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"perfectionnements apportés ou relatifs aux structures métalliques tubulaires."
La présente invention concerne principalement des structures mé- talliques tubulaires du genre dans lequel une extrémité d'un organe tu- bulaire est fixée à un autre organe de ce genre en formant un joint en T ou un joint en V. Le terme joint en T est destiné à couvrir non seulement les dispositions dans lesquelles les axes des deux organes tubulaires sont dans le même plan et se coupent à angle droit, mais également celles da,ns lesquelles l'angle est sensiblement différent d'un angle droit (joint en T oblique) et/ou les axes ne sont pas dans le même plan (joint en T désaxé). Un joint en V peut être semblable à un quelconque de ces joints en T, sauf qu'aucun des organes tubulaires ne s'étend au delà du joint.
Un exemple d'une telle structure est un cadre de bicyclette dans lequel les joints sont habituellement soit des joints en T obliques, soit des joints en T désaxés mais sont rarement orthogonaux, à l'excep- tion possible du joint entre le tube de la colonne de la selle et le braquet du bas (tube de palier des pédales). La présente invention est particulièrement bien adaptée à l'emploi dans la fabrication de cadres de bicyclettes. Jusqu'à présent, dans la fabrication de cadres de
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bicyclettes, on avait l'habitude de prévoir à chaque joint un organe de console ou support présentant des douilles ou manchons pour recevoir des organes tubulaires qui sont fixés dans les douilles respectives par une opération de brasage. Ces consoles ajoutent un poids considérable au métal employé dans le cadre de bicyclette.
Suivant la présente invention, l'extrémité d'un tube est façon- née ou terminée pour se conformer à la surface latérale présentée, à l'endroit de la surface de jointure désirée, par l'autre tube, de façon à s'adapter sur celui-ci lorsque les tubes sont placés ensemble dans les positions relatives désirées, et un joint soudé ou brasé est produit, après avoir placé les tubes avec interposition de matière de soudure ou de brasure à la surface de jointure, par chauffage de la jointure par in- duction de courants de Foucault à haute fréquence, l'inducteur portant le courant à haute fréquence étant introduit à l'intérieur du-,dit autre tube dans une position voisine de la surface où le joint doit être pro- duit. la dite surface latérale est.
de préférence, la surface courbe de la paroi du tube, mais, dans certaines circonstances, elle peut être celle d'un organe de renforcement ou d'élargissement,par exemple fixé à la, paroi. Le tube mentionné en premier lieu possède avantageusement une bride à son extrémité, cette bride étant conformée de façon à venir en prise avec la surface incurvée de l'autre tube. La, matière de soudure ou de brasure est, de préférence, appliquée en une quantité déterminée juste suffisante pour produire le joint et pour donner un filet lisse aux deux. bords de la bride.
La matière de soudure ou de brasure a, de préférence, la forme d'un disque de la même configuration extérieure que la surface d'extrémité conformée (ou la terminaison) du tube, ou la for- me d'une rondelle de la même configuration intérieure ou extérieure que la.-dite surface d'extrémité, la rondelle ou le disque étant interposé entre la surface d'extrémité et la surface incurvée de l'autre tube avant le commencement de l'opération de chauffage haute fréquence.
Si l'épaisseur de paroi du tube mentionné en premier lieu est in- suffisante pour donner un joint ayant la résistance mécanique désirée,
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le tube peut être pourvu d'une embase, c'est-à-dire d'une épaisseur de paroi accrue près de son extrémité. Ceci n'est pas habituellement néces- saire si une bride est prévue, comme déjà mentionné, pour constituer la surface destinée à entrer en contact avec la surface incurvée de l'autre tube.
Lorsqu'on désire fixer un certain nombre de tubes à un tube com- mun sur une petite longueur axiale de ce dernier, comme, par exemple, dans le cas du braquet inférieur auquel sont attachés les supports de) chaîne outre les tubes de cadre s'étendant vers la colonne de tête et l'attache de selle, c'est-à-dire le tube de support antérieur et le tube de colonne de selle respectivement, tous les tubes peuvent être placés en position avec la matière de soudure ou de brasure appropriée et tous les joints peuvent être produits en une seule opération de chauffage à haute fréquence, l'inducteur étant introduit par une extrémité dans le tube du braquet inférieur.
L'invention concerne également des.joints en T ou en V dans les- quels un seulement des constituants réunis est un tube, l'autre ou les autres étant des tiges ou des organes analogues. Dans cette variante, le constituant non tubulaire ou les constituants non tubulaires sont façonnés ou terminés comme on l'a indiqué ci-dessus, et le tube reçoit l'inducteur comme on l'a indiqué précédemment.
Pour que l'invention soit plus facilement comprise, l'emploi de celle-ci dans la fabrication d'un cadre de bicyclette d'homme va main- tenant être décrit à titre d'exemple avec référence aux dessins ci- annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en élévation de côté du cadre assemblé et du chevalet.
La fig. 2 est une vue en plan de dessous de la fig. 1.
La fig. , est une coupe transversale à travers le tube de la co- lonne de direction suivant A-A de la fig. 1.
La fig. est une coupe transversale dans la barre transversale suivant la ligne B-B de la fig. 1.
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La fig. estune coupe transversale à travers les montants ou supports arrières suivant la ligne C-C de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en perspective à plus grande échelle de l'extrémité antérieure de la barre transversale et d'une rondelle de matière de brasure.
La fig. est une vue de côté à plus grande échelle du support de 1'axe de roue arrière .
La fig. 8 est une coupe par la ligne D-D de la fig. 7,
La fig. est une coupe à grande échelle dans le tube de braquet inférieur, montrant l'inducteur en position.
Dans le cadre de bicyclette, représenté au dessin assemblé sur un chevalet, le tube 1 qui, dans la bicyclette terminée, porte la colon- ne de direction, est pourvu de cuvettes d'extrémité 2 pour recevoir les roulements à billes de la colonne de direction. Le tube 1 est, de pré- férence, fait initialement du même diamètre que les cuvettes 2 sur toute sa, longueur et la partie centrale est alors usinée au tour pour fournir la partie de diamètre réduit entre les cuvettes d'extrémité 2.
Les organes tubulaires principaux du cadre, à savoir la barre transver- sale 3, le montantavant 6 etle tube 2 de colonne pour la selle, sont, de préférence, faits tous en acier nickel-chrome-molybdène à paroi mince et ceci permet un poids très léger avec la résistance mécanique requise.
Le tube disponible dans le commerce sous le nom Reynolds 531 convient très bien. Les montants arrières 16 et les montants ou supports pour la chaîne 14 sont faits avec avantage en la même matière.
Les extrémités de la barre transversale 3 qui doivent être atta- chées au tube 1 de colonne de direction et au tube 2 de colonne pour la selle, sont façonnées de façon à se conformer aux surfaces incurvées de ces tubes. Par suite de l'emploi de matière à mince paroi pour la barre transversale 3, la surface de contact fournie au tube 1 de co- lonne de direction et au tube 9 de colonne pour la selle par la paroi de la barre transversale 3, serait en elle-même insuffisante pour don- ner un joint brasé satisfaisant et, en conséquence, la.
barre transver-
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sale 1 est munie à l'extrémité avant et à l'extrémité arrière de brides extérieures 4 et 5 qui sont solidaires de la barre transversale 3, et sont façonnées de façon à se conformer aux surfaces incurvées du tube 1 de colonne de direction et du tube de colonne pour la selle.
D'une manière analogue, le montant antérieur 6 est pourvu à ses extrémités de brides 3 et 8 solidaires, qui sont façonnées de façon à se conformer aux surfaces incurvées du tube 1 de colonne de direction et du tube 13 de braquet inférieur contre lesquels ces brides butent. L'ex- trémité inférieure du tube 2 de colonne pour la selle qui bute contre le tube 13 du braquet inférieur est pourvue,de même d'une bride extérieu- re 12 solidaire, se conformant à la surface incurvée du tube 13.
Le tube d'acier nickel-chrome-molybdène,à paroi mince dont l'em- ploi est préféré ici pour les constituants du cadre, ne convient pas, sans renforcement, pour l'entaillage en vue de fournir une attache pour la colonne de selle. En conséquence, comme on l'a représenté au dessin, un manchon de renforcement 10 est introduit dans l'extrémité supérieure de la colonne de selle , de façon à être à fleur de l'extrémité de cel- le-ci, et est fixé en place d'une manière appropriée quelconque; par exemple, par brasage. L'attache proprement dite 11 pour fixer la tige de selle est brasée sur l'extrémité extérieure du tube 9. Au lieu d'un manchon intérieur, un tube de renforcement extérieur peut être prévu, ou bien, suivant une variante, l'extrémité du tube peut être pourvue d'une embase pour fournir l'épaisseur requise.
L'entaillage est exécuté après que les constituants du cadre ont été brasés ensemble.
Les deux supports pour la chaîne 14 qui divergent vers l'arrière et vont en s'amincissant depuis le tube 13 de braquet inférieur vers les supports 20 de l'axe de la roue arrière, sont pourvus chacun, à l'ex- trémité antérieure qui bute contre le tube 13 du braquet inférieur, d'une bride solidaire 15, correspondant à la surface incurvée du tube 13. De même, l'extrémité supérieure la plus large de chacun des deux supports arrières 16 allant en s'amincissant, présente une bride 17 se conformant à la courbure du tube de colonne pour la selle, près de son
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extrémité supérieure.
Pour produire les joints entre les brides individuelles et les surfaces incurvées avec lesquelles elles sont en contact de surface, de la matière de brasure telle que l'alliage d'argent se trouvantdans le commerce sous la marque de fabrique "Easy-Flo" est appliquée au joint, ou de préférence, sous la forme d'une rondelle/d'un disque très mince ayant la même configuration de surface que la. bride, l' épaisseur étant choisie de façon à donner la quantité convenable de matière de brasure pour fournir un bon joint.
On produit alors le joint en introduisant une bo- bine d'inducteur à haute fréquence dans l'intérieur du tube à proximité de la surface où la bride vient buter et en excitant la bobine de façon à produire un chauffage par courants de Foucault dans la paroi du tube, dans la zone annulaire renfermant ladite surface. Pour combattre la tendance de la matière de brasure fondue à s'écouler vers des endroits non désirés ou pour la faire s'accumuler en des points désirés, les or- ganes du cadre peuvent être inclinés tout en conservant leurs positions relatives de telle manière que l'action désirée est obtenue par la pe-- san teur .
La manière suivant laquelle une rondelle ou un disque de la ma- tière de brasure ayant la même forme que la bride peut être obtenu, est représentée, dans le cas d'une rondelle, à la fig. 6 qui est une vue agrandie en perspective montrant l'extrémité antérieure de la barre transversale 1 avec sa bride et une rondelle 49, de môme forme que la bride 4 et disposée pour reposer entre cette bride et le tube de la co- lonne de direction (fig. 1).
La manière suivant laquelle une bobine d'inducteur peut être in- troduite à travers l'extrémité ouverte du tube, contre lequel butent une ou plusieurs brides, est représentée à la fig. 9 dans le cas du tube in- férieur de braquet 13. Les extrémités voisines du montant avant 6 et des supports de chaîne 14 avec leurs brides faites d'une pièce 8 et 12 et la matière de brasure interposée 49, sont représentées à la fig. 9. Au lieu de pièces séparées de matière de brasure; on peut faire usage d'une
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simple bande enroulée autour du tube inférieur de braquet 13. La bobine d'inducteur 50 est faite, de préférence, à partir d'un tube aplati en cuivre, et a la forme d'une hélice ouverte enroulée, dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 13.
Les deux extrémités du tube de cuivre sortent à la même extrémité de la bo- bine et sont fermées par des pattes 51 de connexion de courant par les- quelles l'inducteur est relié au générateur de haute fréquence, de pré- férence à un oscillateur à valves. Des connexions d'eau 52 sont prévues sur le tube de cuivre pour permettre à de l'eau de refroidissement d'ê- tre mise en circulation à travers l'inducteur, l'eau étant introduite et extraite au moyen d'un tuyau en caoutchouc 53. Si des conduites creuses flexibles sont utilisées pour fournir le courant à haute fréquence, el- les peuvent également servir à transporter l'eau de refroidissement, les connexions séparées 52 de refroidissement étant alors supprimées.
On doit naturellement prévoir la mise en place de l'inducteur, et son maintien au centre et de façon isolée par rapport au tube dans lequel il est in- troduit.
La méthode suivant l'invention ne peut pas être facilement uti- lisée pour les joints aux supports de l'axe de roue arrière. Il est pré- férable d'employer ici des supports en tôle 20 pourvus de fentes 21.pour recevoir l'axe de roue arrière. Les extrémités arrières des montants de chaîne 14 et des montants arrières 16 sont fermées par des éléments,de bouchons 18, 19, respectivement. Comme on le voit le mieux aux fig. 7 et 8, ces bouchons 18, 19 sont fendus pour recevoir les supports 20 de roue arrière.
Les montants de chaîne 14 s'écartent vers l'arrière et, par conséquent, les supports 20 doivent être placés suivant un angle par rapport aux axes de ces montants 14, tel que dans le cadre terminé, les supports 20 se trouvent dans des plans parallèles.'Les supports 20, les bouchons 18, 19 et les montants 14, 16 sont d'abord fixés convenablement ensemble en un assemblage accessoire qui est alors mis en place par rap- port aux constituants restants du cadre auxquels il doit être fixé. La fixation de l'assemblage accessoire peut être réalisée par brasure,
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avantageusement par l'emploi d'une bobine d'inducteur à haute fréquence plate, qui entoure les deux joints, au support 20.
Il est clair que pendant l'opération de brasure, les consti- tuants doivent être maintenus de façon sûre dans leurs positions rela- tives convenables. Une disposition de chevalet appropriée pour ce but est représentée aux dessins. Le chevalet consiste essentiellement en une plaque de base principale ou une assise 22 qui s'étend verticalement; et à laquelle sont fixés les dispositifs destinés à mettre en place les constituants individuels du cadre de bicyclette. L'assise 22 est. avan- tageusement, de la forme d'une pièce coulée à section en U. La face a-- vant de la pièce coulée estusinée pour être plate de manière à fournir un plan de référence sûr, par rapport auquel les constituants du cadre de bicyclette peuvent être mis en place.
Si on se reporte, à présent, aux fig. 1, 2 et 3, la ligne axiale du tube de colonne de direction 1 est déterminée par une pa.ire de blo- chets 23 en V, portés sur des tiges 26 pouvant glisser parallèlement à la face de l'assise 22. dans des trous créés dans une console 24, fixée à l'assise 22 par des vis 29.
Par les autres dispositifs de mise en pla,- ce décrits ci-après, et agissant sur les autres constituants du cadre, le tube 1 de la colonne de direction est pressé dans les V des blochets 23 et, ainsi, son axe estplacé correctement dans la direction d'avant vers l'arrière. Pour placer le tube 1 en position dans la direction axia- le, la console 24 présente des pattes 25 s'étendant vers l'arrière qui sont disposées à un espacement juste suffisant pour recevoir la lon- gueur du tube 1 sans jeu appréciable.
Les blochets 23 en V peuvent s'ap- puyer contre la face de la, console 24 ou peuvent être mis en place de manière réglable comme on l'a représenté, par les vis de réglage 17, dont le filetage est en prise avec une plaque 28, montée sur l'assise 22 avec la console 24.
La barre transversale 1 est maintenue avec son axe en relation requise par rapport à l'axe du tube 1 de la colonne de direction, au mo- yen de deux blochets 30 en forme de V (fig. 1 et 4) et de vis de serrage
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31 coopérantes. Les vis de serrage 31 sont chacune en prise par leur filetage avec une plaque 32 associée au blochet en V correspondant 30 et fixée avec lui à l'assise 22 par les écrous 29. La position axiale du montant antérieur 6 est définie de la même manière par deux dispo- sitions identiques de blochets en forme de V, 30,31,32 comme on l'a re- présenté aux fig. 1 et 2.
Le tube 0 de la colonne de selle est représenté à la fig. 1 comme étant mis en position par une paire de blochets en forme de V, 30 avec des vis de serrage 31 portées par des plaques 32, précisément comme on l'a décrit plus haut pour la barre transversale. Un blochet en V allant en s'amincissant est, de préférence, pressé contre l'arriè- re de l'extrémité supérieure du tube 2 pour assurer une pression conve- nable pour l'opération de brasure aux deux extrémités de la barre trans- versale µ.
Ce blochet en V allant en s'amincissant 54, est porté par une tige 55 qui peut glisser parallèlement à l'assise 22 dans une con- sole 56, fixée à l'assise, la position du blochet 54 en V étant réglée par une vis 57 en prise par son filetage avec une plaque 58 associée à la console 56. Il est clair que lorsque l'on fait usage du blochet 54 en V venant en prise avec l'extrémité supérieure du tube de la colonne de selle 9, l'attache supérieure des deux attaches 30, 31 des blochets en V représentés comme venant en prise avec le tube 9 de la fig. 1, peut être supprimée'.
Pour maintenir le tube 9 de la colonne de selle contre tout mouvement axial l'écartant du braquet inférieur 13, une broche (non représentée) sur l'assise 22 peut être disposée de manière à s'engager dans le trou prévu dans le collier de serrage 11 pour rece- voir le boulon serrant le pilier de selle de la bicyclette terminée.
Cette broche peut être montée directement sur l'assise 22 ou peut être réglable en ce sens qu'elle est portée sur un coulisseau mobile ou un levier pivotant monté sur l'assise.
Le tube 13 du braquet inférieur est fixé au moyen d'un blochet 33 en V porté sur une tige 34 pouvant glisser parallèlement à la face de l'assise 22 dans une console 35 fixée à l'assise. La position du bloc 33 en v est réglée au moyen d'une vis de réglage 36 portée par une
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plaque 37 associée à la console 35. Le tube 13 est supporté avec l'espa- cement correct par rapport à l'assise 22 au moyen d'un blochet 59 fixé à l'assise. Au moyen du blochet 33 en v, le tube 13 est maintenu contre les brides du tube 6 du montant avant, et du tube9 de la colonne de selle, et le tube du montant avant est simultanément maintenu contre le tube 1 de la colonne de direction.
Deux assemblages accessoires consistant chacun en un. montant a.r- rière 16, des bouchons 18 et 19, un support 20 d'axe de roue d'arrière et un montant ou support de chaîne 14, sont maintenus en position rela- tive correcte l'un par rapport à l'autre, et par rapport aux constituants restants du cadre par les dispositions qui vont être décrites à présent.
Les montants arrières 16 sont maintenus à l'espacement désiré et en position relative correcte par rapportau restant du cadre par une console 38 fixée à l'assise 22 et pourvue d'évidements 39 pour re- cevoir les montants arrières 16 qui sont maintenus dans les évidements 39 par une plaque de serrage 40 en contact avec une vis 41, en prise par son filetaee avec un blochet42, associé A la console 38 (voir fig.
1 et 5). Les montants de chaîne 14 sont maintenus de la même manière. comme on l'a indiqué, par une console 38, la plaque de serrage 40 et la. vis de serrage 41 de la fig. 1.
Les supports 20 de l'axe de la roue arrière sont portés à l'es- pacement requis et les assemblages accessoires 16,20,14 sont pressés en contact avec le rsstant de l'assemblage de cadre au moyen d'un blochet 43 (figs.1 et 2) présentant des fentes 44 pour recevoir les supports 20 etporté par une tige 45 pouvantglisser da,ns une console 46 fixée à l'assise 22. Le blochet 43 est pressé vers l'avant par une vis 47 en prise par son filetage avec une plaque 48 associée à la console 46.
Les vis 29 peuvent être remplacées par des 'boulons ayant des é- crous à oreilles, ou bien d'autres dispositions à. dégagement rapide peuvent être incorporés dans quelques-uns ou dans tous les dispositifs de fixation pour faciliter l'enlèvement du cadre terminé hors du che- valet.
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Lorsqu'on assemble le cadre dans le chevalet, comme on l'a dé- crit plus haut, des rondelles ou des risques très minces de matière de brasure sont interposés entre les brides des tubes constitutifs et les surfaces incurvées auxquelles elles doivent être attachées. Tous les cinq joints du sommet du tube de la colonne de selle sont produits si- multanément, comme le sont les quatre joints du tube de braquet infé- rieur. Les deux joints relativement fortement espacés du tube de la co- lonne de direction sont avantageusement fa.its séparément, en utilisant le même inducteur, ou simultanément en utilisant des inducteurs séparés en série. Par le dosage convenable des quantités de matière de brasure, on obtient comme résultat un joint sûr avec la matière de brasure exac- tement suffisante pour donner un filet régulier à la périphérie de la bride .
Avec le cadre dans sa position dressée normale, il peut y avoir tendance que la matière de brasure se rassemble aux extrémités inférieu- res des joints du tube 1 de la colonne de direction et du tube de selle 2, par exemple. Ceci peut être évité par rotation ou inclinaison de l'assemblage autour d'un axe situé à angle droit par rapport au plan du dessin de la fig. 1. Pour cette raison, l'assise 22 est, de préférence, disposée de manière à permettre la rotation autour d'un tel axe, comme on l'a indiqué schématiquement en 60 à la fig. 1. Suivant une variante, la répartition initiale de la matière de brasure peut être réglée de manière à éviter cette tendance non désirée.
L'emploi de chauffage par courants de Foucault à haute fréquence, conjointement avec le dosage correct de la matière de brasure, permet la production de joints avec un filet régulier à la périphérie de la bride dans chaque cas, joints qui ne demandent pas de nettoyage ou d'é- galisation ultérieure appréciable.
REVENDICATIONS.
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