Brevet FR2761946A1 — publié le 19981016

PROCEDE DE TRAITEMENT, NOTAMMENT CONTRE LA CORROSION D'UN CADRE DE BICYCLETTE ET CADRE DE BICYCLETTE OBTENU La présente invention concerne le traitement de cadre de bicyclette, constitué principalement de tubes soudés les uns aux autres, le dit traitement comportant au moins une étape dans laquelle le cadre est tenu par une zone prédéterminée de suspension, plongée dans un bain de traitement, retirée du dit bain et égouttée. Elle concerne plus particulièrement un procédé de traitement de ce type dans lequel on cherche à réaliser un traitement efficace à la fois de la surface extérieure mais également de la surface intérieure du cadre. Un cadre de bicyclette est de manière bien connue une pièce qui est constituée principalement d'une pluralité de tubes, soudés les uns aux autres, pour former un ensemble monobloc sur lequel sont ensuite montés les autres organes de la bicyclette. L'utilisation de tubes creux est nécessitée par l'emmanchement, à l'intérieur des dits tubes, de certains de ces organes, par exemple le tube de selle dans lequel vient s'emmancher la tige supportant la selle, le boîtier de pédalier dans lequel vient s'emmancher l'axe du pédalier, le tube de direction dans lequel vient s'emmancher la potence de direction. Les autres tubes sont également creux par souci d'économie et de gain de poids. La tendance actuelle est de proposer aux utilisateurs des bicyclettes de toute sorte y compris des VTT, véhicules tout terrain, qui soient les plus légers possibles. Cela entraîne les constructeurs à optimiser les matériaux et surtout à réduire, pour un cadre métallique donné, l'épaisseur des tubes, tout en préservant la résistance mécanique du cadre. Certains constructeurs proposent même des cadres dont certains tubes ont une épaisseur différenciée selon leur longueur, par exemple s'agissant du tube horizontal, reliant le tube de selle et le tube de direction, l'épaisseur du dit tube est moins importante dans sa partie médiane que vers ses extrémités ; à titre d'exemple l'épaisseur du tube horizontal peut être de 0,7 mm vers le tube de selle et vers le tube de direction et être de 0,4 mm dans la partie médiane du tube horizontal. Quand on sait que la corrosion est susceptible de dégrader une couche de métal de l'ordre de 0,1 mm par an, on comprend toute l'importance du traitement anti-corrosion et de son efficacité tant au regard de la surface extérieure du cadre que de la surface intérieure de celui-ci. De manière générale les cadres de bicyclette sont traités selon la technique d'immersion, dans laquelle on maintient la pièce à traiter par une zone de suspension, on immerge la dite pièce dans un bain de traitement pendant un temps suffisant pour que le bain produise son effet, on retire la dite pièce du bain et on la laisse égoutter avant de passer à une étape suivante. Une chaîne de traitement peut comprendre une succession de bains de traitement, comprenant des bains de dégraissage, de rinçage, de décapage, de phosphatation et également de cataphorèse, d'anaphorèse ou d'autophorèse. Dans le traitement particulier de la cataphorèse, la pièce métallique à traiter constitue la cathode et les particules que l'on veut déposer sur la dite pièce sont chargées positivement. Il peut s'agir notamment d'un dépôt de charges organiques qui, après égouttage de la pièce, sont polymérisées par passage dans un four de polymérisation. On peut obtenir, par cataphorèse, une couche très régulière et de très faible épaisseur d'un revêtement anti-corrosion particulièrement efficace. Cependant la technique de cataphorèse ne peut pas être mise en oeuvre de manière optimale dans le traitement des cadres de bicyclette. En effet le demandeur a constaté qu'il se produit d'une part une pollution des bains successifs du fait d'un mauvais égouttage du cadre et d'autre part, dans le four de polymérisation, un moussage important du dépôt de polymères, qui nécessite une reprise de chaque cadre pour l'élimination de cette masse de mousse et la finition corrélative du cadre. Par ailleurs le demandeur a constaté qu'en plus de cet inconvénient majeur, le traitement anti-corrosion s'il est efficace sur la surface extérieure du cadre ne l'est absolument pas sur la surface intérieure de celui-ci. En effet, moins de la moitié de la surface intérieure du cadre comporte le dépôt polymérique de protection. Certes ce qui vient d'être dit concernant la cataphorèse s'applique de la même manière aux traitements mettant en oeuvre les techniques d'immersion. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un procédé de traitement de cadre de bicyclette par les techniques d'immersion qui pallie les inconvénients précités du fait qu'il permet d'obtenir un traitement particulièrement efficace tant sur la surface extérieure que sur la surface intérieure du cadre traité. Le procédé en question se caractérise, selon l'invention, en ce qu'il comporte une étape préliminaire consistant à percer des trous dans tout ou partie des tubes constitutifs du cadre à traiter, l'emplacement et les dimensions des dits trous étant tels que, après réalisation du cadre par soudure des tubes les uns aux autres, les dits tubes forment grâce à des premiers trous intérieurs et des seconds trous extérieurs, un circuit interne ininterrompu de pénétration et d'évacuation du bain de traitement lors de l'immersion et de l'égouttage du cadre tenu par la zone de suspension ; les seconds trous extérieurs, existants ou percés lors de l'étape préliminaire, sont localisés dans la zone opposée à la zone de suspension et constituent les orifices terminaux d'évacuation. Ainsi selon l'invention, lorsque le cadre est immergé dans le bain de traitement, ce dernier pénètre sans aucune difficulté dans le volume intérieur des tubes constituant le cadre à traiter, du fait de la présence des premiers trous intérieurs formant le circuit interne ininterrompu de pénétration du dit bain. Lorsque le cadre est retiré du bain et laissé à égoutter, le bain de traitement ne s'accumule pas dans l'un ou l'autre des tubes mais s'évacue naturellement à travers ce circuit interne ininterrompu et par les seconds trous extérieurs, situés dans la zone opposée à la zone de suspension, c'est-à-dire vers le bas du cadre lorsque celui-ci est tenu par la zone de suspension. Un tel procédé présente des avantages multiples. S'agissant du traitement anti-corrosion par cataphorèse, il n'y a plus de problème de moussage dans la mesure où celui-ci était dû à une accumulation localisée du bain de traitement. De plus on obtient un traitement de la surface intérieure du cadre qui est optimisée, étant en tout cas supérieur à 90 % de la dite surface. Cette efficacité de traitement de la surface intérieure, qui est vraie pour la cataphorèse, l'est aussi pour tous les autres traitements par immersion en particulier anaphorèse et autophorèse. Enfin, de manière incidente mais non négligeable la présence des trous dans les tubes diminue le poids de la pièce. Ceci peut être un avantage intéressant. En effet, si l'augmentation de poids due au dépôt de la protection contre la corrosion peut être de l'ordre de 2,5 g à 8 g/cadre, l'allégement dû aux trous percés dans les tubes peut quant à lui être de l'ordre de 30 à 40 g/cadre. Chaque premier trou intérieur est percé dans un tube donné dans la zone de recouvrement du dit tube par le tube adjacent. Le tube adjacent est le tube dont le bord extrême est fixé par soudure sur la face extérieure du tube donné En d'autres termes l'emplacement de chaque premier trou intérieur est déterminé en sorte que, après assemblage et soudure du dit tube avec le tube adjacent, le trou soit dans le prolongement du volume intérieur du tube adjacent, de manière à pouvoir faire communiquer les deux volumes intérieurs des deux tubes, sans que cela soit visible de l'extérieur. En théorie le maximum d'efficacité quant à la pénétration et à l'évacuation du bain de traitement est obtenu avec un trou intérieur de dimension maximale qui correspond au diamètre intérieur du tube adjacent dans la zone de soudure. En pratique, il faut tenir compte de l'imprécision lors de l'assemblage et de la soudure des différents tubes entre eux. Avantageusement, la dimension de chaque premier trou intérieur est comprise entre 5 et 15 mm, selon le diamètre intérieur du tube adjacent. Dans le cas particulier où trois tubes sont soudés ensemble, parmi lesquels deux tubes forment une fourche et sont soudés sur le troisième, de manière avantageuse, il est prévu un seul trou intérieur s'étendant dans la zone commune de soudure et dont les dimensions sont suffisantes pour y mettre en communication les volumes intérieurs des deux tubes formant la fourche avec le volume intérieur du troisième tube. Cette disposition particulière s'avère plus simple quant à sa réalisation, plus sûre quant au passage effectif du bain, notamment lorsque les tubes formant la fourche ont un volume intérieur de dimension réduite et enfin plus performante quant à la diminution du poids de la pièce. On rencontre ce cas de figure en ce qui concerne le raccordement entre le tube de selle et les deux haubans arrière et en ce qui concerne le raccordement entre le boîtier de pédalier, le tube de selle et le tube diagonal. En ce qui concerne les seconds trous extérieurs, de préférence la zone de suspension se trouve au niveau du tube de direction et les seconds trous extérieurs sont percés dans les deux pattes arrière, prévues pour le montage de la roue arrière, qui solidarisent respectivement les deux jeux de haubans et de base arrière. Avantageusement dans ce cas chaque patte arrière comporte une face curviligne, qui s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction générale du hauban et de la base arrière, deux seconds trous extérieurs étant percés dans la dite face curviligne, dans le prolongement du volume intérieur du hauban d'une part et de la base arrière d'autre part. La dimension des trous extérieurs est de l'ordre de 2 à 5 mm, de préférence 3 à 4 mm. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'un mode préféré de réalisation d'un cadre de bicyclette traité anti-corrosion par cataphorèse conformément au procédé précité, illustré par le dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un cadre de bicyclette, - la figure 2 est une vue schématique en coupe du cadre de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe partielle, en perspective par le dessous, d'un cadre de bicyclette au niveau de la boîte du pédalier, - la figure 4 est une vue en perspective d'une patte arrière. La présente description va concerner le traitement anti-corrosion d'un cadre de bicyclette. Cependant ceci n'est qu'un exemple qui n'est pas exclusif de l'invention, dans la mesure où le procédé dont il va être question est susceptible de s'appliquer à d'autres types de traitement. Le cadre de bicyclette a la particularité d'être constitué de tubes creux soudés les uns aux autres, avec un bord extrême d'un tube adjacent qui est soudé sur la face périphérique extérieure d'un tube donné. Quant aux traitements dont il est question, ils ont en commun le fait de mettre en oeuvre une technique d'immersion dans laquelle le cadre est suspendu par une zone de suspension, plongé dans le bain de traitement pendant un temps déterminé et égoutté après être sorti du bain. Un cadre de bicyclette, tel qu'illustré à la figure 1, est composé de neuf tubes, à savoir le tube de direction 2, le tube de selle 3 entre lesquels s'étend en partie haute le tube horizontal 4 et en partie basse le tube diagonal 5, les deux haubans arrière droit 6 et gauche 6' et les deux bases arrière droite 8 et gauche 8'. Un hauban arrière 6 rejoint une base arrière 8 au niveau d'une patte arrière respectivement droite 9 et gauche 9', les dites pattes servant au montage de la roue arrière de la bicyclette. Les deux haubans 6, 6' arrière sont reliés par le pontet 7. Les extrémités des haubans 6, 6' opposées aux pattes arrière 9, 9' sont soudées au tube de selle 3 sensiblement au niveau du tube horizontal 4. Les extrémités des bases arrière 8, 8', opposées aux pattes arrière 9, 9', sont soudées à la boîte de pédalier 10 à laquelle sont également soudés le tube de selle 3 et le tube diagonal 5. Pour obtenir la protection anti-corrosion la plus efficace possible, l'objectif que s'est fixé le demandeur est de réaliser un revêtement par cataphorèse qui couvre bien sûr toute la surface extérieure du cadre 1 mais également la quasi totalité de la surface intérieure du dit cadre 1, c'est-à-dire la surface intérieure de chacun des neuf tubes qui viennent d'être rappelés. Plus précisément, le demandeur met en oeuvre, pour ce faire, la technique dite de cataphorèse, dans lequel le cadre métallique 1 fait office de cathode tandis que les charges organiques qui vont ultérieurement constituées le revêtement anticorrosion sont, dans le bain de traitement, chargées positivement. Selon la technique conventionnelle et bien connue, le cadre 1, porté par un système de balancelle, est maintenu par le tube de direction 2 qui constitue la zone de suspension, plongé dans le bain de traitement pendant un temps déterminé, puis retiré du dit bain et laissé égoutter, avant de subir un traitement ultérieur, notamment un traitement thermique dans un four, en sorte que les charges organiques qui ont été déposées lors de l'immersion constituent le revêtement anticorrosion proprement dit, par exemple grâce à la polymérisation lorsqu'il s'agit de charges organiques du type epoxy. Conformément à l'invention, préalablement à la constitution du cadre par soudure, des trous ont été percés dans le tube de direction 2, le tube de selle 3, le boîtier de pédalier 10 et les deux pattes arrière 9, 9' de manière à constituer entre chacun des neuf tubes précités un circuit interne et ininterrompu permettant d'une part l'introduction du bain de traitement dans tout le volume intérieur du cadre lors de l'opération d'immersion et d'autre part l'évacuation du bain de traitement hors du volume intérieur du cadre lors de l'opération d'égouttage. On dénomme trous intérieurs débouchants les trous dont la fonction est de relier les volumes intérieurs de deux tubes soudés l'un à l'autre. On dénomme trous extérieurs débouchants les trous pratiqués à l'opposé de la zone de suspension, qui permettent l'évacuation du bain de traitement en dehors du cadre 1. Dans un exemple de réalisation, on a percé neuf trous intérieurs débouchants et quatre trous extérieurs débouchants, à savoir - premier trou intérieur débouchant 1 1 dans le tube de direction 2 au niveau de la soudure entre le dit tube 2 et le tube horizontal 4, - deuxième trou intérieur débouchant 12 dans le tube de direction 2 au niveau de la soudure entre le dit tube 2 et le tube diagonal 5, - troisième trou débouchant 13 dans le tube de selle 3 au niveau de la soudure entre le dit tube 3 et le tube horizontal 4, - quatrième trou intérieur débouchant 14 dans le boîtier de pédalier 10 au niveau de la soudure entre le dit boîtier 10 et le tube diagonal 5, - cinquième trou intérieur débouchant 15 dans le boîtier de pédalier 10 au niveau de la soudure entre le dit boîtier 10 et le tube de selle 3, - sixième et septième trous intérieurs débouchants 16, 16' dans le tube de selle 3 au niveau des deux soudures entre le dit tube 3 et les deux haubans arrière droit 6 et gauche 6', - huitième et neuvième trous intérieurs débouchants 17, 17' dans le boîtier de pédalier 10 au niveau des deux soudures entre le dit boîtier 10 et les deux bases arrière droite 8 et gauche 8'. - un premier et un deuxième trous extérieurs débouchants 18, 18' dans chaque patte arrière 9, 9' dans le prolongement des deux haubans arrière droit 6 et gauche 6', - un troisième et un quatrième trous extérieurs débouchants 19, 19', dans chaque patte arrière 9, 9' dans le prolongement de chacune des bases arrière droite 8 et gauche 8'. Lorsque la patte arrière 9 comme illustrée à la figure 4, présente une face 20 courbe, qui est sensiblement perpendiculaire aux extrémités du hauban arrière 6 et de la base arrière 8, les deux trous extérieurs débouchants 18, 19 sont pratiqués dans cette face 20. On comprend que pour avoir une pénétration et une évacuation maximale du bain de traitement dans le volume intérieur du cadre 1, il conviendrait que les trous débouchants aient les dimensions les plus importantes possibles. La dimension maximale pour chaque trou intérieur, correspond au diamètre intérieur du tube qui est soudé sur la face extérieure, selon la périphérie du dit trou. En pratique étant donné que les trous sont percés préalablement à l'assemblage du cadre par soudure, il faut tenir compte de l'imprécision du montage et donc réaliser des trous ayant une dimension qui tienne compte de cette imprécision mais qui soit suffisante pour obtenir l'effet technique recherché. Le demandeur considère que ceci est obtenu avec des trous intérieurs qui sont compris entre environ 5 et 15 mm, selon le diamètre intérieur du tube adjacent, c'est à dire du tube dont le bord extrême va être soudé autour du dit trou. Bien sûr une dimension inférieure à 5 mm, par exemple de l'ordre de 3 mm est possible mais cela peut soit nécessiter des temps plus importants pendant l'opération d'immersion ou d'égouttage soit limiter l'efficacité du traitement de la surface intérieure du cadre. S'agissant du raccordement entre le tube de selle 3, le tube diagonal 5 et le boîtier de pédalier 10, il est possible de limiter le perçage en ne réalisant qu'un seul trou intérieur débouchant 21, comme illustré à la figure 3. En effet le tube de selle 3 et le tube diagonal 5 sont disposés sous forme d'une fourche, avec un certain chevauchement des deux tubes 3, 5 au niveau de la zone de soudure 22 avec le boîtier de pédalier 10. Le trou intérieur débouchant 21, unique pour les deux tubes de selle 3 et diagonal 5, doit obligatoirement s'étendre de manière suffisante dans cette zone de soudure 22 de manière à permettre la communication entre le volume intérieur des deux tubes de selle 3 et diagonal 5 avec le volume intérieur du boîtier de pédalier 10. Un même type de réalisation peut être envisagé au niveau de la soudure commune des deux haubans arrières 6, 6' sur la face extérieure du tube de selle 3. S'agissant des trous extérieurs 18, 18', 19, 19' percés dans les pattes arrière 9, 9', leur dimension est limitée par la structure des dites pattes. Elle est comprise entre 2 et 5 mm, de préférence de l'ordre de 3 à 4 mm. Grâce au procédé de l'invention, le bain de traitement pénètre dans tout le volume intérieur du cadre 1 et après égouttage il ne reste plus de bain excédentaire séjournant dans l'un ou l'autre des tubes. Ainsi il n'y a plus de pollution d'un bain à l'autre et on obtient un revêtement anti-corrosion parfaitement réparti sur toute la surface extérieure du cadre mais également sur quasiment toute la surface intérieure du dit cadre 1, et ce sans nécessiter de reprise du dit cadre pour éliminer d'éventuelles traces de moussage dues à l'accumulation du bain dans certaines parties du cadre. Avec les dimensions de 5 à 15 mm pour des trous intérieurs et 3-4 mm pour des trous extérieurs dans les pattes arrière, on a obtenu un traitement anti-corrosion sur sensiblement toute la surface intérieure du cadre. Ce qui vient d'être dit pour la cataphorèse s'applique de la même manière pour tous les traitements mettant en oeuvre la technique d'immersion, notamment dégraissage, rinçage, décapage, phosphatation, anaphorèse et autophorèse. Dans tous ces cas de figure on obtient un traitement efficace sur la quasi totalité de la surface intérieure du cadre et une limitation également efficace du temps de traitement. Il est à noter que le perçage des trous dans les tubes, tel qu'il vient d'être décrit n'est pas de nature à altérer la résistance mécanique du cadre de bicyclette. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation préféré qui vient d'être décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier la zone de suspension n'est pas obligatoirement au niveau du tube de direction, même si c'est cette manière de faire qui est habituellement utilisée. Il suffit que la partie de la pièce opposée comporte des trous extérieurs débouchants, ces trous pouvant être soit percés conformément à l'invention soit existants. Si par exemple on réalise la suspension du cadre de bicyclette 1 à partir des pattes arrière 9, 9', les trous extérieurs débouchants préexistent s'agissant des deux ouvertures 23 par lesquelles est introduite la potence de direction. De plus, il est possible d'envisager d'autres trous débouchants, par exemple au niveau du pontet 7 si l'on prend pour la réalisation de celui-ci une pièce creuse, des trous extérieurs peuvent déjà exister pour permettre ultérieurement la fixation d'accessoires sur le cadre, par exemple un support de gourde ou un support de pompe et faire office de trous extérieurs débouchants. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de cadre de bicyclette (1), constitué de tubes creux soudés les uns aux autres, le dit traitement comportant au moins une étape dans laquelle le dit cadre est tenu par une zone de suspension, plongé dans le bain de traitement, retiré du bain et égoutté, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préliminaire consistant à percer des trous dans une partie des tubes constitutifs du cadre à traiter, l'emplacement et les dimensions des dits trous étant tels que, après réalisation du cadre par soudure des tubes les uns aux autres, les dits tubes forment grâce à des premiers trous intérieurs et à des seconds trous extérieurs, un circuit interne ininterrompu de pénétration et d'évacuation du bain de traitement lors de l'immersion et de l'égouttage du cadre tenu par la zone de suspension, les seconds trous extérieurs, existants ou percés lors de l'étape préliminaire, étant localisés dans la zone opposée à la zone de suspension et constituant des orifices terminaux d'évacuation. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque premier trou intérieur est percé dans un tube donné dans la zone de recouvrement du dit tube par le tube adjacent. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la dimension de chaque premier trou intérieur est comprise entre 5 et 15 mm, selon le diamètre intérieur du tube adjacent. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que dans le cas où trois tubes (3, 5, 10) sont soudés ensemble, parmi lesquels deux tubes (3, 5) forment une fourche et sont soudés sur le troisième, il est prévu un seul trou intérieur (21) s'étendant dans la zone commune de soudure (22) et dont les dimensions sont suffisantes pour y mettre en communication les volumes intérieurs des deux tubes (3, 5) formant la fourche avec le volume intérieur du troisième tube (10). 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la zone de suspension se trouve au niveau du tube de direction (2) et quatre seconds trous extérieurs se trouvent au niveau des pattes arrière (9, 9') dans le prolongement du volume extérieur des deux haubans arrière (6, 6') et des deux haubans arrière (8, 8'). 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que la dimension de chaque second trou extérieur percé dans les pattes arrière, est comprise entre 2 et 5 mm, de préférence étant de 3 ou 4 mm. 7. Cadre de bicyclette, traité anti-corrosion par cataphorèse, anaphorèse ou autophorèse mettant en oeuvre le procédé de la revendication 1 dans lequel le revêtement anti-corrosion couvre toute la surface extérieure du cadre et au moins 90 % de la surface intérieure du cadre. 8. Cadre de bicyclette selon la revendication 7 comportant neuf premiers trous intérieurs et quatre seconds trous extérieurs, à savoir - premier trou intérieur débouchant (11) dans le tube de direction (2) au niveau de la soudure entre le dit tube (2) et le tube horizontal (4), - deuxième trou intérieur débouchant (12) dans le tube de direction (2) au niveau de la soudure entre le dit tube (2) et le tube diagonal (5), - troisième trou débouchant (13) dans le tube de selle (3) au niveau de la soudure entre le dit tube (3) et le tube horizontal (4), - quatrième trou intérieur débouchant (14) dans le boîtier de pédalier (10) au niveau de la soudure entre le dit boîtier (10) et le tube diagonal (5), - cinquième trou intérieur débouchant (15) dans le boîtier de pédalier (10) au niveau de la soudure entre le dit boîtier (10) et le tube de selle (3), - sixième et septième trous intérieurs débouchants (16, 16') dans le tube de selle (3) au niveau des deux soudures entre le dit tube (3) et les deux haubans arrière droit (6) et gauche (6'), - huitième et neuvième trous intérieurs débouchants (17, 17') dans le boîtier de pédalier (10) au niveau des deux soudures entre le dit boîtier (10) et les deux bases arrière droite (8) et gauche (8'). - un premier et un deuxième trous extérieurs débouchants (18, 18') dans chaque patte arrière (9, 9)' dans le prolongement des deux haubans arrière droit (6) et gauche (6'), - un troisième et un quatrième trous extérieurs débouchants (19, 19'), dans chaque patte arrière (9, 9') dans le prolongement de chacune des bases arrière droite (8) et gauche (8'). 9. Cadre de bicyclette selon la revendication (8), dont les premiers trous intérieurs ont une dimension comprise entre 5 et 15 mm et les seconds trous extérieurs une dimension de l'ordre de 3 à 4 mm dans lequel le revêtement anti-corrosion couvre toute la surface extérieure et sensiblement toute la surface intérieure du cadre.