Brevet FR2780118A1 — publié le 19991224

SUPPORT DE PALIER ET CYCLE D'ENTRAINEMENT ÉQUIPÉ DE CE SUPPORT La présente invention concerne un support de palier à roulements à billes et un cycle d'entraînement connu sous la désignation de "vélo d'appartement" équipé d'un tel support de palier notamment pour un axe de rotation du pédalier et/ou de la roue d'inertie. Sur la figure 1, on a représenté un cycle d'entraînement qui a fait l'objet du dépôt d'une demande de brevet n 9802319 au nom de la demanderesse. Le vélo d'appartement représenté sur la figure 1 comprend un châssis 1 formé d'éléments tubulaires, comportant un premier montant la destiné à recevoir un guidon non représenté, et un deuxième montant lb destiné à recevoir une selle S; le montant la du châssis 1 se prolonge par un longeron horizontal 19 qui repose au sol par deux tubes transversaux l_ solidarisés dudit longeron. Le châssis 1 porte également un pédalier 2 (l'une des pédales a été omise pour plus de clarté), entraînant au moyen d'une courroie non représentée, une roue d'inertie 3, qui est montée sur un étrier formé par deux traverses horizontales ld du châssis 1. Le pédalier 2 est solidaire d'un axe de rotation 20 qui traverse un support de palier 21 à roulements à billes, lequel support de palier 21 est soudé par sa paroi latérale sur le montant de selle lb. De manière analogue, la roue d'inertie 3 est solidaire d'un axe de rotation (non représenté) qui traverse un support de palier 14 à roulements à billes, lequel support de palier 14 est porté par des pattes 15 suspendues aux traverses Id. La roue d'inertie 3 qui a, par exemple, un diamètre de 20 cm, comporte un flasque plein 4 sensiblement plan, s'étendant selon le plan moyen de la roue 3, et une jante annulaire 6 de section droite rectangulaire, d'épaisseur supérieure à celle du flasque 4 et ayant le même plan moyen que ce dernier. La périphérie de la jante 6 est constituée par un bandage en cuivre 7 d'environ 3 mm d'épaisseur et de largeur identique à celle de la jante 6. Le bandage 7 est rapporté sur la jante 6 par rivetage. Lorsque la roue 3 tourne autour de son axe, des courants de Foucault sont générés dans le bandage en cuivre 7 par un champ magnétique fixe engendré par des aimants permanents 8 disposés à poste fixe à proximité dudit bandage 7. Les aimants 8 sont fixés sur un support 9 en forme d'arc de cercle épousant la forme de la périphérie de la roue 3. Le support 9 est articulé, à son extrémité supérieure, sur un axe fixe 10 du châssis 1. A son extrémité inférieure, le support 9 est monté sur un coulisseau 11 lui-même monté réglable en translation sur le châssis 1. Un ressort de rappel 12 sollicite le coulisseau 11 dans le sens qui éloigne les aimants 8 du bandage 7, tandis que l'âme 13a d'un câble à gaine 13 agit sur le coulisseau 11 dans le sens opposé. Le câble 13 est relié à son autre extrémité, à un organe de o10 manoeuvre non représenté permettant à l'utilisateur de régler la position en translation du coulisseau 11, et donc l'écartement entre les aimants 8 et le bandage 7. On comprend que cela permet à l'utilisateur de régler l'intensité du freinage par courants de Foucault de la roue 3, et donc l'effort qu'il doit fournir pour faire tourner le pédalier 2. Sur la figure 2, on a représenté à plus grande échelle et en coupe axiale par un plan vertical le support de palier 21 pour l'axe de rotation du pédalier 2. Ce support de palier 21 est constitué d'un tronçon de tube cylindrique sensiblement circulaire 22 dans lequel sont ajustés deux roulements à billes 23 à chaque extrémité du tronçon de tube 22. L'axe de rotation 20 est destiné à traverser axialement les roulements à billes 23 et à prendre appui sur leurs passages internes 23a. Pour bloquer en position axiale les roulements à billes 23 dans le tronçon de tube 22, on a préalablement installé une entretoise 24 en forme de manchon longitudinalement fendu en 24a, au centre du tronçon de tube 22. Le manchon 24 étant fendu, on peut facilement l'insérer dans le tronçon de tube 22 en le comprimant périphériquement, le manchon venant se plaquer contre la surface cylindrique interne du tronçon de tube 22 sous l'effet de sa propre élasticité. Pour éviter qu'un choc axial sur le pédalier provoque l'expulsion des roulements à billes hors du tronçon de tube, il est nécessaire, en outre, de prévoir une vis de blocage 25 pour l'entretoise 24. La vis 25 prend appui par sa tête 25a contre la surface cylindrique interne de l'entretoise 24 et traverse l'entretoise 24 et le tronçon de tube 22, de façon qu'un écrou indesserrable 26 puisse être vissé sur la partie filetée extérieurement saillante de la vis 25 et vienne serrer la surface cylindrique externe du tronçon de tube 22, par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 27. En outre, cette vis 25 doit présenter une résistance suffisante au cisaillement. D'autre part, les supports de palier subissent des sollicitations élevées dans un cycle d'entraînement. En effet, contrairement au vélo classique, un vélo d'appartement subit un couple très important sur sa boîte de pédalier, car le vélo d'appartement reste immobile, quel que soit l'effort de pédalage, alors que les vélos classiques peuvent se pencher, par exemple lorsque l'on pédale en danseuse. Pour cette raison, le tronçon de tube 22 du support de palier 21 est généralement soudé latéralement en 22a au montant de selle lb (voir figure 3) et en 22b à une patte de support inférieure 28 en porte-à-faux sur ce même montant lb, pour permettre au support de palier de résister aux efforts transmis par le pédalage. Or, le fait de souder le tronçon de tube 22 en plusieurs point, conduit à déformer, voire à ovaliser, le profil circulaire du tube, ce qui empêche le montage ultérieur des roulements à billes 23. Par conséquent, on procède généralement, après l'opération de soudure, à l'alésage du tronçon de tube 22, à partir de chaque extrémité sur une portion suffisante pour recevoir les roulements à billes 23. Ainsi, malgré l'ovalisation, un alésage adapté aux roulements à billes est prévu à chaque extrémité du tube. En outre, une patte verticale 29 est généralement soudée sur la paroi latérale externe du tube 22 pour servir de support à un capteur de vitesse 30 destiné à faire face au disque du pédalier 2, en comptabilisant le nombre de révolutions du pédalier. Toutefois, ce support de palier connu nécessite de nombreuses pièces et de nombreuses opérations, ce qui complique le montage et grève le coût de production. Au lieu d'aléser le tube, on pourrait augmenter son épaisseur, pour rendre le tube insensible aux contraintes résultant de l'opération de soudage. Toutefois, une telle solution augmenterait également le coût de manière inconsidérée. Bien entendu, le même problème se pose au niveau du support de palier arrière pour l'axe de rotation de la roue d'inertie 3, lorsque ce support de palier est soudé sur une structure tubulaire 16, à la place des pattes de support 15 précitées (voir figure 3). Dans ce cas, le support de palier arrière est soudé latéralement en 16a sur la structure tubulaire 16, en 17a à une patte inférieure de traction 17 et en 18a à une patte de compression supérieure 18, lesdites pattes étant soudées à leur tour à la structure tubulaire 16. Cette structure tubulaire 16 s'étend entre le montant vertical de selle lb et le longeron horizontal 19 au niveau du sol. L'invention a donc pour but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer un support de palier à roulements à billes pour un axe de rotation, qui permette de s'affranchir des problèmes d'ovalisation du support de palier, tout en réduisant le nombre de pièces à utiliser et le nombre d'opérations à effectuer. A cet effet, l'invention a pour objet un support de palier à roulements à billes pour un axe de rotation, comportant un tronçon de tube métallique susceptible de s'ovaliser lorsqu'il est soudé par sa paroi latérale à un autre élément, notamment au châssis d'un cycle d'entraînement, une paire de roulements à billes destinés à être respectivement logés dans le tronçon de tube à chacune de ses deux extrémités, et un moyen pour bloquer en translation axiale les roulements à billes dans le tronçon de tube, caractérisé par le fait que ledit moyen de blocage est constitué par une paire de manchons en plastique en forme générale de cuvette, destinés à être insérés à force dans le tronçon de tube à chaque extrémité et à recevoir à ajustement juste un roulement à billes respectif, la paroi latérale externe de chaque manchon étant susceptible de s'ajuster au profil ovalisé du tronçon de tube par refoulement de matière lors de son insertion dans le tronçon de tube. Avantageusement, chaque manchon comporte une collerette frontale radialement saillante vers l'extérieur qui vient en appui contre le bord périphérique d'extrémité du tronçon de tube et une collerette arrière radialement saillante vers l'intérieur qui définit le fond de la cuvette contre lequel le roulement à billes vient en butée. Selon une autre caractéristique, le support de palier est muni d'une patte de support pour un capteur de vitesse ou autre, ladite patte ayant un perçage pour l'emmancher sur la paroi latérale externe de l'un des manchons, ladite patte étant destinée à être enserrée entre la collerette externe du manchon et le bord périphérique en regard du tronçon de tube, ladite patte présentant une extension latérale s'étendant radialement vers l'extérieur qui est destinée à porter ledit capteur. Selon encore une autre caractéristique, la paroi latérale externe de chaque manchon est sensiblement tronconique pour faciliter son insertion dans le tronçon de tube. De préférence, les manchons sont en matériau plastique dur friable. L'invention vise également un cycle d'entraînement comportant un châssis tubulaire auquel est soudé au moins un support de palier tel o10 que défini précédemment, ledit support de palier étant destiné à recevoir un axe de rotation du pédalier et/ou de la roue d'inertie. De préférence, chaque support de palier est soudé par sa paroi latérale à un élément du châssis tubulaire du cycle d'entraînement et à au moins une patte de renfort portée par ledit châssis. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un vélo d'appartement; - la figure 2 est une vue agrandie et en coupe axiale passant par un plan vertical du support de palier pour l'axe de rotation du pédalier du cycle de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique, partielle et en élévation latérale d'une autre forme de châssis de cycle d'entraînement équipé de supports de palier conformes à l'invention; - la figure 4 est une vue agrandie et en coupe axiale suivant la ligne IV de la figure 3, du support de palier conforme à l'invention pour l'axe de rotation du pédalier; et - la figure 5 est une vue en bout du support de palier de la figure 4, suivant la flèche V. En se référant maintenant aux figures 3 à 5, on voit un support de palier 121 pour l'axe de rotation 20 du pédalier, et un support de palier 114 pour l'axe de rotation 120 de la roue d'inertie. Le support de palier 121 est soudé par sa paroi latérale en 22a au montant vertical de selle lb et par sa paroi latérale inférieure en 22b à une patte de support 28 qui s'étend en porte-à-faux à partir du montant lb. De manière analogue, le support de palier 114 est soudé par sa paroi latérale en 16a à la structure tubulaire 16, par sa paroi latérale inférieure en 17a à une patte de traction 17 s'étendant à partir de la structure tubulaire 16, et par sa paroi latérale supérieure en 18a à une patte de compression 18 s'étendant à partir de la structure tubulaire 16. Comme visible sur la figure 4, le support de palier 121 comporte un tronçon de tube cylindrique sensiblement circulaire 122 analogue au tronçon de tube 22 précité. A chaque extrémrnité du tronçon de tube 122, 1o est emmanché un manchon en plastique 124 qui présente une forme générale en cuvette. Chaque manchon 124 comporte une collerette frontale 124a radialement saillante vers l'extérieur qui est destinée à venir en appui contre le bord périphérique d'extrémité associé du tronçon de tube 122. Une collerette arrière 124b est également prévue radialement en saillie vers l'intérieur pour définir le fond de la cuvette contre lequel le roulement à billes 123 vient en butée lorsqu'il est inséré à l'intérieur du manchon 124. Les dimensions du passage interne du manchon 124 sont déterminées de façon à recevoir à ajustement juste le roulement à billes 123 qui affleure au niveau de la collerette externe 124a du manchon 124. Bien que cela ne soit pas visible sur les dessins, la surface latérale externe du manchon 124 entre les deux collerettes est légèrement tronconique pour faciliter l'insertion du manchon 124 dans le tronçon de tube 122 et le refoulement de matière, comme expliqué ci- dessous. Les roulements à billes 123 peuvent être légèrement en retrait dans le logement du manchon 124. Sur la figure 5, on voit que la collerette externe 124a du manchon 124 présente un profil à lobes multiples, ce qui peut faciliter, par endroits, le refoulement de matière comme indiqué en 125. En effet, le contour du tronçon de tube 122 est légèrement ovalisé ou déformé, ce qui provoque, lors de l'insertion du manchon 124, le refoulement de matière 125 dans les zones o le rayon de courbure du tube est inférieur à son rayon nominal. En effet, le manchon présente un diamètre externe sensiblement égal au diamètre interne du tronçon de tube 122, avant sa déformation par soudure. Lors du refoulement de matière, des copeaux en plastique peuvent également se détacher du manchon. En se référant à nouveau à la figure 4, on voit qu'une patte 129 est intercalée entre un bord d'extrémité du tronçon de tube 122 et la collerette externe 124a du manchon 124 associé. Cette patte 129 présente un perçage pour permettre son emmanchement sur la paroi latérale externe du manchon 124 et une extension latérale s'étendant radialement vers l'extérieur 129a avec un décrochement, plusieurs trous 131 étant ménagés à travers ladite extension 129a pour la fixation du capteur de vitesse 30. Ainsi, on évite l'opération de soudage de la patte 29 précitée. L'utilisation des manchons en plastique 124 présente, en outre, l'avantage d'absorber les bruits et les vibrations transmis lors du pédalage entre les roulements à billes 123 et le tronçon de tube 122. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Support de palier à roulements à billes (114, 121) pour un axe de rotation (20, 120), comportant un tronçon de tube métallique (122) susceptible de s'ovaliser lorsqu'il est soudé par sa paroi latérale à un autre élément, notamment au châssis (1) d'un cycle d'entraînement, une paire de roulements à billes (123) destinés à être respectivement logés dans le tronçon de tube à chacune de ses deux extrémités, et un moyen pour bloquer en translation axiale les roulements à billes dans le tronçon de tube, caractérisé par le fait que ledit moyen de blocage est constitué par une paire de manchons en plastique (124) en forme générale de cuvette, destinés à être insérés à force dans le tronçon de tube à chaque extrémité et à recevoir à ajustement juste un roulement à billes respectif (123), la paroi latérale externe de chaque manchon (124) étant susceptible de s'ajuster au profil ovalisé du tronçon de tube (122) par refoulement de matière (125) lors de son insertion dans le tronçon de tube. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque manchon (124) comporte une collerette frontale radialement saillante vers l'extérieur (124a) qui vient en appui contre le bord périphérique d'extrémité du tronçon de tube (122) et une collerette arrière radialement saillante vers l'intérieur (124b) qui définit le fond de la cuvette contre lequel le roulement à billes (123) vient en butée. 3. Support selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il est muni d'une patte de support (129) pour un capteur de vitesse (30) ou autre, ladite patte ayant un perçage pour l'emmancher sur la paroi latérale externe de l'un des manchons (124), ladite patte étant destinée à être enserrée entre la collerette externe (124a) du manchon et le bord périphérique en regard du tronçon de tube (122), ladite patte présentant une extension latérale (129a) s'étendant radialement vers l'extérieur qui est destinée à porter ledit capteur. 4. Support selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la paroi latérale externe de chaque manchon (124) est sensiblement tronconique pour faciliter son insertion dans le tronçon de tube (122). 5. Support selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les manchons (124) sont en matériau plastique dur friable. 6. Cycle d'entraînement comportant un châssis tubulaire (1) auquel est soudé au moins un support de palier (114, 121) selon l'une des revendications 1 à 5, ledit support de palier étant destiné à recevoir un axe de rotation du pédalier (2) et/ou de la roue d'inertie (3). 7. Cycle d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque support de palier (114, 121) est soudé par sa paroi latérale à un élément (lb, 16) du châssis tubulaire (1) du cycle d'entraînement et à au moins une patte de renfort (17, 18, 28) portée par ledit châssis.