FR2971991A1 - Method for assembling metal tubes of bicycle frame, involves inserting section of male upper tube into orifice of female tube by placing flange around portion of section, and welding flange of female tube on portion of section of male tube - Google Patents
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Abstract
Description
1 L'invention concerne un procédé d'assemblage de tubes d'un cadre de vélo, ainsi qu'un cadre de vélo dont au moins deux tubes sont assemblés par mise en oeuvre d'un tel procédé. The invention relates to a method of assembling tubes of a bicycle frame, and a bicycle frame of which at least two tubes are assembled by implementing such a method.
Les cadres de vélo comprennent classiquement un tube supérieur, un tube diagonal, un tube de direction, un tube de selle, une paire de bases arrière et une paire de haubans arrière qui sont assemblés entre eux par soudure. The bicycle frames conventionally comprise an upper tube, a down tube, a steering tube, a seat tube, a pair of rear bases and a pair of rear stays which are welded together.
L'architecture d'un cadre de vélo et l'assemblage des tubes dudit cadre entre eux influent de façon importante sur les caractéristiques mécaniques dudit cadre et donc sur les caractéristiques globales du vélo comprenant ledit cadre. The architecture of a bicycle frame and the assembly of the tubes of said frame between them have a significant influence on the mechanical characteristics of said frame and thus on the overall characteristics of the bicycle comprising said frame.
En particulier, deux tubes d'un tel cadre de vélo peuvent être assemblés par formation d'un orifice sur la périphérie d'un desdits tubes, dit femelle, par engagement d'un tronçon de l'autre tube, dit mâle, dans l'orifice du tube femelle, puis par soudure à l'interface entre les bords de l'orifice du tube femelle et la partie du tube mâle bordée par lesdits bords. In particular, two tubes of such a bicycle frame can be assembled by forming an orifice on the periphery of one of said tubes, said female, by engaging a section of the other tube, said male, in the orifice of the female tube, then by welding at the interface between the edges of the orifice of the female tube and the portion of the male tube bordered by said edges.
Cependant, ce type d'assemblage ne donne pas entière satisfaction, en ce que la formation de l'orifice sur le tube femelle est difficile à réaliser pour obtenir une interface de soudure adaptée. However, this type of assembly is not entirely satisfactory, in that the formation of the orifice on the female tube is difficult to achieve to obtain a suitable welding interface.
En outre, dans ce type d'assemblage, la soudure réalisée est de type perpendiculaire et subit une contrainte mécanique importante au cours de l'utilisation du vélo, ce qui peut à la longue entraîner l'apparition de fissures sur le cadre du vélo, notamment au niveau des soudures des assemblages entre deux tubes dudit vélo. In addition, in this type of assembly, the weld made is perpendicular type and undergoes significant mechanical stress during the use of the bicycle, which may eventually cause the appearance of cracks on the frame of the bicycle, in particular at the welds assemblies between two tubes of said bicycle.
L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un procédé d'assemblage de tubes d'un cadre de vélo permettant de diminuer et de déplacer la contrainte mécanique maximal tendant à s'exercer au niveau de l'assemblage desdits tubes afin de limiter le risque de fissuration, ledit procédé 2 pouvant en outre être facilement mis en oeuvre dans le cadre d'une fabrication automatisée de cadres de vélo. The invention aims to improve the prior art by proposing in particular a method of assembling tubes of a bicycle frame for reducing and moving the maximum mechanical stress tending to be exerted at the assembly of said tubes in order to to limit the risk of cracking, said method 2 can also be easily implemented in the context of automated manufacturing of bicycle frames.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé d'assemblage de tubes d'un cadre de vélo, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : formation sur la périphérie d'un tube dit femelle d'un orifice bordé par une collerette saillante radialement ; engagement d'un tronçon d'un tube dit mâle dans l'orifice du tube femelle en positionnant la collerette autour d'une partie périphérique dudit tronçon ; soudure de ladite collerette du tube femelle sur ladite partie du tronçon du tube mâle. For this purpose, according to a first aspect, the invention proposes a method of assembling tubes of a bicycle frame, said method comprising the following steps: formation on the periphery of a so-called female tube of an orifice bordered by a flange projecting radially; engaging a section of a so-called male tube in the orifice of the female tube by positioning the flange around a peripheral portion of said section; welding said flange of the female tube to said portion of the section of the male tube.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un cadre de vélo comprenant un tube supérieur, un tube diagonal, un tube de direction, un tube de selle, une paire de bases arrière et une paire de haubans arrière, dans lequel aux moins deux tubes dudit cadre sont assemblés par mise en oeuvre d'un tel procédé. According to a second aspect, the invention provides a bicycle frame comprising an upper tube, a down tube, a steering tube, a seat tube, a pair of rear bases and a pair of rear seats, in which at least two tubes said frame are assembled using such a method.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 représente de façon schématique un cadre de vélo et les figures 1a et 1b représentent un agrandissement de la zone d'assemblage des tubes supérieur, diagonal et de direction entourée en pointillés sur la figure 1, respectivement en perspective (figure 1a) et en coupe (figure lb) ; les figures 2a, 2b sont des figures analogues aux figures la, lb représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 3a, 3b sont des figures analogues aux figures 1a, 1b représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 4a, 4b sont des figures analogues aux figures 3a, 31) représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 5a, 51) sont des figures analogues aux figures 4a, 4b représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 6a, 6b sont des figures analogues aux figures 1a, 1b représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 7a, 71) représentent un agrandissement de la zone d'assemblage des tubes supérieur, de selle et des haubans arrière de la figure 1, respectivement en perspective (figure 7a) et en coupe (figure 7b) ; les figures 8a, 8b, 8c représentent un agrandissement de la zone d'assemblage des tubes diagonal, de selle et des bases arrière de la figure 1, respectivement en perspective (figure 8a), en coupe (figure 81)) et en coupe dans le plan B-B de la figure 81) (figure 8c) ; les figures 9a, 91) sont des figures analogues aux figures 8a, 81) représentant une variante de réalisation de la zone d'assemblage représentée sur lesdites figures ; les figures 10a, 10b représentent un agrandissement de la zone d'assemblage d'un tube annexe transversal sur un autre tube du cadre de vélo, respectivement en perspective (figure 10a) et en coupe (figure 10b). Other features and advantages of the invention will appear in the description which follows, made with reference to the accompanying figures in which: Figure 1 schematically shows a bicycle frame and Figures 1a and 1b show an enlargement of the area of assembly of the top, diagonal and direction tubes circled in dashed lines in FIG. 1, respectively in perspective (FIG. 1a) and in section (FIG. 1b); Figures 2a, 2b are figures similar to Figures la, lb showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 3a, 3b are similar to Figures 1a, 1b showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 4a, 4b are similar to Figures 3a, 31) showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 5a, 51) are figures similar to Figures 4a, 4b showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 6a, 6b are similar to Figures 1a, 1b showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 7a, 71) show an enlargement of the assembly area of the upper tubes, saddle and rear shrouds of Figure 1, respectively in perspective (Figure 7a) and in section (Figure 7b); FIGS. 8a, 8b and 8c show an enlargement of the assembly area of the diagonal, saddle and rear bases of FIG. 1, respectively in perspective (FIG. 8a), in section (FIG. 81) and in section in FIG. the plane BB of FIG. 81) (FIG. 8c); Figures 9a, 91) are figures similar to Figures 8a, 81) showing an alternative embodiment of the assembly area shown in said figures; Figures 10a, 10b show an enlargement of the assembly area of a transverse tube extension on another tube of the bicycle frame, respectively in perspective (Figure 10a) and in section (Figure 10b).
En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un procédé d'assemblage de tubes d'un cadre de vélo ainsi qu'un cadre de vélo dont au moins deux tubes sont assemblés par mise en oeuvre d'un tel procédé. In connection with these figures, there is described below a tube assembly method of a bicycle frame and a bicycle frame of which at least two tubes are assembled by implementing such a method.
Le procédé prévoit de former sur la périphérie d'un tube dit femelle un orifice bordé par une collerette saillante radialement. En particulier, la collerette est annulaire pour entourer toute la périphérie de l'orifice, par exemple en étant de géométrie cylindrique. 4 En outre, par saillante radialement, on entend que la collerette s'étend sur la périphérie du tube femelle sensiblement dans la direction radiale à celui-ci, et ce sur une hauteur de quelques millimètres, ladite collerette pouvant présenter une base coudée de jonction avec ladite périphérie. The method provides for forming on the periphery of a so-called female tube an orifice bordered by a radially projecting flange. In particular, the flange is annular to surround the entire periphery of the orifice, for example by being of cylindrical geometry. In addition, radially projecting means that the flange extends on the periphery of the female tube substantially in the radial direction thereto, and this over a height of a few millimeters, said flange may have a cranked junction base with said periphery.
L'orifice peut être formé par réalisation d'un bossage sur la périphérie du tube femelle et par découpe d'une partie centrale dudit bossage. En particulier, le bossage peut être réalisé par insertion d'une portion du tube femelle dans un moule présentant une empreinte dudit bossage et par déformation d'un organe élastique dans ladite portion de sorte que sa périphérie prenne la forme de ladite empreinte. The orifice may be formed by making a boss on the periphery of the female tube and by cutting a central portion of said boss. In particular, the boss can be made by inserting a portion of the female tube in a mold having a recess of said boss and deformation of an elastic member in said portion so that its periphery takes the form of said imprint.
Le procédé prévoit ensuite d'engager un tronçon d'un tube dit mâle dans l'orifice du tube femelle en positionnant la collerette autour d'une partie dudit tronçon. En particulier, le tronçon du tube mâle peut être engagé dans l'orifice du tube femelle de sorte qu'une portion dudit tronçon soit saillante à l'intérieur dudit tube femelle. The method then provides to engage a section of a so-called male tube in the opening of the female tube by positioning the flange around a portion of said section. In particular, the section of the male tube can be engaged in the orifice of the female tube so that a portion of said section is projecting inside said female tube.
Le procédé prévoit enfin de souder la collerette sur la partie périphérique du tronçon du tube mâle autour de laquelle ladite collerette est positionnée. En particulier, la forme intérieure de la collerette peut être adaptée à la partie périphérique du tronçon du tube mâle et peut présenter une portée de soudure de quelques millimètres. The method finally provides for welding the flange on the peripheral portion of the section of the male tube around which said flange is positioned. In particular, the inner shape of the collar may be adapted to the peripheral portion of the male tube section and may have a welding range of a few millimeters.
De plus, la soudure de la collerette peut être effectuée de sorte à s'étendre sensiblement radialement à l'interface entre ladite collerette et la partie périphérique du tronçon du tube mâle. Pour ce faire, la soudure peut notamment être réalisée au voisinage de l'extrémité libre de la portée de soudure de ladite collerette. In addition, the welding of the flange may be performed so as to extend substantially radially at the interface between said flange and the peripheral portion of the male tube section. To do this, the weld can in particular be made in the vicinity of the free end of the weld of said flange.
Ainsi, la soudure radiale permet de diminuer et de déplacer la contrainte mécanique maximale tendant à s'exercer au niveau de l'assemblage des tubes mâle et femelle afin de limiter le risque de fissuration. Thus, the radial weld allows to reduce and move the maximum mechanical stress tending to be exerted at the assembly of the male and female tubes to limit the risk of cracking.
La figure 1 représente un cadre de vélo comprenant un tube supérieur 1, un tube diagonal 2, un tube de direction 3, un tube de selle 4, une paire de bases arrière 5 et une paire de haubans arrière 6, dans lequel aux moins deux tubes 1-5 dudit cadre sont assemblés par mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Les tubes 1-6 sont notamment des tubes métalliques, par exemple en alliage d'aluminium ou similaire. FIG. 1 shows a bicycle frame comprising an upper tube 1, a diagonal tube 2, a steering tube 3, a seat tube 4, a pair of rear bases 5 and a pair of rear stays 6, in which at least two tubes 1-5 of said frame are assembled using the method described above. The tubes 1-6 are in particular metal tubes, for example aluminum alloy or the like.
En particulier, les figures 1a, 1b représentent un agrandissement de la zone d'assemblage A d'un tel cadre de vélo, dans laquelle le tube de direction 3 femelle comprend deux orifices bordés chacun par une collerette 7, les tronçons avant 1a, 2a des tubes mâles supérieur 1 et diagonal 2 étant assemblés par soudure dans respectivement un desdits orifices. In particular, Figures 1a, 1b show an enlargement of the assembly area A of such a bicycle frame, wherein the female steering tube 3 comprises two orifices each bordered by a flange 7, the front sections 1a, 2a upper male tubes 1 and diagonal 2 being joined by welding in respectively one of said orifices.
Les figures 2a, 2b représentent une variante de l'assemblage des figures la, lb dans laquelle le tube de direction 3 comprend une coque semi-cylindrique 8 qui est associée sur la périphérie 9 d'une partie cylindrique dudit tube de direction, ainsi qu'un sur-tube 18 entourant la périphérie 9 et à travers lequel les bords de la coque 8 passent pour être associés sur ladite périphérie, les tronçons avant la, 2a des tubes supérieur 1 et diagonal 2 étant assemblés par soudure dans respectivement un orifice formé sur la périphérie de ladite coque, ledit orifice étant bordé par une collerette 7, lesdits tronçons traversant la périphérie du sur-tube 18 et étant en contact sur la périphérie 9. FIGS. 2a, 2b show a variant of the assembly of FIGS. 1a, 1b in which the steering tube 3 comprises a semicylindrical shell 8 which is associated on the periphery 9 with a cylindrical part of said steering tube, as well as an over-tube 18 surrounding the periphery 9 and through which the edges of the shell 8 pass to be associated on said periphery, the sections before the, 2a of the upper tubes 1 and diagonal 2 being welded together respectively in a formed orifice on the periphery of said shell, said orifice being bordered by a flange 7, said sections passing through the periphery of the over-tube 18 and being in contact on the periphery 9.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3a, 3b, le tronçon avant la du tube supérieur 1 et le tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 sont assemblés dans respectivement un orifice bordé par une collerette 7 et formé sur la périphérie du tronçon avant 2a du tube diagonal 2, ledit tronçon avant formant un angle sensiblement droit avec le reste du corps du tube diagonal 2. 6 En outre, les figures 4a, 4b représentent une variante de la réalisation représentée sur les figures 3a, 3b, dans laquelle le tronçon avant 2a du tube diagonal 2 comprend un alésage avec un orifice supérieur et un orifice inférieur bordés chacun par une collerette 7 et dans lesquels respectivement une extrémité supérieure et une extrémité inférieure du tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 est assemblée par soudure. In the embodiment shown in FIGS. 3a, 3b, the front portion 1a of the upper tube 1 and the upper section 3a of the steering tube 3 are assembled respectively in an orifice bordered by a flange 7 and formed on the periphery of the front section. 2a of the diagonal tube 2, said front section forming a substantially straight angle with the rest of the body of the down tube 2. 6 In addition, FIGS. 4a, 4b show a variant of the embodiment shown in FIGS. 3a, 3b, in which the front section 2a of the down tube 2 comprises a bore with an upper orifice and a lower orifice each bordered by a flange 7 and in which respectively an upper end and a lower end of the upper section 3a of the steering tube 3 is joined by welding.
Les figures 5a, 5b représentent une variante de la réalisation représentée sur les figures 4a, 4b, dans laquelle le tronçon avant 2a du tube diagonal 2 comprend une extrémité avant ouverte et deux orifices semi-circulaires respectivement supérieur et inférieur disposés de part et d'autre de ladite extrémité avant, bordés chacun par une collerette 7 semi-circulaire et dans lesquels respectivement une extrémité supérieure et une extrémité inférieure du tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 est assemblée par soudure. FIGS. 5a, 5b show a variant of the embodiment shown in FIGS. 4a, 4b, in which the front section 2a of the diagonal tube 2 comprises an open front end and two respectively upper and lower semi-circular orifices arranged on each side and other of said front end, each bordered by a semicircular collar 7 and in which respectively an upper end and a lower end of the upper section 3a of the steering tube 3 is joined by welding.
En particulier, sur les figures 5a, 5b, le tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 présente une géométrie cylindrique dont le diamètre est supérieur au diamètre du reste dudit tube de direction et l'extrémité supérieure dudit tronçon supérieur est coiffée d'une portion cylindrique 3b de diamètre sensiblement égal au diamètre du reste dudit tube de direction. In particular, in FIGS. 5a, 5b, the upper portion 3a of the steering tube 3 has a cylindrical geometry whose diameter is greater than the diameter of the remainder of said steering tube and the upper end of said upper section is capped with a portion cylindrical 3b of diameter substantially equal to the diameter of the remainder of said steering tube.
Ainsi, les collerettes 7 des orifices supérieur et inférieur du tube diagonal 2 sont agencées pour recouvrir parfaitement et respectivement la zone de jonction 10 formée entre la portion cylindrique 3b et le tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 et la zone de jonction 11 formée entre le tronçon supérieur 3a du tube de direction 3 et le reste dudit tube de direction. Thus, the flanges 7 of the upper and lower holes of the down tube 2 are arranged to perfectly cover and respectively the junction zone 10 formed between the cylindrical portion 3b and the upper portion 3a of the steering tube 3 and the junction zone 11 formed between the upper portion 3a of the steering tube 3 and the remainder of said steering tube.
Les figures 6a, 6b représentent une variante de la réalisation représentée sur les figures la, 1 b, dans laquelle les tronçons avant la, 2a des tubes respectivement supérieur 1 et diagonal 2 sont venus de matière avec une coque 19 qui présente un orifice latéral s'étendant sur toute la hauteur de ladite coque, ledit orifice étant bordé par une collerette 7 et agencé pour qu'au moins une partie de la périphérie 9 du tube de direction 3 y soit assemblée par soudure. FIGS. 6a, 6b show a variant of the embodiment shown in FIGS. 1a, 1b, in which the sections before 1a, 2a of the tubes respectively upper 1 and diagonal 2 are integral with a shell 19 which has a lateral orifice s extending over the entire height of said shell, said orifice being bordered by a flange 7 and arranged so that at least a portion of the periphery 9 of the steering tube 3 is joined by welding.
En outre, les figures 7a, 7b représentent une réalisation particulière de l'assemblage des tubes supérieur 1 et de selle 4 dans laquelle le tronçon arrière lb du tube supérieur 1 comprend un alésage présentant un orifice supérieur et un orifice inférieur bordés chacun par une collerette 7, le tronçon supérieur 4a du tube de selle 4 étant assemblé dans ledit alésage par soudure au niveau des orifices. De plus, comme représenté, le tronçon arrière 1 b du tube supérieur comprend un logement 12 dans lequel les extrémités avant 6a des haubans arrière 6 sont assemblées, par exemple par encliquetage et/ou par serrage radial de leur périphérie contre la surface intérieure du logement 12. 15 Les figures 8a, 8b, 8c représentent une réalisation particulière de l'assemblage des tubes de selle 4, diagonal 2 et des bases arrière 5. Le tronçon arrière 2b du tube diagonal 2 comprend un orifice supérieur bordé par une collerette 7 et dans lequel le tronçon inférieur 4b du tube de selle 4 est assemblé par soudure. 20 Le tronçon arrière 2b comprend également un alésage pourvu de deux orifices latéraux bordés chacun par une collerette 7 et dans lesquels un tube de montage 13 d'un pédalier est assemblé par soudure en regard de l'orifice supérieur dudit tronçon arrière, le tronçon inférieur 4a du tube de selle 4 étant en contact sur la périphérie 14 dudit tube de montage. En outre, le tronçon 25 arrière 2b comprend un logement 15 dans lequel les extrémités avant 5a des bases arrière 5 sont assemblées. In addition, FIGS. 7a, 7b show a particular embodiment of the assembly of the upper tubes 1 and saddle 4 in which the rear section 1b of the upper tube 1 comprises a bore having an upper orifice and a lower orifice each bordered by a collar 7, the upper section 4a of the seat tube 4 being assembled in said bore by welding at the orifices. In addition, as shown, the rear section 1b of the upper tube comprises a housing 12 in which the front ends 6a of the rear stays 6 are assembled, for example by snap-fitting and / or radial clamping of their periphery against the inner surface of the housing. 12. Figures 8a, 8b, 8c show a particular embodiment of the assembly of the saddle tubes 4, diagonal 2 and the rear bases 5. The rear section 2b of the down tube 2 comprises an upper orifice flanked by a flange 7 and wherein the lower section 4b of the seat tube 4 is welded together. The rear section 2b also comprises a bore provided with two lateral orifices each bordered by a flange 7 and in which a mounting tube 13 of a pedal assembly is welded together opposite the upper orifice of said rear section, the lower section 4a of the seat tube 4 being in contact on the periphery 14 of said mounting tube. In addition, the rear section 2b comprises a housing 15 in which the front ends 5a of the rear bases 5 are assembled.
Les figures 9a, 9b représentent une variante de la réalisation des figures 8a, 8b, dans laquelle le tronçon arrière 2b et le tronçon inférieur 4b sont assemblés par 30 soudure dans respectivement un orifice avant et un orifice supérieur bordés chacun par une collerette 7 et formés sur la périphérie d'une platine d'assemblage 16 à l'intérieur de laquelle un tube de montage 13 d'un pédalier est disposé. En outre, la platine 16 comprend deux orifices arrière bordés 10 2971991 s chacun par une collerette 7 et dans lesquels respectivement une extrémité avant 5a d'une base arrière 5 est assemblée par soudure. FIGS. 9a, 9b show a variant of the embodiment of FIGS. 8a, 8b, in which the rear portion 2b and the lower section 4b are welded together respectively in a front orifice and an upper orifice each bordered by a collar 7 and formed on the periphery of an assembly plate 16 inside which a mounting tube 13 of a crankset is disposed. In addition, the plate 16 comprises two rear holes each bordered by a collar 7 and in which respectively a front end 5a of a rear base 5 is assembled by welding.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 10, le cadre de vélo comprend en outre un tube annexe transversal 17 dont une partie de la périphérie est assemblée tangentiellement et par soudure dans un orifice bordé par une collerette 7 et formé sur une portion d'un autre tube dudit cadre, par exemple le tube de selle 4. In the embodiment shown in Figures 10, the bicycle frame further comprises a transverse tube 17 whose part of the periphery is assembled tangentially and by welding in an orifice bordered by a flange 7 and formed on a portion of another tube of said frame, for example the seat tube 4.
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| FR2971991B1 (en) | 2015-07-10 |
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