Brevet FR2810291A1 — publié le 20011221

ELEMENT SUPPORT DE ROUE DE BICYCLETTE, ET MOYEN AMORTISSEUR DE VIBRATIONS POUR UN TEL ELEMENT SUPPORT. L'invention est relative à un élément support de roue de bicyclette, à une extrémité duquel peut être monté axe de roue . Un tel élément support de roue peut être constitué une fourche avant de bicyclette comportant un pivot de direction solidaire vers le bas d'au moins un fourreau à l'extrémité duquel peut être monté un axe pour supporter roue, ou par au moins un hauban supportant la roue arrière. L'invention concerne plus particulierement, mais exclusivement, un élément support de roue réalisé, au moins en partie, en matériau composite. Par l'expression "matériau composite" on désigne un matériau constitué de fibres à haute résistance mécanique, en particulier de fibres de carbone, noyées dans une résine, du type époxy ou polyester ou analogue, polymérisée. Les roues d'une bicyclette sont soumises, lors du roulement, à des efforts et à des chocs aussi bien verticaux que longitudinaux et transversaux, notamment en raison de la granulosité de la route, d'inégalités du sol ou d'obstacles rencontrés . I1 en résulte des vibrations au niveau du ou des fourreaux de la fourche avant et/ou du ou haubans arrière. De telles vibrations sont désagréables et néfastes pour l'utilisateur ; elles peuvent induire chez le cycliste troubles de santé, tels que périarthrites De plus, ces vibrations sont nuisibles quant à la résistance mécanique des éléments supports de roue. Des systèmes de suspension ont déjà été proposés, mais ils sont lourds et volumineux, et nécessitent genéralement plusieurs pièces pour réaliser les fourreaux les haubans . Dans le cas d'une bicyclette, notamment pour la route, on cherche à réduire le poids de sorte que systèmes de suspension proposés à ce jour ne sont entièrement satisfaisants de ce point de vue. L'invention a donc pour but, principalement, fournir un élément support de roue de bicyclette dans lequel les vibrations lors du roulement sont réduites, ceci sans entraîner une augmentation sensible de poids et/ou une construction compliquée. Selon l'invention, un élément support de roue de bicyclette est caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen amortisseur de vibrations comprenant une couche de matière viscoélastique fixée à une zone de l'élément support, et une pièce de contrainte rigide, en particulier métallique, liée à la couche de matière viscoélastique . De préférence le moyen amortisseur de vibrations est rapporté sur l'élément support ; la couche de matiere viscoelastique peut être fixée par collage sur l'élément support, la pièce de contrainte rigide étant elle-meme collée contre la couche de matière viscoélastique. Le moyen amortisseur est d'un poids relativement faible ; l'élément support peut être réalisé d'une seule pièce en conciliant résistance et légèreté. Dans le cas d'un élément support réalisé en matériau composite, le moyen amortisseur peut être intégré dans structure composite, la pièce de contrainte étant noyée dans la couche de matière viscoélastique. Le moyen amortisseur peut avoir une forme sensiblement en secteur cylindrique, concave vers l'interieur, convexe vers l'extérieur, de manière à épouser une zone correspondante de l'élément support. Le moyen amortisseur peut être fixé en saillie, avantageusement sur la partie arrière de l'élément support, de preférence dans la zone médiane selon la longueur. En variante, le moyen amortisseur peut être fixé sur un côté de l'élément support ou entourer complètement cet élément support. Dans le cas d'une fourche avant, qui comporte deux fourreaux reliés à un pivot par une tête de fourche et séparés par un espace pour le passage de la roue entre eux , la fourche comporte un moyen amortisseur pour chaque fourreau, de préférence fixé sur la partie arriere du fourreau, dans la zone médiane selon la longueur de ce fourreau. Dans le cas de haubans arrière, un moyen amortisseur est fixé de préérence sur la partie arrière de chaque hauban dans la zone médiane selon la longueur de ce hauban. on peut prévoir une surface sensiblement plane sur une zone l'élément support, notamment d'un hauban, pour la fixation du moyen amortisseur. moyen amortisseur peut avoir une longueur comprise entre 50 et 60 mm, avantageusement sensiblement égale à mm. L'épaisseur de la couche de matière viscoélastique peut être comprise entre 0.5 et 0.9 mm, avantageusement sensiblement égale à 0.7 mm. L'epaisseur de la pièce de contrainte peut être comprise entre 0.8 et 1.2 mm, avantageusement sensiblement égale à mm. De préférence, cette pièce ou plaque de contrainte est réalisée en alliage léger dur, notamment en alliage d aluminium, de zinc; et de magnésium. L'invention est également relative à un moyen amortisseur de vibrations pour élément support de roue de bicyclette caractérisé par le fait qu'il comprend une couche de matière viscoélastique et une pièce de contrainte rigide, en particulier métallique, collée contre une face de la couche de matière viscoélastique, ce moyen amortisseur étant agencé pour être fixé, notamment collé, par la face libre de sa couche de matière viscoélastique contre la surface de l'élément support de roue. Le moyen amortisseur peut avoir une forme sensiblement en secteur cylindrique convexe-concave pour épouser une zone de l'élément support. I1 est ainsi possible d'équiper une bicyclette déjà en service avec un tel moyen amortisseur. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'exemples de réalisation décrits détail avec réference aux dessins ci-annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. figure 1 de ces dessins est une vue côté d'une fourche avant de bicyclette selon l'invention. figure 2 est une vue suivant la flèche de la figure 1. La figure 3 montre à plus grande échelle, coupe suivant la ligne III-III de Fig.2, le moyen amortisseur. figure 4 montre en perspective, de l'exterieur, le moyen amortisseur. figure 5 est une vue partielle, de l'arriere, de la roue arrière d'une bicyclette et des haubans équipés de moyens amortisseurs. La figure 6, enfin, est une section horizontale, à plus grande échelle, d'un élément support et d'un moyen amortisseur entourant cet élément. se reportant aux Figs. 1 et 2 des dessins, on peut voir un élément support S de roue de bicyclette, constitue par une fourche avant F comportant un pivot de direction 1 solidaire, vers le bas, de deux fourreaux 2, 3 reliés au pivot par une tête de fourche 4. Les fourreaux 2 et 3 sont séparés par un espace permettant le passage d'une roue R entre eux. Cette roue est supportée par un axe 5 monté aux extrémités inférieures des fourreaux 2, 3. Au moins un moyen amortisseur A est rapporté sur l'élément S. Le moyen amortisseur A est avantageusement fixé en saillie sur la partie arrière de chaque fourreau 2, 3, dans la zone médiane selon la longueur du fourreau. La fourche F peut être réalisée en matériau composite, au moins pour les fourreaux 2 et 3. Bien entendu, la fourche F (et plus généralement l'élément support) peut être réalisée en tout type de matière, en particulier en métal, tel qu'alliage léger ou acier. Le moyen amortisseur A comporte une couche 6 de matière viscoélastique, notamment matière élastomère, propre à dissiper l'énergie de déformation cisaillement de la matière. La couche 6 est collée contre la surface arrière du fourreau correspondant 2, 3 sensiblement au milieu de la longueur ( hauteur) de ce fourreau. Une pièce de contrainte rigide en forme de plaque cintree ou plane, est collée contre la face de la couche 6 éloignée du fourreau. La plaque contrainte 7 est de préference métallique en particulier en alliage léger dur, notamment alliage d'aluminium, zinc et de magnésium. variante, la pièce de contrainte 7 peut être constituée de plusieurs éléments séparés, par exemple sous forme de plaques élémentaires ou de tiges. La largeur 1 du moyen amortisseur A peut être sensiblement égale à l'épaisseur hors tout du fourreau de telle sorte que le moyen amortisseur A peut être collé contre la tranche arrière du fourreau sans déborder latéralement. Cette largeur 1 peut être comprise entre 12 et 18 mm, avantageusement sensiblement égale à 15 mm. La longueur H du moyen amortisseur peut être comprise entre 50 et 60 mm, avantageusement sensiblement égale à 55 mm. L'épaisseur de la couche 6 de matiere élastomère peut être comprise entre 0.5 et 0.9 mm, et est avantageusement sensiblement égale à 0.7 mm. L'épaisseur de la plaque de contrainte 7 peut être comprise entre 0.8 et 1.2 mm, avantageusement sensiblement égale à 1 mm. L'implantation du moyen amortisseur dans la zone définie ( c'est-à-dire à l'arrière et au milieu de chaque fourreau ) est avantageuse pour obtenir un amortissement sensible des vibrations et une réduction des déplacements, aussi bien suivant une direction parallèle à l'axe 5 que suivant une direction horizontale orthogonale à l'axe 5 . Cependant le moyen amortisseur A peut être installé en un autre endroit, par exemple plus haut ou plus bas, non seulement sur la tranche arrière mais aussi sur la tranche avant de l'élément support, ou sur un côté de l'élément support. Comme visible d'après Figs. 3 et 4, le moyen amortisseur A peut avoir sensiblement la forme d'un secteur cylindrique, concave vers l'intérieur, convexe vers l'extérieur, de manière à épouser une zone correspondante du fourreau 2 ou 3. La pièce rigide 7 est cintrée suivant la forme souhaitée et la couche 6 adopte cette forme lors de son collage contre la pièce 7. La figure 5 montre l'arrière de haubans 8,9 supports d'une roue arrière Ra. Les haubans 8,9 sont reliés rigidement en partie haute entre eux et au tube de selle T. Un moyen amortisseur de vibrations A est collé à l'arrière contre chaque hauban, sensiblement à mi-hauteur. Une zone plane 10, 11, à contour sensiblement elliptique peut être prévue à l'arrière sur chaque hauban pour faciliter la mise en place du moyen amortisseur A, dont le contour est parallèle à celui de la zone 10, 11, correspondante. La figure 6 montre, en section horizontale, une variante de réalisation selon laquelle le moyen amortisseur de vibrations A entoure completement une zone de l'élément support S, par exemple une zone du fourreau 3, à la manière d'une ceinture. Le moyen A peut être d'une seule pièce, ou formé de deux parties A1,A2, à section sensiblement en forme de C, dont les concavités sont tournées l'une vers l'autre. La couche viscoélastique 6 ceinture la section du fourreau 3 ;la pièce de contrainte 7 ceinture la couche 6. Lorsque l'élément support est réalisé en matériau composite, il est possible d'intégrer le moyen amortisseur à l'intérieur même de la structure composite; la pièce de contrainte est alors noyée dans la couche de matière viscoélastique, elle-même incorporée à la structure composite. I1 peut en résulter une surépaisseur locale prévue de préférence dans volume creux intérieur des fourreaux 2 et 3. Quel que soit le mode de réalisation, les vibrations sont amorties par dissipation d'energie dans la couche viscoélastique 6 dont une face est solidaire d'une partie l'élément support et dont l'autre face est solidaire de la pièce 7 de contrainte, peut osciller par inertie. solution de l'invention permet une absorption des vibrations, sans préjudice sensible poids. Elle s'applique à tous types de bicyclette: course, cyclo- touriste, VTT, ou autres. Cette solution est d'une mise en oeuvre facile, en particulier sur des fourches déjà existantes non équipées. REVENDICATIONS 1. Elément support de roue de bicyclette caractérisé le fait qu'il comporte un moyen amortisseur de vibrations (A) comportant une couche de matière viscoélastique (6) fixee à une zone de l'élément support (S), et une pièce de contrainte (7) rigide liée à la couche de matière viscoélastique. 2. Elément support de roue de bicyclette selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen amortisseur de vibrations (A) est rapporté sur l'élément support de roue. 3. Elément support de roue de bicyclette selon la revendication 2 , caractérisé par le fait que la couche de matière viscoélastique (6) est fixée par collage sur l'élément support (S), la pièce de contrainte rigide (7) étant elle-même collée contre la couche de matière viscoélastique (6). 4 Elément support de roue de bicyclette selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le moyen amortisseur (A) est fixé en saillie sur la partie arrière l'élément support (S). . Elément support de roue de bicyclette selon l'une des revendications précédentes , caractérisé par le fait que le moyen amortisseur (A) est fixé dans la zone médiane selon longueur de l'élément support. . Elément support de roue de bicyclette selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen amortisseur (A;Al,A2) entoure complètement l'élément support (S). 7. Elément support de roue de bicyclette selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que plaque de contrainte rigide (7) est métallique. 8. Elément support de roue de bicyclette selon revendication 7, caractérisé par le fait que la plaque de contrainte rigide (7) est en alliage léger dur, tel qu'un alliage d'aluminium, de zinc et de magnésium. 9 Elément support de roue de bicyclette selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que moyen amortisseur (A) a une forme sensiblement en secteur cylindrique, concave vers l'intérieur, convexe vers 1 extérieur, de manière à épouser une zone correspondante de l'élément support. 10. Fourche avant de bicyclette, constituant un élément support de roue selon l'une des revendications précédentes comportant deux fourreaux (2,3) reliés à un pivot par une tête de fourche et séparés par un espace pour le passage la roue entre eux , caractérisée par le fait qu'elle comporte un moyen amortisseur de vibrations (A) pour chaque fourreau (2,3), chaque moyen amortisseur (A) comportant couche de matière viscoélastique (6) fixée à une zone du fourreau (2,3), et une pièce de contrainte (7) rigide liee à la couche de matière viscoélastique. . Fourche avant de bicyclette selon la revendication caractérisée par le fait que chaque moyen amortisseur de vibrations (A) est rapporté à l'extérieur sur un fourreau ,3). 12. Fourche avant de bicyclette selon la revendication 11, caractérisée par le fait qu'un moyen amortisseur de vibrations (A) est fixé sur la partie arrière de chaque fourreau (2,3) dans la zone médiane selon la longueur de ce fourreau. Hauban arrière de bicyclette, constituant un élément support de roue selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'un moyen amortisseur (A) est rapporté et fixé sur la partie arrière du hauban (8,9) ce moyen amortisseur (A) comportant une couche matière viscoélastique (6) fixée contre une zone du fourreau (2,3), une pièce de contrainte (7) rigide fixée contre la couche de matière viscoélastique 14. Moyen amortisseur de vibrations pour élément support de roue de bicyclette, notamment fourche hauban, caractérisé par le fait qu'il comporte une couche de matière viscoélastique (6) et une plaque de contrainte rigide (7) collée contre une face de la couche de matière élastomère, ce moyen amortisseur (A) étant agencé pour pouvoir être fixé, en particulier collé, par la face libre sa couche de matière viscoélastique contre la surface un élément support de roue de bicyclette. Moyen amortisseur selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'il a une forme sensiblement en secteur cylindrique convexe-concave pour épouser une zone l'élément support. Moyen amortisseur selon la revendication 14 ou 15, caractérisé par le fait que sa longueur (H) est comprise entre 50 et 60 mm. . Moyen amortisseur selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé par le fait que la plaque de contrainte (7) est réalisée en alliage léger dur, tel qu'un alliage d'aluminium, de zinc et de magnésium.