Brevet FR2318333A1 — publié le 19770211

La présente invention est relative à un procédé de montage et d'assemblage de tubes pour réaliser notamment un cadre de ve'- hicule à deux roues. Elle concerne également le cadre obtenu. Les methodes connues pour la fabrication des cadres legers de bicyclettes exigent des assemblages ou des raccordements realises par soudage ou brasage. On est donc conduit à employer des mé- taux ferreux. Au cours de l'opération d'assemblage, le chauffage modifie les caracteristiques mécaniques du métal, et l'état de surface des tubes. De plus, on allège le cadre en amincissant par étirage les parois des tubes et en employant des alliages à haul tes résistances mecaniques. Ces méthodes de fabrication sont complexes et d'un prix de revient élevé. L'alliage ferreux est oxydable. Après montage, le cadre doit astre soumis à un traitement de surface anti-corrosiont. On a@envisagé d'utiliser des metaux légers non ferreux, par exemple à base d'aluminium. Différents procèdes ont e' été utilisés notamment t a) liaisons directes des tubes par des raccords brasés Ce procédé est délicat. l'élévation de temperature fragilise l'allia- ge et détériore l'état de surface. La fabrication est longue et d'un prix de revient élevé. b) Les extrémités des tubes sont filetees et assemblées par collage dans des logements cylindriques. La fabrication est déli- cate,- le prix de revient reste élevé. c) L'assemblage des cadres est réalise par des embattages cylindriques collés. Le produit adhésif utilisé est nécessairer ment un produit à deux composants durcissant par polymérisatio. La mise en place des pièces est difficiles Les opérations ne peuvent pas être continues car les éléments assemblés ne doivent su- bir aucun mouvement relatif durant le temps de durcissement de I 'adhésif (dix-huit à quarante-huit heures). d) D'autres assemblages mécaniques utilisant des fourrures expansibles ont été abandonnés. La présente invention a pour but dZéviter ces inconvénients et de décrire un procédé de fabrication et d'assemblage par col- lage de tubes et de raccords métalliques supprimant toutes les opérations à chaud, permettant 11 emploi de métaux légers non sou dables et assurant la continuité des opérations. Ce procédé est notamment destiné à abaisser le pris de revient de la fabrication des cadres légers de bicyclettes'. Un procédé d'assemblage selon l'invention, destiné notamment à relier des tes et des raccords réalisés en des métaux ou alliages non ferreux, est caractérisé en ce qu'on enrobe l'extrémité d'un tube et le fourreau d'un raccord a emboîter avec un adhésif à au moins deux constituants, tandis qu'après avoir introduit le tube a l'intérieur du fourreau on déforme l1un des deux éléments emboîtés pour provoquer un pré-blocage de l'assemblage afin d'immobiliser les pièces l'une par rapport à autre pendant la durée de durcissement de l'adhésif. Suivant une autre caractéristiques on réalise l'assemblage par emboîtage d'éléments coniques pour faciliter la mise en place des pieces et l'introduction des adhésifs7 Suivant une autre caractéristique, on taille dans le fourZ reau conique du raccord plusieurs séries de rainures périphériques cylindriques de faibles épaisseurs pour améliorer les ca ractéristiques de résistance de l'adhésif. En effet, l'enlève- ment de copeaux remplace une opération de décapage du métal, tanZ dis que les rainures successives constituent des escaliers qui retiennent l'adhésif et augmentent la surface de collage. Suivant une autre caractéristique,- on réalise le pré-blocage par déformation des tubes dont la conicité d'extrémité est inféz rieure à celle du fourreau, Le tube poussé axialement jusqu'au fond du fourreau est alors coincé entre deux cônes d'angles dif- férents. Suivant une autre caractéristique, on réalise le pré-blocage par déformation du fourreau fendu du raccord. Cette deformation est obtenue à l'aide d'une vis montée sur un bossage latéral du raccord, le serrage de cette vis diminuant le diamètre intérieur du fourreau lequel bloque ainsi le tube emmanché, Suivant une autre caractéristique, ce procédé permet de réaZ liser une construction par assemblage de tubes et de raccords en métaux ou alliages -non ferreux les rainures assurant une bonne répartition de l'adhésif pour le collage à température ambiante, tandis que le pré-blocage permet la continuité des opérations de montage même si plusieurs tubes doivent par exemple être montés sur le meAme raccord.Comme on lga vu, le pré-blocage permet de ne pas attendre le durcissement de l'adhésif. Enfin, la présence de fentes radiales permet de diminuer les efforts à L'emmanchement. Bien entendu, les procédés de pré-blocage décrits précédem- ment ne sont pas limitatifs. Ils ne sont donnés qu'à titre d'exem- les, Il peuvent eAtre utilisés soit séparément, soit simultané- ment. On comprend que la simplicité des opérations d'assemblage (mise en place de l'adhésif) permet de dimiuuer très nettement le prix de revient par exemple d'un cadre de bicyclette. De la même façon, on peut replacer des détails d'exécution pour étendre le domaine de l'invention 2 tout système d'assemblage par collage à froid et pré-blocage. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, per- mettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une coup modiane des assemblages sur le raccord de selle d'un cadre de bicyclette. Figure 2 représente, en vue éclatée, l'assemblage d'un tube rainuré dans un fourreau rainuré. Figure 3 est une vue agrandie de l'extrémité du tube défor macle pour pre-blocage, Figure 4 est un autre node de réalisation d'un système d'as- semblage par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Figure 5 est une vue de dessus d'un raccord de pédalier réalisé selon l'invention. Figure 5 est une coupe suivant VI-VI illustrant un blocage diamétral par vis de serrage. On a représent@ sur la figure 1 un raccord 7 possédant trois fourreaux 2, 3 et 4. Les fourreaux 3 et 4 sont coasiauxa Ils sont fendus en 6 et 7 et munis dc raccords 8 et 9 pour la mise en pla- ce de vis (non représentées) oui permettent de modifier leur diamètre. Le fourreau 3 est cylindrique pour la mise en place et le serrage du tube de la selle (d'une bicyclette). Le fourreau 4 est conique. L'extrémité conique du tube 10 peut ainsi eatre engagée facil@ment dans ce fourreau qui est bloqué par serrage au moyen de la vis portée par les bossages 9. Ce pré-blocage immobilise le tube 10 relativ@ment au fourreau 4. 4. On peut ainsi, sans attendre, mettre en place le tube 11 dans le fourreau 2. Le fourreau 2 et l'extrémité 12 du tube 11 sont coniques et portent des rainur@s cylindriques 13 et 14 (figure 2). Les gradins constitués par ces rainures facilitent la mise en place d'un film très fin d'adhésif sur une grande surface. Les caractéristiques mécaniques de résistance de l'assemblage sont améliorées. La pré-blocage avant dureissement de l'adhésif est obtenu par excm pie par déformation du tube 11 dont l'extrémité avant 15 présente une portion sensiblement cylindrique. Quand on enfonce le tube Il au fond du fourreau 12, l'extrémité 15 serre contre la partie conique 2a du fond de fourreau et immobilise les deux pièces (figures 1 à 3) . Enfin, le tube de selle est serré dans le four reau 3 par l'intermédiaire de la vis portée par les bossages 8. La selle restant réglable les fourreaux 3 et 4 sont serrés indépendamment et séparés par une fente diamétrale 16. Ze raccord représenté sur la figure 4 illustre les deux types de pré-blocage. Le tube 17, analogue au tube 11, a une ex- trématé sensiblement cylindrique pourvue d'une fente radiale 18 qui permet sa déformation lorsqu'il est enfonce dans le fourreau 19. On peut alors emmancher l'extrémité du tube 21 sans attendre le durcissement de l'adhésif (par exemple une résine époxy) 20. Le tube 21 est bloqué dans le fourreau 22 par serrage et déformation diamétrale de ce fourreau fendu à laide d'une vis 23 monS tee dans un bossage 24. On notera que le collage à froid (c'est- a-dire à température ambiante) se fait par durcissement de l'adhé- sif 20 à l'abri de l'air. On utilise une résine anaérobie. Le raccord illustré sur la figure 5 comporte un fourreau transversal 26 dans lequel est monte et vissé l'axe de la manivel- le d1une bicyclette. Les fourreaux 27 et 27a d'une part et 28 et 28a d'autre part sont moulés par coulée en une seule pièce-avec lé fourreau transversal 26. Ces quatre fourreaux coniques sont fendus, Ils sont déformés deux à deux par des vis de pré-blocage montées respectivement dans les parois d'un évidement 29 (entre les fourreaux 27 et 27a) et dans les bossages 30 prévus entre les fourreaux convergents 28 et 28a. De plus, chacun de ces fourreaux peut être rainuré pour constituer des gradins cylindre ques permettant la réservation du film de produit adhésif lors de la mise en place du tube à assembler. Le fond du fourreau 28a possède des bossages 32 en saillie vers l'intérieur. Le pre-blocage du tube monté dans ce fourreau est assuré par la combinaison de deux systèmes, à savoir t - déformation du tube par les bossages 32 - déformation diamétrale du fourreau lors du serrage de la vis 34. Dans l'exemple illustré dans les figures 5 et 6, on remarque que la disposition des fourreaux 28 et 28a, des fentes 36 et des bossages 30 d'une part, de même que la disposition des fours reaux 27 et 27a, de l'évidement 29 et des fentes 33 permettent respectivement la déformation simultanée des fourreaux 28 et 28a (serrage de la vis 34) et des fourreaux 27 et 27a (serrage de la vis 33). Il est évident que les constructions et les modes dassem- blage décrits précédemment ne sont pas limitatifs. Sans sortir du cadre de l'invention on peut modifier les détails d'exécution en conservant les principaux avantages de lsinvention- à à savoir S assemblage de métaux non ferreux par collage à température ambiante (18 A 23 degrés G) ; - opération continue de montage grâce au pré-blocage assurant un gain de temps t - répartition optimale du film de produits adhésifs 2 --- suppression des traitements de surface (alliage non oxy- dable, assemblage sans échauffement). Par ailleurs, si ce procédé d'assemblage est particulière ment intéressant pour faciliter l'emploi de métaux non ferreux, il peut, bien-sûr, Btre également utilisé pour le collage à froid de pièces métalliques ferreuses.- Les qualités de résistance des assemblages réalisés par collage à l'aide d'une résine époxy sont souvent supérieures à celles d'un assemblage mécanique (par écrou, soudure...). Un autre avantage de l'invention résulte du fait que les élémente constitutifs du cadre (tronçons de tubes et pièces de raccord) peuvent être emballés et expédiés sous un faible encom- brement. Une fois arrivés sur place, ces éléments peuvent être facilement assemblés sans nécessiter des outillages spéciaux ou un personnel spécialisé. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé d'assemblage , dastiné notamment à relier des tubes et des raccords réalisés en des matériaux ou alliages non ferreux , caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser , en combinaison et successivement, les opérations suivantes : - snrobage de l'extrémité d'un tubs ou du fou@@@au d'un raccord à emboî ter avec un adhésif à plusi@r@ constituants ; - introducion du tube à l'intérrieur du fourreau dont le diamètre est supéri@ur ;; - déformation d'au moins l'un des deux éléments smboîtés , p@ur provoquer un préblocage de l'assemblage , afin d'immobiliser les pièces l'une par rapport b l'autre pendant la durée de durcissement à froid de 1' adhésif. 2 - Procédé suivant le revendication I , caractéris@ en ce que on réalise l'assemblage par smboîtage d'éléments coniques pour faciliter la aise en place des pièces et la répartition de l'adhésif , tandis qu'on taille des rainures périphériques cylindriques dans le fourreau sonique du raccord. 3 * Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on taille des rainures périphériques & la fois dans le fourreau du raccard et dans l'extrémité conique du tube à embotter w osa rainures ds faible épaisseur , l'enlèvement de copeaux constitua@t une opération de nettoyage des surfaces i coller et assembler t ce qui améli@r@ les caractéris- tiques de résistance de l'adhésif w alors que les rainures successives constituent des es@aliers qui retiennent et répartissent parfaitement l'adhésif en augmentant la surface de collage. 4 e Procédé d'assemblage suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on réalise le pré-blocage par déformation des tubes dont la coni- cité de l'extrémité est inférieure b celle du fourreau * le tube étant poussé axialement Jusqu'au fond dudit fourreau , si bien que le coincement est assuré par le serrage entre deux surfaces de conicitë différente. 5 r procédé d'assemblage suivant la revendication I , caractérisé en ce qu'on réalise le pré-blocage en déformant le fourreau tendu du rac- cord , cette déformation étant réalisée à l'aide d'une vis montée dans un bossage latéral du raccord t le serrage de cette pis diminuant le dia mèt@e intérieur du fourreau , lequel bloque ainsi/le tube emmanché. 6 - Procédé d'assemblage suivant la revendication I , caractérisé en ce qu'on réalise le pré-blocage par déformation des tubes , cette dé formation étant obtenue par simple coincement ou par l'intermédiaire d' unè ou plusieurs lèvres laissées en saillie à l'intérieur du fourreau , pour réduire l'effort de poussés axiale à l'emmanchement. 7 - Comstruction constitué@ par des tubes at des raccords en métaux ou alliages non ferreux s assemblés par la lise an oeuvre d'une procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 , compr@nant au moins un raccord réalisé par coulée , et caractérisé@ en ce que sur ce raccord sont assembléss , par collage à froid , à l'aide d'un adhésif anaérobie , les extrémités coniques ou cylindriques de plusieurs tubes sa alliage non soudable. 8 - Construction suivant la revendication 7 , caractérisé@ en ce qu'elle consiste en un ca@re de bicyclett@ @n alliage léger , réalisé sans interruption des opérations , ni traitement à chaud , la simplicité des operations d'assemblage et la suppression des traitements anticorrosion de surface permettant de diminuer sensiblement le prix de revient d'un cadre réallsé selon la procédé de l'invention.