FR2852915A1 - DISC BRAKE FOR MTB OR ROAD CYCLES, WITH INTEGRATED CALIPER IN CYCLE STRUCTURE, FRONT FORK OR REAR WHEEL FRAME - Google Patents
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Abstract
L'invention consiste à intégrer l'étrier de frein à disque dans la structure du cycle, en des emplacements disponibles, c'est-à-dire soit le bras de fourche de la roue avant, soit les haubans ou bras oscillants de cadre de la roue arrière.Dans le mode à commande hydraulique, l'étrier démontable 6 et le bras de fourche (ou cadre) 14 sont solidaires grâce aux vis 01 et 02 (12 et 13) . Le liquide hydraulique communique depuis la durite 11 (elle-même reliée au levier de frein) avec le bras de fourche (ou cadre) par l'intermédiaire de la vis 03 (10) puis communique entre le bras de fourche (ou cadre) 14 et l'étrier démontable 6 par le canal 01 (8). Le liquide sous pression agit sur les pistons 15 qui agissent eux-mêmes sur les plaquettes 7. Le freinage est ainsi obtenu par le serrage des plaquettes sur le disque.Meilleure rigidité, poids plus faible, « design » amélioré.The invention consists in integrating the disc brake caliper into the structure of the cycle, in available locations, that is to say either the fork arm of the front wheel, or the seat stays or oscillating arms of the frame. the rear wheel.In the hydraulically controlled mode, the removable caliper 6 and the fork arm (or frame) 14 are secured by means of screws 01 and 02 (12 and 13). The hydraulic fluid communicates from the hose 11 (itself connected to the brake lever) with the fork arm (or frame) via the screw 03 (10) then communicates between the fork arm (or frame) 14 and the removable caliper 6 via channel 01 (8). The pressurized liquid acts on the pistons 15 which themselves act on the pads 7. Braking is thus obtained by clamping the pads on the disc. Better rigidity, lower weight, improved “design”.
Description
Frein à disque pour cycles VTT ou route, à étrier intégré dans laDisc brake for MTB or road cycles, with caliper integrated in the
structure du cycle, fourche avant ou cadre de roue arrière. cycle structure, front fork or rear wheel frame.
Secteur technique de l'invention: La présente invention concerne le secteur technique des cycles en général, et notamment des cycles dits " VTT " pour le " tout-terrain " ou dits " de route>" pour la course ou les randonnées, et tout véhicule comportant des systèmes de freinage identiques ou analogues à ceux des " cycles ", y 10 compris vélomoteurs, " scooters ", bicyclettes, patinettes, motos, fauteuils roulants et analogues que saura déterminer l'homme de métier. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the technical sector of cycles in general, and in particular so-called "mountain bike" cycles for the "off-road" or so-called "road" for the race or the hikes, and all vehicle having braking systems identical or similar to those of "cycles", including mopeds, scooters, bicycles, scooters, motorcycles, wheelchairs and the like as will be determined by those skilled in the art.
L'ensemble sera désigné par simplicité par " cycles " ou <c cycle ", dans toute la présente demande, y compris les revendications. The assembly will be referred to simply as "cycles" or "cycle" throughout the present application, including the claims.
Art antérieur: On connaît naturellement des systèmes de freinage pour cycles, notamment dans les deux secteurs suivants. PRIOR ART Braking systems for cycles are naturally known, particularly in the following two sectors.
VTT (figure 1) On connaît des systèmes de freinage à disque, avec étrier 5 de frein séparé de la fourche 1 pour la roue avant, ou du cadre pour la roue arrière. ATV (FIG. 1) Disk brake systems are known, with brake caliper 5 separate from fork 1 for the front wheel, or frame for the rear wheel.
L'étrier constitue une pièce à part entière, et est généralement solidaire des bras de fourche ou des haubans du cadre par l'intermédiaire de vis de fixation 4 et de supports de fixation 2 et 3 coopérant entre eux. The stirrup is a separate piece, and is generally secured to the fork legs or shrouds of the frame by means of fixing screws 4 and 2 and 3 mounting brackets cooperating with each other.
Inconvénients de cette solution - Le poids est trop élevé. Disadvantages of this solution - The weight is too high.
- La rigidité est trop faible.- The rigidity is too weak.
- " Design " ou conception compliqué en raison de l'ajout (évolution historique du VTT) de plusieurs fonctions. - "Design" or complicated design due to the addition (historical evolution of the MTB) of several functions.
- Coût de la fonction frein ajouté et non intégré Route Dans le cas précis de la route, le disque est absent car le rapport poids/efficacité de la fonction freinage est nettement favorable aux freins classiques (patins qui serrent la jante). - Cost of the added and non-integrated brake function Road In the specific case of the road, the disc is absent because the weight / efficiency ratio of the braking function is clearly favorable to the conventional brakes (pads that tighten the rim).
Inconvénients de cette solution - Performance non optimum surtout sous la pluie - Design basique et compliqué (multitude de pièces liée à la conception de la fonction train à patin) On notera que le poids de la fonction disque dite " classique " c'est-à-dire de l'art antérieur, est trop élevé pour que cette fonction " frein à disque " puisse 20 être mise en oeuvre sur les vélos de course. Disadvantages of this solution - Unsatisfactory performance especially in the rain - Basic and complicated design (multitude of parts related to the design of the function skate train) Note that the weight of the so-called "classic" disk function is -description of the prior art, is too high for this function "disc brake" can be implemented on racing bikes.
Le poids est donc un facteur important. Weight is therefore an important factor.
Problème technique posé: Il existe donc un besoin important et reconnu pour un système de freinage 25 performant à disque, pour cycles, aussi bien pour VTT que pour route, et analogues décrits ci-dessus, combinant légèreté et rigidité, tout en conservant ou augmentant l'efficacité de freinage. On voit immédiatement que ces objectifs sont antagonistes. Technical problem posed: There is therefore a significant and recognized need for a high-performance disc brake system, for cycles, both for ATV and road, and the like described above, combining lightness and rigidity, while maintaining or increasing braking efficiency. We immediately see that these objectives are antagonistic.
L'invention concerne des cycle, du type comportant une " structure " portant la selle, le pédalier et autres organes, et au moins deux roues. The invention relates to cycles, of the type comprising a "structure" carrying the saddle, the pedal and other organs, and at least two wheels.
Résumé de l'invention: Le concept général sur lequel repose l'invention consiste à intégrer l'étrier de 10 frein à disque dans la structure du cycle, en des emplacements disponibles, c'est-à-dire soit le bras de fourche de la roue avant, soit les haubans ou bras oscillants de cadre de la roue arrière. Cette intégration a posé un problème technique supplémentaire, car chercher à intégrer un étrier de frein dans des volumes d'encombrement bien définis par les fabricants de cycles et très 1 5 limités ne pouvait que générer des contraintes sévères. Ces contraintes sont peut être la raison pour laquelle, à ce jour, on n'a pas recherché de solution dans ce " sens. SUMMARY OF THE INVENTION: The general concept underlying the invention is to integrate the disc brake caliper into the cycle structure at available locations, i.e., the fork arm of the invention. the front wheel, either the shrouds or swingarms of the rear wheel frame. This integration posed an additional technical problem, since seeking to integrate a brake caliper in well defined congestion volumes by cycle manufacturers and very limited could only generate severe constraints. These constraints may be the reason why, so far, no solution has been sought in this sense.
Notamment, l'homme de métier savait qu'il allait inévitablement rencontrer de nombreuses difficultés, dont les suivantes: Difficultés majeures: réglage du centrage du disque par rapport aux plaquettes - développement du système de freinage proprement dit - résistance mécanique L'un des mérites de l'invention est d'avoir cherché une solution dans cette voie très élégante techniquement mais corollairement très difficile, et d 'avoir trouvé une solution technique applicable dans la pratique. In particular, the skilled person knew that he would inevitably encounter many difficulties, including the following: Major difficulties: adjusting the centering of the disc compared to the pads - development of the braking system itself - mechanical strength One of the merits of the invention is to have sought a solution in this way very elegant technically but corollary very difficult, and to have found a technical solution applicable in practice.
L'invention concerne donc des cycles caractérisés en ce que: - ils comportent un système de freinage à disque au moins sur une de leurs roues, - et en ce que l'étrier de ce système de freinage à disque est intégré dans la structure du cycle. The invention thus relates to cycles characterized in that: - they comprise a disk braking system at least on one of their wheels, - and in that the caliper of this disk braking system is integrated in the structure of the cycle.
L'homme de métier aura compris que, dans toute la présente demande, y compris les revendications, "<structure >" de cycle désigne les éléments tubulaires qui forment la structure générale du cycle, et sur lesquels sont fixés les roues, le pédalier, la selle, etc... The person skilled in the art will have understood that, throughout the present application, including the claims, "<structure>" of cycle designates the tubular elements which form the general structure of the cycle, and on which are fixed the wheels, the pedal, saddle, etc ...
Points originaux de la solution - Globaliser les fonctions fourche (direction, suspensions...) et freinage et avoir une offre complète pour les constructeurs de cycles. Original points of the solution - Globalize the fork functions (steering, suspension ...) and braking and have a complete offer for the manufacturers of cycles.
- Gain important de poids et en coût, à fonction de freinage équivalente. - Significant gain in weight and cost, with equivalent braking function.
- Augmentation de la rigidité.- Increased rigidity.
- Augmentation des performances à poids égal (pour la route) Selon un mode de réalisation particulier, le cycle selon l'invention comporte un tel système de freinage sur la roue avant et la roue arrière. - Increased performance at equal weight (for road) According to a particular embodiment, the cycle according to the invention comprises such a braking system on the front wheel and the rear wheel.
Comme on le verra, on parvient à une solution techniquement efficace, avec 25 de plus un " design " élégant car donnant au cycle une silhouette très fluide, qui est de plus en plus recherchée, en employant de préférence: un disque flottant (c'est-à-dire, comme le sait l'homme de métier, une disposition qui permet un déplacement axial du disque (pour optimiser l'alignement du disque par rapport aux plaquettes)) - des pièces standard telles que vis, pistons et plaquettes (c'est-à-dire issues de disques classiques). As will be seen, a technically efficient solution is achieved, with an elegant "design" as well, since it gives the cycle a very fluid silhouette, which is more and more sought after, preferably using: a floating disc (c ') that is to say, as known to those skilled in the art, a provision that allows an axial displacement of the disc (to optimize the alignment of the disc relative to the pads)) - standard parts such as screws, pistons and plates ( that is to say from classic records).
Cette possibilité n'était pas non plus évidente, car les pièces standard ne sont pas conçues pour être intégrées dans des volumes réduits. L'homme de métier comprendra que cette possibilité, offerte par l'invention, 10 d'employer des pièces standard contribue à la réduction du coût, et ne crée pas les difficultés industrielles qu'aurait créé le besoin de nouvelles pièces. This possibility was also not obvious, because standard parts are not designed to be integrated in reduced volumes. It will be appreciated by those skilled in the art that this possibility, offered by the invention, of using standard parts contributes to the reduction of cost, and does not create the industrial difficulties that the need for new parts would have created.
Description détaillée de l'invention: Detailed description of the invention
L'invention concerne donc selon un premier mode de réalisation un cycle caractérisé en ce que: 1 5 - il comporte un système de freinage à disque au moins sur une de ses roues, - et en ce que l'étrier de ce système de freinage à disque est intégré dans le bras de la fourche de la roue avant du cycle. The invention therefore relates, according to a first embodiment, to a cycle characterized in that: 1 5 - it comprises a disk brake system at least on one of its wheels, and in that the caliper of this braking system disc is integrated into the fork arm of the front wheel of the cycle.
On se référera à la figure 2, à la figure 4 et à la figure 5. Reference is made to Figure 2, Figure 4 and Figure 5.
Sur les figures 4 et 5, on verra que l'invention peut s'appliquer, aussi bien en mode à commande hydraulique qu'à un mode à commande par câble, sur le bras de fourche avant ou le cadre arrière (14). In FIGS. 4 and 5, it will be seen that the invention can be applied in both the hydraulically controlled and the cable controlled modes on the front fork arm or the rear frame (14).
Selon un mode de réalisation particulier, le système de freinage est à commande hydraulique (figure 2, figure 3, figure 4). According to a particular embodiment, the braking system is hydraulically controlled (Figure 2, Figure 3, Figure 4).
La figure 2 est une vue en perspective 3D selon deux angles différents, figure 2A et figure 2B, o l'on remarque que selon l'invention l'étrier démontable 6 est intégré dans le bras de fourche 1 (ou cadre) qui comprend l'éther non démontable de la roue avant, ce qui procure les avantages techniques recherchés ainsi qu'un " design " plus fluide. FIG. 2 is a 3D perspective view according to two different angles, FIG. 2A and FIG. 2B, where it can be seen that according to the invention the removable stirrup 6 is integrated in the fork arm 1 (or frame) which comprises the not removable ether of the front wheel, which provides the desired technical benefits and a more fluid "design".
La figure 3 est, comme la figure 2, une vue en perspective 3D de la structure du cycle et notamment des haubans 20 du cadre de roue arrière, montrant également l'intégration de l'étrier 6 selon l'invention et l'aspect qui en découle. FIG. 3 is, like FIG. 2, a 3D perspective view of the structure of the cycle and in particular the shrouds 20 of the rear wheel frame, also showing the integration of the stirrup 6 according to the invention and the appearance which resulting.
Sur la figure 4, l'étrier démontable 6 et le bras de fourche (ou cadre) 14 sont solidaires grâce aux vis 01 et 02 (12 et 13) . Le liquide hydraulique 10 communique depuis la durite 11 (elle-même reliée au levier de frein) avec le bras de fourche (ou cadre) par l'intermédiaire de la vis 03 (10) puis communique entre le bras de fourche (ou cadre) 14 et l'étrier démontable 6 par le canal 01 (8). Le liquide sous pression agit sur les pistons 15 qui agissent eux-mêmes sur les plaquettes 7. Le freinage est ainsi obtenu par le 15 serrage des plaquettes sur le disque. In Figure 4, the removable bracket 6 and the fork arm (or frame) 14 are secured by screws 01 and 02 (12 and 13). The hydraulic fluid 10 communicates from the hose 11 (itself connected to the brake lever) with the fork arm (or frame) via the screw 03 (10) and communicates between the fork arm (or frame) 14 and the removable bracket 6 by the channel 01 (8). The pressurized liquid acts on the pistons 15 which act themselves on the plates 7. The braking is thus obtained by clamping the pads on the disk.
(le disque n'est pas représenté, il est solidaire de la roue) Selon un autre mode de réalisation particulier, le système de freinage est à commande par câble (figure 5). (The disc is not shown, it is integral with the wheel) According to another particular embodiment, the braking system is cable-controlled (Figure 5).
L'étrier démontable 6 et le bras de fourche (ou cadre) 14 sont solidaires 20 grâce aux vis 01 et 02 (12, 13). Le câble fait tourner le levier 18 au travers de son passage 16. Le levier 18, par sa rotation et la forme particulière de la came 17, transmet un mouvement de translation axiale de la came qui déplace ainsi la plaquette 1 (7) . La plaquette 2 (7' ) est immobile. La plaquette 1 (7) pousse le disque (non représenté) qui se déforme et vient 25 en contact avec la plaquette 2 (7' ). Le freinage est ainsi obtenu par le serrage des plaquettes sur le disque. The removable stirrup 6 and the fork arm (or frame) 14 are integral 20 through screws 01 and 02 (12, 13). The cable rotates the lever 18 through its passage 16. The lever 18, by its rotation and the particular shape of the cam 17, transmits an axial translation movement of the cam which thus moves the plate 1 (7). The wafer 2 (7 ') is stationary. The wafer 1 (7) pushes the disk (not shown) which deforms and comes into contact with the wafer 2 (7 '). The braking is thus obtained by clamping the pads on the disc.
La figure 6 représente une vue en coupe d'un étrier intégré selon l'invention, à commande hydraulique. Les références ont les mêmes significations que sur la figure 4, le disque 20 étant de plus représenté. Figure 6 shows a sectional view of an integrated stirrup according to the invention, hydraulically controlled. The references have the same meanings as in Figure 4, the disc 20 being further shown.
La figure 7 représente une vue en coupe d'un étrier intégré selon l'invention, à commande à câble. Les références ont les mêmes significations que sur la figure 5, le disque 20 étant de plus représenté. FIG. 7 represents a sectional view of an integrated stirrup according to the invention, with cable control. The references have the same meanings as in Figure 5, the disc 20 being further shown.
Les figures 6 et 7 montrent bien l'intégration de l'étrier de frein à disque dans la structure. Figures 6 and 7 show the integration of the disc brake caliper in the structure.
Avantages de l'invention - Gain de poids, en supprimant les fonctions suivantes des solutions 1 0 existantes dans le cas du VTT: 1. vis de fixations étriers / bras de fourche (avant) et étrier/ cadre (arrière). ADVANTAGES OF THE INVENTION - Gain weight, by eliminating the following functions of existing solutions 1 0 in the case of ATV: 1. bolts fasteners calipers / forks (front) and caliper / frame (rear).
2. supports de fixations sur les bras de fourche (avant) et sur le cadre (arrière). 2. Mounting brackets on the forks (front) and on the frame (rear).
3. supports de fixations sur les étriers. Intégration d'un demi-étrier dans la fourche ou cadre. 3. mounting brackets on the stirrups. Integration of a half-caliper in the fork or frame.
- Gain de puissance de freinage à poids équivalent dans le cas de la route. - Braking power gain at equivalent weight in the case of the road.
- Gain de rigidité.- Gain rigidity.
- Offre constructeur globalisée au niveau des fonctions. - Globalized constructor offer at the function level.
- Réduction des coûts par suppressions de pièces dans le cas du VTT. - Reduced costs by removing parts in the case of ATVs.
- " Design "> de l'étrier tout à fait intégré au bras de fourche (avant) ou au cadre (arrière) en terme de coloris, matériaux, finitions, homogénéité des formes. - "Design"> the caliper fully integrated with the fork arm (front) or the frame (rear) in terms of colors, materials, finishes, homogeneity of shapes.
L'invention concerne les cycles comportant au moins un des systèmes décrits. The invention relates to cycles comprising at least one of the systems described.
L'invention concerne également des cycles comportant au moins un des 5 systèmes décrits, mais dont la structure serait différente, par exemple fourche ou bras oscillant mono-bras, ou toute structure accessible à l'homme de métier, de celle envisagée sur les figures annexées: l'homme de métier saurait alors effectuer les adaptations sans aucune difficulté. The invention also relates to cycles comprising at least one of the systems described, but whose structure would be different, for example fork or single-arm oscillating arm, or any structure accessible to those skilled in the art, of that envisaged in the figures. annexed: the skilled person would then make the adaptations without any difficulty.
L'homme de métier comprendra que l'on peut éventuellement équiper la 10 roue avant d'une commande hydraulique et la roue arrière d'une commande à câble, bien que ce ne soit pas recommandé; de telles options évidentes ne sortent pas du cadre de l'invention, de même que l'on peut équiper une roue, ou les deux. It will be appreciated by those skilled in the art that the front wheel of a hydraulic control and the rear wheel of a cable control may be fitted, although this is not recommended; such obvious options are not outside the scope of the invention, just as one wheel, or both, can be fitted.
Dans le cas d'autres types de cycles, comme les fauteuils roulants, l'homme 15 de métier saura adapter ce qui précède sans aucune difficulté. In the case of other types of cycles, such as wheelchairs, a person skilled in the art will be able to adapt the foregoing without any difficulty.
L'invention concerne également les éléments de structure de cycle, comme le bras de fourche de roue avant ou les haubans de cadre de roue arrière, équipés ou adaptés d'au moins un des systèmes décrits, ou adaptés pour recevoir un tel système. The invention also relates to the cycle structure elements, such as the front wheel fork arm or the rear wheel frame stays, equipped or adapted to at least one of the systems described, or adapted to receive such a system.
L'invention concerne encore les pièces détachées telles que étrier, plaquettes, éléments de fixation, éléments de commande de freinage, etc... The invention also relates to spare parts such as caliper, pads, fasteners, braking control elements, etc.
dans la mesure o elles sont adaptées pour être intégrées à un système de freinage selon l'invention. insofar as they are adapted to be integrated in a braking system according to the invention.
Applications - Cette innovation s'applique à tous types de vélos, notamment les Vélos de course et les Vélos Tout Terrain. Applications - This innovation applies to all types of bikes, including Race Bikes and All Terrain Bikes.
- L'invention peut-être appliquée avec un système de freinage par disque, hydraulique ou par câble. - The invention can be applied with a disc braking system, hydraulic or cable.
- L'invention s'applique pour le freinage de la roue avant (intégration dans le bras de fourche) et pour le freinage de la roue arrière (intégration dans le cadre). - The invention applies to the braking of the front wheel (integration into the fork arm) and braking of the rear wheel (integration into the frame).
- L'invention s'applique dans le cas de bicyclettes dotées des suspensions (avant; arrière; avant et arrière (bras oscillant)) ou dans le cas de bicyclettes rigides (non dotées de suspensions). - The invention applies in the case of bicycles with suspensions (front, rear, front and rear (swingarm)) or in the case of rigid bicycles (not equipped with suspensions).
- L'invention peut s'appliquer aussi dans le cas de système de freinage utilisant un double disque (double disque avant; double disque 10 arrière; doubles disques avant et arrière). The invention can also be applied in the case of a braking system using a double disc (double disc front, double disc rear, double discs front and rear).
- Mono bras avant et arrière, suspendu ou non. - Mono arm front and back, suspended or not.
L'invention couvre également tous les modes de réalisation et toutes les applications qui seront directement accessibles à l'homme de métier à la 1 5 lecture de la présente demande, de ses connaissances propres, et éventuellement d'essais simples de routine. 1 0 The invention also covers all the embodiments and all the applications which will be directly accessible to those skilled in the art upon reading this application, of their own knowledge, and possibly of simple routine tests. 1 0
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