FR2776569A1 - Ecrou de serrage a limitation de couple pour le reglage automatique du jeu axial des roulements a billes des moyeux de bicyclette - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un moyeu de roue de bicyclette traditionnellement formé d'un corps (1) mobile en rotation autour d'un axe (2) par l'intermédiaire de roulements à billes (3) à contacts obliques. Selon l'invention, les moyens de serrage axial des bagues inférieures libres (8) des roulements sont à poussée limitée pour aboutir à un effort axial précis quelque soit le couple de serrage appliqué sur l'écrou (4).Cet écrou (4) est formé d'une bague intérieure (9) taraudée engagée sur la partie filetée (lO) de l'axe (2) et d'une bague extérieure (11) mobile en rotation autour de la bague intérieure (9) avec entre les deux une liaison à limitation de couple de serrage. Concrètement, cette liaison se présente sous la forme d'alésages borgnes (12) usinés dans la bague (8) dans lesquels sont introduits un ressort (13) appuyant sur une bille (14) dont le sommet débouchant des dits alésages (12) est engagé dans une empreinte (15) asymétrique usinée dans l'autre bague (11). Ainsi en cas de couple de serrage dépassant la valeur recherchée, la bille (14) dégage de l'empreinte (15) et la rotation de la bague extérieure (11) n'a aucune influence sur la poussée exercée par la bague intérieure (8) sur le roulement à billes (3).

Description

L'invention concerne un moyeu de roue de bicyclette qui trouvera notamment

son application chez les fabricants d'accessoires de cycles.

Actuellement les moyeux de roues de bicyclettes sont pratiquement tous construits sur le même modèle à savoir un axe rapporté sur le cadre ou la fourche et un corps mobile en rotation sur lequel sont fixés les rayons raccordés à la jante. Entre le corps et l'axe se trouvent des roulements à billes à contacts obliques ou radiaux rigides dont le serrage axial est assuré au moyen d'écrous et contre-écrous vissés sur l'axe fileté.10 La construction est légèrement différente lorsqu'il s'agit du moyeu arrière, car le corps de roue libre qui reçoit les pignons est porté par deux roulements et vient s'intercaler en butée sur l'axe et serré par l'écrou et le contre-écrou mais le principe reste le même. Le réglage du jeu est indépendant du réglage principal.15 Avec un tel montage, le réglage du jeu axial du roulement est entièrement assuré par le vissage des écrous d'o une grande complexité de

réglage. En effet, un serrage insuffisant des écrous entraîne un jeu dans les roulements avec flottement de la roue qui semble voilée. Par contre un serrage trop énergique a des conséquences désastreuses sur le roulement car20 cela engendre des contraintes énormes sur les billes qui se traduisent sous la forme d'une rotation saccadée du roulement et son usure prématurée.

Par conséquent la marge de manoeuvre est très réduite et même les spécialistes éprouvent des difficultés à ce niveau, d'autant plus que le

blocage du contre-écrou sur l'écrou a des répercutions au niveau de l'effort25 axial. Et généralement, il faut s'y reprendre en plusieurs fois avant d'obtenir un serrage satisfaisant.

Le but principal de la présente invention est de présenter un moyeu de roue de vélo dont le serrage axial est à réglage automatique. De la sorte, le jeu est en toutes circonstances respecté et par exemple un cycliste sur le bord d'une route peut sans difficultés refaire un serrage axial de roue, tout comme

en usine un gain de temps précieux est obtenu pour parfaire cette opération de fabrication.

Par ailleurs, grâce à sa conception, l'invention ne nécessite aucun réglage et se prête parfaitement à une construction en série à faible coût, ce

qui permet de nombreuses applications commerciales.

Selon l'invention, le moyeu de bicyclette qui comprend un corps mobile en rotation autour d'un axe par l'intermédiaire de roulements à billes à contacts obliques ayant une bague inférieure libre sur l'axe est caractérisé par le fait qu'il présente des moyens de serrage axial de la bague inférieure à

poussée limitée.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description

suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels:

- La figure 1 représente un moyeu de roue de vélo traditionnel.

- La figure 2 illustre en vue de coupe axiale le moyeu selon un mode préférentiel de réalisation de la présente invention.

- La figure 3 montre en vue de coupe radiale le moyeu de la figure 2.

La figure 1 représente un moyeu de roue arrière de bicyclette traditionnel. Il se compose d'un corps (1) solidaire de la roue non représentée et mobile en rotation autour d'un axe (2) qui lui est solidaire du cadre puisqu'il s'agit dans le cas présent d'une roue arrière. Entre les deux15 se trouve des roulements à billes (3) à contacts obliques. La bague intérieure (4) du roulement est un écrou vissé sur l'axe (2). Sa rotation permet de régler le jeu axial des deux roulements à billes (3). Un jeu excessif crée un flottement dans la roue par contre un serrage trop important gêne la rotation de la roue et use prématurément les roulements.90 Pour bloquer les réglages, des contre-écrous (5) sont disposés sur les extérieurs de l'axe (2) et immobilisent les écrous (4) avec entre les deux des rondelles (6) dont le rôle est d'éviter si possible la friction entre écrou (4) et contre- écrou (5) lors du serrage de l'un contre l'autre, ce qui aurait pour conséquence une modification du réglage.25 Dans la pratique, il apparaît qu'il est très difficile d'obtenir un bon réglage au moins du premier coup. En effet, le blocage du contre-écrou (5) modifie toujours sensiblement l'effort axial exercé par l'écrou (4) car le jeu de cet écrou (4) sur le filetage est rattrapé en sens contraire. Et le pas du filet a beau être fin, il s'ensuit toujours des variations dimensionnelles de30 positionnement d'o un effort supplémentaire sur les roulements (3). Cette difficulté se traduit en usine par des pertes de temps lors de l'assemblage et

pour les cyclistes par l'obligation de recours à des spécialistes pour les réglages fins.

Selon la présent invention, toutes ces difficultés sont levées. Le détail de la conception est illustrée à la figure 2. On retrouve le corps (1) du moyeu solidaire de la roue et l'axe (2) solidaire du cadre ou de la fourche. Le roulement à billes (3) à contacts obliques comprend une bague supérieure (7) emmanchée dans le corps (1) et une bague inférieure (8) libre sur l'axe (2). L'invention correspond à des moyens de serrage axial de la bague inférieure (8) à poussée limitée. Cela signifie que l'effort axial appliqué sur le roulement à billes (3) est indépendant du couple de serrage exercé sur les moyens de l'invention. A la figure 2, un mode préférentiel de réalisation des moyens de l'invention est représenté. Il s'agit d'un écrou (4) spécial dont la vue en coupe radiale est également illustrée à la figure 3. Il est formé de: - une bague intérieure (9) taraudée engagée sur la partie filetée (10) de l'axe (2) - une bague extérieure (1 1) mobile en rotation autour de la bague intérieure

(9) avec entre les deux une liaison à limitation de couple de serrage.

Quoique plusieurs modes de réalisation de la liaison puissent être envisagées, de bons résultats ont été obtenus avec une bague intérieure (9) qui comporte des alésages (12) borgnes radiaux dans lesquels sont placés au fond des ressorts (13) spirales poussant sur des billes (14) dont le sommet15 émergeant des alésages borgnes (12) est engagé dans une empreinte asymétrique (15) taillée dans la bague extérieure (11). La conception inverse

est également envisageable à savoir billes, ressorts et alésages solidaires de la bague extérieure et empreinte taillée dans la bague intérieure mais les contraintes mécaniques demandées à la billes seraient supérieures20 inutilement.

De la sorte, lorsque le couple exercé sur la bague extérieure dépasse une valeur recherchée, la bille saute hors de l'empreinte en comprimant le ressort et la bague extérieure n'entraine plus la bague intérieure. La poussée maximum exercée par les moyens de l'invention est limitée. 25 Le profil de l'empreinte (15) sera déterminé pour permettre le dégagement aisé de la bille (14) en tenant compte de l'effort conjugué du

ressort (13), ceci dans le sens de rotation correspondant au serrage. Pour faciliter le serrage de la bague extérieure (11), celle-ci pourra avantageusement comporter des cannelures externes (16) telles que30 représentées ou un moletage. La présence de pans (17) comme sur les écrous traditionnels pourra également permettre l'utilisation d'une clé.

Par contre lorsqu'il s'agit de desserrer l'écrou (4), les empreintes (15) présente un profil plus abrupt qui bloque l'enfoncement de la bille (14) et

donc la bague intérieure est systématiquement entraînée en rotation avec la35 bague extérieure. D'o un desserrage immédiat est obtenu de l'écrou (4) par cette manoeuvre de rotation inverse.

Des tests ont montré que l'emploi de deux billes (14) est suffisant pour obtenir le couple de serrage d'usage. Par contre la présence de huit

empreintes est préconisée pour ne pas tourner dans le vide. De plus le40 cliquetis résultant du mouvement de la bille qui saute d'une empreinte à l'autre avertit que le couple de serrage est atteint.

La bague extérieure (11) comporte une gorge intérieure dans laquelle est placée un jonc (18) sur lequel vient s'appliquer la bille (14). Il empêche le déboîtement des deux bagues en forçant la bille à rester le long de sa circonférence. 5 Afin d'immobiliser l'écrou sur l'axe, un joint torique (19) ou de préférence une bague en nylon disposée dans la partie de la bague extérieure

(11) en contact avec le filetage (10) de l'axe (2) fait office de frein.

Il est en suite nécessaire de s'assurer que le traditionnel contre-écrou (5) ne vienne pas perturber la contrainte fixe obtenue avec l'écrou (4) de l'invention. Ceci est effectué avec un contre-écrou (5) particulier qui comporte un épaulement (20) intérieur venant en contact avec un épaulement réalisé sur l'axe (2) tel qu'illustré sur la figure 2. La largeur du contre-écrou est calculée de telle sorte que vissé à fond sur l'axe, les épaulements (20) soient appuyés l'un contre l'autre sans qu'il y ait contact

entre écrou (4) et contre-écrou (5).

Ainsi, le serrage du moyeu sur le cadre n'a aucune influence sur l'effort d'appui appliqué sur le roulement.

D'autres mises en oeuvre de la présente invention pourrait parfaitement être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle- ci.

Claims (4)

REVENDICATIONS I -Moyeu de roue de bicyclette qui comprend un corps mobile (1) solidaire de la roue un axe (2) solidaire du cadre entre lesquels sont disposés des roulements à billes (3) à contacts obliques dont au moins une des bagues inférieures (8) est libre sur l'axe (2) caractérisé par le fait qu'il présente des moyens de serrage axial de la bague inférieure à poussée limitée.
1. 2-Moyeu de roue de bicyclette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens de serrage se présentent sous la forme d'un écrou (4) composé de: - une bague intérieure (9) taraudée engagée sur la partie filetée (10) de l'axe (2)

   - une bague extérieure (11) mobile en rotation autour de la dite bague intérieure (9) avec entre les deux une liaison à limitation de couple de serrage.
2. 3-Moyeu de roue de bicyclette selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la liaison à limitation de couple de serrage se présente sous la forme d'alésages borgnes (12) usinés dans l'une des bagues (9 ou 11) dans lesquels sont disposés un ressort (13) appuyant sur une bille (14) dont le sommet

   débouchant des dits alésages (12) est engagé dans une empreinte (15) asymétrique usinée dans l'autre bague.
3. 4-Moyeu de roue de bicyclette selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la bague extérieure (1 1) comporte à sa périphérie intérieure une gorge qui

   renferme un jonc (18) pour empêcher le déboîtement des deux bagues (9, 11).

   -Moyeu de roue de bicyclette selon la revendication 2 caractérisé par le fait

   que la bague extérieure (11) renferme un joint torique ou une bague (19) qui fait office de frein en contact avec le filetage (10) de l'axe (2).
4. 6-Moyeu de roue de bicyclette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le contre-écrou (5) sur lequel s'appuie la patte d'attache du cadre ou de la fourche comporte un épaulement (20) destiné à venir en butée sur un

   épaulement correspondant usiné sur l'axe (2) pour empêcher tout contact avec l'écrou (4).