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~ - ,
7~;3
L'invention a pour objet un procedé et moyens d'assemblage
des éléments composant les cadres de bicyclettes et véhicules
similaires. Corollairement, entrent dans le cadre de l'inven-
tion, les bicyclettes et véhicules similaires exécutés en
mettant en oeuvre le procédé et les moyens de l'invention.
Généralement et d'une manière bien connue, les cadres de
bicyclettes sont constitués par des tubes habituellement cylin-
driques dont les extrémités sont engaqées puis fixées par
brasage ou soudure dans la ou les portées creuses que présen-
tent des organes appelés raccords qui, aprés assemblage,
apparaissent en relief dans les diverses parties du cadre où
les tubes convergent.
Ce procédé et ces dispositions présentent des inconvéni-
ents notamment parce que, pour obtenir un bon assemblage des
tubes dans les portées des raccords, il faut usiner lesdites
portées intérieures brutes desdits raccords exécutës générale-
ment par moulage. Lorsqu'il s~agit de raccords présentant
plusieurs portées d'assemblage~ par exemple le raccord du~
pédalier qui présente quatre portées, un usinage rationnel
nécessite une machine spéciale.
Un autre inconvénient se trouve dans le fait que les
raccords d'assemblage connus, sont fragiles si llon considére
que l'on forme souvent, à la fonderie, des découpages de
finition et de décoration, et aussi dans un but d'allégement;
les pointes et autres découpes ont pour conséquence des diffi-
cultés d'usinage des portées intérieures dlassemblage. D'autre
part, lorsque l'on veut assurer l'assemblage par collage des
tubes emmanchés dans les portées des raccords, la colle est
repoussée, raclée, lorsque l'on enfonce les tubes dans les
portées cylindriques creuses:. Dans ce cas, il faut aussi,
avant passage des cadres dans les fours de séchage, nettoyer
soigneusement l'excés de colle se trouvant dans les découpages
des raccords, ce.qui est long et malaise. D'autres inconvén-
ients résident dans le risque que le d~coupage des raccords
;
. ~ . . ;, . . . : . .: :, ..
,.: , . : : :: :: ~. .:
:: : , : . ,: . .: ~ .
pour les embellir, peut facilement se traduire par un affai-
blissement danyereux; ou encore dans l'esthétique contestable
des raccords en relief plus ou moins bien décorés et qui
forment des points d'accrochage et des retenues pour les
salissures; la fabrication avec les raccords en relie-f, outre
les inconvénients précités, est relativement délicate et
coûteuse.
L'invention concerne donc un procédé assemblage d'éléments
composant les cadres de bicyclettes et véhicules similaires,
comprenant essentiellement des tubes et des raccords générale-
ment creux caractérisé en ce que les raccords possédent à
l'extérieur une conformation conique qui définit une portée
d'assemblage pour les extrémités des tubes; chacune des portées
desdits raccords présente une section décroissante en direc-
tion de l'extrémité libre, la section la plus grande desclites
portées coniques des raccords étant plus petite que la section
des embranchements de raccordement que prolongent lesdites
portées, afin de délimiter une superficie d'appui annuaire
pour l'extrémité du tube du cadre correspondant, chaque
extrémité des tubes présentant également une portée intéri-
eure complémentaire de conformation conique dont la section
est croissante en direction de l'extrémité libre du tube,
pour s'adapter et être collées autour des portées m31es
correspondantes des raccords.
3o
- la -
., . ~ ~,~. , , : ,
,,,` ~,~,L~L~G3
L~invention concerne donc un procédé d'assemblage d'élé-
ments composant les cadres de bjcyclettes ~t véh;cules simi-
laires, comprenant.essentiellement des tubes et des raccords
généralement creux caractérisé en ce gue les raccords poss~-
dent a l'extérieur une confomation conique qui déf;nit une
portée d'assernblage pour les extrémités des tubes; chacune
des portées desdits raccords présente une section décroissante
en d;rection de l'extrémité libre, la section la plus grande
des dites portées coniques des raccords étant plus petite que la
section des embranchements de raccordement que prolongent les-
dites portées, afin de délimiter une superf;cie d'appui annuaire
pour l'extrémité du tube du cadre correspondant,.chaque extrémité
des tubes présentant égalementune portée .intérieure.complémentaire
de conformation conique dont'la secti:on.est.croissante en direc-
tion de l'extrémité libre du tube, pour:s'adapter et être collées
autour des portées males correspondantes des raccords.
L,invention concerne également un cadre de bicyclette
on vehicule composé de ces éléments.
Selone une autre réalisation, les portées intérieres
à section progressivement croissants aux extrémités des tubes
du cadre, sont exécutées par un formage aussi bien intérieur
qu'extérieur des ex~rémitées des tubes qui sont évasés sans
réduct;on de l'épaisseur de tubes dans leur portée d'assemblage.
Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la~
descriptlon qu; suit.
Pour bien fixer l'objet de l'invention, sans toutefoid
le li`miter, dnas les dessins annexés.
La fjgure 1 est une vue d'ensemble des composants sépar~s,
raccords et tubes, d'une ~orme de réal;sation non limitative
d'un cadre de bycyclette suivant l'invention. Les composants
sont représentes sur 'leurs alignements d'assemblage`
~r--~
~J
- ' ' ~: ' ',:
La fig~re 2 est une vuew se~bl~ble ~ la figure 1, apr~s ':
assembla~e des raccords et tubes du'cadre'~
Les flgures 3, 4, 5, ~, 7, sont des vues avec coupe par-
ti`elle, i~ strant les proc~d~s d'assemblage des composants du
cadre, c~est ~ d7re respectivement9 les deux raccords de direc-
tîon et leurs tubes, le raccord de tige de selle et les tubes
correspondants, le raccord de pédal;er et les tubes correspon-
dants, le raccord de tête de ~ourche et les tubes correspon-
dants, le raccord dlun patte arriére de cadre et les tubes
correspondants'.
La figure 8 montre une réalisation en varieante du
raccord de direction SOU5 une forme - onobloc assurant à la
fois l'assemblage avec le tube diagonal et le tube sup~rieur
du cadre`
La figure 9 illustre une réalisation d'une protée
m31e d'un raccord présentant intérieurement une toile de ren-
forcement et de rigidité`
La figure 10 est une section transversale considér~e
suivant la ligne 10-10 de la figure 9
3o
- 2a ~
:' ~,'' ' .: ' '. : ~ '
La igure 11 montre une réalisation d'une portée mâle d'un
raccord présentant intérieurement des nervures de rigidité et de
renforcement;
La figure 12 est une section transversale considérée sui-
vant la ligne 12-12 de la figure 11;
Les figures 13 et 14 sont des vues semblables, illustrant
les conditions du collage des portées d'assemblage conigues mâle
et femelle, d'un raccord et d'un tube suivant l'invention;
Les figures 15 et 16 sont des sections transversales
10 considérées suivant la ligne 15-15 de la figure 6;
Les figures 17, 18 montrent des réalisations d'un assem-
blage dont l'extrémité de la portée mâle du raccord, est doublement
taillée en sifflet, simple ou double;
La figure 19 montre par une vue en coupe, une autre réali-
15 sation en variante, d'une portée intérieure d'assemblage d'un tube ;
avant collage, sur la portée mâle d'un raccord;
I.a figure 20 est une vue semblable à la figure 19, mais
après collage des portées coniques mâle et femelle;
La figure 21 montre par une vue en coupe, une autre forme
20 de réalisation d'une portée d'assemblage d'un tube, avant collage
sur la portée mâle d'un raccord;
La figure 22 est une vue semblable à la figure 21, mais
après collage des portées coniques mâle et femelle;
La figure 23 est une vue de face, en coupe partielle,
25 illustrant les moyens d'assemblage selon la variante, dans le cas ~ ~
d'un raccord de pédalier; ~ ~:
La figure 24 est une vue en coupe considérée suivant la
ligne 24-24 de la figure 23;
La figure25 est une vue de face, en coupe partielle,
30 illustrant les moyens d'assemblage dans le cas d'un raccord de
tige de selle et les tubes correspondants.
L'ob~et de l'invention est rendu plus concret en le décri-
vant sous les formes de réalisation illustrées non limitativement ::
aux figures des dessins.
On voit à la figure 3, le raccord inférieur 1 du tube de
direction 2 du cadre, avec le tube en diagonale 3 et le sommet
supérieur 4 du tube de direction 2 du cadre avec le tube supérieur
6 du cadre. A la figure 4, on voit le raccord de selle 7 du tube
supérieur 6 avec le tube de selle 8 et avec les -tubes haubans 9
40 de la fourche arrière. La partie 7b du raccord peut être monobloc
," . . . ..
63
avec ledit raccord 7 ou autrement solidaire de ce raccord, et peut
être réalisée sous d'autres ~ormes. On voi-t aussi à la figure 5, ;~
le raccord de bolte de pédalier 10 avec le tube en cliagonale 3, le
tube de selle 8 et les tubes 11 de fourche arrière horizontale. A
la figure 6, sont représentés le raccord 12 (tête de fourche) du
tube 14 de la commande direc-tion, avec les tubes 13 de la fourche
avant. On voit à la figure 7, le raccord 15 solidaire d'une manière
monobloc ou rapportée, de la patte arriere du cadre, ainsi que le
tube hauban 9 et le tube 11 de fourche arrière horizontale, qui
sont assemblés avec le raccord 15. La figure 8 représente en va-
riante, un seul raccord de direction monobloc 16 pour le tube en
diagonale 3 et le tube supérieur 6.
Dans tous les cas, conformément aux caractéristiques de ~ -
l'invention, les raccords présentent une ou des portées mâles
coniques d'assemblage, respectivement la, 4a, 7a, 10a, 12a, 15a,
16a.
La sec-tion de ces portées est plus réduite que les formes
ou embranchements de raccordement: lb, 4b, 7b, 10b, 12b, 15b, 16b,
que présentent les raccords, formes qui sont prolongées et termi-
nées par lesdites portées coniques.
D'une manière complémentaire correspondante, les extrémités
d'assemblage avec ces raccords des tubes: 3, 6, 8, 9, 11, 13, pré-
sentent des portées intérieures ou chambres coniques: 3a, 6a, 8a,
9a, lla, 13a. Les portées mâles coniques des raccords et les por-
tées intérieures coniques aux extrémités des tubes, ont bien en-
tendu des conicités correseondantes, afin d'assurer un bon appui
sur les longueurs d'assemblage.
Outre la liaison ferme et bien assurée qui est obtenue
par l'engagement réciproque des portées correspondantes, la fixa-
tion ou solidarisation selon llinvention, des assemblages des
raccords et des tubes, est réalisée par collage, d'une manière sure
et robuste. On peut utiliser toute colle appropriée et bien connue,
compte tenue de la nature des métaux, alliages ou autres matériaux
ou matières utilisés.
On peut utiliser à titre indicatif une colle connue dans
le commerce sous la dénomination EPOXY, mono composant à cuisson
en étuve du type REDUX 203 de PROCHAL - EC 2214 de MINESO~A 3M -
~EXELITE FX 114 de HEXCEL. On pourrait cependant utiliser d'autres
colles de commerce, pax exemple du type bi-composant à polyméri-
sation à la température ambiante, à condition qu'elle soit adaptée
aux matériaux à assembler, qu'elle donne des caractéristiques d'
assemblage suffisantes et qu'elle soit mise en oeuvre dans les
règles de l'art.
Par la combinaison d'une part des portées coniques mâles
et femelles d'assemblage des composants du cadre, et d'autre part
du collage pour assurer la fixation, on améliore très sensiblement
l'effet de collage, et l'on donne un plein effet et toute sécurité
à la fixation. En effet, comme illustré aux figures 13 et 14, lors
de l'assemblage, après que les portées coniques mâles 17 et femelles
18 aient été enduites de colle ~, la colle est "plaquée", coincée,
et demeure bien répartie entre les surfaces coniques, au lieu
d'être repoussée ou raclée, comme cela se produit lorsque l'on
emmanche des surfaces cylindriques correspondantes enduites de
colle. La fixation par collage est alors doûteuse, irrégulière,
avec des risques quant à la sécurité.
Selon les réalisations des figures 17 et 18, on prévoit
des réalisations en sifflet simple ou éventuellement double, de
l'extrémité des portées coniques mâles des raccords, afin de faci-
liter l'engagement et la pénétration. I1 faut en effet comprendre
que, comme la conification du raccord mâle et de l'intérieur du
tube pe~met d'éviter les phénomènes de concentration de contraintes
néfastes à la bonne résistance des assemblages, la coupe éventuelle
de l'extrémité en sifflet simple ou double, permet de mettre en
oeuvre des sections décroissantes qui évitent de passer brusquement
d'une section forte à une section faible avec le risque de voir
cette section faible céder sous les contraintes d'utilisation de
la bicyclette.
Dans le cadre de l'intention, il est prévu que les portées
coniques mâles et femelles, dans leur ensemble, et par exemple les
portées 12a et 13a de la tête de fourche et des tubes de la fourche
avant, peuvent être non seulement cylindriques en section, comme
illustré à la figure 15, mais aussi que l'on puisse les ovaliser
selon la forme en section montrée à la figure 16. Cette mise en ;
forme ovalisée peut s'effectuer par exemple au moyen d'une presse.
On peut procéder, sans sortir du domaine de l'invention, à d'autres
mises en forme des sections des portées correspondantes des raccords
et des tubes, pour donner à ces sections des formes triangulaires,
polygonales..., en conservant toujours dans le sens axial, des
pentes ou formes angulaires auxdites portées.
Une caractéristique intéressante qui est donnée par les
-- 6 --
dispositions de ].'invention, se trouve dans l'exécution des por-
tées coniques mâles la, 4a, 7a, 10a, 15a, 16a, ou de certaines de
ces portées coniques comme par exemple celles du raccord de péda-
lier qui supporte des efforts importants, avec des formes in-té-
rieures de nervurage et de renfoxcement. Par couple, comme illustré
aux figures 9 et 10, les portées 10a présentent une "toile" ou
nervure diamétrale de renforcement 10c formée dans le plan général
du cadre. Dans la réalisation des figures ll et 12, les portées
10a sont intérieurement renforcées par plusieurs nervures longitu-
dinales 10d. On a représenté trois nervures seulement à titre
d'exemple. Les neuvures ou "toiles" 10c, 10d, ou autres, sont for-
mées directement par moulage lorsque, dlune manière nouvelle et
avantageuse/ les raccords sont exécutés par les procédés de fon-
derie. Cela n'exclut pas que l'on puisse rapporter autrement, à
l'intérieur des portées mâles coniques, les nervures ou moyens de
renforcement.
Selon les figures 23 et 24, on voit un raccord de bolte de
pédali.er 20 avec le tube en diagonale 21, le tube de selle 22, et
les tubes 23, 24 de fourche arrière horizontale. A la figure 25,
est représenté le raccord de selle 25 du tube supérieur 26 avec le
tube de selle 22 et avec les haubans 27 de la fourche arrière.
Conformément aux caractéristiques de la réalisation précé-
dente, chaaue raccord présente une ou des portées mâles coniaues
d'assemblage par exemple 20a, 25a de section plus réduite que les
formes ou embranchements de raccordement 20b, 25b que présentent
les raccords.
D'une manière complementaire correspondante, les extrémités
d'assemblage, avec ces raccords, des tubes 21, 22, 23, 24, 26, 27,
présentent des portées intérieures ou chambres coniques 21a, 22a,
23a, 24a, 26a, 27a.
_
Selon une caractéristique importante de la réalisation en
variante, ces portées intérieures aux extrémités des tubes, sont
exécutées par un formage a froid à la presse notamment. Ce formage
est réalisé aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur des extrémités
des tubes qui sont ainsi évasés (figures 19 et 21) sans pour cela
réduire l'épaisseur des tubes dans leurs portées d'assemblage.
Etant bien entendu que les portées mâles coniques des raccords et
les portées intérieures coniques aussi définies aux extrémités des
tubes, ont des conicités correspondantes, afin d'assurer un bon
appui sur les longueurs d'assemblage.
~ 47~ ~
_
A cet effet, d'une manière intéressante, la pente (figu-
res 19 et 21) peut être augmentée notablement (possibilité d'uti-
liser 3 en série), de façon à augmenter la dépouille de la pièce :~
de fonderie et ceci indépendamment de l'épaisseur du tube.
Comme il a été indiqué précédemment, on enduit de cclle Al
les pox-tées mâles 28a et femelles 29a pour assurer un assemblage
parfait et sûr (figures 19, 20, 21 et 22).
Dans la réalisation montrée figures 19 et 20, la longueur
1 des portées intérieures 29a aux extrémités des tubes 29 , est
égale ou sensiblement égale, à la longueur ll des portées mâles
d'assemblage 28a des raccords 28. Dans la réalisation des figures
21 et 22, la longueur 12 des portées intérieures 31a aux extrémités ~ ~
des tubes 31, est supérieure à la longueur 11 des portées mâles :,
d'assemblage 28a du raccord 28. Ces dispositions ont pour effet et :~
avantage de diminuer la section des tubes sans pour cela nuire à
la résistance de ces derniers.
L,es caractéristiques de cette réalisation ainsl déEinies
trouvent une application particulièrement avantageuse bien que non
limitative, dans le cas de la bolte de pédalier qui est une partie
très sollicitée du cadre des bicyclettes. On augmente en effet
d'une manière intéressante, le moment d'inertie de la section des
portées intérieures d'assemblage aux extrémités des tubes, et ceci
malgré un éventuel usinage intérieur cylindrique d'allègement. ~`
Il est bien évident que toutes les formes de variantes
d'exécution mentionnées précédemment, s'appliquent à cette réali-
sation.
On précisee~lement que les cadres termi.nés donnent
l'i.mp.ression qu'ils ne comportent pas de raccord, du fait que les
formes et dimensions extérieures en section des extrémités des
tubes correspondent aux formes et dimensions extérieures en section
des embranchements de raccordement.
Il est important de souligner les avantages et conséquences
du procédé et des moyens de l'invention:
- les portées coniques extérieures des raccords peuvent être ~our-
nies brutes de fonderie, et le démoulage est facilité. Cela, con- :
trairement aux raccords d'assemblage connus, dans lesquels les
tubes s'emmanchent dans des portées in-térieures cylindriques des
raccords, ce qui impose d'usiner ces portées intérieures des rac-
cords qui sont brutes et coniques pour le démoulage. L'avantage
~0 du procédé et des disposi-tions de l'invention, est important si
- 8 -
l'on considère par exe.mple le raccord de pédalier qui présente
plusieurs portées et nécessite une machine spéciale;
les raccords d'assernblage connus, dans lesquels les tubes son-t
emmanchés, sont fragiles si l'on considère que l'on forme souvent
à la fonderie, des découpages de finition et de décoration, visant
ainsi à l'allègement. Les pointes et autres découpes entralnent
des difficultés d'usinage des portées intérieures dlassembla~e;
- les formes coniques aux extrémités intérieures des tubes sont
aisées à obtenir, si l'on considère que ces tubes sont en alliage
lo léger;
- les tubes en métal léger dit "duralumin" utilisés pour la Eabri-
cation des cadres de cycles, ont environ lmm.6 d'épaisseur, et
après que l'on ait formé les portées coniques, il reste lmm envi-
ron à l'extrémité la plus mince, ce qui est acceptable et ne porte
pas atteinte à la sécurité;
- les cadres terminés donnent l'impression qu'ils ne comportent
pas de raccords, du fait que les formes et dimensions extérieures
en section des tubes 3, 6, 8, 13, 11, 9, correspondent aux formes
_
et dimensions extérieures en section des embranchements de raccor-
dement lb, ~b, 7b, 10b, 12b, 14b, 15b, :L6b. On obtient a.insi pour
le cadre, une ligne continue, pure, très esthétique, étant observé
que les bicyclettes à cadre sans raccords, du type à tubes soudés,
sont considérées comme des bicyclettes "haut de gamme", de grande
qualité, dont la fabrication est longue, délicate et coûteuse. On
n'a plus ainsi à se préoccuper d'embellir les raccords, avec les
complications et difficultés qui en résultent, avec parfois des
résultats doûteux, et les risques d'excès de découpe et d'affaiblessement
dangereux des raccords;
- la fabrication des raccords peut être rationali.sée, industria-
lisée, les raccords sont prêts à être collés et l'on peut se dis-
penser d'usinage. ~ noter en particulier qu'il n'y a aucun file- ~
tage dans les assemblages, étant observé que l'exécution des
filetages est coûteuse et que les sections filetées sont affaiblies;
- la ligne de jonction entre les raccords et les tubes peut être
dissimulée aisément et esthétiquement par un simple filet de pein-
ture, ou une ligne décorative. On peut nuancer les teintes de :
métal, et obtenir des contrastes par simple choix;
- le raccord monobloc 16 de direction, donne des possibilités de
réalisation profilée en section; ~:
- on peut augmenter autant qu'il est utile, la longueur des portées
.
mâles d'assemblage, sans nuire à l'esthétique des cadres, ce qui
n'est pas le cas avec les raccords classiques connus;
- l'évasement des extrémités des tubes, procure un écroui.ssage du
méta]. parfaitement bénéfique à la résistance de cette section très
sollicitée;
- l'augrnentation du moment d'inertie de la section portées
intérieures d'assemblage aux extrémités des tubes.
On précise enfin que les éléments composants assemblés ne
sont pas nécessairement en métaux ou alliages légers de même nature.
On peut réaliser l'assemblage de composan-ts en métal, al-
liage, matières ou matériaux différents, par exemple: aluminiurn
et matières plastiques, aluminium et acier, aluminium et fibres de
carbone etc
De même, les caractéristiques selon l'invention, du pro-
cédé et des moyens d'assemblage d'éléments composan-ts sont appli-
cables directement à des constructions ou structures tubulaixes,
notamment à des raccords permettant de multiples départs de tubes:
noeuds de charpentes, échafaudaqes
