Brevet FR2894310A1 — publié le 20070608

Moyeu roue libre L'invention concerne un moyeu roue libre d'une roue de cycle. Il est connu qu'une roue de cycle tourne autour d'un moyeu central qui relie la roue au cadre et sur lequel les rayons de liaison avec la jante sont accrochés. Parfois, les nappes de rayons sont remplacées par deux disques pleins. Le moyeu d'une roue arrière comprend en plus un embout latéral sur lequel les pignons d'entraînement de la chaîne sont montés, et un mécanisme de roue libre pour permettre aux pignons de tourner à une vitesse inférieure à la vitesse d'entraînement de la roue. De façon connue, un moyeu roue libre, c'est-à-dire un moyeu avec un mécanisme de roue libre intégré, comprend un axe transversal de liaison au cadre, un corps de moyeu monté pivotant sur l'axe. Les rayons sont reliés au corps de moyeu. Un corps de roue libre qui porte les pignons est monté pivotant par rapport au corps de moyeu. Un tel moyeu est décrit dans la demande de brevet publiée sous le numéro FR 2 749 897. La liaison entre le corps de moyeu et le corps de roue libre est assurée par un ou plusieurs cliquets situés à la périphérie externe du corps de moyeu qui sont prévus pour s'engager dans l'une des dents d'une crémaillère circulaire située à la périphérie interne du corps de roue libre. Les cliquets ont généralement la forme de petits volets articulés à leur base au corps de moyeu. L'articulation des cliquets est réalisée par le glissement de la base du cliquet sur une tige cylindrique. La base du cliquet est pourvue d'une surface cylindrique concave et de deux extensions qui sont reçues dans des logements du corps de moyeu. Les extensions ont pour objectif de maintenir les cliquets en place. Un ressort rappelle chaque cliquet en position saillante. Le ressort est maintenu par l'une de ses extrémités dans un puits ménagé dans le corps de moyeu, et il s'encastre par l'autre de ses extrémités dans un plot faisant saillie de la surface inférieure du cliquet. Les cliquets peuvent être réalisés par frittage de poudre métallique ou par usinage, et compte tenu de leur forme compliquée, ils constituent des pièces chères et compliquées à produire. La présente invention a pour objectif de fournir un moyeu roue libre qui permette de s'affranchir des limitations posées par les dispositifs connus dans l'art antérieur. Un but de l'invention est de proposer un moyeu de roue libre d'un coût réduit. Notamment, un des buts de l'invention est de proposer un moyeu roue libre où la retenue des cliquets sur le corps de moyeu est améliorée. Un des buts de l'invention est de proposer un moyeu roue libre amélioré, où le montage des cliquets est rendu plus facile. Un but de l'invention est de proposer un moyeu roue libre amélioré, où les cliquets restent en place sur le corps de moyeu, même lorsque le corps de roue libre n'est pas en place sur le corps de moyeu. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. L'objectif de l'invention est obtenu par la fourniture d'un moyeu roue libre comprenant un arbre central définissant un axe, un corps de moyeu avec un embout latéral monté en rotation libre autour de l'arbre, un corps de roue libre prévu pour pivoter librement sur l'embout latéral du corps de moyeu, au moins un cliquet de liaison entre le corps de moyeu et le corps de roue libre, retenu dans un logement dudit corps de moyeu et prévu pour osciller en service entre une position saillante et une position rétractée, ledit cliquet comportant des moyens de retenue dans ledit logement, et des moyens de rappel ramenant ledit cliquet en position saillante caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent une bague, indépendante dudit cliquet et placée à la base de celui-ci. De préférence, la bague comprend un ergot qui empêche le démontage intempestif et la perte du cliquet lorsque le cliquet est en position saillante et que le corps de roue libre n'est pas encore inséré sur le corps de moyeu. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, la bague comprend une lame flexible qui constitue les moyens de rappel du cliquet en position saillante. Dans un deuxième mode de réalisation, les moyens de rappel sont constitués par un ressort et la bague comprend un ergot qui pénètre dans l'une des extrémités du ressort de façon à le maintenir en place. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit à laquelle est annexé le dessin dans lequel: La figure 1 représente en vue de côté un moyeu roue libre selon un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention. La figure 2 représente une vue partielle de côté en coupe du moyeu de la figure 1 au niveau du corps de roue libre. La figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'embout du corps de moyeu selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est une vue en coupe des cliquets assemblés sur le corps de moyeu selon le premier mode de réalisation. La figure 5 est une vue en coupe du moyeu roue libre selon le premier mode de réalisation, lorsque les cliquets sont en prise. La figure 6 est une vue en coupe du moyeu roue libre selon le premier mode de réalisation, lorsque les cliquets ne sont pas en prise. La figure 7 est une vue en perspective éclatée de l'embout du corps de moyeu selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 8 est une vue en coupe des cliquets assemblés sur le corps de moyeu selon le deuxième mode de réalisation. La figure 9 est une vue en coupe du moyeu roue libre selon le premier mode de réalisation, lorsque les cliquets sont en prise. La figure 10 est une vue latérale partielle du deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 11 est une vue en coupe partielle selon le plan C-C. La figure 1 représente à titre d'illustration non limitative de l'invention un moyeu 1 comprenant un arbre central 2, un corps de moyeu 3 monté librement pivotant autour de l'arbre central, avec latéralement un corps de roue libre 4. Globalement, l'ensemble de ces éléments est cylindrique de révolution autour de l'axe défini par l'arbre central 2. De façon connue, le corps de roue libre 4 présente globalement la forme d'un cylindre creux, et à sa surface externe, il porte des cannelures longitudinales sur lesquelles sont emboîtés les pignons de transmission. De façon également connue, le corps de moyeu porte deux disques 6, 7 sur lesquels les rayons de liaison avec la jante sont accrochés. Le corps de moyeu est réalisé en tout matériau approprié, par exemple en alliage d'aluminium, ce qui permet d'obtenir un moyeu particulièrement léger. Le corps de roue libre est réalisé de préférence en acier, compte tenu des contraintes auxquelles il est soumis de la part des cliquets. Bien entendu tout autre type de matériau peut être prévu dans la mesure où il permet de répondre aux contraintes exercées. La figure 2 représente une vue en coupe partielle du moyeu dans un plan contenant l'axe de rotation du moyeu. Le corps de moyeu 3 présente latéralement un embout 8 qui sert de support de rotation au corps de roue libre 4. Le corps de moyeu 3 est monté rotatif sur l'arbre 2 grâce à un premier roulement 9 qui est emmanché en force dans l'embout 8 du corps de moyeu 3. Le corps de roue libre 4 est engagé sur l'embout 8. Il est équipé d'un insert alu 13 dans lequel est inséré un deuxième roulement 10. L'insert alu 13 et le deuxième roulement 10 sont maintenus grâce à un chapeau fileté 30. Le corps de roue libre 4 est guidé en rotation, d'une part, grâce à une bague de glissement 12 et d'autre part, grâce au deuxième roulement 10. L'assemblage du moyeu est complété par la mise en place de la vis d'axe 31 qui vient se visser sur l'arbre 2 et qui comporte un épaulement qui vient en appui contre la bague interne du deuxième roulement 10, laquelle s'appuie, via une rondelle 32 contre la bague interne du premier roulement 9, celle-ci s'appuyant contre l'extrémité de l'arbre 2. Ceci, naturellement n'est pas limitatif, et tout autre mode de montage approprié convient. Un mécanisme de roue libre assure par ailleurs une liaison de rotation unidirectionnelle entre le corps de moyeu 3 et le corps de roue libre 4. Ce mécanisme est plus particulièrement visible à la figure 3, il comprend deux cliquets 5 qui sont retenus dans les logements 11 correspondants ménagés dans l'embout 8 du corps 35 de moyeu 3. Le logement 11 est constitué par trois volumes contigus. Le premier 11 a de ces volumes a pour fonction de retenir le cliquet 5, le deuxième volume 1 lb loge la partie la plus mobile du cliquet 5, tandis que le troisième volume 11c reçoit les moyens de rappel du cliquet 5 en position saillante. Le contour latéral du premier 11 a des trois volumes contigus formant le logement 11 est visible à la figure 3. Il a une forme sensiblement allongée dans la direction de l'axe du moyeu, tandis que ses deux extrémités sont arrondies. La bague 18 a une forme complémentaire de ce volume si bien que lorsque la bague 18 est en position sur le cliquet 5, ce dernier ne peut s'extraire du logement 11. Le deuxième volume 1 lb a une forme allongée, sensiblement parallélépipédique dans une direction perpendiculaire à celle du logement 11a, le troisième volume 11c forme un creux dans la paroi de fond du deuxième volume 1 lb. Le corps de moyeu 3 est, d'autre part, percé d'un alésage 3a qui reçoit la tige cylindrique 14 contre laquelle s'appuie et s'articule le cliquet 5. Le cliquet 5 comprend une base 15, un corps de cliquet 16 et un sommet 17. Le corps du cliquet 16 a une forme sensiblement parallélépipédique de section rectangulaire et est sensiblement orienté selon un plan P, et la base 15 de cliquet est élargie par rapport au corps de cliquet 16 dans une direction sensiblement perpendiculaire à ce plan. La surface inférieure de la base 15 est cylindrique et concave. Le rayon de courbure de cette surface inférieure est sensiblement identique au rayon de la tige 14, de telle façon que le glissement de la base 15 du cliquet sur la tige 14 génère le mouvement d'articulation de celui-ci. Les faces latérales du cliquet 16 sont planes, parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe de la tige 14. Le cliquet a donc essentiellement une forme parallélépipédique. Les moyens de retenue du cliquet 5 à l'intérieur de son logement 11 sont constitués par une bague 18. Cette dernière en forme d'anneau est sensiblement rectangulaire et comprend deux longs côtés relativement minces en forme de branche, le côté intérieur 19 et le côté extérieur 20 et deux côtés courts relativement plus épais, les côtés latéraux 21 qui coopèrent avec les logements lla pour maintenir en place le cliquet. L'ouverture centrale 18a de la bague a une forme et des dimensions qui correspondent sensiblement à la forme et aux dimensions en section du corps de cliquet à proximité de sa base 15, à savoir sensiblement rectangulaire et comporte au niveau de sa partie inférieure des évidements, respectivement 19a-20a dans ses côtés respectivement intérieur 19 et extérieur 20. Lorsque la bague 18 est en place sur le cliquet 5, les côtés intérieurs 19 et extérieurs 20 prennent appui par leur évidement 19a-20a sur les élargissements de la base 15. Le côté intérieur 19 se prolonge par une lame 23. Cette lame 23 est flexible et élastique et elle assure la fonction de moyens de rappel du cliquet 5 en position saillante. Le côté extérieur comprend deux petites extensions, à savoir un ergot 22 et une patte 24 dont le fonctionnement sera expliqué plus loin. La figure 4 est une vue en coupe de l'assemblage des tiges 14, des cliquets 5 et des bagues 18 sur le corps de moyeu 3 avant que le corps de roue libre ne vienne s'y encastrer. On peut y voir le fonctionnement des moyens de rappel, sous la forme de la lame 23, dont l'extrémité libre est reçue dans le troisième volume 11c. La fonction de l'ergot 22 est également visible sur cette figure 4. En effet, poussé par la lame 23, le cliquet 5 pivote jusqu'à ce que l'ergot 22 vienne en butée contre la paroi du logement 11, la patte 24 assurant un parfait positionnement du cliquet 5 du côté extérieur 20 de la bague 18, et notamment pour éviter qu'il y ait une rotation relative de celui-ci. Dans cette phase intermédiaire du montage (ou du démontage), c'est-à-dire, lorsque le corps de roue libre n'est pas en place, l'ergot 22 en coopération avec le bec 29 empêche le démontage intempestif des cliquets 5. Les cliquets sont réalisés en acier filé ou tréfilé pouvant être un acier de cémentation, un acier de nitruration ou un acier trempant à coeur. Avantageusement, et du fait de leur forme simplifiée avec des faces latérales parallèles, les cliquets sont obtenus par tronçonnage d'une barre profilée, laquelle est obtenue par filage La bague est, quant à elle, réalisée en matière plastique, par exemple dans un élastomère thermoplastique. Le matériau choisi pour la fabrication de la bague doit de toutes façons offrir de la souplesse pour la lame ressort et de la résistance à la fatigue et au fluage. Les figures 5 et 6 illustrent le fonctionnement du moyeu roue libre. A la figure 5, la roue libre est en prise, les sommets 17 des cliquets 5 sont au contact avec la face de forte pente de dents 25 ménagée dans le corps de roue libre 4. Le corps de moyeu 3 et le corps de roue libre 4 tournent dans le sens matérialisé par la flèche et à la mêm.e vitesse. C'est la phase d'entraînement. A la figure 6, le corps de roue libre 4 n'entraîne plus le corps de moyeu 3, et ces derniers tournent à des vitesses différentes, voire dans des sens différents. Les sommets des cliquets 5 glissent alors sur les faces de faible pente des dents 25. La figure 7 montre une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel les éléments identiques seront désignés par les mêmes références. De façon similaire à la figure 3, sur cette figure, est visible le corps de moyeu 3, un cliquet 5', une tige 14, des moyens de rappel, et une bague 18'. Un logement 11 est constitué par trois volumes contigus. Le premier 1 la de ces volumes a pour fonction de retenir le cliquet 5' en coopération avec les côtés latéraux 21' de la bague, le deuxième volume 1 lb loge la partie la plus mobile du cliquet 5', tandis que le troisième volume 11c reçoit les moyens de rappel du cliquet 5' en position saillante. Le contour latéral du premier 11 a des trois volumes contigus formant le logement 11 est visible à la figure 10. Il a une forme sensiblement allongée dans la direction de l'axe du moyeu, tandis que ses deux extrémités sont arrondies. La bague 18' a une forme complémentaire de ce volume si bien que lorsque la bague 18' est en position sur le cliquet 5', ce dernier ne peut s'extraire du logement 11. Le deuxième volume 1 lb a une forme allongée, sensiblement parallélépipédique dans une direction perpendiculaire à celle du logement 11a, le troisième volume 11c forme un creux jans la paroi de fond du deuxième volume 1 lb. Le corps de moyeu est, d'autre part, percé d'un alésage qui reçoit la tige cylindrique 14 contre laquelle s'appuie et s'articule le cliquet 5'. Le cliquet 5' comprend une base 15, un corps de cliquet 16 et un sommet 17. Le corps du cliquet 16 est sensiblement orienté selon un plan et la base de cliquet est élargie par rapport au corps de cliquet 16 dans une direction sensiblement perpendiculaire à ce plan. La surface inférieure de la base 15 est cylindrique et concave. Le rayon de courbure est sensiblement identique au rayon de la tige 14 de telle façon que le glissement de la base 15 du cliquet sur la tige génère le mouvement d'articulation de celui-ci. Les moyens de retenue du cliquet 5' à l'intérieur de son logement 11 sont constitués par une bague 18'. Cette dernière est sensiblement rectangulaire et comprend deux longs côtés relativement minces, le côté intérieur 19' et le côté extérieur 20' et deux côtés courts relativement plus épais, les côtés latéraux 21'. Lorsque la bague 18' est en place sur le cliquet 5', les côtés intérieur 19' et extérieur 20' prennent appui sur les élargissements de la base 15. Le côté intérieur 19 se prolonge par une plage 26, laquelle comprends à son extrémité, un plot 27. Les moyens de rappel sont constitués par un ressort 28 qui est reçu dans le troisième 15 volume du logement et son extrémité vient s'encastrer dans le plot 27. Le côté extérieur comprend trois petites extensions, un ergot 22 et deux pattes 24' dont le fonctionnement sera expliqué plus loin. La figure 8 est une vue en coupe de l'assemblage des tiges 14, des cliquets 5' et des bagues 18' sur le corps de moyeu 3 avant que le corps de roue libre ne vienne s'y encastrer. 20 La fonction de l'ergot 22 est également visible sur cette figure 8. En effet, poussé par le ressort 28, le cliquet 5' pivote jusqu'à ce que l'ergot 22 vienne en butée contre la paroi du logement 11. Les pattes 24' assurent un parfait positionnement du côté, ou branche, extérieur(e) 20' de la bague 18', et évitent notamment que celui-ci ne se déforme en torsion. Dans cette phase intermédiaire du montage (ou du démontage), c'est-à-dire, lorsque le 25 corps de roue libre n'est pas en place, l'ergot 22 empêche le démontage intempestif des cliquets 5. L'ergot 22 constitue également la butée en position haute du cliquet. La figure 9 illustre le fonctionnement du moyeu roue libre selon le deuxième mode de réalisation, lorsque la roue libre est en prise. Les sommets 17 des cliquets 5 sont au contact avec la face de forte pente des dents 25 ménagée dans le corps de roue libre 4. Le corps de 30 moyeu 3 et le corps de roue libre 4 tournent dans le sens matérialisé par la flèche et à la même vitesse. C'est la phase d'entraînement. La figure 11 représente une vue en coupe partielle du corps de moyeu 3 et d'un cliquet 16 lorsque ce dernier est en position saillante et que le corps de roue libre 4 n'est pas en place sur l'embout du corps de moyeu 3. Une telle situation a lieu au moment du montage du 35 moyeu ou encore lors du démontage de celui-ci, par exemple pour changer le corps de roue libre 4. Un bec 29 fait saillie depuis les côtés latéraux 21' et le côté intérieur 19', en direction de la tige 14. En coopération avec l'ergot 22, ce bec 29 empêche que le cliquet 16 et la bague 18' ne sortent du logement 11 lorsque qu'ils sont dans la position saillante. Le démontage complet du moyeu, c'est-à-dire incluant l'extraction du cliquet de sont logement, nécessite une légère déformation de la bague. La bague 18" se déforme en flexion dans sa branche 20', par un effort de l'opérateur, lors de l'opération de montage / démontage. La déformation de la bague est rendue possible par les capacités de déformation élastique du matériau de la bague. Par contre au repos la branche 20' ne doit quasiment pas se déformer, le ressort 28 étant plus faible que la branche 20'. De façon similaire, l'assemblage du cliquet dans le moyeu nécessite également une légère déformation de la bague. L'invention ne se limite pas aux quelques modes de réalisation décrits ici à titre d'exemples non limitatifs mais couvre toute réalisation équivalente. NOMENCLATURE 1- moyeu 2- arbre central 3- corps de moyeu 4- corps de roue libre 5, 5'- cliquet 6- disque 7- disque 8- embout 9- roulement 10-roulement 11- logement 12- bague de glissement 13- insert alu 14- tige 15-base de cliquet 16- corps de cliquet 17- sommet 18, 18'- bague 19, 19'-côté intérieur 20, 20'- côté extérieur 21, 21'- côtés latéraux 22ergot 23- lame 24, 24'- patte 25- dents 26- plage 27- plot 28- ressort 29bec 30- chapeau fileté 31- vis d'axe 32- rondelle REVENDICATIONS 1- Moyeu roue libre comprenant un arbre central (2) définissant un axe, un corps de moyeu (3) avec un embout latéral (8) monté en rotation libre autour de l'arbre (2), un corps de roue libre (4) prévu pour pivoter librement sur l'embout latéral du corps de moyeu, au moins un cliquet (5, 5') de liaison entre le corps de moyeu et le corps de roue libre, retenu dans un logement dudit corps de moyeu (3) et prévu pour osciller en service entre une position saillante et une position rétractée, ledit cliquet comportant des moyens de retenue dans ledit logement et des moyens de rappel ramenant ledit cliquet (5, 5') en position saillante, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue comprennent une bague (18), indépendante dudit cliquet (5, 5') et placée à la base de celui-ci. 2- Moyeu roue libre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague (18) comprend un ergot (22) qui vient au contact d'une des parois dudit logement. 3- Moyeu roue libre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite bague (12) comprend une lame élastique (23) qui constitue lesdits moyens de rappel. 4- Moyeu roue libre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel comprennent un ressort (28) qui est placé entre ledit cliquet (5') et ledit corps de moyeu (3) et en ce que ladite bague (18) comprend un plot (27) prévu pour recevoir l'une des extrémités dudit ressort. 5- Moyeu roue libre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cliquet a une forme sensiblement parallélépipédique avec des faces latérales planes et sensiblement parallèles entre elles. 6- Moyeu roue libre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bague (18) comporte au moins une partie déformable élastiquement lors de l'opération de 25 montage/démontage. 7- Moyeu roue libre selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague (18) comporte une branche (20, 20') déformable élastiquement lors de l'opération de montage/démontage. 8- Roue comportant un moyeu roue libre selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 7.