FR2614844A1 - Roue de bicyclette - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE ROUE DE BICYCLETTE. LA JANTE 1 DE LA ROUE EST CONSTITUEE PAR UN PROFILE DANS LEQUEL LA PAROI 3 DIRIGEE VERS L'AXE 4 DE LA ROUE A, DANS UN PLAN PASSANT PAR L'AXE DE LA ROUE, UNE SECTION INCURVEE DONT LA CONCAVITE EST DIRIGEE VERS L'AXE 4 DE LA ROUE; LES EXTREMITES OPPOSEES DE CHAQUE RAYON 9, RELIEES RESPECTIVEMENT AU MOYEU 7 ET A LA PAROI INTERIEURE 3 DE LA JANTE DE LA ROUE, SONT SITUEES SUR DES COTES OPPOSES DU PLAN MEDIAN 24 DE LA ROUE. APPLICATION AUX BICYCLETTES DE COURSE.

Description

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La présente invention concerne des roues de bicyclette de type connu comprenant: - une jante constituée par un profilé comportant une paroi circonférentieUe intérieure dirigée vers l'axe de la roue et une paroi circonférentielle extérieure, - un moyeu comportant deux flasques extrêmes annulaires, et - deux rangées de rayons qui relient les flasques extrêmes du moyeu avec la paroi intérieure de la jante, chaque rayon comportant une tête qui s'engage dans un trou traversant formé dans le flasque extrême respectif du moyeu, et une extrémité filetée qui est vissée dans un écrou logé dans un trou formé dans la paroi

intérieure de la jante.

Une roue à rayons du type conventionnel décrit ci-dessus, destinée à être utilisée sur des bicyclettes

de sport, est illustrée sur la figure 1 des dessins ci-

joints. Sur cette figure, qui représente une vue en coupe de la roue dans un plan passant par l'axe de cette dernière, la jante de la roue est désignée par 1 et est

constituée par un profilé creux en alliage léger compre-

nant une paroi circonférentielle extérieure 2, une paroi circonférentielle intérieure 3 qui est dirigée'vers l'axe 4 de la roue, et deux parois latérales circonférentielles qui joignent ensemble les parois 2, 3. La figure 1 représente une jante du type qui est pourvu sur sa paroi

extérieure de deux rebords périphériques 6 pour la fixa-

tion du pneumatique. Cependant la description qui va

suivre s'applique également à des roues comportant des

jantes du type, également connu, sans rebords circonfé-

rentiels, c'est-à-dire pour des pneumatiques tubulaires.

A nouveau en référence à la figure 1, le moyeu de la roue est désigné par 7 et comporte deux flasques extrêmes annulaires 8 qui sont reliés à la paroi intérieure 3 de la jante 1 au moyen de deux rangées de rayons 9. Chaque rayon 9 comporte une première extrémité 10 qui est engagée dans un trou traversant formé dans le flasque extrême respectif 8 et qui est pourvu d'une tête 11 qui s'appuie contre la surface frontale du flasque extrême 8. A l'extrémité opposée à la tête 11, chaque rayon 9 comporte une partie extrême filetée 12 qui est vissée dans un écrou 13 situé dans un trou respectif 14 formé dans la paroi intérieure 3 de la jante 1. L'écrou 13 comporte une tête pourvue d'une surface conique 15 qui s'appuie contre une surface conique intérieure 16 d'une douille métallique 17 insérée dans le trou 14. La douille 17 comporte une tête 18 de diamètre agrandi, qui est poussée contre la surface radialement

extérieure de la paroi 3 de la jante, ainsi qu'un bord-

extrême 19 qui est rivé contre la-surface opposée de cette paroi. La paroi de base 20 de l'élément métallique 21 en forme de coupelle est interposée entre la tête 18 de la douille 17 et la paroi 3 de la jante. La paroi de base 20 de l'élément 21 en forme de coupelle comporte un trou central pour le passage de la douille 17 et une partie d'embouchure engagée dans un trou 22 ménagé dans la paroi

extérieure 2 de la jante et pourvue d'un bord circonféren-

tiel 23 rabattu vers l'arrière contre cette paroi. Pendant l'assemblage de la roue, chaque écrou 13 est vissé sur la partie extrême filetée 12 correspondante du rayon 9 de manière à tendre le rayon. L'élément 21 en forme de

coupelle est utilisé de telle sorte que la paroi extérieu-

re 2 de la jante assiste la paroi 3 pour résister à la

force exercée par la traction engendrée par le rayon 9.

Comme on peut le voir sur la figure 1 des dessins ci-joints, dans la solution classique, la paroi intérieure 3 de la jante 1 comporte une section incurvée dont la concavité est dirigée vers l'extérieur, dans un plan passant par l'axe de la roue. Puisque l'axe du rayon doit être sensiblementtperpendiculaire à la paroi de la jante dans la zone de fixation du rayon sur la paroi, il en résulte que les deux extrémités opposés de chaque rayon, fixées respectivement sur le moyeu et sur la jante,

sont situées du même côté du plan médian 24 de la roue.

Par suite de cet agencement, dans des jantes du type connu représenté sur la figure 1, la paroi intérieure 3 est soumise à une contrainte de tension sous l'effet- de la charge appliquée par le rayon 9. Quand la bicyclette est en service, la contrainte de tension varie cycliquement entre une valeur minimale et une valeur maximale en résultat de la compression à laquelle le rayon est soumis

quand l'écrou parvient dans la zone qui est la plus rappro-

chée du sol. La paroi de la jante est soumise à une fatigue par.tension. Cela est particulièrement désavantageux quand, la jante est formée d'un alliage léger, puisque ce matériau ne possède pas une grande résistance à la fatigue en tension. Dans une autre solution connue ( non représentée) dans laquelle l'élément 21 en forme de coupelle n'est pas utilisé et dans laquelle la charge exercée par le rayon 9

est par conséquent absorbée seulement par la paroi inté-

rieure 3 de la jante, il est nécessaire de rendre la paroi 3 relativement épaisse afin d'éviter le risque de rupture sous l'effet de la contrainte de fatigue mentionnée ci-dessus. Cela impose une limite aux possibilités de réduction du poids de la roue, ce qui est en opposition avec l'obligation d'augmenter la légèreté dans le cas d'une roue pour une bicyclette de course. L'utilisation de l'élément 21 en forme de coupelle, comme indiqué ci-dessus, permet de répartir une partie de la contrainte résultant de la traction du rayon 9 dans la paroi extérieure 2 de la jante, avec pour résultat qu'il est possible d'amincir la paroi intérieure 3. Cependant, la présence de l'élément 21

en forme de coupelle se traduit également par une augmen-

tation du poids de la jante. Dans le cas typique d'une roue comportant trente deux rayons, par exemple, un élément en forme de coupelle pesant approximativement 1 g provoque

une augmentation de poids de 32 g.

Dans les solutions mentionnées ci-dessus, une autre limite aux possibilités de réduction du poids de la jante résulte du fait que la rigidité latérale de la jante,

c'est-à-dire sa rigidité par rapport à des charges orien-

tées parallèlement à l'axe de la roue, ne peut pas diminuer en dessous d'une certaine valeur. Un facteur d'augmentation de cette rigidité consiste en ce que les rayons 9 sont inclinés d'un angle A1 ( cf figure 1) par rapport au plan médian 24 de la roue, de sorte que la contrainte de tension appliquée par le rayon à la jante a une composante qui est dirigée le long de l'axe de la roue. En dépit de la contri- bution des rayons, la rigidité transversale de la jante est cependant inappropriée quand l'épaisseur des parois de la jante tombe en dessous d'une certaine valeur. Il en

résulte par conséquent une autre limitation des possibili-

tés de rendre la roue plus légère.

L'objet de la présente invention est de créer une roue qui résolve les problèmes mentionnés ci-dessus et qui soit plus légère, pour les mêmes caractéristiques de

résistance et de rigidité, que les roues à rayons produi-

tes jusqu'à maintenant.

La caractéristique principale de la roue conforme à l'invention consiste en ce que la paroi circonférentielle intérieure de la jante comporte, dans un plan passant par l'axe de la roue, une section de profil incurvé dont la concavité est dirigée vers l'axe de la roue, chaque rayon comportant sa tête et son écrou respectif qui sont situés

sur les côtés opposés du plan médian de la roue.

En résultat de cette caractéristique, la paroi intérieure de la jante de la roue se comporte d'une façon

analogue à une poutre en arche sous l'effet de la contrain-

te engendrée par la charge de tension des rayons 9 et, conformément au principe de l'arche, elle est par conséquent soumise à une force de compression sensiblement uniforme. La force de compression est mieux absorbée par le matériau constituant la jante, en particulier quand ce matériau est un alliage léger, avec pour résultat qu'il est possible de réduire l'épaisseur de la paroi intérieure de la jante et/ou d'obtenir ce résultat sans l'élément en forme de coupelle qui distribue une partie de la force

transmise par le rayon à la paroi extérieure de la jante.

On obtient ainsi au total une réduction du poids de la jante.

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Puisque chaque rayon doit être sensiblement perpendiculaire à la paroi de la jante dans la zone de raccordement, le profil incurvé, décrit cidessus, de la

paroi intérieure de la jante permet d'obtenir par consé-

quent l'autre caractéristique mentionnée ci-dessus et se rapportant au fait que les extrémités opposées du rayon sont situées sur des côtés opposés du plan médian de la

jante. Comme cela ressortira clairement de la description

qui va suivre et qui va être faite en relation avec les dessins ci-joints, il en résulte une augmentation de l'angle d'inclinaison de chaque rayon par rapport au plan médian de la roue, et par conséquent une augmentation de la composante de la charge transmise par chaque rayon à la jante et qui est parallèle à l'axe de la roue. Dans la jante conforme à l'invention, il en résulte que les rayons contribuent a augmenter la rigidité latérale plus fortement que dans les solutions connues, ce qui permet à nouveau une grande réduction de l'épaisseur de la paroi de la jante.

Un autre avantage de la jante'conforme à l'inven-

tion consiste en ce que le profil incurvé, décrit ci-

dessus, de la section de la paroi intérieure de la jante signifie que la matière est plus rapprochée de l'axe neutre de la section, avec pour résultat que la jante a une plus grande flexibilité radiale. Les vibrations transmises du sol à la roue pendant l'utilisation de la bicyclette atteignent par conséquent le squelette du cycliste avec un plus fort amortissement et le cycliste

peut par conséquent bénéficier d'un plus grand confort.

Entre autres choses, cela permet d'utiliser des jantes comportant des rebords périphériques servant à maintenir le pneumatique même pendant des courses de longue durées, bien que les rebords ont tendance à augmenter la rigidité

radiale de la jante.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mis en évidence dans la suite de la

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en

référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une roue conforme à l'art antérieur, cette coupe étant faite dans un plan passant par l'axe de la roue, la figure 2 est une vue en coupe d'une première réalisa- tion de la roue conforme à l'invention, la figure 3 représente schématiquement le principe de base de la présente invention,

la figure 4 représente une variante de la figure 2.

Sur les figures 2 et 4, les parties correspondant à celles illustrées sur la figure 1 sont désignées par les

mêmes références numériques.

Comme on peut le voir,la différence principale avec la solution connue représentée sur la figure 1 consiste dans le fait que la paroi 3 a un profil incurvé en section, sa concavité étant dirigée vers l'axe 4 de la roue. Comme cela a déjà été indiqué ci-dessus, la partie incurvée est par conséquent soumise à une contrainte de compression sous l'effet de la charge transmise par les rayons 9. Puisque l'alliage léger formant la jante est capable de résister bien mieux à une fatigue en compression qu'à une fatigue en tension, cela procure l'avantage d'une réduction possible de l'épaisseur de la paroi 3,

avec une réduction conséquente du poids de la jante.

Cette situation est mise en évidence schématiquement sur la figure 3, qui représente une arche 30 qui repose à ses extrémités sur des supports 90 par des surfaces d'appui perpendiculaires à la ligne médiane 31 de l'arche et qui est sollicitée par une force F dirigée vers le centre de courbure de l'arche. Comme cela est connu,.cette charge produit dans une section générique X-X de l'arche une distribution sensiblement uniforme des forces de compression s. Quand la bicyclette est en service, la charge F varie cycliquement entre une valeur minimale et une valeur maximale par le fait que, à chaque fois que la zone correspondante de la jante atteint une position adjacente au sol, le rayon correspondant est sollicité en

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compression. Le matériau est par conséquent soumis à une fatigue en compression e as il résiste bien mieux à cette fatigue qu'à la fatigue en tension a se produit dans des solutions connues. Il en résulte que 'lisso.:r de la paroi 3 de la jante peut être réduite. En variante, l'épaisseur de la paroi 3 peut être laissée inchangée, alors que l'élément 21 en forme de coupelle n'est pas utilisé ( figure 4), de sorte qu'on élimine le poids de

l'élément en forme de coupelle.

Comme cela a déjà été indiqué ci-dessus, le fait que les extrémités opposées de chaque rayon soient situées

sur des côtés opposés du plan médian 24 de la roue signi-

fie què ces rayons ont une inclinaison A2 par rapport au plan médian qui est supérieure à l'inclinaison A1 des solutions connues. La composante de la charge qui est transmise par chaque rayon à la jante et qui est parallèle à l'axe de la roue est par conséquent plus grande, au bénéfice de la rigidité transversale de la jante. Comme cela a déjà été précisé, le profil incurvé de la paroi intérieure 3 permet d'obtenir également pour la jante une plus grande flexibilité radiale, avec pour conséquence une augmentation du confort pour l'utilisateur. Cela permet d'utiliser des jantes du type illustré, comportant

des rebords circonférentiels 6 pour maintenir les pneuma-

tiques, même pour des bicyclettes de course destinées à des courses de longue durée, ce qui n'était pas possible

jusqu'à maintenant, à cause du renforcement radial résul-.

tant de la présence des rebords.

Naturellement le principe de l'invention restant le même, les détails de construction et de formes de - réalisation peuvent être modifiés largement par rapport à

ceux qui ont été décrits et illustrés purement à titre-

d'exemple. Par exemple le profilé formant la jante de

roue pourrait aussi être un profilé qui ne soit pas creux.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Roue de bicyclette du type comprenant: - ure jante (1) constituée par un profilé comportant une paroi circonférentielle intérieure (3) dirigée vers l'axe (4) de la roue et une paroi circonférentielle extérieure (2),

- un moyeu (7) comportant deux flasques extrêmes annu-

laires (8), et - deux rangées de rayons (9) qui relient les flasques extrêmes (8) du moyeu avec la paroi intérieure (3) de la jante, chaque rayon (9) comportant une tête (11) qui s'engage dans un trou traversant formé dans le flasque extrême respectif (8) du moyeu (7) et une extrémité filetée (12) qui est vissée dans un écrou (13) logé dans un trou (14) formé dans la paroi intérieure (3) de la jante, - caractérisée en c'e que la paroi circonférentielle intérieure (3) de la jante comporte, dans un plan passant par l'axe (4) de la roue, une section de profil incurvé dont la concavité est dirigée vers l'axe (.4) de la roue, chaque rayon (9) comportant sa tête (11) et son écrou respectif (13) qui sont situés sur les côtés

opposés du plan médian (24) de la roue.

2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la jante (1) est du type pourvu de deux rebords

périphériques (6) pour la fixation du pneumatique.

3. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la jante (1) est du type conçu pour le montage

d'un pneumatique tubulaire.