FR2673888A1

FR2673888A1 - Bicycle wheel rim

Info

Publication number: FR2673888A1
Application number: FR9202862A
Authority: FR
Inventors: Michelotti Guido
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1992-03-10
Publication date: 1992-09-18
Also published as: ITTO910179A0; ITTO910179A1; IT1245451B; JPH0565002A

Abstract

A bicycle wheel rim (1) has a transverse section which comprises a central part (3, 4) pointing towards the wheel axis and two sides (5) each having an active part (13, 14) for engagement by a brake block (12). This active part comprises a circular curved part (14) which is concave outwards and has its centre of curvature separated from the axis of the wheel rim by a radius which is less than the radius of the mid-point of the active part of the side (5). A second radially external part (13) of the active part of each side (5) is in the form of a circular arc which is convex outwards and is connected to the first concave outwards part (14). This shaping of the side (5) of the wheel rim (1) guarantees uniform wear of the brake block (12) and a high uniform specific braking pressure on the block.

Description

JANTE DE ROUE DE BICYCLETTE
La présente invention se rapporte à une jante de roue de bicyclette ayant une section transversale avec un profil qui est symétrique par rapport au plan médian de la jante, comprenant une partie centrale orientée vers l'axe de roue et deux côtés ayant chacun une partie active pour engagement par un patin de frein et comprenant une première partie courbe circulaire qui est concave vers l'extérieur avec son centre de courbure espacé de l'axe de la jante d'un rayon inférieur au rayon du point médian de la partie active du côté.BICYCLE WHEEL RIM
The present invention relates to a bicycle wheel rim having a cross section with a profile which is symmetrical with respect to the median plane of the rim, comprising a central part oriented towards the wheel axle and two sides each having an active part. for engagement by a brake shoe and comprising a first circular curved part which is concave towards the outside with its center of curvature spaced from the rim axis with a radius less than the radius of the midpoint of the active part on the side .

L'évolution de la conception des freins de bicyclette a eu pour résultat le développement des freins dit "cantilever" qui sont aujourd'hui utilisés sur des bicyclettes destinées à la compétition ou bien à des amateurs. The evolution of the design of bicycle brakes has resulted in the development of so-called "cantilever" brakes which are today used on bicycles intended for competition or for amateurs.

Chaque ensemble de freinage de ce type est associé à une roue et comporte une paire de mâchoires articulées sur des axes respectifs associés aux branches de la fourche qui portent la roue et disposés dans des positions entre l'axe de roue et sa circonférence extérieure. Des patins de frein sont portés par les mâchoires et sont disposés de manière symétrique par rapport au plan médian de la roue dans des positions orientées vers les côtés de la jante. Each braking assembly of this type is associated with a wheel and comprises a pair of jaws articulated on respective axes associated with the branches of the fork which carry the wheel and arranged in positions between the wheel axis and its outer circumference. Brake pads are carried by the jaws and are arranged symmetrically with respect to the median plane of the wheel in positions oriented towards the sides of the rim.

L'actionnement du levier de frein met sous tension des câbles qui commandent les mâchoires de l'ensemble de freinage de façon à rapprocher les patins de la jante le long de trajectoires courbes jusqu'à ce que l'interaction des patins avec les côtés de la jante génère des forces de friction qui ralentissent la roue. The actuation of the brake lever puts tension on the cables which control the jaws of the brake assembly so as to bring the pads of the rim along curved paths until the interaction of the pads with the sides of the rim generates friction forces which slow down the wheel.

Lorsque des jantes avec des côtés plats sont utilisées, la distribution de la pression spécifique sur les patins pendant l'action de freinage n'est pas uniforme, et ceci génère des zones de concentration de forces sur la surface de chaque patin, entrainant une usure non uniforme. Dans ce cas bien sûr, chaque patin n'est pas soumis à une usure parallèlement à la partie de celui-ci qui est en contact avec le côté de la jante, et les enlèvements successifs de matière de la zone de contact génèrent des surfaces plates qui sont successivement inclinées par rapport à la zone d'origine de contact de sorte que la section du patin, qui était rectangulaire au départ, devient trapézoïdale.La partie supérieure de chaque patin est soumise à une concentration localisée de la pression de freinage spécifique et donc à l'accumulation de forces de friction dans cette zone, ce qui entraîne une surchauffe et éventuellement une fusion des patins. le freinage devient dans ces conditions dangereusement inefficace. When rims with flat sides are used, the distribution of the specific pressure on the pads during the braking action is not uniform, and this generates zones of concentration of forces on the surface of each pad, causing wear. not uniform. In this case of course, each shoe is not subjected to wear parallel to the part of it which is in contact with the side of the rim, and successive removals of material from the contact area generate flat surfaces which are successively inclined with respect to the original contact area so that the section of the pad, which was rectangular at the start, becomes trapezoidal. The upper part of each pad is subjected to a localized concentration of the specific braking pressure and therefore to the accumulation of friction forces in this area, which leads to overheating and possibly a fusion of the pads. braking becomes dangerously ineffective under these conditions.

Afin d'éviter ce problème, on peut chercher à conformer les côtés de la jante de manière à générer une usure uniforme des patins de frein. Afin d'atteindre ce résultat, une forme optimum serait une forme concave avec un rayon de courbure spécifique ayant son centre à la moitié de la hauteur de la partie du côté qui est active lors du freinage. In order to avoid this problem, it is possible to seek to conform the sides of the rim so as to generate uniform wear of the brake pads. In order to achieve this result, an optimum shape would be a concave shape with a specific radius of curvature having its center at half the height of the part of the side which is active during braking.

Des essais et des expérimentations réalisés par le demandeur ont cependant montré que cette solution, bien que garantissant d'une part une uniformité de la pression spécifique sur toute la partie du patin en contact avec le côté de la jante, présentait d'autre part l'inconvénient de ne pas garantir une pression de freinage suffisante et avait ainsi pour résultat une médiocre action de freinage globale, en particulier dans des conditions d'utilisation intensive. Tests and experiments carried out by the applicant have however shown that this solution, although guaranteeing on the one hand a uniformity of the specific pressure over the entire part of the pad in contact with the side of the rim, on the other hand presents disadvantage of not ensuring sufficient braking pressure and thus resulted in poor overall braking action, particularly under conditions of heavy use.

Afin d'éviter cet autre inconvénient, un remède adopté consiste à réduire la longueur des bras de levier d'actionnement des patins de frein autour des articulations de mâchoires, en inclinant les côtés de la jante par déplacement des centres des rayons de courbure des côtés concaves de la jante vers des positions en dessous de celles du milieu des parties actives des côtés, c'est-à-dire en direction de l'axe de roue. Cette action entraîne cependant de manière inévitable un retour vers l'accumulation de pression spécifique dans la zone supérieure de contact entre les patins et le côté de la jante et donc à une usure non uniforme des patins de frein. In order to avoid this other drawback, a remedy adopted consists in reducing the length of the lever arms for actuating the brake pads around the jaw joints, by tilting the sides of the rim by displacing the centers of the radii of curvature of the sides. concave of the rim to positions below those of the middle of the active parts of the sides, that is to say in the direction of the wheel axle. However, this action inevitably leads to a return to the accumulation of specific pressure in the upper contact zone between the pads and the side of the rim and therefore to non-uniform wear of the brake pads.

Le but de la présente invention est d'éviter les problèmes mentionnés ci-dessus avec l'utilisation d'une forme particulière pour les côtés de la jante qui permet d'obtenir à la fois une usure uniformément continue des patins de frein et le maintien d'une pression de freinage élevée. The object of the present invention is to avoid the problems mentioned above with the use of a particular shape for the sides of the rim which makes it possible to obtain both uniformly continuous wear of the brake pads and the maintenance high brake pressure.

Ce but est atteint grâce au fait qu'une deuxième partie radialement à l'extérieur de la partie active de chaque côté de la section transversale de la jante est conformée en un arc circulaire qui est convexe vers l'extérieur et est reliée à ladite première partie concave vers l'extérieur. This object is achieved thanks to the fact that a second part radially outside the active part on each side of the cross section of the rim is shaped in a circular arc which is convex towards the outside and is connected to said first concave part outwards.

Les avantages principaux pouvant être obtenus avec une jante ayant des côtés conformés selon l'invention reposent sur le fait qu'il est possible d'obtenir une pression spécifique uniforme sur la totalité de la surface de contact entre les patins de frein et les côtés de la jante, avec pour résultat l'usure parfaitement uniforme des patins avec une pression de freinage résultante élevée qui procure un freinage amélioré dans toutes les conditions d'utilisation. The main advantages which can be obtained with a rim having shaped sides according to the invention are based on the fact that it is possible to obtain a uniform specific pressure over the entire contact surface between the brake pads and the sides of the rim, resulting in perfectly uniform wear of the pads with a high resulting braking pressure which provides improved braking in all conditions of use.

La conformation des côtés est particulièrement avantageuse dans le cas d'une jante typique pour une bicyclette de sport ayant un diamètre extérieur d'environ 572 mm et un diamètre intérieur d'environ 532 mm si la première partie concave est plus étendue et présente un rayon de courbure d'environ 30 mm et la deuxième partie convexe est moins étendue et présente un rayon de courbure d'environ 100 mm. The shape of the sides is particularly advantageous in the case of a typical rim for a sports bicycle having an external diameter of approximately 572 mm and an internal diameter of approximately 532 mm if the first concave part is more extensive and has a radius of curvature of about 30 mm and the second convex part is less extended and has a radius of curvature of about 100 mm.

L'invention est expliquée en détail cidessous en se référant aux dessins annexés prévus simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels
La figure 1 est une vue de face partiellement en coupe d'une jante de roue de bicyclette selon l'invention et d'un ensemble de freinage associé du type cantilever;
La figure 2 est une vue en coupe schématique de la jante de roue de bicyclette de la figure 1 qui présente les principes de sa géométrie de construction; et
La figure 3 est une vue de la jante illustrée sur les figures 1 et 2 à une échelle agrandie.The invention is explained in detail below with reference to the accompanying drawings provided simply by way of non-limiting example and in which
Figure 1 is a partially sectioned front view of a bicycle wheel rim according to the invention and an associated braking assembly of the cantilever type;
Figure 2 is a schematic sectional view of the bicycle wheel rim of Figure 1 which shows the principles of its construction geometry; and
Figure 3 is a view of the rim illustrated in Figures 1 and 2 on an enlarged scale.

Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 1, une jante de roue de bicyclette est désignée d'une manière générale par la référence 1. Sa section transversale, référencée 2, comporte une structure en forme de boîte ayant une paroi supérieure 3 et une paroi inférieure 4 disposée d'une manière générale parallèlement à l'axe de la jante 1. Deux côtés 5 disposés de manière symétrique et sensiblement parallèlement au plan médian de la jante sont reliés aux parois 3 et 4 et présentent des ailes 5a dépassant vers l'extérieur de la jante. La paroi 3 est courbe et convexe en direction de l'axe de roue et la paroi inférieure 4 présente une forme en V très ouvert avec le sommet du V pointé en direction de l'axe de la jante 1. Referring first to Figure 1, a bicycle wheel rim is generally designated by the reference 1. Its cross section, referenced 2, has a box-like structure having a wall upper 3 and a lower wall 4 arranged generally parallel to the axis of the rim 1. Two sides 5 arranged symmetrically and substantially parallel to the median plane of the rim are connected to the walls 3 and 4 and have wings 5a protruding towards the outside of the rim. The wall 3 is curved and convex in the direction of the wheel axis and the lower wall 4 has a very open V shape with the top of the V pointed in the direction of the rim axis 1.

Les ailes 5a des côtés 5 présentent des saillies 6 au niveau de leurs extrémités qui dépassent en direction du plan médian de la jante de façon à maintenir de la manière connue un pneumatique non illustré sur les dessins. The wings 5a of the sides 5 have projections 6 at their ends which protrude in the direction of the median plane of the rim so as to hold in the known manner a tire not illustrated in the drawings.

Un ensemble de freinage 7 est associé à la jante 1 et comporte une paire de mâchoires 8 qui sont symétriques par rapport au plan médian de la jante, chacune étant articulée au niveau d'une extrémité 8a sur un axe respectif 9 associé aux branches de la fourche (non illustrée) prévue pour la roue. A braking assembly 7 is associated with the rim 1 and comprises a pair of jaws 8 which are symmetrical relative to the median plane of the rim, each being articulated at an end 8a on a respective axis 9 associated with the branches of the fork (not shown) provided for the wheel.

Les axes 9 sont positionnés sur les branches de la fourche dans des positions entre l'axe de roue et son diamètre extérieur maximum. The axes 9 are positioned on the legs of the fork in positions between the wheel axle and its maximum outside diameter.

Chacune des mâchoires 8 porte des axes 10 à une extrémité 8b opposée à l'extrémité 8a, les axes engageants des embouts respectifs de forme cylindrique 10a de câbles de traction flexible 11 destinés à actionner l'ensemble de freinage 7. Each of the jaws 8 carries axes 10 at an end 8b opposite the end 8a, the engaging axes of the respective ends of cylindrical shape 10a of flexible traction cables 11 intended to actuate the braking assembly 7.

Dans une position entre les extrémités 8a et 8b, chacune des mâchoires 8 porte un support 12b pour un patin de frein 12, en matière plastique ou élastomère, ayant une surface 12a orientée vers le côté respectif 5 de la jante. L'actionnement d'un levier de frein (non représenté) exerce une force de traction sur les câbles 11 de façon à faire pivoter les mâchoires 8 autour des axes 9, les rapprochant de la jante 1 jusqu'à ce que les surfaces 12a des patins 12 coopèrent avec les côtés 5 de façon à freiner la jante 1 par friction. Lorsqu'aucune force de traction n'est exercée sur les câbles 11, les mâchoires 8 sont disposées dans la configuration illustrée en pointillés sur la figure 1, écartées des côtés 5 de la jante. In a position between the ends 8a and 8b, each of the jaws 8 carries a support 12b for a brake shoe 12, made of plastic or elastomer, having a surface 12a oriented towards the respective side 5 of the rim. The actuation of a brake lever (not shown) exerts a tensile force on the cables 11 so as to rotate the jaws 8 around the axes 9, bringing them closer to the rim 1 until the surfaces 12a of the pads 12 cooperate with the sides 5 so as to brake the rim 1 by friction. When no tensile force is exerted on the cables 11, the jaws 8 are arranged in the configuration illustrated by dotted lines in FIG. 1, separated from the sides 5 of the rim.

Si l'on se réfère aux figures 2 et 3, les côtés 5 de la section 2 de la jante sont sensiblement en forme de S avec deux surfaces curvilignes reliées l'une à l'autre et constituant la partie du côté de la jante active lors du freinage. Cette partie active s'étend entre les points A et C. Elle est constituée par une première partie concave vers l'extérieur 14 qui est plus étendue et s'étend entre les points A et B et une deuxième partie convexe vers l'extérieur 13 qui est moins étendue et s'étend entre les points B et C, oû B est le point sur la courbe en S correspondant au changement de concavité du côté 5. Referring to Figures 2 and 3, the sides 5 of section 2 of the rim are substantially S-shaped with two curvilinear surfaces connected to each other and constituting the part of the side of the active rim during braking. This active part extends between points A and C. It is constituted by a first concave part towards the outside 14 which is more extended and extends between points A and B and a second convex part towards the outside 13 which is less extended and extends between points B and C, where B is the point on the S curve corresponding to the change in concavity on side 5.

A l'intérieur de la partie active A-C, et plus particulièrement à l'intérieur de la partie concave A-B, se trouve un point D qui est le point médian de la partie active lors du freinage. Le centre de la partie A-B est en dessous du point D, en direction de l'axe de roue, comme cela est mieux représenté sur la figure 2. Inside the active part A-C, and more particularly inside the concave part A-B, there is a point D which is the midpoint of the active part during braking. The center of part A-B is below point D, in the direction of the wheel axis, as best shown in Figure 2.

La partie convexe B-C est générée par un arc circulaire dont le centre se trouve au dessus du point
D.The convex part BC is generated by a circular arc whose center is above the point
D.

Cette courbe est dite "polycentrique", en étant générée par des parties courbes avec différents centres. This curve is called "polycentric", being generated by curved parts with different centers.

Des essais et des expérimentations pratiques ont montré que les côtés d'une telle jante de roue de bicyclette entraînent une usure parfaitement uniforme de la zone 12a de contact des patins 12 avec les côtés 5 de la jante, et garantissent en même temps une pression de freinage spécifique résultante élevée sur les côtés de la jante. Tests and practical experiments have shown that the sides of such a bicycle wheel rim cause perfectly uniform wear of the zone 12a of contact of the pads 12 with the sides 5 of the rim, and at the same time guarantee a pressure of resulting high specific braking on the sides of the rim.

Afin de réaliser ces essais, et dans une forme de réalisation préférée, la jante de roue de bicyclette illustrée de manière schématique sur la figure 2 et utilisée de manière typique dans des bicyclettes de sport a été utilisée et a un diamètre extérieur D2 d'environ 572 mm et un diamètre intérieur
D1 d'environ 532 mm, tracés dans un système de repère cartésien de façon à montrer plus clairement les positions des centres des arcs circulaires qui constituent la surface d'un côté 5 qui est actif lors du freinage.In order to perform these tests, and in a preferred embodiment, the bicycle wheel rim shown schematically in Figure 2 and typically used in sports bicycles has been used and has an outside diameter D2 of about 572 mm and an inside diameter
D1 of approximately 532 mm, plotted in a Cartesian reference system so as to more clearly show the positions of the centers of the circular arcs which constitute the surface of a side 5 which is active during braking.

L'origine des axes de référence X et Y, dont les unités de mesure sont des millimètres, a été choisie de façon à coïncider avec le sommet 4a de la paroi inférieure 4 de la jante 1. The origin of the reference axes X and Y, whose units of measurement are millimeters, has been chosen so as to coincide with the apex 4a of the bottom wall 4 of the rim 1.

La première partie concave 14 présente un rayon de 30 mm avec son centre au niveau du point 01 avec des coordonnées X et Y positives; plus particulièrement, X vaut environ 38 mm et Y vaut environ 6 mm; la partie concave vers l'extérieur 13 présente un rayon de 100 mm avec son centre au niveau du point 02 avec des coordonnées X négative et Y positive; plus particulièrement, X vaut environ - 88 mm et Y vaut environ 37 mm. The first concave part 14 has a radius of 30 mm with its center at the point 01 with positive X and Y coordinates; more particularly, X is approximately 38 mm and Y is approximately 6 mm; the outwardly concave part 13 has a radius of 100 mm with its center at point 02 with negative X and positive Y coordinates; more particularly, X is approximately - 88 mm and Y is approximately 37 mm.

Naturellement, le principe de l'invention restant le même, les formes de réalisation et les détails de construction peuvent être largement modifiés sans pour autant sortir de la portée de la présente invention. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and the details of construction can be widely modified without departing from the scope of the present invention.

Claims

CLAIMS.

1. Bicycle wheel rim having a cross section with a profile which is symmetrical with respect to the median plane of the rim, comprising a central part (3, 4) oriented towards the wheel axle and two sides (5) each having an active part (13, 14) for engagement by a brake shoe (12) and comprising a first circular curved part (14) which is concave towards the outside with its center of curvature (01) spaced from the axis of the rim with a radius smaller than the radius of the midpoint (D) of the active part (13, 14) on the side (5), characterized in that a second part radially outside (13) of the active part ( 13, 14) on each side (5) of the cross section of the rim (1) is formed in a circular arc which is convex towards the outside and is connected to said first concave part towards the outside (14).

2. Rim according to claim 1, characterized in that the first concave part (14) of the sides (5) is more extensive than the second convex part (13).

3. Rim according to claim 2, having an outside diameter (D2) of about 572 mm and an inside diameter (D1) of about 532 mm, characterized in that the first concave part (14) of the sides (5) has a radius of curvature of about 30 mm and the second convex part (13) has a radius of curvature of about 100 mm.