WO2008009817A1 - Cadre de velo integrant un dispositif de freinage - Google Patents

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WO2008009817A1
WO2008009817A1 PCT/FR2007/001229 FR2007001229W WO2008009817A1 WO 2008009817 A1 WO2008009817 A1 WO 2008009817A1 FR 2007001229 W FR2007001229 W FR 2007001229W WO 2008009817 A1 WO2008009817 A1 WO 2008009817A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
braking
arm
securing means
elastic return
Prior art date
Application number
PCT/FR2007/001229
Other languages
English (en)
Inventor
Guy Valembois
Original Assignee
Time Sport International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Time Sport International filed Critical Time Sport International
Publication of WO2008009817A1 publication Critical patent/WO2008009817A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L1/00—Brakes; Arrangements thereof
    • B62L1/02—Brakes; Arrangements thereof in which cycle wheels are engaged by brake elements
    • B62L1/06—Brakes; Arrangements thereof in which cycle wheels are engaged by brake elements the wheel rim being engaged
    • B62L1/10—Brakes; Arrangements thereof in which cycle wheels are engaged by brake elements the wheel rim being engaged by the elements moving substantially parallel to the wheel axis
    • B62L1/14—Brakes; Arrangements thereof in which cycle wheels are engaged by brake elements the wheel rim being engaged by the elements moving substantially parallel to the wheel axis the elements being mounted on levers pivotable about different axes

Definitions

  • the present invention relates to a bicycle frame incorporating a braking device for a rim wheel, more particularly for a bicycle rim wheel.
  • the bicycles in the field of the cycle, generally comprise two wheels mounted on a frame and drive means with a pedal including at least one plate, at least one drive pinion secured to the rear wheel and a transmission chain between the tray and pinion, this for the vast majority.
  • the applicant of the present invention was led to use composite materials incorporating carbon fibers and / or other technical fibers for making frames.
  • the annular zone of the rim undergoes surface treatments such as ceramization and the braking pads themselves are made of materials capable of braking even in the presence of water, in a progressive manner, and these pads are susceptible to maintain these performances even when a high temperature rise occurs.
  • This mechanism includes:
  • These known braking means use a pair of arms arranged on either side of the rim. Each arm is rotatably mounted on a pivot which is secured to the frame. Two arrangements are then possible: either one end of the arm carries the shoe, the other end is connected to the transmission and the pivot is interposed between the two ends,
  • either one of the ends of the arm is pivotally mounted, the other end is connected to the transmission and the pad is interposed between the two ends,
  • the traction directions exerted by the transmission are adapted so that each pad is pressed against the rim when the user exerts a force on the lever with a multiplier effect.
  • Each of the arms further comprises biasing means, for example in the form of a loop spring, generally interposed between the frame and the arm so as to recall the arm and the pad which it bears after the practitioner exercised an action.
  • biasing means for example in the form of a loop spring
  • the return means usually a spring, are oversized.
  • the present invention provides a bicycle frame incorporating a braking device which is progressive, which eliminates the risk of jamming, which is lighter and more reliable than the devices of the prior art by removing a part and the pivot connection , but also by the possibility of a realization of the frame and the braking device of composite material.
  • a braking device to a bicycle frame according to the invention offers aerodynamic profile possibilities and particularly aesthetic forms with complete integration of said device in the branches of the front and / or rear forks of said frame.
  • the invention relates to a bicycle frame comprising at least one fork having two branches mounted on either side of a rim wheel, said frame being equipped with a braking device such that each branch of said fork incorporates at least one braking element comprising means for securing to the frame, a rigid arm movable relative to said securing means and capable of taking all the positions between two extreme resting and braking positions, a friction member carried by this arm and provided to cooperate with said wheel rim, and a resilient return connection interposed between the securing means and the arm.
  • FIG. 1 is an isolated schematic perspective view of a fork of a bicycle frame according to the invention in a first embodiment of the means for securing a braking element E comprising an elastic connection according to a first embodiment of FIG. production,
  • FIG. 2A and 2B a schematic sectional view along a transverse median plane of a fork of a bicycle frame according to the invention in a first embodiment of the fastening means of a braking element E comprising a connection elastic according to a first embodiment, in the rest position and braking of said element E,
  • FIG. 3 an isolated perspective schematic view of a braking element comprising an elastic connection according to a second embodiment
  • FIG. 4A and 4B a schematic sectional view along a transverse median plane of a fork of a bicycle frame according to the invention in a second embodiment of the means for securing an element E braking device comprising an elastic connection according to a second embodiment, in the rest and braking position of said element E,
  • FIG. 5 is an isolated schematic perspective view of a braking element comprising an elastic connection according to a third embodiment
  • FIGS. 6A and 6B a schematic sectional view along a transverse median plane of a fork of a bicycle frame according to the invention in a third embodiment of the means for securing a braking element E comprising a link elastic according to a third embodiment, in the rest position and braking of said element E.
  • Figure 1 shows a bicycle frame ⁇ according to the invention.
  • the design of a bicycle frame C which is the subject of the present invention can be applied to any type of frame, rigid or suspension, and to any type of bike, whether it is a mountain bike , road or city.
  • the advantages in terms of reliability, aerodynamics and safety provided by a frame incorporating a braking device according to the invention will be of particular interest to professionals and passionate amateurs.
  • the aesthetic appeal brought by this integration of the braking device is also likely to interest some manufacturers executives wanting to stand out from the competition.
  • a bicycle frame ⁇ generally comprises at least one fork 10 having two branches 12 mounted on either side of a wheel R rim J, as shown in Figures 2A, 2B, 4A, 4B, 6A and 6B.
  • a bicycle frame C is equipped with a braking device D such that each leg 12 of said fork 10 incorporates at least one braking element E comprising means 14 for securing the frame ⁇ , a rigid arm 16 movable relative to said means solidation 14 and able to take all the positions between two extreme positions of rest and braking, a member 18 of friction carried by this arm and provided to cooperate with said wheel rim, and a link 20 resilient return interposed between the fastening means 14 and the arm 16.
  • a fork designates both the front fork and the rear shrouds, the wishbone, or the base of a bicycle frame, as well as any other part of a cycle frame. likely to include two branches mounted on either side of a wheel.
  • Figures 1, 2A, 2B, AA and 4B it has been chosen to illustrate a front fork of a bicycle frame ⁇ according to the invention incorporating a braking device D.
  • FIGS. 6A and 6B there is shown an example of rear stays of a bicycle frame ⁇ according to the invention incorporating a braking device b.
  • two braking elements E are therefore located on either side of the rim J of a wheel R and arranged substantially symmetrically with respect to the plane of the wheel R, the friction member 18 worn. by each of the rigid arms 16 of these two braking elements E being oriented towards said rim J, this in a known manner.
  • Said friction member 18 carried by the arm 16 is in the form of a pad and is attached to said arm 16 by any appropriate means, including screwing, this also in a well known manner.
  • a braking element E comprises a link 20 with an elastic return allowing mobility of the rigid arm 16 relative to the securing means 14, that is to say with respect to the bicycle frame ⁇ .
  • the movement of a rigid arm 16 of a braking element E enabled by said elastic return link 20 is effected between two extreme positions:
  • each arm 16 of a braking element E provides receiving means 22 of these operating means retransmitting the action performed by the practitioner on a brake lever for example.
  • These receiving means 22 of the operating means may be simply in the form of a passage 24 formed at the upper end of the arm 16 of each element E braking.
  • Maneuvering means generally comprising a sheath and a cable connected at one end to a brake lever, a passage 24 is of suitable dimensions to allow only the passage of the cable, the sheath to remain resting on the upper end of the arm 16 to the right of passage 24 so that the maneuvering means can cause the approximation between the braking elements E belonging to each fork 10.
  • a braking element E By integration of a braking element E, the invention intends that at least a portion of a braking element E forms an integral part of a portion of the branch 12 of a fork 10 of a frame C according to the invention. For this purpose, and as illustrated in FIGS.
  • each branch 12 of a fork 10 of said frame C comprises at least one receiving housing 26 of an element E for braking .
  • a receiving housing 26 is in the form of a recess 28 made in the volume of the branch 12 of the fork 10, substantially in line with the part of a rim J with which the braking member 18 cooperates. preferably, this receiving housing 26 has come to manufacture with the fork 10 of a frame according to the invention. According to a first embodiment, in particular illustrated in FIGS.
  • a receiving housing 26 of an element E is situated substantially in the transverse median plane of the branch 12 to which said element E is integrated, and, this receiving housing 26 offers a volume containing the securing means 14, the link 20 with elastic return and the arm 16 of the element E at least in the braking position of said element E.
  • a receiving housing 26 of an element E provides a volume containing the securing means 14, the link 20 with elastic return and the arm 16 in all the positions that said arm can take. 16 between the rest position and the braking position of said element E.
  • the link 20 with elastic return between the securing means 14 and the arm 16 is constituted by at least one web 30 capable of being deformed from a position of rest a braking position under a force exerted between the securing means 14 and the arm 16 it connects and resume its initial rest position as soon as said effort is released, especially when the practitioner no longer operates the maneuvering means.
  • the term "sail” means at least one zone capable of deforming by bending, from a determined neutral position, resulting from manufacture, under an effort between the two parts that it connects and to resume its neutral initial position. as soon as said effort is released.
  • the web may be thin or thick if the material constituting it makes it possible to achieve the desired result of bending work.
  • this elastic return connection must withstand the rotational torque experienced during braking.
  • connection 20 with elastic return allowing a substantially translational movement of the friction member 18 during movement of the braking element E between its two extreme positions of braking and rest.
  • the link 20 with elastic return between the securing means 14 and the arm 16 of the element E is consisting of at least two sails 30 substantially identical and substantially parallel and capable of deforming.
  • this second design of a link 20 with elastic return consisting of two webs substantially identical in thickness, in width and in height, and parallel to each other, allows a substantially identical deformation of said webs under the force transmitted by the means. operating and therefore the displacement in translation of the arm 16 relative to the securing means 14.
  • This displacement in translation of the arm 16 and therefore of the friction member 18 optimally aligns the friction surface of the organ braking with the braking surface of the rim, thereby distributing the braking force as effectively as possible over said braking surface of said rim.
  • the resulting braking is powerful and very "biting" because it offers a maximum and instantaneous recovery of the forces exerted by the torque of the wheel during a braking.
  • the link 20 with elastic return between the securing means 14 and the arm 16 is constituted by at least two webs 30 of different heights, relative inclination of between 5 and 25 degrees and likely to deform. More precisely, this third design of a link 20 with elastic return consisting of two sails 30 of different heights makes it possible, thanks to the different deformations of said sails under the force transmitted by the maneuvering means, to control the instantaneous center of rotation of the arm 16 during its movement with respect to the securing means 14.
  • This control of the instantaneous center of rotation of the arm 16 and therefore of the friction member 18 makes it possible to progressively present the friction surface of the braking member against the braking surface of the rim, thus progressively increasing the force braking on said rim.
  • the securing means 14 of the braking element E also play an important role with respect to the reliability of the braking device D and the recovery of the rotational torque of the wheel during braking.
  • the securing means 14 of the element E to the frame ⁇ are in the form of a base 32 of said element E fixed to the frame by screwing .
  • a base 32 has a thickness e, a large width _ ⁇ and a height h.
  • at least two attachment points, or two screws connect said base 32 to the frame so as to block the rotation of said element E in the plane of the wheel R.
  • the means for securing an element E to the frame ⁇ are in the form of at least one impression 34 for receiving at least one stop 38 belonging to the frame ⁇ .
  • a reception impression 34 is constituted by a projecting shape formed in the thickness e of the base 32 so as to prevent the rotation of the element E in the plane of the wheel R.
  • the impression 34 of reception takes the form of a groove 36 made in the thickness e of the base 32 and of length substantially equal to the width I of said base 32 .
  • An abutment 38 in particular coming from manufacture with the frame ⁇ , is a raised shape adapted to cooperate with the protruding shape of the impression 34 of reception.
  • the securing means 14 of an element E are made from two reception impressions 34 situated on either side of the thickness e of the base 32 of said element E braking, the base 32 is thus locked in rotation in the plane perpendicular to the plane of the wheel R.
  • the two receiving impressions 34 are located at different heights of the base 32.
  • the securing means 14 of an element E can also be made from a receiving recess 34 cooperating with a stop 38 of the frame ⁇ and a fixing of the base 32 to the frame ⁇ at a point by screwing , especially using a screw.
  • the securing means 14 of an element E are in the form of a draping 40 of at least one part, in particular a part extending the base 32, said element E. In this case, it is necessary to provide the integration of the element E to each leg 12 of a fork 10 during its manufacture.
  • the invention preferably provides the element E braking composite material.
  • the securing means 14, the link 20 with elastic return and the arm 16 are made in one piece made of composite material, more particularly carbon-based fibers, aramid and / or glass embedded in a resin matrix.
  • the securing means 14, the base 32 and the arm 16 can be made from fibers favoring rigidity and lightness, such as carbon fibers.
  • the link 20 with elastic return, in particular less a veil 30, can be made from fibers favoring elasticity, such as glass fibers.
  • the base 32 and the arm 16 of the braking element E have geometries that are particularly adapted to mechanically resist the forces generated, as does the elastic return link 20 which must withstand the torque experienced during braking.
  • each element E according to the invention made in a monolithic piece made of composite material, is particularly attractive because the web 30 makes it possible to transmit to the securing means 14 and thus to the frame C the rotational torque exerted by the wheel during braking and undergone by the arm 16.
  • the progressiveness, the power of the elastic return can be adjusted easily by the profiles, the fibers, their diameters and / or their numbers, the orientations, the nature of the resin constituting the matrix.
  • Such a braking element E also brings an inherent advantage to its nature but far from negligible in the field of the cycle: the weight. Thanks to its realization in a monolithic piece made of composite material, a braking element E is likely to come from manufacture with the fork 10 which integrates it. The advantages mentioned above are then even more important and the integration of the braking element E is total.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

L'objet de l'invention est un cadre C de vélo comprenant au moins une fourche (10) comportant deux branches (12) montées de part et d'autre d'une roue R à jante J, ledit cadre C étant équipé d'un dispositif de freinage D tel que chaque branche (12) de ladite fourche (10) intègre au moins un élément E de freinage comportant des moyens de solidarisation (14) au cadre C, un bras (16) rigide mobile par rapport auxdits moyens de solidarisation (14) et apte à prendre toutes les positions entre deux positions extrêmes de repos et de freinage, un organe (18) de frottement porté par ce bras et prévu pour coopérer avec ladite jante de roue, ainsi qu'une liaison (20) à rappel élastique interposée entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16).

Description

CADRE DE VELO INTEGRANT UN DISPOSITIF DE FREINAGE
La présente invention concerne un cadre de vélo intégrant un dispositif de freinage pour une roue à jante, plus particulièrement pour une roue à jante de vélo. bans le domaine du cycle, les vélos comprennent généralement deux roues montées sur un cadre et des moyens d'entraînement avec un pédalier comprenant au moins un plateau, au moins un pignon d'entraînement solidaire de la roue arrière et une chaîne de transmission entre le plateau et le pignon, ceci pour la grande majorité.
Néanmoins, d'importants progrès ont été réalisés dans le domaine du cycle, sous l'impact notamment des grandes manifestations internationales et des professionnels qui y participent.
Dans ce domaine sportif, les amateurs sont également très exigeants et sont à la recherche de matériels très performants.
C'est ainsi que les cadres ont fortement évolué et on sait qu'il s'agit d'une partie très importante dans le comportement d'un vélo.
En effet, de la qualité d'un cadre dépendent pour une grande part le rendement et la restitution des efforts.
Il faut résoudre un problème devant lier deux paramètres antinomiques :
- la raideur pour éviter les déformations et donc l'absorption d'énergie, et - le poids qui doit être réduit afin de ne pas pénaliser le pratiquant, notamment lors de la présence sur le parcours de déclivités, voire de fortes déclivités. C'est ainsi que le déposant de la présente invention a été conduit à recourir à des matériaux composites intégrant des fibres de carbone et/ou d'autres fibres techniques pour la réalisation des cadres.
Les composants montés sur ces cadres sont très sophistiqués tant du point de vue des mécanismes que des matériaux qui les constituent.
C'est ainsi que les potences, les guidons, les dérailleurs et leurs commandes ont beaucoup évolué.
On constate par contre relativement peu de progrès dans le domaine des freins qui sont des éléments de sécurité d'abord mais de performance également. Les pratiquants notamment en compétition mais aussi les amateurs avertis ont besoin de dispositifs de freinage ayant d'excellentes performances dans les descentes surtout lorsque les conditions atmosphériques sont mauvaises.
Des progrès ont été réalisés sur l'interface du freinage. Ainsi, la zone annulaire de la jante subit des traitements de surface tel qu'une céramisation et les patins de freinage eux-mêmes sont réalisés dans des matériaux aptes à freiner même en présence d'eau, de façon progressive, et ces patins sont susceptibles de conserver ces performances même lorsqu'il se produit une forte élévation de température.
Le mécanisme pour exercer une pression de ces patins sur la jante reste pratiquement inchangé. Ce mécanisme comprend :
- un actionneur du type levier, manoeuvrable par le pratiquant, et
- une transmission des actions imprimées par le pratiquant sur le levier vers les moyens de freinage par cable ou par tout autre moyen y compris par fluide hydraulique. Ces moyens de freinage connus utilisent une paire de bras disposés de part et d'autre de la jante. Chaque bras est monté en rotation sur un pivot qui est solidaire du cadre. Deux agencements sont alors possibles : - soit l'une des extrémités du bras porte le patin, l'autre extrémité est liée à la transmission et le pivot est interposé entre les deux extrémités,
- soit l'une des extrémités du bras est montée sur pivot, l'autre extrémité est liée à la transmission et le patin est interposé entre les deux extrémités,
Les directions de traction exercées par la transmission sont adaptées pour que chaque patin soit plaqué contre la jante lorsque l'utilisateur exerce un effort sur le levier avec un effet multiplicateur.
Chacun des bras comprend de plus des moyens de rappel par exemple sous forme d'un ressort à boucle, généralement interposés entre le cadre et le bras de sorte à rappeler en retrait de la jante le bras et le patin qu'il porte après que le pratiquant a exercé une action.
Ces agencements de l'art antérieur présentent l'inconvénient de nécessiter une liaison pivot dont on peut mentionner plusieurs inconvénients. Les frottements du bras sur le pivot sont élevés, d'autant plus qu'il y a des particules projetées lors du roulage qui ont pu s'introduire entre le pivot et le bras. Ceci engendre une usure rapide de la liaison pivot et des efforts plus importants pour actionner le freinage.
De plus, il y a la présence d'un ressort, ce qui est une pièce supplémentaire, un poids supplémentaire, une source de problème par sa présence même. Comme ce ressort a une fonction de rappel, il faut que l'utilisateur exerce un premier effort pour annuler cet effort de rappel auquel s'additionne un second effort pour freiner. Pour être certain d'un retour efficace du bras portant le patin et pour vaincre les éventuels frottements supplémentaires au droit de la liaison pivot engendrés par la boue, les moyens de rappel, généralement un ressort, sont surdimensionnés.
L'effort exercé par le pratiquant pour annuler cet effort lors du freinage est donc augmenté d'autant. II est à remarquer que, sur un vélo, le pratiquant doit maintenir le guidon et agir avec un ou plusieurs doigts sur le levier si bien qu'il serait attractif pour le pratiquant de n'avoir à exercer qu'un faible effort, correspondant en outre quasiment au seul effort de freinage. La précision du freinage n'en serait que meilleure. Il est rappelé qu'il n'y a pas de possibilité d'introduire d'assistance au freinage comme dans les véhicules motorisés.
Quant à la solution qui consisterait à augmenter la longueur des bras, elle doit être tempérée par le fait que la course nécessaire au niveau du levier augmente. Aussi, plutôt que d'augmenter la puissance, il est nécessaire de supprimer les frottements parasites.
Un autre inconvénient de la liaison pivot réside aussi dans les éventuels défauts de progressivité lors des actions de freinage surtout s'il se produit des grippages partiels de ladite liaison pivot dus à une usure irrégulière des surfaces en contact en raison des frottements répétés. On note encore qu'il est difficile d'intégrer les bras des dispositifs de freinage de l'art antérieur dans un cadre d'autant plus lorsqu'il s'agit d'un cadre haut de gamme et réalisé en matériau composite, l 'aérodynamisme, la solidité et /ou simplement l'esthétique du cadre étant perturbés voire compromis. La présente invention propose un cadre de vélo intégrant un dispositif de freinage qui est progressif, qui supprime les risques de grippage, qui est plus léger et plus fiable que les dispositifs de l'art antérieur par suppression d'une pièce et de la liaison pivot, mais aussi par la possibilité d'une réalisation du cadre et du dispositif de freinage en matériau composite. L'intégration d'un dispositif de freinage à un cadre de vélo selon l'invention offre des possibilités de profil aérodynamique et des formes particulièrement esthétiques avec une intégration totale dudit dispositif dans les branches des fourches avant et/ou arrière dudit cadre. A cet effet l'invention α pour objet un cadre de vélo comprenant au moins une fourche comportant deux branches montées de part et d'autre d'une roue à jante, ledit cadre étant équipé d'un dispositif de freinage tel que chaque branche de ladite fourche intègre au moins un élément de freinage comportant des moyens de solidarisation au cadre, un bras rigide mobile par rapport auxdits moyens de solidarisation et apte à prendre toutes les positions entre deux positions extrêmes de repos et de freinage, un organe de frottement porté par ce bras et prévu pour coopérer avec ladite jante de roue, ainsi qu'une liaison à rappel élastique interposée entre les moyens de solidarisation et le bras. Le cadre de vélo selon la présente invention est maintenant décrit en détail suivant plusieurs modes de réalisation.
Cette description s'appuie sur les dessins annexés incluant différentes figures qui représentent :
- figure 1 : une vue schématique en perspective isolée d'une fourche d'un cadre de vélo selon l'invention dans un premier mode de réalisation des moyens de solidarisation d'un élément E de freinage comprenant une liaison élastique selon un premier mode de réalisation,
- figures 2A et 2B: une vue schématique en coupe selon un plan médian transversal d'une fourche d'un cadre de vélo selon l'invention dans un premier mode de réalisation des moyens de solidarisation d'un élément E de freinage comprenant une liaison élastique selon un premier mode de réalisation, en position de repos et de freinage dudit élément E,
- figure 3 : une vue schématique en perspective isolée d'un élément de freinage comprenant une liaison élastique selon un deuxième mode de réalisation,
- figures 4A et 4B : une vue schématique en coupe selon un plan médian transversal d'une fourche d'un cadre de vélo selon l'invention dans un deuxième mode de réalisation des moyens de solidarisation d'un élément E de freinage comprenant une liaison élastique selon un deuxième mode de réalisation, en position de repos et de freinage dudit élément E,
- figure 5 : une vue schématique en perspective isolée d'un élément de freinage comprenant une liaison élastique selon un troisième mode de réalisation,
- figures 6A et 6B : une vue schématique en coupe selon un plan médian transversal d'une fourche d'un cadre de vélo selon l'invention dans un troisième mode de réalisation des moyens de solidarisation d'un élément E de freinage comprenant une liaison élastique selon un troisième mode de réalisation, en position de repos et de freinage dudit élément E.
La figure 1 représente un cadre Ç de vélo selon l'invention. La conception d'un cadre C de vélo faisant l'objet de la présente invention peut être appliquée à tout type de cadre, rigide ou à suspension, et à tout type de vélo, qu'il s'agisse d'un vélo tout terrain, de route ou de ville. Les avantages en terme de fiabilité, d'aérodynamisme et de sécurité fournis par un cadre intégrant un dispositif de freinage selon l'invention intéresseront particulièrement les professionnels et les amateurs passionnés. L'attrait esthétique apporté par cette intégration du dispositif de freinage est aussi susceptible d'intéresser certains fabricants de cadres désireux de se démarquer de la concurrence.
Un cadre Ç de vélo comprend généralement au moins une fourche 10 comportant deux branches 12 montées de part et d'autre d'une roue R à jante J, comme illustré par les figures 2A, 2B, 4A, 4B, 6A et 6B. Contrairement aux cadres de vélo de l'art antérieur sur lesquels sont rapportés différents dispositifs de freinage, un cadre C de vélo selon l'invention est équipé d'un dispositif de freinage D tel que chaque branche 12 de ladite fourche 10 intègre au moins un élément E de freinage comportant des moyens de solidarisation 14 au cadre Ç, un bras 16 rigide mobile par rapport auxdits moyens de solidαrisαtion 14 et apte à prendre toutes les positions entre deux positions extrêmes de repos et de freinage, un organe 18 de frottement porté par ce bras et prévu pour coopérer avec ladite jante de roue, ainsi qu'une liaison 20 à rappel élastique interposée entre les moyens de solidarisation 14 et le bras 16. Pour la présente demande, une fourche désigne aussi bien la fourche avant que les haubans arrières, wishbone, ou base d'un cadre de vélo, ainsi que toute autre partie d'un cadre de cycle susceptible de comprendre deux branches montées de part et d'autre d'une roue. Sur les figures 1, 2A, 2B, AA et 4B, on a choisi d'illustrer une fourche avant d'un cadre Ç de vélo selon l'invention intégrant un dispositif de freinage D.
Sur les figures 6A et 6B, on a représenté un exemple de haubans arrière d'un cadre Ç de vélo selon l'invention intégrant un dispositif de freinage b. Dans tous les cas, deux éléments de freinage E sont donc situés de part et d'autre de la jante J d'une roue R et disposés de manière sensiblement symétriques par rapport au plan de la roue R, l'organe de frottement 18 porté par chacun des bras 16 rigides de ces deux éléments E de freinage se trouvant orienté vers ladite jante J, ceci de manière connue.
Ledit organe de frottement 18 porté par le bras 16 se présente sous forme d'un patin et est rapporté sur ledit bras 16 par tout moyen approprié, notamment par vissage, ceci aussi de manière bien connue.
Afin d'effectuer le freinage, un élément E de freinage comporte une liaison 20 à rappel élastique permettant une mobilité du bras rigide 16 par rapport aux moyens de solidarisation 14, soit par rapport au cadre Ç de vélo. Le mouvement d'un bras 16 rigide d'un élément E de freinage permis par ladite liaison 20 à rappel élastique s'effectue entre deux positions extrêmes :
- une position dite de repos de l'élément E représentée sur les figures 2 A, 4A et 6A dans laquelle l'organe de frottement 18 porté par le bras 16 est éloigné de la partie de la jante J avec laquelle il coopère pour effectuer le freinage, et,
- une position dite de freinage de l'élément E représentée sur les figures
2B, 4B et 6B dans laquelle l'organe de frottement 18 porté par le bras 16 est en appui sur la partie de la jante J avec laquelle il coopère pour effectuer le freinage.
Le mouvement d'un élément E de freinage, et plus particulièrement le rapprochement des deux éléments E de freinage afin d'effectuer leur passage depuis leur position de repos vers leur position de freinage, est provoqué par l'action de moyens de manoeuvre non représentés sur les différentes figures car bien connus et ne faisant pas l'objet de la présente invention. Toutefois, chaque bras 16 d'un élément E de freinage prévoit des moyens de réception 22 de ces moyens de manoeuvre retransmettant l'action effectuée par le pratiquant sur un levier de frein par exemple. Ces moyens de réception 22 des moyens de manœuvre peuvent se présenter simplement sous la forme d'un passage 24 réalisé au niveau de l'extrémité supérieure du bras 16 de chaque élément E de freinage.
Les moyens de manoeuvre comprenant généralement une gaine et un câble relié à une première extrémité à un levier de frein, un passage 24 est de dimensions adaptées pour autoriser uniquement le passage du câble, la gaine devant rester en appui sur l'extrémité supérieure du bras 16 au droit du passage 24 afin que les moyens de manoeuvre puissent engendrer le rapprochement entre les éléments E de freinage appartenant à chacune des fourches 10. Par intégration d'un élément E de freinage, l'invention entend qu'au moins une partie d'un élément de freinage E fait partie intégrante d'une partie de la branche 12 d'une fourche 10 d'un cadre C selon l'invention. A cet effet, et comme illustré sur les figures 1, 2A, 2B, AA, 4B, 6A et 6B, chaque branche 12 d'une fourche 10 dudit cadre Ç comprend au moins un logement de réception 26 d'un élément E de freinage. Un logement de réception 26 se présente sous la forme d'un évidement 28 réalisé dans le volume de la branche 12 de la fourche 10, sensiblement au droit de la partie d'une jante J avec laquelle coopère l'organe de freinage 18. De préférence, ce logement de réception 26 est venu de fabrication avec la fourche 10 d'un cadre Ç selon l'invention. Selon un premier mode de réalisation, notamment illustré sur les figures 1, 2A et 2B, un logement de réception 26 d'un élément E se situe sensiblement dans le plan médian transversal de la branche 12 à laquelle est intégrée ledit élément E, et, ce logement de réception 26 offre un volume contenant les moyens de solidarisation 14, la liaison 20 à rappel élastique et le bras 16 de l'élément E au moins dans la position de freinage dudit élément E. Selon un deuxième mode de réalisation, notamment illustré sur les figures AA, 4B, 6A et 6B, un logement de réception 26 d'un élément E offre un volume contenant les moyens de solidarisation 14, la liaison 20 à rappel élastique et le bras 16 dans toutes les positions que peut prendre ledit bras 16 entre la position de repos et la position de freinage dudit élément E. On constate donc que l'intégration du dispositif de freinage D à un cadre Ç selon l'invention, notamment grâce au logement 26 de réception, est susceptible d'offrir des avantages intéressants en terme d'aérodynamisme dudit cadre C ainsi qu'une bonne protection dudit dispositif de freinage Ç> lors d'une chute du pratiquant ou à d'éventuels obstacles naturels tels des branches dans le cas d'une application dudit cadre à des vélos tout terrain.
Ces premiers avantages de l'invention sont relayés par ceux procurés par la conception de la liaison 20 à rappel élastique interposée entre les moyens de solidαrisαtion 14 et le bras 16 de l'élément E, liaison permettant le retour en position de repos dudit élément E depuis sa position de freinage. Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures ZA et 2B, la liaison 20 à rappel élastique entre les moyens de solidarisation 14 et le bras 16 est constituée d'au moins un voile 30 susceptible de se déformer à partir d'une position de repos
Figure imgf000012_0001
une position de freinage sous un effort exercé entre les moyens de solidarisation 14 et le bras 16 qu'elle relie et de reprendre sa position initiale de repos dès que ledit effort est relâché, notamment lorsque le pratiquant n'actionne plus les moyens de manoeuvre. On entend par "voile" au moins une zone susceptible de se déformer par flexion, à partir d'une position neutre déterminée, issue de la fabrication, sous un effort subi entre les deux pièces qu'elle relie et de reprendre sa position initiale neutre dès que ledit effort est relâché. Ainsi, le voile peut être mince ou épais si le matériau qui le constitue permet d'atteindre le résultat souhaité de travail à la flexion. Toutefois, cette liaison 20 de rappel élastique doit résister au couple de rotation subi durant le freinage.
Afin d'optimiser le freinage et plus particulièrement pour répartir de manière uniforme l'effort de freinage transmis par l'organe de frottement 18 sur la partie de la jante J avec laquelle il coopère, l'invention prévoit un deuxième mode de réalisation de la liaison 20 à rappel élastique permettant un déplacement sensiblement en translation de l'organe de frottement 18 lors du mouvement de l'élément E de freinage entre ses deux positions extrêmes de freinage et de repos. Ainsi, selon un deuxième mode de réalisation d'une liaison 20 à rappel élastique, représenté sur les figures 3, 4 A et 4B, la liaison 20 à rappel élastique entre les moyens de solidarisation 14 et le bras 16 de l'élément E est constituée d'au moins deux voiles 30 sensiblement identiques et sensiblement parallèles et susceptibles de se déformer.
Plus précisément, cette deuxième conception d'une liaison 20 à rappel élastique constituée de deux voiles 30 sensiblement identiques en épaisseur, en largeur et en hauteur, et parallèles entre eux, permet une déformée sensiblement identique desdits voiles sous l'effort transmis par les moyens de manœuvre et donc le déplacement en translation du bras 16 par rapport aux moyens de solidarisation 14. Ce déplacement en translation du bras 16 et donc de l'organe de frottement 18 permet d'aligner de manière optimale la surface de frottement de l'organe de freinage avec la surface de freinage de la jante, répartissant ainsi au mieux l'effort de freinage sur toute ladite surface de freinage de ladite jante.
Le freinage ainsi réalisé est puissant et très « mordant » car il offre une reprise maximale et instantanée des efforts exercés par le couple de rotation de la roue lors d'un freinage.
Un tel freinage n'est pas adapté à tous les pratiquants, certains pratiquants préfèrent en effet avoir un dispositif de freinage offrant une certaine progressivité.
A cet effet, dans un troisième mode de réalisation, illustré sur les figures 6A et 6B, la liaison 20 à rappel élastique entre les moyens de solidarisation 14 et le bras 16 est constituée d'au moins deux voiles 30 de hauteurs différentes, d'inclinaison relative comprise entre 5 et 25 degrés et susceptibles de se déformer. Plus précisément, cette troisième conception d'une liaison 20 à rappel élastique constituée de deux voiles 30 de hauteurs différentes permet grâce aux déformées différentes desdits voiles sous l'effort transmis par les moyens de manoeuvre de maîtriser le centre instantané de rotation du bras 16 lors de son mouvement par rapport aux moyens de solidarisation 14. Cette maîtrise du centre instantané de rotation du bras 16 et donc de l'organe de frottement 18 permet de présenter de manière progressive la surface de frottement de l'organe de freinage contre la surface de freinage de la jante, augmentant ainsi progressivement l'effort de freinage sur ladite jante. Les moyens de solidarisation 14 de l'élément E de freinage jouent aussi un rôle important vis-à-vis de la fiabilité du dispositif de freinage D et de la reprise du couple de rotation de la roue lors d'un freinage.
Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1, ZA1 2B et 3, les moyens de solidarisation 14 de l'élément E au cadre Ç se présentent sous la forme d'une embase 32 dudit élément E fixée au cadre par vissage.
Une embase 32 présente une épaisseur e, une grande largeur _ \ et une hauteur h. Avantageusement, dans le cas d'une fixation de l'embase 32 de l'élément E uniquement par vissage, au moins deux points de fixation, soit deux vis, relient ladite embase 32 au cadre Ç de manière à bloquer la rotation dudit élément E dans le plan de la roue R.
Selon un deuxième mode de réalisation, dont une variante est illustrée sur les figures 4A et 4B, les moyens de solidarisation d'un élément E au cadre Ç se présentent sous la forme d'au moins une empreinte 34 de réception d'au moins une butée 38 appartenant au cadre Ç. Une empreinte 34 de réception est constituée par une forme en saillie réalisée dans l'épaisseur e de l'embase 32 de manière à empêcher la rotation de l'élément E dans le plan de la roue R.
Dans l'exemple représenté sur les figures AA et 4B, l'empreinte 34 de réception prend la forme d'une rainure 36 réalisée dans l'épaisseur e de l'embase 32 et de longueur sensiblement égale à la largeur I de ladite embase 32.
Une butée 38, notamment venue de fabrication avec le cadre Ç, est une forme en relief apte à coopérer avec la forme en saillie de l'empreinte 34 de réception. Dans une première variante illustrée sur les figures 4A et 4B, les moyens de solidarisation 14 d'un élément E sont réalisés à partir de deux empreintes 34 de réception situées de part et d'autre de l'épaisseur e de l'embase 32 dudit élément E de freinage, l'embase 32 est ainsi bloquée en rotation dans le plan perpendiculaire au plan de la roue R. De préférence, les deux empreintes 34 de réception sont situées à des hauteurs différentes de l'embase 32. Dans une deuxième variante, les moyens de solidarisation 14 d'un élément E peuvent aussi être réalisés à partir d'une empreinte 34 de réception coopérant avec une butée 38 du cadre Ç et d'une fixation de l'embase 32 au cadre Ç en un point par vissage, notamment à l'aide d'une vis.
Dans leur troisième mode de réalisation illustré sur les figures 5, 6A et 6B, les moyens de solidarisation 14 d'un élément E se présentent sous la forme d'un drapage 40 d'au moins une partie, notamment une partie prolongeant l'embase 32, dudit élément E. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir l'intégration de l'élément E à chaque branche 12 d'une fourche 10 lors de sa fabrication.
Afin de permettre la réalisation d'un élément E de freinage et donc d'un bras 16, d'une liaison 20 à rappel élastique, notamment d'au moins un voile 30, et de moyens de solidarisation 14 susceptibles de résister aux efforts de freinage, l'invention prévoit de préférence de réaliser l'élément E de freinage en matériau composite.
En l'occurrence, les moyens de solidarisation 14, la liaison 20 à rappel élastique et le bras 16 sont venus de fabrication en une seule pièce en matériau composite, plus particulièrement en fibres à base de carbone, d'aramide et/ou de verre, noyées dans une matrice en résine. Ainsi, dans un élément E de freinage fabriqué en une seule pièce en matériau composite, les moyens de solidarisation 14, l'embase 32 et le bras 16 peuvent être réalisés à partir de fibres privilégiant la rigidité et la légèreté, telles les fibres de carbone, tandis que la liaison 20 à rappel élastique, notamment au moins un voile 30, peut être réalisée à partir de fibres privilégiant l'élasticité, telles les fibres de verre.
L'embase 32 et le bras 16 de l'élément E de freinage ont des géométries particulièrement adaptées pour résister mécaniquement aux efforts engendrés, tout comme la liaison 20 à rappel élastique qui doit résister au couple de rotation subi durant le freinage.
L'agencement de chaque élément E selon l'invention, réalisé en une pièce monolithique en matériau composite, est particulièrement attractif parce que le voile 30 permet de transmettre aux moyens de solidarisation 14 et donc au cadre C le couple de rotation exercé par la roue lors du freinage et subi par le bras 16.
Le couple de rotation est donc transmis par la même pièce de l'interface roue
R/organe de freinage 18 jusqu'au caόre Ç.
Le pratiquant qui utilise cet agencement constate une très grande progressivité lors des actions sur le levier de frein car tous les éventuels frottements, points de grippage ou coincement mécanique engendrés par un ressort de rappel, sont supprimés.
L'effort de rappel élastique nécessaire pour manœuvrer le bras et pour le ramener en position neutre après une action de freinage est minimal si bien que l'effort exercé par le pratiquant est non seulement progressif mais quasiment intégralement réservé au freinage autorisant un dosage très précis. Ceci est d'autant plus vrai que les matériaux composites utilisant des fibres à haut module transmettent très fidèlement les efforts.
La progressivité, la puissance du rappel élastique peuvent être ajustées aisément par les profils, les fibres, leurs diamètres et/ou leurs nombres, les orientations, la nature de la résine constituant la matrice.
Un tel élément de freinage E apporte également un avantage inhérent à sa nature mais loin d'être négligeable dans le domaine du cycle : le poids. Grâce à sa réalisation en une pièce monolithique en matériau composite, un élément de freinage E est susceptible d'être venu de fabrication avec la fourche 10 qui l'intègre. Les avantages cités ci-dessus sont alors encore plus importants et l'intégration de l'élément de freinage E est totale.

Claims

REVENbICATIONS
1. Cadre C de vélo comprenant au moins une fourche (10) comportant deux branches (12) montées de part et d'autre d'une roue R à jante J, ledit cadre Ç étant équipé d'un dispositif de freinage D tel que chaque branche (12) de ladite fourche (10) intègre au moins un élément E de freinage comportant des moyens de solidarisation (14) au cadre Ç_, un bras (16) rigide mobile par rapport auxdits moyens de solidarisation (14) et apte à prendre toutes les positions entre deux positions extrêmes de repos et de freinage, un organe (18) de frottement porté par ce bras et prévu pour coopérer avec ladite jante de roue, ainsi qu'une liaison (20) à rappel élastique interposée entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16).
2. Cadre C de vélo selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque branche (12) de fourche (10) dudit cadre Ç comprend au moins un logement de réception (26) d'un élément E.
3. Cadre Ç de vélo selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un logement de réception (26) d'un élément E se situe sensiblement dans le plan médian transversal de ladite branche (12) et offre un volume contenant les moyens de solidarisation (14), la liaison (20) à rappel élastique et le bras (16) de l'élément E au moins dans la position de freinage dudit élément E.
4. Cadre Ç de vélo selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un logement de réception (26) d'un élément E offre un volume contenant les moyens de solidarisation (14), la liaison (20) à rappel élastique et le bras (16) dans toutes les positions que peut prendre ledit bras (16) entre la position de repos et la position de freinage dudit élément E.
5. Cadre C de vélo selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la liaison (20) à rappel élastique entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16) est constituée d'au moins un voile (30) susceptible de se déformer à partir d'une position de repos vers une position de freinage sous un effort exercé entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16) qu'elle relie et de reprendre sa position de repos dès que ledit effort est relâché.
6. Cadre Ç de vélo selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison
(20) à rappel élastique entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16) de l'élément E est constituée d'au moins deux voiles (30) sensiblement identiques, sensiblement parallèles et susceptibles de se déformer.
7. Cadre C de vélo selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison (20) à rappel élastique entre les moyens de solidarisation (14) et le bras (16) est constituée d'au moins deux voiles (30) de hauteurs différentes, d'inclinaison relative comprise entre 5 et 25 degrés et susceptibles de se déformer.
8. Cadre Ç de vélo selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément E de freinage est venu de fabrication avec la fourche.
9. Cadre Ç de vélo selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément E de freinage est réalisé en matériau composite.
10. Cadre Ç de vélo selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (14) de l'élément E au cadre Ç se présentent sous la forme d'une embase (32) dudit élément E fixée au cadre par vissage.
11. Cadre Ç de vélo selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (14) d'un élément E au cadre C se présentent sous la forme d'au moins une empreinte (34) de réception d'au moins une butée
(38) appartenant au cadre Ç.
12. Cadre Ç de vélo selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (14) se présentent sous la forme d'un drapage
(40) d'au moins une partie dudit élément E.
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