FR2512769A1 - Frein de bicyclette - Google Patents

Abstract

LES BRANCHES 60 D'UN ETRIER PEUVENT SE RAPPROCHER L'UNE DE L'AUTRE ELASTIQUEMENT DANS LE PLAN DE L'ETRIER 54 ET DES DISPOSITIFS DE GUIDAGE 64 S'ENGAGENT LES UNS DANS LES AUTRES A LA MANIERE DE COINS. LES MOUVEMENTS DE L'ETRIER 54 DANS LE SENS RADIAL PAR RAPPORT A LA ROUE 6 SUR LAQUELLE LE FREIN AGIT, SE TRANSFERENT SOUS FORME DE MOUVEMENTS DE COMPAS DES BRANCHES DE L'ETRIER DE TELLE MANIERE QUE TOUT MOUVEMENT DE L'ETRIER 54 VERS L'EXTERIEUR DES DISPOSITIFS DE GUIDAGE 64, A PARTIR D'UNE POSITION DE REPOS, ENTRAINE UN RAPPROCHEMENT PAR DEFLECTION DES BRANCHES L'UNE VERS L'AUTRE ET QUE L'ECARTEMENT ELASTIQUE DE CES DEUX BRANCHES L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE, ENTRAINE UN MOUVEMENT DE L'ETRIER DANS LE SENS RADIAL VERS L'INTERIEUR, JUSQU'A LADITE POSITION DE REPOS, LES PATINS DE FREIN 63 ETANT MONTES SUR LES BRANCHES 60 DE MANIERE A SERRER ENTRE EUX LES FACES OPPOSEES DE LA JANTE DE LA ROUE 6 LORS DE LA DEFLECTION DES BRANCHES L'UNE VERS L'AUTRE.

Description

La présente invention est relative à un mécanisme de frein pour véhicules

propulsés par pédales, comme les bicyclettes, qui convient particulièrement aux bicyclettes à une seule vitesse et aux bicyclettes à changement de vitesse monté dans le moyeu ou à dérailleur qui sont équipées de freins à contre-pédalage qui sont commandés par un dispositif de commande associé à l'arbre manivelle du pédalier Bien que l'invention soit également applicable à des véhicules propulsés par pédales munis de plus de deux roues, par exemple aux tricyles, elle ne sera décrite dans ce qui suit, pour plus de commodité, que pour les bicyclettes, qui sont, de loin, le type

de véhicules à pédales le plus courant.

Les freins de bicyclette sont généralement de deux types, ceux qui sont commandés à la main et ceux qui sont commandés au pied Parmi ceux qui sont commandés au pied, les plus courants sont ceux que l'on appelle les freins à contre-pédalage Le mécanisme de frein du type classique de frein à contre-pédalage est contenu dans le moyeu de la roue arrière de la bicyclette et la force qui produit le freinage est transmise par la même cha 5 ne que celle qui sert à la propulsion de la

bicyclette Le freinage au moyen d'un frein à contre-

pédalage s'obtient en pédalant en arrière, le couple de rotation produit par les pédales étant alors transmis à la roue arrière par l'intermédiaire d'une force de

traction exercée dans le brin inférieur de la chaîne.

Pour un frein commandé à la main, le mécanisme de freinage peut être soit un dispositif à compas ou à pince, qui s'appuie sur les faces plates opposées de la jante de la roue et qu'on utilise de préférence parce qu'il permet de démonter et de remonter facilement la roue sans défaire le frein, soit, plus rarement, un dispositif de frein à tambour et à sabot logé dans le moyeu de la roue, soit un frein à disque Comme mécanismes de freins commandés à la main, on a encore utilisé dans le passé d'autres dispositifs moins satisfaisants, comme la simple "cuiller" qui s'appuie contre la face externe du pneu et "l'étrier" qui appuie sur la face interne de la jante Bien qu'il ait été autrefois assez largement utilisé, ce dernier dispositif ne convient pas aux jantes modernes et, de plus, constitue une gêne quand

on veut changer la roue.

Les freins commandés à la main et les freins à

contre-pédalage présentent tous deux des inconvénients.

L'inconvénient principal du frein commandé à la main

réside dans l'effort manuel qu'il exige pour son fonc-

tionnement Cet effort laisse moins de souplesse à la

main pour le guidage de la bicyclette, notamment lors-

que l'une des mains ne reste pas sur le guidon De plus, la force avec laquelle le patin de friction est appliqué contre la roue est forcément limitée, ce qui incite à utiliser des matériaux ayant un coefficient de frottement élevé Or, ces matériaux ont généralement un comportement assez médiocre en présence d'humidité; l'efficacité du freinage diminue donc fortement par

temps humide.

Le principal inconvénient des freins à contre-

pédalage classiques consiste en ce qu'ilsne fonctionnent plus si, accidentellement, la chaîne d'entraînement se casse ou saute au niveau du pédalier ou du pignon de la roue arrière et qu'on ne peut pas l'utiliser sur des bicyclettes équipées d'un dérailleur ou d'un dispositif analogue de changement de vitesse dans lequel le brin inférieur de la chaîne d'entraînement ne peut pas être

utilisé pour transmettre une force de traction.

Pour résoudre ces problèmes, on a proposé plusieurs

fois d'associer à l'arbre manivelle du pédalier un méca-

nisme d'embrayage à sens unique permettant d'appliquer l'effort de rétropédalage à un dispositif de commande de frein et, à partir de là, à un mécanisme de frein pouvant être un type quelconque de frein usuel commandé

à la main.

Les problèmes qui se posent pour la réalisation

d'un mécanisme de commande de frein commandé par l'arbre-

manivelle du pédalier sont ceux de la réalisation d'un mécanisme de frein approprié et des mesures à prendre en raison de la tendance du mécanisme à se bloquer, la bicyclette étant alors immobilisée et le frein serré L'un des avantages de ce dispositif de commande consiste en ce qu'il permet d'exercer une force de commande beaucoup plus grande Elle ne peut cependant pas être complètement utilisée lorsque le mécanisme de frein est du type classique à compas, ou à pince, commandé par un câble souple et, par ailleurs, les freins à tambour et sabot imposent une construction spéciale du moyeu Le brevet U S No 3 831 716 d'Orozco décrit un mécanisme

de frein du type à étrier à l'ancienne mode, qui pré-

sente l'avantage de la simplicité et de la robustesse,

mais aussi l'inconvénient de donner des résultats mé-

diocres, notamment en cas d'humidité, de ne pas s'adapter à beaucoup de jantes de construction moderne et d'être très sensible à toute ovalisation de la roue C'est certainement pour cette dernière raison qu'Orozco a introduit dans son dispositif de commande du frein une pièce intermédiaire formant ressort de manière à réaliser une commande plus douce, mais cette pièce intermédiaire aggrave le problème du blocage déjà mentionné puisqu'elle a pour effet d'augmenter l'amplitude du mouvement de pédalage vers l'avant nécessaire au desserrage du frein, le résultat étant que le ressort ne quitte pas le frein arrière pendant que le cycliste fait l'effort de pédalage

vers l'avant pour desserrer le frein.

Pour autant que la demanderesse le sache, aucune des solutions proposées, dans l'état de l'art antérieur,

pour les freins de bicyclette commandés par l'arbre-

manivelle du pédalier, abstraction faite du frein à rétro-

pédalage classique, ne s'est imposée à l'échelle indus-

cement de l'étrier vers l'intérieur, dans le sens des rayons de la roue, jusqu'à ladite position de repos, les patins du frein étant montés sur les branches de manière-à serrer entre eux les faces opposées de la jante, lors de la déflection des branches l'une vers l'autre. L'élasticité permettant la déflection des branches de l'étrier dans le plan de l'étrier s'obtient de préférence en réalisant l'étrier d'une seule pièce en matériau

élastique en forme de bande ayant une section transver-

sale dont la plus grande dimension est perpendiculaire au plan de l'étrier Il est également préférable que les dispositifs de guidage des branches de l'étrier permettent un déplacement limité de l'étrier dans une direction pratiquement tangentielle à la jante de la

roue.

Il est préférable que le frein soit monté comme frein de roue arrière sur une bicyclette comprenant un arbre-manivelle de pédalier, une chaîne d'entraînement reliant l'arbre-manivelle du pédalier à la roue arrière, un système de rétro-pédalage comprenant un frein de roue arrière, un dispositif de commande progressive du frein relié au frein et des dispositifs réalisant un accouplement efficace entre l'arbre-manivelle du pédalier et le dispositif de commande du frein, des dispositifs

de déplacement à vide dans les deux directions incor-

porés,au dispositif d'entraînement par la chaîne indé-

pendamment desdits dispositifs d'accouplement, l'ampli-

tude du déplacement à vide étant telle qu'elle permette un mouvement suffisant en avant de l'arbre-manivelle

indépendamment de la roue arrière, de manière à permet-

tre un desserrage complet et normal du frein tout en maintenant ledit accouplement, et des dispositifs de déplacement amenant les dispositifs de déplacement à vide dans une situation dans laquelle le déplacement à vide vers l'arrière est résorbé et o le déplacement à vide vers l'avant est possible, lesdits dispositifs de trielle sans doute parce qu'aucune des solutions proposées ne présentait les critères qu'un dispositif de frein pour bicyclette doit présenter pour être intéressant à l'échelle industrielle Ces critères sont les suivants a possibilité d'installation du dispositif sur

une grande variété de types de bicyclettes exis-

tant sur le marché sans obligation d'apporter des modifications importantes aux autres parties de la machine, b structure au moins aussi robuste et aussi durable que celle du système de frein déjà existant, c prix de revient et de montage peu élevé, d absence d'incidents de fonctionnement marginaux comme par exemple le blocage du frein, e douceur et régularité du fonctionnement, f facilité d'entretien, g supériorité d'ensemble sur les systèmes de

freinage connus.

Suivant l'invention, un frein de jante du type à pince comprend un étrier comportant des branches d'étrier, des sabots de frein portés par les branches de l'étrier et des dispositifs de guidage des branches

de l'étrier, les branches de l'étrier pouvant se rappro-

cher élastiquement l'une de l'autre par déflection dans le plan de l'étrier et les dispositifs de guidage et les branches s'engageant les uns dans les autres à la manière d'un coin, de sorte que les déplacements dans le sens des rayons de la roue que l'étrier effectue par rapport à la jante de la roue, sur laquelle le frein

agit, se transforment en mouvements de compas des bran-

ches de l'étrier dans des conditions telles que tout déplacement de l'étrier vers l'extérieur des dispositifs de guidage, à partir d'une position de repos, provoque un rapprochement par déflection des branches l'une vers l'autre et que le mouvement élastique par lequel les

branches s'écartent l'une de l'autre entraîne un dépla-

déplacement étant constitués par-un ressort provoquant un déplacement de décalage très progressif lorsque ledit déplacement à vide vers l'avant est résorbé, le couple

de rotation vers l'avant qui doit s'appliquer à l'arbre-

manivelle du pédalier pour que ledit déplacement de décalage soit complètement résorbé représentant une fraction importante du couple de pédalage normal et étant nettement supérieur à ce qui est nécessaire pour que le

déplacement de décalage commence à être résorbé.

D'autres caractéristiques de l'invention sont

mises en évidence par la description suivante de modes

de réalisation préférés faite en se référant aux dessins joints. La fig 1 est une vue latérale, en élévation,

d'une bicyclette d'homme.

La fig 2 est une vue latérale, en élévation,

d'une bicyclette de femme.

La fig 3 est une vue partielle latérale, à plus grande échelle, en élévation, représentant une partie de l'une ou l'autre'des bicyclettes représentées aux fig. 1 et 2 et montrant l'arbre-manivelle du pédalier et une partie de la jante de la roue arrière, le dispositif d'entraînement par chaîne et les parties annexes n'étant

pas représentés.

La fig 4 est une vue par en dessous de l'ensemble

représenté par la fig 3.

La fig 5 est une vue détaillée correspondant au

sens de la flèche 5 de la fig 4.

La fig 6 est une vue détaillée correspondant au

sens de la flèche 6 de la fig 4.

La fig 7 est un diagramme indiquant, en traits continus et en traits discontinus réguliers et irréguliers, les positions normale, libre et de déflection maximale

de l'étrier du frein.

La fig 8 est une coupe latérale du logement con-

tenant et soutenant l'arbre-manivelle du pédalier de la bicylette. La fig 9 est une vue latérale, en élévation, de l'intérieur d'un mode de réalisation d'une roué à chaîne

comportant un dispositif de déplacement à vide.

La fig 10 est une section, suivant la ligne

-10 de la fig 4, de la roue à chaîne.

La fig 11 est une vue, à plus grande échelle,

d'une partie du dispositif de déplacement à vide repré-

senté à la fig 9.

Les fig 1 et 2 représentent schématiquement deux bicyclettes, l'une d'homme, l'autre de femme, équipées d'un système de freinage suivant la présente invention Les seules différences existant entre ces deux bicyclettes sont celles que l'on trouve normalement entre les bicyclettes d'hommes et de femmes et, pour

la description qui va suivre, on ne fera aucune diffé-

rence, la description et les détails représentés sur

les figures étant valables pour les deux cas Exception faite pour les particularités de l'arbre-manivelle du pédalier et de son logement, de la roue à chaîne, du

dispositif de commande du frein et du frein de roue ar-

rière, qui seront tous décrits ultérieurement, la

bicyclette peut être du type tout à fait classique com-

prenant un cadre 2, avec guidon, fourche et selle, une roue avant 4, une roue arrière 6, un moyeu arrière

8 comprenant un pignon de la chaîne arrière, un méca-

nisme de roue libre et, facultativement, un système de changement de vitesse épicycloidal de n'importe quel type classique, un arbre-manivelle de pédalier 10 monté

de manière à pouvoir pivoter dans une enveloppe d'arbre-

manivelle ou support inférieur 12 monté sur le cadre 2, des manivelles de pédale 14 portant des pédales 16,

une roue à chaîne avant 18 et une chaîne 20 Un dérail-

leur de changement de vitesse <non représenté) peut être incorporé, si on le désire, à la place ou en plus d'un engrenage monté dans le moyeu et, dans ce cas, on montera

des roues à pignons multiples, à l'avant et/ou à l'ar-

rière, pour la chaîne, comme on le fait d'habitude On peut munir la bicyclette d'un frein du type à pince classique 22 pour agir sur la roue avant, bien qu'il soit préférable d'agir sur cette roue au moyen du dispo-

sitif décrit ci-dessous.

Le dispositif de commande 24 permettant d'agir sur les freins avant et arrière est décrit en se référant aux fig 3, 4 et 8, le frein arrière 26 est décrit en se référant aux fig 3 à 7 et le dispositif de déplacement à vide incorporé à la roue à chaîne avant 18 est décrit

en se référant aux fig 9 à 11.

Le dispositif de commande 24 du frein est du type général décrit par les brevets U S Nos 4 199 046

et 4 313 530 et, alors que le mode de réalisation repré-

senté par la fig 8 de la présente demande ressemble à celuide la fig 15 du brevet U S No 4 313 530, il reste entendu que tout mode de réalisation de l'un ou

l'autre des brevets mentionnés ci-dessus peut être uti-

> lisé pour équiper une bicyclette comme on l'entend Ce dispositif présente l'avantage de pouvoir être utilisé avec des arbres-manivelles et des supports inférieurs déjà existants en apportant à ces pièces seulement des modifications très minimes, l'accouplement du dispositif de commande étant protégé dans le carter de logement 12 La partie centrale de l'arbre-manivelle est agrandie

et usinée pour que l'arbre présente une surface cylin-

drique polie 26 à l'intérieur du carter, si cette surface n'existe pas déjà, et une fente 28 est découpée dans le fond du carter de logement Le dispositif de commande comprend un ressort à spires 30 de forme spéciale et une pièce d'accouplement 32 Le ressort 30 comporte une

anse centrale 34 légèrement en retrait et deux enroule-

ments 36 s'étendant en sens opposé dont les secteurs 38 situés près des extrémités sont constitués par des fils de section transversale plus petite Les deux spires extérieures des secteurs 38 ont un diamètre intérieur légèrement plus petit, de sorte qu'elles sont les seules à être normalement en contact avec la surface 26 Il est préférable que les fils métalliques formant les enroulements 36 aient une section transversale rectan- gulaire, de manière à augmenter à la fois la surface de leur section, rapportée à une longueur d'enroulement

donnée, et leur surface de contact avec la surface 26.

Lorsque l'arbre-manivelle tourne vers l'avant, les spires extérieures des secteurs 38 tirent légèrement la surface 26, mais cette traction tend à desserrer les spires de

ces secteurs, donc à réduire le frottement au minimum.

Par contre, la rotation de l'arbre-manivelle en sens inverse produit un resserrement des spires des secteurs 38, qui provoque à son tour un resserrement de la totalité des enroulements 36, de sorte que le ressort adhère à

la surface 26 et que l'anse 34 déplace la pièce d'ac-

couplement 32 en même temps que l'arbre-manivelle, l'une

des extrémités de la pièce d'accouplement 32 étant ac-

crochée par l'anse et l'autre extrémité étant en prise avec une plaque de maintien et de fermeture 40 entourant la partie en forme de tige de la pièce d'accouplement 32 L'utilisation de secteurs d'extrémités 38 formés de fils de moindre section permet au ressort de n'exercer qu'une traction minimale sur l'arbre-manivelle pendant que celui-ci fonctionne normalement tout en permettant

aux secteurs de l'intérieur d'être assez forts pour résis-

ter à des efforts de freinage en catastrophe.

Comme le montrent les fig 3 et 4, la pièce d'ac-

couplement 32 est reliée, par une cheville de crochet 42, à deux crochets 44 et 46 Le crochet 44 est relié

à l'âme 48 d'un câble 50 qui commande le frein avant 22.

Le crochet 46 est relié, par l'intermédiaire d'un dispo-

sitif de serrage 52, au frein arrière 26 Du fait que le frein arrière est accouplé d'une manière très directe au dispositif de commande, alors que le frein avant est relié à ce même dispositif par un câble assez long, l'élasticité inhérente au câble limite automatiquement

la force de freinage appliquéaau frein avant par compa-

raison avec celle qui s'exerce au niveau du frein ar-

rière, ce qui assure de bonnes conditions de freinage.

Il reste entendu que, tout en considérant que cette.

manière d'agir sur le frein avant présente des avantages,

on peut maintenir, pour la roue avant, le mode de frei-

nage classique en remplaçant le dispositif décrit par un levier monté sur le guidon et agissant sur le frein avant, le mode de montage et de fonctionnement du frein arrière n'en étant pas affecté, ou même ajouter un frein à main avant classique au dispositif de commande par l'arbremanivelle que l'on vient de décrire Le dispositif suivant l'invention présente également l'avantage qu'une

défaillance de l'un des freins n'affecte pas le fonction-

nement de l'autre, à condition que le dispositif de

commande continue à fonctionner.

Le frein arrière lui-même comprend un étrier 54 constitué par du feuillard d'acier monté de telle manière que le grand axe de sa section transversale se trouve orienté perpendiculairement au plan de l'étrier L'étrier a la forme générale d'un U, le fond de cet U étant relié par une barre filetée 56 au dispositif de serrage 52 par l'intermédiaire d'une pièce d'accouplement 58 ayant une forme telle qu'elle évite une excessive concentration de contraintes en ce point Les extrémités des branches de l'U s'orientent d'abord vers l'intérieur, en 60, puis vers l'extérieur, en 62, les directions de ces deux orientations faisant chaque fois un angle d'environ 450 avec le plan de la roue arrière 6 Des patins de frein 63 sont fixés par des boulons sur les deux parties 60 des branches, ces deux parties et le fond de l'U étant élargis pour compenser l'influence des ouvertures qui y

sont ménagées On soumet l'étrier à un traitement thermi-

que convenable pour lui conférer d'excellentes caracté-

ristiques d'élasticité, son profil libre étant essentiel-

lement celui qui est indiqué en traits discontinus

réguliers sur la fig 7.

Le montage de l'étrier près de la jante de la roue s'effectue en utilisant un système de trois points

d'appui constitué par la cheville de crochet 42, agis-

sant comme support de pivotement par l'intermédiaire -

du dispositif de serrage 52, et par des pièces de sup-

port 64 fixées sur les fourches arrière 66 du cadre 2

et se mettant en prise avec les parties 62 des branches.

Ces pièces de support comportent des surfaces de butée 68, contre lesquelles les parties 62 des branches sont poussées par suite de l'élasticité de l'étrier, et des crochets de maintien 70 qui empêchent les parties 62 de descendre en se dégageant des pièces de support Les pièces de support comprennent chacune une plaque 72 absorbant les efforts de butée, renforcée par une plaque 74 et supportée par une plaque de serrage semi-cylindrique

76 susceptible de glisser longitudinalement sur une pla-

que de montage semi-cylindrique 78 fixée sur chacune des fourches 66 La position de la pièce de support dans le sens longitudinal est fixée, après réglage, au moyen d'une vis 80 Le dispositif de serrage 52 et les pièces de support 64 sont réglés de telle manière que, lorsque le dispositif de commande 24 est au repos, les patins de frein 63 cessent tout juste d'être en contact

avec les bords de la jante de la roue 6 -Pour faire ulté-

rieurement un réglage plus fin tenant compte de l'usure, on utilise uniquement le dispositif de serrage Si l'on est amené à enlever la roue arrière, on peut, après avoir desserré le dispositif de serrage 52 si c'est nécessaire, remonter les parties 62 des branches et les pousser vers l'intérieur, de manière à les dégager des pièces de support 64, et faire tourner ensuite l'étrier vers le bas, autour de-la cheville de crochet 42 de manière à dégager la roue Après la remise en place de la roue, les mêmes opérations effectuées en sens inverse remettent le frein en état de fonctionner Les pièces de support 64 permettent une assez grande amplitude de pivotement des sabots de frein vers le haut autour de la cheville de crochet 42 dans une direction essentiellement tangen-

tielle à la jante de la roue.

En se reportant aux fig 9 à 11, on voit qu'au lieu d'être fixée, pour la rotation, à l'arbre-manivelle du pédalier et aux manivelles de pédales 14, la roue à chaîne avant 18 est montée sur un moyeu 82 monté, de manière à pouvoir pivoter, sur une pièce annulaire 84 sur laquelle elle est retenue par une rondelle 86 de

telle manière qu'elle peut effectuer, sur l'arbre-manivel-

le, un mouvement dont l'ampleur dépend de la pièce de liaison évidée 88 reliée à la roue à chaîne, une partie d'une cheville 92 de l'arbremanivelle 14 du pédalier

se déplaçant dans la partie évidée de la pièce de liaison.

En principe, les dimensions de la partie évidée permet-

tent une rotation de 200 de la roue à chaîne par rapport

à l'arbre-manivelle et, bien que-l'amplitude de ce mou-

vement puisse être modifiée pour être adaptée aux carac-

téristiques du dispositif de commande utilisé, il est

préférable qu'elle ne dépasse pas de beaucoup le dépla-

cement angulaire nécessaire pour assurer un relâchement

suffisant du dispositif de commande du frein Le dépla-

cement de la cheville dans la partie évidée est commandé par un ressort 94 agissant entre la roue à chaîne et l'arbre-manivelle Dans l'exemple indiqué, l'une des extrémités du ressort est ancrée sur une cheville 96 fixée sur la roué à chaîne et l'autre extrémité est en

prise avec la partie 90 de la cheville 92, sur l'arbre-

manivelle de la pédale, après avoir tourné autour du moyeu 82 Le ressort est réglé de telle manière que la poussée qu'il exerce lorsque la cheville se trouve à l'extrémité 98 de la partie évidée et que le ressort lui-même se trouve dans la position indiquée en traits interrompus sur la fig 9 soit très inférieure à ce qu'elle est lorsque la cheville se trouve à l'autre extrémité de la partie évidée (dans la position indiquée

en traits pleins à la fig 9), l'augmentation de la pous-

sée étant progressive entre ces deux extrêmes La pous- sée qu'il faut exercer sur l'arbre-manivelle du pédalier 14 pour vaincre la résistance de la roue à chaîne et assurer la cheville et le ressort dans la position indiquée en traits pleins sur la fig 9 représente une

fraction importante de la poussée normale de pédalage.

Lorsque la bicyclette roule, le pédalage vers l'avant entraîne la transmission du couple de pédalage à la roue à chaîne, d'abord par l'intermédiaire du ressort 84, jusqu'à ce que le couple soit assez grand pour amener la cheville 92 dans la position indiquée en traits pleins à la fig 9, puis directement Le couple de pédalage est transmis comme d'habitude à la roue arrière par la chaîne 20 Lorsque le couple devient suffisamment faible, le ressort 94 résorbe le déplacement à vide entre la roue à chaîne 18 et l'arbre-manivelle

et se place dans la position indiquée en traits inter-

rompus à la fig 9, mais le mouvement s'effectue sans

à-coup à cause de la progressivité de l'action du res-

sort et de l'importance de la poussée qu'il exerce En principe,ilfaut un couple d'environ 1,4 à 2 Kgm pour résorber complètement le déplacement à vide, mais il suffit d'une faible fraction de ce couple pour qu'il commence à se résorber Pour réduire les à-coups et le bruit lorsque le couple de pédalage cesse d'agir, on peut rembourrer les extrémités 98 de la partie évidée

au moyen d'un matériau élastique.

Pour freiner, le cycliste pédale en arrière, comme

on le fait avec un frein à rétro-pédalage classique.

Le dispositif de commande du frein fonctionne alors

comme on l'a déjà indiqué, de sorte que la pièce d'ac-

couplement 32 tire les crochets 44 et 48 vers l'avant.

Le mode d'action du crochet 44 sur le frein avant a déjà été décrit Le crochet 46 tire vers l'avant l'étrier 54 du frein arrière à peu près dans le sens des rayons et vers l'extérieur de la roue arrière Les pièces de support 64 servent alors de guides aux branches de l'étrier et comme le contact des parties de branches 62 avec les surfaces de butée des pièces de support s'effectue à la manière d'un coin, le mouvement de l'étrier dans le sens des rayons de la roue provoque un mouvement de compas ou de pince des branches de l'étrier, de sorte que les patins de frein 63 serrent alors entre eux les faces opposées de la jante de la roue 6 par

suite de la déflection des branches vers l'intérieur.

Ce mode d'action est entièrement différent de celui des anciens freins à étrier Bien que ces-freins aient été souvent munis de dispositifs de guidage au niveau de parties légèrement pliées des branches de l'étrier, ces dispositifs n'étaient destinés qu'à obliger les patins de frein à se déplacer perpendiculairement aux surfaces de freinage intérieures de la jante de la roue et il n'y avait aucune action de serrage par compas comme il

y en a dans le cas présent.

La présente invention permet d'exercer une grande force de freinage, par serrage en compas, sur la jante de la roue 6, au moyen d'un mécanisme qui est assez

robuste pour résister aux efforts exercés dans un frei-

nage en catastrophe sans qu'il en résulte des contraintes résiduelles comme celles qui sont dues à l'élasticité du câble ou par la présence d'accouplements soumis à l'action de ressorts comme dans le cas du brevet Orozco déjà cité De plus, cette grande force de freinage est appliquée sur la jante de la roue, c'est-à-dire là o il le faut, au lieu d'être transmise par les rayons de la roue, comme c'est le cas pour les freins montés dans

le moyeu ou pour les freins à disques, qui sont actuel-

lement les seuls dispositifs susceptibles d'assurer unZ 512769

freinage plus efficace que les freins à compas ou pince classiques. On donne aux parties 62 des branches une longueur

suffisante pour que le frein puisse s'appliquer complè-

tement et pour porter les patins de frein 63, comme

l'indique la ligne en traits interrompus de la fig 7.

Lorsqu'on pédale vers l'avant, le dispositif 24 de com-

mande du frein est, comme on l'a déjà vu, sans liaison avec l'arbremanivelle 10 du pédalier L'élasticité des branches de l'étrier 54 qui agissent, par l'intermédiaire des parties 62, sur les surfaces de butée 68 produit des forces qui agissent dans le sens radial et tirent l'étrier vers l'arrière, à peu près dans le sens radial et vers l'intérieur, pour le ramener à sa position initiale en provoquant le relâchement du frein et en ramenant la pièce d'accouplement 32, avec laquelle

la liaison est rigide, à sa position initiale, indépen-

damment de toute traction légère exercée par le ressort

d'embrayage 30 On n'a donc pas besoin, dans ces condi-

tions, du ressort de rappel que l'on est obligé d'uti-

liser d'habitude dans les dispositifs de commande des freins -à main ou dans les freins à compas pour remettre

en place le mécanisme de relâchement du frein.

Si la bicyclette s'arrête alors que le frein est

fortement serré, il faut que l'arbre-manivelle du péda-

lier puisse se déplacer suffisamment vers l'avant pour provoquer le relâchement du frein alors que la roue arrière est encore immobile, car dans le cas contraire il pourrait y avoir, comme on l'a déjà vu, une situation de blocage La liaison à mouvement libre entre la roue à chaîne 18 et l'arbre-manivelle de pédalier 10 permet à ce dernier de se déplacer suffisamment vers l'avant, l'essentiel étant, pour obtenir le desserrage des freins, qu'on exerce sur la pédale une poussée suffisante pour que la cheville 92 se déplace assez loin vers l'avant pour que les freins soient libérés La progressivité de l'action du ressort et le relâchement gradué du frein évitent toute secousse indésirable lors d'une

remise en route en partant de l'arrêt après un freinage.

Un autre type de blocage est celui qui se produit lorsqu'on fait tourner vers l'arrière les roues de la bicyclette, car la rotation de la roue 6 en sens inverse se transmet, par le mouvement de la roue 6, transmis

par la chaîne 20, à la roue à chaîne 18, puis à l'arbre-

manivelle du pédalier, ce qui provoque le fonctionnant

du dispositif de commande du frein et l'action-du frein.

Dans le cas des anciens dispositifs de commande du frein connus commandés par un arbre-manivelle, le cycliste devait, pour desserrer le frein, imprimer à sa

machine une forte secousse vers l'avant tout en main-

tenant la roue arrière au sol o-monter sur la bicyclette et la mettre en marche s'il y avait un déplacement libre dans la commande par chaine L'expérience a montré que ces phénomènes de blocage désagréables peuvent être éliminés simplement en permettant un déplacement limité des patins de frein dans une direction tangentielle à la jante de la roue, comme celui qui peut s'effectuer dans le cas présent du fait que-l'on a réalisé une

surface de butée 68 plus grande que la hauteur des par-

ties 62 des branches de manière à laisser environ un centimètre de jeu libre Lorsque la rotation des roues vers l'arrière provoque le serrage du frein, les parties 62 des branches montent sur les surfaces 68, ce qui permet un jeu libre lorsque les roues de la bicyclette tournent

vers l'avant pour diminuer la tension dans la-cha ne.

Cela suffit à faciliter énormément le relâchement du frein Le problème du blocage étant résolu, le fait que le frein se serre lorsque la bicyclette recule constitue en fait un avantage puisque la mise sur parking de la bicyclette s'en trouve facilitée Avec le frein qui a été décrit, l'appui du frein en trois points, par la cheville de crochet 42 et les pièces de support 64, non seulement offre un moyen très satisfaisant d'absorber les réactions de freinage sans soumettre le dispositif de frein à des contraintes excessives, mais également permet d'obtenir facilement le mouvement libre tangentiel des sabots de frein que l'on recherche Ce mouvement libre tangentiel lui-même permet-; comme on l'a déjà vu,

de libérer rapidement de la roue le mécanisme de frein.

Un avantage particulier du dispositif de frein qui fait l'objet de l'invention consiste en ce qu'il

permet d'utiliser dans les patins de frein 63 des maté-

riaux de frottement possédant des propriétés améliorées.

Pour réaliser les patins de freins de bicyclette on choisissait d'habitude des matériaux ayant des coefficients de frottement élevés, de manière à réduire l'effort de freinage indispensable Malheureusement,les résultats obtenus avec ces matériaux sont généralement très défavorablement affectés par la présence de produits

contaminants comme l'huile, la graisse et sur Cout l'eau.

Bien que, de temps en temps, on ait proposé l'utilisation de produits donnant des résultats améliorés, le problème est loin d'être résolu En permettant d'appliquer un effort de freinage beaucoup plus considérable, le dispositif de frein qui fait l'objet de l'invention permet d'obtenir un freinage efficace avec des matériaux qui ont un faible coefficient de frottement lorsqu'ils sont

secs mais sont moins affectés par-la présence de pellicu-

les d'eau ou d'huile sur la jante de la roue et, par conséquent, permettent d'obtenir des meilleurs résultats

de freinage.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Frein de jante pour bicyclette, du type à pince, comprenant un étrier comportant des branches d'étrier, des patins de frein portés par les branches de l'étrier et des dispositifs de guidage des branches de l'étrier, caractérisé en ce que les branches ( 60) de l'étrier peuvent se rapprocher l'une de l'autre par déflection élastique dans le plan de l'étrier ( 54) et que les dispositifs de guidage ( 64) et les branches s'engagent les uns dans les autres à la manière de coins,

les mouvements de l'étrier dans le sens radial par rap-

port à la jante de la roue ( 6) sur laquelle le frein agit se transférant sous forme de mouvements de compas des branches de l'étrier de telle manière que tout

mouvement de l'étrier ( 54) vers l'extérieur des dispo-

sitifs de guidage ( 64), à partir d'une position de repos, entraîne un rapprochement par déflection des branches l'une vers l'autre et que l'écartement élastique de ces deux branches l'une par rapport à l'autre entraîne un mouvement de l'étrier dans le sens radial vers l'intérieur, jusqu'à ladite position de repos, les patins de frein ( 63) étant montés sur les branches ( 60) de manière à serrer entre eux les faces opposées de la jante de la roue ( 6) lors de la déflection des branches l'une vers

l'autre.

2 Frein de bicyclette selon la revendications,

caractérisé en ce que l'étrier ( 54) est formé d'une seule pièce constituée par une bande de matériau élastique montée de telle manière que le grand axe de sa section

transversale soit perpendiculaire au plan de l'étrier.

3 Frein de bicyclette selon l'une des reven-

dications 1 ou 2, caractérisé en ce que les dispositifs de guidage ( 64) des branches de l'étrier permettent des

déplacements limités de l'étrier ( 54) dans une direc-

tion essentiellement tangentielle à la jante de la roue ( 6).

4 Frein de bicyclette selon l'une des reven-

dications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le frein est un frein arrière ( 26), que les dispositifs de guidage ( 64) comprennent des dispositifs ( 76, 78, 80) permettant de les monter sur les fourches arrière ( 66) d'une bicyclette sur laquelle on installe le frein et en ce que ces dispositifs de montage comprennent des dispositifs ( 80) permettant un réglage, dans le sens longitudinal, de la position des dispositifs de guidage ( 64) par rapport

aux fourches ( 66).

Frein de bicyclette selon l'une des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les dispositifs de guidage comprennent chacun une surface de butée ( 68) s'engageant à la manière d'un coin en contact d'une partie ( 62) d'une branche de l'étrier, cette partie ( 62) de la branche de l'étrier étant pliée vers l'extérieur suivant un angle d'environ 45 par rapport au plan de la

roue ( 6).

6 Frein de bicyclette selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une autre partie ( 60) de chacune des branches d'étrier, contiguë à la partie ( 62) qui Uest en prise avec le dispositif de guidage qui lui est associé, est pliée vers l'intérieur suivant un angle d'environ par rapport au plan de la roue ( 6), les patins de frein ( 63) étant portés par ces parties ( 60) des branches

de l'étrier.

7 Bicyclette comprenant un arbre-manivelle de pédalier, un dispositif de commande par chaîne reliant l'arbre-manivelle du pédalier à une roue arrière et un dispositif de frein à contre-pédalage, caractérisée en ce que le frein à contre-pédalage comprend un frein de

roue arrière ( 26) conforme à l'une des revendications

1 à 6, un dispositif ( 24) de commande progressive du frein relié au frein et des dispositifs ( 30) assurant un accouplement efficace entre l'arbre-manivelle-( 10) du pédalier et le dispositif ( 24) de commande du frein, un dispositif de mouvement libre dans deux directions ( 88, 92) incorporé dans le dispositif de commande par chaîne ( 8, 18, 20), indépendant des dispositifs ( 30) assurant l'accouplement, l'amplitude du mouvement libre étant suffisante pour permettre un mouvement en avant de l'arbre-manivelle < 10), indépendamment de la roue arrière ( 6), de manière à permettre un desserrage complet

et normal du frein ( 26) tout en maintenant ledit ac-

couplement, et un dispositif tendant à placer le dispo-

sitif ( 88, 92) de mouvement libre dans une position dans laquelle le mouvement libre vers l'arrière est

résorbé et o le mouvement libre vers l'avant est pos-

sible, ce dispositif de déplacement du dispositif de mouvement libre étant constitué par un ressort ( 94) exerçant une poussée très progressive lorsque le mouvement libre vers l'avant est résorbé, le couple de rotation vers l'avant qui doit être appliqué à l'arbre- manivelle du pédalier pour résorber complètement cette poussée représentant une fraction importante du couple normal de pédalage et étant nettement plus grand que ce qui

est nécessaire pour que le décalage résultant de la pous-

sée commence à être résorbé.

8 Bicyclette selon la revendication 7, carac-

térisée en ce que le dispositif d'accouplement est cons-

titué par un ressort ( 30) en fil métallique entourant l'arbre-manivelle ( 10) du pédalier à l'intérieur d'une pièce de support ( 12) montée sur le cadre, le ressort ( 30) comportant une anse centrale ( 34) pouvant se mettre en prise avec une pièce d'accouplement ( 32) qui fait partie du dispositif de commande ( 24) qui passe par une ouverture ( 28) ménagée dans la pièce de support ( 12), et deux enroulements ( 36), s'étendant dans deux directions

opposées, à partir de l'anse ( 34) et entourant l'arbre-

manivelle ( 10)-dans un sens d'enroulement opposé au

sens normal du pédalage, les secteurs ( 38) des enrou-

lements ( 36) à partir de l'anse étant constitués par du fil métallique de moindre section et ces parties des enroulements étant les seules à être normalement en

contact avec l'arbre-manivelle.

9 Bicyclette selon l'une des revendications

7 ou 8, caractérisée en ce que le dispositif ( 24) de

commande du frein comprend également une pièce inter-

médiaire rigide ( 56) reliant le frein ( 26) à la pièce

d'accouplement < 32).

Bicyclette selon la revendication 9, com-

prenant également un frein avant à compas et un câble de commande dudit frein avant, caractérisée en ce que le câble de commande ( 50) est également relié à la

pièce d'accouplement ( 32) et a une élasticité suf-

fisante pour limiter l'effort de freinage appliqué au frein avant ( 22) par rapport à celui qui est appliqué

au frein arrière ( 26).