Brevet FR2705078A1 — publié le 19941118

La présente invention concerne un cadre de cycle modulable son process de fabrication et d'assemblage, son système interchangeable de base arrière et ses caractéstique anti vibratoires. Les cadres de fabrications actuelles sont principalement réalises a l'aide de profilés métalliques soudés, brasés ou colles. Certains sont constitués d éléments collés en composites carbone ou carbone-kevlar. D'autres sont réalisés par moulage en alliages levers dural ou magnésium. La fabrication de cadres d cycles suivant ces méthodes présente certains inconvenients. En ce qui concerne les cadres en acier ou en dural assemblés par mécano-soudage5 des passages au marbre pour les redresser sont impératifs rendant le respect des tolérances geométriques très aléatoire. Les temps de production sont excessivement longs donc très onéreux. D'autre parts le manque délasticité de ces matériaux vénère en cas de chocs des déformations rémanentes. Ces matériaux sensibles a la corrosion nécessitent des protections par laquages précédés de prétraitement rendant les opérations de décorations délicates et onéreuses. Des cadres réalisés par moulage d'alliages legers a base d'aluminium ou de magnésium nécessite après fabrication de longues opérations d'ébavurage et dSusinage. En ce qui concerne les cadres constitués de composites carbone ou carbone-kevlar. les temps de mise en oeuvre sont très longs d'ou des courts de revient prohibitifs. Ces matériaux de couleur naturelle sombre n'autorisent pas des procédés de décoration tels que la sublimation. D'autre part, une riite excéssive de ces matériaux rendent les cadres de cycle treks peux confortables. Pour quels que soit les matériaux pré-cités la recyclabilité n'est pas envisaqeable. Le cadre selon l'invention devrait permettre de simplifier considérablement le process de fabrication et d'assemblaqe et donc d réduire de façon siqnifiante les coLts de revient. L'utilisation de matériaux faisant écran à la propagation des vibrations va améliorer considérablement le confort pour l'utilisateur. D'autre partl'interchanqeabilité de la partie arrière peut permettre èÀ 1 utilisateur une adaptation à tous les terrains. En effet le cadre selon l'invention est composé d'une carcasse principale constituée de trois profilés pultrudés assemblés entre eux part un boitier de direction, un boitier de tige de selle et un boitier de pédalier tous les trois moulés dans un matériau thermoplastique à matrice semiaromatique dont les caractéristiques mécaniques et une faible densité, associés à un moment d'inertie lié à des sections optimisées permettent de concurencer les structures actuelles en acier ou en alliages legers. L-'insertion de charges isotropiques d'élastomères et de minéraux dans les matériaux constituant les boitiers génère la propriété de faire écran à la propagation des vibrations. L'assemblaae et la résistance du cadre est assuré par le retrait des boitiers sur les profilés après surmoulage. Le cadre selon l'invention, est également composé d'un arrière triangulé interchangeable entre un système rigide ou un système a suspension verticale. Les dessins annexes illustrent l'invention La figure 1 représente le cadre selon l'invention équipé d'un arrière rigide. La figure 1bis reiresente le cadre selon l'invention équipé d'un arrière à suspension verticale, La figure 2 représente les sections possibles pour les profilés pultrudés, La figure 3 represente le boitier de direction La figure 4 représente le boitier de tige de selle La figure 5 représente 1 boitier de pédalier et sa chape de sortie. La figure 6 représente la triangulation rigide attelée sur la la carcasse La ligure 7 représente la trianoulation à suspension verticale attelée sur la carcasse. En référence à ces dessins le cadre selon l'invention est constitué d'une carcasse composée de trois profilés: un profilé supérieur ( un profilé inférieur (2), et un profilé vertical (3). Les profilés (1), (2) et (3) sont fabriqués en continu par pultrusion et mis ensuite à longueur par usinage en fonction des différentes tailles à donner aux futurs cadres, La pultrusion est une méthode de fabrication dérivée de l'extrusion permettant de raser en continu des profilés a partir de matériaux composites. La section préconisée des profilés (i) et (2) a la forme d'un quadrilatère isocèle (Si). Une nervure intérieure verticale ou horizontale peut entre ajoutée de façon à augmenter la résistance à la torsion. Le cadre selon l'invention est également constitué de trois boitiers " un boitier de direction (5), un boitier de tige de selle (6J et un boitier de pédalier (7). Le matériau constituant les boitiers (5), (6) et (7) est un thermoplastique à matrice semi-aromatique, matériau qui dans la gamme des thermoplastiques offre le meilleur compromis entre un module de flexion élevé, une résistance à la traction importante, une très bonne résistance au choc et une résistance à la fatigue excellente. Avant surmoulage dans les boitiers, les profilés sont obstrués par des bouchons thermoplastiques (5b), (5c), (6d), (7f) et (7e). Ces dits profilés sont ensuite introduits dans dss moules d'injection sous pression permettant le surmoulage des boitiers (5),(6)',(7). En phase de refroidissement, le retrait après moulage des boitiers estimé à 0,5% permet d'obtenir un serrage efficace et suffisant nécessaire à la bonne tenue mécanique du cadre. Le profilé supérieur (4) et le profilé vertical cylindrique (3) dans lequel un tube métallique (6a) a été préalablement emmanché en force, sont introduits dans le moule d'injection du boitier de tige de selle (6). Des butées mécaniques (A) et (B) extérieures au moule positionnent correctement le profilé (3) et le tube (6a) lors l'opération d'injection. Une fois cette opération terminées l'extrémité libre du profilé (3), le profilé (2) et un ensemble composé d une cage taraudée ( sur laquelle est soudé une chape de sortie (7c) sont introduits dans le moule d'injection du boitier de pédalier (7). Les extrémités libres des profilés (1) et (2) ainsi qu'une entretoise métallique (Sa) sont introduites ensuite dans le moule d'injection du boitier de direction (5). La carcasse du cadre selon l'invention est réalisée par la succession de ces trois opérations de surmoulage. Le matériau utilisé pour le moulage des boitiers (5), (6) et (7) est renforcé d'une charge isotropique minérale et élastomère engendrant la propriété d'amortir les vibrations véhiculées dans le cadre lors de son utilisation. Le boitier de direction (5) comporte trois nervures de renfort (nu), (N2) et (N3) positionnées verticalement et dont L'objet est de renforcer les zones de surmoulage des profilés (1 > et ( Le boitier de tige de selle (6) comporte deux nervures verticales de renfort (N4) nervure supérieure, et (N5) nervure inférieure. L'objet de ces nervures est de consolider la zone de surmoulage du profilé (1}. La nervure (NS) comporte une légère réduction d'épaisseur (1) de forme circulaire permettant l'encliquetage d'un patin en élastomère (26). L'utilité de ce patin est de rendre le port du cadre sur l'épaule plus confortable. Le boitier de tige de selle (6) comporte également deux bossages (6b) et (6c) positionnés sur le même axe vertical. Ces deux bossages sont munis chacun d'une entretoise horizontale traversante. Le boitier de pédalier (7) comporte une nervure de renfort (N6) dont l'objet est de consolider les zones de surmoulage des profilés (2) et (3). La chape de sortie (7c) est de section rectangulaire et comporte un canon de guidage tubulaire (7d). Sur la carcasse du cadre selon l'invention, une triangulation de fixation de roue arrière peut être attelée de facon rigide ou par l'intermédiaire d'un système de suspension verticale. Cas d'un attelage rigide La triangulation est alors composée de deux pattes de fixation de roue (20) sur lesquelles sont soudés deux haubans (12) et deux bases (13). Les haubans (12) sont des tubes du commerce à l'extrsmité desquels est soudé une chape ( solidaire du boitier de tige de selle (6) par l'intermédiaire d'un serrage par vis-écrou. Les bases ( sont des tubes du commerce à l'extrémité desquels est soudé un profilé en "U" (9) solidaire de la chape de sortie (7c) par l'intermédiaire d'un boulon (10) traversant le canon de guidage (7d). Cas d'un attelage à suspension verticale. Dans ce cas la triangulation est constituée de deux pattes de fixation de roue (20) sur lesquelles sont soudés deux haubans (18) et deux bases (19). Deux entretoises tubulaires soudées servent à rigidifier l'ensemble. L'attelage des deux haubans (18) sur le boitier de tige de selle (6) est réalisé par l'intermédiaire d'un système d'amortissement vertical fixé aux bossages (6b) et (6c). Ce système est constitué d'un fourreau extérieur (21) muni de deux pattes de fixation de longueurs différentes, l'objet de cette différence étant de donner au fourreau une fois monté une position verticale. Le fourreau (21) comporte deux diamètres intérieurs de dimensions différentes. Ce fourreau ainsi conclu constitue la partie fixe de l'amortisseur. Le plus petit diamètre du fourreau (21) sert de guidage a un axe vissé dans un piston (22). le dit piston coulissant dans le plus grand diamètre du fourreau, comprimant en permanence un ressort d'amortissement (24) lui même en appuis sur une butée en élastomère (23). Le piston coulissant (22) est lié par soudure aux deux haubans ( de la triangulationS et est caractérisé également par le fait qu'il muni d'une gorge dans laquelle peut être inséré un circlips ou une agrafe (27) dont le but est de permettre la neutralisation de la suspension. Les bases (19) sont constituées par deux tubes du commerce soudés sur une chape en "U" (9). Un pivot coulissant (14) solidaire de la chape (9) par soudure, muni d'un ressort de rappel (15) retenu par un écrou (16) permet d'assurer le guidage vertical de la triangulation à travers le canon de la chape de sortie (7c). L'application d'une telle suspension verticale est particulierement intéressante dans le sens où la dimension (L) entre l'axe de roue arrière et l'axe de pédalier reste constants5 ceci tendant à minimiser les à-coups et à régulariser le régime au niveau du couple de pédalage C. REVENDICATIONS 1) Cadre de cycle caractérise en ce au il est constitué dune carcasse comprenant trois profilés pultrudés. dont un profilé supérieur1 un profilé inférieur et un profilé vertical le profilé supérieur est surmoulé a une extrémité dans un boitier de direction et dans un boitier de tige de selle à son autre extrémité. Le profilé inférieur est surmoulé à une extrémité dans le même boitier de direction et dans un boitier de pédalier à SOr autre extrémité, Le profilé vertical est surmoulé à son extrémité supérieure dans le boitier de tige de selle et dans le boitier de pédalier à son extrémité inférieure. Caractérise, en outre, n ce aue les trois boitiers sont moulés dans un matériau thermoplastique à matrice semiaromatique Caractérisé également, an ce qu il est constitué également d'une triangulation de fixation de roue arrière pouvant être fixé a la carcasse ce façon rigide ou par l'intermédiaire dune suspension verticale. 2) Cadre de cycle selon la rewendication 1, caractérisé an ce que les profilés supérieur, inférieur et vertical sont fabriqués en continu par pultrusion, sont ensuite mis à longueur par usinage en fonction des différentes tailles à donner aux futurs cadres; et sont obstrués à chaque extrémité avant surmoulage par os bouchons an thermoplastique 3) Cadre de cycle selon la revendication 1, caractérisé an ce que 1 e matériau utilisé pour le moulage du boitier de direction du bloitier de tiare de selle et du boitier de pédalier possède de par sa charge isotropique d'élastomère et et de minéral la propriété d'amortir les ondes de vibrations 4) Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boitier de pédalier est surmoulé sur une cage taraudée rendue solidaire par soudure d'une chape de sortie munie d un canon de guidage tubulaires et comporte une nervure de renfort reliant les zones de surmoulage du profilé vertical t du profilé inférieur. 5) Cadra selon la revendicatlon i caractérisé en ce que le boitiar de direction est surmoulé sur une entretoise métallique, a: comporte trois nervures verticales de renfort sur Jas zones de surmoulage du profilé supérieur et du profilé inférieur. 6) Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce oua le boitier de tiqe de selle est surmoulé sur un tube métallique emmanché en force es; l'intérieur du profilé vertical cylindrique. Caractérisé également en ce que le boitier de tige de selle comporte deux bossages disposés sur le même axe vertical et munis chacun d'une entretoise horizontale traversante Caractérisé, en outre, en ce que le boitier de tige de selle comporte deux nervures verticales de renfort sur la zone de surmoulage du profilé supérieur. 7) Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une triangulation rigide de fixation de roue arrière peut être attelée par liaison mécanique vis-écrou sur le bossage supsrieur du boitier de tige de selle et par le canon de guidage de la chape de sortie du roitier de pédalier. 8) Cadre selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une triangulation de fixation de roue arrière peut être attelez par l'intermédiaire d un système d'amortissement vertical sur les deux bossages du boitier de tige de selle et guide dans le canon de la chape de sortie du boitier de pédalier. Un fourreau extérieur comportant deux diamètres intérieurs de dimensions différentes constitue la partie fixe de l'amortisseur. Le plus petit diamètre sert de guidage à un axe vissé dans un piston le dit piston coulissant dans le plus grand diamètre en comprimant en permanence un ressort d amortissement lui même en appuies sur une butée cylindrique en élastomère. Le piston coulissa t est lie par soudure aux deux haubans supérieurs d la triangulation Les bases inférieures de cette même triangulation reliant l'axe de roue arrière à la chape de sortie du boitier de pédalier sont constituées de cieux tubes standards soudés rur un profilé en U muni d'un Pi*\ot coulissant et d un ressort de rappel. Le système de suspension peut être neutralisé par l'insersion deux circlips ou aune agrafe dans une gorge prévue sur le piston coulissant 9) Cadre selon la revendiicatn 2, caractérisé en ce que les sections des profilés supérieur et inférieur sont des quadrilatères isocèles dans lesquels une nervure intérieure verticale ou horizontale peut être ajoutée. 10) Cadre selon la revendication 6, caractérisé en ce que la nervure de renfort inférieure du boitier de tige de selle comporte une légère réduction d'épaisseur de forme circulaire permettant l'encliquatage d'un patin en élastomère