Brevet FR2842491A1 — publié le 20040123

I La présente invention concerne un dispositif de fixation du train avant sur le châssis d'une motocyclette, autorisant une modification des paramètres qui définissent les qualités dynamiques du véhicule et notamment l'angle de chasse et la valeur de la chasse au sol. Pour la clarté de la présente description, on va d'abord 10 exposer, en référence aux Figure 1, Figure 2 et Figure 3, le mode actuel le plus couramment utilisé par les constructeurs de motocycles pour réaliser la fixation du train avant. La Figure 1 représente un croquis du train avant d'une motocyclette réalisé dans le plan médian de celle-ci. La Figure 2 représente le même 15 croquis mais vu de face. La Figure 3 représente le montage détaillé de la colonne de direction par une coupe l-l de la Figure 2 passant par son axe de rotation. On sait que sur une motocyclette, la roue avant (1) est, dans la plus grande majorité des constructions, maintenue par 20 l'élément de suspension avant qui est constitué de deux jambes parallèles et télescopiques (2a) et (2b), assurant les fonctions de guidage, de suspension et d'amortissement, et disposées de part et d'autres de la roue, sur son axe de rotation et perpendiculaire à celui-ci. Ces deux éléments sont reliés dans leur partie 25 supérieure par deux platines. Une supérieure (3) est disposée à leur extrémité supérieure et une inférieure (4) est placée au dessous de la supérieure et à une distance qui laisse toute la liberté de mouvement à la roue dans ses oscillations. Ces deux platines enserrent la colonne de direction du châssis. La colonne de direction est la partie avant du châssis. Elle est constituée d'un tube (5) dans lequel sont disposés, à chaque extrémité, des moyens de guidage (6a) et (6b) permettant le pivotement d'un arbre (7) les traversant le long de l'axe du tube (5). Cet arbre (7) est appelé " axe de colonne de direction ". Il 35 est fixé au milieu de la platine inférieure (4), traverse la colonne de direction du châssis en passant dans les moyens de guidage (6a) et (6b), puis traverse la platine supérieure (3). Une fonction pivot est ainsi créée entre le châssis et l'ensemble du train avant. A l'aide du guidon (8) fixé sur la platine supérieure (3), le pilote peut changer de direction en faisant pivoter l'ensemble du train avant et donc la roue avant. La Figure 3 montre une construction couramment utilisée, à titre d'exemple non limitatif, d'un montage de la colonne de direction. Ici, les moyens de guidage (6a) et (6b) sont représentés par des roulements à rouleaux coniques, montés 10 serrés dans les logements de la colonne (5), en opposition et en X. L'écrou (9) permet de régler le jeu nécessaire à la rotation des roulements. Le contre écrou (10) bloque l'ensemble en conservant ce jeu de fonctionnement. Afin de donner de la stabilité au véhicule, l'axe de 15 pivotement est incliné vers l'avant de manière à ce que l'axe de rotation de la roue avant se trouve en avant de la colonne de direction. L'angle (A) formé par la perpendiculaire au sol et l'axe de pivotement est appelé " angle de chasse ". La distance (C) entre la projection de l'axe de pivotement au sol et le point de contact de la roue au sol est appelé " chasse au sol ". Il est très important lors de l'étude d'une motocyclette de choisir correctement les valeurs de l'angle de chasse et de la chasse au sol pour obtenir le comportement dynamique du véhicule que la majorité des utilisateurs souhaite avoir pour 25 l'utilisation bien précise définie par le cahier des charges du constructeur. Ainsi ces valeurs seront très différentes pour une motocyclette prévue par exemple pour un usage routier o l'angle de chasse est réalisé de préférence entre 200 et 240 et une motocyclette prévue pour un usage tout-terrain o l'angle est de préférence compris entre 24 et 28 . Une fois le véhicule réalisé, ces valeurs ne peuvent plus être modifiées car l'angle de chasse (A) est défini par l'angle du tube de colonne (5) soudé sur le châssis et la chasse au sol (C) est définie par l'angle de chasse, le déport (B) réalisé sur les 35 platines (3) et (4) et le déport éventuel (D) réalisé sur la fixation de l'axe de la roue avant sur les jambes de suspension (2a) et (2b). Dans le cadre d'une utilisation plus pointu et notamment en compétition, bon nombre d'utilisateurs souhaitent optimiser les valeurs (A) et (C) en fonction de leur style de pilotage et des divers équipements de leur véhicule. Pour modifier la chasse au sol (C) il est possible de changer les platines (3) et (4) par des platines avec un déport (B) différent et de changer les jambes de suspension (2a) et (2b) par des jambes possédant un déport (D) différent. Pour ce faire Il est nécessaire de disposer d'autant de platines et de jambes que de valeurs à essayer. La modification de l'angle de chasse (A) est réalisée dans certaines équipes de courses par l'utilisation de bagues interchangeables permettant l'excentration de l'axe (7) par rapport au tube de colonne (5). La mise en place de ces bagues 15 nécessite une modification importante et onéreuse du tube (5) de la colonne de direction utilisée sur les véhicules de compétition issus de modèles de série. De plus chaque bague donne une valeur figée de l'angle (A) et le changement de bague nécessite le démontage de l'ensemble du train avant et notamment des 20 platines (3) et (4). Ces interventions importantes réduisent d'autant la durée des séances d'essais limitées dans le temps. La présente invention propose un ensemble platines supérieure et inférieure et arbre de colonne pouvant se monter facilement sur la colonne (5) des châssis de motocyclette utilisés 25 en série par les constructeurs, qui offre la particularité de pouvoir faire varier l'angle de chasse (A) en plus ou moins de l'ordre de 1 à 30 et le déport (B) de manière indépendante sur les platines supérieure et inférieure. Ces modifications de réglage pouvant s'effectuer rapidement sans démontage du train avant. Plus précisément, et en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, o l'on a représenté les différentes réalisations préférées de l'invention, en dehors des Figure 1, Figure 2 et Figure 3 visées précédemment: La Figure 4 est une coupe l-l de la Figure 2 du montage de la colonne de direction autorisant uniquement le réglage de l'angle de chasse (A), en position milieu. La Figure 5 est une coupe 11-il de la Figure 4. La Figure 6 est une coupe identique à la Figure 4 mais dans une position extrême de réglage. La Figure 7 est une section suivant 111-111 de la Figure 4. La Figure 8 est le détail IV agrandi des surfaces (20) et (21). La Figure 9 est une coupe l-l de la Figure 2 du montage de la colonne de direction autorisant le réglage de l'angle de chasse (A) ainsi que le réglage du déport (B) uniquement sur la platine supérieure, en position milieu. La Figure 10 est une coupe V-V de la Figure 9. La Figure 11 est une coupe identique à la Figure 9 mais dans une position extrême de réglage du déport sur la platine supérieure. La Figure 12 est une section suivant VI-VI de la Figure 9. La Figure 13 est une section suivant VII-VII de la Figure 9. La Figure 14 est un croquis similaire à celui de la Figure 1 mais avec le réglage de la Figure 11. La Figure 15 est une coupe l-l de la Figure 2 du montage de la colonne de direction autorisant le réglage de l'angle de chasse (A) ainsi que le réglage du déport (B) sur les deux platines supérieure et inférieure, en position milieu. La Figure 16 est une section VIII-VIII de la Figure 15. La Figure 17 est une coupe I-I de la Figure 2 du montage de 25 la colonne de direction autorisant uniquement le réglage de l'angle de chasse (A), en position milieu et monté de manière inversée au montage de la Figure 4. Les Figure 4, Figure 5, Figure 6 et Figure 7 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une construction d'un dispositif conforme 30 à l'invention mais n'autorisant uniquement que le réglage de l'angle de chasse. Dans ce montage, le tube de colonne (5) du châssis est conservé mais les éléments de guidage (6a) et (6b) de la Figure 3, assurant le pivotement du train avant par rapport au châssis, sont remplacés par respectivement les éléments (16) 35 et (11) placés dans respectivement la platine supérieure (33) et inférieure (34). De cette façon la rotation du train avant est conservée malgré le blocage en rotation de l'axe de colonne (37). L'axe (37) traverse l'élément de guidage (11) représenté ici à titre d'exemple non limitatif par un roulement à double rangée de billes et fixé de manière appropriée dans la platine (34), comme par exemple non limitatif un emmanchement serré et appui usiné, de façon à supporter les efforts axiaux dirigés vers le haut et transmis par le train avant à travers la platine (34), traverse une rotule à contact oblique (12) disposée en lieu et 10 place de l'élément de guidage (6b) de la Figure 3 dans le tube (5), de manière appropriée et pouvant supporter les efforts axiaux transmis par l'élément (11). Une entretoise (24) peut être disposée entre les éléments (11) et (12) afin de garantir un espace minimum entre le haut de 15 la platine (34) et le bas du tube (5) pour permettre le mouvement de basculement de la platine (34). Cette entretoise (24) peut être également pourvue de tout moyen d'étanchéité pour protéger les éléments (11) et (12) . Dans sa partie supérieure, l'axe (37) traverse une pièce de 20 guidage (14) fixée en lieu et place de l'élément (6a) de la Figure 3 dans le tube (5), de manière appropriée et à titre d'exemple non limitatif par emmanchement serré et vis pointeau (13) interdisant tout mouvement de rotation de la pièce (14) dans le tube (5). La pièce (14) possède une rainure à flancs parallèles 25 (18a) et (18b). L'axe de cette rainure doit impérativement être disposé dans le plan de la Figure 4, soit plus exactement dans le plan de la Figure 1 qui est le plan médian du véhicule et le plan de définition de l'angle de chasse (A). Sur l'axe (37) sont réalisé deux méplats à flancs parallèles 30 (19a) et (19b) de dimensions permettant leur coulissement sans jeu sur les flancs respectivement (18a) et (18b) de la rainure de la pièce (14). La surface supérieure (20) de la pièce (14) est une portion de cylindre d'axe (30) perpendiculaire aux flancs (18a) et (18b) 35 de la rainure et passant par le centre de rotation de la rotule (12). La pièce (15) disposée au-dessus de la pièce (14) possède une surface inférieure (21) cylindrique conjuguée à la surface (20) de sorte que la pièce (15) puisse glisser sur la pièce (14) en pivotant autour de l'axe (30) des surfaces cylindriques. La pièce (15) est percée dans son milieu et perpendiculairement à l'axe (30) de la surface cylindrique pour permettre le passage du haut de l'axe de colonne (37). L'axe (37) traverse ensuite l'élément de guidage (16), représenté ici à titre d'exemple non limitatif par un roulement rigide à billes, fixé de manière appropriée dans la platine 10 supérieure (33) et notamment par emmanchement serré et circlips de retenu (17), traverse l'entretoise (22) sur laquelle s'appuie un écrou de blocage (23). Lorsque l'écrou (23) n'est pas serré, il est possible de faire pivoter l'ensemble du train avant autour de l'axe (30), guidé par 15 le glissement des flancs (19a) et (19b) de l'axe (37) sur les flancs (18a) et (18b) de la rainure de la pièce (14) et le glissement de la surface cylindrique (21) de la pièce (15) sur la surface conjuguée (20) de la pièce (14). Une fois positionné à la valeur (E) de la Figure 6 correspondant à la valeur souhaité de 20 la modification de l'angle de chasse (A), l'écrou (23) est serré de manière appropriée pour bloquer cette position par adhérence des surfaces (20) et (21). Pour assurer un blocage efficace et éviter tout risque de glissement de la surface (21) sur la surface (20) soumises aux 25 efforts importants transmis par le train avant en phase de freinage ou de compression forte de la suspension, il est nécessaire de serrer très fortement de l'ordre de 10 à 15 m.kg l'écrou (23). Pour éviter un serrage si important et assurer un blocage 30 parfait, il est avantageux de réaliser un blocage par butée et non par adhérence pure en réalisant de petites rainures sur les surfaces de sorte que la surface (21) engrène parfaitement sur la surface (20) comme représenté sur la Figure 8. Ces rainures sont réalisées sur des lignes parallèles à l'axe (30) des surfaces 35 cylindriques (20) et (21). Elles sont représentées ici à titre d'exemple non limitatif de section triangulaire et autorisant un réglage angulaire par pas (a) de l'ordre de 0,10 à 0,5 . Il est à noter que le dispositif monté de manière inversé à celui de la Figure 4, permet également le réglage de l'angle de chasse (A). L'écrou de réglage (23) peut également et indépendamment être positionné au dessous de la platine (34). La Figure 17 représente un tel montage o l'élément rotule (12) est monté à la place de l'élément de guidage supérieur (6a), et la pièce de guidage (14) à la place de l'élément de guidage inférieur (6b). La pièce (15) se trouve alors en dessous de la 10 pièce (14) et leurs surfaces cylindriques respectives (21) et (20) ont toujours leur axe commun avec le centre de rotulage (30) de l'élément (12). Ici l'axe de colonne (37) est monté dans le sens inverse de la Figure 4, et l'écrou de serrage (23) est positionné au dessous de la platine (34). L'écrou (23) est en appui sur 15 l'entretoise (722) adapté aux dimensions du roulement (11) et de l'axe (37). La platine (73), le roulement (716) et l'entretoise (724) sont adapté au montage inversé. Les Figure 9, Figure 10, Figure 11, Figure 12 et Figure 13 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une construction d'un 20 dispositif conforme à l'invention et du même type que celui des Figure 4 et Figure 5 auquel a été rajouté le réglage indépendant du déport (B) sur la platine supérieure (43). Dans cette construction les roulements rigides à billes (11) et (16) de la Figure 4 sont remplacés par respectivement et à 25 titre d'exemple non limitatif, par des roulements rotules sur rouleaux (411) et (416). Le roulement (411) est montée de manière appropriée sur la platine inférieure (44) avec, par exemple non limitatif, emmanchement serré et appui sur la platine (44) de manière à supporter efficacement les efforts axiaux transmis par le train avant. Le roulement (416) est fixé sur la platine supérieure (43) dans un logement (28a) de forme oblongue et de dimension autorisant un déplacement sans jeu latéral du roulement (416) sur une distance de (+e) ou (-e). L'axe de cette forme oblongue 35 (28a), définissant la direction du déplacement du roulement (416), est contenu dans le plan de la Figure 9 qui est le plan médian du véhicule, comme cela est représenté sur les Figure 12 et Figure 13. Une pièce de blocage (25) limite le mouvement vertical du roulement (416). Cette pièce (25) est maintenue sur la platine (43) par, à titre d'exemple non limitatif, quatre vis (26) de telle manière que le mouvement du roulement s'effectue sans jeu vertical. Une ouverture de forme oblongue (28b) est pratiquée au centre de la pièce (25) de manière à permettre le déplacement avec jeu de l'entretoise (22). Une forme similaire oblongue (28c) est réalisée sur le bas de la platine (43) pour permettre le 10 déplacement avec jeu de la collerette de la pièce (15). Les deux formes (28b) et (28c) ont leur axe contenu également dans le plan médian du véhicule. A titre d'exemple non limitatif, deux vis de réglage (27a) et (27b) permettent de déplacer et de positionner le roulement 15 (416) à une position (B') comprises entre (B-e) et (B+e). La nouvelle valeur (B') du déport de la platine supérieure (43) associé au déport (B) de la platine inférieure (44) provoque un angle (b) entre l'axe de rotation de l'axe de colonne (47) et l'axe des jambes de suspension (2a) et (2b). Cette inclinaison est rendue possible par le basculement des platines (43) et (44) sur respectivement les axes de rotulage (32) et (31) des roulements (416) et (411). Sur la Figure 14 on peut remarquer que l'inclinaison (b) due aux déports (B') et (B) provoque une modification de la chasse au sol (C') différente de la valeur (C) de la Figure 1. Les Figure 15 et Figure 16 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une troisième construction conforme à l'invention et du même type que celui des Figure 9 et Figure 10 auquel a été rajouté le réglage indépendant du déport (B) sur la platine inférieure (64). Dans cette construction le roulement (411) est monté sur la platine (64) de manière identique au montage du roulement (416) sur la platine (43). Ainsi la pièce (25), les formes (28a), (28b) et (28c) du montage de la platine supérieure (43) sont 35 respectivement la pièce (35) et les formes (29a), (29b) et (29c). Deux vis (36a) et (36b) similaires aux vis (27a) et (27b) de la platine (43) permettent également le déplacement et le positionnement du roulement (411) dans la platine (64) et à une position comprise entre (B-f) et (B+f) avec (f) représentant le déplacement maximum du roulement (411) en plus ou en moins dans la platine (64) par rapport à sa position milieu. Sur le montage de la Figure 15 apparaît également, à titre d'exemple non limitatif, deux vis (613a) et (613b) qui permettent le déplacement et le positionnement de l'axe (67) en rotation sur l'axe (30) pendant la période de réglage de l'angle de chasse. Ce 10 montage peut être utilisé en remplacement ou avec les rainures des surfaces (20) et (21) de la Figure 8. Ces deux vis se vissent dans des taraudages réalisés, à titre d'exemple non limitatif, à travers les pièces (5) et (14), après avoir positionner correctement la pièce (14) dans le tube (5). REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation du train avant sur le châssis d'une motocyclette comprenant une platine supérieure (33, 43, 73), une platine inférieure (34, 44, 64), un axe de colonne (37, 47, 67) reliant la platine inférieure (34, 44, 64) et la platine supérieure (33, 43, 73) en passant au travers du tube de colonne (5) du châssis, caractérisé en ce que une pièce de guidage (14) et un 10 élément rotule (12) sont placés respectivement ou inversement dans les logements supérieur et inférieur des éléments de guidage (6a) et (6b) du tube de colonne (5) et placés habituellement par les constructeurs de motocyclettes pour permettre la rotation du train avant, les deux éléments (14) et 15 (12) étant traversés par l'axe de colonne (37, 47, 67), les éléments tournants (11, 411) et (16, 416, 716) étant placés dans respectivement la platine inférieure (34, 44, 64) et supérieure (33, 43, 73) pour permettre la rotation de ces platines sur l'axe de colonne (37, 47, 67) qui est lui immobilisé en rotation par 20 rapport au tube (5), une pièce (15) susceptible de glisser sur la pièce (14) en maintenant l'axe (37, 47, 67) qui la traverse étant placé entre la pièce (14) et la platine supérieure (33, 43, 73), l'ensemble du dispositif de fixation du train avant formé par les deux platines équipées (33, 43, 73; 34, 44, 64) la pièce (15) et 25 l'axe de colonne (37, 47, 67) est susceptible de s'incliner par glissement de la pièce (15) maintenant l'axe (37, 47, 67), sur la pièce (14) solidaire du tube (5) et qui guide l'axe (37, 47, 67) dans ce mouvement dans le plan médian de la motocyclette et autour de l'axe de rotation (30) qui est perpendiculaire au plan 30 médian de la motocyclette et passe par le centre de rotulage de l'élément rotule (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface supérieure (20) de la pièce (14) et la surface inférieure (21) de la pièce (15) sont des surfaces cylindriques 35 d'axe (30) perpendiculaire au plan médian de la motocyclette et passant par le centre de rotation de l'élément rotule (12). il 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure à flancs parallèles (18a) et (18b) est pratiquée dans la pièce (14) de manière à ce que l'axe de cette rainure soit contenu dans le plan médian de la motocyclette et que l'axe de colonne (37, 47, 67) puisse glisser sans jeu le long de cette rainure par, par exemple, l'intermédiaire des deux méplats (19a) et (19b) réalisés sur l'axe (37, 47, 67). 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que un élément (13, 613a, 613b) interdit la rotation de la pièce (14) par rapport au tube (5). 5. Dispositif suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que un écrou (23), positionnée à l'une quelconque des deux extrémités de l'axe de colonne (37, 47, 67), la deuxième extrémité possédant une butée, permet de bloquer la position de 15 l'axe (37, 47, 67) à la valeur angulaire (E) souhaitée en provoquant l'adhérence de la surface cylindrique (21) de la pièce (15) sur la surface cylindrique (20) de la pièce (14) par la pression créée par la compression des pièces (22, 722; 16, 416, 716; 15; 14; 5;12; 24, 724;11,411) entre cet écrou (23) et la butée de l'axe (37, 47, 67). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que sur la surface cylindrique (21) de la pièce (15), sont réalisées de petites rainures sur des lignes parallèles à l'axe (30) de la surface (21), qui s'engrènent parfaitement avec les 25 rainures conjuguées réalisées sur la surface (20) de la pièce (14), permettant ainsi un réglage angulaire de l'axe (37, 47, 67) par rapport au tube (5) par pas de valeur (a) et un blocage en position par butée positive. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 30 et 6, caractérisé en ce que deux taraudages opposés d'axe contenu dans le plan médian de la motocyclette sont réalisés à travers la pièce (14) et/ou le tube (5) permettant ainsi à deux vis (613a) et (613b) de régler et de bloquer la position angulaire (E) de l'axe de colonne (37, 47, 67) par rapport à l'axe du tube (5). 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tournant (416) est fixé par une pièce (25) sur la platine supérieure (43) dans un logement de forme oblongue (28a), d'axe contenu dans le plan médian de la motocyclette, susceptible de laisser glisser sans jeu et de positionner l'élément tournant (416) à l'aide des vis de réglage (27a) et (27b) afin de modifier le déport (B) sur la platine supérieure (43) à une valeur (B') comprise entre (B-e) et (B+e). 9. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tournant (411) est fixé par une pièce (35) sur la platine inférieure (64) dans un logement de forme oblongue 10 (29a), d'axe contenu dans le plan médian de la motocyclette, susceptible de laisser glisser sans jeu et de positionner l'élément tournant (411) à l'aide des vis de réglage (36a) et (36b) afin de modifier le déport (B) sur la platine inférieure (64) à une valeur (B") comprise entre (B-f) et (B+f). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les éléments tournants (416) et (411) placés respectivement dans la platine supérieure (43) et inférieure (44, 64) possèdent une liberté de rotulage autour des axes respectivement (32) et (31), susceptible de permettre le 20 basculement des platines supérieure (43) et inférieure (44, 64) autour de ces axes (32) et (31).