FR2899867A1 - Dispositif pour la filtration des vibrations et des chocs sur un guidon de vehicule - Google Patents
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Abstract
Un guidon de véhicule (101) constitué d'un support en U (102) supportant un tube principal (103) par des fixations (105) comprenant des silentblocs (106) pour éviter tout contact direct entre le support (102) et le tube (103) afin de filtrer les vibrations et d'amortir les chocs provoqués par la motorisation et/ou le roulage sur terrains accidentés, sans perturber la précision de la direction.Une biellette (110) peut être installée pour limiter le débattement angulaire des oscillations du tube principal (103). Cette biellette est fixé de manière rigide sur le tube (103) et autour de la partie centrale du support en U (102) en enserrant un silentbloc (113) qui évite tout contact direct de la biellette (110) sur le support (102).
Description
La présente invention concerne des perfectionnements apportés dans le
domaine du guidon de direction pour bicyclette, motocyclette ou tout autre véhicule motorisé ou pas, ou tout autre véhicule tout-terrain (comprenant les scooters des mers et les motoneiges). Elle vise plus particulièrement à la filtration des vibrations et des chocs provoqués, lors de l'utilisation du véhicule, par la motorisation et/ou le roulage sur les terrains accidentés, sans perturber la précision de la direction. L'invention trouve son application chez les constructeurs de guidons pour ces types de véhicules et chez les constructeurs de ces véhicules.
L'objet de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse mais non exclusive pour équiper un vélo tout-terrain, une moto tout-terrain ou un quad tout-terrain. Les guidons vélos, motos ou quads sont largement répandus et connus de tous dans une utilisation classique. Il sert à transmettre le mouvement de rotation engendré par le pilote, à la roue ou aux roues directrices. Ces guidons sont le plus souvent fixés de manière rigide sur les véhicules et transmettent presque intégralement toutes les vibrations et les chocs au pilote, créant une fatigue excessive et des traumatismes pénalisant les performances du pilote.
Ces guidons sont réalisés en tube métallique d'alliage d'acier ou le plus souvent maintenant d'alliage d'aluminium pour minimiser la masse. Ce tube comporte plusieurs cintrages divisant le guidon en trois zones. Une première zone centrale comportant une partie droite horizontale d'environ 12 à 15 cm, puis un premier cintrage ou cintrage inférieur à chaque extrémité permettant aux deux extrémités du tube de monter dans le même plan et en faisant un angle par rapport à l'horizontale compris entre 20 et 60 . Puis deux zones positionnées symétriquement par rapport au milieu de la première zone, comportant chacune une portion droite avec les extrémités extérieures de chacune distantes d'environ 80 cm et avec les extrémités intérieures de chacune reliées chacune à la zone centrale par un deuxième cintrage ou cintrage supérieur. Les deux portions droites des deux extrémités sont les parties sur lesquelles sont fixées les poignets et les commandes que le pilote actionne. Ces cintrages sont réalisés de telle manière que les deux portions droites des deux zones d'extrémité ne sont pas le plus souvent colinéaires et forment des angles définis par le constructeur pour permettre une position naturelle au pilote et plus haute que la partie centrale. Il existe donc une multitude de guidon qui proposent des hauteurs et des positions des portions droites d'extrémité plus ou moins relevées vers le haut et plus ou moins dirigé vers le pilote. De plus, beaucoup de guidons ont une barre de renfort qui relie les deux cintrages supérieurs à l'aide de cavaliers de fixation. Le guidon est fixé le plus communément dans sa partie centrale par des fixations appelées pontets de guidon. Ces pontets de guidon sont au nombre de deux et placés symétriquement par rapport au plan médian du guidon et distant de l'ordre d'environ 10 cm. Chaque pontet est constitué de deux demies coquilles qui enserrent la partie droite de la zone centrale du guidon. En général deux vis serrent chaque demie coquille supérieure sur la demie coquille inférieure et, par pincement, immobilise le guidon dans la position choisie. Les deux pontets sont fixés de manière rigide sur la platine de direction soit par vis, soit parce que les deux demies coquilles inférieures font parties intégrantes de la platine de direction. Le problème de la transmission des vibrations et des chocs est connu. Une solution pour palier ce problème est de réaliser un montage souple des deux pontets de guidon sur la platine de direction en intercalant des silentblocs en élastomère. Cette solution donne satisfaction pour la filtration des vibrations et l'amortissement des chocs mais elle rend la direction imprécise car la souplesse des fixations des deux pontets distant de 10 cm environs engendre des mouvements parasites combinés de rotation et de basculements du guidon par rapport à la platine de direction qui se traduisent par un déplacement aux deux
3 extrémités du guidon distantes de 80 cm environs de l'ordre de huit fois supérieures aux déplacements des deux pontets dans leurs silentblocs. Le brevet US6712541 propose un montage particulier de la fixation du guidon sur une platine spéciale équipée de quatre fixations avec silentblocs. Ces silentblocs sont ici un peu plus espacés et limitent légèrement la rotation parasite et atténuent grandement le basculement du guidon. Mais le système nécessite de réaliser des pièces complexes à usiner et coûteuses.
La présente invention propose un guidon original permettant de filtrer les vibrations et d'amortir les chocs tout en conservant une direction précise et pouvant s'adapter sur les fixations rigides et peu coûteuses des véhicules actuels.
Pour atteindre cet objectif, ce guidon comprend deux parties distinctes. Une partie inférieure similaire à la zone centrale d'un guidon classique et permettant la fixation du guidon sur le véhicule. Une partie supérieure comprenant les deux zones symétriques d'un guidon classique mais liées directement l'une à l'autre par le tube les constituant. Pour réaliser cette liaison le tube comporte au moins un cintrage étant donné que les deux portions droites des extrémités ne sont pas colinéaires. Ces deux parties sont liées l'une à l'autre par deux fixations qui enserrent un matériau élastomère élastique interdisant tout contact direct entre les deux parties. Ces deux fixations sont positionnées au plus près des deux portions droites tenues par le pilote, soit distantes d'environs 30 à 40 cm. Ainsi le facteur 8 d'un guidon classique monté sur deux pontets souples est ramené à un facteur compris entre 2 et 2,7 et le mouvement de basculement est pratiquement supprimé.
Plus précisément, et en se référant aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, où l'on a représenté les réalisations préférées de l'invention : La Figure 1 montre une première construction d'un guidon conforme à l'invention où la partie supérieure est à position fixe par rapport à la partie inférieure, vue de l'arrière.
4 La Figure 2 est une vue de dessus de la Figure 1. La Figure 3 est une vue en perspective en partie éclatée de la Figure 1. La Figure 4 montre une deuxième construction d'un guidon conforme à l'invention où la partie supérieure peut être réglée angulairement sur les fixations avec la partie inférieure, vue de l'arrière. La Figure 5 est une vue de dessus de la Figure 4. La Figure 6 est une vue en perspective en partie éclatée de la Figure 4. La Figure 7 est une deuxième vue en perspective en partie éclatée de la Figure 4. La Figure 8 est une vue d'un demi guidon conforme à l'invention montrant un autre mode de réalisation de la fixation de la partie supérieure sur la partie inférieure, vue en perspective en partie éclatée. La Figure 9 montre une troisième construction d'un guidon conforme à l'invention où les fixations font parties intégrantes de la partie inférieure, et possédant un système de réglage du débattement angulaire de l'absorption de choc, vue en perspective en partie éclatée. La Figure 10 montre une vue en coupe suivant 1-I de la Figure 9.
Les Figure 1, Figure 2 et Figure 3 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une construction d'un guidon (1) conforme à l'invention. Le guidon (1) est constitué d'une partie inférieure, appelée support en U (2), servant à la fixation du guidon sur les pontets de guidon du véhicule (non représentés). Ce support en U (2) permet également de relever la hauteur du guidon par rapport à la platine de fixation du véhicule et sert de renfort pour une meilleure solidité du guidon. Sur ce support en U (2) est fixée une partie supérieure, appelée tube principal (3), comportant à chaque extrémité une portion droite (4) sur laquelle se fixent les poignets et les commandes (non représentées) que le pilote actionne pour conduire le véhicule. Comme sur un guidon classique, les deux portions droites (4) ne sont pas le plus souvent colinéaires de sorte que le tube les constituant possède au moins un cintrage pour pouvoir les lier l'une à l'autre. La fixation du tube principal (3) sur le support en U (2) est assurée par les fixations (5). L'ensemble est dessiné de manière 5 à obtenir une géométrie conforme à la forme d'un guidon classique soit avec les deux portions droites (4) positionnées à la bonne hauteur et dirigées vers le haut et vers le pilote avec les angles prédéfinis par le constructeur. Il existe donc une multitude de guidon à réaliser pour satisfaire au goût de chacun comme cela est le cas avec un guidon classique. Pour assurer la filtration des vibrations et l'amortissement des chocs, un silentbloc (6) constitué d'un matériau élastique de type élastomère est placé dans chaque fixation (5) pour isoler et éviter tout contact direct entre le tube principal (3) et le support en U (2). Ce matériau est, par exemple non limitatif, du caoutchouc synthétique ou pas ou du polyuréthane ou tout autre matière élastique. Différentes duretés d'élastomère peuvent être proposé pour satisfaire le désir de filtration de chacun. Ainsi réalisé, il n'y a pas contact direct entre le matériau du support en U (2) monté de façon rigide sur le véhicule et le matériau du tube principal (3) tenu par le pilote. Dans ce premier mode de réalisation les fixations (5) sont positionnées sur les portions droites (4) de sorte que le tube principal (3) possède une seule position possible du fait de la non colinéarité des deux portions droites (4). La déformation élastique des silentblocs (6) permet toutefois une légère oscillation du tube principal (3) dans les fixations (5). Ces oscillations permettent d'augmenter le confort du pilote par une augmentation du débattement vertical des extrémités du guidon tout en conservant une direction précise du fait du grand écartement des fixations (5). Les silentblocs (6) sont représentés ici à titre d'exemple non limitatif en forme de tronçon de tube à épaisseur constante mais on peut réaliser des silentblocs avec des épaisseurs différentes entre les parties supérieure et inférieure et les parties d'avant et d'arrière. Ainsi un silentbloc possédant une faible épaisseur sur l'avant et l'arrière et une épaisseur plus forte sur le dessus et le dessous, assure une bonne précision de direction et un bon amortissement vertical des chocs. Dans ce premier mode de réalisation les fixations (5) sont constituées, à titre d'exemple non limitatif, de deux parties. Une première partie ou coquille inférieure (7a) sur laquelle est fixée une deuxième partie ou coquille supérieure (7b) par des vis de fixations (8) qui, à titre d'exemple non limitatif, traversent la coquille supérieure (7b) et se vissent dans les taraudages réalisés dans la coquille inférieure (7a). Ces vis (8) assurent la fixation de l'ensemble mais peuvent également servir de réglage de la compression du silentbloc (6) pour ajuster l'équilibre entre précision de direction et confort de pilotage. Ainsi un silentbloc fortement comprimé donnera une direction très précise mais un confort inférieur à un silentbloc moins comprimé. Les coquilles inférieure (7a) et supérieure (7b) possèdent une forme pouvant accueillir la forme plus ou moins complexe du silentbloc (6). Le plan de joint des deux coquilles (7a) et (7b) est représenté ici positionné de manière horizontale mais il peut également sans sortir du cadre de l'invention être positionné verticalement ou dans tout autre position. Les fixations (5) peuvent également sans sortir du cadre de l'invention être constituées d'une seule pièce ouverte ou non qui enserre le silentbloc. Dans ce premier mode de réalisation, les coquilles inférieures (7a) sont fixées au support en U (2) par, à titre d'exemple non limitatif, soudure de sorte qu'elles fassent partie intégrante du support (2) mais il est toutefois possible de réaliser un assemblage différents des fixations (5) sur le support en U (2). D'autres solutions techniques comme la réalisation de pièces moulées, forgées ou taillées dans la masse par usinage peuvent très bien être utilisées pour la réalisation du support en U (2) avec ou sans fixation (5) incorporée. Les matériaux utilisés pour la réalisation du tube principal et du support en U seront, à titre d'exemple non limitatif, des alliages d'aluminium mais il est possible de les réaliser avec d'autres alliages d'acier, de titane ou tout autre matériau synthétique et notamment des matériaux composites de résines et de fibres.
7 Les Figure 4, Figure 5, Figure 6 et Figure 7 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une deuxième construction d'un guidon (101) conforme à l'invention où la partie supérieure peut être réglée angulairement sur les fixations avec la partie inférieure. Le guidon (101) est toujours constitué d'un support en U (102) supportant un tube principal (103) par des fixations (105) comprenant des silentblocs (106) pour éviter tout contact direct entre le support (102) et le tube (103).
Dans cette construction les deux fixations (105) sont colinéaires. Le tube principal (103) a toujours deux portions droites (104) le plus souvent non colinéaires, reliées l'une à l'autre par une partie centrale droite parallèle au plan du support en U (102) et colinéaire au deux fixations (105). Les deux fixations (105) sont disposées le plus écartées possible sur la partie centrale du tube principal (103) soit juste à coté des cintrages permettant de relier chaque portion droite (104) avec la partie centrale du tube principal (103). Cette disposition possède l'avantage déjà décrit dans le brevet GB2293800 de fournir un réglage supplémentaire de la position du guidon car le pilote peut non seulement régler la position angulaire du support en U (102) dans ses pontets de guidon le liant à la platine de fixation du véhicule (non représentés), mais il peut également régler la position angulaire du tube principal (103) par rapport au support en U (102). Dans le cadre de la présente invention, cette deuxième construction permet d'augmenter le déplacement angulaire lors des oscillations amorties du tube principal (103) par rapport au support en U (102). En comprimant plus ou moins les silentblocs (106) dans les fixations (105), à titre d'exemple non limitatif et en suivant la solution du premier mode de réalisation, en serrant plus ou moins les vis (108) de liaison des coquilles supérieures (107b) sur les coquilles inférieures (107a) on laisse plus ou moins d'amplitude aux oscillations pour accroître le confort.
Dans le cas d'un montage peu serré pour accroître le confort ou dans le cas d'une limitation volontaire du débattement angulaire des oscillations du tube principal (103) sur le support
8 en U (102) on peut installer une biellette de jonction (110). Cette biellette (110) est ici représentée, à titre d'exemple non limitatif, montée rigide, sur la partie centrale du tube principal (103) et colinéaire au fixations (105), par pincement à l'aide d'une vis (111) qui ferme le collier supérieur de la biellette (110) autour du tube (103). La deuxième extrémité de la biellette (110) est fixée de la même manière avec une vis (112) et autour de la partie centrale du support en U (102) mais ici le collier enserre un silentbloc (113) qui évite tout contact direct de la biellette (110) sur le support (102). En jouant sur les dimensions du silentbloc (113) et/ou sur le serrage de celui-ci dans le collier de la biellette, il est possible de limiter plus ou moins le débattement angulaire des oscillations du tube principal (103) par rapport au support en U (102). Le silentbloc (103) est représenté ici à titre d'exemple non limitatif en forme de tronçon de tube à épaisseur constante mais on peut réaliser un silentbloc avec des épaisseurs différentes entre les parties supérieure et inférieure et les parties d'avant et d'arrière. Ainsi un silentbloc possédant une forte épaisseur sur l'avant et l'arrière assure un bon confort par un plus grand débattement angulaire des oscillations et donc un meilleur amortissement vertical des chocs. Dans cette deuxième construction, les fixations (105) sont représentées, à titre d'exemple non limitatif, indépendantes du support en U (102) est fixées sur celui-ci par une vis (109). En effet la coquille inférieure (107a) possède une fente (114) qui permet à la vis (109) de rapprocher les deux faces de la fente afin de serrer et d'immobiliser la coquille (107a) sur le support en U (102). Afin de prévenir tout risque de démontage de la coquille (107a) il est préférable de mettre un pion de liaison (non représenté) traversant la coquille et le support en U (102). Ce pion peut être, à titre d'exemple non limitatif, une goupille fendue de type mécanindus ou comme cela est représenté sur la Figure 7, assuré par la vis (109) disposé sur la coquille (107a) de manière à devoir passer dans un grugeage (115) pratiqué sur le support en U (102).
La Figure 8 montre un autre mode de réalisation conforme à
9 l'invention de la fixation (205) de la partie supérieure sur la partie inférieure. Ici le guidon (201) est constitué du tube principal (103) fixé sur le support en U (102) par deux coquilles (216a) et (216b) possédant leur plan de joint dans le plan du support en U (102). Les vis (208) assurent le serrage de la coquille (216b) en passant à travers celle-ci, sur la coquille (216a) en se vissant dans les taraudages de celle-ci. Les deux coquilles sont ainsi fixées de manière rigide sur le support en U (102) et possède un moyen de sûreté comme définie précédemment et qui peut être constitué d'un pion d'immobilisation (non représenté) ou d'une des vis de serrage (208) passant dans un grugeage pratiqué sur le support en U (102). Les deux coquilles enserrent et compriment le silentbloc (206) à travers lequel passe le tube principal (103). Ainsi il n'y a pas de contact direct entre le tube principal et l'ensemble formé par les coquilles (216a) et (216b) et le support en U (102). La forme intérieure des coquilles (216a) et (216b) est faite de manière à correspondre à la forme extérieure du silentbloc (206) ici représenté cylindrique mais qui peut être très différente avec des variations d'épaisseur comme décrit précédemment dans le premier mode de réalisation.
Les Figure 9 et Figure 10 montrent, à titre d'exemple non limitatif, une troisième construction d'un guidon (301) conforme à l'invention où les fixations (305) font parties intégrantes du support en U (302), et possédant un système de réglage du débattement angulaire de l'absorption de choc. Dans cette construction les fixations (305) sont constituées d'une coquille inférieure faisant partie du support en U (302) et d'une coquille supérieure (317) maintenue par des vis (308), mais on peut également réaliser une fixation sans coquille supérieure en réalisant un collier fermé par au moins une vis à la manière de la fixation de la biellette (110) de la Figure 7. Les fixations (305) comportent un silentbloc (306) pour éviter tout contact du tube principal (103) sur le support en U (302). Les silentblocs (306) sont représentés ici à titre d'exemple non limitatif en forme de tronçon de tube à épaisseur constante mais on peut réaliser des silentblocs avec des épaisseurs différentes entre les parties supérieure et inférieure et les parties d'avant et d'arrière pour les mêmes raisons décrites dans les constructions précédentes.
La biellette de jonction (310) permet ici de régler le débattement angulaire du tube principal (103) par rapport au support en U (302) lors de l'amortissement des chocs. Cette biellette (310) est ici représentée, à titre d'exemple non limitatif, en deux parties distinctes. Une première partie (318) fixée de manière rigide sur la partie centrale du tube principal (103) par, à titre d'exemple non limitatif, pincement à l'aide d'une vis (321) qui ferme le collier autour du tube (103). Cette première partie (318) se prolonge, vers la partie droite du support en U, par un doigt représenté ici et à titre d'exemple non limitatif de forme cylindrique et de longueur (B) par rapport au centre du tube principal (103). Une deuxième partie (319) fixée de manière rigide sur la partie centrale du support en U (302) par, à titre d'exemple non limitatif, pincement à l'aide d'une vis (322) qui ferme le collier autour du support en U (302). Cette deuxième partie (319) se prolonge, vers le tube principal, par un fût représenté ici et à titre d'exemple non limitatif en forme de tube cylindrique et colinéaire au doigt de la première partie (318). A l'intérieur de ce fût est disposé un silentbloc (320) à l'intérieur duquel s'engage le doigt de la première partie (318) et isole chaque partie en interdisant tout contact direct de la première partie (318) sur la deuxième partie (319). En modifiant la longueur (B) du doigt de la première partie (318) on modifie la distance (L) de pénétration du doigt dans le fût et ainsi on modifie le déplacement angulaire possible du tube principal par rapport au support en U. Ainsi une grande valeur de (B) donnera une grande valeur de (L) et donc un grand bras de levier qui limitera plus le débattement angulaire pour plus de précision. A l'inverse une faible valeur de (B) permettra un plus grand débattement angulaire pour plus de confort. La modification de la longueur (B) peut être réalisée par un système à vis et écrou plus contre écrou (non représenté) ou bien en disposant de plusieurs partie supérieure (318) possédant des
11 longueurs (B) différentes et que l'utilisateur sélectionne en fonction de son choix. Le silentbloc (320) est représenté ici à titre d'exemple non limitatif en forme de tronçon de tube à épaisseur constante mais on peut réaliser un silentbloc avec des épaisseurs différentes entre les parties latérales et les parties d'avant et d'arrière pour favoriser plus ou moins le débattement angulaire.
Le guidon restera conforme à l'invention en adaptant les solutions de réalisation d'un mode décrit à un autre. Ainsi on peut réaliser un guidon conforme à l'invention en réalisant le premier mode avec des fixations de types (105), (205), ou (305), et un support en U adapté et suivant les descriptions du (102) ou (302). Toujours dans ce premier mode de réalisation il est possible d'adapter une biellette de jonction de type (110) ou (310) pour maîtriser le débattement angulaire des oscillations du tube principal sur le support en U. De la même façon un guidon suivant le deuxième mode peut être réalisé en utilisant une méthode de fabrication adapté du support en U et des fixations comme décrit dans le premier mode.
Claims (8)
1. Dispositif pour la filtration des vibrations et des chocs sur un guidon (1, 101, 201, 301) de direction d'un véhicule, constitué d'une partie inférieure appelée support en U (2, 102, 302) servant à la fixation du guidon sur les pontets de guidon du 305) pour assurer la fixation du tube principal (3, 103) sur le support en U (2, 102, 302) caractérisé en ce que un silentbloc (6, 106, 206, 306) est placé dans chaque fixation (5, 105, 205, 305) pour isoler et éviter 15 tout contact direct entre le tube principal (3, 103) et le support en U (2, 102, 302).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fixations (5) sont positionnées sur les portions droites (4) de sorte que le tube principal (3) possède une seule position 20 possible du fait de la non colinéarité des deux portions droites véhicule, d'une partie supérieure appelée tube principal (3, 103) comportant à chaque extrémité une portion droite (4, 104) sur laquelle se fixe les poignets et les commandes que le pilote actionne pour conduire le véhicule, de fixations (5, 105, 205, (4 ).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux fixations (105, 205, 305) sont colinéaires et sont disposées le plus écartées possible sur la partie centrale du tube 25 principal (103) soit juste à coté des cintrages permettant de relier chaque portion droite (104) avec la partie centrale du tube principal (103).
4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que une biellette de jonction (110, 310) est 30 installée pour une limitation volontaire du débattement angulaire des oscillations du tube principal (3, 103) sur le support en U (2,102, 302).
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la biellette (110) est montée rigide sur la partie centrale du tube 35 principal (103) et la deuxième extrémité de la biellette (110) est fixée autour de la partie centrale du support en U (102) et enserre un silentbloc (113) qui évite tout contact direct de labiellette (110) sur le support (102).
6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la biellette (310) permet de régler le débattement angulaire du tube principal (103) par rapport au support en U (102, 302) lors de l'amortissement des chocs.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la biellette (310) est en deux parties distinctes, une première partie (318) fixée de manière rigide sur la partie centrale du tube principal (103) et qui se prolonge, vers la partie droite du support en U (102, 302) par un doigt de longueur (B) par rapport au centre du tube principal (103), une deuxième partie (319) fixée de manière rigide sur la partie centrale du support en U (102, 302) et qui se prolonge vers le tube principal (103), par un fût colinéaire au doigt de la première partie (318), à l'intérieur de ce fût est disposé un silentbloc (320) à l'intérieur duquel s'engage le doigt de la première partie (318) et isole chaque partie en interdisant tout contact direct de la première partie (318) sur la deuxième partie (319).
8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que en modifiant la longueur (B) du doigt de la première partie (318) on modifie la distance (L) de pénétration du doigt dans le fût et ainsi on modifie le déplacement angulaire possible du tube principal (103) par rapport au support en U (102, 302).
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