Brevet FR2778625A1 — publié le 19991119

La présente invention concerne un dispositif de freinage pour bicyclette. La plupart des dispositifs de ce type ne maintient pas les patins parallèles à la jante, et lorsqu'ils présentent cette particularité, les mécanismes sont exposés aux boues, à la pluie, et aux projections d'eau lors du nettoyage, notamment pour des vélos tout terrain. Les étriers de freins présentent des éléments symétriques mais rarement identiques, générant de ce fait des coûts de fabrication et de stockage plus élevés que pour des éléments strictement identiques. La plupart des dispositifs transmettent leur pression aux patins par l'intermédiaire d'une tige et d'une vis. Cette disposition ne permet pas de transmettre de facon uniforme et répartie la pression des patins sur la jante. Les dispositifs de freinage notamment en forme de V présentent l'inconvénient de manquer de progressivité. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Le dispositif est composé de deux sous-ensembles disposés symétriquement et de fabrication strictement identique. Chaque sous-ensemble comporte notamment un levier ( 1) [vue de coté fig. 1 et vue en coupe selon x-x fig.2), réalisé notamment en aluminium, comportant, dans sa partie supérieure un orifice circulaire (2) (fig. 1) usiné de façon à présenter son centre sur le même plan horizontal que l'élément de guidage de câble (50) (fig.23] et un orifice oblong (3) [(fig.2) débouchant dans l'orifice circulaire (2), et comportant dans sa partie inférieure un évidement [4] (fig.1] de forme oblongue, dont le pourtour est usiné de chaque coté du levier (1), sous la forme d'un chanfrein (5) (fig.1] et trois orifices taraudés (6, 7 et 70] débouchant de chaque coté du levier ( fig.1).Le dispositif est également composé de deux flasques (8] (vue de coté fig.3 et fig 5, vue de profil fig.8, vue en coupe suivant z-z fig.4 et vue en coupe suivant y-y fig 6] et (9) (vue en coupe suivant y-y fig.6, et vue de profil fig.8] réalisées notamment en aluminium, comportant respectivement trois orifices circulaires tels que (78, 79 et 80) [vue de coté fig.3], deux orifices circulaires tels que (10 et 11) (fig.3) comportant chacun un chanfrein tels que (12 et 13] (fig.4) dans lesquels viennent se loger les roulements étanches (14,1 5] (fig.6) pour la flasque (9) et les roulements étanches (16 et 17] (fig.6] pour la flasque 8.et comportant enfin un alésage tel que (18) (fig.4] dans lequel est logé une bague (20] (fig 6 et à une échelle supérieure fig.24] réalisée notamment en bronze. La flasque (9] reçoit de façon similaire une bague (19) [fig.6) réalisée notamment en bronze. Cette disposition permet au dispositif selon l'invention d'offrir une cavité de type carter étanche, capable d'abriter le mecanisme d'asservissement de maintien parallèle des patins par rapport à la jante. Le mécanisme d'asservissement est constitué notamment par des axes, des pignons en acier et des roulements étanches. Les flasques [8 et 9] sont équipées de leur roulements respectifs. Les axes (21 et 22] (fig.6) dont les extrémités sont filetées, sont engagés respectivement à force dans les pignons dentés [23 et 24] (fig.6 et en vue cavalière fig.11]. L'axe (25] (fig.6 et vue partielle fig.24] est engagé à force dans le pignon [26] (fig.6, fig. 11 et vue partielle fig.24]. L'une des extrémités de l'axe [21] solidaire du pignon [23] (fig.6] est engagée dans le roulement [(16) positionné dans son logement [12] (fig.4] usiné dans la flasque (8).L'une des extrémités de l'axe [22] [fig.6) solidaire du pignon (24] est engagée dans le roulement (17] positionné dans son logement [13] [fig.4) usiné dans la flasque [8] et l'axe [25], solidaire du pignon (26)] et engagée dans la bague [20) positionnée dans son logement [18) (fig.4] usiné dans la flasque [8]. L'ensemble des axes est introduit dans l'évidement oblong (4] (fig.1] réalisé dans la partie inférieure du levier [1] et la flasque (8) est positionnée dans le chanfrein [5] (fig.1]) et rendue solidaire du levier (1] par les vis à tête fraisée [27,28 et 29] (vue de coté fig.7).La fiasque (9) est positionnée symétriquement à la flasque (8]. L'extrémité libre de l'axe (21) est engagée dans le roulement (14] positionné dans son logement usiné dans la flasque [9], l'extrémité libre de l'axe (22] est engagée dans le roulement (15) positionné dans son logement usiné dans la flasque (9) et l'extrémité libre de l'axe (25), solidaire du pignon (26) est engagée dans la bague (19] positionnée dans son logement usiné dans la flasque (9). la flasque (9] est positionnée dans le chanfrein réalisé symétriquement au chanfrein (5) et rendue solidaire du levier (1) par des vis similaires aux vis (27,28 et 29) (vue de coté fig.7) en coopérant avec les mêmes orifices taraudés (6,7 et 70) débouchant de part et d'autre du levier [1). Les pignons (23 et 24), réalisés de façon identique, dont les dents à taille droite, sont respectivement en prise avec les dents à taille droite du pignon (26), sont pourvus de joues [ fig.6 et vue cavalière fig 11) limitant le jeu latéral du pignon (26]. Une rondelle [31 et 32 fig.6] est engagée à chaque extrémité de l'axe (22). Une extrémité de l'axe [22) est équipée d'un écrou [40) (fig.6) et d'un contre-écrou (33] (fig.6}. Cette disposition permet de visser l'extrémité opposée de l'axe [22] dans les moyens offerts par le cylindre (30) comportant un filetage interne[ vue partielle fig.6] équipant la plupart des bras de fourche des bicyclettes et destiné à recevoir les dispositifs de freinage. Le vissage de l'axe (22) dans le cylindre [30] entraîne la rotation des pignons [24, 26 et 23] dont les dents sont respectivement en prise. Le serrage de l'axe [22) immobilise le pignon (24). Le levier [1] pivote librement sur les roulements (15 et 17). La déviation du levier [1] entraîne d'une part l'axe (25) solidaire du pignon (26] et l'axe [21] solidaire du pignon (23) selon deux arcs de cercles concentriques à l'axe de pivotement du levier [1] et d'autre part la rotation du pignon (26] dont les dents sont en prise avec les dents du pignon [24) rendu fixe. Les pignons [26 et 23] ayant leur dents respectivement en prise, la rotation du pignon [26) entraîne la rotation du pignon [23). Le sens de la rotation du pignon [26) suit la direction de la déviation du levier [1]. La rotation du pignon [23) est proportionnelle à la déviation du levier [ 1], et de sens inverse au sens de rotation du pignon [26) et à la direction de la déviation du levier [1). Les rondelles [38 et 39] (fig.6] sont engagées respectivement dans les extrémités de l'axe [21]. Les éléments de fixation des supports de patins identiques [34 et 35) (vue de coté fig.9, vue de dessus fig.1 O et vue de face fig.8) de forme principale d'équerre, pourvus de deux orifices de forme oblongue, sont engagés respectivement dans les extrémités de l'axe [21) et sont rendus solidaires de cet axe par les écrous (36 et 37] (fig.6]. L'axe longitudinal [ A-A' fig.9) des éléments [34 et 35), positionné horizontalement est perpendiculaire à la ligne constituée par le centre de l'orifice circulaire (2), et les centres des axes [21, 25 et 22] lorsque le levier (1) est positionné verticalement Les éléments 34 et 35 rendus solidaires du pignon [23) dont la rotation est proportionnelle à la déviation du levier [1] et de sens inverse à cette déviation, conservent leur axes longitudinaux en position horizontale lors de la déviation du levier [1]. Un axe cylindrique 43 [ fig.7 et vue cavalière fig.21] comportant deux orifices taraudés [44 et 45] [fig 21) est engagé librement dans l'orifice [2] (fig.1] du levier [1). Un barillet de tension de câble [46) (vue de coté fig.19] couramment commercialisé, est engagé dans I'orifice oblong [3] (fig.1]) et vissé dans l'orifice taraudé [45) (fig.21]. Un écrou [47] (fig.19] est vissé sur la portion de filetage débouchant de l'orifice [3]. Le câble de commande, couramment commercialisé, du dispositif est engagé dans le barillet (46], débouche de celui-ci et pénètre dans deux ressorts à compression de longueur et de diamètre différents,(48 et 49] (fig.19] disposés longitudinalement, horizontalement et concentriquement. Les spires d'extrémités du ressort 48, qui est muni d'une gaine de protection [ vue en coupe fig.25 et de coté fig.26] sont engagées librement, respectivement autour du filetage du barillet [46] jusqu'à l'écrou [47] et autour du tube présenté par l'élément [50] [vue de coté fig.23) pourvu d'un épaulement et engagé dans un orifice oblong ([71] (fig.20] réalisé dans l'élément [51] (vue de coté fig.20, vue de dessus fig.22 et de face fig.1 9) qui est pourvu d'un moyen de fixation de type vis (56] (fig.20 et fig.22] et écrous (54 et 55] (fig.20 et fig.22]. Cet élément [51] est conçu pour coopérer avec l'orifice circulaire présent à la jonction des bras de fourche, et généralement utilisé pour coopérer avec des dispositifs de freinage de type étrier, notamment lorsque les bras de fourches sont dépourvus de moyen de fixation tel que (30) (fig.6). L'extrémité du câble de commande débouche du tube de l'élément de guidage (50] et une rondelle (53] [fig. 19] est positionnée sur la portion de tube débouchant de l'orifice oblong (71] [ vue de coté fig.20) de l'élément [51). La mise en oeuvre du levier disposé symétriquement au levier (1] est réalisée de manière identique et le câble débouchant du barillet (72] (fig.1 9) équipant le levier disposé symétriquement au levier (1) est équipé d'un dispositif d'arrêt serti (69) (fig.19] ou d'un dispositif d'arrêt couramment commercialisé. Le réglage du dispositif est obtenu de la façon suivante: Le levier de commande disposé sur le guidon est actionné et maintenu aux deux tiers de sa course. Le barillet [46] est vissé jusqu'à venir en contact avec les spires d'extrémités du ressort (49), dont les spires d'extrémités opposées sont en contact avec la section du tube présenté par l'élément (50). La vis sans tête (57) ( vue de coté fig.7 et fig. 19) coopérant avec l'orifice taraudé (44).(fig.21) est vissée jusqu'à immobiliser le barillet [46)] dans l'orifice (45). Les éléments (34 et 35), équipés d'un ensemble constitué d'un support de patin (38) ( vue arrière fig.15 et vue cavalière fig.17) à surface de base trapézoïdale (fig.13), pourvu d'un patin (62) offrant des découpes (65 et 66] (vue cavalière fig.18) capables d'épouser les contours des écrous (63) ( vue cavalière fig. 14) et (64] (vue de dessous fig.16), sont positionnes de façon à amener la surface de contact du patin à proximité immédiate de la surface de freinage offerte par la jante, sans pour autant être en contact avec cette dernière.Les éléments (34 et 35), équipés d'un support de patin (38), sont positionnes à hauteur désirée dans les orifices oblongs (41 et 42) présentés verticalement et à la distance désirée par les orifices oblongs réalisés longitudinalement tel que (73) (vue de coté fig.9) présentés horizontalement. Les écrous (36 et 37] (fig.6) et les vis (67 et 68) (fig.16) coopérant avec les écrous rectangulaires (63) ( vue cavalière 14) et 64 (vue de dessous fig.16] interdisant le glissement longitudinal des patins tel que [62) en coopérant avec les découpes (65 et 66], sont serrés et bloqués. Le réglage de pression du ressort (48] est assuré par l'écrou (47) (fig. 19) disposé sur le barillet (46). Le réglage de pression du ressort (74] est assuré par l'écrou (84) disposé sur le barillet (72) (fig. 19). La mise en oeuvre et les réglages du levier disposé symétriquement au levier [1] sont identiques. Le levier de commande disposé sur le guidon est ramené dans sa position de repos. La mise en oeuvre du levier de commande disposé sur le guidon jusqu'aux deux tiers de sa course comprime le ressort (48) et le ressort (74) (fig. 19], les patins sont respectivement à proximité immédiate de la jante, au delà, les ressorts (48 et 49) et les ressorts (74 et 75] (fig.19) sont simultanément comprimés et les patins sont en contact avec la jante sous une pression proportionnelle à la position du levier de commande. Le relâchement du levier de commande permet aux ressorts [48 et 49] et aux ressorts (74 et 75) de repousser simultanément les patins et leurs supports respectifs. A partir des deux tiers restant de la course du levier (1] et du levier disposé symétriquement, vers leur position de repos, les patins et leurs supports sont repoussés uniquement par les ressort (48 et 74). Les ressorts [48 et 74] sont protégés par une enveloppe constituée par un tube souple en caoutchouc (76 et 77] (vue en coupe fig.25 et de coté fig.26).épousant les spires des ressorts Cette disposition est rendue possible par le montage en ligne des axes supportant les barillets de tension, des barillets de tension maintenus en ligne, du câble de commande, des ressorts de rappel disposés concentriquement par rapport au câble de commande, du dispositif de guidage de câble (50) et de l'orifice oblong (71) de l'élément (51] supportant l'élément (50]. Selon une variante n 1, les pignons à denture droite (23 et 24) sont remplacés en lieu et place respectivement par les pignons (81 et 82) (vue cavalière fig.12) pourvus de crans capables de coopérer avec la courroie fermée et crantée (83] (vue cavalière fig. 12) réalisant à la place du pignon (26) la fonction de transmission entre le pignon fixe (82] solidaire de l'axe [22] et le pignon [81] solidaire de l'axe [21) supportant les moyens de fixation des supports de patins. La mise en oeuvre de l'ensemble des autres éléments composant le dispositif selon l'invention reste identique. Les pignons crantés [81 et 82) sont réalisés, aux crans et aux dents près, à l'identique des pignons [23 et 24]. La courroie [83] ayant ses crans en prise avec les crans du pignon (82] solidaire de l'axe fixe (22) et en prise avec les crans du pignon (81) solidaire de l'axe (21] pivotant librement agit à la manière d'un parallélogramme souple. La déviation du bras (1) déplace le pignon [81) et l'axe (21] dont il est solidaire, selon un arc de cercle concentrique au centre de pivotement du bras (1) et engendre la déviation des brins de la courroie (83] dans le même sens que le bras et génère la rotation du pignon (81)et de l'axe (21) dont il est solidaire, dans le sens inverse à la déviation du bras (1)et selon une amplitude proportionnelle à la déviation de ce bras, réalisant ainsi l'asservissement en position horizontale des supports (34 et 35] solidaires de l'axe (21). Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente le levier (1] vue de coté La figure 2 représente le levier (1] vue en coupe suivant x-x La figure 3 représente la flasque 8 vue de coté La figure 4 représente la flasque 8 vue en coupe suivant z-z. La figure 5 représente le levier (1] équipé de la flasque (8] vue de coté. La figure 6 représente le levier [1] équipé, vue en coupe suivant y-y. La figure 7 représente le levier (1] équipé d'un moyen (35] vue de coté. La figure 8 représente le levier [1] et les moyens [34 et 35) vue de profil. La figure 9 représente un moyen de fixation ( 34 ou 35] vue de coté. La figure 10 représente un moyen de fixation (34 ou 35] vue de dessus. La figure 11 représente les pignons [23,24 et 26] selon une vue cavalière. La figure 12 représente la variante n 1 selon une vue cavalière. La figure 13 représente une vue de face de la surface de base de l'élément (38] La figure 14 représente l'élément [63] selon une vue cavalière. La figure 15 représente l'élément (38) vue arrière. La figure 16 représente l'élément (38] équipé, selon une vue de dessous. La figure 17 représente l'élément (38) équipé d'un patin (62],selon une vue cavalière. La figure 18 représente un patin (62), selon une vue cavalière. La figure 19 représente une vue de coté partielle des leviers équipés des ressorts. La figure 20 représente l'élément (51), équipé, selon une vue de coté. La figure 21 représente l'élément [43) selon une vue cavalière. La figure 22 représente l'élément (51], équipé, selon une vue de dessus. La figure 23 représente les éléments (50 et 53) selon une vue de coté. La figure 24 représente à une échelle supérieure la bague (20) et partiellement les éléments [25 et 26). La figure 25 représente les éléments (76 et 77) positionnés et selon une vue en coupe. La figure 26 représente les éléments [76 et 77] positionnes et selon une vue de coté. REVENDICATIONS 1]Dispositif de freinage pour bicyclette caractérisé en ce qu'il est composé de deux sous-ensembles identiques disposés symétriquement, respectivement constitués par un levier (1] comportant, d'une part, dans sa partie supérieure un orifice oblong [3], débouchant dans un orifice circulaire [2] usiné de facon à présenter son centre, sur le même plan horizontal que l'élément de guidage de câble [50] disposé dans un orifice oblong [71] réalisé dans le support [51) rendu solidaire de la fourche par un élément fileté (6) coopérant avec l'orifice circulaire réalisé à la jonction des bras de fourche et supportant les moyens de fixation des dispositifs de type étrier notamment lorsque les bras de fourche sont dépourvus de moyens de fixation tel que [30], à être capable de loger un axe [43] pourvu d'un orifice taraudé (45) et à présenter le barillet (46) vissé dans cet orifice [45] en vis à vis du dispositif de guidage de câble (50] positionné dans le support (51) rendu solidaire de la fourche par la coopération de la tige filetée [56) et de l'orifice circulaire généralement présent à la jonction des fourches afin de réaliser les butées de pression envers les ressorts de rappel (48 et 49), positionnés horizontalement et concentriquement au câble de commande, d'autre part dans sa partie inférieure, un évidement oblong (4), réalisant avec les flasques identiques (8 et 9) logées respectivement dans les chanfreins tel que [5) usinés sur le pourtour de l'évidement (4)],de chaque coté du levier (1) et rendues solidaires du levier notamment par vis, un carter capable d'abriter un dispositif d'asservissement de position horizontale envers les moyens de fixation [34 et 35] des supports de patins (38],dispositif constitué selon cette revendication par trois pignons à denture droite positionnes en cascade suivant les dispositions suivantes: le pignon à denture droite (26) solidaire de l'axe (25] pivotant librement dans les bagues [20 et 19) positionnées dans leurs logements respectifs usinés dans les flasques (8 et 9], a ses dents respectivement en prise avec d'une part les dents du pignon à denture droite (23] solidaire de l'axe (21), pourvu de filetages à ses extrémités, pivotant librement dans les roulements étanches [16 et 14] disposés dans leurs logements respectifs usinés dans les flasques (8 et 9) et supportant les moyens de fixation [34 et 35) du support de patin [38), et d'autre part avec les dents du pignon à denture droite (24) solidaire de l'axe (22) supportant les moyens de pivotement du levier(1] constitués par les roulements étanches [(17 et 15) positionnes respectivement dans les logements usinés dans les flasques [8 et 9), et rendu solidaire des moyens de fixation tel que [(30) dont sont généralement pourvus les bras de fourches par la coopération respective des écrous (33 et 40] avec l'une de ses extrémités filetées de l'axe (22) et de l'orifice fileté du moyen de fixation (30] avec l'autre extrémité filetée de l'axe (22].- 2] Dispositif de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de fixation (34 et 35] du support de patin [38], sont asservis en position horizontale. 3] Dispositif de freinage selon les revendication 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif d'asservissement de position des moyens de fixation [34 et 35] du support de patin [38] est logé dans un carter réalisé par la coopération du levier [ 1) avec les flasques (8 et 9]. 4] Dispositif de freinage selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'asservissement de position des moyens de fixation [34 et 35) du support de patin (38] est logé dans un carter étanche. ) Dispositif de freinage selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le dispositif d'asservissement de position des moyens de fixation (34 et 35) du support de patin (38) est réalisé par la coopération de trois pignons (23, 26 et 24) à denture droite disposés en cascade. 6] Dispositif de freinage selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'axe [22) fileté à ses extrémités, solidaire du pignon à denture droite [24) supporte les moyens de pivotement du levier [1] constitués par les roulements étanches [17 et 15].et rend le dispositif solidaire de la fourche par la coopération de ses extrémités filetées respectivement d'une part avec les écrous [33 et 40] et d'autre part avec l'orifice taraudé présenté par les moyens de fixations tel que (30), solidaires des bras de fourche. 7) Dispositif de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de fixation de type écrous [63 et 64) des supports de patin [38) à surface de base trapézoïdale, coopérant avec les orifices [58, 59, 60 et 61], les vis [67 et25 68] et les orifices oblongs [41 et 42] rendent solidaires le support de patin (38] sur les moyens de fixation 34 et 35 et réalisent une fonction de bridage envers le patin [62) positionné dans le support [38], en coopérant avec les découpes [65 et 66] réalisées dans le patin (62). 8) Dispositif de freinage, selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le dispositif de rappel de chaque levier est constitué par deux ressorts concentriques de longueur et de diamètre différents, disposés longitudinalement, horizontalement, et concentriquement au câble de commande et disposés respectivement de part et d'autre du dispositif de guidage de câble [50) engagé dans l'orifice oblong [71) du support [51] coopérant avec l'orifice circulaire35 disposé à la jonction des bras de fourche. 9] Dispositif de freinage selon les revendications 1 et 8 caractérisé en ce que le ressort [48] reçoit une protection [76] constituée par un tube en caoutchouc souple. 101 Dispositif de freinage selon la revendication n 1, caractérisé en ce que le carter est capable d'abriter un dispositif d'asservissement de position horizontale des moyens de fixation (34 et 35] des supports de patins [38] constitué de deux pignons crantés [81 et 82] et d'une courroie crantée fermée [83], positionnes suivant les dispositions suivantes: la courroie crantée fermée a ses crans respectivement en prise avec d'une part les crans du pignon cranté (81] solidaire de l'axe [21], pourvu de filetages à ses extrémités, pivotant librement dans les roulements étanches [16 et 14] disposés dans leurs logements respectifs usinés dans les flasques (8 et 9] et supportant les moyens de fixation (34 et 35) du support de patin [38), et d'autre part avec les crans du pignon cranté [82) solidaire de l'axe [22] supportant les moyens de pivotement du levier( 1) constitués par les roulements étanches [17 et 15] positionnes respectivement dans les logements usinés dans les flasques [8 et 9), et rendu solidaire des moyens de fixation tel que [30] dont sont généralement pourvus les bras de fourches par la coopération respective des écrous [33 et 40] avec l'une de ses extrémités filetées de l'axe [22] et de l'orifice fileté du moyen de fixation (30] avec l'autre extrémité filetée de l'axe [22].- 11] Dispositif de freinage selon les revendications I à 10 caractérisé en ce que le levier [1] et les flasques (8 et 9] sont obtenus principalement par usinage de matériau tel que notamment l'aluminium.