FR2535670A1

FR2535670A1 - Anti-diving cycle

Info

Publication number: FR2535670A1
Application number: FR8218464A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-11-04
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1984-05-11

Abstract

The invention relates to cycles of the moped, motor cycle or motorbike type having a telescopic front fork. It is characterised, in the case of a front drum brake, by the fact that the brake plate 11 is able to oscillate about the axle of the front wheel; and that its oscillation is controlled by a crank-connecting rod 13-14 system, linked to the upper and suspension part 16 of the fork, and by virtue of which the braking torque exerted by the front brake creates an ascending force transmitted, at the level of the part 15, to the front of the cycle, thus preventing or limiting its habitual "diving" during braking.

Description

La présente Invention concerne les cycles motorisés, à suspension avant télescopique, avec freins à tambour ou à disque à commande mécanique ou hydraulique. The present invention relates to motorized cycles, with telescopic front suspension, with drum or disc brakes with mechanical or hydraulic control.

La plupart des cyclomoteurs, vélomoteurs ou motocyclettes actuels à fourche avant télescopique sont sujets,lors des freinages9 à un écrasement de la suspension avant7 appelé "plongée", qui présente les inconvénients suivants:
- risque de talonnement en butée supérieure de la
suspension avant, par suite de la diminution de la
garde au sol;
- diminution de la portée d'éclairement du projecteur,
la nuit;
- éventuellement facteur limitant, pour le constructeur
du cycle, de la souplesse de la suspension avant.Most current mopeds, mopeds or motorcycles with telescopic front fork are subject, when braking9, to crushing the front suspension7 called "diving", which has the following drawbacks:
- risk of tailgating in the upper stop of the
front suspension, due to the decrease in
ground clearance;
- decrease in the illumination range of the projector,
the night;
- possibly limiting factor, for the manufacturer
cycle, flexibility of the front suspension.

La présente invention supprime ces inconvénients: elle promet lors des freinages -même les plus brutaux - de conserver l'assiette avant du cycle sans aucunement supprimer ou altérer le rôle de filtre mécanique des irrégularités du sol de la suspension avant
Elle est caractérisée par le fait que la partie du frein avant ordinairement fixe par rapport aux bras inférieurs de la fourche, c'est-à-dire le plateau de frein dans le cas d'un frein à tambour, ou 19 étrier dans le cas dun frein à disque, est ici susceptible de pivoter autour dún axe confondu avec celui de rotation de la roue avant , ce pivotement étant contrôlé par un système bielle-manivelle, décrit en détail plus bas, relié à la partie supérieure et suspendue de la fourche
Ce système bielle-manivelle a pour effet de transformer le couple de freinage dont le plateau de frein ou étrier est le siège,lors de lSaction du frein avant, en une force ascendante exercée sur la partie suspendue avant du cycle, force de nature à contrecarrer l'effet de plongée occasionné par le freinage.The present invention eliminates these drawbacks: it promises during braking - even the most brutal - to keep the attitude before the cycle without in any way eliminating or altering the role of mechanical filter of irregularities in the ground of the front suspension
It is characterized by the fact that the part of the front brake ordinarily fixed with respect to the lower arms of the fork, that is to say the brake plate in the case of a drum brake, or 19 caliper in the case a disc brake, is here capable of pivoting about an axis coincident with that of rotation of the front wheel, this pivoting being controlled by a rod-crank system, described in detail below, connected to the upper part and suspended from the fork
This rod-crank system has the effect of transforming the braking torque of which the brake plate or caliper is the seat, during the action of the front brake, into an upward force exerted on the suspended part before the cycle, a force likely to counteract the diving effect caused by braking.

I1 est important de noter que non seulement ce système anti-plongée n1 entrave en rien la suspension avant en dehors des freinages, puisqusau moment où la roue avant rencontre das irrégularités du sol, la liaison bielle-mtnivelle ss déforme, entrainant une oscillation correspondante du plateau de frein ou de l'étrier, mais il ne gêne pas non plus le fonctionnement de la suspension avant pendant les frein nages, du fait que sa déformation y est également possible
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description plus détaillée qui va suivre et du calcul du dimensionnement optimum, en référence aux dessins schématiques annexés , sur lesquels:
la figure I montre, en élévation latérale, une forme de réalisation d'un cycle à frein à tambour équipé selon l'in- vention;
la figure 2 montre,en élévation latérale, une forme de réalisation d'un cycle à frein à disque équipé selon l'in vention;
la figure 3 est un schéma de principe,en élévation la- térale, d'un cycle équipé selon l'invention, destiné à il lustrer le calcul de son dimensionnement optimum.It is important to note that not only does this anti-dive system n1 in no way hamper the front suspension outside of braking, since at the moment when the front wheel encounters irregularities in the ground, the connecting rod-to-level link is distorted, causing a corresponding oscillation of the brake plate or caliper, but it also does not interfere with the operation of the front suspension during stroke brakes, since its deformation is also possible
The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the more detailed description which follows and from the calculation of the optimum dimensioning, with reference to the appended schematic drawings, in which:
Figure I shows, in side elevation, an embodiment of a drum brake cycle equipped according to the invention;
Figure 2 shows, in side elevation, an embodiment of a disc brake cycle equipped according to the invention;
FIG. 3 is a block diagram, in side elevation, of a cycle equipped according to the invention, intended to polish the calculation of its optimum dimensioning.

Tel qu'il est représenté figure I pour le cas d'un frein avant à tambour, le cycle équipé selon l'invention comporte notamment une manivelle I3, d'entrare éventuellement réglable, liée rigidement avec le plateau de frein 11 ,par exemple par soudage s ou à l'aide de boulons, et dirigée vers l'arrière de celui-ci.Ce dernier est lié à la partie inférieure de la fourche 12 par une liaison de type pivot et d'axe confondu avec celui de rotation de la roue avant.Par exemple cette liaison pourra être assurée au niveau de l'axe métallique I2I, qui relie les deux tubes inférieurs de la fourche, au moyen d'une bague autolubrifiante sertie dans l'alésage central du plateau 11, en prévoyant des jeux axiaux et radiaux adéquats
Une bielle I4 est reliée, par liaisons de type pivot, ou éventuellement rotule, d'une part à l'extrémité arrière de la manivelle I3, d'autre part à la pièce I5 fixée rigidement sur l'un des tubes formant la partie supérieure suspendue 16 de la fourche.As shown in FIG. I for the case of a front drum brake, the cycle equipped according to the invention notably comprises a crank I3, of possibly adjustable spacing, rigidly linked with the brake plate 11, for example by welding s or using bolts, and directed towards the rear of the latter. The latter is linked to the lower part of the fork 12 by a pivot type connection and axis coincident with that of rotation of the front wheel. For example, this connection could be ensured at the level of the metal axis I2I, which connects the two lower tubes of the fork, by means of a self-lubricating ring crimped in the central bore of the plate 11, by providing clearances adequate axial and radial
A connecting rod I4 is connected, by pivot type connections, or possibly ball joint, on the one hand to the rear end of the crank I3, on the other hand to the part I5 rigidly fixed on one of the tubes forming the upper part suspended 16 from the fork.

Dans le cas d'un frein à disque, tel qu'il est représen té figure 2, la cycle équipé selon l'invention co;nporte notamment une manivelle 23, d'entraxe éventuellement réglable, pouvant osciller par rapport à la partie inIérieure 22 de la fourche par une liaison pivot avec l'axe 21 de la roue analogue à celle décrite plus haut pour la pièce 15. In the case of a disc brake, as shown in FIG. 2, the cycle fitted according to the invention includes, in particular, a crank 23, with an optionally adjustable center distance, which can oscillate relative to the inner part 22 of the fork by a pivot link with the axis 21 of the wheel similar to that described above for part 15.

Cette manivelle, dirigée en arrière de l'essieu avant, supporte, lié rigidement à elle, l'étrier a frein 21, placé de façon adéquate au serrage du disque 20. This crank, directed behind the front axle, supports, rigidly connected to it, the brake caliper 21, suitably placed to tighten the disc 20.

L'extrémité arrière de cette manivelle est liée à une bielle 24, elle-même liée à la partie supérieure 26 de la fourche par une pièce 25, dans Ime disposition et des liaisons analogues à celles des éléments I3, I4, I6, I5 de la figure I. The rear end of this crank is linked to a connecting rod 24, itself linked to the upper part 26 of the fork by a part 25, in the same arrangement and connections similar to those of the elements I3, I4, I6, I5 of figure I.

Si l'avant du cycle comporte deux disques de frein de part et d'autre de-la roue, il va de soi que le cycele comportera deux ensembles des pièces 21, 25, 24, 25, chacun d'eux concernant un disque. Notons qu'alors les deux bras de la fourche reçoivent des efforts identiques, ce qui est un avantage par rapport au cas disymétrique du disque seul ou du tambour où seul l'un des bras reçoit la poussée anti-plongée
Eléments pour un dimensionnement optimum du système bielle-manivelle.L'ensemble schématisé figure @ est caractérisé entre autres par sa masse m, la hauteur h au-dessus du sol
de-son centre de gravité G, son empattement γ, l'angle d'inclinaison α Je la fourche par rapport à la verticale, le rayon R de la roue avant.Nous supposerons, àtitre d'ex emple et dans le but d wsimplifier le calcul, que l'angle entre les segments IO et IS schématisant respectivement la manivelle 15 ou 23 et la bielle I4 ou 24 décrites plus haut, est droit,Le but du présent calcul est de déterminer un couple de valeurs d 0 ,où g désigne la longueur entre axes de la manivelle et ss l'angle de la bielle avec la direction de la fourche, tel que le freinage n'entraine aucune déflexion de plongée de l'avant du cycle. Nous supposons; pour cela, que seul le frein avant est la cause de la décélération,
L moment de basculement s'exerçant sur 1 système cyclepilote soumis à une décélération d'intensité γ a pour valeur
e moment alourdit done la roue avant de la quanti tél.Ainsi la fourche transmet-elle, lors du frei nage, une force additionnelle due à la décélération et cor respondrnt à la réaction supplémentaire d sol sur la roue avant, force de composante horizontale mγ et verticalel
la plongée habituellement constatée sur un cycle non é@@i- pé selon l'invention est donc le ait de l'écrasement des ressorts avant sous l'action de la composante de cette force selon la direction de la fourche , de valeur::

If the front of the cycle comprises two brake discs on either side of the wheel, it goes without saying that the cycle will comprise two sets of parts 21, 25, 24, 25, each of them relating to a disc. Note that then the two arms of the fork receive identical forces, which is an advantage compared to the asymmetrical case of the disc alone or the drum where only one of the arms receives the anti-diving thrust
Elements for optimum sizing of the rod-crank system. The assembly shown diagrammatically in Figure @ is characterized, among other things, by its mass m, the height h above the ground.
de-its center of gravity G, its wheelbase γ, the angle of inclination α I fork it with respect to the vertical, the radius R of the front wheel. We will assume, as an example and in order to simplify the calculation, that the angle between the segments IO and IS schematically representing the crank 15 or 23 and the connecting rod I4 or 24 described above, is straight, The aim of this calculation is to determine a pair of values d 0, where g denotes the length between axes of the crank and ss the angle of the connecting rod with the direction of the fork, such that braking does not cause any forward deflection of the cycle. We suppose; for that, that only the front brake is the cause of deceleration,
The tilting moment being exerted on 1 pilot cycle system subjected to an intensity deceleration γ is worth
The moment therefore increases the front wheel of the tele quanti. Thus the fork transmits, during braking, an additional force due to deceleration and corresponds to the additional reaction of soil on the front wheel, horizontal component force m γ and vertical
the dive usually observed on a non-é @@ i- pe cycle according to the invention is therefore the fact of the crushing of the front springs under the action of the component of this force according to the direction of the fork, of value:

Pour le cycle équipé selon l'invention, la bielle 14 ou 21 exerce sur la partie supérieure de la fourche, grace à la manivelle I3 ou 23, la force #/d, où # est le couple de freinage qu'exerce le frein. Or, seul le frein avant agit, on a donc:

For the cycle equipped according to the invention, the connecting rod 14 or 21 exerts on the upper part of the fork, thanks to the crank I3 or 23, the force # / d, where # is the braking torque exerted by the brake. However, only the front brake acts, so we have:

La composante de cette force selon la direction de la fourche vaut donc:

et tend à s'opposer à l'écrasement des ressorts.The component of this force according to the direction of the fork is therefore worth:

and tends to oppose the crushing of the springs.

L'écrasement sera nul si l'on a exactement F1= -à-dire si la condition:

est réalisée.The overwrite will be zero if we have exactly F1 = i.e. if the condition:

is carried out.

On voit, par ce calcul, où les termes ffnW se sont simplifiés, que la condition ci-dessus est donc valable quelle que soit la valeur de la décélération, autrement dit que le caractère anti-plongée du cycle selon l'invention demeure en toutes circonstances. We see, by this calculation, where the terms ffnW are simplified, that the above condition is valid regardless of the value of the deceleration, in other words that the anti-diving character of the cycle according to the invention remains in all circumstances.

Certes, ce calcul est fait dans un cas propice, où seul le frein avant est sollicité, et où l'on connaita priori la hauteur W du centre de gravité, qui dépend pourtant fortement du pilote et de sa position. I1 est donc évident que, dans les cas réels, il pourra apparaître un effet de plongée coorespondant à la part que prend le frein arrière dans la décélération et la déplacement du centre de gravité de l'e semble roulant du, par exemple, à la présence d' un passager arrière.Cependant, l'amplitude de cette plongée sera, de toute façon, inférieure à celle dgun cycle équivalent non équipé selon l'invention,0n peut ajouter également que le caractère réglable de la manivelle mentionné plus haut, peut permettre, par une modification de la valeur de l'entraxe & de s'adapter aux conditions de charge du véhicule
En ce qui concerne l'encombrement du système bielle-manivelle, l'application de la formule démontrée plus haut à des géométries de motocyclettes existantes donnes pour la longueur t de la manivelle, des valeurs sensiblement égales ou inférieures au rayon R d la roue avant; ainsi le dispositif ne devrait pas gêner le bon fonctionnement de la direction.Admittedly, this calculation is made in an auspicious case, where only the front brake is applied, and where we know a priori the height W of the center of gravity, which however strongly depends on the pilot and his position. It is therefore obvious that, in real cases, a diving effect may appear which co-responds to the part that the rear brake takes in decelerating and shifting the center of gravity of the e seems to roll from, for example, to the presence of a rear passenger. However, the amplitude of this dive will, in any case, be less than that of an equivalent cycle not equipped according to the invention, it may also be added that the adjustable nature of the crank mentioned above can allow, by changing the value of the center distance & to adapt to the vehicle load conditions
With regard to the size of the connecting rod-crank system, the application of the formula demonstrated above to geometries of existing motorcycles given for the length t of the crank, values substantially equal to or less than the radius R d of the front wheel ; thus the device should not interfere with the proper functioning of the steering.

Cette invention semble particulièrement indiquée pour les motocyclettes grandes routières", ou plus généralement pour les cycles disposant d9une suspension avant très souple This invention seems particularly indicated for long-distance motorcycles, "or more generally for cycles with a very flexible front suspension.

Claims

I) Cycle of the moped, moped or motorcycle type with telescopic front fork, characterized in that the plate or the caliper of its front brake, or of each of its front brakes, is liable to oscillate relative to the fork around of the axis of rotation of the front wheel, and that this oscillation is controlled by a connecting rod - crank assembly connected to the upper part and suspended from the fork.

2) Cycle according to claim I3, characterized in that the crank, directed towards the rear of the axis of the front wheel, is rigidly linked to the brake plate or to the caliper.

3) Cycle according to claims I and 2, characterized in that the connecting rod is linked by a pivot or ball joint to the upper and suspended part of the fork.

4) Cycle according to claims I, 2,3, characterized in that the center distance of the crank is irremovable.

5) Cycle according to claims I, 2,3, characterized in ee that the center distance of the crank is adjustable.