WO2011007054A1 - Dispositif d'accouplement et de desaccouplement de la direction d'un cycle ou analogue - Google Patents

Dispositif d'accouplement et de desaccouplement de la direction d'un cycle ou analogue Download PDF

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WO2011007054A1
WO2011007054A1 PCT/FR2009/052057 FR2009052057W WO2011007054A1 WO 2011007054 A1 WO2011007054 A1 WO 2011007054A1 FR 2009052057 W FR2009052057 W FR 2009052057W WO 2011007054 A1 WO2011007054 A1 WO 2011007054A1
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WO
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pin
coupling
bracket
fork
housing
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/052057
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English (en)
Inventor
Christian Gauthier
Jean François DION
Original Assignee
Bike Expand
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K21/00—Steering devices
    • B62K21/18—Connections between forks and handlebars or handlebar stems
    • B62K21/24—Connections between forks and handlebars or handlebar stems readily releasable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62H—CYCLE STANDS; SUPPORTS OR HOLDERS FOR PARKING OR STORING CYCLES; APPLIANCES PREVENTING OR INDICATING UNAUTHORIZED USE OR THEFT OF CYCLES; LOCKS INTEGRAL WITH CYCLES; DEVICES FOR LEARNING TO RIDE CYCLES
    • B62H5/00—Appliances preventing or indicating unauthorised use or theft of cycles; Locks integral with cycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62H—CYCLE STANDS; SUPPORTS OR HOLDERS FOR PARKING OR STORING CYCLES; APPLIANCES PREVENTING OR INDICATING UNAUTHORIZED USE OR THEFT OF CYCLES; LOCKS INTEGRAL WITH CYCLES; DEVICES FOR LEARNING TO RIDE CYCLES
    • B62H5/00—Appliances preventing or indicating unauthorised use or theft of cycles; Locks integral with cycles
    • B62H5/02—Appliances preventing or indicating unauthorised use or theft of cycles; Locks integral with cycles for locking the steering mechanism
    • B62H5/06—Appliances preventing or indicating unauthorised use or theft of cycles; Locks integral with cycles for locking the steering mechanism acting on the front wheel fork or steering head tube

Definitions

  • the present invention relates to a device for coupling and uncoupling the direction of a cycle. It aims in particular to improve the anti-theft device described in document FR-2,874,366.
  • One solution to prevent the theft of bicycles is to block either a wheel or the drive means, more particularly the chain, or is the direction.
  • the steering column secured to the handlebar relative to the steering sleeve secured to the frame, with a rod or a pin which passes through said sleeve and said column.
  • the steering column can not rotate relative to the steering socket so that it is impossible to act on the handlebar to move properly.
  • the head of the bracket is pivotally mounted relative to the steering column, coupling means such as a rod for example actuated by a cylinder, being capable of occupying two states, a first state corresponding to the deactivated state of the antitheft device in which they cinematically bind the head of the stem and the steering column, and a second state corresponding to the activated state of the antitheft device in which they allow relative pivoting between the head of the stem and the steering column.
  • coupling means such as a rod for example actuated by a cylinder, being capable of occupying two states, a first state corresponding to the deactivated state of the antitheft device in which they cinematically bind the head of the stem and the steering column, and a second state corresponding to the activated state of the antitheft device in which they allow relative pivoting between the head of the stem and the steering column.
  • the bicycle when the antitheft device is activated, the bicycle can not be directed, the handlebars being uncoupled in rotation from the fork.
  • the bicycle When the anti-theft device is deactivated, the bicycle can be steered correctly, the handlebar being rotatably coupled to the fork.
  • the coupling means generally comprise at least one pin capable of translating and stopping partly in a housing provided at the level of the head of the bracket and in a housing provided at the level of the column. of management. This pin is translated in one direction, in particular radial, as illustrated in the documents of the prior art.
  • the document FR-2,874,366 proposes an antitheft device for cycle asec coupling means comprising at least a first coupling element capable of translating in a first radial direction and to stop in a first impression and at least a second coupling element capable of translating in a second axial direction and to stop in a second impression.
  • this embodiment is not simple to manufacture if one seeks to reduce the operating clearances.
  • the present invention aims at overcoming the disadvantages of the prior art by proposing a device for coupling and uncoupling the direction of a cycle, and more generally any vehicle directed by a handlebar, of simple design, capable of be used as an antitheft device and limiting the risk of occurrence of a game in the direction.
  • the invention relates to a device for coupling and uncoupling between a fork axis and a stem of a cycle or the like, comprising a first coupling part kinematically connected to said fork axis, a second part coupling device kinematically connected to the bracket with a portion concentric to the first part, said first and second coupling parts being able to pivot relative to each other, as well as coupling means comprising at least one pin capable of translating in the axial direction and occupying a first position corresponding to the coupled state in which it is disposed in a housing and prevents any relative rotations between the fork axis and the stem and a second position corresponding to the uncoupled state in which it allows a relative rotation between the fork axis and the stem, characterized in that one of the two coupling parts nt comprises at least one housing adapted to receive at least a portion of said at least one peg and in that the other coupling part comprises at least one protruding form called lug of which
  • the present invention also provides a cycle antitheft device and a bracket incorporating the coupling and uncoupling device according to the invention.
  • FIG. 1A is a perspective view of a bracket according to the invention in a first coupled state
  • FIG. 1B is a perspective view of a bracket according to the invention in a second uncoupled state
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an exploded view of the various parts of a bracket according to the invention
  • FIG. 3A is a vertical section illustrating the stem in the coupled state
  • FIG. 3B is a vertical section illustrating the stem in the uncoupled state
  • FIG. 4 is a perspective view of a pin according to the invention.
  • FIGS. 5A and 5B are sections illustrating two phases of the engagement of the pion
  • FIG. 5C is a section illustrating an alternative to FIG. 5B
  • FIG. 6 is a vertical section of a variant of the device of the invention for an anti-theft application.
  • FIG. 7 is a vertical section of another variant of the device of the invention for an anti-theft application.
  • a stem of a cycle providing the connection between a fork and a handlebar.
  • the invention is not limited to this application and can be applied to all vehicles incorporating a steering column connected to a control.
  • the bracket may be equipped with a coupling and uncoupling device according to the invention so as to uncouple momentarily the handlebar and the fork in order to facilitate the storage of the cycle, the handlebars can be arranged in the plane of the frame.
  • the bracket may be equipped with a coupling and uncoupling device according to the invention so as to couple or uncouple two parts of the steering column, the uncoupled state corresponding to the activation of the antitheft device and the coupled state corresponding to the deactivation of the antitheft device.
  • the coupling and uncoupling device according to the invention is not necessarily integrated in the stem and could be placed at another location of the steering column.
  • axial direction means the direction corresponding to the axis of the direction.
  • longitudinal plane is meant a plane containing the axial direction and the median axis of the cycle corresponding to the "straight" direction of the cycle.
  • transverse plane is meant a plane perpendicular to the longitudinal plane containing the axial direction.
  • Radial plane means a plane perpendicular to the axial direction.
  • the bracket 10 comprises a portion disposed in the extension of the fork and a portion disposed along the longitudinal plane comprising means for securing a handlebar.
  • the bracket includes an axial bore 12 used to house a coupling / uncoupling system. It optionally comprises a radial bore 14 for housing a control adapted to cause the change of state of the coupling / uncoupling system when the device is used as a lock as illustrated in Figures 6 and 7.
  • the device comprises a fork pin 16 pivotally mounted in the axial bore 12, a first rolling cage 18 attached to the end of the fork pin 16 and kinematically linked to said fork axis 16, forming a first portion of the coupling and a second bearing housing 20 interposed between the axial bore 12 and the first rolling cage 18, kinematically connected to the bracket 10, forming a second part of the coupling.
  • the first rolling cage 18 comprises a body with an internal bore 22 whose diameter is adapted to that of a bearing of the fork axis 16, said first bore having grooves 24 capable of cooperating with splines 26 provided on the fork axis 16 to ensure the kinematic connection between the fork axis 16 and the first rolling cage 18.
  • Other technical solutions could be envisaged to cinematically connect the rotation fork 16 and the first rolling cage 18.
  • Means 28 are provided for immobilizing in the axial direction the first roll cage 18 with respect to the fork axis 16, in particular a washer and a nut which is screwed at the threaded end of the fork axis.
  • the first rolling cage 18 is substantially cylindrical and comprises on the outside a bearing surface 30 extended upwards by a shoulder 32, said bearing surface 30 and said shoulder 32 being connected by a portion with an arcuate section forming a raceway. bearing 34.
  • the second rolling stand 20 comprises a first internal bore 36 whose diameter is very slightly greater than the diameter D of the bearing surface 30 of the first rolling cage 18 and which comprises in the upper part a portion with an arcuate section forming a rolling path 38.
  • the second roll cage 20 has a cylindrical shape outside with at least a portion of its circumference splines 40 which cooperate with splines formed at the axial bore 12 of the bracket.
  • Other technical solutions could be envisaged for kinematically linking the stem 10 and the second rolling cage 20 in rotation.
  • the axial bore 12 comprises a shoulder 42 against which can bear the lower end of the second rolling cage 20.
  • balls 44 are provided between the raceways 34 and 38.
  • the device comprises a second bearing 46 inserted between the fork axis and the stem.
  • the fork axis is made in two parts, an upper part 16.1 in the form of an asec axis at its lower end a shoulder 48 and an lower part 16.2 providing the connection.
  • a fork tube with a hollow cylindrical shape closed at an upper end by a wall 50 comprising an orifice fitted to the diameter of the axis of the upper portion 16.1 and less than the diameter of the shoulder 48.
  • the second bearing 46 may be interposed between a shoulder 52 provided at the axial bore 12 of the bracket and the lower portion 16.2 of the fork axis.
  • the elements of the coupling system provide guidance in rotation without play between the axis of the fork and the stem.
  • the coupling means comprise at least one pin 54 capable of translating in the axial direction and of which at least a portion is able to be housed in a housing 56 formed in one of the two elements to be coupled.
  • the second rolling cage 20 comprises in the lower part at least one notch-shaped slot constituting a housing 56 adapted to receive at least a portion of a pin 54.
  • the device comprises two pins 54 diametrically opposed housing in two housing 56 diametrically opposed.
  • Each housing 56 comprises two substantially parallel lateral walls 58, spaced apart by a distance E and a bottom 60 disposed in a radial plane offset upwards with respect to the lower end of the second rolling cage 20.
  • the first cage 18 includes at least one lower portion at least one protruding shape 62 called pin, of which at least one contact surface 64 is able to cooperate with at least one contact surface 66 of the pin 54.
  • the contact surface 64 of the pin 62 and / or the contact surface 66 of the pin is inclined so that the translation along the longitudinal axis of the pin 54 causes it to wedge between the contact surface 64 of the first rolling cage 18 and at least one of the surfaces laterally, the housings 56 may be provided at the level of the first roll cage 18 and the at least one lug at the second roll cage 20.
  • the first rolling cage 18 comprises four lugs 62 arranged at 90 °, each lug comprising upwardly flaring side walls each forming a contact surface 64.
  • each peg 54 is in two substantially symmetrical parts according to its median plane referenced 68.
  • a pin comprises an outer face 70 whose profile is adapted to the curvature of the bore 12, an inner surface 72, two side walls 74 adapted to bear against the faces 58 of the notches 56 of the second rolling stand 20, a lower face 76 and an upper face 78.
  • the upper face 78 and the inner face 72 comprise a T-shaped cut-out which extends approximately half the thickness of the peg 54 (the thickness corresponding to the radial direction) so as to define on the one hand a central shape recessed 80 with two side walls forming two slightly flared contact surfaces 66, progressively diverging closer to the upper surface 78, and two shoulders 82 on either side of the recessed central shape 80 , shifted downward relative to the upper surface 78.
  • the spacing e between the contact surfaces 66 of the pin is determined as a function of the spacing E between the contact surfaces 64 of the pin so that the two parts of the pin 54 are glued against each other until the pin has moved sufficiently as shown in Figure 5A and deviate when the pin 54 has exceeded this threshold as shown in Figure 5B .
  • the lug tends to move the two parts which gradually become wedged between the first rolling cage 18 and the second rolling cage 20.
  • the arrangement according to the invention with inclined contact surfaces makes it possible to avoid the appearance of games or to compensate them while facilitating the centering of the elements to be coupled.
  • the lateral faces 74 comprise in the upper part, offset upwards relative to the shoulders 82 of the inclined faces 84.
  • the lower face 76 comprises symmetrically with respect to the plane 68 two recesses 86. This arrangement allows the two parts of the pin 54 to switch as shown in Figure 3C.
  • the two parts of the pin 54 can move apart by combining a translation in the manner of Figure 5B and a tilting in the manner of Figure 5C.
  • the pin 54 comprises in the lower part of the lateral surfaces 74 two wings 88, the pin 54 thus having an inverted T shape.
  • the device comprises a cylinder 90 adapted to slide in the axial direction along the axis of fork 16 and control means of said cylinder ensuring a movement in the axial direction of said cylinder 90.
  • the barrel 90 supports two pins 54.
  • the latter comprises diametrically opposite two notches 94 inverted T-shaped whose dimensions allow the separation of the two parts of each pin 54 (through a translation and / or a tilting) while synchronizing the translational movements in the axial direction of the barrel 90 and pins 54.
  • the barrel / peg assembly may be always cinematically connected in rotation to either the first rolling stand 18 or the second rolling stand 20 even in the uncoupled state.
  • the dimensions of the first roll cage, the second roll cage 20 and the offset between the shoulders 82 with the upper surface 78 of the pins are such that at least the portion of the pin disposed above the shoulders 82 still remains in the housing 56 corresponding to the second raceway 20.
  • the barrel 90 may comprise notches capable of always cooperating with lugs formed in the lower part of the first rolling cage 18 and whose depth allows the translational movement in the axial direction of the barrel 90.
  • the coupling between the pin and the first rolling cage and the coupling between the pin and the second rolling cage are offset in time and carried out one after the other during the translation of the pin by the offset downwards of the shoulders 82 relative to the upper surface 78.
  • the operating principle of the device is as follows:
  • each part of the pin constitutes a wedge interposed between the first rolling cage 18 and the second rolling stand 20 which are then kinematically connected in rotation.
  • control means 90 may be double-acting or single-acting.
  • a spring 100 is placed under the barrel 90 to keep it in the up position at the coupled state.
  • the control comprises on the one hand two pins 102 fixed on the barrel 90, diametrically opposed and arranged in a radial direction, passing through two oblong and vertical slots 104 formed in the bracket 10 so as to project outside the latter, and secondly, a ring 106 pivoting around the bracket 10 with two lights 108 whose shapes are adapted so that the rotational movement of the ring 106 causes the translation down the pawns 102 and thus of the barrel 90 against the spring 100.
  • the lights 108 have a triangular shape whose base corresponds to the lower position of the barrel and the top upper to the upper position of the barrel.
  • the user wishes to arrange the handlebar of the cycle in the same direction as the plane of the wheel to facilitate for example its storage, it rotates the ring 106, as shown in Figure IB, so that the pins 102 are disposed at the base of the lights 108.
  • This rotational movement of the ring 106 causes through the pins 102 the downward translation of the barrel 90 against the spring 100 and the device is in the uncoupled state.
  • the device according to the invention can be used as an antitheft device.
  • a return means for example a spring, is interposed between the first roll cage 18 and the barrel 90 in order to maintain the latter in the position corresponding to the uncoupled state.
  • a member is provided to ensure the translation and maintenance of the cylinder 90 in the position corresponding to the coupled state.
  • a pusher 110 slides in the radial bore 14 and tends to translate to the cylinder 90 under the action of a spring 112.
  • a locking mechanism and unlocking controlled by a key tends to maintain spaced the pusher 110 of the cylinder 90 against the spring 112.
  • a fork 114 is interposed between the pusher 110 and the barrel 90 to transform the translational movement in the radial direction of the pusher 110 into translational movement in the axial direction of the barrel 90.
  • the locking mechanism and unlocking keeps the plunger 110 in the spaced position against the spring 112.
  • the fork 114 is substantially horizontal and the barrel 90 in the low position. The rotation of the stem does not cause rotation of the fork axis.
  • the locking mechanism When it is desired to remove the lock, it activates the locking mechanism and unlocking. The latter releases the pusher 110 which due to the action of the spring 112 is translated towards the fork axis 16.
  • the fork 114 then causes the translation of the barrel 90 upwards and the coupling of the axis of fork 16 and the gallows 10. It is noted that in this state, the fork 114 is disposed substantially parallel to the axial direction so that the resultant in the axial direction of the force of the fork 114 on the barrel 90 is the largest end of the stroke of the pusher 112.
  • a key cylinder 116 is disposed in the radial bore 14 and comprises at one end towards the barrel 90 a pin 118 which is eccentric with respect to the axis of rotation of the key cylinder. 116 which cooperates with said barrel 90.
  • the pin 118 is disposed downwards and keeps the barrel in the uncoupled state.
  • the invention is not limited to the operating means of the cylinder described but covers all the solutions intended to cause the maintenance and the translation of the cylinder 90.

Abstract

18 ABREGE DESCRIPTIF Dispositif d'accouplement et de désaccouplement entre un axe de fourche (16) et une potence (10) d'un cycle, comprenant une première partie (18) liée audit axe(16), une deuxième partie (20) liée à la potence (10), lesdites parties (18, 20) pivotant l'une par rapport à l'autre, et des moyens d'accouplement comportant un pion (54) se translatant axialement et occupant une première position empêchant 5 toutes rotations entre l'axe (16) et la potence (10) et une secondeposition autorisant une rotation entre l'axe (16) et la potence (10), une des parties (20) comprend un logement (56) recevant une partie dudit pion (54) et l'autre partie(18) comprend un ergot (62) dont une surface (64) coopère avec une surface du pion (54), la surface (64) et/ou la surface étant inclinée pour 10 provoquer le coincement du pion (54) entre la surface (64) de l'ergot (62) et une surface(58) dudit logement (56). Figure 2

Description

DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT ET DE DESACCOUPLEMENT DE LA
DIRECTION D'UN CYCLE OU ANALOGUE
La présente invention se rapporte à un dispositif d'accouplement et de désaccouplement de la direction d'un cycle. Elle vise notamment à améliorer le dispositif antivol décrit dans le document FR-2.874.366.
Une solution pour éviter le vol des bicyclettes consiste à bloquer soit une roue, soit les moyens d'entraînement, plus particulièrement la chaîne, ou soit la direction.
Pour bloquer la direction, on immobilise généralement la colonne de direction solidaire du guidon par rapport à la douille de direction solidaire du cadre, à l'aide d'une tige ou d'une goupille qui traverse ladite douille et ladite colonne. Ainsi, lorsque le dispositif antivol est activé, la colonne de direction ne peut pas pivoter par rapport à la douille de direction si bien qu'il est impossible d'agir sur le guidon pour se diriger convenablement.
Même si le blocage est relativement efficace, ce type de dispositif antivol n'est pas pleinement satisfaisant car le voleur en tentant de s'emparer de la bicyclette a tendance à essayer de braquer le guidon ce qui peut endommager la colonne de direction et/ou le dispositif de blocage. Ce risque d'endommagement est d'autant plus élevé que l'effort du voleur est démultiplié en raison du bras de levier formé par le guidon. Ainsi, l'effort induit par le voleur au niveau des extrémités du guidon provoque des contraintes mécaniques au niveau de la zone de blocage relativement élevées susceptibles d'engendrer des déformations au niveau du tube formant la colonne de direction. Ce risque d'endommαgement de la bicyclette est inhérent à tous les dispositifs antivols bloquant un organe à l'état activé.
Pour pallier cet inconvénient, les documents JP-2000-289667, US-2.139.984, US-5.085.063, EP-442.905 décrivent une autre solution qui vise à désaccoupler le guidon et la fourche lorsque le dispositif antivol est activé et à les accoupler de nouveau lorsqu'il est désactivé.
Dans ce cas, la tête de la potence est montée pivotante par rapport à la colonne de direction, des moyens d'accouplement tels qu'une tige par exemple actionnée par un barillet, étant susceptibles d'occuper deux états, un premier état correspondant à l'état désactivé du dispositif antivol dans lequel ils lient cinématiquement la tête de la potence et la colonne de direction, et un second état correspondant à l'état activé du dispositif antivol dans lequel ils autorisent un pivotement relatif entre la tête de la potence et la colonne de direction.
Ainsi, lorsque le dispositif antivol est activé, la bicyclette ne peut pas être dirigée, le guidon étant désaccouplé en rotation de la fourche. Lorsque le dispositif antivol est désactivé, la bicyclette peut être dirigée correctement, le guidon étant accouplé en rotation à la fourche.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'accouplement comprennent généralement au moins un pion susceptible de se translater et de s'immobiliser en partie dans un logement ménagé au niveau de la tête de la potence et dans un logement ménagé au niveau de la colonne de direction. Ce pion se translate selon une seule direction, notamment radiale, comme illustré dans les documents de l'art antérieur.
Même si ce type de dispositif dissuade les voleurs et limite les risques d'endommagement des organes de direction lors d'une tentative de vol, il ne donne pas pleinement satisfaction car cet agencement induit dès l'origine ou à l'usure, un jeu au niveau de la direction préjudiciable au pilotage de la bicyclette. En effet, en raison du déplacement en translation de l'élément d'accouplement, il existe, d'origine ou à l'usure, un jeu entre ledit élément et son ou ses logements ce qui se traduit par un jeu entre la potence et la colonne de direction. Dans le cas d'un vélo tout-terrain, ce jeu au niveau de la direction a tendance à s'accroître rapidement en raison des contraintes et des chocs endurés par la direction.
Enfin, l'accouplement en rotation des solutions existantes n'est pas suffisamment résistant pour subir les tests d'homologation.
Pour pallier à ces inconvénients, le document FR-2.874.366 propose un dispositif antivol pour cycle asec des moyens d'accouplement comprenant au moins un premier élément d'accouplement susceptible de se translater selon une première direction radiale et de s'immobiliser dans une première empreinte et au moins un second élément d'accouplement susceptible de se translater selon une seconde direction axiale et de s'immobiliser dans une seconde empreinte.
Le fait de prévoir deux jeux de pions, l'un qui se translate axialement et un autre qui se translate radialement, permet d'obtenir un système d'accouplement plus sûr en limitant l'apparition de jeu au niveau de la direction.
Toutefois, ce mode de réalisation n'est pas simple à fabriquer si l'on cherche à réduire les jeux de fonctionnement.
Selon une autre contrainte d'utilisation, il peut être pratique de prévoir entre l'axe de fourche et la potence un mécanisme de désaccouplement temporaire, pour permettre de disposer le guidon selon la direction des roues pour que le cycle occupe une place réduite lors de son rangement.
Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'accouplement et de désaccouplement de la direction d'un cycle, et plus généralement de tout véhicule dirigé par un guidon, de conception simple, susceptible d'être utilisé comme dispositif antivol et limitant les risques d'apparition d'un jeu au niveau de la direction. A cet effet, l'invention α pour objet un dispositif d'accouplement et de désaccouplement entre un axe de fourche et une potence d'un cycle ou analogue, comprenant une première partie d'accouplement cinématiquement liée audit axe de fourche, une deuxième partie d'accouplement cinématiquement liée à la potence avec une portion concentrique à la première partie, lesdites première et deuxième parties d'accouplement étant aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre, ainsi que des moyens d'accouplement comportant au moins un pion susceptible de se translater selon la direction axiale et d'occuper une première position correspondant à l'état accouplé dans laquelle il est disposé dans un logement et empêche toutes rotations relatives entre l'axe de fourche et la potence et une seconde position correspondant à l'état désaccouplé dans laquelle il autorise une rotation relative entre l'axe de fourche et la potence, caractérisé en ce qu'une des deux parties d'accouplement comprend au moins un logement apte à recevoir au moins une partie dudit au moins un pion et en ce que l'autre partie d'accouplement comprend au moins une forme en saillie appelé ergot dont au moins une surface de contact est apte à coopérer avec au moins une surface de contact d'au moins un pion, la surface de contact de l'ergot et/ou la surface de contact du pion étant inclinée de manière à ce que la translation selon l'axe longitudinal du pion provoque son coincement entre la surface de contact de l'ergot et au moins une des surfaces dudit logement de manière à obtenir l'accouplement de la potence et de l'axe de fourche.
La présente invention propose également un dispositif antivol pour cycle ainsi qu'une potence intégrant le dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure IA est une vue en perspective d'une potence selon l'invention dans un premier état accouplé,
- la figure IB est une vue en perspective d'une potence selon l'invention dans un second état désaccouplé,
- la figure 2 est une vue en perspective illustrant en éclaté les différentes pièces d'une potence selon l'invention,
- la figure 3 A est une coupe verticale illustrant la potence à l'état accouplé,
- la figure 3 B est une coupe verticale illustrant la potence à l'état désaccouplé,
- la figure 4 est une vue en perspective d'un pion selon l'invention,
- les figures 5A et 5B sont des coupes illustrant deux phases de l'engagement du pion,
- la figure 5C est une coupe illustrant une alternative à la figure 5B,
- la figure 6 est une coupe verticale d'une variante du dispositif de l'invention pour une application d'antivol, et
- la figure 7 est une coupe verticale d'une autre variante du dispositif de l'invention pour une application d'antivol.
Sur les figures IA, IB et 6, on a représenté en 10 une potence d'un cycle assurant la liaison entre une fourche et un guidon. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cette application et peut s'appliquer à tous les véhicules incorporant une colonne de direction reliée à une commande.
Selon une première application illustrée sur les figures IA, IB, 2, 3A et 3B, la potence peut être équipée d'un dispositif d'accouplement et de désaccouplement conforme à l'invention de manière à désaccoupler momentanément le guidon et la fourche afin de faciliter le rangement du cycle, le guidon pouvant être disposé dans le plan du cadre.
Selon une autre application décrite sur les figures 6 et 7, la potence peut être équipée d'un dispositif d'accouplement et de désaccouplement conforme à l'invention de manière à accoupler ou désaccoupler deux parties de la colonne de direction, l'état désaccouplé correspondant à l'activation de l'antivol et l'état accouplé correspondant à la désactivation de l'antivol.
Le dispositif d'accouplement et de désaccouplement conforme à l'invention n'est pas forcément intégré à la potence et pourrait être placé à un autre endroit de la colonne de direction.
Pour la suite de la description, on entend par direction axiale, la direction correspondant à l'axe de la direction. Par plan longitudinal, on entend un plan contenant la direction axiale et l'axe médian du cycle correspondant à la direction « tout droit » du cycle. Par plan transversal, on entend un plan perpendiculaire au plan longitudinal contenant la direction axiale. Par plan radial, on entend un plan perpendiculaire à la direction axiale.
La potence 10 comprend une partie disposée dans le prolongement de la fourche et une portion disposée selon le plan longitudinal comprenant des moyens pour solidariser un guidon.
La potence comprend un alésage axial 12 utilisé pour loger un système d'accouplement/désaccouplement. Elle comprend éventuellement un alésage radial 14 pour loger une commande adaptée pour provoquer le changement d'état du système d'accouplement/désaccouplement lorsque le dispositif est utilisé en tant qu' antivol comme illustré sur les figures 6 et 7.
Comme illustré en détails sur les figures 2, 3A et 3B, le dispositif comprend un axe de fourche 16 monté pivotant dans l'alésage axial 12, une première cage de roulement 18 rapportée à l'extrémité de l'axe de fourche 16 et cinématiquement liée audit axe de fourche 16, formant une première partie de l'accouplement ainsi qu'une deuxième cage de roulement 20 intercalée entre l'alésage axial 12 et la première cage de roulement 18, cinématiquement liée à la potence 10, formant une deuxième partie de l'accouplement. Selon un mode de réalisation, la première cage de roulement 18 comprend un corps avec un alésage intérieur 22 dont le diamètre est adapté à celui d'une portée de l'axe de fourche 16, ledit premier alésage comportant des cannelures 24 susceptibles de coopérer avec des cannelures 26 prévues sur l'axe de fourche 16 pour assurer la liaison cinématique entre l'axe de fourche 16 et la première cage de roulement 18. D'autres solutions techniques pourraient être envisagées pour lier cinématiquement en rotation la fourche 16 et la première cage de roulement 18.
Des moyens 28 sont prévus pour immobiliser selon la direction axiale la première cage de roulement 18 par rapport à l'axe de fourche 16, notamment une rondelle et un écrou qui se visse au niveau de l'extrémité filetée de l'axe de fourche.
La première cage de roulement 18 est sensiblement cylindrique et comprend à l'extérieur une portée 30 prolongée vers le haut par un épaulement 32, ladite portée 30 et ledit épaulement 32 étant reliés par une portion avec une section en arc de cercle formant un chemin de roulement 34.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 2, 3A et 3B, la deuxième cage de roulement 20 comprend un premier alésage intérieur 36 dont le diamètre est très légèrement supérieur au diamètre D de la portée 30 de la première cage de roulement 18 et qui comprend en partie supérieure une portion avec une section en arc de cercle formant un chemin de roulement 38.
La deuxième cage de roulement 20 a une forme cylindrique à l'extérieur avec au moins sur une partie de sa circonférence des cannelures 40 qui coopèrent avec des cannelures ménagées au niveau de l'alésage axial 12 de la potence. D'autres solutions techniques pourraient être envisagées pour lier cinématiquement en rotation la potence 10 et la seconde cage de roulement 20.
Pour immobiliser en translation selon la direction axiale la deuxième cage de roulement 20, l'alésage axial 12 comprend un épaulement 42 contre lequel peut prendre appui l'extrémité inférieure de la seconde cage de roulement 20. Pour constituer un premier roulement et assurer la rotation entre la première cage de roulement 18 et la deuxième cage de roulement 20, des billes 44 sont prévues entre les chemins de roulement 34 et 38.
En complément, pour obtenir un meilleur guidage en rotation entre l'axe de fourche et la potence, le dispositif comprend un second roulement 46 intercalé entre l'axe de fourche et la potence.
Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 3A et 3B, l'axe de fourche est réalisé en deux parties, une partie supérieure 16.1 sous forme d'un axe asec à son extrémité Inférieure un épaulement 48 et une partie Inférieure 16.2 assurant la liaison entre le dispositif et un tube de fourche avec une forme cylindrique creuse fermée à une extrémité supérieure par une paroi 50 comprenant un orifice ajusté au diamètre de l'axe de la partie supérieure 16.1 et inférieur au diamètre de l'épaulement 48. Dans ce cas, le second roulement 46 peut être intercalé entre un épaulement 52 prévu au niveau de l'alésage axial 12 de la potence et la partie inférieure 16.2 de l'axe de fourche.
Ainsi, les éléments du système d'accouplement assurent un guidage en rotation sans jeu entre l'axe de la fourche et la potence.
Selon l'invention, les moyens d'accouplement comprennent au moins un pion 54 susceptible de se translater selon la direction axiale et dont au moins une partie est apte à se loger dans un logement 56 ménagé dans l'un des deux éléments à accoupler. Selon le mode de réalisation, la seconde cage de roulement 20 comprend en partie inférieure au moins une encoche en forme de créneau constituant un logement 56 apte à recevoir au moins une partie d'un pion 54. De préférence, le dispositif comprend deux pions 54 diamétralement opposés se logeant dans deux logements 56 diamétralement opposés. Chaque logement 56 comprend deux parois latérales 58 sensiblement parallèles, espacées d'une distance E et un fond 60 disposé dans un plan radial décalé vers le haut par rapport à l'extrémité inférieure de la seconde cage de roulement 20. La première cage 18 comprend en partie Inférieure au moins une forme en saillie 62 appelé ergot dont au moins une surface de contact 64 est apte à coopérer avec au moins une surface de contact 66 du pion 54. La surface de contact 64 de l'ergot 62 et/ou la surface de contact 66 du pion est inclinée de manière à ce que la translation selon l'axe longitudinal du pion 54 provoque son coincement entre la surface de contact 64 de la première cage de roulement 18 et au moins une des surfaces latérales 58 de la seconde cage de roulement 20. En variante, les logements 56 peuvent être prévus au niveau de la première cage de roulement 18 et le ou les ergots sur la seconde cage de roulement 20.
De préférence, la première cage de roulement 18 comprend quatre ergots 62 disposés à 90°, chaque ergot comprenant des parois latérales évasées vers le haut formant chacune une surface de contact 64.
Selon une caractéristique de l'invention, chaque pion 54 est en deux parties sensiblement symétriques selon son plan médian référencé 68.
Un pion comprend une face extérieure 70 dont le profil est adapté à la courbure de l'alésage 12, une surface intérieure 72, deux parois latérales 74 apte à prendre appui contre les faces 58 des encoches 56 de la seconde cage de roulement 20, une face inférieure 76 et une face supérieure 78.
La face supérieure 78 et la face intérieure 72 comprennent une découpe en T qui s'étend approximativement sur la moitié de l'épaisseur du pion 54 (l'épaisseur correspondant à la direction radiale) de manière à définir d'une part une forme centrale en creux 80 avec deux parois latérales formant deux surfaces de contact 66 légèrement évasées, s'écartant progressivement en se rapprochant de la surface supérieure 78, et d'autre part deux épaulements 82 de part et d'autre de la forme centrale en creux 80, décalés vers le bas par rapport à la surface supérieure 78.
L'écartement e entre les surfaces de contact 66 du pion est déterminé en fonction de l'écartement E entre les surfaces de contact 64 de l'ergot afin que les deux parties du pion 54 soient collées l'une contre l'autre tant que le pion ne s'est pas translaté suffisamment comme illustré sur la figure 5A et s'écartent lorsque le pion 54 a dépassé ce seuil comme illustré sur la figure 5B. Ainsi lorsque le dispositif est à l'état accouplé, pour chaque pion, l'ergot tend à écarter les deux parties qui se coincent progressivement entre la première cage de roulement 18 et la seconde cage de roulement 20.
L'agencement selon l'invention avec des surfaces de contact inclinées permet d'éviter l'apparition des jeux ou de les compenser tout en facilitant le centrage des éléments à accoupler.
De préférence, les faces latérales 74 comprennent en partie supérieure, décalés vers le haut par rapport aux épaulements 82 des pans inclinés 84. En complément, la face inférieure 76 comprend de manière symétrique par rapport au plan 68 deux décrochements 86. Cet agencement permet aux deux parties du pion 54 de basculer comme illustré sur la figure 3C.
Les deux parties du pion 54 peuvent s'écarter en combinant une translation à la manière de la figure 5B et un basculement à la manière de la figure 5C.
Généralement, le pion 54 comprend en partie inférieure des surfaces latérales 74 deux ailes 88, le pion 54 ayant ainsi une forme en T inversé.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un barillet 90 apte à coulisser selon la direction axiale le long de l'axe de fourche 16 et des moyens de commande dudit barillet assurant un mouvement selon la direction axiale dudit barillet 90.
Selon le mode de réalisation illustré sur les différentes figures, le barillet 90 supporte deux pions 54.
Pour assujettir les pions au barillet 90, ce dernier comprend diamétralement opposées deux encoches 94 en forme de T inversé dont les dimensions autorisent l'écartement des deux parties de chaque pion 54 (grâce à une translation et/ou un basculement) tout en synchronisant les mouvements de translation selon la direction axiale du barillet 90 et des pions 54.
Pour faciliter l'accouplement, l'ensemble barillet/pions peut être toujours lié cinématiquement en rotation soit à la première cage de roulement 18 ou soit à la seconde cage de roulement 20 même à l'état désaccouplé.
Selon une première variante, les dimensions de la première cage de roulement, de la seconde cage de roulement 20 et le décalage entre les épaulements 82 avec la surface supérieure 78 des pions sont tels qu'au moins la partie du pion disposée au dessus des épaulements 82 reste toujours dans le logement 56 correspondant de la seconde cage de roulement 20.
En variante, le barillet 90 peut comprendre des encoches susceptibles de toujours coopérer avec des ergots ménagés en partie inférieure de la première cage de roulement 18 et dont la profondeur autorise le mouvement de translation selon la direction axiale du barillet 90.
Selon une autre solution pour faciliter l'accouplement, l'accouplement entre le pion et la première cage de roulement et l'accouplement entre le pion et la seconde cage de roulement sont décalés dans le temps et réalisés l'un à la suite de l'autre lors de la translation du pion grâce au décalage vers le bas des épaulements 82 par rapport à la surface supérieure 78.
Le principe de fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lorsque le dispositif est à l'état accouplé comme illustré sur la figure 3A, le barillet 90 est en position haute et les ergots 62 sont dans la forme en creux 80 des pions 54 et ont provoqué l'écartement des deux parties de chaque pion comme illustré sur les figures 5B et 5C. De la sorte chaque partie du pion constitue un coin intercalé entre la première cage de roulement 18 et la seconde cage de roulement 20 qui sont alors cinématiquement liées en rotation. Ainsi, avec deux pions, on obtient quatre éléments qui assurent l'accouplement des deux cages 18 et 20. Lorsque le dispositif est à l'état désaccouplé comme illustré sur la figure 3 B, le barillet 90 est en position basse, et les ergots 62 ne sont plus en prises avec les pions 54 si bien que les deux cages 18 et 20 ne sont pas cinématiquement liées en rotation.
Selon les variantes, les moyens 90 de commande peuvent être à double effet ou à simple effet.
Selon un premier mode de réalisation correspondant à un dispositif pour faciliter le rangement du cycle, comme illustré sur les figures IA, IB, 2, 3A et 3B, un ressort 100 est placé sous le barillet 90 pour le maintenir en position haute à l'état accouplé.
Selon un mode de réalisation, la commande comprend d'une part deux pions 102 fixés sur le barillet 90, diamétralement opposés et disposés selon une direction radiale, passant par deux lumières oblongues et verticales 104 ménagées dans la potence 10 de manière à venir en saillie à l'extérieur de cette dernière, et d'autre part, une bague 106 pivotante autour de la potence 10 avec deux lumières 108 dont les formes sont adaptées pour que le mouvement de rotation de la bague 106 provoque la translation vers le bas des pions 102 et donc du barillet 90 à l'encontre du ressort 100. Selon un mode de réalisation, les lumières 108 ont une forme en triangle dont la base correspond à la position basse du barillet et le sommet supérieur à la position haute du barillet.
Lorsque la bague 106 est dans la position telle qu'illustrée sur la figure IA, à savoir les pions 102 disposés au niveau du sommet supérieur des lumières 108, le barillet 90 est maintenu en position haute grâce au ressort 100 et le dispositif est à l'état accouplé.
Si l'utilisateur souhaite disposé le guidon du cycle dans la même direction que le plan de la roue pour faciliter par exemple son rangement, il fait pivoter la bague 106, comme illustré sur la figure IB, de manière à ce que les pions 102 soient disposés au niveau de la base des lumières 108. Ce mouvement de rotation de la bague 106 provoque par l'intermédiaire des pions 102 la translation vers le bas du barillet 90 à l'encontre du ressort 100 et le dispositif est à l'état désaccouplé.
Selon d'autres configurations illustrées sur les figures 6 et 7, le dispositif selon l'invention peut être utilisé comme antivol.
Selon un mode de réalisation, un moyen de rappel, par exemple un ressort, est intercalé entre la première cage de roulement 18 et le barillet 90 afin de maintenir ce dernier dans la position correspondant à l'état désaccouplé. En complément, un organe est prévu pour assurer la translation et le maintien du barillet 90 dans la position correspondant à l'état accouplé.
Selon un premier mode de réalisation illustré sur la figure 6, un poussoir 110 coulisse dans l'alésage radial 14 et tend à se translater vers le barillet 90 sous l'action d'un ressort 112. En complément, un mécanisme de verrouillage et déverrouillage commandé par une clé tend à maintenir écarté le poussoir 110 du barillet 90 à l'encontre du ressort 112.
Une fourchette 114 est intercalée entre le poussoir 110 et le barillet 90 pour transformer le mouvement de translation selon la direction radiale du poussoir 110 en mouvement de translation selon la direction axiale du barillet 90. Selon un premier état correspondant à l'état désaccouplé et à l'état activé de l'antivol, le mécanisme de verrouillage et déverrouillage maintient le poussoir 110 en position écartée à l'encontre du ressort 112. La fourchette 114 est sensiblement horizontale et le barillet 90 en position basse. La rotation de la potence ne provoque pas la rotation de l'axe de fourche.
Lorsqu'on souhaite enlever l'antivol, on actionne le mécanisme de verrouillage et déverrouillage. Ce dernier libère le poussoir 110 qui en raison de l'action du ressort 112 se translate en direction de l'axe de fourche 16. La fourchette 114 provoque alors la translation du barillet 90 vers le haut et l'accouplement de l'axe de fourche 16 et de la potence 10. On note que dans cet état, la fourchette 114 est disposée sensiblement parallèlement à la direction axiale si bien que la résultante selon la direction axiale de l'effort de la fourchette 114 sur le barillet 90 est la plus importante en fin de course du poussoir 112.
Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7, un barillet à clé 116 est disposé dans l'alésage radial 14 et comprend à une extrémité vers le barillet 90 un pion 118 excentre par rapport à l'axe de rotation du barillet à clé 116 qui coopère avec ledit barillet 90.
Dans l'état activé de l'antivol, comme illustré sur la figure 7, le pion 118 est disposé vers le bas et maintien le barillet à l'état désaccouplé.
Lorsque l'utilisateur souhaite désactivé l'antivol, il introduit la clé dans le barillet à clé 116 et effectue un demi tour. Le pion 118 se déplace et entraine en translation vers le haut le barillet 90 qui occupe alors la position correspondant à l'état accouplé.
L'invention n'est pas limitée aux moyens de manoeuvre du barillet décrits mais couvre toutes les solutions visant à provoquer le maintien et la translation du barillet 90.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement entre un axe de fourche (16) et une potence (10) d'un cycle ou analogue, comprenant une première partie d'accouplement (18) cinématiquement liée audit axe de fourche (16), une deuxième partie d'accouplement (20) cinématiquement liée à la potence (10) avec une portion concentrique à la première partie (18), lesdites première et deuxième parties d'accouplement (18, 20) étant aptes à pivoter l'une par rapport à l'autre, ainsi que des moyens d'accouplement comportant au moins un pion (54) susceptible de se translater selon la direction axiale et d'occuper une première position correspondant à l'état accouplé dans laquelle il est disposé dans un logement et empêche toutes rotations relatives entre l'axe de fourche (16) et la potence (10) et une seconde position correspondant à l'état désaccouplé dans laquelle il autorise une rotation relative entre l'axe de fourche (16) et la potence (10), caractérisé en ce qu'une des deux parties d'accouplement (20) comprend au moins un logement (56) apte à recevoir au moins une partie dudit au moins un pion (54) et en ce que l'autre partie d'accouplement (18) comprend au moins une forme en saillie appelé ergot (62) dont au moins une surface de contact (64) est apte à coopérer avec au moins une surface de contact (66) d'au moins un pion (54), la surface de contact (64) de l'ergot (62) et/ou la surface de contact (66) du pion étant inclinée de manière à ce que la translation selon l'axe longitudinal du pion (54) provoque son coincement entre la surface de contact (64) de l'ergot (62) et au moins une des surfaces (58) dudit logement (56) de manière à obtenir l'accouplement de la potence (10) et de l'axe de fourche (16).
2. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pion (54) est en deux parties sensiblement symétriques selon son plan médian (68) et comprend au droit de l'ergot (62) une forme centrale en creux (80) avec deux parois latérales formant deux surfaces de contact (66) légèrement évasées, lesdites deux parties du pion tendant à s'écarter lorsque le pion (54) se translate vers un ergot (62) et que ce dernier a pénétré suffisamment dans ladite forme centrale en creux (80).
3. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pion comprend de part et d'autre de la forme centrale en creux (80) des épaulements (82) décalés vers le bas par rapport à la surface supérieure (78) dudit pion.
4. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le pion (54) comprend au niveau des parois latérales susceptibles d'être en contact avec les surfaces (58) du logement (56) des pans inclinés (84).
5. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pion (54) comprend au niveau de sa surface Inférieure (76) des décrochements (86) disposés de manière symétrique par rapport au plan médian longitudinal (68) de manière à permettre aux deux parties du pions de basculer.
6. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un barillet (90) susceptible de se translater selon la direction de l'axe de fourche supportant au moins un pion (52) ainsi qu'une commande pour provoquer le mouvement de translation dudit barillet (90).
7. Dispositif d'accouplement et de désaccouplement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de rappel (100) tendant à maintenir ledit barillet (90) dans une position correspondant à l'état accouplé et en ce que la commande comprend d'une part deux pions (102) fixés sur le barillet (90), diamétralement opposés et disposés selon une direction radiale, passant par deux lumières oblongues et verticales (104) ménagées dans la potence (10) de manière à venir en saillie à l'extérieur de cette dernière, et d'autre part, une bague (106) pivotante autour de la potence (10) avec deux lumières (108) dont les formes sont adaptées pour que le mouvement de rotation de la bague (106) provoque la translation vers le bas du barillet (90) à l'encontre du moyen de rappel (100).
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