Brevet FR2977561A1 — publié le 20130111

L'invention est relative à un frein à patins pour bicyclette fixé à la structure d'un ensemble porteur d'une roue de bicyclette. L'invention couvre notamment les freins à patins dans lesquels les ensembles porteurs de roue de bicyclette sont constitués d'une fourche avant. L'invention couvre également les freins à patins dans lesquels les ensembles porteurs de roue de bicyclette font partie du cadre de la bicyclette, par exemple les bases ou les haubans arrière. On connaît de nombreux mécanismes de freins de bicyclette utilisant des étriers appliquant par effet de levier les patins sur une jante de roue de bicyclette. Pour améliorer l'aérodynamisme des bicyclettes, les constructeurs tendent actuellement à intégrer les étriers de freins au cadre de la bicyclette ou à la fourche de la bicyclette. Un but de l'invention est d'améliorer l'état de la technique connue, en proposant un nouveau frein à patin fixé à un ensemble porteur de roue de bicyclette. Le frein à patin selon l'invention apporte une compacité amélioré au mécanisme de frein et est particulièrement bien adapté pour être intégré dans l'ensemble porteur de roue, mais il peut également être fixé à l'extérieur de celui-ci. Il permet en outre le réglage de la force de freinage désirée en fonction des caractéristiques d'un levier de frein sur lequel le cycliste agit pour déclencher le freinage. L'invention a pour objet un frein à patins pour bicyclette, solidaire de la structure d'un ensemble porteur de roue, comportant deux bras actionneurs associés à un patin respectif, chaque bras actionneur étant articulé à la structure de l'ensemble porteur de roue et étant relié à un moyen d'actionnement du frein à patins, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement du frein à patins comporte une pièce intermédiaire indéformable articulée en un premier point sur un bras actionneur, reliée en un deuxième point à l'autre bras actionneur par un tirant, et reliée en un troisième point à une commande de traction pouvant être actionnée par un levier de commande afin de rapprocher les deux bras actionneurs lors du freinage en exerçant vers le haut une force tendant à faire basculer la pièce intermédiaire dans un sens de rapprochement des extrémités supérieures des bras actionneurs. Ainsi, le moyen d'actionnement du frein à patins comporte une pièce intermédiaire articulée sur un bras actionneur, reliée à l'autre bras actionneur par un tirant et reliée à une commande de traction destinée à rapprocher les deux bras actionneurs lors du freinage. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - lesdits premier, deuxième et troisième points sont disposés en triangle sur la pièce intermédiaire de telle sorte que, lorsque le frein est en position de repos, ledit troisième point se trouve en-dessous d'une ligne droite reliant ledit premier point audit deuxième point ; - lesdits premier, deuxième et troisième points sont disposés en triangle sur la pièce intermédiaire de telle sorte que, ledit deuxième point se trouve sur un sommet de la formation en triangle dirigé vers le haut ; - la pièce intermédiaire est une pièce triangulaire, lesdits premier, deuxième et troisième points étant disposés dans un sommet respectif de la pièce intermédiaire triangulaire ; - la pièce intermédiaire est une pièce en L ou en V, un desdits premier, deuxième et troisième points étant disposé à l'angle des branches du L ou du V, alors que les deux autres points sont disposés à une extrémité respective des branches ; - la pièce intermédiaire comporte une ou plusieurs nervures de renforcement disposées d'au moins un côté de la pièce ; - le frein à patin est intégré dans la structure d'un ensemble porteur de roue de manière à permettre à la commande de traction de passer à l'intérieur d'un tube formant pivot de fourche ; - le tirant reliant la pièce intermédiaire à un bras actionneur comporte à chacun de ses extrémités un organe de retenue, lesdits organes de retenue étant reçus dans un logement respectif effectué d'un part sur la pièce intermédiaire et d'autre part à l'extrémité supérieure du bras actionneur ; - lesdits logements présentent une forme complémentaire à celle desdits organes de retenue de manière à former ensemble des articulations ; - l'un desdits logements de la pièce intermédiaire ou du bras actionneur est pourvu d'une fente débouchant latéralement, alors que l'autre logement est pourvu d'une fente débouchant vers le haut ; - le levier de commande présente un point de pivotement sur un support fixé à un guidon et un point de fixation de ladite commande de traction disposé à une distance déterminée du point de pivotement ; pour régler la force de freinage, le frein à patins comporte un jeu de pièces intermédiaires présentant des distances différentes entre ledit premier point et ledit troisième point ; et - dans le cas d'une modification de la distance (a) pour une distance (a'), la distance (b) peut être modifiée à l'aide des pièces intermédiaires dudit jeu afin d'obtenir une nouvelle distance (b') de sorte que l'égalité des rapports entre les distances a et b (a/b = a'/b') soit obtenue afin de maintenir sensiblement la même force de freinage. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'un ensemble porteur dans lequel un frein à patins selon l'invention est intégré. La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective d'un ensemble de frein selon l'invention destiné à équiper un ensemble porteur. La figure 3 représente schématiquement une vue de face partielle d'un ensemble de frein en position de serrage. La figure 4 représente schématiquement un ensemble porteur en position d'accès à un bras porte-patin de freinage. La figure 5 représente schématiquement une vue en perspective d'un ensemble porteur dans une position voisine de la position de la figure 4. La figure 6 représente schématiquement une vue partielle illustrant le montage d'un bras actionneur et d'un bras porte-patin. La figure 7 représente schématiquement une vue en perspective d'un frein à patins selon l'invention destiné à être intégré dans un ensemble porteur. La figure 8 représente schématiquement un frein à patin selon l'invention fixé 30 sur un ensemble porteur. La figure 9 représente schématiquement une vue de face d'un frein à patins selon l'invention intégré dans un ensemble porteur et relié à un levier de commande. La figure 10 représente schématiquement une vue de face similaire à celle de la figure 9 illustrant les effets d'un changement d'une pièce intermédiaire contre une autre dans un jeu de pièces intermédiaires. En référence aux figures 1 à 10, les éléments identiques ou fonctionnellement équivalents sont repérés par des chiffres de référence identiques. Sur la figure 1, un ensemble (1) porteur d'une roue (2) de bicyclette est conformé en fourche de bicyclette. L'invention s'applique également dans le cas où l'ensemble porteur de roue est conformé en partie de cadre de bicyclette, au lieu d'être conformé en fourche de bicyclette. L'invention s'applique en particulier et alternativement à un ensemble porteur constitué par des bases de cadre comportant un frein intégré. L'invention s'applique en particulier et alternativement à des haubans de bicyclette comportant un frein intégré. Dans l'exemple illustré d'un frein à patin intégré, l'ensemble (1) porteur de la roue (2) de bicyclette comporte de chaque côté de la roue de bicyclette un évidement (la) dans lequel est logé un bras actionneur (3), en affleurement aérodynamique. Le bras actionneur (3) est monté dans l'évidement (la) de l'ensemble porteur de roue (1) par un axe d'articulation disposé à l'extrémité radialement intérieure du bras actionneur (3). Cette disposition permet d'avoir un bras de levier important pour le serrage du frein à patins sur la jante de la roue (2). Sur la figure 2, un frein à patins selon l'invention intégré dans un ensemble porteur de roue comporte deux bras actionneurs (3), deux bras porte-patin (4), deux patins (5), et deux ressorts de rappel (6) contraignant les bras porte-patin (4) en position de relâchement des patins sans freiner la jante. Des accessoires tels que vis et rondelles de fixation sont prévus de manière connue pour le montage des patins (5). Un moyen de réglage (8) interposé entre chaque bras actionneur (3) et le bras porte-patin (4) correspondant est prévu pour régler l'écartement et le contact entre bras actionneur (3) et bras porte-patin (4). Le moyen de réglage interposé entre chaque bras actionneur (3) et le bras porte-patin (4) correspondant est avantageusement un moyen de réglage par vissage du contact entre bras porte-patin (4) et bras actionneur (3). Dans l'exemple représenté, ce moyen de réglage est une vis (9) d'écartement montée dans le bras porte-patin (4) et présentant une tête accessible à travers une lumière (3a) pratiquée dans le bras actionneur (3) correspondant. Le moyen de réglage peut également consister en une came excentrique, un insert de taille prédéterminée à disposer entre les deux bras ou tout autre moyen assurant un positionnement du bras actionneur (3) et du bras porte-patin (4) à l'encontre du ressort de rappel (6). Les extrémités radialement extérieures des bras actionneurs (3) sont reliées entre elles et à un moyen d'actionnement du frein à patins. Selon l'invention, le moyen d'actionnement du frein à patins comporte une pièce intermédiaire (10) indéformable articulée sur un bras actionneur (3) par un axe (11). Dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, la pièce intermédiaire (10) est triangulaire et est d'une part reliée à l'autre bras actionneur (3) par un tirant (12) monté sur un tourillon (13) et est d'autre part reliée à une commande (14) de traction par un autre tourillon (15). Ce tirant est de préférence constitué d'un câble, mais il peut également être constitué par une tige rigide. L'axe (11) définit un premier point sur la pièce intermédiaire, le tourillon (13) définit un deuxième point, et l'autre tourillon (15) définit un troisième point sur cette même pièce. Ces premier, deuxième et troisième points sont disposés en triangle sur la pièce intermédiaire (10) de telle sorte que, lorsque le frein est en position de repos, le deuxième point (13) se trouve sur un sommet de la formation en triangle dirigé vers le haut. La commande (14) de traction peut être une commande mécanique, une commande hydraulique ou une commande électrique. La commande (14) de traction exerce vers le haut une force tendant à faire basculer la pièce intermédiaire (10) dans le sens du rapprochement des extrémités supérieures des bras actionneurs (3). Sur la figure 3, le frein à patins selon l'invention est représenté en position de freinage. Dans cette position de freinage, la pièce intermédiaire (10) est basculée vers le haut autour de l'axe (11) et exerce un déplacement sur le tirant (12) pour rapprocher les extrémités supérieures des bras actionneurs (3). Les bras actionneurs (3) appuient sur les bras porte-patin (4) pour exercer un effort par l'intermédiaire des patins (5) sur la jante (2a) de la roue (2) (voir figure 1) et provoquer ainsi le freinage. La figure 7 est une vue d'ensemble du frein à patin selon l'invention. Le tirant (12) qui relie la pièce intermédiaire (10) à l'autre bras actionneur (3) comporte à chacun de ses extrémités un organe de retenue (18). Ces organes de retenue sont reçus dans un logement respectif (19, 20) effectué d'un part sur la pièce intermédiaire (10) et d'autre part à l'extrémité supérieure du bras actionneur (3). Ces organes de retenue sont avantageusement sous forme de cylindres s'étendant perpendiculairement au tirant (12) et les logements présentent une forme complémentaire de manière à former ensemble des articulations. Afin de faciliter la mise en place des organes de retenue (18) en permettant le passage du tirant (12), le logement (19) de la pièce intermédiaire est pourvu d'une fente (21) débouchant latéralement, alors que le logement (20) du bras actionneur (3) est pourvu d'une fente (22) débouchant vers le haut. Ainsi, un organe de retenue (18) est d'abord poussé dans le logement (19) en même temps que le tirant (12) est passé par la fente (21). Ensuite, les extrémités supérieures des bras actionneurs (3) sont rapprochées à l'encontre de l'effet des ressorts de rappel (6) afin de permettre l'introduction de l'autre organe de retenue (18) dans le logement (20) du bras actionneur correspondant (3) en faisant passer le tirant par la fente (22) de celui-ci. Sur la figure 4, le tirant (12) a été décroché pour libérer un bras actionneur (3). Le rabattement manuel du bras actionneur (3) libère l'accès l'évidement (la) de l'ensemble porteur de roue selon l'invention. La libération de cet accès permet d'agir sur les vis de fixation du patin (5) en vue de son remplacement ou de son ajustage par rapport au bras porte-patin (4). Sur la figure 5, le frein à patin intégré dans un ensemble porteur de roue est représenté en position semi-ouverte. La position semi-ouverte permet l'accès à un bras porte-patin (4), à l'intérieur de l'évidement (la). Du fait que les bras porte-patin et les bras actionneurs sont articulés autour d'un axe (7) avec liberté relative de mouvement l'un par rapport à l'autre, il est possible de rabattre manuellement un bras actionneur (3) sans interférer avec le réglage des bras porte-patin (4). Cette disposition permet à la fois de garantir un aérodynamisme grâce à l'effacement des bras porte-patin (4) et des bras actionneurs (3) à l'intérieur du contour des branches d'un ensemble porteur, et de ne pas interférer avec le réglage du bras porte-patin (4) qui devient ainsi indépendant du réglage de l'appui entre bras porte-patin (4) et bras actionneur (3). Le réglage du frein à patin peut ainsi être effectué en deux temps : on règle tout d'abord les bras porte-patin (4) et les patins (5) pour avoir un bon positionnement par rapport à la jante de la roue qui doit être freinée, puis on règle la position relative des bras actionneurs (3) et des bras porte-patin (4) à l'aide des moyens de réglage (8) pour assurer un affleurement des bras à l'intérieur du contour d'un ensemble porteur selon l'invention. Le ressort de rappel (6) en position de relâchement des patins sans freiner la jante empêche les bras porte-patin (4) de basculer vers la roue à freiner. L'appui exercé par les bras actionneurs (3) sur les bras porte-patin (4) par l'intermédiaire d'une vis d'écartement (9) permet ensuite le réglage de l'aérodynamisme du contour extérieur d'un ensemble porteur selon l'invention. Sur la figure 6, l'agencement d'un bras actionneur (3) avec un bras porte-patin (4) est représenté plus en détail. La vis (9) de réglage d'écartement et d'appui est positionnée au-dessus d'une vis (17) de montage du patin (5), de manière à assurer un centrage grâce à la tête de la vis (9) dans une conformation correspondante du bras actionneur (3). L'empreinte hexagonale de la vis (9) est accessible à travers la lumière (3a) pratiquée dans le bras actionneur (3). Le bras de levier du bras actionneur (3) est environ de longueur double du bras de levier entre l'axe (7) d'articulation et le point d'implication du patin (5) sur la 10 jante de la roue non représentée. Cette disposition permet lors du freinage par sollicitation des bras actionneurs (3) l'un envers l'autre d'obtenir une grande force de freinage, tout en préservant les caractéristiques aérodynamiques recherchées. Le fait de prévoir des réglages indépendants pour le bras porte-patin et pour le 15 bras actionneur ajoute également à la facilité de remplacement du patin et à la sécurité des cyclistes. Le mode de réalisation décrit ci-dessus est donné à l'exemple d'un mécanisme de frein intégré dans la structure d'un ensemble porteur (1) configuré en fourche de bicyclette, et présente l'avantage supplémentaire que la commande de 20 traction (14) peut passer à l'intérieur du tube formant pivot de fourche (lb) et peut ainsi être rendu invisible. Cette configuration avec le mécanisme de frein en même temps pratiquement escamoté dans la fourche est particulièrement esthétique et aérodynamique. Cependant, le frein à patin selon l'invention n'est pas limité à une application 25 dans laquelle il est intégré dans la structure d'un ensemble porteur. Bien au contraire, il peut parfaitement bien être disposé à l'extérieur de la structure de l'ensemble porteur comme cela est illustré à la figure 8 qui montre une fourche de bicyclette (1) sur laquelle le mécanisme du frein à patin a été disposé à la face arrière de celle-ci. Bien entendu, la commande de traction (14) ne passe plus à l'intérieur du tube 30 formant pivot de fourche (lb), mais à l'extérieur de la fourche (1). La figure 8 montre en outre une variante de mise en oeuvre de la pièce intermédiaire (10). Au lieu d'être triangulaire comme montré aux figures 2 et 3, la pièce intermédiaire est dans l'exemple illustré ici en L (10') et comporte un premier point (11), un deuxième point (13) et un troisième point (15) analogues aux premier, deuxième et troisième points décrits en référence aux figures 2 et 3. Le premier point (11) est dans l'exemple illustré à la figure 8 disposé dans l'angle des branches du L, alors que le deuxième point (13) et le troisième point (15) sont disposés à une extrémité respective des branches. Dans une variante non illustrée sur les figures, la pièce intermédiaire est en V avec son angle dirigé vers le haut ou vers le bas. Dans le premier cas, le deuxième point (13) se trouve dans l'angle entre les deux branches du V et dans le deuxième cas, le troisième point (15) se trouve dans l'angle entre les deux branches du V. Cette pièce intermédiaire en L (10'), ainsi que la pièce intermédiaire triangulaire, comporte avantageusement une ou plusieurs nervures de renforcement (24) disposées d'au moins un côté de la pièce. La pièce intermédiaire est de préférence triangulaire ou en L, mais elle peut présenter toute autre forme à condition qu'elle présente la même disposition en triangle des premier, deuxième et troisième points que celle décrite ci-dessus. Les figures 9 et 10 montrent un frein à patins selon l'invention intégré dans un ensemble porteur de roue et relié à un levier de commande (25) actionné par un cycliste pour freiner. Ce levier de commande présente un point de pivotement (26) sur un support (27) fixé au guidon (non représenté) de la bicyclette. Il présente également un point de fixation (28) de la commande de traction (14) qui à son extrémité opposée est fixée audit troisième point (15) de la pièce intermédiaire (10). Ce point de fixation (28) est disposé au-dessus du point de pivotement (26), à une distance (a) de celui-ci (voir figure 9). La distance entre le premier point (11) et le troisième point (15) est référencée (b) dans la figure 9. Une force (F 1) est appliquée par le cycliste sur le levier de commande (25) pour le faire pivoter vers l'intérieur en tirant sur la commande de traction (14) qui alors fait basculer la pièce intermédiaire (10) vers le haut. Les bras actionneurs (3) sont ainsi sollicités vers l'intérieur pour appuyer les patins (5) contre la jante de roue (2a) avec une force de freinage F2. Dans la figure 10, le levier de commande (25) a été remplacé par un autre levier de commande, par exemple d'un autre fabricant, sur lequel la distance (a)' entre le point de fixation (28) et le point de pivotement (26) est plus grande que la distance correspondante (a) de la figure 9. Cela a pour conséquence que la force de freinage (F) des patins (5) contre la jante (2a) de la roue (2) est réduit par rapport à la force de freinage obtenu avec l'agencement de la figure 9. Afin de compenser cette réduction de la force de freinage de manière à garder la force de freinage intact après le remplacement du levier de commande de la figure 9, la pièce intermédiaire (10) de la figure 10 est remplacée par une autre pièce intermédiaire sur laquelle la distance (b') entre le premier point (11) et le troisième point (15) est augmentée par rapport à la distance (b) de la figure 9. La distance (b') a été augmentée de sorte que l'égalité des rapports entre les distances a et b soit obtenue, soit a/b = a'/b'. Le remplacement de la pièce intermédiaire (10) présentant une distance (b) entre ledit premier point (11) et ledit troisième point (15) par une pièce intermédiaire qui présente une distance différente (b') entre ces deux points peut également être mis en oeuvre pour effectuer le réglage de la force de freinage avec le même levier de commande (25). La distance (b) peut ainsi être modifiée afin d'obtenir une nouvelle distance (b') de sorte qu'une modification des rapports entre les distances (a) et (b) soit obtenue afin de régler la force de freinage. Un avantage supplémentaire de ce réglage par remplacement de la pièce intermédiaire (10) est que le réglage s'effectue simultanément des deux côtés, c'est-à-dire sur les deux bras actionneurs. Afin de permettre ce réglage de la force de freinage en remplaçant la pièce intermédiaire par une autre pièce présentant une distance différente entre les premier et troisième points sur celle-ci, un jeu de telles pièces intermédiaires avec des distances (b) différentes est proposé au cycliste qui pourra ensuite lui-même effectuer ce remplacement selon ses besoins. L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particulier, ne lui est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation. REVENDICATIONS1) Frein à patins pour bicyclette, solidaire de la structure d'un ensemble porteur (1) de roue, comportant deux bras actionneurs (3) associés à un patin respectif (5), chaque bras actionneur (3) étant articulé à la structure de l'ensemble porteur (1) de roue et étant relié à un moyen d'actionnement (14) du frein à patins, caractérisé par le fait que le moyen d'actionnement du frein à patins comporte une pièce intermédiaire indéformable (10) articulée en un premier point (11) sur un bras actionneur (3), reliée en un deuxième point (13) à l'autre bras actionneur (3) par un tirant (12), et reliée en un troisième point (15) à une commande de traction (14) pouvant être actionnée par un levier de commande (25) afin de rapprocher les deux bras actionneurs (3) lors du freinage en exerçant vers le haut une force tendant à faire basculer la pièce intermédiaire (10) dans un sens de rapprochement des extrémités supérieures des bras actionneurs (3). 2) Frein à patins selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits premier, deuxième et troisième points (11, 13, 15) sont disposés en triangle sur la pièce intermédiaire (10) de telle sorte que, ledit deuxième point (13) se trouve sur un sommet de la formation en triangle dirigé vers le haut. 3) Frein à patins selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire (10) est une pièce triangulaire, lesdits premier, deuxième et troisième points (11, 13, 15) étant disposés sur un sommet respectif de la pièce intermédiaire triangulaire (10). 4) Frein à patins selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire (10) est une pièce en L ou en V, un desdits premier, deuxième et troisième points (11, 13, 15) étant disposé à l'angle des branches du L ou du V, alors que les deux autres points sont disposés à une extrémité respective des branches. 5) Frein à patins selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire (10) comporte une ou plusieurs nervures de renforcement (24) disposées d'au moins un côté de la pièce. 6) Frein à patins selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le frein à patin est intégré dans la structure d'un ensemble porteur deroue (1) de manière à permettre à la commande de traction (14) de passer à l'intérieur d'un tube formant pivot de fourche (lb). 7) Frein à patins selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tirant (12) reliant la pièce intermédiaire (10) à un bras actionneur (3) comporte à chacune de ses extrémités un organe de retenue (18), lesdits organes de retenue étant reçus dans un logement respectif (19, 20) effectué d'un part sur la pièce intermédiaire (10) et d'autre part à l'extrémité supérieure du bras actionneur (3). 8) Frein à patins selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits logements présentent une forme complémentaire à celle desdits organes de retenue de manière à former ensemble des articulations. 9) Frein à patins selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'un desdits logements (19 ; 20) de la pièce intermédiaire (10) ou du bras actionneur (3) est pourvu d'une fente (21) débouchant latéralement, alors que l'autre logement (20) (3) est pourvu d'une fente (22) débouchant vers le haut. 10) Frein à patins selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le levier de commande (25) présente un point de pivotement (26) sur un support (27) fixé à un guidon et un point de fixation (28) de ladite commande de traction (14) disposé à une distance déterminée (a) du point de pivotement, caractérisé par le fait que pour régler la force de freinage (F2), le frein à patins comporte un jeu de pièces intermédiaires (10) présentant des distances différentes (b) entre ledit premier point (11) et ledit troisième point (15). 11) Frein à patins selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la distance (b) peut être modifiée à l'aide des pièces intermédiaires (10) dudit jeu afin d'obtenir une nouvelle distance (b') de sorte qu'une modification des rapports entre les distances (a) et (b) soit obtenue afin de régler la force de freinage. 12) Frein à patins selon la revendication 10, caractérisé par le fait que dans le cas d'une modification de la distance (a) pour une distance (a'), la distance (b) peut être modifiée à l'aide des pièces intermédiaires (10) dudit jeu afin d'obtenir une nouvelle distance (b') de sorte que l'égalité des rapports entre les distances a et b (a/b = a'/b') soit obtenue afin de maintenir sensiblement la même force de freinage.