Brevet FR2843915A1 — publié le 20040305

- 1 La présente invention concerne un dispositif qui fait office à la fois de renfort pour les perçages réalisés dans les jantes de bicyclettes afin de laisser un passage aux écrous destinés à tendre les rayons et d'écrou de fixation et de réglage de tension du rayon sur la roue une fois montée. Comme type de renforts utilisés fréquemment, on peut citer les oeillets métalliques. Le rôle de ces renforts est multiple. Premièrement, ils sont chargés de répartir la pression de contact entre la tête de l'écrou servant à mettre le rayon de la roue en tension et la jante. Ils servent également à faciliter le rotulage de cette tête d'écrou afin 10 qu'elle puisse s'orienter naturellement lors du serrage pour suivre la direction imposée par le rayon qui ne se trouve pas dans le plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue, coupant la jante et passant par son centre. L'ensemble de ces fonctions sert à renforcer la résistance des roues ainsi qu'à augmenter la longévité des jantes. Dans l'état actuel de la technique, on peut trouver sur le marché plusieurs solutions différentes, parmi lesquelles: - pour une jante simple de section en U, il existe: * le renfort de type oeillet simple dont l'une des extrémités est rabattue du côté de la partie de la jante supportant le pneumatique et l'autre partie 20 rabattue par sertissage sur la face de la jante orientée vers le moyeux. * une rondelle dont l'une des faces d'appui est en contact avec la jante, côté pneumatique, et dont l'autre, inclinée perpendiculairement par rapport à l'axe définissant la direction du rayon, sert de face d'appui à l'écrou de serrage. - pour une jante de section tubulaire, il existe: 25 * l'oeillet métallique double constitué de deux parties: (i) un élément supérieur, de gros diamètre, dont la tête est rabattue sur la face de la jante située du côté du pneumatique et l'autre extrémité rabattue intérieurement; (ii)un élément inférieur dont la tête est rabattue sur l'extrémité inférieure de l'élément précédent et dont la partie inférieure est rabattue par sertissage sur la partie de la jante orientée vers le 30 moyeu. *l'oeillet métallique simple, serti comme les oeillets pour les jantes en U, sur le pourtour de la jante situé du côté du moyeu, le pourtour supérieur de la jante situé du côté du pneumatique étant simplement percé concentriquement d'un trou laissant le passage à l'écrou de tension de rayon et à son outil de montage. * une rondelle qui prend place sur la face intérieure du pourtour de la jante situé du côté du moyeux, le pourtour supérieur de la jante situé du côté du pneumatique étant simplement percé concentriquement d'un trou laissant le passage à l'écrou de tension du rayon et à son outil de montage. -2 * d'autres renforts spécifiques utilisés pour renforcer des jantes de forme particulière, par exemple certaines jantes très profilées sur le plan aérodynamique. Dans les cas présentés ci-dessus ainsi que dans d'autres éventuels cas similaires, le procédé de fabrication d'une roue complète nécessite une étape particulière, qui est 5 l'équipement de la jante avec son renfort, le plus souvent à l'aide d'un équipement industriel spécifique. Dans le cas des rondelles, celles-ci ne peuvent être disposées qu'au moment du montage des rayons, ce qui complique énormément l'exécution. Le but de la présente invention est d'apporter une solution simple pour 10 l'équipement des jantes de leurs renforts, lorsque cela est souhaité, sans avoir recours à une étape particulière de montage au cours du procédé de fabrication d'une roue de bicyclette. Plus particulièrement dans le cas des renforts de type oeillets métalliques fabriqués sur des presses mécaniques à l'aide d'outillages dits d'emboutissage à suivre, l'un des objets de l'invention est la suppression de l'étape de sertissage de ces oeillets sur 15 lajante. Le dispositif selon l'invention comporte selon une première caractéristique deux éléments. Le premier appelé "écrou" permet la liaison entre la jante et le rayon et autorise le réglage de la tension de ce dernier. Le second appelé "renfort" a pour fonction 20 de renforcer les perçages pratiqués dans la jante. Le premier élément appelé "écrou" devra posséder les caractéristiques selon l'invention suivantes: - Il sera formé d'un corps et d'une tête, situés sur un même axe, appelé axe principal, de telle sorte que les dimensions de la tête empêchent l'écrou tout entier de 25 passer au travers du trou dans lequel le corps de l'écrou doit être inséré. - Le corps de l"'écrou" présentera un moyen de liaison avec le rayon. - A l'opposé de la tête, le corps sera pourvu d'un système de préhension extérieur par un outil afin d'assurer le réglage de la tension du rayon une fois la roue montée. - Entre la tête de l"'écrou" et cette zone de préhension existera une zone située sur l'axe de ce corps présentant une section perpendiculaire à son axe principal suffisamment rétrécie par rapport à une même section située dans la zone de préhension et une longueur suffisante pour qu'une tôle percée d'un trou qui vient d'être traversée sans jeu par la zone de préhension puisse jouer et rotuler très librement entre la tête de l'écrou 35 et cette zone de préhension. - L'extrémité du corps, situé à l'opposé de la tête sur l'axe principal de la pièce sera muni d'une surface destinée à faciliter l'introduction de l"'écrou" dans un trou. -3 - La partie supérieure de la tête sera munie d'un système de préhension permettant de faire tourner l"'écrou" autour de son axe principal lors de l'assemblage avec le rayon. - La surface inférieure de la tête, celle qui contient l'intersection entre la 5 tête et le corps de l"'écrou" constituera la surface d'appui de l"'écrou". Elle aura une forme telle qu'en contact avec une surface adaptée, elle autorisera un rotulage de l"'écrou". Cette surface sera dénommée SE. Le second élément appelé "renfort" devra posséder les caractéristiques selon 10 l'invention suivantes: - Il devra offrir à l'élément appelé "écrou" une surface d'appui autorisant un certain rotulage. Cette surface d'appui ne sera cependant pas nécessairement une portion de sphère parfaite. Cette surface sera dénommée SC. - Il devra posséder une ou plusieurs surfaces chargées de répartir l'effort 15 de traction exercé par le rayon sur la jante par l'intermédiaire de l'élément selon l'invention. - Il devra être percé d'un trou au diamètre DP calibré précisément. Ce diamètre sera choisi de manière à ce que la pièce appelée "écrou" ne puisse passer entièrement au travers de ce trou. - L'ensemble des surfaces du "renfort" définies ci dessus seront choisies pour qu'une fois la roue assemblée, le corps de l'élément "écrou" ait traversé le trou de diamètre DP en se trouvant du côté du moyeu, la tête de l'élément "écrou" soit en appui sur la surface autorisant un rotulage et se situe du côté du pneumatique et, enfin, les surfaces d'appui chargées de répartir l'effort de traction sur la jante soient telles qu'elles 25 autorisent un alignement parfait entre le corps de l'élément "écrou" et le rayon. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments "renfort" et "écrou" sont assemblés de manière à ce que: -il soit impossible de séparer les deux éléments sans exercer d'effort important. - les surfaces SC et SE appartenant respectivement au "renfort" et à l"'écrou" et autorisant le rotulage entre ces deux éléments puissent être en contact après l'assemblage. - une fois les deux éléments assemblés, le "renfort" puisse jouer librement autour de l"'écrou". - la zone de l"'écrou" munie du système de préhension destiné au réglage de la tension du rayon soit entièrement à l'extérieur du renfort. -4 Les dessins annexés illustrent différents mode de réalisation. Les figures 1A et lB représentent deux modes de réalisation du "renfort" (2), en coupe. La figure 2 représente l"'écrou" (1). La figure 2A est la vue de l"'écrou" selon la section AA. La figure 3 représente un mode de réalisation de l'assemblage "renfort"-"écrou" pour une jante J de 5 profil en U représenté à la figure 4 en coupe après montage de l'assemblage selon l'invention. La figure 5 représente un mode de réalisation de l'assemblage "renfort""écrou" pour une jante J de profil tubulaire représenté à la figure 6 en coupe après montage de l'assemblage selon l'invention. Selon un mode de réalisation particulier, l"'écrou" pourra avoir une forme très 10 voisine de la forme générale que l'on trouve habituellement sur les écrous de réglage de tension de rayon utilisés pour le montage des roues de bicyclette (Figure 2). Il pourra être composé d'un corps (2- 1) et d'une tête (2-2) situés sur un même axe, l'ensemble étant percé et taraudé selon l'axe principal de la pièce de manière à pouvoir se visser sur le rayon (2-3). Sa tête, bombée dans sa partie supérieure peut être fendue de manière à 15 permettre un premier vissage sur le rayon à l'aide d'un outil qui pourrait être un tournevis. La partie inférieure de la tête définit une surface qui contient l'intersection de la tête et du corps. Cette surface pourra être sphérique afin d'autoriser un rotulage de l"'écrou" sur son appui au moment du serrage (SE). La partie inférieure du corps pourra être munie de 4 méplats extérieurs (formant un carré dans une section perpendiculaire à 20 l'axe de l"'écrou" dont la diagonale possède une cote précise D) (2-4 et Figure 2A) afin de permettre ultérieurement le réglage de la tension des rayons à l'aide d'une clé appropriée. La tête et la zone des méplats pourront être séparés par une zone cylindrique (2-5) de diamètre DE inférieur à cette cote D et à la cote DP déterminée sur le "renfort". Cette cote DE ainsi que la longueur de cette partie cylindrique selon l'axe principal de la 25 pièce devront être choisis de manière à ce qu'une fois monté sur la roue, le rotulage toléré pour l"'écrou" soit suffisant pour éviter toute contrainte de flexion au rayon. A l'opposé de la tête de l"'écrou", on pourra donner au corps une forme conique (2-6) d'axe égal à l'axe du taraudage et qui viendra se raccorder à la partie inférieure de la zone des méplats. Selon des modes de réalisation particuliers, l'élément appelé "renfort" pourra prendre des formes différentes suivant le profil des jantes à équiper. Dans le cas d'une jante dont le profil est en U, le renfort peut prendre la forme générale d'un chapeau melon, dont on aurait percé le fond (Figure lA). Il peut se composer d'un corps 35 cylindrique creux (1-1) et d'une collerette rabattue vers l'extérieure (1-2), dans sa partie supérieure. Cette collerette peut servir d'appui à la tête de l'élément appelé "écrou" et assurer la répartition sur la jante des contraintes de traction exercées par le rayon. Elle peut autoriser aussi le rotulage de la tête d'écrou. L'autre extrémité du "renfort", celle qui -5 sera la plus proche du moyeux de la roue une fois le dispositif selon l'invention monté, peut être percée d'un trou de diamètre DP particulièrement précis. Dans le cas d'une jante dite tubulaire, un renfort similaire à celui décrit dans le cas du profil simple en U peut être utilisé si la face d'appui choisie est le pourtour de la 5 jante situé le plus près du moyeux. Si par contre, c'est le pourtour de la jante situé du côté du pneumatique qui est choisi comme face d'appui, il peut être préférable de concevoir un "renfort" tel que décrit ci-après (Figure lB): il sera constitué d'un cylindre creux (1-1) équipé dans sa partie supérieure d'une collerette rabattue vers l'extérieur (1-2) et qui servira à répartir l'effort de la traction sur la jante. Ce cylindre sera situé au- dessus d'un 10 second cylindre creux (1-3) de diamètre inférieur et fermé par un fond percé à un diamètre DP calibré précisément. Les deux cylindres seront reliés entre eux par une surface SC qui sert d'appui à la tête de l"'écrou" et se situe à l'opposé de la collerette sur le cylindre de grand diamètre et à l'opposé du fond percé sur le cylindre de petit diamètre. L'ensemble de ces surfaces est situé sur un axe commun aux deux cylindres. 15 Cette surface autorise un rotulage de la tête de l"'écrou" quand celui-ci s'y trouve en appui. L'assemblage des deux éléments appelés respectivement "renfort" et "écrou" peut être réalisé par emmanchement (Figure 3 et Figure 5). Les cotes DP (cote du trou percé 20 au fonds du "renfort") et D (cote de la plus grande diagonale déterminée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la pièce dans la zone des méplats de l'"écrou") sont choisies telles que D supérieure à DP. Si A est égal à DP-D, A est négatif et sa valeur est déterminée en fonction des matériaux constitutifs des éléments dits "renfort" et "écrou" ainsi que de la technologie choisie pour assembler les deux éléments. L"'écrou" (3-1 ou 25 5-1) peut alors être forcé au travers du diamètre percé dans le fonds du renfort (3-2 ou 52) de manière à ce qu'une fois assemblé, le dispositif selon l'invention monté sur une roue de bicyclette présente la tête de l'écrou (3-3 ou 5-3) du côté du pneumatique et que la zone des méplats (3-4 ou 5-4) de l"'écrou" se situe du côté du moyeu de la roue. Après emmanchement, l'élément dit "renfort" peut jouer librement autour de la partie 30 cylindrique (3-5 ou 5-5) de l'écrou comprise entre la zone des méplats et la tête et la zone des méplats de l'écrou est entièrement située en dehors du "renfort". Les figure 4 et 6 représentent les ensembles "renfort" I "écrou" après emmanchement et montage, respectivement pour une jante J de profil simple en U et pour une jante J tubulaire dont le pourtour situé côté pneumatique a été choisi comme surface d'appui. 35 Dans le cas particulier o l'élément appelé "renfort" est réalisé en métal avec un outil dit "outil d'emboutissage à suivre" sur une presse, l'assemblage entre le "renfort" et l"'écrou" pourra être réalisé sur cette même machine en utilisant son énergie et le - 6 mouvement de monte et baisse qui la caractérise. Un mécanisme muni d'un mouvement de pas à pas actionné par le mouvement de la presse (par exemple par l'intermédiaire d'un système de roue à cliquet) pourra être chargé de récupérer les pièces embouties au moment o elles sont séparées définitivement de leur bande au dernier poste de l'outil 5 d'emboutissage à suivre. Il les fera ensuite arriver jusqu'à un poste o un système de distribution (par exemple un ou plusieurs bols vibrants) viendra positionner sur chaque pièce un élément de type "écrou" (de la même façon par exemple que l'on alimente une tête de vissage automatique avec un élément à visser). Au poste suivant, le mouvement de la presse pourra réaliser l'emmanchement. Enfin, un poste d'éjection complétera le 10 mécanisme. L'ensemble de ce mécanisme pourra être monté à la suite de l'outil d'emboutissage à suivre sur la presse. Dans ce même cas particulier, l'assemblage pourra également être réalisé sur une machine spécifique distincte de la presse à emboutir. L'avantage principal offert par le dispositif selon l'invention, outre le maintien des rôles joués respectivement par le renfort des perçages des jantes et d'écrou de fixation et 15 de réglage de tension des rayons, est qu'il peut se monter en une seule opération à l'aide d'un équipement peu différent de celui généralement nécessité par le seul montage de l'écrou. - 7 REVENDICATIONS 1) Dispositif pour assurer simultanément les fonctions de renfort des zones de perçage sur une jante de bicyclette et d'écrou de maintien et de réglage de tension du 5 rayon sur la roue une fois montée caractérisé en ce qu'il comporte un "renfort" (2) destiné à répartir sur la jante les efforts résultant de la tension du rayon et un "écrou" (1) destiné au maintien du rayon et au réglage de sa tension, préassemblés de telle sorte qu'il soit impossible de séparer ces deux éléments sans effort important, de telle sorte également que les surfaces SC et SE appartenant respectivement au "renfort" (2) et à l"'écrou" ( 1) et 10 autorisant le rotulage entre ces deux éléments puissent être en contact après assemblage, de telle sorte, également, qu'une fois assemblés, le "renfort" (2) puisse jouer librement autour de l"'écrou" (1) et de telle sorte enfin que la zone de l"'écrou" (1) munie du système de préhension destiné au réglage de la tension du rayon soit entièrement à l'extérieur du "renfort" (2) du côté du moyeu de la roue; caractérisé également en ce que 15 le "renfort"(2) offre à l"'écrou" (1) une surface d'appui SC autorisant un certain rotulage, possède une ou plusieurs surfaces chargées de répartir l'effort de traction exercé par le rayon sur lajante, et est percé d'un trou de diamètre DP calibré précisément de manière à ce que l"'écrou" (1) ne puisse passer entièrement au travers de ce trou, présente l'ensemble des surfaces définies ci-dessus de manière à ce qu'une fois la roue assemblée, 20 le corps de l'élément "écrou" (1) ait traversé le trou de diamètre DP en se trouvant du côté du moyeu, la tête de l'élément "'écrou" (1) soit en appui sur la surface SC autorisant un certain rotulage et se situe du côté du pneumatique et qu'enfin les surfaces d'appui chargées de répartir l'effet de traction sur la jante soient telles qu'elles autorisent un alignement parfait entre le corps de l'élément "écrou" (1) et le rayon; caractérisé 25 également en ce que l"'écrou" (1) soit formé d'un corps et d'une tête situés sur un même axe de telle sorte que les dimensions de la tête empêchent l'écrou tout entier de passer au travers du trou dans lequel le corps de l'écrou doit être inséré, en ce que le corps de l"'écrou" (1) présente un moyen de liaison avec le rayon, en ce qu'à l'opposé de la tête le corps soit pourvu d'un système de préhension par un outil afin d'assurer le réglage de la 30 tension des rayons une fois la roue montée, en ce qu'entre la tête de l"'écrou" et cette zone de préhension existe une zone située sur l'axe de ce corps présentant une section perpendiculaire à son axe principal suffisamment rétrécie par rapport à une même section située dans la zone de préhension et une longueur suffisante pour qu'une tôle percée d'un trou qui vient d'être traversée sans jeu par la zone de préhension puisse jouer et rotuler 35 très librement entre la tête de l'écrou et cette zone de préhension, en ce que l'extrémité du corps situé à l'opposé de la tête sur l'axe principal de la pièce et muni d'une surface destinée à faciliter l'introduction de l"'écrou" dans un trou.