FR2815929A1

FR2815929A1 - Fourches a suspension a cames associees pour roues de vehicules

Info

Publication number: FR2815929A1
Application number: FR0013963A
Authority: FR
Inventors: Henri Peyre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-03
Anticipated expiration: 2020-10-27
Also published as: FR2815929B1

Abstract

La présente invention est relative à des fourches à suspension, utilisables en particulier sur des roues avant de vélos tout terrain, dont les bras sont animés de mouvements rectilignes pour les deux premiers modes de réalisations, ou sont composants d'un système à parallélogramme déformable, pour le troisième mode. Selon le premier mode de réalisation, les cames associées (12) sont logées dans des évidements (11) qui joignent les trous (8), dans lesquels sont installés les pistons (31), les éléments élastiques (10) et les bouchons de réglage (9), aux alésages (5). Les trous (8) sont percés suivant les axes inclinés de deux protubérances (7), du corps de fourche (2), dans des plans à l'entraxe des bras de fourche (6). Les cames associées (12) possèdent pour le contrôle de la compression, de l'amortissement mécanique et du rebond, des arrondis présentant des rayons (34, 35) de tailles différentes ainsi que des lumières orientées (36). Les bras de fourche (6) en un seul tenant, qui entraînent les cames (12) par les lumières (36), coulissent dans les alésages (5) et sont réunis à leurs sommets par la bride (27). Le système décrit apporte : un contrôle de la compression et du rebond, une stabilité sans pompage, le choix des ressorts : à boudin, élastomère, ou cartouches hydrauliques, un corps (2) en plastique.

Description

La présente invention est du domaine des fourches à suspension utilisables sur des roues de véhicules, en particulier sur des roues avant de vélos tout terrain prévus pour la randonnée sportive, fourches qui sont rattachées aux tubes pivots de direction et qui sont montables sur tous les vélos équipés d'un tube de direction standard. Dans le créneau grand public.

Les fourches à suspension utilisées dans le domaine précité sont le plus souvent

du type télescopique, dans lequel les bras solidaires du tube pivot de direction, qui reçoit le pe telescopiq 1 guidon, coulissent dans des fourreaux reliés à l'axe de la roue ou inversement. Les éléments élastiques servant à la suspension et à l'amortissement sont logés dans les bras de fourche. Ils peuvent être composés de ressorts à boudin, de ressorts d'élastomère et de systèmes hydrauliques, très souvent en combinaisons. Ce type de fourches qui est le plus répandu à l'inconvénient d'exiger des modèles de fourches très segmentés. Certains modèles réagissent bien aux petits chocs, d'autres à une série d'impacts ou à des chocs violents. Les plus accessibles au niveau du prix sont les fourches munies de ressorts à boudin ou de ressorts d'élastomère, les plus sophistiquées sont celles équipées de systèmes hydrauliques. Ces fourches ont en défauts pour les fourches grand public : un manque de compression en position haute, les éléments élastiques sont comprimés d'une longueur de course égale à celle du débattement de la fourche, ce qui occasionne une perte de rendement au pédalage par enfoncement de la fourche par manque de compression des éléments élastiques en position haute ; les bras de fourches sont en deux parties télescopiques, il apparaît souvent un manque de rigidité, un bras s'enfonçant indépendamment de l'autre ; les butés de rebond sont souvent assurées par des pastilles d'élastomère, ces fourches demandent un usinage précis ; la situation basse des fourreaux les rendent vulnérables aux chocs latéraux ; il apparaît des problèmes de frottement et d'étanchéité.

Les fourches à parallélogramme déformable viennent ensuite en nombre de modèles du marché. Sur certaines des biellettes relient les bras de fourche à l'axe pivot de direction de part et d'autre du tube de direction, sur d'autres le système est situé sous le

tube de direction côté intérieur au cadre. Les éléments élastiques qui se présentent le plus souvent sous formes de vérins, sont montés à l'intérieur du parallélogramme, ils relient deux axes opposés de biellettes. Dans ce système la course des éléments élastiques est également très importante. Le vérin extérieur est inesthétique, la fourche s'intègre mal à la ligne du vélo.

Certaines fourches à suspension utilisent des systèmes à cames mécaniques munis de tringles de renvois et d'éléments élastiques placés à l'extérieur.

Il existe également des fourches à suspension dans lesquelles une came carrée

agit contre des rondins d'élastomère. Ces suspensions n'absorbent que des chocs de faible intensité, les réglages sont sans précision, les rondins d'élastomère se fatiguent rapidement.

L'invention à pour objet d'apporter des solutions aux problèmes décrits par la conception de fourches à suspension comportant des bras de fourches en un seul tenant réunis par leurs sommets de façon rigide et démontable, suivant la forme d'un U inversé, qui sont reliés à des corps de fourches avec lesquels ils sont en mouvements relatifs, par le truchement d'au moins une lumière, permettant la mise en mouvements de deux cames associées, de profils calculés en ce qui concerne les parties actives en contact avec les fonds des pistons pour optimiser la phase de compression, l'amortissement mécanique et la phase d'absorption du rebond, à l'abri des corps de fourches, chaque came associée comportant une ligne de piston et d'élément élastique muni d'un réglage indépendant de la compression par l'extérieur. Les corps et les bras de fourche étant aménagés de façons particulières. Les ensembles cames associées, pistons et éléments élastiques étant à l'abri des corps de fourche. Les fourches à suspension ayant leurs bras animés de mouvements rectilignes ou étant parties constitutives d'un système à parallélogramme déformable. Les profils des cames associées et des fonds de pistons étant calculés afin d'obtenir des réactions de fourches variées et désirées. L'amortissement étant assuré en partie par le frottement mécanique des cames sur les fonds des pistons. L'amortissement peut être optimisé par le choix du montage dans un piston d'une cartouche hydraulique ou d'un ressort d'élastomère cellulaire.

Pour ce faire les cames associées possèdent sur les arrêtes qui sont en contact avec les fonds des pistons pendant la phase de compression des arrondis de faibles rayons et sur les arrêtes qui sont en contact avec les fonds des pistons pendant la phase d'absorption du rebond des arrondis à forts rayons, les rayons faibles pouvant être de tailles différentes pour chacune des deux cames associées d'une même suspension afin d'en optimiser les réactions. Les éléments élastiques grâce aux système à cames ne sont sollicités pendant l'action de la suspension que d'environ le tiers de la valeur de sa course en hauteur, ce qui permet d'obtenir une bonne compression des éléments élastiques quand la fourche est en position haute de repos et assure la résistance à l'enfoncement, sans perte de rendement au

pédalage. Les systèmes de retenue par cames et pistons fournissent une progressivité de la compression de la fourche qui assure une bonne absorption des chocs.

Les cames associées et les pistons sont facilement démontables pour être remplacés par des cames associées et des pistons donnant des réactions de fourche différentes. Les cames associées et les pistons sont les pièces d'usure.

Les éléments élastiques peuvent être changés dans les pistons sans démontage complet des fourches, sans changer la nature des pistons et leur environnement.

Les deux premiers modes de réalisations qui seront décrits présentent des constructions originales, le guidage des bras de fourche dans les corps se situe près du tube de direction ce qui rend les jeux de fonctionnement moins sensibles.

Les corps de fourche des trois modes de réalisations sont moulés de préférence en matière plastique grâce à leur conception et à la présence d'axes de reprise des efforts.

Les bras de fourches sont dits en un seul tenant par opposition aux bras en deux parties coulissantes des fourches télescopiques. Ce qui rend les fourches proposées par l'invention très rigides.

La possibilité de régler la tension des éléments élastiques indépendamment l'un de l'autre permet une plage de réglage élevée.

Dans le troisième mode de réalisation qui sera décrit les éléments élastiques étant logés dans le corps de fourche à parallélogramme déformable, la fourche peut être montée à la verticale et autour de la roue sans prendre de place en hauteur pour une fourche de ce type.

La phase active de fonctionnement des fourches sera appelée phase de compression car si les bras de fourches se déplacent en cas de chocs c'est le corps qui descend en cas de forte poussée, lente, donnée de haut en bas par le cycliste, ce qui est source d'ambiguïté. Le rebond sera appelé phase d'absorption du rebond.

- La figure 1 représente une vue de côté, en coupe suivant la ligne BB de la figure 2, d'une fourche à suspension en position haute de repos, selon un premier mode de réalisation de l'invention.

- La figure 2 représente une vue de face, en demi-coupe suivant la ligne AA de la figure L d'une fourche à suspension en position haute de repos, selon un premier mode de réalisation de l'invention.

-La figure 3 représente une demi-vue de dessus de la figure 2.

- La figure 4 représente une coupe suivant la ligne CC de la figure 2.

- La figure 5 représente la partie avant d'une came associée telle que montée sur la fourche des figures 1, 2, 3, 4, 8, 9 et 10 du premier mode de réalisation.

- La figure 6 représente une variante travaillée de partie avant de came associée creuse pouvant être montée sur la fourche de la figure 11 du premier mode de réalisation.

- La figure 7 représente une variante de lumière des came associées du premier mode de réalisation.

- La figure 8 représente une vue de côté, en coupe suivant la ligne DD de la figure 9, d'une fourche à suspension, en phase de compression, selon un premier mode de réalisation de l'invention.

- La figure 9 représente une vue de face, en demi-coupe suivant la ligne EE de la

figure 8, d'une fourche à suspension en phase de compression, selon un premier mode de réalisation de l'invention.

- La figure 10 représente une vue de côté, en coupe comme la ligne BB de la figure 2, de la fourche à suspension du premier mode de réalisation en phase d'absorption du rebond.

- La figure 11 représente une vue de côté, en coupe comme la ligne BB de la figure 2, de la fourche à suspension du premier mode de réalisation équipée d'une variante de profils de cames associées creuses et de pistons de formes complémentaires.

- La figure 12 représente une vue de côté, en coupe suivant la ligne GG de la figure 13, d'une fourche à suspension, en position haute de repos, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

-La figure 13 représente une vue de face, en demi-coupe suivant la ligne FF de la

figure 12, d'une fourche à suspension en position haute de repos, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

- La figure 14 représente une vue de dessus de la figure 13, en demi-coupe suivant la ligne HH.

- La figure 15 représente une vue en coupe de la bague de serrage, suivant la ligne FF de la figure 12.

- La figure 16 représente une vue en coupe de la douille de blocage, suivant la ligne FF de la figure 12.

- La figure 17 représente une vue de côté de la vis de réglage de l'élément élastique, suivant la figure 12.

- La figure 18 représente une vue de dessus d'une came, du deuxième mode de réalisation, comme celle montée à la partie gauche sur la fourche de la figure 14.

- La figure 19 représente une vue de face. en demi-coupe comme la ligne FF de la figure 12, d'une fourche à suspension en phase de compression, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

- La figure 20 représente une demi-vue arrière, d'une fourche à suspension en position haute de repos, selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

- La figure 21 représente une vue de côté, en coupe suivant la ligne JJ de la figure 22, d'une fourche à suspension en position haute de repos, selon un troisième de réalisation de l'invention.

- La figure 22 représente une vue suivant la flèche FI de la figure 21, en coupe suivant la ligne KK.

- La figure 23 représente une vue de face du corps des cames associées du troisième mode de réalisation.

- La figure 24 représente une vue de côté d'une came associée, en coupe suivant la ligne LL de la figure 23.

- La figure 25 représente une vue de côté du corps des cames associées, monté sur les bras de fourche, en coupe suivant la ligne MM de la figure 20.

- La figure 26 représente une vue de côté, en coupe comme la ligne JJ de la figure 22, de la fourche à suspension en phase de compression, selon un troisième mode de

réalisation.

- La figure 27 représente un bras de fourche en coupe suivant la ligne NN de la figure 26.

Les figures de 1 à 11 sont relatives à un premier mode de réalisation d'une fourche à suspension pour VTT équipée d'un système à cames associées selon l'invention.

Pour une meilleure compréhension, la fourche est dessinée en position verticale.

Montée sur le vélo, elle prendra l'inclinaison donnée par le tube de direction du vélo augmentée de l'angle al, figure 1, formé par l'axe du tube pivot de direction 1 et l'axe vertical du corps de fourche 2.

Le tube pivot de direction 1 est monté sur le corps de fourche 2 suivant un angle al d'environ 5 , d'arrière en avant de l'axe vertical du corps de fourche 2. Il est maintenu en position dans un logement 3 par une vis 4, il peut également être collé Des bagues entretoises non représentées sont prévues pour être montées dans le logement 3 pour compenser les différences de diamètres des tubes pivots du marché.

Le corps de fourche 2 très compact est de préférence en matière plastique, les efforts étant repris par les axes 13 et 39. ou en métal léger. Des bagues de guidage non représentées peuvent être montées dans les alésages 5 du corps 2 pour parfaire le coulissement des bras de fourche 6 par rapport au corps 2. Le corps 2 possède deux alésages 5, situés de part et d'autre de l'axe du tube pivot de direction 1, en vue de face, dans les axes des retombées 14. qui donnent l'écartement des bras de fourche 6. Le corps 2 est nanti de deux protubérances 7 ayant par rapport à l'axe du tube pivot de direction 1 un écartement identique à celui des axes des alésages 5. Chaque protubérance 7 est percée d'un trou 8 dont l'axe est situé dans le plan de l'axe de l'alésage 5, par rapport à l'axe du pivot l, vu de face, et incliné d'un angle a 2 de 150 environ vers l'arrière de la fourche quand on regarde celle-ci de côté, figure 1. Ce trou 8 est taraudé à sa partie supérieure, il reçoit un bouchon 9 servant au réglage de la compression de l'élément élastique 10. Un

évidemment 11, de la largeur de la came associée 12, est creusé dans l'épaisseur de la protubérance 7 à sa partie basse. il joint l'alésage 5 au trou 8. La protubérance 7 est percée à sa base, sur l'axe du trou 8, d'un trou qui reçoit un axe d'articulation 13 sur lequel s'articule la came associée 12. Celle-ci vivote librement dans l'évidement 11. La retombée

14 est percée à environ la moitié de sa hauteur d'un trou 15, sur l'axe de l'alésage 5, perpendiculairement à l'évidement 11. Ce trou 15 sert au montage et au démontage de la fourche. Chaque protubérance 7 possède une ouverture 16, graduée. destinée à visualiser le réglage de l'élément élastique 10 à l'aide de la partie inférieure du bouchon 9.

Les bras de fourche 6, que l'on dira d'un seul tenant, par opposition au bras des fourches télescopiques, sont constitués pour chacun de deux parties assemblées. La partie haute 17 qui est issue d'un cylindre et qui est usinée, et la partie basse 18 qui provient d'un tube ordinaire en métal ou en carbone et qui reçoit le taquet9 pour le montage d'un frein sur jante, et les pattes de fourche, non représentées, pour le maintien à l'axe de la roue. La partie haute 17 d'une longueur de 160 mm environ est calibrée extérieurement pour coulisser dans l'alésage 5. Deux évidements 20 et 21 sont destinés à l'allégement. La partie supérieure de 17 reçoit un taraudage 22 et un lamage 23. La partie restée pleine 24 est creusée d'une fente 25, de la largeur de l'évidement 11, située dans son prolongement quand le bras est monté sur le corps 2. Un trou 37, perpendiculaire à la fente 25, situé sur l'axe longitudinal de 17, traverse la partie pleine 24 de part en part. Il est à remarquer que

la partie 17 peut être obtenue par trois parties assemblées et calibrées par tournage. Un écrou de maintien 26 est vissé fortement dans chaque taraudage 22. Une bride 27 en métal léger, relie les deux bras 6 par des embases 28 qui s'encastrent dans les lamages 23, deux vis 29 pressent fortement la bride 27 contre les lamages 23. Les deux branches de fourche 6 sont reliées ainsi par leurs sommets de façon rigide et démontable. Un trou épaulé 30 situé sur l'avant de la bride 27 est destiné à recevoir la gaine de commande et le câble du frein.

Le piston 31, monté dans chaque trou 8. possède sur son fond en contact avec la came associée 12, un évidemment 32 destiné au passage de la partie arrondie supérieure 33 de la came associée 12, ce dispositif permet au piston 31 de retrouver son orientation après un déplacement. L'élément élastique 10, monté dans le piston 31 peut être, selon les réactions de fourche désirées, soit un ressort à boudin, soit un ressort d'élastomère, soit une cartouche hydraulique, ou en combinaisons dans les deux pistons 31, sans que soit changés la nature du piston et son environnement, le réglage de la compression se faisant de façon indépendante par l'extérieur à l'aide du bouchon 9. La came associée 12 possède deux composantes essentielles qui avec la nature de l'élément élastique 10 donneront les comportements statiques et dynamiques de la fourche. En premier, le profil de la came associée 12 qui possède sur son arrête qui est en contact avec le fond du piston pendant la

phase dc compression un arrondi à faible rayon 34, figure 8, et sur l'arrête qui est en contact avec le piston pendant la phase d'absorption du rebond un arrondi à fort rayon 35, figure 10. Ce rayon 35 doit être le plus grand possible pour que la came associée, à

l'instant du rebond, dépasse son point d'équilibre sans choc et sollicite l'élément élastique 10 pour absorber le rebond. Les rayons 34 peuvent être différents pour chaque came associée 12, d'une même fourche, pour optimiser les réactions de la suspension. La deuxième composante est la lumière oblongue 36 située à l'arrière de la came associée 12 à l'opposé de la partie en contact avec le fond du piston, elle relie par son truchement le bras 6 au corps de fourche 2. Sa géométrie est adaptée aux qualités de la suspension désirées.

Elle emprisonne un rouleau 38 qui tourne librement sur un axe 39 logé dans le trou 37, axe 39 dont la longueur est légèrement inférieure au diamètre du bras 6. Le rouleau 38 solidaire du bras 6 commande les mouvements de rotation de la came associée 12 par l'intermédiaire de la lumière 36, qui l'emprisonne, pour la compression de l'élément élastique 10 par le piston 31. L'angle a 3 est d'environ 200 par rapport à l'horizontale quand la fourche est montée, figure 1. Suivant la valeur donnée à l'angle a 3, figure 1, l'action du rouleau 38 sur la partie haute de la lumière 36 sera différente à chaque moment

de la phase de compression, de même que le déplacement du rouleau 38 dans la lumière 36 qui commande la rotation de la came associée 12, les réactions de la fourche seront différentes suivant la valeur de cet angle. Il est envisageable d'avoir une lumière courbe pour optimiser l'action du rouleau à chaque instant de la phase de compression, figure 7. Pour permettre le rebond, un jeu LI, figure 1, existe entre le haut du corps 2 et le bas de la bride 27 quand la fourche est en position de repos, ce jeu disparaît pendant la phase d'absorption du rebond, figure 10.

Il est à remarquer que les cames associées 12, les pistons 31, les éléments élastiques 10 et les bouchons 9, situés sur l'avant du corps de fourche 2 ont leurs axes longitudinaux confondus avec les axes longitudinaux des protubérances 7. ceux-ci étant situés dans les plans des axes longitudinaux des bras de fourche 6 qui sont perpendiculaires au plan qui relie transversalement ces axes longitudinaux entre eux.

Pour démonter la fourche il faut : dévisser les bouchons 9, sortir les éléments élastiques 10 et les pistons 31, enlever les vis 29 et la bride 27, faire coulisser les bras 6 vers le haut pour que les axes 39 coïncident avec les trous 15, sortir avec un chasse goupille les axes 39 et 13, enlever les cames associées 12, les bras de fourche 6 sont libres.

La figure 11 représente une variante de ce premier mode de réalisation, la came associée plate 12 est remplacée par une came associée creuse 40. Le piston 41 présente une protubérance complémentaire au creux de la came associée creuse 40. La figure 6 montre une came associée creuse travaillée, le rayon 42 sert au rebond et le rayon 43 est allongé pour donner plus de course au piston pendant la phase de compression. Les faces des cames associées 12 en contact avec les pistons 31 qui renferment les éléments élastiques 10

peuvent être plates, creuses 40 ou convexes et les fonds des pistons de formes complémentaires afin d'obtenir des réactions de suspensions différentes.

Le fonctionnement de la fourche est le suivant. Quand un choc d'une intensité suffisante pour faire réagir la suspension est transmis par l'axe de la roue, il se produit un déplacement relatif entre le corps de fourche 2 et les bras de fourche 6. Les bras de fourche 6 remontent dans les alésages 5 du corps 2 en entraînant les cames associées 12 par les rouleaux 38 et les lumières 36. Les cames associées 12 tournent autour des axes 13, les rouleaux 38 se déplaçant dans les lumières 36, et les cames associées 12 repoussent les pistons 31 par les rayons 34 à l'encontre des éléments élastiques 10. Quand le corps de fourche 2 descend sur les bras de fourche 6 par l'effet d'une forte poussée, lente, il entraîne les cames associées 12, qui retenues par les lumières 36 sur les rouleaux 38 sont obligées de tourner autour des axes 13.

Dans ce premier mode de réalisation, les cames associées sont en acier de découpe, les pistons sont soit en acier, soit en plastique avec un fond de contact en acier.

En cas de choc violent les cames associées 12 portent contre les pentes 56 du corps de fourche 2.

Le frottement mécanique entre les têtes de cames associées 12 et les fonds des piston 31 crée un amortissement.

Les figures de 12 à 19 sont relatives à un deuxième mode de réalisation d'une fourche à suspension, pour VTT, équipée d'un système à cames associées selon l'invention.

Comme pour le premier mode de réalisation, la fourche est dessinée en position verticale.

Le tube pivot de direction 45 est monté sur le corps de fourche 46 suivant un angle a 4 d'environ 50. Il est maintenu dans un logement 47 par une vis 48, il peut également être collé.

Le corps de fourche 46 se présente sous la forme d'un U à l'envers, les faces arrière et avant du corps de fourche 46 sont parallèles. Sur l'axe suivant l'épaisseur du corps 46, à un écartement donnant celui des axes des bras de fourche 50 par rapport à l'axe du tube pivot de direction 45, sont pratiqués deux alésages 49. suivant les branches du U, dans lesquels sont montés coulissants les bras de fourche 50. Le corps de fourche 46 est de préférence en matière plastique, ou en métal léger, la reprise des efforts étant concentrée sur l'axe 51 vissé dans la masse du corps 46. Des bagues non représentées peuvent être montées dans les alésages 49. Le corps 46 quand on le regarde par en dessous est creusé transversalement d'un évidemment 52 qui joint les deux alésages 49, dont la largeur permet aux cames 53, logées à l'intérieur, de se déplacer sans jeu. Un trou 54, fileté à la

partie arrière du corps 46, traverse celui-ci en son milieu. Deux trous 55, servant au montage et démontage de la fourche, sont situés sur les axes des alésages 49, parallèles et à la même hauteur sur le corps 46 que le trou 54.

Les bras de fourche 50 que l'on dira d'un seul tenant par opposition aux bras des fourches télescopiques, sont constitués, pour chacun, d'une partie haute calibrée 57 assemblée à une partie basse 58, qui est en métal ou en carbone, et reçoit les taquets de frein et les pattes de fourche. La partie haute 57, tubulaire. est calibrée à l'extérieur pour coulisser dans l'alésage 49 sans jeu, et à l'intérieur sur la moitié de sa hauteur, pour accueillir un piston 59 coulissant sans jeu. L'extrémité haute de 57 reçoit un taraudage 60.

Un trou 61 est percé dans chaque bras 50, perpendiculairement à son axe longitudinal quand le bras est regardé en vue de face monté sur le corps 46, et situé suivant un angle a 5 d'environ 30 à partir de l'axe vissé 51, quand le bras de fourche 50 est placé en position haute de repos, figure 13. Une fente 62, perpendiculaire à l'axe du trou 61, de la largeur de

l'évidcmcnt 52, est pratiquée dans l'épaisseur du tube, côté intérieur à la fourche. Cette fente permettra à la came associée 53 de naviguer pendant le déplacement du bras 50 et sera utile pour le montage de la came associée sur la fourche.

Une douille de blocage 63, figure 16, est vissée dans chaque taraudage 60. Elle assure plusieurs fonctions : retenue de l'élément élastique 64, écrou par son taraudage intérieur 65 pour la vis de réglage 66 de la compression de l'élément élastique 64. maintient de la bride 67 par un écrou de serrage 72 sur le filetage 68. Deux plats 69 permettent un serrage énergique avec une clé de la douille 63 sur la partie haute 57. La bride 67 réunit les deux bras de fourche 50 par leurs sommets de façon rigide et démontable.

Les deux cames associées 53 sont identiques, sauf peuvent être différents d'une came associée à l'autre d'une même fourche, les rayons 116 comme il a été expliqué lors de la description du premier mode de réalisation. Elles sont montées symétriquement dos à dos par les lumières oblongues 71, qui relient par leur truchement les bras 50 au corps 46, sur les rouleaux 70 de l'axe 51. A leur mi-longueur environ, dans la partie qui reçoit la lumière 71, leur épaisseur est réduite de moitié, figure 18, pour que le montage dos à dos, dans l'évidement 52 du corps 46. figure 14. donne l'épaisseur d'une came 53. Les lumières oblongues 71 dont les géométrie sont adaptées aux qualités de suspensions désirées, situées à l'opposé des parties de cames associées 53 en contact avec les fonds de pistons 59, emprisonnent les rouleaux 70 de commande des mouvements de rotation des cames associées 53 pour la compression des éléments élastiques 64 par les pistons 59.

Les faces des cames associées 53 en contact avec les pistons 59 qui renferment

les éléments élastiques 64 peuvent être plates, creuses ou convexes et les fonds des pistons 59 de formes complémentaires afin d'obtenir des réactions de suspensions différentes.

Un axe 73 sur lequel la came associée 53 tourne librement est monté dans chaque trou 61. Deux rouleaux 70, un pour chaque came associée, sont placés sur l'axe 51, à l'intérieur des lumières 71 des cames associées. Les cames associées 53 ont les petits rayons 116 et les grands rayons 117 inversés par rapport à ceux des cames associées de la fourche du premier mode de réalisation. Par contre les cames associées 53 et les fonds des pistons 59 ont les mêmes possibilités de variantes, sur leurs parties en contact, que ceux de la fourche du premier mode de réalisation. L'angle a 5 d'environ 300 par rapport à l'horizontale quand la fourche est montée, figure 13, peut également être changer dans le but d'obtenir des réactions de fourche différentes. Il est å remarquer que le contact des cames associées 53 et des rouleaux 70 se fait, pour l'entraînement, par les côtés bas des lumières 71.

L'élément élastique 64, monté dans le piston 59 peut être un ressort à boudin, un ressort d'élastomère ou une cartouche hydraulique de même type pour chaque bras de fourche ou en combinaisons, réglable en compression par la vis 66, de façon indépendante par l'extérieur, sans que soit changés la nature du piston 59 et son environnement, selon les réactions de fourche désirées.

Il est à remarquer que les axes longitudinaux des cames associées 53, des pistons 59, des éléments élastiques 64 et des douilles de blocage 63 sont situés dans le même plan que celui qui relie transversalement les axes longitudinaux des bras de fourche 50 entre eux.

Pour démonter la fourche il faut : mettre les réglages des éléments élastiques 64 au minimum par les vis 66, dévisser les écrous de serrage 72, enlever la bride 67, dévisser les douilles de blocage 63, enlever les éléments élastiques 64 et les pistons 59, faire

coïncider les axes 73 et les trous 55 du corps de fourche, chasser les axes 73 par les trous 55. dévisser l'axe 51. enlever les cames associées 53 et les rouleaux 70.

Une course L2 de rebond, figure 13, existe entre le haut du corps 46 et le bas de la bride 67.

Le fonctionnement général de la fourche est le suivant. Quand un choc d'une intensité suffisante pour faire réagir la suspension est transmis par l'axe de la roue, les bras de fourche 50 remontent en entraînant les cames associées 53, par les axes 73, celles-ci retenues dans le corps de fourche 46 sur les rouleaux 70 de l'axe 51 par les lumières 71,

tournent autour des axes 73, les cames associées 53 se déplaçant sur les rouleaux 70 de l'axe 51 par les lumières 71. et les cames associées 53 repoussent les pistons 59 à l'encontre des éléments élastiques 64. Quand le corps de fourche 46 descend sur les bras de

fourche 50 par l'effet d'une forte poussée, lente, le corps de fourche 46 entraîne les cames associées 53 par les rouleaux 70 de l'axe 51 et les lumières 71 et oblige les cames associées à tourner sur les axes 73.

La phase d'absorption du rebond se passe comme il a été expliqué à la description du premier mode de réalisation.

Les pentes 74 du corps de fourche 46 servent de butées de fin de course en cas de choc violent.

Les figures de 20 à 27 sont relatives à un troisième mode de réalisation d'une fourche à suspension pour VTT équipée d'un système à cames associées sclon l'invention.

La fourche est du type articulé à parallélogramme déformable. Elle est représentée en position montée sur le vélo.

Le tube pivot de direction 75 est logé dans un trou 76 de l'arceau de fourche 77. Il est maintenu en place par l'axe vissé 78, qui est également l'axe d'articulation arrière du corps de fourche 79, il peut également être collé. Le corps de fourche 79 en matière plastique de préférence présente une chape 82, taillée dans le sens de la hauteur, à sa partie arrière par laquelle il s'articule sur la partie haute de l'arceau 77 à l'aide de l'axe 78. Le corps de fourche 79 qui a la forme d'un parallélépipède rectangle fait office de biellette supérieure pour la construction du parallélogramme déformable. Il possède deux alésages 80, placés côte à côte dans la largeur, dont les axes longitudinaux sont parallèles et symétriques à l'axe longitudinal du corps. Une cloison 112 sépare les deux alésages 80. Le corps de fourche 79 possède une deuxième chape 81, taillée dans le sens de la largeur à sa partie avant, perpendiculaire à la chape 82. La chape 81 fermée par le couvercle 86 à son extrémité forme une lumière qui permet l'entraînement, la rotation et le déplacement latéral du corps 94 des cames associées 102, elle relie par son truchement les bras 89 au corps 79, elle a une fonction assimilable à celle des lumières 36 et 71 des cames associées 12 et 53 des deux premiers modes de réalisations.

Dans les alésages 80 sont montés les pistons 83 qui reçoivent les éléments élastiques 104 composés soit de ressorts à boudin, de ressort d'élastomère, de cartouches hydrauliques ou de combinaisons, comme sur la figure 22, réglables en compressions par les vis 85, de façons indépendantes par l'extérieur, sans que soit changés la nature des

pistons 83 et leur environnement, selon les réactions de fourches désirées. Les pistons 83 présentent, pour chacun, une tête épaisse qui reçoit un taraudage 84 dans lequel se déplace la vis de réglage 85 de la compression de l'élément élastique 104. Un couvercle de retenue 86 est fixé en bout des ailes de la chape avant 81 par six vis 87, il est percé de deux trous

88 suivant les axes longitudinaux des alésages 80 pour le passage de la clé de manoeuvre des vis 85.

Les bras de fourche 89 dits d'un seul tenant sont composés, pour chacun, de trois parties assemblées par collage : la partie basse 91 qui est un tube de métal ou de carbone et reçoit les pattes de fourche 113 ; l'entretoise 95 à section visible carrée qui porte une mortaise 96, débouchant sur l'arrière et l'avant du bras 89, et qui est percée d'un trou transversal en son milieu, taraudé côté intérieur à la fourche, dans lequel est monté un axe vissé 97 ; la partie haute 90 qui est un tube de métal ou de carbone au sommet duquel est collé ou vissé un cylindre étagé 92 qui porte un taraudage 93. L'axe 97 est situé à environ les trois cinquièmes de la hauteur du bras 89 en partant de l'axe de l'arrondi intérieur de la chape de la patte de fourche 113.

L'arceau de fourche 77 est en métal léger. La partie haute à côtés parallèles reçoit l'axe 78 qui le relie au corps de fourche 79. Les bras 118 de l'arceau 77 ont le même entraxe transversal que les bras de fourche 89. Ils reçoivent dans leurs parties basses les axes vissés 111 qui les relient aux biellettes 110 par les chapes 119, les trous des chapes 119 qui reçoivent les axes vissés 111 étant taraudés côtés intérieurs à la fourche. Les biellettes 110 sont en métal léger.

Les cames associées 102 sont taillées dans un même corps 94. Elles sont montées dans le corps de fourche 79. par la chape 81. prisent en sandwich entre le fond 101 du couvercle 86 et les têtes des pistons 83. Le corps 94 des cames associées 102 possède dans le sens de la hauteur deux trous étagés 98 dont l'écartement par rapport à l'axe du tube pivot de direction 75 détermine l'écartement des bras de fourche 89, ceux-ci étant montés dans les trous étagés 98 par les cylindres étagés 92 et maintenus par les vis 99 dans les taraudages 93. Il présente une face plane commune 100 aux deux cames associées 102, qui forme un angle a 6, d'environ 15 , par rapport aux axes longitudinaux des trous étagés 98.

Cette face 100 est en appui contre le fond 101 du couvercle 86 quand la fourche est au repos. Les cames associées 102 sont creusées dans le côté parallèle à la face 100 et reçoivent les têtes des pistons 83. Les têtes des pistons 83 possèdent chacune deux plats parallèles 103, à la largeur des cames associées102, qui sont destinés à immobiliser les pistons 83 en rotation pendant l'opération de réglage en compressions des éléments élastiques 104 par les vis 85. Chaque came associée 102 est percée en son milieu d'un trou 105 destiné à permettre le passage de la clé de réglage de la compression de l'élément élastique 104. Les deux côtés 106 et 107, dans le sens de la hauteur, des came associées

102 sont deux arcs de cercle dont le diamètre est égal à la hauteur de la chape avant 81. Comme pour les deux premier modes de réalisations les parties actives 108 des cames associées 102 en action pendant la phase de compression présentent des arrondis à petits

rayons, les parties actives 109 en action pendant la phase d'absorption du rebond présentent des arrondis à grands rayons. Les arrondis 108 peuvent être de rayons différents sur les cames associées 102 d'une même fourche pour optimiser les réactions de la suspension, c'est à dire qu'un arrondi 108 d'une came associée 102 peut repousser son piston 83 avant que n'intervienne l'autre arrondi 108 de la deuxième came associée 102 sur le deuxième piston 83, si l'on veut par exemple que la fourche réagisse à des chocs de faible intensité.

Les bras de fourche 89 reliés par leurs sommets, de façon rigide et démontable à l'aide du corps 94 des cames associées 102, sont parties constitutives d'un système à parallélogramme déformable dont le corps de fourche 79, auquel ils sont reliés par le truchement de la lumière formée par la chape 81 et le couvercle 86, à l'intérieur duquel sont logées les cames associées 102, les pistons 83, les vis de réglage 85 des compressions

des éléments élastiques 104 et les éléments élastiques 104 fait office de biellette supérieure du parallélogramme déformable.

Il est à remarquer que les cames associées 102 commandent les courses des pistons 83 par une longueur de bras de levier qui est égale, pour chacune, à un peu moins que le diamètre des pistons, alors que dans les deux premiers modes de réalisations les cames associées 12 et 53 commandent les courses des pistons 31 et 59 par une longueur de bras de levier qui est égale, pour chacune, à un rayon des pistons, donc pour une même valeur d'angle de rotation des cames associées 12,53 et 102 des trois modes de réalisations, les pistons du troisième mode de réalisation sont plus sollicités, mais il y a compensation car pour une même course de phase de compression des fourches des trois modes de réalisations, de 42 mm environ, les cames associées des deux premiers modes de réalisations tournent d'environ 460 celles du troisième mode d'environ 24 .

Les faccs des cames associées 102 en contact avec les pistons 83 qui renferment les éléments élastiques 104 et la face commune 100 peuvent être plates, creuses, ou convexes, et les fonds des pistons 83 ainsi que le fond 101 du couvercle 86 de formes complémentaires afin d'obtenir des réactions de suspensions différentes.

Deux biellettes 110 relient les bras 89 à l'aide des axes vissés 97 aux bras de l'arceau de fourche 77 par les axes vissés 111.

Des taquets de frein sur jante peuvent être placés sur les bras de fourche 89 au dessus des entretoises 95.

Pour démonter la fourche il faut : mettre les éléments élastiques 104 à leur compression minimum à l'aide des vis 85, démonter les vis 87 et 99. sortir le corps 94, les pistons 83 et les éléments élastiques 104, dévisser les axes 78,97 et 111.

Le fonctionnement général de la fourche est le suivant. Quand un choc d'une intensité suffisante pour faire réagir la suspension est transmis par l'axe de roue, les bras de fourche 89 reliés aux biellettes 110 par les axes 97 et au corps de fourche 79 par le truchement de la lumière, formée par la chape 81 et le couvercle 86, qui emprisonne le corps 94 des cames 102, montent en suivant une trajectoire donnée par les rotations combinées des biellettes 110 sur les axes 111 et du corps de fourche 79 sur l'axe 78, selon le principe du parallélogramme déformable. Il se produit des mouvements de rotation et de glissement relatifs entre les cames associées 102 et la lumière formée par la chape 81 et le couvercle 86 du corps de fourche 79 qui ont pour effet de repousser les pistons 83 à l'encontre des éléments élastiques 104, les cames associées 102 prenant appui contre le fond 101. figure 26. Il est à remarquer que pendant la compression de la fourche l'axe longitudinal des cames associées 102 se déplace dans la lumière formée par la chape 81 et le couvercle 86 vers l'intérieur du corps 79, ce qui a pour conséquence de faire basculer légèrement vers le tube pivot de direction 75 le haut des bras de fourche 89, qui sont reliés au corps 94 des cames associées 102, et donne l'avantage au vélo de conserver son empattement pendant la phase de compression, donc une meilleure stabilité.

Quand il se produit une forte poussée, lente, de haut en bas, la phase de compression est commandée par l'arceau de fourche 77 qui descend, la suspension se comporte comme précédemment décrit.

Quand la suspension revient brutalement vers sa position d'équilibre et la dépasse les rayons 109 sont à leur tour en contact avec le fond 101 et les pistons 83 pour absorber le rebond sans choc. Un jeu a 7 existe entre l'arrière de la chape 82 et la face 114 de l'arceau 77 quand la fourche est en position haute de repos La face 115 de l'arceau sert de butée en cas de choc violent.

Le corps 94 des cames associées 102 est en métal léger. le corps 79 est de

préférence en matière plastique, les efforts étant repris par l'axe 78, ou en métal léger. Les pistons 83 sont en matière plastique.

L'intérêt industriel des trois suspensions selon l'invention réside dans la simplicité de fabrication de suspensions performantes. Les corps de fourche sont moulés de préférence en matière plastique, les efforts étant concentrés sur des axes. Les pièces sont identiques pour les deux bras de chaque suspension. Il est possible de personnaliser son type de suspension, les cames et les éléments élastiques étant facilement changeables.

L'esthétique des fourches est nouvelle.

Les fourches à suspension sclon les trois modes de réalisations peuvent être montées sur des roues autres que des roues avant de vélos. Elles peuvent être dotées de freins à disques. Elles peuvent équiper des vélos de route.

Claims

REVENDICATIONS 1) Fourches à suspension utilisables sur des roues de véhicules en particulier sur des roues avant de vélos tout terrain utilisés de préférence dans le domaine de la randonnée sportive caractérisées en ce que les bras de fourches en un seul tenant (6,50, 89) réunis par leurs sommets, de façon rigide et démontable, suivant la forme d'un U inversé sont reliés à des corps de fourches (2, 46, 79) avec lesquels ils sont en mouvements relatifs par le truchement d'au moins une lumière (36,71, 81), permettant la mise en mouvement de deux cames associées (12,53, 102), de profils calculés en ce qui concerne les parties actives en contact avec les fonds des pistons (31,59, 83) pour optimiser la phase de compression, l'amortissement mécanique et la phase d'absorption du rebond, à l'abri des corps de fourches (2, 46,

79), chaque came associée (12, 53, 102) comportant une ligne de piston (31,59, 83) et d'élément élastique (10,64, 104) muni d'un réglage indépendant de la compression (9,66, 85) par l'extérieur.
2) Fourches à suspension selon la revendication 1 caractérisées en ce que les cames associées (12, 53,102) possèdent sur les arrêtes qui sont en contact avec les fonds des pistons (31,59, 83) pendant la phase de compression des arrondis à faibles rayons (34, 108,116) et sur les arrêtes qui sont en contact avec les fonds des pistons pendant la phase d'absorption du rebond des arrondis à forts rayons (35,109, 117), ces arrondis à faibles rayons (34, 108, 116) pouvant être de tailles différentes pour chacune des deux cames associées (12,53, 102) d'une même suspension afin d'en optimiser les réactions..
3) Fourches à suspension selon les revendications 1 et 2 caractérisées en ce que les cames associées (12,53) possèdent des lumières oblongues (36, 71), dont les géométries sont adaptées aux qualités de suspensions désirées, situées à l'opposé des parties en contact avec les fonds des pistons (31,59), emprisonnant des rouleaux (38,70) de commande des mouvements de rotations de ces cames associées (12,53) pour la compression des éléments élastiques (10,64) par les pistons (31,59).
4) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce que les faces des cames associées (12,53) en contact avec les pistons (31,59), qui renferment les éléments élastiques (10,64), peuvent être plates, creuses (40) ou convexes et les fonds des pistons (31,59) de formes complémentaires afin d'obtenir des réactions de suspensions différentes.
5) Fourches à suspension selon les revendications 1 et 2 caractérisées en ce que les faces des cames associées (102) en contact avec les pistons (83), qui renferment les éléments élastiques (104), et la face commune (100) peuvent être plates, creuses ou convexes et les fonds des pistons (83) ainsi que le fond (101) du couvercle (86) de formes complémentaires afin d'obtenir des réactions de suspensions différentes.

<Desc/Clms Page number 16>
6) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4 caractérisées en ce que les cames associées (12), les pistons (31), les éléments élastiques (10) et les bouchons (9) situés sur l'avant du corps de fourche (2) ont leurs axes longitudinaux confondus avec les axes longitudinaux des protubérances (7), ceux-ci étant situés dans les plans des axes longitudinaux des bras de fourche (6) qui sont perpendiculaires au plan qui relie transversalement ces axes longitudinaux entre eux.
7) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4 caractérisées en ce que les cames associées (53), les pistons (59), les éléments élastiques (64) et les douilles de blocage (63) ont leurs axes longitudinaux situés dans le plan qui relie transversalement les axes longitudinaux des bras de fourche (50) entre eux.
8) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications 1,2, 5 caractérisées en ce que les bras de fourche (89) reliés par leurs sommets, de façon rigide et démontable à l'aide du corps (94) des cames associées (102), sont parties constitutives d'un système à parallélogramme déformable dont le corps de fourche (79), auquel ils sont reliés par le truchement de la lumière formée par la chape (81) et le couvercle (86), à l'intérieur duquel sont logées les cames associées (102), les pistons (83), les vis de réglage (85) des compressions des éléments élastiques (104), et les éléments élastiques (104), fait office de biellette supérieure du parallélogramme déformable.
9) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4,6 et 7 caractérisées en ce que les bras de fourche (6,50) en un seul tenant, coulissant de façon rectiligne dans les alésages (5,49) des corps de fourches (2,46), sont reliés de façon rigide et démontable par leurs sommets à l'aide d'une bride (27,37).
10) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce que les pistons (31,59, 83) peuvent accueillir indifféremment des éléments élastiques (10,64, 104) comprenant des ressorts à boudin, des ressorts d'élastomère, des cartouches hydrauliques, ou des combinaisons, réglables en compressions de façons indépendantes par l'extérieur, sans que soit changés la nature des pistons (31,59, 83) et leur environnement, selon les réactions de fourches désirées.
11) Fourches à suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes

caractérisées en cc que les corps de fourches (2, 46, 79) grâce à leur conception et à la présence d'axes de reprises des efforts (13, 39, 51, 73, 78) sont fabriqués de préférence en matière plastique.