WO2022175534A1 - Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle - Google Patents

Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle Download PDF

Info

Publication number
WO2022175534A1
WO2022175534A1 PCT/EP2022/054283 EP2022054283W WO2022175534A1 WO 2022175534 A1 WO2022175534 A1 WO 2022175534A1 EP 2022054283 W EP2022054283 W EP 2022054283W WO 2022175534 A1 WO2022175534 A1 WO 2022175534A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
disc
axis
brake system
caliper
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/054283
Other languages
English (en)
Inventor
Franck Jean Savard
Original Assignee
Franck Jean Savard
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 Franck Jean Savard filed Critical Franck Jean Savard
Priority to EP22710005.4A priority Critical patent/EP4277836A1/fr
Publication of WO2022175534A1 publication Critical patent/WO2022175534A1/fr

Links

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
    • B62L1/005—Brakes; Arrangements thereof constructional features of brake elements, e.g. fastening of brake blocks in their holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0047—Hubs characterised by functional integration of other elements
    • B60B27/0052—Hubs characterised by functional integration of other elements the element being a brake disc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0047—Hubs characterised by functional integration of other elements
    • B60B27/0063—Hubs characterised by functional integration of other elements the element being a brake caliper mount
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/06—Arrangement of lighting dynamos or drives therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62K25/00—Axle suspensions
    • B62K25/02—Axle suspensions for mounting axles rigidly on cycle frame or fork, e.g. adjustably
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever
    • B62L3/023—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever acting on fluid pressure systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/04—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a foot lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B1/00—Spoked wheels; Spokes thereof
    • B60B1/003—Spoked wheels; Spokes thereof specially adapted for bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62K2206/00—Quick release mechanisms adapted for cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1312—Structure circumferentially segmented
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/123—Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting

Definitions

  • the present invention relates to a brake system with at least one disc housed inside a wheel, and intended mainly for bicycles, that is to say bicycles, electrically assisted bicycles (VAE) and motorcycles .
  • bicycles that is to say bicycles, electrically assisted bicycles (VAE) and motorcycles .
  • VAE electrically assisted bicycles
  • shocks for example:
  • VAE electrically assisted bicycles
  • the arm of the front fork on which the brake caliper is fixed absorbs the braking force creating significant asymmetrical mechanical stresses which require the reinforcement of the sleeves and the arch, generally resulting in additional weight.
  • the deformation of the sliders can affect the proper functioning of the shock absorber.
  • the polar inertia of the disc(s) in a very lateral position is significant, especially on fast motorcycles, where the gyroscopic effect is considerable, which degrades handling.
  • a road bike (“racing bike") equipped with disc brakes would consume 3.3 Watts more on average than the same bike equipped with pad brakes, and up to 7 watts if the wind is little aside. This is one of the reasons why riders are reluctant to use the disc brake.
  • the subject is less sensitive for city bikes and mountain bikes. However, intense efforts on the frame can create disc-pad interference.
  • the fork tends to twist and the frame to deform, in particular the rear triangle.
  • the caliper integral with the fork or the rear triangle, follows their oscillations which are different in amplitude and in direction from that of the wheel hub, which can create friction of the disc on the pads, friction that is all the more significant. that the guard would be limited or the frame dynamic (either with elasticity) or the veiled disc.
  • the discs in particular the front, receive splashes of water, which delays the onset of braking until the disc is dry (wiping time), with consequences for safety.
  • this lateral disc in its center, that is to say on a small radius (a little more than 2 cm in general), far from the braking surface (distant of about 5 cm from the center in general) , increases its weight and increases the mechanical stresses and the risk of warping.
  • the new architecture makes it possible to remedy all or part of these drawbacks and therefore provides major competitive advantages, in particular: optimized and effective protection of the discs against shocks, elimination of the risks of injury represented by the discs mounted laterally , improved cycle handling, and improved braking performance and bike dynamics, simplified wheel assembly and disassembly, enhanced reliability and reduced maintenance.
  • This innovation is aimed at large and growing markets: motorcycles (more than 60 million sold each year); electrically assisted bicycles or not, a market of around 100 million units per year, which is growing very strongly.
  • the disc brake system for cycles (bicycles, VAE, motorcycles, etc.) comprises:
  • a hand-held or pedestrian transmitter which, via a means of transmission, actuates a receiver which squeezes by pinching a disc placed in the mid-plane or almost of a wheel to which it is firmly attached;
  • the invention is mainly characterized in that it comprises at least one disc secured to a wheel, this disc is pinched during braking by at least one caliper fixed solidly (at least in rotation) to an axle which is itself fixed integrally with the fork or the frame of the said cycle, on this axis a wheel hub allows it to turn freely in rotation and fixed in translation, the said hub consists of a straight half-hub and a half - left hub located on either side of the caliper attachment to said axle; at least one of said half-hubs is connected to the rim by an umbrella of spokes which may also be spokes.
  • the disc brake system (sometimes hereinafter referred to as “Internal disc”) according to the invention therefore comprises:
  • At least one brake caliper (and its pads) which is fixed directly by means of a tab (one-piece caliper or added) on the physical axle of the wheel, in the middle or almost.
  • This axis is hollow to allow the passage of the transmission of the braking force and is fixed quickly or not on the fork or the frame; this axle can traditionally have its virtual axes of the wheel bearings and the means of connection (axle with nuts; quick release by lever/stem/knurled nut; spindle with nut, or, screwed directly into a fork arm or frame;.. .) with the fork or the frame which are concentric, or, more particularly in certain variants, these virtual axes are eccentric in order to conveniently accommodate the mechanical or hydraulic passage of the caliper control means; which allows the use of relatively small diameter wheel bearings.
  • the braking forces of the caliper are taken up on the said wheel axle by an anti-rotation means (a key for example) and then for the said axle, preferably directly on at least one fixed point materialized by one of the two tabs fork or frame; for this, the ends of said axle are provided with an anti-rotation profile combined with the profile (open for a wheel with a solid axle with a nut at each end, or with a pierced axle for quick fixing, or else, closed for a wheel with spindle ) of the fork or frame dropouts in order to prevent any rotation of the caliper during braking.
  • the caliper and its mechanism for pressurizing the pads are relatively conventional, whether mechanical or hydraulic.
  • a hub composed of two half-hubs each equipped with at least one bearing such as for example a bearing which is mounted on the wheel axle, on either side of the fixing of the caliper to the said wheel axle, and close to each end of the wheel axle.
  • Each half-hub, left or right, directly supports the spokes or spokes of the wheel constituting what is called an umbrella.
  • the flanges (or blanks) of each half-hub receive, in a single block or attached, peripheral protuberances which preferably have the shape of a star with at least three branches whose ends support the fixing of the disc by its outer part (periphery).
  • each half-hub supports a disc by the internal part of said disc.
  • the bearings are of the types usually used in bicycles or motorcycles: ball, roller, cup or cage, metallic, ceramic or hybrid, with different levels of sealing.
  • the left and right half-hubs are preferably identical and symmetrical with respect to the median plane of the fork or of the frame.
  • the brake disc when it is thin, narrow and particularly lightened by holes is thus fixed at its periphery to the tops of the two star flanges of the half-hubs, which improves its rigidity and reduces its weight.
  • the rim rotates with its disc via spokes or spokes attached to the half-hubs.
  • the brake control passes through the hollow axle, supporting the bearings of the half-hubs of the wheel and can be:
  • the master cylinder being traditionally positioned on the handlebars, or on the brake pedal (motorcycle), preferably, a quick coupling with connector without bleeding ensures the junction between the two parts of the hydraulic hose.
  • the wheel can be fixed on the fork or on the frame as desired by: A quick release, a pin, nuts.
  • the wheel is simply removed as if it were a wheel with pad brake:
  • the reassembly of the wheel is also carried out as if it were a wheel with brake pads with the sequences in the reverse order of disassembly.
  • each disk fixing screw will be longer on one side to cross the end of the star then the disk to be screwed directly into the other star directly or indirectly with said other star via a threaded spacer held in place by another shorter screw located on the other side.
  • This disc removal operation can be done without dismantling the caliper or its support bracket, therefore without opening any hydraulic duct which would require bleeding the hydraulic circuit.
  • the disc in particular if it is relatively thick, could be split into two half-discs which would therefore allow the dismantling of the disc without recoil from the axle of the wheel, a male / female interlocking of the connecting zones brake half-tracks allows a perfectly flat shoulder and is provided by the invention.
  • the section of the disc would preferably be oblique and not radial, in order to avoid the slightest collision of the pads with the disc when passing through each connecting zone of the half-discs.
  • the particular arrangement of the disc makes it possible to better evacuate the heat caused by the friction of the pads during braking, in fact the fixing of the disc on the ends of the star plates allow the said stars to constitute a kind radiator that efficiently exchanges its calories with the surrounding air.
  • the design of the forks can be optimized due to reduced mechanical constraints and ideally balanced with the possibility of lightening, for example by working on the arch (a sort of bridge above the tire between the two fork arms) or even by deleting it.
  • the umbrellas can be widened and symmetrical in relation to the median plane of the cycle, thus recovering the characteristics of the wheels with skids . More natural and improved wheel dynamics.
  • the risk of the disc slipping is reduced thanks to its grip on the periphery, on the largest diameter and no longer in the center on the smallest diameter.
  • induction lighting integration of magnets in the branches of the stars; sensor (solenoid) integrated in the brake calliper; power cable in the wheel axle and exiting opposite that controlling the brake mechanism, integrated magnetic counter: magnet in a branch of the stars: sensor in the brake calliper ...
  • - Can be designed and manufactured at least as easily as side disc brake systems; allows a complete design of an integrated brake system with control of all the chains of dimensions guaranteeing optimal operation of the system.
  • Manufacturers of lateral disc brakes are dependent on respecting the fixing dimensions of the calipers on the fork and the frame, for example.
  • the range time at the bicycle manufacturer will be significantly lower for a bicycle with "Internal disc” than for the same bicycle with traditional discs: o
  • the bicycle manufacturer receives the "Internal disc” brake system already mounted and adjusted ( disc and caliper) on the hub. All that remains is to mount the brake control on the handlebar and pass the brake sheaths. o
  • the range time is reduced from the time usually required for the installation of the caliper, the mounting of the disc on the hub and the adjustment disc / caliper which is de facto eliminated.
  • FIGS. 1 to 13 illustrate embodiments intended for light cycles such as bicycles, electrically assisted bicycles (VAE), etc.
  • FIGS. 14 and 15 are embodiments intended for heavy cycles such as motorcycles, sidecars, etc.
  • FIG 1 shows a 3 ⁇ 4 front right view of the braking system in a configuration where the braking control is entirely mechanical.
  • FIG 2 shows a sectional front view of the model of figure 1.
  • FIG 3 shows a right rear 3 ⁇ 4 view of the model of Figures 2 and 3 but where the half-hubs are one-piece with the stars.
  • FIG 4 shows a right rear 3 ⁇ 4 view of another configuration, in this case, the transmission is mixed; mechanical at the transmitter and hydraulic at the receiver, which I then call hydromeca.
  • FIG 5 represents a right front 3 ⁇ 4 view of the model in figure 4
  • FIG 6 shows a right rear 3 ⁇ 4 view of a variant of the model in figure 4 and figure 5.
  • FIG 7 represents a view from the right side of a hydraulic transmission configuration, the fork and its means of attachment to the wheel are absent.
  • FIG 8 shows a sectional front view of the model of figure 7.
  • FIG 9 shows a front view of the wheel axle of the previous model.
  • FIG 10 shows a side view of the wheel axle of the previous model.
  • FIG 11 represents the brake system in isolation and seen from the right front 3 ⁇ 4 of an improved model of the previous model.
  • FIG 12 shows a cross-sectional right side view of the previous model.
  • FIG 13 shows a right rear 3 ⁇ 4 view of the braking system installed on a rear wheel of a bicycle.
  • FIG 14 shows a 3 ⁇ 4 view of a variant preferably for motorcycles, where the disc is fixed directly to the rim.
  • FIG 15 shows a rear 3 ⁇ 4 view of the brake system with two discs mounted on a “neo-retro” type motorcycle front fork.
  • the brake system according to the invention only shows the elements linked to the wheel, that is to say the receiving part of the braking system, the transmitting part which can for example be manual (lever on the handlebars) or pedestrian (pedal on the footrest) is not represented, because it remains traditional.
  • Figures 1, Figure 2 and Figure 3 show the installation of a brake system according to the invention, said system is here entirely mechanical.
  • a cable (3f) actuated from a lever on the handlebar slides in a sheath (G) placed in abutment (B) on an adjuster integral with the right arm of the fork (F) .
  • Said cable (3f) is anchored by its lower pin to a lateral lever (3e) located concentrically and externally of the nut (11) for tightening the axle (8) of the wheel on the open lower leg of the fork ( F).
  • This lever (3e) held by a screw (6c) rotates a rod (8a) preferably concentric with the axis (8); almost in the middle of the said axis (8), thanks to a slot made in this axis (8), the rod (8a) in turn drives in rotation a central lever (3d) fixed by a screw (6b) to the said stem (8a).
  • a small cable (3c) with at least one head rotatably connects the central lever (3d) to the lever (3a) of the stirrup (3) on which a possible screw (3b) clamps the headless end of the cable ( 3c).
  • the lever (3a) actuates the mechanism (3j) for pressurizing the pads (3i) which pinch the disc (2).
  • Screws (6d) secure the stirrup (3) to the end of a support lug (3g), the other end of this support lug (3g) in the form of a half-collar is firmly fixed to the axis (8 ) by a half collar (3h) tightened by screws (6th).
  • a key (22) puts in phase and fixes in rotation the support lug (3g) to the axis (8).
  • Each half-hub (4) and (5) is provided with a part in the form of a lateral flange in which holes are made as lateral as possible and which receive the heads of the spokes (R); these spokes (R) thus constitute the right umbrella and the left umbrella which supports the rim (J) carrying the tire (P).
  • each fork arm (F) consists of a part resembling a flat key
  • this profile is advantageously used by the invention to constitute with the ends of the axis (8) equipped with diametrically opposed flat faces, an anti-rotation means during braking.
  • Simple, economical, it allows a good number of cycles already in circulation to adapt the wheels according to the invention which would be sold as replacement accessories for another disc, drum or rim pad brake system.
  • the brake system (1) is called hydromechanical; everything can be identical in the mechanical transmission of the brake control to the central lever (3d).
  • said lever (3d) is connected by a small crank pin (23) to a piston (13) of the hydraulic master cylinder (12) which is directly attached to the caliper (3).
  • the brake system (1) is a variant of the hydromechanical system described above, in this case, unlike the previous system, here the master cylinder is outside the umbrella of the spokes (R) of the half- hub (4).
  • the lower end of the master cylinder (12) has a relatively thin cylindrical part (12a) which is screwed onto the shaft (8) so tight just on the outer side of the bearing stop (10) (9).
  • the cable (3f) which is here immobile anchored to the body of the master cylinder (12), actuates by reaction of its sheath (G) the piston (13) of the hydraulic master cylinder (12).
  • the piston (13) pushes the hydraulic fluid into the duct which via the pin (8) enters the caliper support (3g) to supply and therefore push the caliper piston (3 ).
  • a spring placed under the piston (13) brings said piston (13) back to its neutral position when the braking action ceases.
  • a protective bellows (14) isolates the attachment of the cable (3f) and its sheath (G).
  • a plug screw (17) closes the hydraulic conduit machined in the axis (8). Ad hoc seals will be present at each open connection of the segments of the hydraulic conduit.
  • the axis (8) Due to the use of a wheel spindle (18), the axis (8) has the particularity of having its virtual axis of the spindle eccentric with respect to the virtual axis of rotation of the wheel, which allows to free up a space to accommodate the hydraulic conduit, thus optimizing the use of the bearing (9) of relatively small diameter.
  • the anti-rotation profile (8g) which in this presentation is two flats at each end of the axle (8) and which are housed in conjugation in shape with the fork plates (F) or frame (C).
  • the first part (8e) of the hydraulic conduit is threaded to receive the plug screw (17), then the second part (8e) of the hydraulic conduit extends to the middle of the part (8h) where the tight or free (shoulders (8m) limit the lateral play) with the support bracket (3g), at this point the hydraulic conduit springs at (8d) or a counterbore (8i) accommodates a seal (26).
  • the bearing surfaces (8k) with shoulders (8n) receive the bearings (9).
  • the milling (8j) which receives the key (22) which blocks the stirrup (3) in rotation on the said axis (8).
  • FIGs 11 and 12 is illustrated an improved configuration of the model of Figures 7 and 8 which was rather intended for mountain bikes, here the destination is rather directed towards road bikes.
  • the caliper (3) is one-piece with its support bracket.
  • a sealed plug (3k) closes the machining of the bore which allows the introduction of the hydraulic pistons.
  • a bleed screw (3I) is provided in the caliper (3) above each said hydraulic piston.
  • the hydraulic conduit (8d) passes through the caliper bracket to allow the hydraulic fluid to exert its pressure on each piston, which pinches the pads (3i), guaranteeing effective braking.
  • the means for clamping the wheel on the fork (F) or the frame (C) is entrusted to a quick release traditionally consisting of a lever (S), a threaded rod (24) and a nut (25) knurled in this case.
  • the invention provides for the interposition of spacers (21) between the quick release (S) - (25) and the fork arms (F) and which correspond to said misalignment.
  • Figure 14 is illustrated a particular embodiment of the invention intended for heavy and / or fast cycles (motorcycle for example) and where the disc (2) to have a maximum diameter has peripheral fixing ears which preferentially s 'insert into clevises (J1) of U-section, molded or cut in the rim (J), and whose holes (J2) will receive the screws (6) connecting the disc (2) with the rim (J) but also connecting with at least one star (the right (4a) and/or the left (5a) of the half-hubs (4) and (5).
  • said stars also serve as wheel spokes.
  • a double caliper (3) has its support tab (3g) in the center of the wheel between the two discs (2).
  • Each disc (2) is held in place by lugs which this time are not on the periphery of the disc (2), but on the contrary inside the brake track of the said discs (2): these lugs are integral with star flanges (4a) on the right and (5a) on the left; as for the other embodiments, the said stars (4a) and (5a) will be one-piece or attached (thanks to screws) on the half-hubs (4) and (5).
  • each half-hub (4) and (5) will be equipped with two bearings, or bearings (9), as spaced as possible to allow the wheel to turn perfectly round on the axis (8).
  • the discs (2) are mounted floating on the stars (4a) and (5a) in order to leave the discs (2) a certain lateral freedom which ensures perfect positioning of the discs between the pads (3i) during braking.
  • the invention provides that this type of architecture can be achieved with a simple disc, slightly offset or perfectly centered in the middle of the wheel, in particular for light all-terrain motorcycles (cross, enduro, trial, etc.).
  • the support bracket (3g) is of course perfectly integral in rotation with the axis (8) which is stationary opposite the fork (F) or the frame (C), but this support leg (3g) may optionally have a certain lateral freedom to allow the self-positioning of said caliper (3) on the disc (2) so as not to deform the said disc (2) in particular when the pads (3i) are worn out.
  • any type of spoke, type of shelving or sticks can be used to connect the half-hubs (4) and (5) according to the invention with a rim (J) whether specific or standard. .
  • the subject of the invention is a 1-cycle disc brake system comprising a receiving part actuated by a transmitting part via a transmission means.
  • the transmitting part also called transmitter
  • the receiving part also called receiver
  • the transmission means adapted to the receiving part of the invention, also constitutes an innovative technique.
  • system according to the invention can be operated via various transmission means, as will be seen later.
  • This adaptability distinguishes the invention from known techniques, which are generally limited to a particular type of transmission medium. It is thus possible to design a relatively inexpensive system, through the use of an exclusively mechanical transmission means, to a high performance system, through the use of a hydraulic transmission means, passing through a hydromechanical hybrid system. .
  • the receiving part comprises at least one disc 2 located in or close to the median plane of a wheel of the cycle 1.
  • median plane is meant the plane generally corresponding to the plane of symmetry of the cycle, or bicycle.
  • the median plane is generally perpendicular to the ground on which the vehicle is moving, being parallel to the direction of travel of the vehicle.
  • the term “nearby” means a deviation from the median plane lower than the lateral dimensions of the wheel, and preferably a location located inside the wheel, in particular inside an umbrella of spokes of a wheel.
  • the disc is integral with the wheel, for example by being fixed there to flanges of the wheel.
  • the receiving part comprises at least one stirrup 3 configured to pinch, or grip, said at least one disk 2 during the braking of said cycle.
  • Said at least one stirrup 3 is integrally fixed at least in rotation to an axle 8 of said wheel, said axle 8 being integrally fixed to a fork F or to a frame C of said cycle 1.
  • the receiving part comprises a wheel hub disposed on said axis 8, said wheel hub being provided with bearings 9, which may be bearings, allowing said wheel to turn freely in rotation and to remain fixed in translation.
  • said wheel hub consists of a right half-hub 4 and a left half-hub 5 located on either side of the caliper 3, at least one of said half-hubs 4, 5 being connected to said wheel.
  • at least one of the half-hubs is connected to the rim J. This can be done by means of an umbrella of spokes R, or sticks.
  • the two half-hubs are preferably located at a distance from each other, and preferably at a distance, axially, from the caliper 3 and from the disc 2.
  • the wheel and therefore the disc 2 can rotate freely on the axis 8, without collision with the stirrup 3, thanks to the hub divided into half-hubs.
  • Caliper 3 is quant to him perfectly fixed in rotation with respect to the cycle, which makes it possible to slow down the cycle when the stirrup 3 encloses the disc 2 at the time of braking.
  • the particular design in two half-hubs allows in particular a simple replacement of the brake disc or the caliper, which can be removed simply after partial or total removal of the wheel axle 8.
  • the use of half-wheels that have to be dismantled is particularly disadvantageous in terms of costs, ease of assembly, structural strength, etc.
  • the proposed invention authorizes the use of an otherwise entirely conventional wheel, in particular with a one-piece rim.
  • Removing the brake disc is even easier when the disc is made up of two half-discs, which can simply be removed without even having to handle the wheel axle 8.
  • the cycle can remain completely intact when changing a disc composed of half-discs, therefore not requiring a dedicated workshop or species, nor specific tools, and being able to be carried out even by a user with little experience, intuitively and quickly.
  • the particular design of the invention allows the use of symmetrical half-hubs, or even an entirely symmetrical wheel.
  • This aspect has advantages in terms of manufacturing costs, simplicity of assembly, simplicity and speed of replacing elements, etc. No known technique provides for such symmetrical elements (hubs and/or wheel), nor does it authorize adaptation to such symmetrical elements.
  • each disc 2 is fixed by peripheral lugs to flanges 4a, 5a of the wheel, and the half-hubs 4, 5 each have a single one, i.e. of a single, level 9.
  • each disc 2 is fixed by internal lugs to flanges 4a, 5a of the wheel, and the half-hubs 4, 5 each have two bearings 9. It is however possible that the half- hubs each have only one bearing, or more than 2 bearings.
  • the disc is notably not sandwiched between wheel half-rims; but it is simply attached to the wheel by its inner ears.
  • This type of design is thus very simple and facilitates the maintenance of the brake system, while being very reliable, even for braking heavy vehicles.
  • the flanges are in particular so-called “star” flanges, that is to say flanges provided with fixing branches giving them a star shape.
  • the wheel axle 8 is hollow, to allow the transmission means to pass from the transmitting part to the stirrup 3.
  • the transmission means is totally mechanical, and comprises, selectively or according to any technically effective combination:
  • a first cable (3f) actuated from a so-called transmitter lever, sliding in a sheath (G) placed in abutment (B) on an adjuster integral with an arm of the fork (F) or of the frame (C); said cable (3f) being anchored by a lower pin to a lateral lever (3e) located concentrically and externally of a nut (11) for tightening the axle (8) of the wheel on a dropout of the fork (F) or of the frame (C); the lateral lever (3e), being held by a screw (6c), rotating a rod (8a) concentric with the axis (8); arranged substantially in the middle of said axis (8), thanks to a slot made in this axis (8), the rod (8a) driving in rotation a central lever (3d) fixed by a screw (6b) to the said rod (8a);
  • a second cable (3c) with at least one head rotatably connects the central lever (3d) to a lever (3a) of the bracket (3) on which a screw (3b) clamps the headless end of the second cable (3c); the lever (3a) of the caliper (3) actuating a mechanism (3j) for pressurizing the pads (3i) which pinch the disc (2);
  • the right (4) and left (5) half-hubs carry in an attached manner, by means of screws (6a), or in a single piece, wheel flanges (4a, 5a) whose outer ends (4a, 5a) take in "sandwich” a brake disc (2) by fixing it by its peripheral lugs using screws (6);
  • Each half-hub (4, 5) is provided with a part in the form of a lateral flange in which are made substantially lateral holes, receiving the heads of the spokes (R); the spokes (R) constituting the right umbrella and the left umbrella which supports a rim (J) of the wheel carrying a tire (P) of the wheel.
  • the transmission means is hydromechanical, and comprises, selectively or according to any technically effective combination:
  • the transmission means is hydromechanical, and comprises, selectively or according to any technically effective combination:
  • the transmission means is hydraulic, and comprises:
  • a master cylinder (12) actuated from a lever; interposed in the hydraulic circuit at the level of a housing (8f),
  • connection (20) preferably quick, without bleeding the hydraulic circuit when connecting the transmitter circuit, comprising the lever and the master cylinder, with the receiver circuit, comprising the caliper (3).
  • a virtual axis (8c) for fixing the axis (8) of the wheel is offset with respect to an axis (8b) of rotation of the wheel, so that a space for accommodating a hydraulic conduit (8e) is configured inside the axle (8) of the wheel
  • the axis (8) has its virtual axis (8c) of fixing (pin (18), quick rod (24), nut (11)) offset with respect to the axis virtual rotation (8b) of the wheel, which makes it possible to free up space to accommodate the hydraulic conduit (8e), thus optimizing the use of the bearing (9) of relatively small diameter.
  • the axle (8) which secures the wheel to the fork (F) or the frame (C) has, selectively or according to any technically effective combination:
  • An anti-rotation profile (8g) which are for example two flats at each end of the axle (8) and which are housed in conjugation in shape with the fork plates (F) or frame (C).
  • the second part (8th) of the hydraulic conduit extends to the middle of the part (8h) which has shoulders (8m), part (8h) which ensures a free fixing or not with the support leg (3g), at this place the hydraulic conduit springs in (8d) or a counterbore (8i) reception a seal (26).
  • the support bracket (3g) is of course perfectly integral in rotation with the axis (8) which is stationary opposite the fork (F) or the frame (C), but this support leg (3g) may possibly have a certain lateral freedom between the shoulders (8m) to allow the self-positioning of said caliper (3) on the disc (2) so as not to deform the said disc (2) in particular when the pads (3i) are worn.
  • the axle (8) which secures the wheel to the fork (F) or the frame (C) has, selectively or according to any technically effective combination:
  • the means for clamping the wheel on the fork (F) or the frame (C) is entrusted to a quick clamp consisting of a lever (S), a threaded rod ( 24) and a knurled nut (25); spacers (21) being interposed between the quick release (S)-(25) and the fork arms (F) and which correspond to the offset of the wheel fixing axis relative to the axis of rotation of the wheel.
  • the stopper (10) on the right bearing (9) has an external protrusion equipped with a threaded part on which is fixed a free wheel (RI) carrier at least one pinion which cooperates with a chain (Ch); the wheel axle (8) being integral with the frame (C), as for the front wheel with the fork (F), either by nuts (11), or by a pin (18) or by a quick fastening (S )-(24)-(25).
  • the disc (2) in order to have a maximum diameter, has peripheral fixing lugs which fit into yokes (J1) of U-section, preferably molded or cut in the rim (J), and whose holes (J2) receive fixing means such as screws (6) for connecting the disc (2) with the rim (J), but also for connecting with at least one flange of the wheel, in particular called star, also serving as wheel spokes.
  • the system comprises two discs (2).
  • the system comprises a double caliper (3), in particular comprising a support tab (3g) in the center of the wheel between the two discs (2).
  • each disc (2) is preferably held in place by lugs which are inside the brake track of said discs (2).
  • These lugs are integral with the wheel, for example via so-called star wheel flanges (4a) on the right and (5a) on the left.
  • Said star flanges (4a) and (5a) are one-piece or attached to the half-hubs (4) and (5).
  • Each half-hub (4) and (5) is then preferably provided with two bearings (9), preferably as spaced apart as possible in order to be able to turn perfectly round on the axle (8).
  • the system comprises star flanges (4a, 5a), the branches of the star flanges (4a) and (5a) make it possible to fix magnetic studs (15) using screws (15a). which cooperate with at least one solenoid (16) fixed to the bracket (3), forming an electrical energy generator.
  • the support bracket (3g) is perfectly integral in rotation with the axis (8) which is fixed opposite the fork (F) or the frame (C), said support bracket ( 3g) having a lateral freedom between shoulders (8m) to allow the self-positioning of said caliper (3) on the disc (2) so as not to deform said disc (2) in particular when the pads (3i) are worn.
  • the disc is split into two half-discs, allowing the disc to be removed without recoil from the axle of the wheel; a male/female interlocking of the connecting zones of the brake half-discs allowing a perfectly flat shoulder; the section of the disc being preferentially oblique, that is to say that it preferentially non-radial.
  • the cut it is possible for the cut to be radial, although this is less advantageous in terms of the reliability of the connection between the discs.
  • the two half-discs are connected by a ring-shaped clip, preferably of substantially rectangular section.
  • the half-discs are connected at the level of a disc ear, each half-disc thus comprising a half-ear, adapted to be assembled with a half-ear of the other half-disc.
  • Each half-ear has a radial slot for inserting a clip. The clip is inserted into the respective slots of the half-ears, and thus maintains the two half-discs against each other. In this way, a fixing of the half-discs to one another is obtained which is very simple, quick to implement, and which reliably fixes the two half-discs.
  • the section of the disc is in the shape of a chevron oriented tangentially to the disc, so as to ensure correct positioning of the half-discs relative to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

L'invention concerne un système de frein à disque mécanique ou méca-hydraulique ou hydraulique qui positionne le disque dans le plan médian ou presque de la roue. Pour permettre une protection optimisée du disque (2) de frein, le système de frein à disque (1) comprend : Un disque (2), un étrier (3) fixé à un axe (8) sur lequel deux demi-moyeux de roue munie de palier (9) permet à la dite roue de tourner librement, ces demi-moyeux droit (4) et demi-moyeu gauche (5) sont situés de chaque côté de l'étrier, au moins un des dits demi-moyeu est relié à la roue. Le système de frein selon l'invention est particulièrement destiné aux vélos, VAE, motos.

Description

Système de frein à disque(s) logé(s) à l’intérieur d’une roue de cycle
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un système de frein à au moins un disque logé à l’intérieur d’une roue, et destiné principalement aux vélos, c’est-à-dire des bicyclettes, aux vélos à assistance électrique (VAE) et aux motos.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Actuellement, les systèmes de frein à disque qui équipent de plus en plus de vélos, urbains ou sportifs, améliorent les performances de freinage en comparaison des freins à patins sur jantes et plus encore des freins à tambour classiques ou de type « frein à rouleaux » qui équipent les vélos traditionnels hollandais et la plupart des vélos de flottes.
Aujourd’hui, personne n’en conteste les avantages déterminants pour la pratique en tout terrain. Mais, ces freins à disque ont aussi d’importantes faiblesses qui dégradent leurs performances intrinsèques, détériorent l’expérience utilisateur, imposent des contraintes aux équipements périphériques ou empêchent leur implantation sur certains vélos ; à cause de l’implantation très latérale du disque, très proche d’un bras de fourche ou d’un hauban de cadre :
Les disques sont particulièrement vulnérables.
Le disque étant situé entre la fourche ou le hauban du cadre et les rayons, est exposé aux chocs, par exemple :
En ville, lors de l’insertion dans un dispositif de rangement au sol ou mural ; la géométrie et les dimensions des tubes du range vélos sont le plus souvent en contact avec les disques. Le disque de la roue avant est particulièrement exposé. Ce moyen de rangement est incompatible avec les vélos équipés de freins à disque. Il existe également un risque de détérioration des disques de frein, des rayons et des roues par la pression latérale exercée.
Dans le cadre d’une pratique tout terrain, la projection de pierres ou le contact avec un obstacle peuvent également endommager un disque de frein.
Les principaux gestionnaires de flottes de vélos regrettent pour cette raison de ne pouvoir en équiper leurs vélos et d’être contraints d’utiliser des freins à tambour d’un certain type, pourtant peu efficaces et peu sûrs, notamment dans les territoires vallonnés et nécessitant une maintenance importante et difficile. De plus, un disque de frein traditionnel peut s’avérer dangereux :
Il existe un risque de coupure en cas de chute sur le disque, la faible épaisseur du disque en périphérie étant agressive et tranchante. La fédération internationale de cyclisme a longuement tergiversé avant d’autoriser son usage sur les vélos de route en compétition.
Il existe également un risque de brûlure après un usage intensif du cycle, le disque de frein s’échauffant en raison du frottement sur ce dernier.
De plus, le couple de freinage asymétrique d’un disque de frein traditionnel entraîne un déséquilibre et des contraintes mécaniques particulièrement sensibles sur l’avant qui supporte l’essentiel du freinage.
Sur les vélos et vélos à assistance électrique (VAE), en général, un seul disque équipe chaque roue de vélo et est fixé d’un côté, le plus souvent à gauche. Lors du freinage, un couple de torsion, proportionnel à l’intensité du freinage, se crée.
Il en résulte que le cycliste doit contrer cet effort, par exemple par une pression du côté opposé du guidon.
Le bras de la fourche avant sur lequel est fixé l’étrier de frein encaisse la force de freinage créant d’importantes contraintes mécaniques dissymétriques qui nécessitent le renforcement des fourreaux et de l’arceau, se traduisant généralement en un poids supplémentaire.
Dans certains cas extrêmes, la déformation des fourreaux peut nuire au bon fonctionnement de l’amortisseur.
L’inertie polaire du ou des disques en position très latérales est significative notamment sur les motos rapides, ou l’effet gyroscopique est considérable, ce qui dégrade la maniabilité.
Le disque, notamment avant, crée une traînée aérodynamique unilatérale
Selon certaines études, un vélo de route (« vélo de course ») équipé de freins à disques consommerait 3,3 Watts de plus en moyenne que le même vélo équipé de freins à patins, et jusqu’à 7 watts si le vent est un peu de côté. Ceci est une des raisons pour lesquels des coureurs rechignent à utiliser le frein à disque.
Le sujet est moins sensible pour les vélos de ville et les vélos tout terrain. Toutefois, les efforts intenses sur le cadre peuvent créer des interférences disque - plaquettes.
Lors d’efforts et de charges élevés, par exemple au sprint ou dans une pente raide, la fourche tend à se vriller et le cadre à se déformer, en particulier le triangle arrière. L’étrier, solidaire de la fourche ou du triangle arrière, suit leurs oscillations qui sont différentes en amplitude et en direction de celle du moyeu de la roue, ce qui peut créer des frottements du disque sur les plaquettes, frottements d’autant plus significatifs que la garde serait limitée ou le cadre dynamique (soit avec de l’élasticité) ou le disque voilé.
Un jeu excessif dans l’axe de roue et qui permettrait un déplacement latéral de quelques dixièmes créerait ou amplifierait les interférences.
Les disques, notamment avant, reçoivent les projections d’eau, ce qui retarde l’attaque du freinage jusqu’à ce que le disque soit sec (temps d’essuyage), avec des conséquences sur la sécurité.
Le changement de roue équipée de frein à disque demande plus d’attention et de temps.
Au remontage de la roue, le cycliste, ou le mécanicien, doivent veiller à insérer avec soin et sans forcer le disque entre les plaquettes, opération souvent délicate quand il faut aligner au même moment l’axe de la roue avec la patte de fourche ou du cadre et avec le dérailleur arrière. Il peut arriver involontairement de légèrement modifier l’alignement étrier / disque générant ensuite des frottements au roulage. Il arrive également lors de cette opération d’appuyer inopinément sur le levier de frein lorsque la roue est démontée entraînant le rapprochement des plaquettes, puis leur difficile écartement avant le remontage de la roue. En compétition, le changement de roue plus long que celui de roues à patins est pénalisant. La compatibilité entre les systèmes de roues complique encore l’assistance neutre proposée sur les grandes compétitions.
La fixation de ce disque latéral en son centre, c’est-à-dire sur un petit rayon (un peu plus de 2 cm en général), loin de la surface de freinage (distante d’environ 5 cm du centre en général), augmente son poids et accroît les contraintes mécaniques et le risque de voilage.
L’espace nécessaire au montage de ces disques sur des entraxes de roue normalisés impose de fortes contraintes de conception, de fabrication, de maintenance ou de manipulation courante par les cyclistes et techniciens.
Il peut être nécessaire de modifier des parapluies des roues en rendant asymétrique ceux notamment de la roue avant. Les contraintes mécaniques accrues nécessitent de renforcer tous les composants de la roue : moyeux, rayons, jantes, ce qui a pour effet d’augmenter leur poids.
L’exploitation doit être optimisée, jusqu’aux limites du raisonnable de l’entraxe de roues pour loger entre la fourche ou le triangle arrière et les rayons l’étrier et le disque tout en conservant des parapluies de roue techniquement acceptables. Sur les vélos, les distances entre chaque composant sont réduites à 2 à 3 mm. Cette distance est d’autant plus critique qu’il s’agit d’un côté de pièces en rotation rapide (les rayons de la roue) et en vis à vis de pièces fixes, l’étrier et ses plaquettes. En effet, par exemple à 60 km/h, une roue accomplit 450 tours à la minute, exposant à un risque de détérioration croissant avec la vitesse de rotation.
EXPOSE DE L’INVENTION
Selon l’invention, l’architecture inédite permet de remédier à tout ou partie de ces inconvénients et donc apporte des avantages concurrentiels majeurs, notamment : protection optimisée et efficace des disques contre les chocs, suppression des risques de blessure que représentent les disques montés latéralement, amélioration de la maniabilité du cycle, et amélioration des performances de freinage et de la dynamique du vélo, simplification du montage et du démontage de la roue, fiabilité renforcée et maintenance réduite.
Cette innovation s’adresse à des marchés de grande taille et en croissance : les motos (plus de 60 millions vendues chaque année) ; le vélo à assistance électrique ou non, un marché de l’ordre de 100 millions d’unités par an, en très forte progression.
Pour cela selon l’invention, le système de frein à disque pour cycle (vélos, VAE, motos...) comprend :
Un émetteur manuel ou pédestre qui par l’intermédiaire d’un moyen de transmission actionne un récepteur qui serre en le pinçant un disque placé dans le plan médian ou presque d’une roue à laquelle il est solidairement attaché ; l’invention est principalement caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un disque solidaire d’une roue, ce disque est pincé lors du freinage par au moins un étrier fixé solidairement (au moins en rotation) à un axe qui est lui-même fixé solidairement à la fourche ou au cadre du dit cycle, sur cet axe un moyeu de roue permet à celle-ci de tourner libre en rotation et fixe en translation, le dit moyeu est constitué d’un demi-moyeu droit et d’un demi-moyeu gauche situé de part et d’autre de la fixation de l’étrier au dit axe ; au moins un des dits demi-moyeu est relié à la jante par un parapluie de rayons qui peuvent être aussi des bâtons.
A cette fin le système de frein à disque (dénommé parfois ci-après : « Disque interne ») selon l’invention comporte donc :
Au moins un étrier de frein (et ses plaquettes) qui est fixé directement au moyen d’une patte (monobloc de l’étrier ou rapporté) sur l’axe physique de la roue, en son milieu ou presque. Cet axe est creux pour permettre le passage de la transmission de la force de freinage et se fixe de manière rapide ou non sur la fourche ou le cadre ; cet axe peut avoir traditionnellement ses axes virtuels des roulements de roues et du moyen de liaison (axe avec écrous ; serrage rapide par levier/tige/écrou moleté ; broche avec écrou, ou, vissé directement dans un bras de fourche ou cadre ;...) avec la fourche ou le cadre qui soient concentriques, ou, plus particulièrement dans certaines variantes, ces axes virtuels sont excentrés afin de loger opportunément le passage mécanique ou hydraulique du moyen de commande de l’étrier ; ce qui permet d’utiliser des roulements de roues de relativement faible diamètre.
La reprise des efforts de freinage de l’étrier se fait sur le dit axe de roue par un moyen anti rotation ( une clavette par exemple) et ensuite pour le dit axe, préférentiellement directement sur au moins un point fixe matérialisé par une des deux pattes de fourche ou de cadre; pour cela les extrémités du dit axe sont pourvues d’un profil anti rotation conjugué avec le profil (ouvert pour une roue à axe plein avec écrou à chaque extrémité, ou à axe transpercé pour fixation rapide, ou bien, fermé pour une roue à broche) des pattes de fourches ou de cadre afin d’éviter toute rotation de l’étrier lors des freinages. L’étrier et son mécanisme de mise en pression des plaquettes sont relativement classiques qu’il soit mécanique ou hydraulique.
Un moyeu composé de deux demi-moyeux dotés chacun d’au moins un palier comme par exemple un roulement qui est monté sur l’axe de roue, de part et d’autre de la fixation de l’étrier au dit axe de roue, et à proximité de chaque extrémité de l’axe de roue. Chaque demi-moyeu, gauche ou droit, supporte directement les rayons ou les bâtons de la roue constituant ce que l’on appelle un parapluie.
Dans des configurations principalement réservées aux cycles légers (Vélos, VAE...), les flasques (ou flans) de chaque demi-moyeu reçoivent de façon mono bloc ou rapportées des excroissances périphériques qui ont préférentiellement la forme d’une étoile à au moins trois branches dont les extrémités supportent la fixation du disque par sa partie extérieure (périphérie).
Pour des véhicules plus lourds tel que des motos par exemples, ou un double disque est nécessaire, chaque demi-moyeu supporte un disque par la partie interne du dit disque.
Les roulements sont de types de ceux habituellement utilisés dans le vélo ou la moto : à billes, à rouleaux, à cuvettes ou à cages, métalliques, céramiques ou hybrides, avec différents niveaux d’étanchéité.
Les demi-moyeux gauche et droite sont de préférences identiques et symétriques en regard du plan médian de la fourche ou du cadre.
Le disque de frein quand il est fin, étroit et particulièrement allégé par des trous est ainsi fixé à sa périphérie sur les sommets des deux flasques étoile des demi-moyeux, ce qui améliore sa rigidité et diminue son poids.
La jante tourne avec son disque par l’intermédiaire des rayons ou des bâtons solidaires des demi- moyeux.
La commande de frein transite par l’axe creux, support des roulements des demi-moyeux de la roue et peut être :
- Mécanique à câble, un câble tiré par un levier situé traditionnellement au guidon, et qui actionne un dispositif qui transforme le mouvement pour déplacer le piston de l’étrier afin de pincer le disque.
- Hydro mécanique, comme précédemment depuis le levier manuel, un câble, qui vient dans ce cas commander un piston hydraulique (maitre- cylindre) au niveau de la roue. Cette solution mixte permet de combiner le toucher de l’hydraulique et la facilité de montage et d’entretien des câbles.
- Tout hydraulique, le maitre-cylindre étant positionné traditionnellement au guidon, ou à la pédale de frein (moto), préférentiellement, un raccord rapide avec connecteur sans purge assure la jonction entre les deux parties du flexible hydraulique.
La roue peut être fixée sur la fourche ou sur le cadre au choix par : Un blocage rapide, une broche, des écrous.
Le démontage de la roue s’effectue simplement comme s’il s’agissait d’une roue avec frein à patins :
- Déconnexion de la commande de freinage (simplicité comparable à l’action d’écartement des étriers de frein sur un vélo de route ou un VTT avec des frein en V par exemple.
- Libération du moyen de fixation (blocage rapide, broche, écrous).
- Dépose de la roue.
Le remontage de la roue s’effectue lui aussi comme s’il s’agissait d’une roue avec frein à patins avec les séquences dans l’ordre inverse du démontage.
Le changement de plaquettes s’effectue comme sur les freins à disque latéraux, l’architecture de l’étrier étant identique. L’extraction des plaquettes se fera préférentiellement ; vers l’extérieur de l’étrier, pour des disques relativement petits et vers l’intérieur pour des disques relativement grand.
L’accès se fait à travers les rayons (ou bâtons), l’espace suffisant permet une manipulation aisée.
Le changement de disque (ou des disques), dont la fréquence diminuera grâce à la position du disque au centre ou presque des parapluies et à sa fixation à l’extérieure de la piste de frein ou intérieure à la piste de frein, s’effectue selon les séquences simples suivantes :
- Dépose de la roue.
- Desserrage de chaque vis de fixation du disque sur les branches étoiles. Le disque n’est plus tenu mais encore empêché par l’axe de roue support des demi-moyeux et qui traverse encore le dit disque.
- Desserrage et retrait de la butée du roulement d’un des demi-moyeux, afin de permettre une translation (déplacement latéral) du dit axe de la roue, suffisant pour ouvrir un espace libre permettant de faire passer le disque.
- Extraction du disque entre deux rayons.
- Remontage du nouveau disque.
- Repositionnement de l’axe de la roue, remontage et serrage de la dite butée du roulement et donc fixation du demi-moyeu.
- Fixation du disque sur les flasques étoile des moyeux ; avantageusement chaque vis de fixation du disque sera plus longue d’un côté pour traverser l’extrémité de l’étoile puis le disque pour aller se visser directement dans l’autre étoile directement ou indirectement avec la dite autre étoile par l’intermédiaire d’une entretoise filetée tenu en place par une autre vis plus courte située de l’autre côté.
Cette opération de retrait du disque peut se faire sans démontage de l’étrier ou de sa patte support, donc sans ouverture d’un éventuel conduit hydraulique qui nécessiterait une purge du circuit hydraulique.
Selon l’invention, le disque, notamment s’il est relativement épais, pourrait être scindé en deux demi-disque qui autoriseraient donc le démontage du disque sans recul de l’axe de la roue, un emboîtement male / femelle des zones de liaison des demi-pistes de frein permet un accotement parfaitement plan et est prévu par l’invention. La coupe du disque serait préférentiellement oblique et non pas radiale, ceci pour éviter le moindre accrochage des plaquettes avec le disque au passage de chaque zone de liaison des demi-disques.
La description générale de l’invention faite ci-dessus permet de mettre en évidence les progrès substantiels pour les utilisateurs.
Pour les cyclistes, l’innovation d’un disque encagé entre les rayons ou bâtons de la roue offre des performances fonctionnelles supérieures, une bien meilleure expérience utilisateur et une plus grande fiabilité et sécurité.
La vulnérabilité du disque est considérablement réduite :
- Pendant le roulage, la position du disque au milieu (ou presque) de la roue, à l’abri derrière les rayons de la roue, réduisent considérablement voire éliminent son exposition aux chocs ou à la projection de cailloux par exemple.
- Lors du rangement, l’usage urbain de vélos équipés du système frein à disque «Disque interne» est possible sans restriction, sans précaution particulière ; pendant le transport des roues démontées, par exemple, dans un coffre de voiture.
- Forte réduction du risque de voilage du disque, ou plus grave encore, de brûlure, le risque de brûlure est considérablement réduit lors de la manipulation de la roue après un usage intensif.
- Performances de freinage améliorées pour une plus grande sécurité.
- Équilibre idéal du freinage au milieu de la roue évitant : o L’effet de lacet induit dans le guidon. o Le vrillage de la fourche.
- Amélioration de la maniabilité grâce à l’inertie polaire grandement réduite.
- Réduction du temps d’essuyage du disque lors des sorties sous la pluie. Les projections d’eau sont faibles entre les parapluies des rayons droits et gauches.
- Gain en aérodynamisme : o La position du disque à l’intérieur des parapluies (d’où l’appellation « Disque interne ») et donc dans le sillage du pneu génèrent très peu de turbulences en comparaison du positionnement latéral classique. C’est un élément déterminant pour les pratiquants sportifs et les compétiteurs. C’est un facteur intéressant pour les autres pratiquants et pour l’efficience et l’autonomie des dispositifs d’assistance électrique.
- Gain de poids entre 100 et 150 grammes pour un vélo équipé d’une paire de roue avec le frein selon l’invention, en comparaison de roues avec frein à disque latéral. Le poids des disques est réduit de 40% à 50% en proportion de la matière supprimée. Les disques traditionnels de vélos, fixés en leur centre, nécessitent la jonction avec la surface frottante périphérique (la piste de frein). A l’inverse, le disque de frein selon l’invention, quand il est tenu en périphérie n’utilise à peine plus (petite oreille de fixation) que la matière nécessaire à la surface de freinage. Soit 120 à 150 grammes en moins.
- Même si le disque est moins massif, la disposition particulière du disque permet de mieux évacuer la chaleur provoquée par le frottement des plaquettes lors des freinages, en effet la fixation du disque sur les extrémités des flasques étoiles permettent aux dites étoiles de constituer une sorte de radiateur qui échange efficacement ses calories avec l’air ambiant.
- La patte de fixation de l’étrier de frein sur la fourche avant et sur le triangle arrière est supprimée.
- Suppression de matière entre les demi-moyeux. - Les flasques en étoile, en alliage léger, sont plus grandes que les flasques classiques, ce qui entraîne une réduction de la longueur des rayons.
- La conception des fourches pourra être optimisée en raison de contraintes mécaniques réduites et idéalement équilibrées avec la possibilité d’allègement, par exemple en travaillant sur l’arceau (sorte de pont au- dessus du pneu entre les deux bras de fourche) voire en le supprimant.
- Dynamique et solidité de la roue améliorées, grâce à l’espace latéral libéré par le transfert du disque au milieu de la roue, les parapluies peuvent être élargis et symétriques en regard du plan médian du cycle, retrouvant ainsi les caractéristiques des roues à patins. Une dynamique de la roue plus naturelle et améliorée.
- Suppression des interférences disque / plaquettes sous effort intense sur le cadre, lors d’efforts et de charges élevés, par exemple au sprint ou dans une pente raide, la fourche tend à se vriller et le cadre à se déformer, en particulier le triangle arrière. La spécificité de « Disque interne », soit un système frein complet (étrier et disque) et solidaire fixé sur le moyeu en son milieu ou presque, élimine tout risque de contact ou frottement du disque sur les plaquettes même dans les efforts extrêmes : L’axe de la roue en son centre ne se déforme pas.
- Les flasques en étoile tenant le disque, indépendantes de la fixation des rayons, ne se déforment pas non plus sous charge sur le cadre ou sur la fourche.
- Un jeu excessif dans l’axe de roue, en particulier déplacement latéral, ne peut pas créer d’interférence de l’ensemble disque plaquettes solidaire du même axe de roues avec ses moyeux.
- Qualité d’amortissement préservé y compris lors des phases de freinage intenses. L’équilibre des forces de freinage au centre de la roue élimine le vrillage des fourreaux de la fourche réduisant d’autant la variation du fonctionnement des amortisseurs.
- Démontage et remontage de la roue aussi simples que dans le cas d’une roue avec frein à patins.
- Sans risque de détérioration du système de freinage lors de l’insertion du disque entre les plaquettes (par exemple, désalignement de l’étrier pouvant provoquer des frottements au roulage).
- Sans risque de fermeture intempestif des plaquettes. Fiabilité améliorée et maintenance réduite.
Pour les vélos, risque de voile du disque réduit grâce à sa tenue en périphérie, sur le plus grand diamètre et non plus au centre sur le plus petit diamètre.
Chaîne de cotes bien plus facile à maîtriser et qui ne dépend que du système roues et non de la fourche ou du cadre, de la roue, du système de freinage proprement dit.
Moins de changement de disques en raison de détériorations accidentelles. Esthétisme valorisant : o Le disque est idéalement intégré dans un système roue homogène, sans avoir comme actuellement cette verrue à l’extérieur que représente le disque et son étrier o Un ensemble esthétique plus sobre et plus pur. o La possibilité de faire varier les matériaux et les couleurs, notamment des flasques étoiles pour une identité forte et différenciée, ce qui n’est pas possible avec les disques traditionnels. Une réelle contribution pour les professionnels : o Gestionnaires de flottes de vélos ; possibilité d’équiper sans contrainte les vélos de freins à disque en remplacement des « freins à rouleaux » habituellement utilisés. Fabricants de vélos ; système frein intégré et homogène, pouvant être personnalisé, libérant la conception du vélo. Montage usine facilité ; le système frein est déjà monté sur la roue, pas d’étrier à monter et à régler sur la fourche et le cadre, canalisations hydrauliques ouvrables avec le connecteur rapide sans purge permettant une totale liberté d’intégration dans le cadre. Au final, un vélo plus homogène, plus esthétique et plus valorisable. o Points de vente et seconde monte en général ; possibilité d’équiper un vélo avec freins sur jantes, de freins à disques par le simple montage de roue avec système « Disque interne »; migration simple d’un frein à disque traditionnel à un « Disque interne », ouvrant de nouvelles opportunités de vente, notamment pour les vélos sportifs o Fabricants de fourches et de suspensions ; suppression des pattes de fixation de l’étrier (coût, esthétisme, impact mécanique), plus de liberté de conception et d’optimisation. - Permet d’intégrer des fonctions complémentaires valorisables ; éclairage par induction : intégration des aimants dans les branches des étoiles ; capteur (solénoïde) intégré dans l’étrier de frein ; câble d’alimentation dans l’axe de roue et sortant à l’opposé de celui commandant le mécanisme de frein, compteur magnétique intégré : aimant dans une branche des étoiles : capteur dans l’étrier de frein ...
- Se conçoit et se fabrique au moins aussi facilement que les systèmes de freins à disques latéraux ; permet une conception complète d’un système freins intégré avec une maîtrise de l’ensemble des chaînes de cotes garantissant un fonctionnement optimal du système. Les fabricants de freins à disques latéraux sont tributaires du respect des cotes de fixation des étriers sur la fourche et le cadre par exemple.
- Se fabrique aussi simplement que les systèmes de freins à disque latéraux. Même architecture d’étriers et plaquettes. Forme simplifiée des disques avec mêmes matériaux et caractéristiques mécaniques. L’architecture nouvelle des moyeux ne complique pas sa fabrication ; les matériaux sont les mêmes. Les temps d’assemblage du système complet seront comparables à ceux des freins à disque latéraux et de moyeux traditionnels.
- Ne représente aucun handicap technique ou industriel pour le référencement par les marques de vélos, « Disque interne » est plus facile à installer sur les chaînes de montage des vélos. Le système frein est déjà intégralement monté sur la roue. Le circuit hydraulique en deux parties favorise l’intégration dans les tubes du cadre au choix du fabricant.
- Le temps gamme chez le fabricant de vélos sera sensiblement plus faible pour un vélo avec des « Disque interne » que pour le même vélo avec des disques traditionnels : o Le fabricant de vélo reçoit le système frein « Disque interne » déjà monté et réglé (disque et étrier) sur le moyeu. Il ne lui reste plus qu’à monter la commande de frein sur le cintre et à passer les gaines de frein. o Le temps gamme est réduit du temps habituellement nécessaire à l’installation de l’étrier, au montage du disque sur le moyeu et à l’ajustement disque / étrier qui est de facto éliminé.
- Pour le fournisseur du « Disque interne », il intègre les opérations ci-dessus précédemment réalisées par le fabricant de vélo. Un élément pris en compte dans le prix de vente du système frein « Disque interne ».
- Au contraire, pour les marques de vélos, cette innovation « Disque interne » ouvre de nouvelles perspectives de conception et de valorisation de leurs gammes.
- Le potentiel de chiffre d’affaires de « Disque interne «est très important et repose sur une combinaison exclusive d’avantages concurrentiels : o Socle de chiffre d’affaires substantiellement élargi pour d’évidentes raisons techniques. « Disque interne » comprend nécessairement le duo système frein proprement dit et moyeu axe de roue conçus l’un pour l’autre, alors que les marques de freins à disque ne livrent que leurs systèmes freins qui peuvent se monter sur des moyeux fabriqués par d’autres acteurs. o Possibilité de proposer un système roue complet y compris le système frein, élargissant encore le socle de revenus et l’intégration o Valorisation des fonctions complémentaires (éclairage, compteur) o Attrait de l’innovation aussi bien pour les utilisateurs que pour les professionnels (marques de vélos, revendeurs) faisant converger leurs intérêts pour choisir et recommander « Disque interne ». o Bénéfices utilisateurs immédiatement perceptibles et substantiels permettant d’appliquer un supplément de prix de l’ordre de 20% en comparaison des tarifs pratiqués sur les systèmes freins traditionnels et sans différenciation véritable.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels:
Les figures 1 à 13 illustrent des modes de réalisation destinés à des cycles légers tels que vélos, vélos à assistance électrique (VAE), etc. ; et les figures 14 et 15 sont des modes de réalisation destinés à des cycles lourds tels que motos, side- car, etc.
[Fig 1] représente vue de ¾ avant droit le système de freinage dans une configuration ou la commande de freinage est entièrement mécanique. [Fig 2] représente une vue de face en coupe du modèle de la figure 1.
[Fig 3] représente une vue de ¾ arrière droit du modèle des figures 2 et 3 mais ou les demi-moyeux sont monobloc avec les étoiles.
[Fig 4] représente une vue de ¾ arrière droit d‘une autre configuration, en l’occurrence, la transmission est mixte ; mécanique à l’émetteur et hydraulique au récepteur, que j’appelle ensuite hydromeca.
[Fig 5] représente une vue de ¾ avant droit du modèle figure 4
[Fig 6] représente une vue de ¾ arrière droit d’une variante du modèle figure 4 et figure 5.
[Fig 7] représente une vue du côté droit d’une configuration à transmission hydraulique, la fourche et son moyen de fixation à la roue sont absent.
[Fig 8] représente une vue de face en coupe du modèle de la figure 7.
[Fig 9] représente une vue de face de l’axe de roue du modèle précédent.
[Fig 10] représente une vue de côté de l’axe de roue du modèle précédent.
[Fig 11] représente le système de frein de façon isolée et vue de ¾ avant droit d’un modèle perfectionné du modèle précédent.
[Fig 12] représente une vue du côté droit et en coupe du modèle précédent.
[Fig 13] représente une vue de ¾ arrière droit du système de freinage installé sur une roue arrière d’un vélo.
[Fig 14] représente une vue de ¾ d’une variante préférentiellement pour moto, ou le disque est fixé directement sur la jante.
[Fig 15] représente une vue de ¾ arrière du système de frein avec deux disques montés sur une fourche avant de moto de type « néo-rétro ».
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle. Sur toutes les figures, le système de frein selon l’invention ne fait apparaître que les éléments liés à la roue, c’est-à-dire la partie réceptrice du système de freinage, la partie émettrice qui peut par exemple être manuelle (levier au guidon) ou pédestre (pédale au repose pied) n’est pas représentée, car restant traditionnelle.
Les éléments ou pièces qui ont des fonctions identiques sont identifiés des numéros de référence identiques.
Sur les figures 1 , figure 2 et figure 3 on a représenté l’implantation d’un système de frein selon l’invention, le dit système est ici entièrement mécanique.
Sur une fourche (F) avant d’un vélo, un câble (3f) actionné depuis un levier au guidon, coulisse dans une gaine (G) mise en butée (B) sur un régleur solidaire du bras droit de la fourche (F).
Le dit câble (3f) est ancré par sa goupille inférieure à un levier latéral (3e) situé concentriquement et extérieurement de l’écrou (11 ) de serrage de l’axe (8) de roue sur la patte inférieure ouverte de la fourche (F).
Ce levier (3e) tenu par une vis (6c) entraîne en rotation une tige (8a) concentrique de préférence de l’axe (8) ; presqu’au milieu du dit axe (8), grâce à une lumière réalisée dans cet axe (8), la tige (8a) entraîne à son tour en rotation un levier central (3d) fixé par une vis (6b) à la dite tige (8a). Un petit câble (3c) à au moins une tête, relie en rotation le levier central (3d) au levier (3a) de l’étrier (3) sur lequel une éventuelle vis (3b) serre l’extrémité sans tête du câble (3c). Classiquement, le levier (3a) actionne le mécanisme (3j) de mise en pression des plaquettes (3i) qui pincent le disque (2). Des vis (6d) solidarisent l’étrier (3) à l’extrémité d’une patte support (3g), l’autre extrémité de cette patte support (3g) en forme de demi collier est solidairement fixé à l’axe (8) par un demi collier (3h) serré par des vis (6e). Une clavette (22) met en phase et fixe en rotation la patte support (3g) à l’axe (8).
De part et d’autre du dit support (3g), et presque aux extrémités de l’axe (8) sont logés coaxialement de cet axe (8) des paliers qui sont des roulements (9) tenu en place par des butées (10) vissées sur l’alésage du logement de chacun de ces roulements (9) dans un demi- moyeu droit (4) et un demi-moyeu gauche (5). Ces demi-moyeux (4) et (5) portent de façon rapportées (par exemple grâce à des vis (6a)) ou monobloc des extrémités en forme d’étoile (en l’occurrence à six branches), respectivement (4a) à droite et (5a) à gauche. Les extrémités en forme d’étoile forment des flasques de la roue, et sont en particulier en forme d’étoile bien qu’elles puissent également prendre une autre forme. Lorsqu’elles sont en forme d’étoile, elles sont dites « flasques étoiles »
Les extrémités extérieures de ces flasques étoiles (4a) et (5a) prennent en « sandwich » le disque de frein (2) en le fixant par ses oreilles périphériques, par exemple grâce à des vis (6).
Sur la figure 3 apparaissent des entretoises (7a) et (7b), préférentiellement si le disque (2) est déporté à cause d’un étrier (3) asymétrique, les dites entretoises seront différentes, les plus longues (7a) seront filetées et les plus courtes (7b) seront lisses.
Chaque demi-moyeu (4) et (5) est pourvu d’une partie en forme de flasque latérale ou sont réalisées des trous aussi latéraux que possible et qui reçoivent les têtes des rayons (R) ; ces rayons (R) constituent ainsi le parapluie droit et le parapluie gauche qui supporte la jante (J) porteuse du pneu (P).
Dans ce type de fourche de vélo illustré, l’extrémité inférieure de chaque bras de fourche (F) est constituée d’une partie ressemblant à une clé plate, ce profil est avantageusement utilisé par l’invention pour constituer avec les extrémités de l’axe (8) dotées de faces plates diamétralement opposées, un moyen anti rotation lors des freinages. Simple, économique, il permet à bon nombre de cycles déjà en circulation l’adaptation des roues selon l’invention qui seraient vendues en accessoires de remplacement d’un autre système de frein à disque, à tambour, à patins sur jante.
Sur les figures 4 et 5, beaucoup de similitudes avec les modèles précédent, dans le cas présent, le système de frein (1 ) est dit hydromécanique ; tout peut être identique dans la transmission mécanique de la commande de freinage jusqu’au levier central (3d). Ici le dit levier (3d) est raccordé par un petit maneton (23) à un piston (13) de maitre-cylindre (12) hydraulique qui est directement solidaire de l’étrier (3).
Sur la figure 6, le système de frein (1 ) est une variante du système hydromécanique décrit ci-dessus, en l’occurrence, contrairement au système précédent, ici le maitre-cylindre est extérieure au parapluie des rayons (R) du demi- moyeu (4). L’extrémité inférieure du maitre-cylindre (12) dispose d’une partie cylindrique (12a) relativement fine qui vient se visser sur l’axe (8) de manière étanche juste du côté extérieur de la butée (10) de roulement (9). Le câble (3f) qui est ici ancré immobile au corps du maitre-cylindre (12), actionne par réaction de sa gaine (G) le piston (13) du maitre-cylindre hydraulique (12). Poussé par la gaine (G) le piston (13) repousse le liquide hydraulique dans le conduit qui via l’axe (8) pénètre dans le support d’étrier (3g) pour alimenter et donc pousser le piston de l’étrier (3). Un ressort placé sous le piston (13) ramène le dit piston (13) à sa position neutre quand l’action de freinage cesse. Un soufflet de protection (14) isole l’accrochage du câble (3f) et de sa gaine (G). Une vis bouchon (17) ferme le conduit hydraulique usiné dans l’axe (8). Des joints ad ’hoc seront présents à chaque raccordement ouvert des segments du conduit hydraulique.
Du fait de l’utilisation d’une broche (18) de roue, l’axe (8) à la particularité d’avoir son axe virtuel de broche excentré par rapport à l’axe virtuel de rotation de la roue, ce qui permet de libérer un espace pour loger le conduit hydraulique, optimisant ainsi l’utilisation de roulement (9) de relativement faible diamètre.
Sur cette vue on peut voir selon l’invention, l’utilisation judicieuse des branches des étoiles (4a) et (5a), pour fixer grâce à des vis(15a) des plots magnétiques (15) (magnet) qui coopèrent avec au moins un solénoïde (16) fixé sur l’étrier (3), ce qui procure une source d’énergie électrique pour de l’éclairage, un klaxon...
Sur les figures 7 et 8, la commande de frein est ici totalement hydraulique, le système de frein reprend en grande partie la description du model de la figure 6. Le maitre-cylindre (12) qui était donc actionné précédemment par un câble (3f) depuis le levier au guidon, est ici remplacé en lieu et place par une connexion (20) rapide de préférence, sans purge du circuit hydraulique lors de la connexion du circuit émetteur (levier/maitre-cylindre) avec le circuit récepteur (étrier (3)).
Sur la figure 8 qui est une vue en coupe, on voit que la goupille (19) est facilement accessible, ce qui permet en la retirant, d’ôter et de repositionner rapidement les plaquettes (3i).
Sur les figures 9 et 10, la vue isolée de l’axe (8) de la roue met en évidence :
Le désaxage de l’axe virtuel (8b) de la roue avec l’axe virtuel (8c) de (en l’occurrence) la broche (18) qui solidarise la roue avec la fourche (F) ou le cadre (C). Le profil anti rotation (8g) qui est dans cette présentation deux méplats à chaque extrémité de l’axe (8) et qui viennent se loger en conjugaison de forme avec les platines de fourche (F) ou de cadre (C).
Le logement (8f), fileté de préférence pour la fixation du raccord rapide (20) ou du maitre-cylindre (12).
La première partie (8e) du conduit hydraulique est fileté pour recevoir la vis bouchon (17), puis la deuxième partie (8e) du conduit hydraulique s’étend jusqu’au milieu de la partie (8h) ou est assurée la fixation serrée ou libre (des épaulements (8m) limitent le jeu latéral) avec la patte support (3g), à cet endroit le conduit hydraulique ressort en (8d) ou un lamage (8i) accueil un joint (26).
Les portées (8k) avec des épaulements (8n) reçoivent les roulements (9).
Les parties filetées (8I) sur lesquelles viennent se visser les butées (10) des roulements (9).
Le fraisage (8j) qui reçoit la clavette (22) qui bloque en rotation l’étrier (3) sur le dit axe (8).
Sur les figures 11 et 12 est illustrée une configuration perfectionnée du modèle des figures 7 et 8 qui était plutôt destiné aux vélos tout terrain, ici la destination est plutôt dirigée vers les vélos de route. L’étrier (3) est monobloc avec sa patte support. Un bouchon (3k) étanche, ferme l’usinage de l’alésage qui permet l’introduction des pistons hydrauliques. Une vis de purge (3I) est prévue dans l’étrier (3) au-dessus de chaque dit piston hydraulique. Comme précédemment décrit, le conduit hydraulique (8d) traverse le support d’étrier pour permettre au liquide hydraulique d’aller exercer sa pression sur chaque piston, ce qui pince les plaquettes (3i), garantissant un freinage efficace.
Dans cette configuration, le moyen de serrage de la roue sur la fourche (F) ou le cadre (C) est confié à un serrage rapide constitué traditionnellement d’un levier (S), d’une tige fileté (24) et d’un écrou (25) moleté en l’occurrence.
Afin de pouvoir s’adapter aux fourches (F) actuelles, facilement et efficacement, malgré le désaxage des axes (8b) et (8c), l’invention prévoit d’interposer des entretoises (21 ) entre le serrage rapide (S)-(25) et les bras de fourche (F) et qui correspondent au dit désaxage. Sur la figure 13 on peut voir une application du système de frein (1 ) sur une roue arrière de cycle, tous les composants sont sensiblement identiques au model des figures 7 et 8, c’est-à-dire hydraulique avec un étrier (3) et son support (3g) assemblé grâce à des vis (6d), la principal différence réside dans le fait que la butée (10) droite de roulement (9) possède une excroissance extérieure doté d’une partie fileté sur laquelle vient se fixer une roue libre (RI) porteuse d’au moins un pignon qui coopère avec une chaîne (Ch). L’axe de roue (8) sera solidaire du cadre (C), comme pour la roue avant avec la fourche (F), soit par des écrous (11 ), soit par une broche (18) soit par une fixation rapide (S)-(24)-(25).
Sur la figure 14 est illustrée un mode particulier de réalisation de l’invention destiné aux cycles lourds et/ou rapides (moto par exemple) et ou le disque (2) pour avoir un diamètre maximum dispose d’oreilles de fixation périphériques qui préférentiellement s’insèrent dans des chapes (J1 ) de section en U, moulées ou taillées dans la jante (J), et dont les trous (J2) recevront les vis (6) de liaison du disque (2) avec la jante (J) mais aussi de liaison avec au moins une étoile (la droite (4a) et/ou la gauche (5a) des demi-moyeux (4) et (5). Ici les dites étoiles servent aussi de bâtons de roue.
Sur la figure 15, dans un esprit d’utilisation similaire au mode décrit ci-dessus, on peut voir une fourche avant à parallélogramme pour une moto de type « néo rétro », ou l’utilisation de rayons (R) avec une jante à l’ancienne, nécessite d’avoir deux disques (2) pour avoir un freinage efficace en toute circonstance.
Pour cela un double étrier (3) a sa patte support (3g) au centre de la roue entre les deux disques (2). Chaque disque (2) est tenu en place par des oreilles qui cette fois ne sont pas en périphérie du disque (2), mais au contraire à l’intérieur de la piste de frein des dits disques (2) : ces oreilles sont solidaires de flasques en étoiles (4a) à droite et (5a) à gauche ; comme pour les autres modes de réalisation, les dites étoiles (4a) et (5a) seront monobloc ou rapporté (grâce à des vis) sur les demi- moyeux (4) et (5).
Préférentiellement, ici, chaque demi-moyeu (4) et (5) sera doté de deux roulements, ou paliers (9), aussi espacés que possible pour permettre à la roue de tourner parfaitement ronde sur l’axe (8). Préférentiellement les disques (2) sont montés flottant sur les étoiles (4a) et (5a) afin de laisser aux disques (2) une certaine liberté latérale qui assure une parfaite mise en place des disques entre les plaquettes (3i) lors du freinage.
Bien sur, l’invention prévoit que ce type d’architecture est réalisable avec un simple disque, légèrement déporté ou parfaitement centré au milieu de la roue, notamment pour les motos légères tout terrain (cross, enduro, trial...).
Avantageusement et de façon pratique, durant le rayonnage (montage des rayons, centrage et dévoilage de la jante (J)) de ce type de roue avec disque à oreilles internes pour la fixation du (des) disque(s) (2), un outil spécifique immobilisera les demi-moyeux (4) et (5) pour qu’il soit parfaitement phasés l’un par rapport à l’autre.
Dans tous les modes de réalisations, illustrés ou non, la patte support (3g) est bien sur parfaitement solidaire en rotation de l’axe (8) qui est immobile en regard de la fourche (F) ou du cadre (C), mais cette patte support (3g) peut avoir éventuellement une certaine liberté latérale pour permettre l’auto positionnement du dit étrier (3) sur le disque (2) afin de ne pas déformer le dit disque (2) notamment quand les plaquettes (3i) sont usées.
Il va de soi que tout type de rayon, de type de rayonnage ou de bâtons peuvent être utilisés pour relier les demi-moyeux (4) et (5) selon l’invention avec une jante (J) qu’elle soit spécifique ou standard.
Les figures utilisées ne sont en rien des modes de réalisations exhaustifs de l’invention.
En résumé, l’invention a pour objet un système de frein à disque pour cycle 1 comprenant une partie réceptrice actionnée par une partie émettrice par l’intermédiaire d’un moyen de transmission. Tel que cela a été exposé plus haut, la partie émettrice, aussi appelée émetteur, est traditionnelle et connue. Elle peut être notamment manuelle ou pédestre. La partie réceptrice, aussi appelée récepteur, constitue une technique novatrice inconnue de l’état de la technique. Le moyen de transmission, adapté à la partie réceptrice de l’invention, constitue également une technique novatrice.
On souligne que le système selon l’invention peut être opéré par l’intermédiaire de moyens de transmission variés, comme cela sera vu par la suite. Cette adaptabilité distingue l’invention des techniques connues, qui sont en général limitée à type particulier de moyen de transmission. Il est ainsi possible de concevoir un système relativement bon marché, par l’utilisation d’un moyen de transmission exclusivement mécanique, à un système de haute performance, par l’utilisation d’un moyen de transmission hydraulique, passant par un système hybride hydromécanique.
La partie réceptrice comporte au moins un disque 2 situé dans ou à proximité du plan médian d’une roue du cycle 1. On entend par plan médian le plan correspondant généralement au plan de symétrie du cycle, ou vélo. Le plan médian est généralement perpendiculaire au sol sur lequel se déplace le véhicule, en étant parallèle à la direction d’avancement du véhicule. On entend par « à proximité » un écart par rapport au plan médian inférieur à l’encombrement latéral de la roue, et préférentiellement un emplacement situé à l’intérieur de la roue, notamment à l’intérieur d’un parapluie de rayons d’une roue.
Le disque est solidaire de la roue, par exemple en y étant fixé à des flasques de la roue.
La partie réceptrice comporte au moins un étrier 3 configuré pour pincer, ou enserrer, ledit au moins un disque 2 lors du freinage dudit cycle.
Ledit au moins un étrier 3 est fixé solidairement au moins en rotation à un axe 8 de ladite roue, ledit axe 8 étant fixé solidairement à une fourche F ou à un cadre C dudit cycle 1 .
La partie réceptrice comporte un moyeu de roue disposé sur ledit axe 8, ledit moyeu de roue étant muni de paliers 9, qui peuvent être des roulements, permettant à ladite roue de tourner librement en rotation et de rester fixe en translation.
En particulier, ledit moyeu de roue est constitué d’un demi-moyeu droit 4 et d’un demi-moyeu gauche 5 situés de part et d’autre de l’étrier 3, au moins l’un desdits demi-moyeu 4, 5 étant relié à ladite roue. En particulier, au moins l’un des demis-moyeu est relié à la jante J. Ceci peut être effectué par l’intermédiaire d’un parapluie de rayons R, ou de bâtons. Les deux demi-moyeux sont situés préférentiellement à distance l’un de l’autre, et préférentiellement à distance, axialement, de l’étrier 3 et du disque 2.
Ainsi, la roue et donc le disque 2 peuvent tourner librement sur l’axe 8, sans collision avec l’étrier 3, grâce au moyeu divisé en demi-moyeux. L’étrier 3 est quant à lui parfaitement fixe en rotation par rapport au cycle, ce qui permet de freiner le cycle lorsque l’étrier 3 enserre le disque 2 au moment du freinage.
La conception particulière en deux demi-moyeux permet notamment un remplacement simple du disque de frein ou de l’étrier, qui peut être retiré simplement après retrait partiel ou total de l’axe 8 de roue. Il n’est notamment pas nécessaire de démonter la roue, ni de déplacer les demi-moyeux, pour retirer le disque de frein ou l’étrier. En particulier, dans l’art antérieur, l’utilisation de demi- roues devant être démontées est particulièrement désavantageuse en termes de coûts, de facilité de montage, de résistance structurelle, etc. L’invention proposée autorise l’utilisation d’une roue par ailleurs tout à fait classique, en particulier avec une jante monobloc.
Le retrait du disque de frein est encore davantage simplifié lorsque le disque est composé de deux demi-disques, qui peuvent simplement être retirés sans même devoir manipuler l’axe 8 de roue. En d’autres termes, le cycle peut rester entièrement intact lors du changement d’un disque composé de demi-disques, ne nécessitant donc pas d’atelier ou d’espèce dédié, ni d’outils spécifiques, et pouvant être effectué même par un utilisateur peu initié, de manière intuitive et rapide.
De plus, la conception particulière de l’invention autorise l’utilisation de demi- moyeux symétriques, voir même d’une roue entièrement symétrique. Cet aspect a bien entendu des avantages en termes de coûts de fabrication, de simplicité de montage, de simplicité et rapidité de remplacement des éléments, etc. Aucune technique connue ne prévoit de tels éléments (moyeux et/ou roue) symétriques, ni n’autorise une adaptation à de tels éléments symétriques.
Autres avantages et caractéristiques optionnelles de l’invention
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, chaque disque 2 est fixé par des oreilles périphériques à des flasques 4a, 5a de la roue, et les demi- moyeux 4, 5 disposent chacun d’un seul, c'est à dire d’un unique, palier 9.
Ainsi, une solution particulièrement efficace est obtenue pour des cycles légers, tels des vélos, notamment.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, chaque disque 2 est fixé par des oreilles internes à des flasques 4a, 5a de la roue, et les demi-moyeux 4, 5 disposent chacun de deux paliers 9. Il est toutefois possible que les demi- moyeux ne disposent chacun que d’un seul palier, ou d’un nombre de paliers supérieur à 2.
Ainsi, une solution particulièrement efficace est obtenue pour des cycles lourds, tels des motos, notamment. En particulier, le disque n’est notamment pas pris en sandwich entre des demi-jantes de roue ; mais il est simplement fixé à la roue par ses oreilles internes. Ce type de conception est ainsi très simple et facilite l’entretien du système de frein, tout en étant très fiable, même pour le freinage de véhicules lourds.
Les flasques sont notamment des flasques dites « étoiles », c’est-à-dire des flasques munies de branches de fixation leur conférant une forme d’étoile.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’axe 8 de roue est creux, pour permettre le passage du moyen de transmission depuis la partie émettrice jusqu’à l’étrier 3.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le moyen de transmission est totalement mécanique, et comprend, sélectivement ou selon toute combinaison techniquement opérante :
- un premier câble (3f) actionné depuis un levier dit émetteur, coulissant dans une gaine (G) mise en butée (B) sur un régleur solidaire d’un bras de la fourche (F) ou du cadre (C) ; ledit câble (3f) étant ancré par une goupille inférieure à un levier latéral (3e) situé concentriquement et extérieurement d’un écrou (11 ) de serrage de l’axe (8) de roue sur une patte de la fourche (F) ou du cadre (C) ; le levier latéral (3e), étant tenu par une vis (6c), entraînant en rotation une tige (8a) concentrique de l’axe (8) ; disposée sensiblement au milieu dudit axe (8), grâce à une lumière réalisée dans cet axe (8), la tige (8a) entraînant en rotation un levier central (3d) fixé par une vis (6b) à ladite tige (8a) ;
- un second câble (3c) à au moins une tête, relie en rotation le levier central (3d) à un levier (3a) de l’étrier (3) sur lequel une vis (3b) serre l’extrémité sans tête du second câble (3c) ; le levier (3a) de l’étrier (3) actionnant un mécanisme (3j) de mise en pression des plaquettes (3i) qui pincent le disque (2) ;
- des vis (6d) solidarisant l’étrier (3) à l’extrémité d’une patte support (3g), l’autre extrémité de ladite patte support (3g) en forme de demi collier est solidairement fixé à l’axe (8) par un demi collier (3h) serré par des vis (6e) ; - une clavette (22) fixant en rotation la patte support (3g) à l’axe (8) ; de part et d’autre du dit support (3g), sensiblement aux extrémités de l’axe (8), les paliers (9), tenus en place par des butées (10) vissées sur un alésage du logement de chacun des paliers (9) dans le demi-moyeu droit (4) et le demi-moyeu gauche (5), sont logés coaxialement de cet axe (8) ;
Les demi-moyeux droit (4) et gauche (5) portent de façon rapportée, grâce à des vis (6a), ou de façon monobloc, des flasques de roue (4a, 5a) dont les extrémités extérieures (4a, 5a) prennent en « sandwich » un disque de frein (2) en le fixant par ses oreilles périphériques grâce à des vis (6) ;
Chaque demi-moyeu (4, 5) est pourvu d’une partie en forme de flasque latérale dans laquelle sont réalisés des trous sensiblement latéraux, recevant des têtes des rayons (R) ; les rayons (R) constituant le parapluie droit et le parapluie gauche qui supporte une jante (J) de la roue porteuse d’un pneu (P) de la roue.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le moyen de transmission est hydromécanique, et comprend, sélectivement ou selon toute combinaison techniquement opérante :
- une partie de transmission mécanique de la force freinage, jusqu’au niveau d’un levier central (3d) ;
- une partie de transmission hydraulique de la force de freinage, à partir dudit levier (3d), étant raccordé par un maneton (23) à un piston (13) de maitre-cylindre
(12) hydraulique, qui est directement solidaire de l’étrier (3).
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le moyen de transmission est hydromécanique, et comprend, sélectivement ou selon toute combinaison techniquement opérante :
- une partie de transmission mécanique de la force freinage, jusqu’à un maitre- cylindre qui est extérieur à un parapluie des rayons (R) d’un demi-moyeu (4) ; l’extrémité inférieure du maitre-cylindre (12) disposant d’une partie cylindrique (12a) qui vient se visser sur l’axe (8) de manière étanche du côté extérieur de la butée (10) de roulement (9) ;
- un câble (3f) ancré immobile au corps du maitre-cylindre (12), actionnant par réaction de sa gaine (G) un piston (13) du maitre-cylindre hydraulique (12) ; le piston
(13) poussé par la gaine (G) repoussant le liquide hydraulique dans un conduit qui via l’axe (8) pénètre dans un support d’étrier (3g) pour alimenter et pousser le piston de l’étrier (3) ;
- un ressort placé sous le piston (13), ramenant ledit piston (13) à sa position neutre quand l’action de freinage cesse ;
- un soufflet de protection (14) isolant l’accrochage du câble (3f) et de sa gaine
(G) ;
- une vis bouchon (17) fermant le conduit hydraulique usiné dans l’axe (8) ;
- des joints, disposés à chaque raccordement ouvert des segments du conduit hydraulique.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le moyen de transmission est hydraulique, et comprend :
- un maitre-cylindre (12) actionné depuis un levier ; interposé dans le circuit hydraulique au niveau d’un logement (8f),
- une connexion (20), rapide de préférence, sans purge du circuit hydraulique lors de la connexion du circuit émetteur, comprenant le levier et le maitre-cylindre, avec le circuit récepteur, comprenant l’étrier (3).
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, un axe virtuel (8c) de fixation de l’axe (8) de la roue est désaxé par rapport à un axe (8b) de rotation de la roue, de telle sorte qu’un espace pour loger un conduit hydraulique (8e) soit configuré à l’intérieur de l’axe (8) de la roue
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’axe (8) a son axe virtuel (8c) de fixation (broche (18), tige rapide (24), écrou (11 )) désaxé par rapport à l’axe virtuel (8b) de rotation de la roue, ce qui permet de libérer un espace pour loger le conduit hydraulique (8e), optimisant ainsi l’utilisation de roulement (9) de relativement faible diamètre.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, l’axe (8) qui solidarise la roue avec la fourche (F) ou le cadre (C) dispose, sélectivement ou selon toute combinaison techniquement opérante :
- D’un profil anti rotation (8g) qui sont par exemple deux méplats à chaque extrémité de l’axe (8) et qui viennent se loger en conjugaison de forme avec les platines de fourche (F) ou de cadre (C). D’un logement (8f) fileté de préférence pour la fixation du raccord rapide (20) ou du maitre-cylindre (12).
D’une première partie (8e) du conduit hydraulique qui est fileté pour recevoir la vis bouchon (17), puis la deuxième partie (8e) du conduit hydraulique s’étend jusqu’au milieu de la partie (8h) qui dispose d’épaulements (8m), partie (8h) qui assure une fixation libre ou non avec la patte support (3g), à cet endroit le conduit hydraulique ressort en (8d) ou un lamage (8i) accueil un joint (26).
De portées (8k) pour des roulements (9), portées qui ont des épaulements (8n).
D’une partie filetée (8I) sur laquelle viennent se visser les butées (10) des roulements (9).
D’un fraisage (8j) qui reçoit la clavette (22) qui bloque en rotation l’étrier (3) sur le dit axe (8). Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, la patte support (3g) est bien sur parfaitement solidaire en rotation de l’axe (8) qui est immobile en regard de la fourche (F) ou du cadre (C), mais cette patte support (3g) peut avoir éventuellement une certaine liberté latérale entre les épaulements (8m) pour permettre l’auto positionnement du dit étrier (3) sur le disque (2) afin de ne pas déformer le dit disque (2) notamment quand les plaquettes (3i) sont usées.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention l’axe (8) qui solidarise la roue avec la fourche (F) ou le cadre (C) dispose, sélectivement ou selon toute combinaison techniquement opérante :
- d’un profil anti rotation (8g), par exemple deux méplats à chaque extrémité de l’axe (8) et qui viennent se loger en conjugaison de forme avec les platines de fourche
(F) ou de cadre (C) ;
- d’un logement (8f), fileté de préférence, pour la fixation du raccord rapide (20) ou du maitre-cylindre (12) ;
- d’une première partie du conduit hydraulique (8e) qui est fileté pour recevoir la vis bouchon (17), puis l’autre partie du conduit hydraulique (8e) s’étend jusqu’au milieu de la partie (8h) de l’axe (8) de la roue, assurant une fixation libre ou non avec la patte support (3g), entre deux épaulements (8m), le conduit hydraulique ressortant dans la partie (8h) assurant la fixation avec la patte support (3g) ;
- de portées (8k) pour des roulements (9), portées qui ont des épaulements (8n) ;
- d’une partie filetée (8I) sur laquelle viennent se visser les butées (10) des roulements (9) ;
- d’un fraisage (8j) qui reçoit la clavette (22) qui bloque en rotation l’étrier (3) sur ledit axe (8).
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le moyen de serrage de la roue sur la fourche (F) ou le cadre (C) est confié à un serrage rapide constitué d’un levier (S), d’une tige filetée (24) et d’un écrou (25) moleté ; des entretoises (21 ) étant interposées entre le serrage rapide (S)-(25) et les bras de fourche (F) et qui correspondent au désaxage de l’axe de fixation de la roue par rapport à l’axe de rotation de la roue.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention sur une roue arrière de cycle, la butée (10) droite de roulement (9) possède une excroissance extérieure doté d’une partie filetée sur laquelle vient se fixer une roue libre (RI) porteuse d’au moins un pignon qui coopère avec une chaîne (Ch) ; l’axe de roue (8) étant solidaire du cadre (C), comme pour la roue avant avec la fourche (F), soit par des écrous (11 ), soit par une broche (18) soit par une fixation rapide (S)-(24)-(25).
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le disque (2), pour avoir un diamètre maximum, dispose d’oreilles de fixation périphériques qui s’insèrent dans des chapes (J1 ) de section en U, préférentiellement moulées ou taillées dans la jante (J), et dont les trous (J2) reçoivent des moyens de fixation tel des vis (6) de liaison du disque (2) avec la jante (J), mais aussi de liaison avec au moins une flasque de la roue, notamment dite étoile, servant aussi de bâtons de roue.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le système comprend deux disques (2). Le système comprend un double étrier (3), notamment comprenant une patte support (3g) au centre de la roue entre les deux disques (2). chaque disque (2) est préférentiellement tenu en place par des oreilles qui sont à l’intérieur de la piste de frein des dits disques (2). Ces oreilles sont solidaires de la roue, par exemple via des flasques de roue dites étoiles (4a) à droite et (5a) à gauche. Lesdites flasques étoiles (4a) et (5a) sont monobloc ou rapporté sur les demi-moyeux (4) et (5). Chaque demi-moyeu (4) et (5) est alors préférentiellement doté de deux roulements (9), préférentiellement aussi espacé que possible pour pouvoir tourner parfaitement rond sur l’axe (8). Il est avantageux que les disques (2) soient montés flottant sur les flasques étoiles (4a) et (5a) afin de laisser aux disques (2) une certaine liberté latérale, qui assure une parfaite mise en place des disques entre les plaquettes (3i) lors du freinage.
Une telle conception d’un système comprenant deux disques, particulièrement adapté aux cycles lourds, est totalement novatrice au regard de l’art antérieur. Elle permet notamment d’obtenir un freinage beaucoup plus fiable pour des véhicules lourds.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le système comprend des flasques étoiles (4a, 5a), les branches des flasques étoiles (4a) et (5a) permettent de fixer grâce à des vis (15a) des plots magnétiques (15) qui coopèrent avec au moins un solénoïde (16) fixé sur l’étrier (3), formant un générateur d’énergie électrique.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention la patte support (3g) est parfaitement solidaire en rotation de l’axe (8) qui est fixe en regard de la fourche (F) ou du cadre (C), ladite patte support (3g) ayant une liberté latérale entre des épaulements (8m) pour permettre l’auto-positionnement dudit étrier (3) sur le disque (2) afin de ne pas déformer ledit disque (2) notamment quand les plaquettes (3i) sont usées.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention le disque est scindé en deux demi-disques, autorisant le démontage du disque sans recul de l’axe de la roue ; un emboîtement male / femelle des zones de liaison des demi-disques de frein permettant un accotement parfaitement plan ; la coupe du disque étant préférentiellement oblique, c’est-à-dire qu’elle préférentiellement non radiale. Toutefois, il est possible que la coupe soit radiale, bien que cela soit moins avantageux en termes de fiabilité de liaison entre les disques.
Une telle conception d’un disque qui ne soit pas monobloc est totalement novatrice par rapport à l’art antérieur, et apporte d’importants avantages en terme de facilité et rapidité de montage/démontage du disque de frein, en raison du retrait simplifié sans aucun démontage, même partiel, de la roue.
Dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, les deux-demi disques sont reliés par un clip en forme de bague, préférentiellement de section sensiblement rectangulaire. Préférentiellement, les demi-disques sont reliés au niveau d’une oreille de disque, chaque demi-disque comportant ainsi une demi- oreille, adaptée pour s’assembler à une demi-oreille de l’autre demi-disque. Chaque demi-oreille porte une fente radiale d’insertion d’un clip. Le clip est inséré dans les fentes respectives des demi-oreilles, et maintien ainsi les deux demi-disques l’un contre l’autre. De cette manière, on obtient une fixation des demi-disques l’un à l’autre qui est très simple, rapide à mettre en oeuvre, et qui fixe de manière fiable les deux demi-disques.
Préférentiellement, la coupe du disque est en forme de chevron orienté tangentiellement au disque, de façon à assurer un bon positionnement des demi- disques l’un par rapport à l’autre.

Claims

REVENDICATIONS
1) Système de frein à disque pour cycle (1) comprenant une partie réceptrice actionnée par une partie émettrice par l’intermédiaire d’un moyen de transmission, ladite partie réceptrice étant caractérisée en ce qu’elle comporte :
- au moins un disque (2) situé dans ou à proximité du plan médian d’une roue du cycle (1 ), et qui est solidaire de ladite roue,
- au moins un étrier (3) configuré pour pincer ledit au moins un disque (2) lors du freinage dudit cycle, ledit au moins un étrier (3) étant fixé solidairement au moins en rotation à un axe (8) de ladite roue, ledit axe (8) étant fixé solidairement à une fourche (F) ou à un cadre (C) dudit cycle (1),
- un moyeu de roue disposé sur ledit axe (8), ledit moyeu de roue étant muni de paliers (9) permettant à ladite roue de tourner librement en rotation et de rester fixe en translation, ledit moyeu de roue étant constitué d’un demi-moyeu droit (4) et d’un demi-moyeu gauche (5) situés de part et d’autre de l’étrier (3), au moins l’un desdits demi-moyeu (4, 5) étant relié à ladite roue.
2) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque disque (2) est fixé par des oreilles périphériques à des flasques (4a, 5a) de la roue, et les demi-moyeux (4, 5) disposent chacun d’un seul palier (9).
3) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque disque (2) est fixé par des oreilles internes à des flasques (4a, 5a) de la roue, et les demi-moyeux (4, 5) disposent chacun de deux paliers (9).
4) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’axe (8) de roue est creux, pour permettre le passage du moyen de transmission depuis la partie émettrice jusqu’à l’étrier (3).
5) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 ou 4 caractérisé en ce que le moyen de transmission est totalement mécanique, et comprend :
- un premier câble (3f) actionné depuis un levier dit émetteur, coulissant dans une gaine (G) mise en butée (B) sur un régleur solidaire d’un bras de la fourche (F) ou du cadre (C) ; ledit câble (3f) étant ancré par une goupille inférieure à un levier latéral (3e) situé concentriquement et extérieurement d’un écrou (11 ) de serrage de l’axe (8) de roue sur une patte de la fourche (F) ou du cadre (C) ; le levier latéral (3e), étant tenu par une vis (6c), entraînant en rotation une tige (8a) concentrique de l’axe (8) ; disposée sensiblement au milieu dudit axe (8), grâce à une lumière réalisée dans cet axe (8), la tige (8a) entraînant en rotation un levier central (3d) fixé par une vis (6b) à ladite tige (8a) ;
- un second câble (3c) à au moins une tête, relie en rotation le levier central (3d) à un levier (3a) de l’étrier (3) sur lequel une vis (3b) serre l’extrémité sans tête du second câble (3c) ; le levier (3a) de l’étrier (3) actionnant un mécanisme (3j) de mise en pression des plaquettes (3i) qui pincent le disque (2) ;
- des vis (6d) solidarisant l’étrier (3) à l’extrémité d’une patte support (3g), l’autre extrémité de ladite patte support (3g) en forme de demi collier est solidairement fixé à l’axe (8) par un demi collier (3h) serré par des vis (6e) ;
- une clavette (22) fixant en rotation la patte support (3g) à l’axe (8) ; de part et d’autre du dit support (3g), sensiblement aux extrémités de l’axe (8), les paliers (9), tenus en place par des butées (10) vissées sur un alésage du logement de chacun des paliers (9) dans le demi-moyeu droit (4) et le demi- moyeu gauche (5), sont logés coaxialement de cet axe (8) ; les demi-moyeux droit (4) et gauche (5) portent de façon rapportée, grâce à des vis (6a), ou de façon monobloc, des flasques de roue (4a, 5a) dont les extrémités extérieures (4a, 5a) prennent en « sandwich » un disque de frein (2) en le fixant par ses oreilles périphériques grâce à des vis (6) ; chaque demi-moyeu (4, 5) est pourvu d’une partie en forme de flasque latérale dans laquelle sont réalisés des trous sensiblement latéraux, recevant des têtes des rayons (R) ; les rayons (R) constituant le parapluie droit et le parapluie gauche qui supporte une jante (J) de la roue porteuse d’un pneu (P) de la roue.
6) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 ou 4 caractérisé en ce que le moyen de transmission est hydromécanique, et en ce qu’il comprend :
- une partie de transmission mécanique de la force freinage, jusqu’au niveau d’un levier central (3d) ;
- une partie de transmission hydraulique de la force de freinage, à partir dudit levier (3d), étant raccordé par un maneton (23) à un piston (13) de maitre- cylindre (12) hydraulique, qui est directement solidaire de l’étrier (3).
7) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 ou 4 caractérisé en ce que le moyen de transmission est hydromécanique, et en ce qu’il comprend :
- une partie de transmission mécanique de la force freinage, jusqu’à un maitre- cylindre qui est extérieur à un parapluie des rayons (R) d’un demi-moyeu (4) ; l’extrémité inférieure du maitre-cylindre (12) disposant d’une partie cylindrique (12a) qui vient se visser sur l’axe (8) de manière étanche du côté extérieur de la butée (10) de roulement (9) ;
- un câble (3f) ancré immobile au corps du maitre-cylindre (12), actionnant par réaction de sa gaine (G) un piston (13) du maitre-cylindre hydraulique (12) ; le piston (13) poussé par la gaine (G) repoussant le liquide hydraulique dans un conduit qui via l’axe (8) pénètre dans un support d’étrier (3g) pour alimenter et pousser le piston de l’étrier (3) ;
- un ressort placé sous le piston (13), ramenant ledit piston (13) à sa position neutre quand l’action de freinage cesse ;
- un soufflet de protection (14) isolant l’accrochage du câble (3f) et de sa gaine
(G) ;
- une vis bouchon (17) fermant le conduit hydraulique usiné dans l’axe (8) ;
- des joints, disposés à chaque raccordement ouvert des segments du conduit hydraulique.
8) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 ou 4 caractérisé en ce que le moyen de transmission est hydraulique, et en ce qu’il comprend :
- un maitre-cylindre (12) actionné depuis un levier; interposé dans le circuit hydraulique au niveau d’un logement (8f),
- une connexion (20), rapide de préférence, sans purge du circuit hydraulique lors de la connexion du circuit émetteur, comprenant le levier et le maitre- cylindre, avec le circuit récepteur, comprenant l’étrier (3).
9) Système de frein à disque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’un axe (8c) de fixation de l’axe (8) de la roue est désaxé par rapport à un axe (8b) de rotation de la roue, de telle sorte qu’un espace pour loger un conduit hydraulique (8e) soit configuré à l’intérieur de l’axe (8) de la roue.
10) Système de frein à disque (1) selon la revendication 9 caractérisé en ce que l’axe (8) qui solidarise la roue avec la fourche (F) ou le cadre (C) dispose :
- d’un profil anti rotation (8g), par exemple deux méplats à chaque extrémité de l’axe (8) et qui viennent se loger en conjugaison de forme avec les platines de fourche (F) ou de cadre (C) ;
- d’un logement (8f), fileté de préférence, pour la fixation du raccord rapide (20) ou du maitre-cylindre (12) ;
- d’une première partie du conduit hydraulique (8e) qui est fileté pour recevoir la vis bouchon (17), puis l’autre partie du conduit hydraulique (8e) s’étend jusqu’au milieu de la partie (8h) de l’axe (8) de la roue, assurant une fixation libre ou non avec la patte support (3g), entre deux épaulements (8m), le conduit hydraulique ressortant dans la partie (8h) assurant la fixation avec la patte support (3g) ;
- de portées (8k) pour des roulements (9), portées qui ont des épaulements (8n) ;
- d’une partie filetée (8I) sur laquelle viennent se visser les butées (10) des roulements (9) ;
- d’un fraisage (8j) qui reçoit la clavette (22) qui bloque en rotation l’étrier (3) sur ledit axe (8).
11) Système de frein à disque (1) selon l’une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le moyen de serrage de la roue sur la fourche (F) ou le cadre (C) est confié à un serrage rapide constitué d’un levier (S), d’une tige fileté (24) et d’un écrou (25) moleté ; des entretoises (21) étant interposées entre le serrage rapide (S)-(25) et les bras de fourche (F) et qui correspondent au désaxage de l’axe de fixation de la roue par rapport à l’axe de rotation de la roue.
12) Système de frein à disque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que sur une roue arrière de cycle, la butée (10) droite de roulement (9) possède une excroissance extérieure doté d’une partie filetée sur laquelle vient se fixer une roue libre (RI) porteuse d’au moins un pignon qui coopère avec une chaîne (Ch) ; l’axe de roue (8) étant solidaire du cadre (C), comme pour la roue avant avec la fourche (F), soit par des écrous (11), soit par une broche (18) soit par une fixation rapide (S)-(24)-(25).
13) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le disque (2), pour avoir un diamètre maximum, dispose d’oreilles de fixation périphériques qui s’insèrent dans des chapes (J1) de section en U, moulées ou taillées dans la jante (J), et dont les trous (J2) reçoivent des vis (6) de liaison du disque (2) avec la jante (J), mais aussi de liaison avec au moins une flasque étoile, servant aussi de bâtons de roue.
14) Système de frein à disque (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend deux disques (2) ; et en ce qu’il comprend un double étrier (3) comprenant une patte support (3g) au centre de la roue entre les deux disques (2), chaque disque (2) est tenu en place par des oreilles qui sont à l’intérieur de la piste de frein des dits disques (2), ces oreilles sont solidaires de flasques de roue dites étoiles (4a) à droite et (5a) à gauche ; les dites flasques étoiles (4a) et (5a) sont monobloc ou rapporté sur les demi-moyeux (4) et (5), chaque demi-moyeu (4) et (5) est doté de deux roulements (9), préférentiellement aussi espacé que possible pour pouvoir tourner parfaitement rond sur l’axe (8) ; les disques (2) sont montés flottant sur les étoiles (4a) et (5a) afin de laisser aux disques (2) une certaine liberté latérale, qui assure une parfaite mise en place des disques entre les plaquettes (3i) lors du freinage. 15) Système de frein à disque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des flasques étoiles (4a, 5a), caractérisé en ce que les branches des flasques étoiles (4a) et (5a) permettent de fixer grâce à des vis (15a) des plots magnétiques (15) qui coopèrent avec au moins un solénoïde (16) fixé sur l’étrier (3), formant un générateur d’énergie électrique. 16) Système de frein à disque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la patte support (3g) est parfaitement solidaire en rotation de l’axe (8) qui est fixe en regard de la fourche (F) ou du cadre (C), ladite patte support (3g) ayant une liberté latérale entre des épaulements (8m) pour permettre l’auto-positionnement dudit étrier (3) sur le disque (2) afin de ne pas déformer ledit disque (2) notamment quand les plaquettes (3i) sont usées.
17) Système de frein à disque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le disque est scindé en deux demi-disques, autorisant le démontage du disque sans recul de l’axe de la roue ; un emboîtement male / femelle des zones de liaison des demi-disques de frein permettant un accotement parfaitement plan ; la coupe du disque étant préférentiellement oblique.
PCT/EP2022/054283 2021-02-21 2022-02-21 Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle WO2022175534A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22710005.4A EP4277836A1 (fr) 2021-02-21 2022-02-21 Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2101664 2021-02-21
FR2101664A FR3120049B1 (fr) 2021-02-21 2021-02-21 Système de frein à disque(s) logé(s) à l’intérieur des parapluies de rayons (ou bâtons) de la roue d’un cycle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022175534A1 true WO2022175534A1 (fr) 2022-08-25

Family

ID=76920820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/054283 WO2022175534A1 (fr) 2021-02-21 2022-02-21 Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4277836A1 (fr)
FR (1) FR3120049B1 (fr)
WO (1) WO2022175534A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29817120U1 (de) * 1998-09-23 1999-07-29 Kaufmann Bremskraftunterbrechung für Zweiräder mit integrierter Lichtmaschine für Hydraulikbremssysteme
WO2007000575A1 (fr) * 2005-06-27 2007-01-04 David Houghton Systeme de freinage a disque interne pour cycles
US7475950B1 (en) * 2007-04-06 2009-01-13 Glenn Aaron L Motorcycle wheel assembly
US20180154690A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-07 Hyundai Motor Company Hub unit having brake disk

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29817120U1 (de) * 1998-09-23 1999-07-29 Kaufmann Bremskraftunterbrechung für Zweiräder mit integrierter Lichtmaschine für Hydraulikbremssysteme
WO2007000575A1 (fr) * 2005-06-27 2007-01-04 David Houghton Systeme de freinage a disque interne pour cycles
US7475950B1 (en) * 2007-04-06 2009-01-13 Glenn Aaron L Motorcycle wheel assembly
US20180154690A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-07 Hyundai Motor Company Hub unit having brake disk

Also Published As

Publication number Publication date
EP4277836A1 (fr) 2023-11-22
FR3120049B1 (fr) 2024-02-16
FR3120049A1 (fr) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0104108B1 (fr) Dispositif de bras support d'une roue motrice
FR2585319A1 (fr) Vehicule compose de deux parties definies et degageables
FR2604411A1 (fr) Structure de fixation de la roue a chaine menee pour motocyclette
EP1726935A1 (fr) Cellule de mesure d'effort et axe de liaison équipé d'une telle cellule
FR2794422A3 (fr) Frein a disque avant pour bicyclette
EP2507121A1 (fr) Système de bridage pour une fourche à susupension de véhicule
EP3187402A1 (fr) Support d'etrier de frein a disque pour une bicyclette ou similaire
WO2020144419A1 (fr) Dispositif d'assistance électrique pour vélo
EP2058217B1 (fr) Dispositif de réglage de l'angle de chasse du train avant d'un cycle et roue équipée d'un tel dispositif
FR3018765A1 (fr) Dispositif de conversion d'un vehicule a deux roues en vehicule a trois roues
EP4277836A1 (fr) Système de frein à disque(s) logé(s) à l'intérieur d'une roue de cycle
FR2921630A1 (fr) Pedalier multi plateaux a roue libre integree
EP3187406A1 (fr) Patte de bras arrière d'une bicyclette ou analogue et bicyclette comportant une telle patte de bras arrière
WO2007088275A1 (fr) Moyeu arriere a vitesses integrees et moyeu avant a dynamo integree permettant un montage transversal des roues pour un velo ou velomoteur
FR3005028A1 (fr) Axe de roue demontable pour train de vehicule
EP2879943B1 (fr) Bicyclette convertible en draisienne
EP0983186B1 (fr) Pedalier reducteur d'effort pour cycles
FR2648638A1 (fr) Perfectionnements aux transmissions de vehicules equipees de ralentisseurs electriques
WO2011075860A1 (fr) Dispositif de commande de direction pour motocyclette ou similaire
FR2710604A1 (fr) Dispositif permettant de relier un vélo adulte à un vélo enfant afin d'obtenir une sorte de tandem adulte-enfant.
EP1227033B1 (fr) Dispositif de transformation de bicyclettes en tandem
FR2898860A1 (fr) Engin de transport a deux roues avant et une roue arriere
WO1988003106A1 (fr) Dispositif de montage de roue avant de motocycle
EP1837274A1 (fr) Bicyclette
FR2912109A1 (fr) Moyens pour retirer rapidement les roues ou au moins les pneus d'un deux roues monotrace

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22710005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022710005

Country of ref document: EP

Effective date: 20230817

WPC Withdrawal of priority claims after completion of the technical preparations for international publication

Ref document number: FR2101664

Country of ref document: FR

Date of ref document: 20230819

Free format text: WITHDRAWN AFTER TECHNICAL PREPARATION FINISHED

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE