Brevet FR2787412A1 — publié le 20000623

Frein pour véhicules à deux roues, dont la monture est orientable Les freins pour véhicules à deux roues, en particulier les ou ", doivent avoir une qualité particulièrement soignée, en raison des risques encourus par les usagers. De plus, ces vélos sont soumis à de fortes contraintes qui se répercutent nécessairement sur les freins eux-mêmes, de sorte que ceux-ci doivent être particulièrement robustes et fiables. L'une des conditions essentielles de la qualité des freins est leur adaptabilité angulaire, grâce à laquelle on doit pouvoir ajuster aussi exactement que possible la position de chaque monture portant un patin d'usure, pour que la surface du patin qui doit entrer en contact avec lajante de la roue soit exactement parallèle à la surface de lajante. En outre, pour que le freinage soit efficace, il faut que l'intégralité de la surface du patin porte sur la jante et que l'usure inévitable soit régulière afin de ne pas altérer la qualité du freinage. L'ajustage de la monture suppose qu'elle soit mobile afin d'être amenée dans sa position la meilleure, puis qu'elle puisse être immobilisée dans cette position et, enfin, que les freinages successifs, plus ou moins violents, ne puissent pas modifier cette position. Les freins existants ne donnent pas entière satisfaction, en raison de leur constitution compliquée et peu commode qui, en outre, procure des résultats médiocres puisque l'on peut craindre que les contraintes sévères auxquelles les freins de VTT sont soumis mettent l'usager en situation périlleuse provenant d'une fixation incertaine des montures. Actuellement, les freins connus ont une monture en métal solidaire d'une tige filetée pour sa fixation à un support faisant partie de la structure générale, la monture portant un patin d'usure en un matériau élastomère tel que du Néoprène (nom déposé). La monture porte-patin et la tige filetée étant solidaires l'une de l'autre, le réglage de la position de la monture se fait nécessairement en déplaçant à la fois la monture et la tige filetée. I Pour assurer l'immobilisation de la tige filetée malgré ses postions angulaires variables par rapport au support fixe, il faut utiliser des rondelles dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre extérieur de la tige filetée afin que ces rondelles puissent s'incliner. Mais comme la force de serrage doit s'exercer sur un plan de ce support fixe, il faut aussi qu'une rondelle s'applique toujours sur ce plan selon une portée plane. Il faut dont empiler quatre rondelles pour obtenir un montage réglable angulairement: deux rondelles d'extrémité ayant des portées planes respectivement pour la monture et pour le support et deux rondelles intermédiaires s'appliquant l'une sur l'autre par des portées planes et ayant une surface courbe convexe sur leurs faces extérieures, afin qu'elles puissent coopérer avec des faces concaves des rondelles d'extrémité. Cet empilement est très instable et compliqué, outre qu'il nécessite une grande longueur de tige. Cela reporte loin de la surface de frottement du patin les organes de fixation de la tige, ce qui crée un grand bras de levier sensible aux vibrations et propice aux dangereux accrochages de branches de végétaux sur des chemins étroits. La présente invention remédie à tous les inconvénients des dispositifs connus et propose une solution nouvelle selon laquelle d'une part la monture et la tige filetée sont mobiles l'une par rapport à l'autre, et d'autre part la tige filetée, nettement plus courte que celles connues, est très efficacement maintenue protégée. A cette fin, l'invention a pour objet un frein pour véhicules à deux roues comprenant une monture rigide pour un patin d'usure à laquelle une tige de fixation, dont une extrémité libre est filetée, est reliée en vue du positionnement de la monture par rapport à la structure du véhicule, à laquelle la tige de fixation est assujettie, caractérisé en ce que la monture comporte un logement intérieur ayant une paroi concave courbe traversée par un orifice dans lequel s'étend librement la tige de fixation, laquelle possède une tête qui est placée dans le logement, qui a une largeur supérieure à la section de l'orifice et qui présente une courbure convexe correspondant à la courbure de la paroi concave, afin qu'elles puissent être en plein contact l'une avec l'autre pour autoriser ainsi des débattements latéraux relatifs de la monture et de la tige. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: z la paroi du logement apparaît à l'extérieur de la monture et présente une face convexe de même courbure que celle de la tête de la tige, une rondelle engagée sur la tige de fixation ayant deux portées dont l'une est concave selon une courbure qui correspond à celle de la face convexe de la paroi du logement afin que ladite portée concave et ladite face convexe soient en plein contact l'une avec l'autre, la seconde portée de la rondelle étant plane et transversale à la tige de fixation; > le patin d'usure est en un matériau surmoulé et enveloppe entièrement la monture, sauf la face convexe du logement qui apparaît à l'extérieur; > le patin d'usure est en un matériau surmoulé et la monture est traversée d'au moins un trou dans lequel s'étend ledit matériau surmoulé; la tige de fixation présente au moins un méplat situé entre la tête et l'extrémité libre filetée, ladite tige de fixation devant coopérer avec un passage d'une pièce de structure dans lequel elle doit être immobilisée et dont la section présente au moins une partie plane contre laquelle le méplat doit être placé, afin d'empêcher la rotation de la tige par rapport au passage. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après faite en référence au dessin annexé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif. La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un frein conforme à l'invention, représenté dans une position médiane de la tige filetée. Les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe du même frein, mais dans deux positions extrêmes de la tige filetée. La figure 4 est une vue schématique partielle en coupe faite selon la ligne IV - IV de la figure 1. La figure 5 est une vue schématique en coupe faite transversalement à la monture et au patin, et montrant les possibilités de réglage de la position de la monture, longitudinalement à elle. En se reportant au dessin, on voit qu'un frein conforme à l'invention comprend une monture en métal 1, par exemple en alliage d'aluminium, enrobée d'un matériau élastomère formant un patin d'usure 2. La monture 1 comporte un logement 3 dont la paroi supérieure est en forme de voûte, à savoir qu'elle présente une paroi interne 4 concave et une paroi externe convexe 5, parallèles et sphéroïdales. Cette paroi supérieure est traversée d'un passage 6 à contour tronconique dont la petite base est au bord intérieur et la grande base au bord extérieur. Le logement 3 est ouvert à l'opposé des parois sphéroïdales 4 et 5, afin que l'on puisse y introduire librement une tige 7 ayant une extrémité libre 8 qui est filetée, tandis que l'extrémité opposée porte une tête 9 dont le diamètre est supérieur à celui de la petite base du passage tronconique 6. La périphérie de la tête 9 se raccorde à la tige 6 de plus petit diamètre par une face supérieure 10 à courbure sphéroïdale exactement complémentaire à la paroi interne concave 4 du logement 3. Après introduction de la tige 7 dans le logement 3 et dans le passage 6, elle y est emprisonnée, mais libre de mouvements en tous sens, par un opercule 11 qui prend appui sur un épaulement 12 de la monture 1. Sur la tige 6, deux rondelles sont engagées, l'une 13 présente une portée supérieure plane et une portée inférieure concave exactement complémentaire de la paroi externe convexe 5, et l'autre 14 de type banal, à portées transversales planes, est interposée entre la rondelle 13 et une pièce 15 de tout type connu. La pièce 15 possède un passage 16 dans lequel la tige 7 doit être engagée et fixée au moyen d'un écrou 17 ayant une entrée creuse à six pans 18 pour recevoir une clé de manoeuvre (non représentée). Avec ces dispositions, on comprend que si l'écrou 17 est desserré, la monture I et le patin 2 n'étant pas bloqués par les rondelles 13 et 14 peuvent être orientés angulairement grâce au débattement latéral possible de la monture I par rapport à la tige 7, du fait de la forme du passage 6. Lorsque la bonne orientation de la monture I et du patin 2 est obtenue, on serre l'écrou 17 et l'on applique fortement la face courbe 10 de la tête 9 contre la paroi interne 4 de la monture 1, de sorte que la courbe de la paroi externe 5 comprime les rondelles 13 et 14 contre la pièce 15, immobilisant ainsi la monture 1 et le patin 2 dans la position voulue. Il est évident que le serrage de l'écrou 17 peut provoquer la rotation de la tige 7, laquelle peut entraîner la monture 1, de sorte que finalement le réglage obtenu serait anéanti. C'est d'ailleurs ce qui se passe avec les freins connus dont la tige de fixation est g 2787412 solidaire de la monture et il faut utiliser un doigt pour essayer, tant bien que mal, de maintenir la tige pendant que l'on serre un écrou de blocage. Ici, grâce à l'indépendance de la monture I et de la tige de fixation 7, on prévoit que celle-ci présente deux méplats 20 diamétralement opposés et qui se placent en regard de deux zones planes 21 situées dans le passage 16 (figure 4). L'introduction de la tige 7 dans ledit passage 16 exige donc une certaine orientation, ce qui ne présente aucune difficulté pratique, et dont le résultat est de maintenir la tige 7 pour l'empêcher de pivoter sous l'effet du serrage de l'écrou 17. Grâce à cela, il est possible de serrer l'écrou 17 et de bloquer énergiquement la tige de fixation 7, sans qu'aucun mouvement indésirable ne soit transmis à la monture I Sur la figure 1 la monture 1 est exactement perpendiculaire à la tige 7, et la face courbe est en plein contact avec la partie centrale de la paroi interne 4. La face de freinage du patin 2 s'étend dans un plan P perpendiculaire à l'axe de la tige 7. Sur la figure 2, la monture I est redressée au maximum vers la gauche, c'est-à-dire que la tige 7 est en butée contre les bords gauches du passage 6. La face courbe 10 est encore en plein contact avec la paroi interne 4 mais sur une zone plus périphérique, et la face de freinage du patin 2 est dans un plan Pl qui fait un angle a( avec le plan P (dit ici par convention " angle positif >>, soit + a). Sur la figure 3, la monture 1 est redressée au maximum vers la droite, c'est-à-dire que la tige 7 est en butée contre les bords droits du passage 6. La face courbe 10 est encore en plein contact avec la paroi interne 4 mais sur une zone plus périphérique opposée à la précédente, et la face de freinage du patin 2 est dans un plan P2 qui fait avec le plan P le même angle a que précédemment mais en sens inverse et dit, pour cette raison, " angle négatif >", soit - (a. Bien entendu, tous les réglages intermédiaires entre ces deux positions extrêmes sont possibles. En outre, on comprend que le caractère sphéroïdal des surfaces 4, 5 et 10, ainsi que la forme tronconique du passage 6, qui est de révolution, autorise des mouvements relatifs entre l'armature I et la tige 7 sur 360 , de sorte que les figures I à 3 ne représentent qu'un seul des multiples réglages possibles. 6;d2787412 Sur la figure 5, on a représenté le même frein que celui des figures I à 3 mais vu non plus selon sa longueur, mais selon une extrémité. Par rapport au plan d'origine P, la face de freinage du patin 2 peut prendre des inclinaisons latérales (et non plus seulement longitudinales comme représenté sur les figures I à 3) depuis un plan P3 jusqu'à un plan P4. A noter que l'effet de rotule se faisant sur 360 , les angles de débattement maximum sont égaux dans toutes les directions. Autrement dit, les angles entre les plans P et P3 d'une part, P et P4 d'autre part sont égaux à l'angle a. Les impératifs de la représentation dans le plan d'une feuille, font qu'ici encore on n'a pu représenter que les réglages possibles dans un seul plan, étant entendu que les possibilités omnidirectionnelles proviennent des multiples combinaisons obliques possibles entre les positions des figures 1 à 3 d'une part et 5 d'autre part. En somme, la paroi interne 4 et la face courbe 10 de la tête 9, se comportent comme unc rotule et il faut donc éviter que de la matière constitutive du patin 2 puisse contrarier les mouvements relatifs entre la monture 1 et la tige 7. Pour cette raison, on prévoit de surmouler la matière du patin 2 en ménageant un espace annulaire E entre la partie la plus haute du patin 2 et la paroi extérieure 5 du logement 3 qui apparaît à l'extérieur, sans aucun recouvrement de matière du patin 2 susceptible de gêner le glissement de la rondelle 13 sur la paroi 5. La matière qui constitue le patin 2 doit être énergiquement assujettie à la monture 1 et pour obtenir un accrochage efficace, on prévoit dans la monture 1, deux trous 1l et lb qui la traversent de part en part pour permettre à la matière, lors du surmoulage, de passer par ces trous et de s'unir en une masse homogène au travers de la monture 1, ce qui rend pratiquement indissociable le patin 2 de la monture 1. De plus, on remarque que l'épaulement 12 se trouve au fond d'un passage cylindrique de hauteur bien supérieure à l'épaisseur de l'opercule 11, ce qui ménage à l'extérieur de celui-ci un logement dans lequel pénètre la matière constitutive du patin 2, contribuant ainsi à l'étroite association du patin 2 et de l'armature 1. La tête 9 étant située dans le logement 3 de la monture, se trouve très près de la face de freinage du patin 2, (environ 3 mm) c'est-à-dire très près de la jante de la roue à freiner. Cette position est particulièrement favorable et bien meilleure que les structures de frein Ai- 2787412 connues, car elle ne crée aucun bras de levier et empêche non seulement les vibrations de la tige de fixation mais également les effets dits " d'avalement "> qui ont pour effet de déplacer violemment le patin et sa monture dans le sens de rotation de la jante, ce qui annihile brutalement les effets du freinage. En outre, le point de pivotement de la monture I et du patin 2 étant de ce fait très près de la jante, donne une très grande liberté de réglages pour s'adapter à tous les cas possibles, y compris les plus extrêmes. Néanmoins, la géométrie de l'assemblage procure un autre avantage qui est de maintenir la tige de fixation 7 dans la monture 1 sur près d'un tiers de sa longueur avec l'exemple représenté, qui correspond dans la réalité à un maintien sur 1l 1 mm de longueur de tige, alors qu'actuellement la tige (solidaire de la monture) n'est maintenue que sur les 3 mm de largeur, environ, d'un étrier extérieur. Le réglage de la position du patin 2 se fait sans aucun effort, puisque l'écrou 17 est desserré, et avec une grande facilité permettant un positionnement parfait des deux extrémités amont et aval du patin 2 par rapport à la jante. Tous les autre réglages de parallélisme et de positionnement se font avec la même facilité et garantissent que le patin 2 sera en contact sur toute sa surface de freinage avec la jante, ce qui est un garant d'une usure régulière, facile à surveiller. REVENDICATIONS 1. Frein pour véhicules à deux roues comprenant une monture rigide pour un patin d'usure à laquelle une tige de fixation, dont une extrémité libre est filetée, est reliée en vue du positionnement de la monture par rapport à la structure du véhicule, à laquelle la tige de fixation est assujettie, caractérisé en ce que la monture (1) comporte un logement intérieur (3) ayant une paroi concave courbe (4) traversée par un orifice (6) dans lequel s'étend librement la tige de fixation (7), laquelle possède une tête (9) qui est placée dans le logement (3), qui a une largeur supérieure à la section de l'orifice (6) et qui présente une courbure convexe (10) correspondant à la courbure de la paroi concave (4), afin qu'elles puissent être en plein contact l'une avec l'autre pour autoriser ainsi des débattements latéraux relatifs de la monture (1) et de la tige (7). 2. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du logement (3) apparaît à l'extérieur et présente une face convexe (5) de même courbure que celle (10) de la tête (9) de la tige (7), une rondelle (13) engagée sur la tige de fixation (7) ayant deux portées dont l'une est concave selon une courbure qui correspond à celle de la face convexe (5) de la paroi du logement (3) afin que ladite portée concave et ladite face convexe (5) soient en plein contact l'une avec l'autre, la seconde portée de la rondelle (13) étant plane et transversale à la tige de fixation (7). 3. Frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que le patin d'usure (2) est en un matériau surmoulé et enveloppe entièrement la monture (1), sauf la face convexe (5) du logement (3) qui apparaît à l'extérieur. 4. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que le patin d'usure (2) est en un matériau surmoulé et la monture (1) est traversée d'au moins un trou (la - lb) dans lequel s'étend ledit matériau surmoulé. 5. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige de fixation (7) présente au moins un méplat (20) situé entre la tête (9) et l'extrémité libre filetée (8), ladite tige de fixation (7) devant coopérer avec un passage (16) d'une pièce de structure (15) dans lequel elle doit être immobilisée et dont la section présente au moins une partie plane (21) contre laquelle le méplat (20) doit être placé, afin d'empêcher la rotation de la tige (7) par rapport au passage (16).