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WO 96/15020 1 }~,l/r~ l.'C'~9
CADRE DE CYCLE MODULA8LE
La présente invention cnncPrno un cadre de cycle
- lAhle, son procédé de fabrication et d~assemblage, et
son système interchangeable de triangulation arriere.
Les cadres de fabrications actuelles sont
pr;nrirAl, L réalisés a l'aide de profilés métalliques
soudées, brasés, ou collés. Certains sont réalisés par
collage d'éléments en matériaux composites carbone ou
carbone-kevlar. D'autres sont réalises par moulage de
matériaux tels que les alliages légers dural ou magnésium,
ou par moulage sous pression de matériaux thermoplastiques
renf orcés en f ibres de verre ou de carbone .
La fabrication de cadres de cycles suivant ces
procédés présente certains inconvénients.
En ce qui conrPr~ les cadres en acier ou en alliage
légers AqsPmhlés par -'-An~50~ ge, les déformations
~llycll~L~es par des zones de surchauffe imposent des
rACcngQc au marbre afin de les redresser, ceci rendant le
respect des tolérances géometriques tres aléatoire. Les
temps de production sont excessivement longs et donc
onéreux.
D'autre part, le manque d'élasticité de ces matériaux
expose les cadres ~ des deformztions rémanentes en cas de
chocs .
Ces matériaux sensibles ~ la corrosion nécessitent
des protections par laquage de peinture précédés de
3 0 prétraitement rendant les opérations de décorations
delicates et olléLc:uses.
Des cadres réalisés par moulage d ' alliages légers a
base d'aluminium ou de r ~nPqillm nécessitent apres
fabrication de longues operations d'éb~vuL_;e et d'usinage.
. , . .. ~
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Les matériaux thermoplastiques renforcés verre ou
carbone envisages jusqu'à présent offrent des modules de
flexion ne ~PrARRAnt pas 15000 Mpa. Pour obtenir dans ces
conditions une bonne rigidité en flexion et en torsion, il
faudrait alors surdimensionner les ~pA;C~ce~lrs des profilés
constituant les cadres, au détriment du poids et du prix.
En ce qui ~;U~ L~le les cadres constitués de matériaux
composites carbone ou carbone-kevlar, outre le co~t tres
élevé des matériaux, les temps de mise en oeuvre sont très
longs entraInAnt des coûts de revient prohibitifs.
La proximité de pièces métalliques dans
l'enviL, r- L de ces matériaux a tPn~lAnrP ~ produire un
effet catalytigue nuisible à des assemblageS qui
nécessitent de bons contacts.
Ces materiaux de couleur naturelle sombre limitent
les E,L.,ci~des de décoration tels gue la sublimation.
D'autre part, une rigidite excessive Acsoci~p a une
très bonne propagation des ondes de vibrations rendent les
cadres de cycle très peu conf ortables .
Le cadre de cycle selon l'invention devrait pP LLL
de simplifier c~nRi~6rAbl L le procede de fabrication et
d'AccPmh~Age~ et donc de reduire de façon signifiante les
coûts de revient. L'utilisation de materiaux
thermoplastiques à matrice partiP1~ L aromatigue permet
d'avoir des modules de flexion supérieurs à 20000 Mpa et
additionnes de certains adjuvants permettent d'obtenir un
tres bon , ; c rigidite, confort, anti-corrosion
galvanigue, et ~acilement décorables.
D'autre part, l'interchangeabilité de la partie
arrière peut p~ L~Le à l'utilisateur une adaptation a
tous les terrains.
En effet, le cadre selon l'invention est compose
d'une carcasse constituee de trois profiles pultrudes
pouvant être coextrudes dans un revatement thermoplastique
..., ., ~
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matrice partiel 1~ t aromatique, AqSPmhl~C entre eux
par un boItier de direction, un boItier de tige de selle et
un boItier de pP~Al ;Pr, tous les trois moulés dans un
matériau thermoplastique ~ matrice partiPl 1~ L
5 aromatique.
La structure de tel matériau est comparable a la
structure de certain polyamide 66, la différence étant
qu'un polyamide 66 comporte une matrice interchaine
moléculaire d'acide adipique, alors qu'un polyamide
10 aromatique comporte une matrice interchaine mol~ A i re
d'acide isophthalique, ces matrices étant greffées sur des
chaInes mol~c~ ;res du genre hP~. ' Llly1 Pnp~ m;nP,
De tels matériaux a matrice part;Pll L aromatique
présentent des modules de flexion supérieurs a 20000 Npa et
15 des résistances a la rupture en traction supérieures à 250
kg/mm2. Ces données, ACSocip~c ~ des moments d'inertie de
section j~ ie~l - L choisis, permettent de ~u.,~uL L al~ce~
en rigidité les prof ilés acier ou alliages légers .
D'autre part, les caractéristiques élastiques
20 intr;ncèsrlpc de tels matériaux évitent les risques de
déf ormation r~' ~e en cas de chocs .
L'insertion de charges d'élastomères permet de faire
écran à la propagation des ondes de vibration.
L' insertion de charges isotropiques minérale permet
25 d'optimiser le moment de torsion.
L'insertion d'agents anti-oxygène permet de
désactiver tout effet catalytique dans les environn - Ls
de pièces métalliques.
L~insertion d'agents antistatiques permet de réaliser
30 les décorations ~ l'abri de toute pollution poussiéreuse.
L~csPmhl~Je et les li~;cr~nc des profilés avec les
boItiers est assuré par le retrait thermique du
thermoplastique à matrice partiellement aromatique après
moulage, lors du refroirl;c~ -- L.
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Les moules de boltiers de tige de selle et de
boltiers de p~iAA ~ rS sont munis de pavés interchangeables
(z) p~ ~ L differents types de fixation de la
triangulation de roue arrière: fixation par ~`UL l;~ge,
5 par boulonnage ou par l'int~ ;re d'une suspension
verticale.
Les dessins annexes illustrent l ' invention .
La figure la représente le cadre selon l ' invention
équipé d'un arrière rigide surmoulé.
La figure lb represente le cadre selon l'invention
equipe d'un arriere a suspension verticale.
La figure lc represente le cadre selon l ' invention
equipe d'un arrière rigide surmoule.
La figure 2a represente une section possible pour les
15 prof iles .
La figure 2b re~L~se:..Le une section possible d'un
profilé coexL~ udé.
La figure 2c re:~lésel-Le une section de profilé muni
d'une nerwre verticale.
La figure 2d L~:~L~S_~lLe une section de profilé muni
d'une nerwre horizontale.
La figure 2e represente une section dans la longueur
d ' un prof i l e coextrudé .
La figure 2f represente une section dans la longueur
d'un profile surmoule.
La figure 3a represente le boitier de direction.
La f igure 3b représente un bouchon muni de ses
ailettes .
La figure 3c represente en coupe les ailette6 d'un
3 0 bouchon .
La figure 4 represente le bo~tier de tige de selle
muni de deux }!055?~
La figure 5 represente le boItier de tige de selle
muni d'un arriere LUL lé.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
, . .. . . .. ......
-
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La figure 6 représente le boItier de pédalier muni
d ' une chape .
La figure 7 L~L~sel.Le le boItier de pé~ r muni
d ' un arrière sur~oulé .
La f igure 8 ~rés~ e une triangulation rigide
bo~l 1 r~nn-Se sur la carcasse .
En référence à ces dessins, le cadre selon
l'invention est constitue d'une carcasse ~ -~ e de trois
prof ilés pultrudés 1, 2, 3, un prof ilé supérieur 1, un
10 profilé inférieur 2, et un profilé vertical 3.
Les profilés 1, 2 et 3 sont fabriques soit en continu
par pultrusion ou en continu par cue~LL.lsion d'un
revêtement .~h. rlA~~tique ~ matrice partiellement
aro~atique sur un prof ilé pultrudé .
La pultrusion permet de fabriquer par etirage en
continu des profilés de formes diverses a partir de
matériaux composites h~ issables renforcés de fibres
de verre ou de carbone.
La section p~ ;hle- des profilés, 1, 2, 3 peut etre
circulaire ou avoir la forme d'un quadrilatere isocèle
(figure 2a) ou les deux dans le cas d'une coextrusion
( f igure 2b) .
Une nervure intérieure verticale (figure 2c) ou
horizontale (figure 2d) peut etre ajoutée de façon à
augmenter la r~sistance en torsion.
La carcasse selon l'invention est egalement
constituée de trois boItiers de liaison; un boItier de
direction 5, un boItier de tige de selle 6, et un boItier
de pedalier 7.
3 0 I,es boItiers 5, 6 et 7 sont moules dans un materiau
thermoplastique a matrice part i ~ t aromatique .
Le cadre selon 1 ' invention comporte une triangulation
de f ixation de roue arri~re 4, constituee de deux haubans
et de deux bases:
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)
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. haubans 12 et bases 13 dans le cas d'un arrière
bo~ nn~ sur la carcasse (figure lc),
- . haubans 19 et bases 19 dans le cas d'un arrière à
suspension verticale (figure lb),
. haubans 30 et base 31 dans le cas d'un arrière
- _l f (figure la) .
Suivant des modes particuliers de réalisation,
lesdits haubans et lesdites bases peuvent être réalisés:
par moulage par injection d'un matériau
10 thermoplastique à matrice partif~ L aromatique,
. par coextrusion d'un revétement t` ~l~ctique
matrice part;f-l l- - 1 aromatique sur un profilé en résine
fh. ..; RR5-hlf-- (figure 2e) -
. par surmoulage d'un revetement thermoplastique
15 matrice part jf.l1~ L aromatique dr~5r~iRR~llr comprise entre0,5 et 12 mm sur un profile en résine th~ c~hle
(figure 2f ) .
Les matériaux thermoplastiques à matrice
partif~ aromatique entrant dans la composition des
20 profilés, des boItiers de liaison, des haubans et des bases
sont choisis parmi ceux dont le module de f lexion est
superieur à 17000 Mpa et la résistance à la rupture en
traction supérieure à 240 kg/mm2.
Les matériaux thermoplastiques ~ matrice
25 part;f-llf L aromatique entrant dans la composition des
prof iles, des boItiers de liaison, des haubans et des bases
comportent:
. un puuLue~lLa5~e~ en volume compris entre 0,1 et lo
d ' elastomère,
. un pu.lL. d.... Lage en volume compris entre 0,1 et 30 c
d'une charge minérale isotropique tel que le silicate de
baryum .
. un agent anti-oxygène tel que phénol, mercaptan,
phosphite ou hydroxy-ethyl-alkylamine.
ÆU~LLE DE REMPLACEMENT ~REGLE 26)
_ _ _ , _ _ _ . . . .. . , _
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wos6llso2o 7. r_~,r~s Ir-l~s
un agent anti-statique tel que ~ mc
quaternaires, esters de polyols ou phosphates organiques.
En référence aux figures 3a, 4, 5 et 6, avant
~,1 1 At3e les prof ilés 1, 2 et 3 sont obstrues par des
b.,-.l.. c 5b, 5c, 6d, 7f et 7e. La particularité de ces
bout~hnnc suivant 1 ' invention consiste en ce que ces
~o~ .--,.c sont munis d'ailettes parallèles comme le - LLe:IIt
les figures 3b et 3c.
Le but de ces ailettes est le suivant: lors du
lo moulage des boitiers de liaison, le matériau en fusion
remplit les espaces entre ailettes de faSon h~ .lf,
evitant ainsi d'avoir des masses de matière plastique trop
importantes entre les extremités des profiles et des tubes
5a, 6a et 7b. Des masses trop importantes inegalement
15 reparties pruvu~ueraient des retraits internes dans la
masse et des ~t ~Ations de contraintes internes
eJIy~:..dLant systematiquement des deformations nuisibles à la
g~ ' tL ie du cadre .
En reférence ~ la figure 3a, le bo5:tier de direction
20 5 comporte un tube vertical 5a pour le passage du pivot de
fourche et trois naLvuL.~ de renfort N1, N2 et N3
posif;t~nn~6t~c verticalement et dont l'objet est de renforcer
les zones de surmoulage des prof ilés 1 et 2 .
Le moule de boItier de tige de selle possède un pavé
25 interchAn~hle Z dont l'objet est l'obtention de deux
versions:
. Version 1 : en référence à la figure 4, le boItier
de tige de selle comporte un tube de 1~ ~ L de la tige de
selle 6a, deux bossages 6b, 6c situés sur le même axe
30 vertical, lesdits bocsP~es munis chacun d'une entretoise
traversante, et de n~L vùLas de renfort N7 et N8 .
. Version 2: en référence à la figure 5, le boîtier
de tige de selle comporte un tube de logement de la tige de
selle 6a. Dans cette version, le5 haubans 30 sont surmoulés
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, _ . _ . . . _ _ _
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dans le pavé interchangeable Z. Lesdits haubans comportent
a leur extrémité trois zones 30a, 30b et 30c de section
demicylindrique et de rayon compris entre 4 et 15 _m liées
entre elles par deux n~:L VULeS p et q d'épaisseur comprise
S entre 1 et 10 mm.
Dans le moule de pédalier, il est possible d'obtenir
deux versions:
. Version 1: en référence a la figure 6, le boItier
de péx~ r comporte un tube l~, L d'axe de pé~ r 7b
10 sur lequel est soudée une chape r~L~Iny.llaire 7c, ladite
chape étant munie d'un canon de guidage t~h~ ire 7d.
Version 2: en référence a la figure 7, le boItier de
p~ r comporte un tube l r ~ ~ d ' axe de F~ r 7b .
Dans cette version, les bases 31 sont surmoulés dans le
15 boItier de pé~lA 1 i ~r . Lesdites bases comportent a leur
extremité 31a un anneau r de t1i; ' e compris entre 30 et
70 mm et de largeur comprise entre 1 et 70 mm.
La zone de liaison 31a entre l'anneau r et les bases
31 comporte des neL vules intérieures s dont au moins une
20 arête forme un angle x avec une des surfaces extérieures de
la zone 31a. Un choix j~ Y de la position de l'angle x
permet d~A~ ~ hler deux bases ~n~ mhle par simple
retuuL .
Les bases 31 sont c~ L ées ~ur les tubes 7b par
l ' int~ i re des anneaux r.
