Brevet FR2859167A1 — publié le 20050304

La présente invention concerne un système de guidage d'une roue d'un véhicule, par exemple, la roue avant d'une motocyclette ou d'un cycle. A la Fig. 1, on a représenté un système conventionnel de guidage de la roue avant d'une motocyclette. Un tel système de guidage comprend classiquement une paire de tés de fourche T 1, T2 réunis l'un à l'autre par un axe A qui est monté à rotation, par l'intermédiaire de roulements R1, R2, dans une colonne de direction D solidaire du cadre de la motocyclette. Des écrous E sont généralement utilisés pour régler le calage des roulements R1, R2. Deux tubes B1, B2 sont fixés transversalement dans les deux tés T 1, T2 et coopèrent avec des fourreaux F 1 et F2 montés à coulissement sur les tubes B1, B2 et qui tiennent par leurs extrémités libres l'axe de rotation de la roue avant de la motocyclette. On a constaté à l'usage qu'un tel système de guidage de la roue avant pouvait manquer de rigidité en usage sportif, en particulier lorsqu'il est associé à une motocyclette dont le moteur délivre une forte puissance. Aussi, le but de l'invention est donc de proposer un système de guidage d'une roue d'un véhicule, par exemple la roue avant d'une motocyclette ou d'un cycle, qui puisse présenter une rigidité accrue par rapport au système de guidage conventionnel décrit ci-avant. A cet effet, est proposé un système de guidage d'une roue d'un véhicule comprenant un premier et un deuxième tés, un premier et un deuxième moyens de roulement, une colonne de direction destinée à être solidarisée au cadre du véhicule, le système de guidage étant caractérisé en ce que les premier et deuxième tés sont réunis respectivement à la colonne de direction par l'intermédiaire des premier et deuxième moyens de roulement, les moyens de roulement étant montés dans les tés et autour de ladite colonne de direction. Ainsi, la rigidité du système de guidage de la roue est accrue par rapport à un système de guidage conventionnel. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les premier et deuxième tés comportent un premier et un deuxième logements dans lesquels sont montés respectivement les premier et deuxième moyens de roulement. Ce montage permet d'éviter le réglage de calage des roulements de système conventionnel de guidage. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la colonne de direction comprend une partie centrale prolongée à ses extrémités par deux portions cylindriques épaulées aptes à permettre le montage de parois intérieures des moyens de roulement. Cette construction facilite les opérations de montage et de démontage du système de guidage. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, des moyens de retenue sont montés sur les portions cylindriques épaulées pour brider lesdits moyens de roulement. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens de retenue comprennent des bagues taraudées permettant de réaliser les opérations de montage -o ou de démontage des moyens de roulement par vissage ou dévissage des bagues taraudées. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens de roulement sont des roulements à billes. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le système de guidage 15 est incorporé dans la construction d'une motocyclette. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, un système de suspension est associé, le système de suspension incluant un moyeu de roue comprenant un manchon pour une jante et tourillonnant sur ledit ou sur chaque flasque, ledit ou chaque flasque étant monté de manière articulée sur un bras fixé sur les tés de fourche à l'encontre d'un amortisseur de manière à permettre un déplacement de l'axe de rotation du manchon suivant un mouvement curviligne à proximité de l'extrémité libre dudit ou de chaque bras entre deux positions extrêmes. Cette construction remplace avantageusement le guidage par coulissement de fourreaux sur des tubes des systèmes de suspension conventionnels. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ledit ou chaque flasque comporte une première articulation autour de laquelle est monté un bras et une seconde articulation reliée à l'amortisseur par un mécanisme articulé, au moins la première articulation étant montée de manière décentrée par rapport à l'axe de rotation du manchon de manière à permettre un déplacement de l'axe du manchon suivant un mouvement circulaire autour de ladite ou de chaque première articulation. Cette construction modifie moins les valeurs de chasse lors du fonctionnement du système de guidage qu'une fourche conventionnelle. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ledit ou chaque flasque est constitué d'une première partie cylindrique destinée à recevoir la bague intérieure d'un moyen de roulement et d'une plaque supportant les première et seconde d'articulations. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, l'amortisseur est disposé à l'intérieur de la colonne de direction, si bien qu'il est masqué et que sa masse, centrée sur l'axe de rotation du système de guidage, n'a pas d'incidence sur la maniabilité du véhicule. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, le mécanisme articulé est constitué d'au moins une biellette raccordée, d'une part, à la seconde articulation et, d'autre part, à un basculeur travaillant à l'encontre de l'amortisseur. On peut ainsi adapter la course de l'amortisseur à celle du débattement de la roue. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ladite ou chaque biellette est montée à l'intérieur dudit ou de chaque bras prévu creux permettant une construction du système de suspension qui présente un aspect semblable à celui d'une fourche classique. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, l'ancrage du basculeur est réalisé par l'intermédiaire d'une patte d'ancrage fixée sur le té inférieur. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ledit ou chaque bras est fixé latéralement sur des faces latérales des tés procurant ainsi une grande facilité de montage des bras. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, des moyens de positionnement sont prévus entre ledit ou chaque bras et les tés. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, les moyens de positionnement sont constitués par une rainure réalisée dans les faces latérales d'un même côté des tés et dans laquelle peut prendre place une protubérance de géométrie complémentaire qui est réalisée localement sur la face plane dudit ou de chaque bras de manière à permettre un réglage en hauteur dudit ou de chaque bras par rapport aux tés. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, ledit ou chaque bras comporte localement au moins une face plane. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la section dudit ou de chaque bras est elliptique. Cette géométrie est bien adaptée pour résister aux contraintes de flexion transmises par la roue avant au cadre de la motocyclette et dans son plan médian lors de son roulage. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une vue en coupe d'un système de guidage de la roue avant d'une motocyclette connu de l'état de la technique, la Fig. 2 représente une vue en coupe d'un système de guidage de la roue avant d'une motocyclette selon l'invention, la Fig. 3 représente une vue en coupe d'une fourche avant d'une motocyclette 10 comprenant un système de suspension selon l'invention, la Fig. 4 représente une vue en coupe d'un moyeu de roue d'un système de suspension d'une fourche avant d'une motocyclette selon l'invention, et la Fig. 5 représente une vue de dessus d'un té sur lequel sont fixés des bras selon l'invention. Le système de guidage 100 de la roue avant d'une motocyclette qui est représenté à la Fig. 2 comprend globalement un té supérieur 200, un té inférieur 210 qui sont réunis l'un à l'autre et sur lesquels peuvent être montés deux bras 300a et 300b destinés à être associés à un système de suspension de la roue avant qui n'est pas représenté à cette Fig. Les tés 200 et 210 sont réunis par l'intermédiaire d'une colonne de direction 400 attenante au cadre de la motocyclette. Plus précisément, les deux tés 200 et 210 comportent respectivement deux logements 202 et 212 dans lesquels sont montés respectivement deux moyens de roulement 230 et 240, tels que des roulements à billes, dont les parois intérieures sont montées autour d'une colonne de direction 400. La colonne de direction 400 est constituée, à cet effet, d'une partie centrale 402 destinée à être réunie au cadre de la motocyclette et qui est prolongée à ses extrémités par deux portions cylindriques épaulées 410 et 420 aptes à permettre le montage des parois intérieures des moyens de roulement 230 et 240. Des moyens de retenue 430, 440, tels que des bagues taraudées, sont montés sur les portions cylindriques épaulées 410 et 420 pour brider lesdits moyens de roulement 230 et 240. La partie centrale 402 de la colonne de direction est de préférence réunie par vissage au cadre permettant ainsi son éventuel remplacement. La partie centrale 402 et le cadre sont dans ce cas pourvus de moyens de positionnement tels que des crantages, non représentés, pour permettre un placement précis, avant son bridage, de la colonne de direction 400 sur ledit cadre. Cette construction, dans laquelle les moyens de roulement 230 et 240 peuvent être choisis dans des gammes de dimensions supérieures à celles de l'état de l'art procure, à masses identiques, une bien meilleure rigidité de l'assemblage tournant dans la mesure où l'axe de colonne de direction, utilisé classiquement pour réunir les tés de fourches, est ici supprimé. La maintenance de la fourche, par exemple, le remplacement des moyens de Io roulement 230 et 240 est ici simplifié puisqu' après avoir démonté les bras 300a et 300b, les tés 200, 210 peuvent être démontés par simple retrait des moyens de retenue 430, 440 et permettre ainsi un accès direct auxdits moyens de roulement. Dans le cas où les moyens de roulement sont des roulements de type à billes à contact radial, il n'y a pas lieu de prévoir leurs calages. Le volume dégagé à l'intérieur de la colonne de direction 400 peut avantageusement être utilisé pour y placer un composant. Dans une seconde partie de l'invention, on s'est intéressé à concevoir un système de suspension pour roues et en particulier pour la roue avant d'une motocyclette. Bien que ce système de suspension puisse fonctionner avantageusement avec le système de guidage de la roue avant décrit précédemment pour constituer une fourche avant de motocyclette, il peut être utilisé de manière indépendante à celui-ci, par exemple en remplacement d'un bras oscillant d'une motocyclette ou d'un cycle. Le système de suspension 110 constitutif d'une fourche de motocyclette ou de cycle qui est représenté à la Fig. 3 est constitué d'un moyeu de roue 500 monté de manière articulée entre des bras, par exemple entre les bras 300a et 300b fixés sur les tés 200, 210 d'une colonne de direction 400 d'une motocyclette comme cela est montré à cette Fig. 3. Seul un bras 300a est visible sur cette Fig. en coupe. Plus précisément, le moyeu de roue 500 est articulé entre deux positions extrêmes, représentées ici en traits fins discontinus, à l'encontre d'un amortisseur S. A la Fig. 4, le moyeu de roue 500 est constitué d'un manchon 510 autour duquel est fixée ou réalisée la jante d'une roue, dont seuls les éléments de liaison sont représentés en traits fins, et dans les extrémités desquelles sont montés, par l'intermédiaire de moyens de roulement 530, 540, tels que des roulements à billes, deux flasques 600 et 610 qui sont solidarisés de manière particulière aux bras 300a et 300b. La roue est ainsi montée libre à rotation entre les flasques 600 et 610 autour d'un axe X. Une entretoise 550, disposée à l'intérieur du manchon 510, réunit par 5 l'intermédiaire de moyens de fixation 560, tels que des vis, les deux flasques 600 et 610. Chaque flasque 600, 610 est monté de manière articulée, avec l'extrémité libre de chaque bras 300a, 300b de manière à permettre un déplacement de l'axe X de rotation de la roue suivant un mouvement curviligne à proximité des extrémités libres des bras 300a, 300b. Une première articulation 602a, 602b, placée de manière décentrée par rapport à l'axe X, réunit à cet effet chaque flasque 600, 610, par exemple, par l'intermédiaire d'un roulement à billes ou à galets 608a, 608b avec un bras 300a, 300b permettant ainsi un déplacement de l'axe X de la roue entre les bras 300a, 300b suivant un mouvement circulaire autour desdites articulations 602a, 602b. Une seconde articulation 604a, 604b réunit chaque flasque 600, 610 avec l'amortisseur par l'intermédiaire d'un mécanisme articulé. Celui-ci est constitué par deux biellettes 570a, 570b qui sont montées par l'une de leurs extrémités autour des articulations 604a, 604b et par leurs autres extrémités avec un basculeur 580, visible uniquement à la Fig. 3, travaillant à l'encontre de l'amortisseur S qui peut ainsi contrôler le mouvement oscillant de la roue lors de l'évolution de la motocyclette et limiter également le battement angulaire de l'axe X de rotation du manchon 510 et par conséquent de la roue par rapport aux bras 300 entre deux positions extrêmes X1 et X2. On remarquera, à la Fig. 3, que chaque biellette 570 est avantageusement montée à l'intérieur d'un bras 300 prévu creux. Des lumières 304, 305 prévues dans les faces internes de chaque bras 300 autorisent respectivement le passage des axes d'articulation reliant chaque biellette 570, d'une part, à un flasque, et d'autre part, au basculeur 580. Chaque flasque 600, 610 est représenté, à la Fig. 4, en étant construit d'un seul tenant. Dans une variante de réalisation non représentée, chaque flasque est fabriqué à partir de plusieurs composants assemblés, tels qu'une première partie cylindrique destinée à recevoir la bague intérieure d'un moyen de roulement et une plaque supportant les axes d'articulation. Une telle construction des flasques permet par simple remplacement desdites plaques la modification des caractéristiques du système de suspension en prévoyant pour chaque jeu de plaques un positionnement spécifique des axes d'articulation par rapport à l'axe de rotation de la roue. Compte tenu du placement des moyens de roulement 230, 240 autour de la colonne de direction 400 tel que cela est décrit dans la première partie de l'invention, et visible également à la Fig. 3, le volume rendu disponible dans celle-ci est avantageusement utilisé pour loger le corps de l'amortisseur S. Celui-ci est à cet effet monté par une articulation 204 située à l'intérieur de la colonne de direction 400. L'ancrage du basculeur 580 est avantageusement réalisé par l'intermédiaire l0 d'une patte d'ancrage 582 fixée sur le té inférieur 210. A la Fig. 5, les deux bras 300a et 300b sont de préférence fixés latéralement sur les tés. Chaque bras 300a, 300b dispose, à cet effet, d'au moins une face plane 302, celle-ci étant destinée à être tournée vers des faces latérales 208 formant les côtés des 15 tés supérieur et inférieur afin de permettre sa fixation, par exemple, par des moyens de vissage tels que des vis représentées ici par des traits d'axe. Les bras 300a, 300b possèdent avantageusement une section elliptique bien adaptée pour résister aux contraintes de flexion auxquelles ils sont soumis lorsque la roue avant transmet au cadre de la motocyclette et dans son plan médian, des 20 contraintes, lors de son roulage. Des moyens de positionnement sont prévus entre chaque bras 300a, 300b et les tés afin de permettre un placement précis des bras 300a, 300b sur les tés. Ces moyens de positionnement sont avantageusement constitués par une rainure 206 réalisée dans les faces latérales d'un même côté des tés et dans laquelle peut prendre place une protubérance 207 de géométrie complémentaire qui est réalisée localement sur la face plane 302 de chaque bras 300a, 300b de manière à permettre un réglage en hauteur des bras 300a, 300b par rapport aux tés. Dans une variante de réalisation, non représentée, les moyens de positionnement sont constitués par des crantages de géométrie complémentaires 30 réalisés sur les tés et sur les bras. On comprendra que, bien que le descriptif et les dessins de l'invention font référence à la présence de deux bras, un seul bras pourrait convenir en coopération avec un seul flasque latéral, dimensionnés en conséquence, pour réunir le moyeu de roue avec les tés de fourche. Le système de suspension constitutif d'une fourche d'une motocyclette qui vient d'être décrit permet de modifier les caractéristiques de chasse et de course de la roue par simple remplacement des flasques. Il supprime les opérations de vidanges périodiques rencontrées avec les 5 fourches conventionnelles. Il supprime également les réglages conventionnels du jeu de direction dans la mesure où chaque moyen de roulement est monté de manière indépendante autour de la colonne de direction. Son montage est simplifié par rapport aux techniques connues, en particulier 10 en ce qui concerne le montage des bras et les opérations de montage ou de démontage de la roue. Il remplace avantageusement le système à fourreaux montés à coulissement autour de tubes des fourches, connu de l'état de la technique. Par ailleurs, les masses suspendues sont plus faibles par rapport à une fourche 15 standard. La disposition dans l'axe de rotation de l'amortisseur contribue à réduire le moment d'inertie de la fourche, ce qui a pour effet de permettre l'amélioration de la maniabilité de l'engin. Il procure l'apparence d'une fourche conventionnelle dans la mesure où 20 l'amortisseur est caché à l'intérieur de la colonne de direction et dans la mesure où les biellettes sont logées à l'intérieur des bras. Outre son adaptation à une fourche de motocyclette ou de cycle, le système de suspension qui vient d'être décrit pourrait être installé en remplacement d'un bras oscillant d'une motocyclette ou d'un cycle. REVENDICATIONS 1) Système de guidage (100) d'une roue d'un véhicule comprenant un premier et un deuxième tés (200, 210), un premier et un deuxième moyens de roulement (230, 240), une colonne de direction (400) destinée à être solidarisée au cadre du véhicule, caractérisé en ce que les premier et deuxième tés (200, 210) sont réunis respectivement à la colonne de direction (400) par l'inteimédiaire des premier et deuxième moyens de roulement (230, 240), les moyens de roulement (230, 240) étant montés dans les tés (200, 210) et autour de ladite colonne de direction (400). 2) Système de guidage (100) d'une roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième tés (200, 210) comportent un premier et un deuxième logements (202, 212) dans lesquels sont montés respectivement les premier et deuxième moyens de roulement (230, 240). 3) Système de guidage (100) d'une roue selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la colonne de direction (400) comprend une partie centrale (402) prolongée à ses extrémités par deux portions cylindriques épaulées (410, 420) aptes à permettre le montage de parois intérieures des moyens de roulement (230, 240). 4) Système de guidage (100) d'une roue selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens de retenue (430, 440) sont montés sur les portions cylindriques épaulées (410, 420) pour brider lesdits moyens de roulement (230, 240). 5) Système de guidage (100) d'une roue selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de retenue (430, 440) comprennent des bagues taraudées. 6) Système de guidage (100) d'une roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de roulement (230, 240) sont des roulements à billes. 7) Système de guidage (100) d'une roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système de suspension (110) incluant un moyeu de roue (500) comprenant un manchon (510) pour une jante et tourillonnant sur au moins un flasque (600, 610), ledit ou chaque flasque (600, 610) étant monté de manière articulée sur un bras (300a, 300b) fixé sur les tés de fourche (200, 210) à l'encontre d'un amortisseur (S) de manière à permettre un déplacement de l'axe (X) de rotation du manchon (510) suivant un mouvement curviligne à proximité de l'extrémité libre dudit ou de chaque bras (300a, 300b) entre deux positions extrêmes. 8) Système de guidage (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit ou chaque flasque (600, 610) comporte une première articulation (602a, 602b) autour de laquelle est monté un bras (300a, 300b) et une seconde articulation (604a, 604b) reliée à l'amortisseur (S) par un mécanisme articulé, au moins la première articulation (602a, 602b) étant montée de manière décentrée par rapport à l'axe de rotation (X) du manchon (510) de manière à permettre un déplacement de l'axe (X) du manchon (510) suivant un mouvement circulaire autour de ladite ou de chaque première articulation (602a, 602b). 9) Système de guidage (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ou chaque flasque (600, 610) est constitué d'une première partie cylindrique destinée à recevoir la bague intérieure d'un moyen de roulement (530, 540) et d'une plaque supportant les première et seconde articulations (602a, 602b; 604a, 604b). 10) Système de guidage (100) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'amortisseur (S) est disposé à l'intérieur de la colonne de direction (400). 11) Système de guidage (100) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme articulé est constitué d'au moins une biellette (570a, 570b) raccordée, d'une part, à la seconde articulation (604a, 604b) et, d'autre part, à un basculeur (580) travaillant à l'encontre de l'amortisseur (S). 12) Système de guidage (100) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite ou chaque biellette (570a, 570b) est montée à l'intérieur dudit ou de chaque bras (300a, 300b) prévu creux. 13) Système de guidage (100) selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en 25 ce que l'ancrage du basculeur (580) est réalisé par l'intermédiaire d'une patte d'ancrage (582) fixée sur le té inférieur (210). 14) Système de guidage (100) selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que ledit ou chaque bras (300a, 300b) est fixé latéralement sur des faces latérales (208) des tés (200, 210). 15) Système de guidage (100) selon la revendication 14, caractérisé en ce que des moyens de positionnement sont prévus entre ledit ou chaque bras (300a, 300b) et les tés (200, 210). 16) Système de guidage (100) selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de positionnement sont constitués par une rainure (206) réalisée dans les faces latérales d'un même côté des tés (200, 210) et dans laquelle peut prendre place une protubérance (207) de géométrie complémentaire qui est réalisée localement sur la face plane (302) dudit ou de chaque bras (300a, 300b) de manière à permettre un réglage en hauteur dudit ou de chaque bras (300a, 300b) par rapport aux tés (200, 210). 17) Système de guidage (100) selon l'une des revendications 7 à 16, caractérisé en ce que ledit ou chaque bras (300a, 300b) comporte localement au moins une face plane (302). 18) Système de guidage (100) selon l'une des revendications 7 à 17, to caractérisé en ce que la section dudit ou de chaque bras (300a, 300b) est elliptique. 19) Motocyclette caractérisée en ce qu'elle inclut un système de guidage selon l'une des revendications précédentes.