connue de l'homme de l'art. On retrouve par principe un rochet solidaire de la roue arrière dans lequel vient s'engager un cliquet monté sur ressort qui lui est solidaire des pignons de chaîne. Lorsque le cycliste pédale, le cliquet entraîné par les pignons de chaîne vient s'engager dans la denture du rochet et fait tourner la roue. Par contre s'il arrête de pédaler le cliquet se dégage du rochet et la10 rotation de la roue devient libre. De multiples perfectionnements ont vu le jour dans ce domaine, par exemple pour rendre le fonctionnement de la roue libre silencieux ou pour réduire le jeu entre les positions d'engagement du cliquet. Toutefois, les tentatives pour réduire le poids se sont toujours heurtées à un problème de15 fragilité. Ceci est d'autant plus regrettable qu'actuellement les constructeurs se lancent tous dans une course à la performance en matière de légèreté pour les bicyclettes haut de gamme. Pour des raisons de résistance, vu les efforts mis en jeux, il est impératif d'utiliser pour la fabrication du cliquet un matériau très dur tel que de l'acier. C'est ce que font les constructeurs actuels et étant donné la petite taille de ces pièces ceci n'a pas de répercussions sensibles sur le poids total de la roue libre. Par contre le rochet est nettement plus grand et le matériau utilisé pour sa réalisation a beaucoup d'importance sur le poids complet de la roue libre. Aussi, de nombreux essais ont été pratiqués pour25 employer des matières légères telles que des alliages à base d'aluminium, de composés synthétiques voire même titane, mais sans succès. Ces matières sont trop tendres en comparaison de l'acier trempé et le cliquet finit toujours par endommager la denture du rochet. Des analyses montrent que dans certains cas le cliquet ne s'engage que partiellement dans la denture du30 rochet et le contact partiel qui en résulte provoque des contraintes énormes au niveau du point de contact. Dans ce cas le cliquet agit comme un petit burin et vient abîmer les dents du rochets qui finissent par se déformer. Le but principal de la présente invention est de présenter une roue libre dont le rochet peut être réalisé dans un matériau léger sans préjudice pour sa longévité. Deux applications principales en découlent. D'une part, il est possible de réaliser une économie substantielle de poids et obtenir un produit très performant dans la compétition. D'autre part, Il sera possible de faire appel à des matières plus quelconques, non hautement résistantes pour40 fabriquer le rochet et réaliser ainsi des économies de matière première. Parallèlement à cela, des techniques de moulage compatibles avec certains matériaux pourront être employées au lieu de l'usinage traditionnel plus coûteux pour les séries. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. La roue libre de bicyclette formée d'un rochet solidaire de la roue et d'un cliquet articulé relié au pignon de chaîne est caractérisé par le fait que le cliquet est auto-engageant dans la denture du rochet. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels: - La figure 1 montre le cliquet d'une roue libre actuelle alors qu'il est mal engagé dans le rochet. - La figure 2 représente un mode préférentiel de réalisation de la roue libre selon la présente invention. - Les figures 3 et 4 illustrent les caractéristiques d'auto-engagement du cliquet de l'invention. L'invention vise une roue libre de bicyclette et concerne les fabricants d'accessoires de cycles. Pratiquement tous les vélos de route ou VTT sont munis de roues libres qui permettent aux cyclistes de se reposer en évitant à ces derniers de pédaler continuellement sans pour autant arrêter le vélo. Cet organe se loge dans le moyeu de roue arrière, pratiquement entre le pignon de chaîne et le25 corps de moyeu, pièce en forme de diabolo sur laquelle sont fixés les rayons. La conception est classique, il s'agit d'un rochet solidaire de la roue dans lequel vient s'engager un cliquet articulé qui lui est relié au pignon de chaîne. La figure 1 représente les différentes pièces composant une roue libre traditionnelle. On retrouve le corps (1) du moyeu en forme de diabolo qui tourne avec la roue, et dans lequel est logé le rochet (2). Le cliquet (3) est articulé dans son logement usiné dans une bague (4) sur laquelle est rapporté le ou les pignons de chaîne. un ressort (5) pousse le cliquet (3) vers la denture du rochet (2) pour favoriser son engrènement. La forme de la35 denture du rochet et l'inclinaison du cliquet sont telle que dans le sens du pédalage du cycliste, il y a engrènement du cliquet par contre en cas de vitesse de rotation moindre de la bague support du cliquet, celui-ci saute hors du rochet par en pressant sur le ressort (5). L'effort de pédalage pouvant être important, les pièces doivent être robustes. Par exemple, le40 cliquet est réalisé en acier trempé, de même le rochet doit également être usiné dans un matériau très dur pour résister à la pression exercée par le cliquet. Toutes les tentatives menées jusqu'à présent pour réduire le poids du rochet grâce à l'emploi de matériaux légers se sont traduites par des échecs. Dans les roues libres de compétition, le rochet est rapporté dans le corps du moyeu pour permettre l'emploi de deux matières différentes l'une résistante l'autre légère. Ce type de construction est coûteux. Une analyse du fonctionnement de la roue libre a permis de mettre en évidence la raison principale de l'usure du rochet lorsque ce dernier est confectionné dans un matériau tendre. En effet, il n'est pas rare de voir le cliquet ne pas s'engager à fond dans la denture du rochet (2) comme cela est10 illustré à la figure 1. Dans ce cas la pression imprimée par le cliquet est énorme puisque la surface d'appui est réduite. Très vite l'arrête de la dent du rochet s'émousse et le cliquet saute sur la dent ce qui rend la roue libre inutilisable. C'est précisément pour remédier à ces inconvénients qu'à été développée l'invention dont la figure 2 représente un mode préférentiel de réalisation. I1 y a le corps (1) de moyeu solidaire de la roue destiné à recevoir les rayons, et dans ce corps (1) le rochet (2). On retrouve également la bague (4) solidaire du pignon de chaîne dans laquelle est articulé le cliquet (3). Comme cela est connu de l'homme de l'art, le cliquet (3) est20 articulé dans une découpe taillée dans la bague (4) qui forme un logement autorisant la rotation du cliquet (3). Un ressort (5) pousse le cliquet (3) vers l'extérieur afin qu'il s'engage dans la denture du rochet (2). Selon l'invention, le cliquet présente un profil auto-engageant. C'est à dire que par sa seule forme d'extrémité, les résultantes des forces manifestées au point de contact avec le rochet lors de l'engrènement de la roue libre pousse le cliquet au fond de la denture du rochet (2). Le corollaire étant que si le cliquet (3) ne présentait pas une position d'engagement minimum dans le rochet alors au contraire, il y a dégagement du cliquet hors du rochet (2) afin que l'engrènement se produise de façon correcte dans la30 dent suivante. De la sorte le cas de la figure 1 ne se rencontre jamais. Cette caractéristique est obtenue en concevant un cliquet dont l'extrémité est arrondie et ainsi il a tendance à glisser soit au fond du rochet soit en dehors. Dans l'exemple choisi, le bout du cliquet (3) est cylindrique et le rochet (2) a des dents de forme complémentaire, c'est à dire cylindrique35 en fond de dent. Les figures 3 et 4 expliquent le fonctionnement. Si l'on considère l'axe de symétrie (6) du cliquet (3) dans le premier cas de figure 3, cet axe (6) se trouve au moment o le cycliste reprend son rythme de pédalage à l'extérieur du point de contact du cliquet (3) avec l'arête (7) de la dent du rochet (2). Ceci va engendrer une force sur cliquet (3) qui va le repousser vers l'extérieur de la denture en comprimant le ressort (5). Il y a dégagement du cliquet (3) hors du rochet (2). A la figure 4, c'est le contraire, l'axe de symétrie (6) se retrouve au dessus de l'arrête de la dent du rochet (2), et la résultante issue de la force venant du cycliste par l'intermédiaire du cliquet (3) va pousser ce dernier dans le rochet (2). On voit ainsi qu'à chaque fois le cliquet est aidé par la poussée du cycliste. L'arête (7) est toujours épargnée sur le plan des contraintes, elle ne sert qu'à orienter le cliquet tantôt vers tantôt en dehors de la denture.10 L'autre avantage qui résulte de l'emploi d'un cliquet à extrémité arrondie est que la pression au niveau du contact entre cliquet et rochet, est relativement faible. L'absence d'arête sur le cliquet l'empêche d'abîmer la surface du rochet qui est ainsi ménagé. Cela permet d'utiliser un matériau15 relativement tendre pour la conception du rochet comme c'est le cas avec les alliages légers. REVENDICATIONS 1-Roue libre de bicyclette formée d'un corps de moyeu (1) solidaire de la roue dans lequel est logé le rochet (2) et d'un cliquet (3) articulé dans une O bague solidaire du pignon de chaîne caractérisé par le fait que le cliquet (3) présente un profil d'extrémité auto-engageant dans le rochet (2). 2-Roue libre de bicyclette selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les dents du rochet (2) comportent une arête (7) à dégagement. 3-Roue libre de bicyclette selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le cliquet (3) est arrondi à l'extrémité. 4-Roue libre de bicyclette selon la revendication 3 caractérisée par le fait que le cliquet (3) est cylindrique à son extrémité. -Roue libre de bicyclette selon la revendication 4 caractérisée par le fait que le fond de dent du rochet (2) est cylindrique.