Brevet FR2711962A1 — publié le 19950512

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un cadre de bicyclette tubulaire, en acier ou en alliage d'aluminium ou de titane, qui a la particularité d'être extrèmement rigide. L'Art Antérieur est constitué essentiellement par des cadres de bicyclette de quatre types: Type 1: Cadres en aluminium collé Constitués de tubes rectilignes collés, leurs formes restent conventionnelles. Ils sont sensibles à la corrosion au niveau de l'interface du joint de colle. Leur fiabilité est mise en cause par des décollements fréquents. Leur rigidité est moyenne. Type 2: Cadres mixtes Il s'agit de cadres constitués de tubes rectilignes en matériau composite assemblés par collage dans des raccords en alliage léger. La rigidité de ce type de cadre est plus importante que celle du type 1, mais les inconvénients sont les mêmes (collage), avec des risques de rupture en utilisation intensive (courses, etc ...). Type 3: Cadres en aciers alliés Ils sont fiables, de rigidité identique à celle du type 2, mais restent très lourds et de formes souvent conventionnelles. Type 4: Cadres composites monocoques Ils ont une bonne rigidité qui peut être supérieure à celle de la présente invention, mais ils sont lourds. Leur prix de revient est très élevé par suite du mode de fabrication. Le rendement R d'une bicyclette peut être déterminé par le rapport entre la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie de déformation du cadre sur l'énergie fournie par le cycliste: R = EdSque + Edéfor-do1 Erox Dans le cadre des antériorités précédentes, les cadres en composites monocoques se rapprochent le plus de la présente invention; mais ils sont lourds, de mise en oeuvre complexe et onéreuse. Ils ne font pas partie du domaine des cadres métalliques, domaine exclusif de la présente invention qui prétend résoudre le problème du rendement au moindre coût. L'invention est réalisée avec des tubes de formes particulières, assemblées par des soudures judicieusement placées pour constituer un cadre de bicyclette. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 de la planche 1/1 montre un tube de forme cintrée de profil ovoïde ou rond constant. La figure 2 de la planche 1/1 montre un tube de forme cintrée de profil ovoïde ou rond évolutif. La figure 3 de la planche 1/1 montre une vue en coupe d'une section d'un tube. La figure 4 de la planche 1/1 montre un cadre de bicyclette assemblé à partir des précédents moyens. Sur la figure 1 est représenté un tube 1 de forme cintrée de profil ovoïde ou rond constant. Sur la figure 2 est représenté un tube 2 de forme cintrée de profil ovoïde ou rond évolutif. Une vue en coupe de l'une des sections 3 d'un tube est représentée par la figure 3. L'inertie de ces moyens participe activement à la rigidité de l'ensemble. Suivant qu'il s'agit d'une liaison simple ou d'une liaison de type évolutif le choix de ces tubes est effectué en fonction de l'emplacement. La figure 4 montre l'assemblage d'un cadre de bicyclette 4 formé de 9 tubes qui peuvent être de section constante ou évolutive, cintrés ou non, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49. L'assemblage de ces tubes est réalisé par 10 soudures 61, 62, 63, 64a, 64b, 65, 66a, 66b, 67, 68, dont les emplacements sont classiques pour les liaisons avec le tube d'axe de pédalier 51 : soudure 63, avec la colonne de direction 49 : soudures 61 et 62, avec les pattes de fixation de la roue arrière 52a et 52b : soudures 64a et 64b. n faut noter que l'assemblage par soudure des tubes 41, 45 et 46 forme une liaison 670 d'une part, et que d'autre part, l'assemblage par soudure des tubes 41 et 44 forme une liaison 680. Ces deux liaisons 670 et 680 assurent (de part leur forme) l'essentiel de la rigidité du cadre. Ces moyens constituent un ensemble 460, constitué d'une part de trois tubes cintrés ou non, de section ronde ou ovoïde, à profil constant ou évolutif, 41, 45 et 46, ayant la forme d'une fourche, et d'autre part d'un tube 44 cintré ou rectiligne de section ovoïde ou rond à profil constant ou évolutif. Le cadre comporte un tube cintré 43 à section ovoïde ou ronde, à profil constant ou évolutif, relié d'une part à un axe de pédalier 51 et à une tige de selle 50. fl se raccorde à l'ensemble 460 par deux soudures 66a et 66b situées de part et d'autre du tube 43. Deux pattes soudées, 70a et 70b, peuvent assurer la liaison entre le tube 43 et le tube 46 d'une part, et entre le tube 43 et le tube 45 d'autre part. L'assemblage ainsi constitué garantit une excellente rigidité (absence de déformation en cinétique de fonctionnement), et entraine de ce fait, un rendement mécanique optimisé. La mise en oeuvre de cet assemblage soudé, formé de tubes particuliers (de section ovoïde ou ronde, de profil évolutif ou constant, cintrés ou rectilignes) procure au cadre les avantages suivants: - Excellente rigidité - Bon rendement mécanique (car déformation faible) - Légèreté - Absence de corrosion (dû à l'assemblage par soudure de qualité et protection de surface associée). L'application industrielle dans le domaine de la bicyclette est particulièrement intéressante car le produit obtenu permet de réaliser une machine fiable et performante, adaptée à chaque individu en fonction de: - sa morphologie, - son poids, - sa puissance musculaire, - son domaine d'utilisation : compétitions piste ou route, triathlons, duathlons randonnée ou promenade (montagne, etc ...) Il s'agit alors de cadres dits "sur mesures" ; mais ce produit peut aussi faire l'objet de séries importantes dans les tailles de cadres standards commercialisés actuellement, aussi bien pour les programmes vélos de route ou piste, que pour les programmes vélos tous terrains. Dans ce dernier cas, les conditions d'environnement très sévères mettent en évidence les qualités de ce cadre d'un concept nouveau. - REVENDICATIONS 1. Cadre de bicyclette (4) en acier ou en alliage d'aluminium ou de titane, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un assemblage formé d'au moins trois tubes cintrés de section ovoïde à profil évolutif, (41), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49) qui lui assure une excellente rigidité et un rendement mécanique optimisé. 2. Cadre de bicyclette (4) en acier ou en alliage d'aluminium ou de titane, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, au moins un ensemble (460) constitué de trois tubes cintrés, de section ovoïde, à profil évolutif (41), (45) et (46), assemblés en forme de fourche par une soudure (67), et d'autre part, d'un tube (44), relié à la précédente fourche par une soudure (68). 3. Cadre de bicyclette (4) en acier ou en alliage d'aluminium ou de titane, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube (43) cintré, à section ovoïde évolutive, relié d'une part à un axe de pédalier (51), et d'autre part, à une tige de selle (50). Il se raccorde à l'ensemble (460) par deux pattes (70a) et (70b) soudées : soudures (66a) et (66b), de part et d'autre du tube (43) , et au tube (44) par une soudure (65). 4. Cadre de bicyclette (4) en acier ou en alliage d'aluminium ou de titane, selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est formé de tubes cintrés (1) de section ovoïde, à profil constant, lorsqu'il s'agit d'une liaison simple, et de tubes (2), cintrés, de section ovoïde, à profil évolutif, lorsqu'il s'agit d'augmenter la rigidité, notamment dans le cas de la fourche (460). 5. Cadre de bicyclette (4) en acier, ou en alliage d'aluminium ou de titane, selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'assemblage des précédents tubes (41), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), garantit au cadre une excellente rigidité (absence de déformation en cinétique de fonctionnement) ; et entraine de ce fait un rendement mécanique R tel que: R= dique + défonion maximum du fait du minimum de déformation obtenue. EfoS