Brevet FR3133588A1 — publié le 20230922

La présente invention concerne un tube démontable (1) pour cadre de bicyclette, s’étendant longitudinalement le long d’un axe (A), comprenant au moins une bague de fixation (2) présentant une surface radiale interne (24) s’étendant en anneau autour d’une paroi externe (12) du tube, définissant un espace radial (22) ouvert vers l’extérieur entre la paroi externe (12) et la surface radiale interne (24) prévu pour recevoir un raccord (4) de cadre avec lequel le tube (1) peut être assemblé de façon amovible, ladite bague de fixation (2) comprenant en outre des moyens de fixation internes (20) au niveau de ladite surface radiale interne (24). L’invention concerne également un procédé d’assemblage réversible dudit tube démontable (1) avec un raccord (4) d’un cadre adaptable de bicyclette. Figure pour l’abrégé : [Fig. 2] Tube démontable de cadre de bicyclette, comportant une bague de fixation amovible à un raccord, et cadre adaptable de bicyclette comportant un tel tube démontable Le présent document est une demande provisoire de brevet français déposée au nom de la société REF SAS. L’invention s’inscrit dans le domaine technique de la conception mécanique et de l’assemblage des cadres de bicyclettes et de deux-roues, ainsi que de leur désassemblage. L’invention se rapporte plus particulièrement à un tube démontable de cadre de bicyclette, pouvant être assemblé ou désassemblé par rapport à un raccord présent sur le cadre. Le tube démontable de l’invention est par exemple un tube horizontal, ou un tube diagonal, ou encore un tube de selle. De manière connue dans l’état de la technique actuelle, la liaison et la cohésion mécanique entre certains éléments constitutifs d’une bicyclette (notamment le pédalier, les roues, la fourche et la selle) est assurée par un cadre. Un cadre de bicyclette comporte un triangle avant et un triangle arrière, formés généralement par des tubes rectilignes. La majorité des modèles de bicyclette présentent un cadre dont les tubes sont liés entre eux de façon inamovible, généralement par soudure ou par brasage. Les tubes de cadre peuvent être en matériau métallique tel qu’un alliage d’acier, de titane, d’aluminium, etc. Des manchons cylindriques peuvent renforcer les zones de liaison entre les tubes. Ces techniques standard de fixation de tubes de cadre permettent d’obtenir un cadre de bicyclette de résistance et de tenue mécanique satisfaisantes. Toutefois, la forme des triangles d’un tel cadre n’est pas adaptable, puisque les positions relatives des tubes ne sont pas modifiables. Il n’est pas possible d’ajuster les dimensions et l’architecture du cadre à différentes utilisations (standard, « cargo », « fatbike », vélo à assistance électrique, etc.) ou à l’évolution des besoins de l’utilisateur, ni de passer d’un cadre fermé à un cadre ouvert par exemple. En outre, pour satisfaire aux enjeux de plus en plus cruciaux de développement durable et de consommation raisonnée des matériaux, il est souhaitable de rallonger le cycle de vie du cadre de bicyclette en encourageant la réparation et la réutilisation de ses composants. Or, les cadres classiques ne répondent pas suffisamment à ces enjeux. Non seulement la réparation d’un composant isolé du cadre n’est pas aisée, mais en outre, le désassemblage du cadre et le reconditionnement des pièces détachées du cadre peuvent être délicats. Des cadres de bicyclette présentant des triangles avant et/ou arrière partiellement ou totalement démontables ont été proposés dans l’état de la technique. Le montage des tubes de ces cadres fonctionne par exemple par insertion d’un tube dans un raccord puis pincement à l’aide d’attaches rapides, ou encore par insertion d’un tube dans un raccord puis ajustement par vissage depuis l’extérieur du raccord selon une direction globalement perpendiculaire à l’axe d’extension du tube. Toutefois, la cohésion et la tenue mécanique des cadres de bicyclette démontables connus peuvent être améliorées. On déplore en outre que l’assemblage et le désassemblage de ces cadres reste complexe. - Description générale de l’invention Les problématiques mentionnées ci-avant ne sont donc pas résolues de manière satisfaisante dans l’état de la technique. Pour répondre à ces besoins, un tube démontable de cadre pouvant être relié de façon amovible à un raccord de cadre de bicyclette a été mis au point. Un serrage adaptatif coaxial peut être mis en œuvre entre le tube démontable et le raccord de cadre. Le serrage coaxial est facile et réversible. Ainsi, selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à un tube démontable pour cadre de bicyclette, ledit tube s’étendant longitudinalement le long d’un axe et comprenant une paroi externe, ledit tube comprenant au moins une bague de fixation qui comprend une surface radiale interne de bague s’étendant en anneau autour de la paroi externe selon l’axe, et définissant un espace radial ouvert vers l’extérieur entre la paroi externe et la surface radiale interne de bague, ledit espace radial étant prévu pour recevoir un raccord de cadre, avec lequel le tube peut être assemblé de façon amovible, ladite bague de fixation comprenant en outre des moyens de fixation internes au niveau de la surface radiale interne, configurés pour se fixer de manière amovible sur des moyens de fixation externes du raccord. L’invention vise, selon un deuxième aspect, un cadre adaptable de bicyclette comprenant au moins un tube démontable tel que défini ci-avant selon le premier aspect, et doté en outre d’au moins un raccord de cadre comprenant un évidement central configuré pour recevoir de manière amovible le tube, ledit raccord comprenant des moyens de fixation externes configurés pour s’insérer dans l’espace radial ménagé par la bague de fixation, lesdits moyens de fixation externes du raccord étant complémentaires avec les moyens de fixation internes de la bague de fixation. L’invention vise, selon un troisième aspect, une bicyclette comportant un cadre adaptable de bicyclette tel que défini ci-avant selon le deuxième aspect. Enfin, selon un quatrième aspect, l’invention se rapporte à un procédé d’assemblage d’un tube démontable tel que défini ci-avant avec un raccord d’un cadre adaptable de bicyclette, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionnement de la bague de fixation au voisinage d’une extrémité du tube ; - insertion de ladite extrémité du tube dans un évidement central du raccord ; - de préférence, disposition d’une cale de serrage entre ladite extrémité du tube et une surface interne de l’évidement central du raccord ; - assemblage mécanique entre les moyens de fixation internes de la bague de fixation et des moyens de fixation externes du raccord, de sorte à fixer de manière amovible le tube sur le raccord, réalisant de préférence un enfoncement homogène de la cale de serrage dans le raccord. - Présentation succincte des figures D’autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la lecture du descriptif ci-après, complété par les figures annexées ci-après qui sont données à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquelles : La représente un cadre de bicyclette selon un mode de réalisation de l’invention, ledit cadre étant vu de côté dans un état assemblé. La est une vue rapprochée en coupe de la zone de jonction entre un tube horizontal et un tube de selle du cadre de bicyclette de la , à l’état assemblé, sur laquelle on a notamment illustré une bague de fixation, une cale de serrage et un raccord de tube de selle selon un exemple. La est une vue éclatée en perspective de plusieurs éléments d’un cadre de bicyclette selon un mode de réalisation de l’invention, au niveau de la jonction entre un tube horizontal et un tube de selle. La est une vue en perspective des éléments de la dans un état assemblé, à l’exception d’une cale de serrage représentée en éclaté à des fins d’illustration. - Description d’exemples de réalisation On décrit ci-après un cadre modulaire et adaptatif d’un véhicule deux-roues, tel qu’une bicyclette, comportant des tubes démontables reliés de façon amovible via des raccords. Un serrage adaptatif coaxial peut être mis en œuvre avec un raccord, au niveau d’au moins une extrémité de chacun des tubes, de façon aisée et réversible. A ce titre, en référence à la , un cadre adaptable de bicyclette selon un exemple de réalisation comporte un tube horizontal 1 démontable, un tube de selle 1’ démontable et un tube diagonal 1’’ démontable. Le tube horizontal, le tube de selle et le tube diagonal forment un triangle avant. Le cadre comporte également une paire de bases 6 démontables. Le tube horizontal 1 et le tube de selle 1’ sont assemblés ensemble de façon amovible sur un raccord de selle 4. Le tube horizontal 1 et le tube diagonal 1’’ sont assemblés ensemble de façon amovible sur un raccord de direction 4’. Enfin, le tube de selle 1’ et le tube diagonal 1’’ sont assemblés ensemble de façon amovible sur un raccord de base 4’’. On décrit ci-après, en référence à la , le raccordement entre d’une part le tube horizontal 1 et sa bague de fixation 2, et d’autre part le raccord de selle 4. Les caractéristiques du raccordement entre le tube 1, la bague 2, la cale 3 et le raccord 4 sont transposables à la bague de l’extrémité gauche du tube horizontal 1, à la bague de l’extrémité basse du tube de selle 1’, et aux bagues des deux extrémités du tube diagonal 1’’. Le tube 1 est de préférence de forme générale cylindrique, ici creuse. Il s’étend le long d’un axe longitudinal A. L’extérieur du tube 1 est délimité par une paroi 12. La bague 2 de fixation est complémentaire avec le raccord 4 et permet un raccordement du tube 1 sur le raccord 4. Cette bague 2, qui est de préférence complètement amovible par rapport au tube 1, peut être rapportée autour de la paroi 12. La bague 2 s’étend alors radialement en anneau autour de la paroi 12 du tube 1. En outre, la bague 2 s’étend axialement depuis une base 28 (du côté le plus éloigné du raccord 4) jusqu’à une extrémité de raccordement 26 (du côté le plus proche du raccord 4). Du côté radialement interne, la base 28 peut se plaquer directement contre la paroi 12 du tube. A l’inverse, une fois le tube 1 inséré dans la bague 2, un espace radial 22 est ménagé entre la paroi 12 et la surface radiale interne 24 de la bague 2, du côté de l’extrémité 26. L’espace radial 22 ainsi défini entre le tube 1 et la bague 2 est ouvert vers l’extérieur, du côté du raccord 4. L’espace radial 22 est prévu pour recevoir de manière amovible une extrémité du raccord 4 comprenant des moyens de fixation externes (ici des filetages externes 40). Ainsi le raccord constitue un embout « mâle » et la bague constitue un embout « femelle ». A l’aide desdits deux embouts, la bague 2 peut se visser de façon amovible sur le raccord 4. Du côté intérieur, la bague 2 présente également des moyens de fixation internes de préférence positionnés sur la surface radiale interne 24, aptes à coopérer mécaniquement avec les moyens de fixation externes du raccord 4. Dans le présent exemple, les moyens de fixation internes de la bague 2 sont formés par des filetages internes 20. Les filetages internes 20 présentent ici un même pas de vis que les filetages externes 40 du raccord 4. Toutefois, d’autres moyens de fixation mécanique amovible pourraient être envisagés en remplacement ou en combinaison des filetages internes 20. Le raccord de selle 4 présente par exemple une forme générale coudée ou en T. Un premier évidement vertical est ici formé dans le raccord 4 pour le passage traversant du tube de selle 1’. Afin de fixer en position le tube de selle 1’ dans le raccord 4, l’extrémité haute du tube 1’ présente dans cet exemple une pièce de vissage 50. La pièce de vissage 50 peut s’insérer dans une partie basse du raccord 4. La pièce de vissage 50 présente un orifice pour le passage d’une vis de fixation 52. Lorsque la pièce de vissage 50 vient buter contre le raccord 4, la vis de fixation 52 peut s’insérer à travers la pièce de vissage 50 et dans le raccord 4. Un deuxième évidement horizontal est ici formé dans le raccord 4 pour l’insertion d’une extrémité droite du tube horizontal 1. Ce deuxième évidement 42 débouche de façon préférentielle sur un alésage qui permet l’insertion d’au moins un câble électrique. Sur une extrémité gauche, le raccord 4 présente une surface distale sensiblement cylindrique s’étendant autour de l’évidement horizontal 42. Cette surface distale comprend les moyens de fixation externes (ici les filetages externes 40). Vers la droite à partir de cette surface distale, le raccord 4 présente dans cet exemple une augmentation de diamètre jusqu’à une surface centrale du raccord 4. De préférence, cette partie centrale du raccord 4 présente un même diamètre extérieur que l’extrémité de raccordement 26 de la bague 2. Ainsi, la partie centrale du raccord est prévue pour s’étendre dans la continuité de l’extrémité de raccordement 26 de la bague. De manière avantageuse et préférentielle, le tube 1 et la bague 2 sont associés à une cale de serrage 3 conçue spécifiquement pour maintenir le tube 1 en position dans le raccord 4. La cale de serrage 3 est alors configurée pour être insérée : - d’une part dans l’espace radial 22, entre la bague 2 et la paroi 12 du tube 1, autour de la paroi 12, - et d’autre part dans l’évidement horizontal 42, entre le raccord 4 et ladite paroi 12. La cale de serrage 3 est illustrée en perspective sur les vues éclatées des Figures 3 et 4 annexées. Comme représenté sur ces figures, dans le présent exemple, la cale de serrage présente une forme tronconique creuse. Selon l’orientation des Figures 1 à 4, la base de ce troncône est située du côté gauche (appui sur la bague 2) et le sommet de ce troncône est situé du côté droit (appui sur le raccord 4). Ici, la cale 3 est constituée de deux demi-coques 34 jointes au niveau de deux arêtes de jonction 36 rectilignes. En complémentarité avec la cale de serrage 3, l’évidement central 42 du raccord 4 comprend avantageusement une surface interne tronconique 44 de même pente que la surface externe de la cale 3. La surface interne tronconique 44 est configurée pour que la cale de serrage 3 y soit appuyée et maintenue. Les moyens de fixation externes (ici les filetages externes 40) s’étendent alors radialement autour de la surface interne tronconique 44. De préférence, la bague 2 est configurée pour venir presser la cale de serrage 3 en direction du raccord 4, simultanément au vissage de la bague 2 sur le raccord 4. Pour ce faire, la base 28 de la bague 2 comprend de préférence une butée 280 permettant d’appuyer sur la base de la cale de serrage 3. La butée 280 délimite axialement du côté gauche l’espace radial 22 dans lequel la cale est insérée. Ici, la butée 280 fait un angle droit avec la paroi 12 du tube 1, et vient donc appuyer sur la cale 3 pendant que la bague 2 est vissée. De préférence, la bague 2 comporte en outre des moyens de démontage de la cale 3. Ici, la cale de serrage 3 présente une pluralité de rainures annulaires 39 (ici au moins deux rainures). Les moyens de démontage, ici les rainures annulaires 39 de la cale 3, permettent l’insertion d’un outil, par exemple d’un extracteur, et le démontage de la cale de serrage 3 au cours d’un désassemblage du tube 1 et du raccord 4. Un procédé d’assemblage du tube 1 sur le raccord 4 à l’aide de la bague de fixation 2 et de la cale de serrage 3 se déroule par exemple d’après les étapes suivantes. La bague de fixation 2 est d’abord disposée sur le tube 1, par insertion du tube dans l’orifice central traversant de la bague de fixation. L’extrémité distale du tube est ensuite insérée dans l’évidement horizontal 42 du raccord 4, et la bague de fixation 2 est glissée au voisinage du raccord 4. Dans le cas où une cale de serrage 3 est utilisée, celle-ci est intercalée ensuite entre la paroi 12 du tube et la surface interne tronconique 44 du raccord 4. La cale de serrage 3 fait alors face à la butée d’appui 280 de la base de la bague de fixation 2. En alternative, on pourrait disposer la cale de serrage 3 sur le tube 1 avant insertion de l’extrémité du tube 1 à l’intérieur de l’évidement horizontal 42 du raccord 4. Ensuite, la bague de fixation 2 est rapprochée du raccord 4 puis, par rotation de la bague de fixation 2, les filetages internes 20 de la bague de fixation 2 se vissent sur les filetages externes 40 du raccord 4. Ainsi, la bague 2 est fixée sur le raccord 4. Dans le même temps, la butée d’appui 280 de la bague 2 vient enfoncer la cale de serrage 3 à l’intérieur du raccord 4. La cale de serrage 3 est alors de préférence enfoncée de manière homogène à l’intérieur du raccord, par appui contre la surface interne tronconique 44 du raccord. On notera que de manière optionnelle, la bague de fixation 2 pourrait ensuite être dévissée et ôtée du raccord 4, le tube 1 pouvant rester en place dans le raccord 4 par l’intermédiaire de la cale de serrage 3 qui reste en position. Ainsi, la conception du tube 1 démontable, de la bague 2 de fixation, de la cale 3 de serrage et du raccord 4 permettent le serrage coaxial du tube sur le raccord. Un avantage important de ce mode de fixation est d’être réversible. L’assemblage et le désassemblage réciproques d’un tube et d’un raccord peuvent être réitérés autant de fois que nécessaire. On constitue ainsi un cadre modulaire de deux-roues. La forme et l’architecture du cadre peuvent être adaptées à différents modes d’utilisation (standard, « cargo », « fatbike », vélo à assistance électrique, etc.) ou évoluer en fonction des besoins de l’utilisateur. De plus, une fois les éléments constitutifs du cadre disponibles (notamment les tubes, les bagues de fixation, les cales de serrage et les raccords tels que décrits ci-avant), l’assemblage d’un cadre de bicyclette complet est très rapide et peut être réalisé en un temps inférieur à 10 minutes, voire inférieur à 5 minutes, sans compétence technique particulière. En outre, cet assemblage ne nécessite pas de soudure ou de brasage et est ainsi à la portée d’un grand nombre d’utilisateurs. Le désassemblage du cadre est également facile. Tube démontable pour cadre de bicyclette, ledit tube (1) s’étendant longitudinalement le long d’un axe (A) et comprenant une paroi externe (12), le tube (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins une bague de fixation (2) qui comprend une surface radiale interne de bague (24) s’étendant en anneau autour de la paroi externe (12) selon l’axe (A), et définissant un espace radial (22) ouvert vers l’extérieur entre la paroi externe (12) et la surface radiale interne de bague (24), ledit espace radial (22) étant prévu pour recevoir un raccord (4) de cadre, avec lequel le tube (1) peut être assemblé de façon amovible, ladite bague de fixation (2) comprenant en outre des moyens de fixation internes (20) au niveau de la surface radiale interne (24), configurés pour se fixer de manière amovible sur des moyens de fixation externes (40) du raccord. Tube démontable selon la revendication 1, dans lequel les moyens de fixation internes de la bague de fixation (2) comprennent des filetages internes (20) complémentaires avec des filetages externes (40) du raccord (4). Tube démontable selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la bague de fixation (2) comprend une extrémité de raccordement (26) prévue pour être orientée vers le raccord (4), la bague de fixation (2) comprenant en outre une base de bague (28) située axialement à l’opposé de ladite extrémité de raccordement (26), les moyens de fixation internes (20) étant positionnés du côté de l’extrémité de raccordement (26). Tube démontable selon la revendication 3, dans lequel le tube (1) comprend en outre une cale de serrage (3), la base de bague (28) comprenant une butée d’appui (280) permettant d’appuyer sur ladite cale de serrage (3) et d’intercaler ladite cale de serrage (3) entre le tube (1) et la bague de fixation (2). Tube démontable selon la revendication 4, dans lequel la base de bague (28) comprend en outre au moins une gorge de démontage (29) configurée pour permettre un démontage de la cale de serrage (3), de préférence à l’aide d’un extracteur. Tube démontable selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la bague de fixation (2) est mobile en translation par rapport au tube (1) le long de l’axe (A). Cadre adaptable de bicyclette comprenant : - au moins un tube démontable (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6, - au moins un raccord (4) de cadre comprenant un évidement central (42) configuré pour recevoir de manière amovible le tube (1), ledit raccord (4) comprenant des moyens de fixation externes (40) configurés pour s’insérer dans l’espace radial (22) ménagé par la bague de fixation (2), lesdits moyens de fixation externes (40) du raccord (4) étant complémentaires avec les moyens de fixation internes (20) de la bague de fixation (2). Cadre adaptable selon la revendication 7, dans lequel les moyens de fixation externes du raccord (4) comprennent des filetages externes (40). Cadre adaptable selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel l’évidement central (42) du raccord (4) comprend une surface interne tronconique (44), configurée pour permettre d’intercaler une cale de serrage (3) contre ladite surface interne tronconique (44) entre le tube démontable (1) et le raccord (4). Cadre adaptable selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la bague de fixation (2) est désassemblée par rapport au tube démontable (1), le tube démontable (1) étant dépourvu de bague de fixation. Cadre adaptable selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, ledit cadre comprenant un tube de selle (1’) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6 et un tube horizontal (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6, le raccord de cadre étant un raccord de selle (4) prévu pour assembler de façon amovible ledit tube de selle (1’) avec ledit tube horizontal (1). Cadre adaptable selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, ledit cadre comprenant une fourche, ledit cadre comprenant en outre un tube horizontal (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6 et/ou un tube diagonal (1’’) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6, le raccord de cadre étant un raccord de direction (4’) prévu pour assembler de façon amovible la fourche avec au moins un parmi le tube horizontal (1) et/ou le tube diagonal (1’’). Cadre adaptable selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, ledit cadre comprenant deux bases (6, 6’), ledit cadre comprenant en outre un tube de selle (1’) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6 et/ou un tube diagonal (1’’) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6, le raccord de cadre étant un raccord de base (4’’) prévu pour assembler de façon amovible les bases (6, 6’) avec au moins un parmi le tube de selle (1’) et/ou le tube diagonal (1’’). Cadre adaptable selon la revendication 13, dans lequel au moins une base (6) parmi les deux dites bases comprend un flanc latéral (60) qui comporte : - au moins une vis de fixation (62) sur l’autre base (6’) située en regard, de préférence trois vis de fixation sur ladite autre base ; - une vis supplémentaire de fixation (64) sur le raccord de base (4’’). Bicyclette comportant un cadre adaptable (10) selon l’une quelconque des revendications 7 à 14. Procédé d’assemblage d’un tube démontable (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 6 avec un raccord (4) d’un cadre adaptable (10) de bicyclette, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionnement de la bague de fixation (2) au voisinage d’une extrémité du tube (1) ; - insertion de ladite extrémité du tube (1) dans un évidement central (42) du raccord (4) ; - de préférence, disposition d’une cale de serrage (3) entre ladite extrémité du tube (1) et une surface interne (44) de l’évidement central (42) du raccord (4) ; - assemblage mécanique entre les moyens de fixation internes (20) de la bague de fixation (2) et des moyens de fixation externes (40) du raccord (4), de sorte à fixer de manière amovible le tube (1) sur le raccord (4), réalisant de préférence un enfoncement homogène de la cale de serrage (3) dans le raccord (4). Procédé d’assemblage selon la revendication 16, dans lequel ladite étape d’assemblage mécanique entre la bague de fixation (2) et le raccord (4) est réalisée par vissage. Procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications 16 ou 17, comprenant une étape additionnelle de désassemblage de la bague de fixation (2) par rapport au raccord (4), la bague de fixation (2) étant alors mobile par rapport au tube (1) et au raccord (4).