Brevet FR2523541A1 — publié le 19830923

L'invention a pour obJét un procédé d'assemblage des tubes d'un cadre de cycle, cyclomoteur ou autre véhicule; et elle sera ci-après décrite dans le cas particulier et en référence à un cadre de cycle, sans qu'il en résulte cependant une limitation de sa portée à cette seule application. Un cadre de cycle est traditionnellement formé par assemblage de tubes métalliques, le plus souvent cylindriques, dont s - quatre tubes principaux qui constituent le cadre proprement dit, à savoir X le tube supérieur, le tube diagonal, le tube de selle et le tube de direction, - et deux paires d'autres tubes délimitant la fourche de passage de la roue arrière et consistant en deux bases et deux haubans. L'assemblage de ces tubes est depuis très longtemps réalisé par brasage1 suivant l'un ou l'autre des deux procédés ci-aprés rappelés. Dans le premier procédé, le plus courant, des raccords 'tubulaires de plus grand diamètre que les tubes sont prévus dans les zones où ces tubes convergent ; les tubes y sont engagés puis fixés par brasage. Ce procédé permet de réaliser des cadres robustes, mais relativement lourds, et dont les qualités d1esthétique et d'aérodynamisme sont criticables en raison des surépaisseurs que constituent les raccords tubulaires. Le second procédé n'utilise pas de raccords intermédiaires entre les tubes. Ces derniers sont en effet façonnés de façon telle que leurs zones d'extrémité puissent se prolonger avec un contact rigoureux ; et leur fixation est, la aussi, faite par brasage. I1 est ainsi possible de rendre invisibles les zones de raccordement des tubes et d'obtenir des cadres plus esthétiques et plus légers ; mais l'assemblage des tubes est plus aléatoire et les cadres sont donc plus fragiles. En raison du coût des opérations de brasage, on a pensé à les remplacer par des opérations de collage; et c'est ainsi que les deux procédés ci-dessus rappelés ont été et sont aussi utilisés pour la fabrication de cadres assemblés par collage. Dans ce cas, ni l'un ni l'autre de ces deux procédés ne donnent toutefois satisfaction. Le premier procédé ne permet pas de doser la quantité de colle utilisée et d'avoir la certitude que de la colle a été étendue sur toute la surface des portées respectives des deux tubes à assembler. I1 arrive donc que les tubes ne sont que partiellement collés, ce qui conduit à la fragilité des cadres. La mise en oeuvre de ce procédé par collage conduit en outre à des difficultés opératoires et à une perte importante de colle, car de la colle s'écoule hors des zones d'assemblage, colle qui est perdue et qui nécessite un nettoyage du cadre avant son passage dans le four de sèchage. Quant au deuxième procédé, il ne permet pas d'obtenir des cadres présentant une résistance suffisante dans les zones de collage des tubes. Malgré ses avantages de simplicité opératoire, le collage n'est donc finalement que très peu utilisé dans la fabrication des cadres de cycles. I1 y a là une lacune que l'invention pallie. Elle a pour objet à cet effet un procédé et un dispositif d'assemblage des tubes d'un cadre dans lesquels, entre chaque zone de convergence de deux tubes, l'un de ces tubes comporte un prolongement tubulaire de moindre diamètre qui constitue deux portées sur lesquelles est emboîté l'autre tube et entre lesquelles est délimité avec cet autre tube une chambre annulaire qui communique avec l'extérieur par au moins un orifice percé dans ce tube et qui reçoit la colle réalisant l'assemblage entre les deux tubes. L'invention sera bien comprise et ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront bien de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé illustrant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques assemblages de tubes de cadre de cycle réalisés par mise en oeuvre de ce procédé Figure 1 est une vue en élévation dtun cadre de cycle Figure 2 est, à plus grande échelle, une vue en coupe longitudinale de la zone de ce cadre, dans laquelle est ré alises la liaison entre le tube de guidon et le tube supérieur Figures 3 et 4 sont, à plus grande échelle, des vues en perspective représentant deux formes d'exécution du manchon intérieur utilisé dans l'assemblage représenté à la figure 2 Figure 5 et 6 sont des vues en coupe longitudinale de deux variantes dtexécution de l'assemblage représenté à la figure 2 ; et Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une autre variante d'exécution de cet assemblage. La figure 1 représente un cadre de cycle qui, comme cela est connu en soi, est constitué des éléments essentiels suivants s un tube supérieur (1), un tube diagonal (2), un tube de selle (3) et un tube de direction (4), Ce cadre est complété par deux bases (5) et par deux haubans (6) qui délimitent la fourche de passage de la roue arrière ; et à ce cadre est associée la fourche (7) qui délimite le passage de la roue avant. L'invention concerne le procédé et les moyens d'assemblage des divers tubes de ce cadre les uns avec les autres. Il en est ainsi pour les assemblages du 'tube supérieur (1) avec le tube de direction (4), ou du tube supérieur (1) avec le tube de selle (3), du tube diagonal (2) avec le tube de direction (4), du tube diagonal (2) avec la botte de pédalier (8), du tube de selle (3) avec la botte de pédalier (8), des bases (5) avec la boite de pédalier (8), des haubans (6) avec le tube de selle (3), des bases (5) avec les pattes arrière (9) et des haubans (6) avec les pattes arrière (9). Ce procédé et ces moyens d'assemblage seront ci-après décrits dans le cas de la liaison entre le tube supérieur (1) et le tube de directon(4); mais il est évident que le même procédé et les mêmes moyens sont utilisables dans toutes les autres zones d'assemblage des tubes constitutifs du cadre. Comme le montre la-figure 2, le tube de direction (4) se prolonge en direction de l'arrière du cadre par un embout tubulaire (10), qui est normalement horizontal et qui présente des diamètres extérieur et intérieur identiques à ceux du tube supérieur (1) du cadre. A l'intérieur de cet embout (10) est fixé, par exemple par brasage, un manchon, lui-même tubulaire, (12), qui est formé de trois zones successives désignées respectivement par (12a),(12b) et (12c). Les zones (12a) et (12c) ont des diamètres qui sont égaux et qui leur permettent de s'emboîter sans jeu à l'intérieur respectivement de l'embout (lO)et du tube supérieur (1). La zone centrale (12b) présente par contre un diamètre inférieur; il en résulte la formation, entre le tube (1) et le manchon (12), d'une chambre annulaire (13) qui, avant l'opération d'assemblage définitif, communique avec l'extérieur par deux orifices, respectivement (14) et (15). Ces deux orifices sont percés dans le tube supérieur (1) suivant deux génératrices opposées de ce tube; mais ils sont décalés l'un par rapport à l'autre, comme le montre la figure 2. Ces deux orifices (14) et (15) sont destinés à l'introduction, à l'intérieur de la chambre annulaire (13) d'une colle sous pression grâce à laquelle est réalisé l'assemblage définitif des deux éléments considérés du cadre, c'est-à-dire du tube de direction (4) et du tube supérieur (1). Plus précisément, c'est de préférence l'orifice inférieur (15) qui est utilisé pour lintroduc- tion de la colle; au fur et à mesure de son introduction, cette colle chasse, par l'orifice (14), l'air contenu dans la chambre (13), et lorsque cette chambre (13) est entièrement garnie de colle, la colle excédentaire s'échappe par l'orifice (14).I1 suffit alors de cesser l'introduction de la colle et de procéder par chauffage à sa polymérisation pour obtenir une liaison définitive entre les deux tubes, c'est-à-dire entre l'embout (10) du tube de direction(4) et le tube supérieur (1). Au lieu d'être constitué par un élément primitivement indépendant du tube de direction(4) ou du tube supérieur (1) du cadre, le manchon (12) peut venir de formage et/ou d'usinage avec l'un ou l'autre de ces deux tubes. t- C'est ainsi que dans le cas représenté à la figure 5, les trois zones (12a), (12b) et (12c) du manchon (12) sont réalisées à l'extrémité de l'embout tubulaire (10) qui prolonge le tube de direction(4)vers l'arrière du cadre du cycle. Dans ce cas, comme dans celui précédent, deux orifices (14) et (15) sont percés dans le tube supérieur (1) et permettent d'introduire de la colle à l'intérieur de la chambre annulaire délimitée par ce tube (1) et par la zone centrale (12b) du manchon (12). L'assemblage se fait dans les mêmes conditions que précédemment, en référence à la figure 2. I1 en est de même aussi dans le cas de la variante d'exécution représentée à la figure 6. La seule différence réside dans le fait que les trois zones (12a), (12b) et (12c) du manchon (12) sont aménagées à l'extrémité même du tube supérieur (1). Là encore, deux orifices (14) et (15) sont prévus pour l'introduction de la colle, mais ces orifices sont percés, non pas dans le tube supérieur (1), mais dans l'embout tubulaire (10) du tube de direction (4). Dans les trois cas ci-dessus décrits, l'embout tubulaire (10) du tube de direction(4) et le tube supérieur (1) du cadre ont mêmes diamètres intérieur et extérieur. I1 est ainsi possible d'obtenir un cadre dans lequel la zone de convergence de deux tubes est-invisible, sans qu'il en résulte cependant un risque de fragilité du cadre dans les diverses zones de liaison de ces tubes, étant donné que dans chaque zone est placé un manchon intérieur qui contribue à la fois à la rigidité de la liaison et à l'efficacité du collage. Il est toutefois possible que dans certains cas soit recherchée volontairement une différence de diamètre entre les deux tubes dans leur zone de convergence. C'est le cas de la forme d'exécution représentée à la figure 7, dans laquelle l'embout tubulaire (lOa) du tube de dir'ctioei(4) possède un diamètre plus grand que celui du tube supérieur (1) du cadre. Dans l'extrémité de ce tube (1) est alors fixé un manchon (12) qui présente trois zones, respectivement (12d),(12e) et (12f). La zone extrême (12d) constitue une portée annulaire ayant un diamètre extérieur égal à celui du tube supérieur (1), la zone (12e) possède un diamètre extérieur permettant son emmanchement et sa fixation par brasage ou par soudure à l'intérieur du tube supérieur (1) et la zone (12f) possède un diamètre extérieur intermédiaire entre ceux des zones (12d) et (12e), afin de laisser subsister entre elle-même et l'embout tubulaire (10a) une chambre annulaire (13) destinée à recevoir la colle d'assemblage.Deux orifices (14) et (15) sont prévus dans l'embout tubulaire (10a) pour permettre respectivement l'introduction de cette colle et l'évacuation de l'air, ainsi que le dégagement de l'excès de colle. Suivant une variante d'exécution de la forme de réalisation représentée à la figure 7, le manchon (12) peut être réalisé directement dans le tube supérieur (1), de même qu'à la figure 5 il était réalisé directement à l'extrémité de l'embout (10) du tube de direction (4). Quelle que soit la forme d'exécution adoptée, le manchon (12) est solidaire de l'un des deux tubes à assembler, et sa portée d'extrémité doit être emmanchée dans l'autre tube. S'il s'agit de tubes de qualité, donc de tubes présentant des calibrages rigoureux, cette portée d'extrémité, désignée aux figures 2, 5 et 6 par (12c) présente le profil cylindrique simple représenté à la figure 3. Si, par contre, il s'agit de tubes dont les calibrages ne sont pas rigoureux, le manchon (12) présente alors, comme le montre la figure 4, des fentes longitudinales (17) qui sont par exemple au nombre de deux et s'étendent sur toute la longueur de sa portée (12c) et sur une partie de la longueur de sa zone médiane (12b). Grâce à cet agencement, le manchon (12) présente, dans sa zone d'emmanchement, une élasticité radiale suffisante pour permettre sa pénétration dans l'embout (10) du tube direction (4) ou dans le tube supérieur (1). Il est à noter que la peinture des tubes du cadre peut être faite soit avant, soit après leur assemblage. Si cette peinture est faite avant les opérations d'assemblage des éléments du cadre, des moyens peuvent avantageusement être prévus pour dissimuler les orifices (14) et (15) qui ont été utilisés pour le passage de la colle. Ces moyens consistent avantageusement en de simples motifs décoratifs rapportés dans les diverses zones d'assemblage des éléments du cadre. Si par contre les éléments du cadre sont peints après assemblage, il devient inutile de prévoir des moyens pour dissimuler les orifices (14) et (15), car ces orifices seront rendus invisibles par la peinture. L'opération de peinture du cadre après assemblage de ses divers éléments présente d'ailleurs un avantage supplémentaire d'ordre économique. I1 est en effet possible, dans une même opération, à savoir dans un seul et unique passage en étuve, de réaliser à la fois le sèchage de la peinture et la polymérisation de la colle d'assemblage des divers éléments du cadre. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif d'assemblage des éléments d'un cadre de cycle, cyclomoteur ou similaire, qui ont été ci-dessus indiquées à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation; et elle étend bien entendu son champ d'application à l'assemblage de tous les tubes entrant dans la constitution du cadre d'un cycle, y compris les éléments. tubulaires de sa fourche avant, à savoir le tube pivot (16) et la tête de fourche (17), les fourreaux (18) et la tête de fourche (17), ainsi que les fourreaux (18) et les pattes de fourche (19). Le dispositif de collage qui fait l'objet de l'invention est donc applicable a la fabrication de la totalité d'un cadre1 l'opération de collage ou plus exactement les diverses opérations de collage étant de préférence faites après embottement, c'est-a-dire après assemblage mécanique des divers éléments du cadre. il convient d'ailleurs de préciser que l'opération de collage, ou plus exactement d'injection de la colle, peut être réalisée au moyen de n'importe quel matériel et que si cette opération est faite au moyen d'un pistolet doseur, il est possible de ne prévoir qu'un seul orifice pour l'injection de la colle destinée à la liaison entre les deux éléments tubulaires de 1 'assemblage. - REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'assemblage des tubes d'un cadre de cycle, cyclomoteur ou autre véhicule, caractérisé en ce que dans chaque zone de convergence de deux tubes (1-4), (1-3), (3-8), (2-8), (2-4), l'un de ces tubes comporte un prolongement tubulaire de moindre diamètre (12) qui constitue deux portées (12a, 12b) sur lesquelles est emboîté l'autre tube et entre lesquelles est délimitéeavec cet autre tube une chambre annulaire (13) qui communique avec l'extérieur par au moins un orifice (14) percé dans ce tube et qui reçoit la colle réalisant l'assemblage entre les deux tubes. 2. - Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur comporte deux orifices (14,15) qui sont percés sur deux génératrices opposées et sont décalés l'un par rapport à l'autre. 3. - Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement tubulaire (12) de l'un des deux tubes comporte, du côté de sa portée d'extrémité, au moins une fente longitudinale (17) lui conférant de l'é- lasticité radiale. 4. - Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des deux tubes (4) se prolonge par un embout tubulaire (10) dont est solidaire un manchon (12) constituant le prolongement tubulaire sur les portées (12a, 12b) duquel est emporté le deuxième tube (1). 5. - Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (12) est fixé par brasage dans I'enibout tubulaire (10) du tube (4). 6. - Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (12) est formé dans et à l'extrémité de l'embout tubulaire (10) du tube (4). 7. - Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications t à 3+ caractérisé en ce que le manchon (12) est formé dans et à l'extrémité du tube (1). 8. - Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications t à 3, caractérisé en ce que le manchon (12) est fixé par brasage ou par soudure dans 1'extrémité de l'un des tubes (1) et présente une seule portée d'extrémité (12d) dont le diamètre extérieur est égal à celui de ce tube (1), l'embout tubulaire (10) de l'autre tube (4) servant à l'emmanchement de cette portée (12d) et de la zone extrême du tube (1). 9. - Application du dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications i à 8, à la liaison dés tubes du cadre d'un cycle, à savoir respectivement entre le tube de direction (4) et le tube supérieur (t), entre le tube de direction (4) et le tube diagonal (2), entre le tube de selle (3) et le tube supérieur (t), entre le tube de selle (3) et la bote de pédalier (8), entre le tube diagonal (2) et la boite de pédalier (8), entre les bases (5) et la boite de pédalier (8), entre les haubans (6) et le tube de selle (3), entre les bases (5) et les pattes arrière (9), entre les hauban. (6) et les pattes arrière (9), entre le pivot (16) et la tête de fourche (17), entre les fourreaux (18) et la tête de fourche avant (17), et entre les fourreaux (18) et les pattes avant (19).