Brevet FR3039458A1 — publié le 20170203

Moyeu pour roue de cycle DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un moyeu d'une roue de cycle, tel qu'une bicyclette. Elle concerne également une roue de cycle et un cycle équipés d'un tel moyeu. L'invention trouve pour application particulièrement avantageuse mais non limitative les moyeux fixés au cadre par l'intermédiaire d'un axe de blocage rapide. ETAT DE LA TECHNIQUE Une roue comprend traditionnellement une jante, un moyeu et des rayons ou des disques assurant la liaison mécanique entre la jante et le moyeu. Le moyeu comprend généralement un corps configuré pour tourner autour d'un arbre et conformé pour recevoir les rayons ou les disques disposés de part et d'autre d'un plan médian du moyeu. Afin d'assurer le guidage en rotation du corps de moyeu autour de l'arbre qui est le plus souvent fixe par rapport au cadre du cycle, on prévoit une paire de roulements. Chaque roulement comprend une bague interne enfilée autour de l'arbre, une bague externe logée dans un alésage du corps de moyeu et des éléments roulants enserrés entre les deux bagues. La charge étant supportée principalement par le corps de moyeu, la bague externe est montée serrée sur le corps de moyeu et la bague interne est montée glissante sur l'arbre. Lors de l'utilisation, des efforts radiaux très importants sont imposés au corps de moyeu. Ces efforts sont par exemple induits par le poids de l'utilisateur et par des chocs du cycle sur le sol. Par ailleurs, le moyeu encaisse également des efforts axiaux, c'est-à-dire de manière sensiblement parallèle à l'axe de rotation du moyeu. Ces efforts surviennent par exemple dans les virages ou lorsque l'utilisateur du cycle pédale en danseuse c'est-à-dire en étant debout sur les pédales. Ces efforts sont transmis partiellement au moins depuis le corps du moyeu à l'arbre et au cadre par l'intermédiaire des roulements. Il est alors nécessaire de limiter ces jeux radiaux et axiaux dans les roulements, car ils se traduisent par des désalignements de l'arbre par rapport au corps de moyeu. Ces désalignements entraînent des déplacements importants au niveau de la jante. Ces déplacements, aisément perceptibles par l'utilisateur, réduisent considérablement la précision du pilotage et sont sources d'insécurité. Par ailleurs ils conduisent à une usure prématurée du moyeu. Ils peuvent également provoquer le frottement des patins de frein sur la jante. Le plus souvent l'arbre est fixé au cadre par un dispositif de blocage rapide. Ce dispositif exerce une compression de l'arbre du moyeu le long de son axe de rotation ce qui génère une modification de la longueur de l'arbre entre les positions ouverte (roue desserrée) et fermée (roue serrée). Cette modification de la longueur de l'arbre s'accompagne éventuellement d'un accroissement du diamètre de l'arbre. Ceci est d'autant plus vrai dans le cas des moyeux dont 3039458 2 la section de l'arbre est faible, typiquement dans les roues de vélos de course où l'on recherche la légèreté. Typiquement, la variation de la longueur de l'arbre entre ses positions comprimée et non comprimée peut être de l'ordre de 0,1 ou 0,2 mm entre les roulements. 5 Il est donc nécessaire de trouver des solutions pour réduire l'apparition de jeux dans les roulements, en particulier dans les moyeux pour roue à blocage rapide. Le document US 4079958 décrit une solution dans laquelle les bagues externes et internes présentent des formes de cônes complémentaires et forment pour les billes de chaque 10 roulement une cuvette et une contre-cuvette. La direction d'appui de la bille sur chacune des bagues est donc inclinée, c'est-à-dire qu'elle présente une composante axiale en plus de sa composante radiale. Cette solution présente pour inconvénient que le réglage du jeu est fastidieux et qu'une fois réglé le jeu se dérègle fréquemment. Par ailleurs, si le jeu est réglé de manière trop serré ou trop lâche on risque de détériorer le roulement. Par exemple, lorsque 15 le jeu est réglé de manière trop serré, la réduction de la longueur de l'arbre induite par le serrage de la roue engendre une précontrainte trop importante. Une telle précontrainte augmente le frottement et est néfaste à la durée de vie du roulement. Afin de simplifier le montage des moyeux, des solutions telles que celle présentées dans le document DT Swrss WO 00/34056 prévoit des roulements intégrés. L'inconvénient principal 20 de cette solution est qu'elle ne permet pas de réglage du jeu. Par ailleurs si l'arbre est fortement comprimé par l'utilisateur lors du blocage du moyeu sur le cadre cela peut entraîner un décalage axial des bagues internes par rapport aux bagues externes, induisant un jeu perceptible voire excessif et une usure précoce des roulements. La solution décrite dans le document EP 1798058 prévoit un moyeu qui, bien qu'il utilise 25 des roulements standards, prévoit d'annuler le jeu radial grâce à une bague conique. Cette solution est efficace pour annuler le jeu entre la bague interne et l'arbre au moment du montage. En revanche avec cette solution il s'avère complexe de régler le jeu interne du roulement, notamment son jeu interne axial. La solution décrite dans le document EP 2177373 propose un dispositif d'auto-rattrapage 30 du jeu axial, dans lequel une épingle contrainte radialement vers l'extérieur est placée entre la bague interne et une rondelle conique. La pente de la rondelle associée à la contrainte radiale de l'épingle a pour effet que cette dernière vient combler le jeu éventuel. Du fait des frottements de l'épingle sur la rondelle, le mouvement vers le centre de l'épingle est irréversible, si bien que même sous forte charge axiale, le système ne peut pas prendre de jeu. Dans le cas où 35 l'arbre du moyeu est peu rigide et donc se comprime beaucoup sous l'action du blocage rapide, les bagues intérieures se rapprochent et cela induit une forte précharge dans les roulements sans aucune possibilité pour l'épingle de remonter. La précharge irréversible peut entraîner une fatigue précoce des roulements. 3039458 3 Il existe donc un besoin consistant à proposer une solution pour réduire les jeux radiaux et axiaux dans les roulements et tout en limitant, voire en supprimant, les inconvénients des solutions connues. Le but de l'invention est de répondre à ce besoin. 5 RESUME DE L'INVENTION Selon un mode de réalisation, l'invention porte sur un moyeu pour roue de cycle, le moyeu comprenant : un arbre destiné à être lié à un cadre du cycle ; un corps de moyeu monté en rotation sur l'arbre ; 10 - au moins un premier et un deuxième paliers à roulements configurés pour assurer le guidage en rotation du corps de moyeu sur l'arbre, chaque palier à roulements comprenant : une bague externe montée serrée dans le corps du moyeu et une bague interne montée glissante sur l'arbre. Le moyeu comprend également au moins un élément élastique porté par l'arbre et 15 configuré pour exercer une contrainte axiale élastique sur l'une des bagues internes. L'élément élastique est positionné de manière à exercer une contrainte axiale élastique sur l'une des bagues internes dans un sens tendant à écarter ou rapprocher axialement les bagues internes des premier et deuxième paliers à roulements. Par cette configuration spécifique, l'élément élastique, telle qu'une rondelle-ressort par 20 exemple, induit un effort axial qui exerce une précharge permanente sur les bagues internes afin de les écarter mutuellement selon la direction axiale. Avantageusement cet effort axial est quasiment constant sur une longueur correspondant à la variation de la longueur de l'arbre selon son état de compression. Ainsi, quelle que soit la compression de l'arbre, l'élément élastique permet de rattraper le jeu axial. Cette solution permet ainsi d'imposer à la bague 25 interne une précharge axiale quasi constante quel que soit le serrage effectué par l'utilisateur et quel que soit le jeu interne axial apparaissant au sein du roulement lorsqu'il s'use. Cette solution évite ainsi les déplacements importants qui apparaissent au niveau de la jante lorsque le jeu axial n'est pas maîtrisé. La précision du pilotage n'est donc pas altérée au cours du temps. L'invention permet également d'éviter l'usure prématurée du moyeu. 30 Par ailleurs l'invention ne nécessite pas de réglage complexe de la précharge et ne présente pas de risque de déréglage. En outre, elle limite la complexité du moyeu par rapport à de nombreuses solutions connues et simplifie le montage du moyeu. Elle permet ainsi de limiter le coût de ce dernier. L'invention s'avère ainsi particulièrement avantageuse pour les moyeux à blocage 35 rapide, puisque la force de serrage imposée par l'utilisateur n'est pas prévisible et peut varier fortement d'un utilisateur à l'autre. Facultativement, le moyeu selon l'invention comporte au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes prises séparément ou en combinaison. 3039458 4 - Selon un mode de réalisation, l'arbre varie d'une longueur maximale Slmax entre sa position au repos Pr et sa position comprimée Pc, suite à un serrage réalisé manuellement par l'utilisateur ; et l'élément élastique est configuré de manière à ce que sa force de rappel varie peu lorsque la longueur de l'arbre varie d'une distance inférieure ou égale à Slmax par rapport 5 à ladite position au repos Pr. On entend par serrage manuel, un serrage effectué sans outillage et à la force de la main. Il peut s'agir par exemple d'un serrage réalisé par un dispositif de blocage du moyeu comportant un levier coopérant avec un excentrique. Ainsi l'effort exercé par l'élément élastique reste quasi constant quel que soit l'effort de serrage exercé par l'utilisateur. L'invention permet ainsi de se passer d'un réglage complexe 10 tout en évitant les risques de détérioration des roulements du fait d'un serrage non approprié. Selon un mode de réalisation, la variation maximale Simax de la longueur de l'arbre est comprise entre 0.05mm et 0.2mm. Elle est le plus souvent de l'ordre de 0.1mm. - Selon un mode de réalisation, le moyeu est configuré de manière à ce que la réduction maximale 51max de longueur de l'arbre entre les deux paliers due à un effort de compression 15 de l'arbre, lors du blocage manuelle de l'arbre sur le cycle, est inférieure à 20% de la variation de longueur AL de l'élément élastique. Slmax AL REVENDICATIONS1. Moyeu (10) pour roue (1) de cycle, le moyeu (10) comprenant : - un arbre (100) destiné à être lié à un cadre du cycle ; - un corps (200) de moyeu monté en rotation sur l'arbre (100) ; au moins un premier (110) et un deuxième (120) paliers à roulements configurés pour assurer le guidage en rotation du corps (200) de moyeu sur l'arbre (100), chaque palier à roulements (110, 120) comprenant : - une bague externe (112, 122) montée serrée dans le corps (200) du moyeu ; - une bague interne (111, 121) montée glissante sur l'arbre (100) ; caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément élastique (800) porté par l'arbre (100) et configuré pour exercer une contrainte axiale élastique sur l'une des bagues internes (111, 121) dans un sens tendant à écarter ou rapprocher axialement les bagues internes (111, 121) des premier (110) et deuxième (120) paliers à roulements. 2. Moyeu selon la revendication précédente, dans lequel l'élément élastique (800) est positionné de manière à exercer une contrainte axiale élastique sur l'une des bagues internes (111, 121) dans un sens tendant à écarter axialement les bagues internes (111, 121) des premier (110) et deuxième (120) paliers à roulements. 3. Moyeu selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre (100) varie d'une longueur maximale Slmax entre sa position au repos Pr et sa position comprimée Pc, suite à un serrage réalisé manuellement par l'utilisateur ; et l'élément élastique (800) est configuré de manière à ce que sa variation de longueur ,AL entre longueur à l'état libre et longueur en position montée est telle que : 81max 4) assurant la liaison 35 mécanique entre la jante (2) et le moyeu (10). 15. Cycle équipé d'au moins une roue selon la revendication précédente.