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CADRE DE CYCLE
La présente invention est reLative au domaine des cycles
considérés en géneral et elle s'applique, plus particulierement,
aux cadres de vélocipèdes et analogues, qu'il s'agisse de
05 bicyclettes de randonnée, de sport ou de compétition.
Les cadres de cycles ont fait l'objet de tres nombreuses
propositions constructives, à partir d'éléments constitutifs en
métal, en matière plastique, en matériau composite, moulés d'une
seule piece ou assemblés par soudure, collage ou autres
emboîtements.
Quels que soient Les modes de réalisation, un cadre de
cycle peut être considére comme comportant, immuablement, une
membrure supérieure, généralement à orientation sensibLement
horizontale, une membrure inférieure ou basse s'étendant de façon
inclinée vers le bas à partir de la membrure haute, une fourche
arrière s'étendant a partir de l'extrémité basse de la membrure
inclinée et des haubans arrière reliant les extrémités de la
fourche à la membrure haute.
En règle générale, une jambe de force, dite "membrure de
selle", est interposée entre la membrure basse et, sensiblement,
le point de jonction entre la membrure haute et les haubans.
Une telle structure triangulee possède une bonne
resistance et permet d'adapter, aux points de liaison, un pivot de
direction pour le montage d'une fourche avant, un tube de selle,
une boîte de pédalier et des paliers de réception de l'axe de
rotation d'une roue arrière.
Afin d'assurer un confort maximal, un bon rendement et
une bonne efficacité de l'énergie physique développee, il a été
constaté, depuis longtemps, que certaines caractéristiques
dimensionnelles du cadre ainsi forme, devaient être retenues en
correspondance de la morphologie de l'utilisateur.
C'est ainsi qu'il convient de tenir compte, pour chaque
individu, de la taille de cadre, de l'éloignement entre le pivot
de direction et le tube de selle, du recul du tube de selle par
rapport à l'aplomb vertical passant par la boîte de pédalier. Pour
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des raisons techniques, il est aussi nécessaire de considérer
l'angle de chasse conféré au pivot de direction chargé de retenir
et de permettre le pivotement de la fourche avant.
Pour tenir compte de toutes ces données, deux méthodes
05 sont retenues pour la construction des cadres.
La première est celle, dite à l'unité, qui prend en
compte les caractéristiques morphologiques de l'utilisateur pour
déterminer les caractéristiques dimensionnelles du cadre. Il est
certain que cette méthode de construction est la plus rationnelle,
mais qu'elle ne peut être envisagée que dans des cas particuliers,
car le cout de fabrication est prohibitif.
La seconde méthode consiste à déterminer plusieurs gammes
de fabrication, dans chacune desquelles les caractéristiques
dimensionnelles sont choisies, de façon approximative, pour
constituer un compromis le moins pénalisant.
Cette méthode, moins satisfaisante fournit,
économiquement, de meilleurs resultats, car elle permet une
industrialisation plus poussée des cadres, quels que soient les
matériaux constitutifs employés.
Cependant, il s'avère, en pratique, que cette méthode
conduit, le plus fréquemment, à la mise à disposition d'un
utilisateur d'un cadre procurant plus d'insatisfactions que de
bénefices économiques, en raison de l'impossibilité d'ajuster, de
façon convenable, les differentes caractéristiques dimensionnelles,
en fonction de la morphologie réelle de l'utilisateur.
L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients
ci-dessus en proposant un nouveau cadre de cycle pouvant etre
réalisé en tout matériau approprié, de façon industrielle, à un
prix de revient interessant et selon un faible nombre de gammes
3û prédéfinies, à partir desquelles les ajustements spécifiques, tels
que rappeles ci-dessus, peuvent intervenir de façon rapide, simple,
efficace et peu onéreuse pour procurer un cadre dont les
caractéristiques dimensionnelles peuvent être aisément adaptées
aux exigences de l'utilisateur.
L'invention vise, plus spécifiquement mais non
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exclusivement, les cadres de cycles réalises par moulage à partir
de matériaux composites.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un
nouveau cadre qui, tout en répondant aux objectifs ci-dessus est,
05 en outre, réalisé pour présenter de très bonnes caractéristiques de
résistance mécanique, voire de rigidité à la torsion dans son
plan, de façon à permettre l'obtention d'un rendement maximal de
l'énergie physique développée lors du pédalage.
Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le cadre de cycle
selon l'invention est caractérisé en ce que :
- La membrure haute est liee, d'une part, à la
membrure basse par une partie frontale et,
d'autre part, aux haubans par une partie de
raccordement profilée continue,
- le logement de pivot de fourche avant est formé
par une boîte, dite de direction, adaptée par
une emboîture sur la partie frontale,
- et le logement de tube de selle est délimité par
une boîte, dite de selle, adaptée, par un
enfourchement, sur la partie de raccordement
profilée continue.
Diverses autres caracteristiques ressortent de la
description faite ci-dessous en reference aux dessins annexés qui
montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de
réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue latérale schématique du cadre de
cycle conforme à l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale partielle prise, a
plus grande echelle, selon la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue éclatée montrant, a plus grande
échelle, un détail constructif correspondant à la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe transversale prise, à plus grande
échelle, selon la ligne IV-IV de la fig. 1.
La fig. 5 est une perspective partielle, éclatee et en
partie arrachée, d'un detail constructif de la fig. 4.
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La fig. 6 est une coupe illustrant une variante de
réalisation de l'un des élements constitutifs du cadre.
La fig. 7 est une vue en plan prise, a plus grande
échelle, selon la ligne VII-VII de la fig. 1.
05 La fig. 1 montre le cadre de l'invention, désigné dans
son ensemble par la référence 1, et qui peut être réalisé en une
seule pièce ou en plusieurs eléments assemblés, selon des
techniques de collage, de brasage ou de rivetage. De preférence,
l'invention vise un cadre 1, du type moulé en une seule pièce et
réalisé en matériaux composites.
Par matériaux composites, il convient de retenir,
préférentiellement, la mise en oeuvre d'une âme structurelle en un
matériau alvéolaire, une telle âme étant etroitement entourée et
intimement liée à une enveloppe periphérique à base de tissus de
verre et/ou de carbone imprégnés et polymérisés par une résine
thermodurcissable appropriée.
De nombreuses techniques de réalisation de cadres, ainsi
conçus, sont disponibles dans la technique connue et, par
conséquent, l'objet de l'invention ne sera pas décrit plus avant
dans ses détails qui doivent être considérés comme à la disposition
de l'homme de l'art.
Le cadre 1 est, de préférence, formé, comme illustré par
la fig. 1, pour comporter une membrure 2, dite haute, de forme
courbe dans le plan du cadre et dont la convexité est tournée vers
le haut. Le cadre 1 comprend une seconde membrure 3, dite basse,
inclinée vers le bas et reliée à la partie antérieure de la
membrure haute 2, au niveau de laquelle le cadre delimite un
logement 4 de pivot d'une fourche 5 de fixation et de direction
d'une roue avant 6.
La membrure basse 3 est reliée, a son extrémité
inférieure a une fourche arriére 7 qui est constituée par deux
branches divergentes 8 affectant chacune une forme courbe dont la
convexité est tournée vers le haut. La liaison entre la membrure
basse inclinée 3 et la fourche 7 est mise à profit pour assurer
le support et le maintien d'une boîte de pédalier 9.
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Le cadre 1 comporte, par ailleurs, une paire de haubans
10 qui sont charges de relier les parties terminales arrière des
branches 8 à l'extrémité arrière de la membrure haute 3. Les
haubans 10 sont constitues par des eléments affectant, dans le
05 plan du cadre, une forme courbe dont la convexité est tournée vers
le haut. La liaison entre les parties terminales des éléments de
fourche 8 et des haubans 10 est mise a profit pour porter ou
délimiter des paliers ouverts 11 qui sont réservés au montage de
l'axe de rotation d'une roue arrière 12.
Selon une disposition de l'invention, la membrure haute
et les haubans 10 sont formés, dans le prolongement, en
définissant, dans le plan du cadre, un élément de cadre continu et
courbe qui peut être entretoisé par l'intermédiaire d'une membrure
transversale 13 interposée en tant que jambe de force entre la
boîte de pédalier 9 et une partie 14 de raccordement, profilée
continue, liant la partie terminale arrière de la membrure haute 3
aux haubans 10.
Selon une autre disposition constructive de l'invention,
la membrure haute 2 et la membrure basse 3 sont réunies, par leurs
extrémités avant, par une partie frontale 15 chargée de porter une
boîte de direction 16 qui est adaptée, par une embo;ture 17, sur
la partie frontale 15. L'embo;ture 17, illustrée plus en détail
aux fig. 2 et 3, fait intervenir les moyens techniques suivants.
La partie frontale 15 comporte, sur sa face transversale
avant, un demi-noyau d'encastrement 18 s'étendant, de préférence,
sur toute la hauteur de la partie frontale 15, selon une direction
qui peut être parallèle à ou légèrement différente de la direction
axiale du pivot de fourche 5. Le noyau 18 peut affecter, en
section droite transversale, une forme sensiblement
semi-cylindrique ou, encore, de préférence, comme illustré par la
fig. 2, une forme de base 18a parallelélépipédique prolongée par
une partie sommitale 18b à section trapézo;dale.
Le demi-noyau d'encastrement 18 est bordé, à sa base, par
un épaulement périphérique 19, dit de butée, qui peut être saillant
par rapport aux parois latérales de la partie frontale 15 ou,
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encore et de préférence, correspondre à un degagement périphérique
de délimitation du demi-noyau 18.
L'embolture 17 fait intervenir, sur la bo;te de direction
16, une embase 20, dite d'assemblage, creuse dont la section
OS ouverte est definie par un bord periphérique 21. L'embase 20 est
conjuguée avec le demi-noyau 18 qu'elle est à meme de recevoir
intégralement par encastrement et embo;tement reLatif jusqu'à
l'amenée en butée du bord 21 contre l'épaulement 19.
La fig. 2 montre que l'embase 20 est délimitee,
intérieurement a la bo;te de direction 16, par une paroi 22
destinée à venir coiffer la partie sommitale avant du demi-noyau
18. La paroi interne 22 constitue un voile de raidissement, au
meme titre qu'une paroi arquée 23 définissant, à l'intérieur de la
bo;te de direction 16, le logement 4, destiné au montage d'une
fourrure ou d'une chemise à meme de permettre le montage du pivot
de direction de la fourche S.
L'adaptation de la bo;te de direction 16 sur la partie
frontale 15 est assuree par embo;tement relatif entre le
demi-noyau 18 et l'embase 20, dans le sens des flèches f1 selon la
fig. 3, avec interposition, sur les surfaces conjuguées, d'un film
d'un produit adhérant, tel qu'une colle, adapté à la nature des
matériaux en présence. L'embo;tement s'effectue jusqu'a mise en
butée du bord 21 contre l'epaulement 19, de manière à obtenir une
liaison ferme et resistante dans les trois dimensions.
La fig. 3 montre qu'il est avantageux de faire
comporter, sur les faces latérales du noyau 18, des cavités
transversales 25 et, sur les faces internes de l'embase creuse 20,
des noix de blocage 26 de formes conjuguees. L'embo;ture réalisée
est ainsi renforcée mécaniquement, notamment contre les
sollicitations imposées lors de l'utilisation dans l'un ou l'autre
des sens des flèches f2.
Par examen de la fig. 1, on comprend que la proposition
selon l'invention permet de réaliser des bo;tes de direction 16
qui possédent des hauteurs différentes. Le choix de la hauteur de
la bo;te de direction 16 adaptée permet de relever ou rehausser la
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position de la potence de guidon montée dans le pivot de la
fourche et, en conséquence, de conférer à un cadre de gabarit
donné une hauteur ou taille appropriée, telle que l'une de celles
représentées à la fig. 1 par les références H1 a H5.
05 Il doit être mentionné qu'il est aussi possible de
modifier l'orientation du plan du bord 21 par rapport a L'axe du
logement 4 et de faire varier, à la demande, l'angle de chasse
devant être confére à la fourche 5.
Selon une autre disposition constructive de l'invention,
la partie de raccordement profilée continue 14, comprise entre la
membrure haute 2 et les haubans 10, est mise à profit pour assurer
le positionnement d'une boîte de selle 30 adaptée, par un
enfourchement 31 dont les détails constructifs apparaissent aux
fig. 4 et 5. La boîte de selle 30 est destinée à assurer le
positionnement correct du tube de sel(e.
L'enfourchement 31 comprend, sur la partie de
raccordement 14 et à partir de son bord convexe supérieur, une
découpe en creux 32 ménagée dans l'épaisseur de la partie 14 sur
une profondeur sensiblement constante. La découpe 32 est exécutée
pour comporter deux rebords transversaux 33 relies par deux
rebords longitudinaux 34 qui suivent le profil géneral de la
partie 14 en s'établissant, sensiblement, a mi-hauteur. La decoupe
en creux 32 est exécutée pour faire apparaître un demi-noyau
d'encastrement 35 s'étendant continuement ou non sur toute la
longueur de la découpe et présentant, de préference mais non
exclusivement, une section droite transversale semi-cylindrique.
La boîte de selle 30 comporte un fût 36 délimitant, dans
sa partie supérieure, un logement 37 débouchant réserve au
montage, par tout moyen approprie, d'un tube de selle proprement
dit. Le fût 36 est prolongé vers le bas par une embase
d'assemblage 38 creuse, ouverte et allongée, comportant deux
parties terminales 39 et 40, respectivement avant et arrière. Les
parties terminales 39 et 40 se caractérisent par une épaisseur
correspondant à la profondeur de la découpe 32 et par une forme
conjuguée a celle de la découpe 32 et du demi-noyau 35 qui est
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donnée, à titre d'exemple selon la fig. 5, comme intéressant
seulement la partie 14, sans extension sur les haubans 10. Dans
cet exemple donc, les parties terminales apparaissent, de forme
sensiblement semi-cylindrique tubulaire, ouvertes à l'opposé du
ûS fût 36. Les parties terminales 39 et 40 sont reliées entre elles
par des flancs d'emboîtement 41 faisant partie de l'embase 38.
Dans une forme de réalisation illustrée, la longueur de
l'embase 38 correspond à la longueur de la découpe 32 et la section
des parties terminales 39 et 40 est choisie en relation avec la
hauteur de découpe à partir du bord convexe supérieur de la partie
de raccordement 14.
L'adaptation de la boîte de selle 30 s'effectue en
déposant, sur les surfaces conjuguées de l'enfourchement 31, un
film ou un revêtement, tel qu'une colle, assurant la liaison
interfacielle entre, d'une part, le noyau 35 et les rebords 33 et
34 et, d'autre part, les parties terminales 39, 40 et les flancs
d'emboîtement 41.
Dans cette position, telle qu'illustree par la fig. 4,
la boite de selle 30 est adaptée à cheval sur la partie de
raccordement 14 en étant immobilisée efficacement dans les trois
directions. Dans cette position, l'axe x-x' du tube de selle passe,
de préférence, par l'axe transversal de la boîte de pédalier 9.
La boîte de selle 30, tout comme la boîte de direction
16, peut être réalisée avec des hauteurs de fût 36 différentes. En
choisissant une boîte de selle 30 appropriée, il devient donc
possible de conférer, a un cadre 1 de gabarit donné, une hauteur
ou taille adaptée et, par exemple, choisie parmi l'une de celles
reférencées H1 a H5 à la fig. 1.
En jouant convenablement sur le choix des boîtes 16 et
30, il est ainsi possible de conférer une taille quelconque à un
cadre donné. Dans un tel cas, il convient de sélectionner des
boîtes 16 et 30 coordonnées pour définir l'un des niveaux de cadre
H1 a H5 par exemple. Il est, toutefois, aussi possible de choisir
des boîtes 16 et 30 décoordonnées, s'il est souhaité conférer a
l'utilisateur un aplomb ou une position plongeante ou
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rétrobasculée. Toutes les combinaisons sont ainsi possibles pour
s'accorder à une grille de tailles constituant des standards, ou à
une geométrie de cadre personnalisée pour correspondre exactement à
la taille des segments corporels dans une posture déterminée d'un
05 cycliste particulier.
Cette adaptation facile aux caractéristiques
morphologiques ou aux exigences de posture de l'utilisateur peut
être assurée en mettant en oeuvre un cadre de gabarit donné et des
boîtes 16 et 30 convenablement choisies. L'expérience permet de
dire que la couverture de toutes les tailles de cadre susceptibles
d'être exigées est assurée à partir d'une gamme de deux cadres de
base qui peuvent donc faire l'objet d'une fabrication
industrialisée à un prix de revient intéressant.
La fig. 6 montre une variante de réaLisation dans
laquelLe il est prévu de conférer, à la partie 14, un bord
supérieur défini par un rayon de courbure circulaire, par exemple
centré sur le centre C. Il est, également, prévu de conférer la
même forme conjuguée à l'embase 38, de manière qu'il soit possible
de déplacer la boîte de selle 30 dans le sens de la flèche f4 ou
dans le sens de la flèche f5, à partir d'une position neutre
centrale, telle que celle définie par la bissectrice B de la
découpe 32.
Il est également prévu, selon une disposition de
l'invention, de munir l'embase 38 de parties terminales 39 et 40
définissant une longueur hors tout supérieure à la decoupe 32. Les
parties terminales 39 et 40 sont sécables ou à même d'être réduites
en longueur, de telle manière qu'il devient possible d'adapter la
longueur de l'embase 38 exactement à celle de la decoupe 32, en
choisissant, supplémentairement, de privilégier la découpe de
l'une ou l'autre des parties-terminales 39 et 40 pour rapprocher
ou éloigner le fût 30 par rapport à l'axe d'aplomb A passant par
la boîte de pédalier 9.
De cette manière, il devient possible, et de façon
pratique et rapide, de modifier le recul de la boîte de selle par
rapport au pivot de fourche avant 5 et, aussi, en jouant par
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exemple sur la potence de projection du guidon, de conférer à
l'utilisateur une position ou plus avancée ou plus reculée par
rapport à l'axe A.
La fig. 7 montre une variante de realisation de La boîte
05 de selle 30 specialement adaptée pour correspondre à une découpe 32
s'étendant en partie sur les haubans 10. Dans un tel cas, la partie
terminale 40a présente une forme de palme à deux bords latéraux,
recourbés vers le bas, s'inscrivant dans le profil des flancs 41.
La partie terminale 40a comporte alors, avantageusement, une plage
43 pourvue de moyens 44 pour le montage d'un frein de roue
arrière. Les moyens 44 peuvent consister en un bossage 45 et en un
trou 46.
On conçoit que, si les différentes possibilités ci-dessus
sont obtenues dès lors que le cadre est construit selon les
caractéristiques de l'invention, en faisant intervenir deux boîtes
16 et 30 adaptées comme dit ci-desssus, elles sont acquises plus
simplement, plus rapidement et à moindre coût, lorsque le cadre 1
et les boîtes 16 et 30 sont réalisés en materiaux composites.
L'invention trouve une application préférée, mais non
limitative, à la fabrication de cadres de cycles sur mesure pour
la pratique de sports de compétition.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et
représentés, car diverses modifications peuvent y être apportees
sans sortir de son cadre.
