FR2973769A3

FR2973769A3 - Potence de velo en materiau leger, notamment en materiau composite.

Info

Publication number: FR2973769A3
Application number: FR1152913A
Authority: FR
Inventors: Jean Marc Gueugneaud
Original assignee: Time Sport International SAS
Current assignee: Time Sport International SAS
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-10-12
Also published as: FR2973770A1; FR2973770B1; US20120255391A1

Abstract

Potence de vélo comportant un corps (2) en matériau léger, notamment en matériau composite, muni d'au moins un logement pour recevoir une pièce cylindrique, et des moyens de serrage (S) de cette pièce dans le logement pour assembler la potence et ladite pièce ; les moyens de serrage (S) comprennent au moins deux goujons (6) fixés dans le corps (2) de potence, au voisinage du logement (3), pour faire saillie sur le corps, la potence comportant dans une partie en regard mais espacée de la zone munie des goujons, au moins deux trous (8) conjugués pour être traversés par les goujons, et un écrou (9) associé à chaque goujon pour assurer le serrage de l'élément cylindrique dans la potence, ce serrage étant obtenu sans faire tourner les goujons dans le corps de potence.

Description

POTENCE DE VELO EN MATERIAU LEGER, NOTAMMENT EN MATERIAU COMPOSITE.

L'invention concerne une potence de vélo comportant un corps en matériau léger, muni d'au moins un logement pour recevoir une pièce cylindrique, et des moyens de serrage de cette pièce dans le logement pour assembler la potence et ladite pièce. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, une potence en matériau composite.

Par matériau léger, on désigne un matériau dont la masse volumique est au moins deux fois plus faible que celle de l'acier, un tel matériau englobant l'aluminium, le magnésium, les alliages légers, et les matériaux composites. Un matériau composite est généralement constitué de fibres de matière à haute résistance mécanique, notamment fibres de carbone ou fibres de verre, noyées dans une résine. L'invention concerne notamment la fixation d'un cintre de guidon dans une potence de vélo dont un capot de potence est serré sur le cintre et le corps par les moyens de serrage. L'invention concerne de la même manière le système de fixation de la potence sur la tige de fourche. Dans un vélo, la potence est un organe mécanique de sécurité faisant la jonction entre l'ensemble cadre fourche et le cintre. Aujourd'hui celle-ci doit répondre à la norme EN14781. Cette norme très sévère rend quasiment impossible la réalisation d'une potence avec seulement deux vis pour serrer le capot qui lie le cintre au corps de potence. Lors des tests de fatigue, les têtes de vis viennent rompre. Les nouvelles potences sont donc majoritairement des potences à quatre vis. Néanmoins la compétition en termes de poids des composants s'applique aussi à la potence. Il y a donc un grand intérêt à réaliser celle-ci en matériau léger, notamment composite. Les matériaux composites, plus généralement les matériaux légers, s'ils ont des caractéristiques structurelles très compétitives, sont néanmoins plus tendres et plus sensibles à l'abrasion que les métaux plus lourds. Un traditionnel montage vis/écrou est risqué surtout si l'on imagine que la potence et le cintre peuvent être montés et démontés plusieurs fois (réglage du cintre), et ce d'autant plus que la manipulation pourra être effectuée par un utilisateur, qui n'a que rarement les connaissances techniques appropriées.

Dans ce contexte il semble difficile de réaliser un montage traditionnel dans une potence en matériau composite où les quatre vis de fixation du capot seraient vissées dans la matière composite. Ces filetages pourraient se détériorer rapidement et il y a un risque important d'abîmer les filetages et ainsi de mal fixer le capot. Cela pourrait engendrer une désolidarisation du cintre et provoquer une grave chute. Ce problème se pose également pour un matériau léger. Il ne faut pas oublier que la potence est un organe de sécurité. L'état de l'art actuel a essayé de parer au problème en collant un insert aluminium à l'intérieur d'une potence en matériau composite, insert dans lequel on vient réaliser les taraudages. Néanmoins cette solution n'est plus compétitive en termes de poids, et cela d'autant plus avec la nécessité d'utiliser quatre vis de fixation (surpoids des vis plus surpoids de l'insert nécessairement plus imposant). De plus, les filetages d'un insert en aluminium sont relativement fragiles, et peuvent se détériorer en cas de vissages et dévissages répétés, éventuellement mal effectués. L'invention a pour but surtout, de proposer une potence de vélo en matériau léger, en particulier en matériau composite, qui ne présente plus, ou à un degré moindre, les inconvénients évoqués ci-dessus. Selon l'invention, une potence de vélo comportant un corps en matériau léger, notamment en matériau composite, muni d'au moins un logement pour recevoir une pièce cylindrique, et des moyens de serrage de cette pièce dans le logement pour assembler la potence et ladite pièce, est caractérisée en ce que les moyens de serrage comprennent au moins deux goujons fixés dans le corps de potence, au voisinage du logement, pour faire saillie sur le corps, la potence comportant dans une partie en regard mais espacée de la zone comportant les goujons au moins deux trous conjugués pour être traversés par les goujons, et un écrou associé à chaque goujon pour assurer le serrage de l'élément cylindrique dans la potence, ce serrage étant obtenu sans faire tourner les goujons dans le corps de potence.

Généralement, un logement ouvert est prévu à l'avant de la potence, pour recevoir un cintre, les goujons font saillie respectivement au-dessus et au-dessous du logement, la partie de la potence en regard étant constituée par un capot pour maintenir le cintre dans le logement, le capot comportant des trous pour être traversés par les goujons, un écrou étant associé à chaque goujon pour assurer le serrage du cintre entre le capot et le corps. Le capot peut être constitué par une pièce séparée du corps de potence.

Un logement et des goujons peuvent être prévus à l'arrière de la potence pour recevoir et serrer un tube, également appelé pivot, de fourche. La partie des goujons située dans le corps de potence est avantageusement filetée et vissée dans le corps.

De préférence, la partie des goujons située dans le corps de potence est collée à ce corps. Avantageusement, la potence comporte à l'avant quatre goujons, deux au-dessus et au-dessous du logement pour le cintre, tandis que le capot comporte quatre trous conjugués des goujons.

Le corps de potence peut comporter un insert délimitant le logement de la pièce cylindrique, et les goujons sont fixés dans l'insert. Avantageusement, les écrous comportent une tête à logement creux, à contour intérieur polygonal, notamment hexagonal, pour clé formée par une tige à section pleine à contour polygonal conjugué de celui du logement creux.

Le trou taraudé de l'écrou débouche dans la tête creuse prévue pour la clé de manoeuvre. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ces dessins : Fig. 1 est une vue en perspective de l'avant d'un corps de potence selon l'invention, avant mise en place des goujons. Fig. 2 montre, semblablement à Fig.1, le corps de potence après mise en place des goujons. Fig. 3 montre, semblablement à Fig.1, le corps de potence dans lequel est placé le cintre du guidon, le capot étant monté sur les goujons sans encore être serré. Fig. 4 montre, semblablement à Fig.3, le corps de potence, le cintre, le capot et les écrous à visser sur les goujons. Fig. 5 montre, semblablement à Fig.4, le corps de potence, le cintre, et le capot serré contre le cintre par les écrous vissés sur les goujons. Fig. 6 est une demi-coupe verticale partielle, à plus grande échelle de la potence assemblée, le cintre n'étant pas représenté, et Fig. 7 est une vue en perspective éclatée de la potence selon l'invention. En se reportant aux dessins, on peut voir une potence 1 de vélo comportant un corps 2 en matériau composite, muni vers l'avant (suivant le

sens de progression du vélo) d'un logement 3 pour recevoir un cintre 4 de guidon. Le logement 3 semi-cylindrique est ouvert vers l'avant. Le corps 2 est avantageusement constitué par une forme composite obtenue par moulage ou surmoulage. Le corps 2 comporte des trous taraudés 5 encadrant le logement 3, avantageusement quatre trous taraudés 5, respectivement deux au-dessus et deux au-dessous du logement 3 et du cintre 4. Des moyens de serrage S du cintre 5 comprennent des goujons 6, chaque goujon 6 étant fixé dans un trou taraudé 5 du corps de potence. Les goujons 6 font saillie sur le corps 2, la partie en saillie de chaque goujon étant filetée. La partie de la potence en regard du logement 3 est constituée par un capot 7, séparé du corps. Le capot 7 comporte quatre trous 8 pour être traversés par les goujons 6. Un écrou 9 est associé à chaque goujon 6 pour assurer le serrage du cintre 4 entre le capot 7 et le corps 2. Le serrage est obtenu en faisant tourner l'écrou 9 relativement au goujon 6, sans faire tourner le goujon 6 dans le corps de potence 2. Généralement la partie 6a (Fig.6) des goujons 6 située dans le corps de potence 2 est filetée et vissée dans le corps. Cette partie pourrait éventuellement ne pas comporter de filetage. La partie 6a est avantageusement fixée dans le corps 2 par collage. En variante, le corps 2 peut comporter un insert, éventuellement métallique, fixé dans le corps en particulier par collage, délimitant le logement 3, les goujons 6 étant fixés dans l'insert. Les écrous 9 comportent une tête à logement creux 9a, à contour intérieur polygonal, notamment hexagonal, à six pans, et à contour extérieur lisse, notamment tronconique. Une rondelle d'appui, non représentée, est généralement prévue entre l'écrou et le capot. La commande de la rotation de l'écrou 9 est assurée par une clé formée par une tige à section pleine à contour polygonal conjugué de celui du logement creux 9a dans lequel elle est engagée. Une telle clé est connue sous le nom de clé « Allen ». Le trou taraudé 9b (Fig. 6) de l'écrou 9 débouche dans le logement creux 9a prévu pour la clé de manoeuvre. Selon l'invention on ne vient pas serrer le capot 7 par l'intermédiaire de vis. On positionne les goujons 6, soit lors du moulage, soit par vissage / collage dans le corps. Le capot 7 est alors serré par quatre écrous 9, notamment précédés d'une rondelle pour éviter la friction sur le capot lors du serrage. Avec cette solution on peut éviter d'utiliser un insert aluminium dans le corps et on peut donc envisager un gain de 10% sur la masse de la pièce

La potence ainsi réalisée peut être obtenue directement de moulage, évitant ainsi des reprises d'usinage ultérieur, ou par collage a posteriori d'un insert réalisé en matériau composite Le remplacement de vis par des goujons présente aussi un autre intérêt.

En effet, selon l'art antérieur, le point critique sur les vis se situe à la tête de vis. La liaison tête / corps de vis engendre une rupture de forme (rayon du congé inférieur à 0.2mm) qui implique de très fortes concentrations de contraintes. Avec le goujon la tête de vis est remplacée par un écrou 9. Il n'y a donc plus cette rupture de forme, il n'y a plus de concentrations de contraintes qui transitent du corps à la tête. Cela contribue à améliorer la résistance en fatigue de la fixation (effort dimensionnant). On peut envisager de serrer le capot 7 avec des écrous 9 en aluminium car l'effort de flexion lors de la sollicitation est repris par le goujon 6 qui sera en acier. On peut aussi envisager de diminuer légèrement la taille des goujons, car l'absence de tête diminue les apparitions de fissures dues à la concentration de contraintes. Cela va dans le sens de proposer une solution sécuritaire mais très compétitive en terme de poids. Dans le même état d'esprit, cette solution de goujon 6 fixé dans le corps de potence, notamment moulé dans un insert de potence, peut être appliquée à la fixation de la potence au tube, également appelé pivot, de fourche. A l'arrière, le pivot de fourche est serré entre deux parties semicylindriques creuses de la potence, d'axe géométrique orthogonal à celui du logement 3, et séparées par une fente. L'une des parties arrière semicylindriques de la potence constitue le logement et comporte les goujons fixés de part et d'autre de ce logement. L'autre partie semi-cylindrique, solidaire du corps de potence, constitue la partie en regard comportant les trous traversés par les goujons. Les deux parties sont rapprochées élastiquement l'une de l'autre par vissage des écrous sur les goujons, avec serrage du pivot de fourche.

L'insert métallique éventuel chargé de supporter le cintre et les éléments de fixation pourra être assemblé sur le corps de potence 2 par tout moyen approprié choisi notamment parmi les moyens suivants : - Collage ; Surmoulage ; Blocage mécanique L'invention s'applique à tout type de matériau composite, notamment à des matériaux avec matrice thermoplastique L'invention s'applique également à des potences en alliage ou métal léger ou « tendre », notamment en magnésium.

Claims

REVENDICATIONS1. Potence de vélo comportant un corps (2) en matériau léger, notamment en matériau composite, muni d'au moins un logement pour recevoir une pièce cylindrique, et des moyens de serrage (S) de cette pièce dans le logement pour assembler la potence et ladite pièce, caractérisée en ce que les moyens de serrage (S) comprennent au moins deux goujons (6) fixés dans le corps (2) de potence, au voisinage du logement (3), pour faire saillie sur le corps, la potence comportant dans une partie en regard mais espacée de la zone munie des goujons, au moins deux trous (8) conjugués pour être traversés par les goujons, et un écrou (9) associé à chaque goujon pour assurer le serrage de l'élément cylindrique dans la potence, ce serrage étant obtenu sans faire tourner les goujons dans le corps de potence.
2. Potence selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un logement (3) ouvert est prévu à l'avant, pour recevoir un cintre (4), les goujons (6) faisant saillie respectivement au-dessus et au-dessous du logement, la partie de la potence en regard étant constituée par un capot (7) pour maintenir le cintre dans le logement , le capot (7) comportant au moins deux trous (8) pour être traversés par les goujons, un écrou (9) étant associé à chaque goujon pour assurer le serrage du cintre entre le capot et le corps.
3. Potence selon la revendication 2, caractérisée en ce que le capot (7) est constitué par une pièce séparée du corps de potence.
4. Potence selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un logement est prévu à l'arrière de la potence pour recevoir et serrer un pivot de fourche. 30
5. Potence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie (6a) des goujons située dans le corps (2) de potence est filetée et vissée dans le corps.
6. Potence selon l'une quelconque des revendications précédentes, 35 caractérisée en ce que la partie (6a) des goujons située dans le corps (2) de potence est collée à ce corps.25
7. Potence selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte à l'avant quatre goujons (6), deux au-dessus et au-dessous du logement (3) pour le cintre, tandis que le capot (7) comporte quatre trous conjugués des goujons.
8. Potence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps comporte un insert délimitant le logement de la pièce cylindrique, et les goujons sont fixés dans l'insert.
9. Potence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les écrous (9) comportent une tête à logement creux (9a), à contour intérieur polygonal, notamment hexagonal, pour clé formée par une tige à section pleine à contour polygonal conjugué de celui du logement creux.
10. Potence selon la revendication 9, caractérisée en ce que le trou taraudé (9b) de l'écrou débouche dans le logement creux (9a) de la tête.