Brevet FR2815928A1 — publié le 20020503

ASSEMBLAGE D'UNE POTENCE DE BICYCLETTE AVEC UN PIVOT DE FOURCHE ET UN JEU DE DIRECTION, POTENCE ET DISPOSITIF DE REGLAGE POUR UN TEL ASSEMBLAGE. L'invention est relative à un assemblage de potence de bicyclette avec un pivot de fourche et un jeu de direction, la potence comportant à l'arrière un manchon apte à entourer le pivot de fourche, et, en saillie vers l'avant à partir du manchon, une partie tubulaire munie d'une tête avec un moyen de fixation du guidon, des moyens de serrage étant en outre prévus pour bloquer la potence sur le pivot de fourche de bicyclette. Une potence de ce type est connue et décrite, par exemple, dans FR-A-2 786 155 au nom du même demandeur. La potence assure le maintien du guidon et la transmission du couple de rotation du guidon au pivot de fourche. Le jeu de direction assure le montage à rotation du pivot dans une colonne de direction située à l'avant du cadre de la bicyclette, ce jeu de direction comprenant généralement un roulement à billes ou moyen équivalent en partie basse de la colonne de direction, et un roulement à billes ou moyen équivalent en partie haute, les roulements étant disposés entre la colonne de direction et le pivot. Pour régler le jeu de direction de la bicyclette, il convient de régler le serrage axial des roulements. Dans un assemblage de direction connu, une griffe en étoile expansible est montée à l'extrémité d'une vis qui est engagée à l'intérieur du pivot ; la vis est munie en partie haute d'un bouchon qui vient en appui axial sur le bord supérieur du manchon de la potence. Après blocage de la griffe à l'intérieur du pivot il est possible, en agissant sur cette vis, de mettre en compression la potence qui n'a pas encore été bloquée sur le pivot, et de régler le serrage axial des roulements. Après réglage, la potence peut être bloquée sur le pivot. Un tel dispositif à vis, griffe et bouchon présente un certain nombre d'inconvénients, notamment en raison du nombre de pièces qui interviennent et de leur poids. Des problèmes peuvent surgir du fait d'un blocage insuffisant de la griffe dans le pivot. En outre, il est nécessaire de disposer d'un espace creux entièrement libre à l'intérieur de la partie haute du pivot pour l'introduction de la vis et de la griffe. L'invention a pour but, surtout, de fournir un assemblage de potence qui permet de simplifier le réglage du serrage axial des roulements et de s'affranchir de la nécessité d'un volume intérieur entièrement libre en partie haute du pivot. Selon l'invention, un assemblage de potence de bicyclette avec un pivot de fourche et un jeu de direction tel que défini précédemment est caractérisé par le fait qu'il comporte, autour du pivot, en partie basse du manchon de la potence, une bague d'appui qui peut être déplacée et bloquée axialement pour exercer un effort de serrage axial sur l'ensemble du jeu de direction comprenant les roulements. Avantageusement, la bague d'appui est filetée intérieurement et coopère avec une douille filetée extérieurement, l'un des deux éléments, douille ou bague, étant lié axialement au manchon de la potence, l'autre élément étant en appui axial contre un organe supérieur du jeu de direction, de sorte que le dévissage relatif de la bague et de la douille permet d'exercer le serrage sur le jeu de direction. De préférence, la bague d'appui est fendue et comporte un moyen de serrage périphérique, en particulier une vis, pour son blocage en rotation. Selon une première possibilité, la douille filetée extérieurement fait partie intégrante du manchon de la potence et est constituée par un prolongement en partie basse de ce manchon comportant un filetage extérieur sur lequel est vissée la bague d'appui. Selon une autre possibilité, qui permet une adaptation à n'importe quelle potence comportant un manchon à l'arrière, la douille filetée extérieurement est indépendante de la potence, l'ensemble de la bague et de la douille étant monté autour du pivot entre l'extrémité inférieure du manchon de la potence et un organe supérieur du jeu de direction. L'invention concerne également une potence de bicyclette qui comporte en partie basse du manchon arrière une douille filetée extérieurement faisant partie intégrante du manchon et comportant un filetage extérieur sur lequel est vissée une bague d'appui. L'invention concerne également un dispositif de réglage du serrage d'un jeu de direction de bicyclette, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comporte un ensemble de bague filetée intérieurement et de douille filetée extérieurement vissée dans la bague, cet ensemble étant prévu pour être monté autour d'un pivot de fourche entre l'extrémité inférieure du manchon de la potence et un organe supérieur du jeu de direction. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits en détails avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. l est une vue en coupe verticale avec parties en extérieur et parties arrachées d'un assemblage selon l'invention d'une potence de bicyclette avec un pivot de fourche et un jeu de direction. Fig. 2 est une vue suivant la flèche II de Fig. l de l'extrémité supérieure du pivot de fourche. Fig. 3 est une vue en plan, avec parties arrachées, à plus grande échelle, de la bague filetée intérieurement. Fig. 4 est une vue en extérieur, à plus grande échelle, de la partie basse du manchon de potence avant réglage du serrage. Fig. 5 est une vue semblable à Fig. 4 après réglage du serrage du jeu de direction. Fig. 6 montre, en coupe axiale partielle, une variante de réalisation avec une douille qui n'est pas intégrée à la potence. Fig. 7 est une vue en perspective, à plus grande échelle, de la bague et de la douille de Fig. 6 réglées à la hauteur minimale. Fig. 8, enfin, montre semblablement à Fig. 7 le réglage à la hauteur maximale. En se reportant à Fig. l des dessins, on peut voir une potence 1 de bicyclette comprenant une partie tubulaire 2 en saillie vers l'avant. L'extrémité arrière de la partie 2 est solidaire d'un manchon 3 apte à entourer un pivot de fourche 4. L'axe géométrique du manchon 3 forme avec l'axe géométrique de la partie tubulaire 2 un angle généralement inférieur à 90'et supérieur à 60 . Le manchon 3 présente, de préférence, une surface périphérique extérieure continue dépourvue de fente parallèle à l'axe du manchon. Le pivot 4 est solidaire de la fourche avant 5 de la bicyclette et est monté rotatif dans la colonne de direction 6 du cadre de bicyclette grâce à un jeu de direction J. La potence comporte, à l'avant, une tête la avec un moyen de fixation F du guidon 7. Des moyens de serrage S sont en outre prévus pour bloquer la potence 1 sur le pivot 4. De préférence, les moyens S permettent de bloquer simultanément le guidon 7 sur la potence 1 et la potence 1 sur le pivot 4. Les moyens S comprennent, par exemple, une ceinture métallique Sa située à l'intérieur de la potence et entourant une partie arrière du pivot 4, et au moins une vis V prenant appui par sa tête sur le moyen de fixation F, et vissée à l'intérieur de la potence dans un écrou Se, ou moyen équivalent, lié à la ceinture Sa. De tels moyens sont décrits dans FR-A-2 786 155 auquel il suffit de se reporter pour plus de détails. Bien entendu, cet exemple n'est pas limitatif et le manchon 3 pourrait être fendu parallèlement à son axe et comporter un moyen de serrage transversal permettant le blocage sur le pivot 4. Le jeu de direction J comprend en partie haute un siège 6a sur la colonne 6, et un roulement à billes 8, ou moyen équivalent, disposé sur le siège 6a entre le pivot 4 et la colonne 6. Une bague élastique fendue 9 à surface extérieure tronconique peut être engagée entre la surface intérieure du roulement 8 et la surface extérieure du pivot 4 pour assurer le centrage du roulement 8 sur le pivot 4. En variante, la bague fendue 9 métallique peut être remplacée par une bague en matière plastique à contour fermé comportant une crénelure à surface extérieure tronconique. Le jeu de direction J comprend, à la base de la colonne 6, un roulement 10 centré intérieurement sur une portée 11 du pivot et disposé axialement entre un siège 12 usiné à la base de la colonne de direction 6 et un épaulement 13 de la fourche 5. Le réglage du serrage axial des roulements 8 et 12 s'obtient en réglant la cote E qui correspond à la distance entre l'épaulement 13 et la face supérieure de la bague 9. Pour cela, selon l'invention, la potence de bicyclette 2 comporte en partie basse du manchon 3 une bague d'appui B qui peut être déplacée axialement, et bloquée, pour exercer un effort de serrage de l'ensemble du jeu de direction contre l'épaulement 13. Le déplacement axial de la bague B permet de régler la cote E qui détermine le serrage axial des roulements 8 et 10. La bague d'appui B est filetée intérieurement et coopère avec une douille filetée extérieurement C. L'un des deux éléments constitués la douille C et la bague B est lié axialement au manchon 3 de la potence, l'autre élément étant en appui axial contre un organe du jeu de direction J, cet organe étant la bague 9 dans l'exemple considéré. Selon la réalisation de Fig. l, la douille C est solidaire du manchon 3 dont elle fait partie intégrante, et est constituée par un prolongement inférieur 14, de plus faible diamètre extérieur, sur lequel un filetage est prévu. Le pas du filetage du prolongement 14 et de la bague 15 est choisi fin, en particulier de l'ordre de 1 mm et inférieur à 3 mm. Chaque tour de bague 15 provoque un déplacement axial de cette bague égal au pas du filetage. La bague B, comme visible sur Fig. 3, est constituée d'un anneau 15, fendu sur une partie formant une ouverture 16, comportant un filetage intérieur. La largeur de l'ouverture 16 peut être réglée à l'aide d'une vis 17 orthogonale à la direction radiale moyenne de l'ouverture 16. Cette vis 17 comporte une partie d'extrémité filetée 17a, de plus faible diamètre, qui traverse l'ouverture 16 et qui est en prise avec un trou taraudé 18 prévu à une des extrémités de l'anneau 15 bordant l'ouverture 16. A son extrémité opposée au trou taraudé 18, la partie 17a est solidaire d'une partie 17b coaxiale de plus fort diamètre à paroi lisse, qui se termine par une tête à six pans creux 19. La partie 17b est logée dans un trou 20 prévu dans l'anneau 15 du côté opposé au trou 18. Le trou 20 comporte un épaulement intérieur 21 contre lequel prend appui la partie 17b. En variante le trou 20 ne comporte pas d'épaulement intérieur, la vis 17 a un diamètre constant sur toute sa longueur, et la tête de vis 19 vient en appui contre la paroi entourant l'entrée du trou 20. Par vissage de la vis 17 dans le trou taraudé 18 on peut réduire la largeur de l'ouverture 16 et bloquer l'anneau 15, c'est à dire la bague B, sur le prolongement 14. Deux méplats 22,23 diamétralement opposés sont avantageusement prévus sur le pourtour de l'anneau 15 pour permettre de le manoeuvrer à l'aide d'une clé. La potence 2 comme le pivot 4 peuvent être réalisés en diverses matières, par exemple en acier, en alliage léger ou en matériau composite, c'est-à-dire en un matériau constitué de fibres à haute résistance mécanique, notamment fibres de carbone ou de verre, noyées dans une matrice de résine. De préférence, les fibres de carbone ou à haute résistance mécanique sont utilisées sous forme de nappe et les pièces sont moulées. Le pivot 4, notamment réalisé en matériau composite par exemple comme décrit selon FR-A-2 768 691, comporte à l'intérieur des cloisons radiales 24,25 de rigidification. Une croix est formée par ces cloisons 24,25 qui définissent quatre secteurs à angle droit dans le pivot 4. La cloison diamétrale 24 est orthogonale au plan moyen de la fourche 5. Les cloisons radiales 24,25 s'étendent sur toute la hauteur du pivot 4 jusqu'à son extrémité supérieure 4a. Ceci étant, le réglage du serrage du jeu de direction, c'est-àdire de la cote E sur Fig. l, s'effectue de la manière suivante. L'ensemble du pivot 4, du jeu de direction avec roulements inférieur 10 et supérieur 8, bague élastique 9, est mis en place dans la colonne de direction 6. La potence 1 est ensuite engagée par son manchon 3 autour de l'extrémité supérieure du pivot 4, la bague B étant vissée au maximum sur le prolongement 14. Dans un premier temps, on réalise le blocage de la potence 1 sur le pivot 4 à l'aide des moyens de serrage S et des vis V en prenant soin de bien aligner la potence 1 avec la roue avant supportée par la fourche 5. Le blocage est effectué au couple normal de serrage, par exemple 11 N. m. Le réglage de la cote E, pour assurer le serrage en enlevant le jeu axial résiduel, est obtenu en dévissant la bague B relativement au prolongement 14. Cette opération de dévissage peut s'effectuer manuellement ou de préférence à l'aide d'une clé plate à bec fin en appui sur les méplats 22,23. La bague B, par dévissage, va descendre relativement au pivot 4 et mettre en compression l'ensemble du jeu de direction contre l'épaulement 13. Dans l'exemple considéré, l'effort de compression par la bague B s'exerce sur la bague élastique 9. Fig. 4 montre en extérieur la potence 1 bloquée sur le pivot alors que la direction n'est pas encore réglée. La bague B, qui n'est pas dévissée, est en contact par sa face supérieure avec un épaulement du manchon 3 marquant le début du prolongement 14 (non visible sur Fig. 4) et, par sa face inférieure, avec la bague élastique 9. Fig. 5 montre les mêmes éléments que Fig. 4 après réglage de la direction. La bague B dévissée n'est plus en contact par sa face supérieure avec l'épaulement du manchon 3 marquant le début du prolongement fileté 14 dont une partie est visible. Fig. 6 illustre une variante de réalisation qui n'est pas intégrée à la potence et qui permet un montage avec n'importe quelle potence comportant à l'arrière un manchon 103 pour entourer le pivot 4 et des moyens de blocage du manchon 3 sur le pivot 4. Selon cette variante de Fig. 6, la bague B est en appui axial contre la face inférieure transversale du manchon 103 qui ne comporte pas de prolongement fileté semblable au prolongement 14 de Fig. l. Ainsi la bague B est liée axialement, par appui, au manchon 103. La douille C est constituée par un élément cylindrique 26 muni d'un filetage extérieur conjugué de celui de la bague B. Cet élément 26 comporte à sa partie inférieure une collerette 27 qui est en appui axial contre la bague élastique 9. Le diamètre intérieur de la douille C, 26 est égal, aux tolérances de coulissement près, au diamètre extérieur du pivot 4. Des trous t (Figs. 7 et 8) orientés radialement, ou des moyens équivalents, peuvent être prévus dans la collerette 27 pour permettre de bloquer en rotation la douille 26 à l'aide d'un outil approprié. Le réglage du serrage axial du jeu de direction s'effectue de manière semblable à celle décrite à propos de Fig. 1. Après blocage de la potence 101 sur le pivot 4, il suffit de dévisser la bague supérieure B relativement à la douille 26 pour faire descendre cette douille 26 et mettre le jeu de direction sous compression axiale déterminée. Aussi bien dans le cas de Fig. l que dans celui de Fig. 6, lors du réglage, la vis 17 de l'anneau 15 occupe une position permettant une libre rotation de cet anneau 15. Après réglage, le serrage de l'anneau 15 à l'aide de la vis 17 assure le blocage. Fig. 7 montre en perspective la bague B et la douille 26 vissée au maximum dans la bague B de sorte que l'ensemble présente une hauteur minimale. Fig. 8 représente les mêmes pièces après dévissage correspondant à la hauteur maximale. Quelle que soit la solution retenue, à savoir douille C intégrée à la potence sous forme d'un prolongement 14 fileté, ou ensemble bague-douille de Fig. 6 adaptable à une potence ordinaire, la solution de l'invention présente de nombreux avantages. Le dispositif permet un réglage millimétrique précis de la direction sur une hauteur déterminée, par exemple de 3 mm. Ce réglage de la hauteur utilise une partie de la course axiale entre bague et douille, la partie restante de la course étant utilisée pour le serrage axial du jeu de direction. Il est ainsi possible de réduire, ou même de supprimer, les cales annulaires utilisées pour le réglage de la hauteur. Le montage est facile, ce qui répond à l'attente du réseau de distribution du matériel. Du fait qu'aucune griffe n'est à engager dans le pivot, ce pivot peut comporter, à l'intérieur, des cloisons radiales de rigidification 24,25 montant jusqu'à son extrémité supérieure, en particulier dans le cas d'un pivot en matériau composite. Il en résulte de meilleures qualités dynamiques et une plus grande résistance mécanique. Le poids supplémentaire dû aux cloisons radiales ne constitue pas un préjudice car il est sensiblement équivalent au poids de la griffe et du bouchon, des dispositifs de l'état de la technique, qui sont supprimés. La suppression d'un bouchon en extrémité supérieure du pivot empêche toute possibilité d'oubli de ce bouchon lors du montage. Le réglage du jeu de direction s'effectue sans démonter la potence. Aucun outil spécifique n'est nécessaire. En outre, comme les cloisons radiales 24,25 peuvent se prolonger jusqu'à l'extrémité supérieure du pivot, il n'y a plus à gérer des longueurs différentes de pivot qui sont nécessaires lorsqu'un espace libre de longueur déterminée doit exister à l'intérieur en partie haute. Selon l'invention, il suffit de couper le pivot à la hauteur souhaitée. REVENDICATIONS 1. Assemblage d'une potence (1) de bicyclette avec un pivot (4) de fourche et un jeu de direction (J), la potence comportant à l'arrière un manchon (3) apte à entourer le pivot (4) de fourche, et, en saillie vers l'avant à partir du manchon, une partie tubulaire (2) munie d'une tête (la) avec un moyen de fixation (F) du guidon, des moyens de serrage (S) étant en outre prévus pour bloquer la potence sur le pivot de fourche de bicyclette, le jeu de direction (J) comportant un roulement supérieur (8) et un roulement inférieur (10) disposés entre une colonne de direction (6) et le pivot (4), caractérisé par le fait qu'il comporte, autour du pivot (4), en partie basse du manchon (3) de la potence, une bague d'appui (B) qui peut être déplacée et bloquée axialement pour exercer un effort de serrage axial sur l'ensemble du jeu de direction comprenant les roulements (8,10). 2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague d'appui (B) est filetée intérieurement et coopère avec une douille (C) filetée extérieurement, l'un des deux éléments douille (C) ou bague (B) étant lié axialement au manchon (3) de la potence, l'autre élément étant en appui axial contre un organe supérieur (9) du jeu de direction (J), de sorte que le dévissage relatif de la bague et de la douille permet d'exercer le serrage sur le jeu de direction. 3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la bague d'appui (B, 15) est fendue (16) et comporte un moyen de serrage périphérique, en particulier une vis (17), pour son blocage en rotation. 4. Assemblage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la douille (C) filetée extérieurement fait partie intégrante du manchon (3) de la potence et est constituée par un prolongement (14) en partie basse de ce manchon comportant un filetage extérieur sur lequel est vissée la bague d'appui (B). 5. Assemblage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la douille filetée extérieurement (C, 26) est indépendante de la potence, l'ensemble de la bague et de la douille étant monté autour du pivot (4) entre l'extrémité inférieure du manchon (103) de la potence et un organe supérieur (9) du jeu de direction (J). 6. Assemblage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la bague (B) et la douille (C) ont un filetage à pas fin, en particulier de l'ordre de 1 mm. 7. Assemblage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la bague (B) comporte deux méplats (22,23) sur sa périphérie. 8. Assemblage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le pivot (4) de fourche, en particulier en matériau composite, comporte à l'intérieur des cloisons radiales se prolongeant jusqu'à son extrémité supérieure (4a). 9. Potence de bicyclette, pour un assemblage selon la revendication 1, comportant à l'arrière un manchon (3) apte à entourer un pivot (4) de fourche et, en saillie vers l'avant à partir du manchon, une partie tubulaire (2) munie d'une tête (la) avec un moyen de fixation (F) d'un guidon, des moyens de serrage (S) étant en outre prévus pour bloquer la potence sur le pivot de fourche, caractérisée par le fait qu'elle comporte en partie basse du manchon arrière (3) une douille (14) filetée extérieurement faisant partie intégrante du manchon et sur laquelle est vissée une bague d'appui (B). 10. Dispositif de réglage du serrage d'un jeu de direction de bicyclette pour un assemblage selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte l'ensemble d'une bague (B) filetée intérieurement et d'une douille (C, 26) filetée extérieurement et vissée dans la bague (B), cet ensemble étant prévu pour être monté autour d'un pivot de fourche (4) entre l'extrémité inférieure du manchon (103) de la potence (101) et un organe supérieur (9) du jeu de direction.