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" RACCORDS POUR TUBES DE CADRE DE BICYCLETTE ET PROCEDE POUR
LES FABRIQUER"
La présente invention se rapporte aux raccords pour tubes de cadre de bicyclette du type comprenant deux pièces tubu- laires orientées obliquement l'une par rapport à l'autre et destinées à recevoir des éléments adjacents du cadre de la machine, ces raccords servant par exemple à relier le tube de direction du cadre au tube supérieur et au tube oblique anté- rieur, l'angle entre les parties tubulaires du raccord variant suivant les besoins et le genre de cadre en question.
Jusqu'à ce jour on a fabriqué de tels raccords par tel ou tel des procédés suivants:
1.- Sous forme de moulages de fonte malléable venus d'une seule pièce. Ce procédé présente les inconvénients suivants: a) Pour¯ faciliter l'écoulement du métal à la coulée, il faut que la pièce ait encertains points une épaisseur plus
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forte,que ne l'exige la résistance mécanqiue nécessaire en ce point, de sorte que le raccord a un poids inutilement élevé. b) Il est nécessaire d'usiner les alésages des pièces tubulaires du raccord après moulage. c) Il faut que cet usinage soit effectué sous des angles très exactement déterminés.
De plus, à cause de la distorsion que subit la pièce de fonte malléable lors de son traitement thermique, on constate souvent qu'après l'usinage la paroi de telle ou telle souche tubulaire est dangereusement amincie et affaiblie. d) La surface de la pièce moulée est rugueuse et inégale, d'où la nécessité de la limer ou de la polir avant de l'émail- ler. e) Les pièces moulées sont d'un prix de revient élevé.
2.- A partir d'une ébauche métallique unique dans laquelle on a façonné par matriçage, ou autrement, l'une des souches tubulaires, l'ébauche partiellement façonnée étant ensuite ointrée vers le haut de manière à former l'autre souche tubu- laire. Ce procédé présente les inconvénients suivants:
a) La partie de la souche tubulaire qui est constituée par le milieu de l'ébauche cintrée vers le haut a tendance à s'aplatir. b) La majeure partie du métal de la plaque dans laquelle l'ébauche est poinçonnée passe dans les chutes, oe qui est autant de perdu. o) 11 faut employer un jeu d'outils particulier pour chaque angle dtemplantement entre les deux souches tubulaires, d) La soudure bord à bord de l'ébauche cintrée s'effectue à l'acétylène, ce qui est un procédé lent et coûteux exigeant une main-d'oeuvre qualifiée.
On conçoit qu'il n'est pas possible de réaliser la soudure par résistance électrique, car : (1) le courant de soudage serait court-cirouité par le corps du raccord;
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(II) il se produirait une usure excessive de l'une des électrodes-matrices, sinon des deux, à cause du mou- vement relatif qui se produirait entre le corps du raccord et cette ou ces matrices à mesure que se ferme l'interstice entre les tranches de l'ébauche cintrée;
(111) il faudrait cintrer l'ébauche très exactement à la forme voulue avant de la placer entre les électrodes- matrices car tout défaut de précision dans la courbu- re créerait une résistance électrique indésirable entre le métal de l'ébauche et les électrodes. e) Il est impossible d'éviter un amincissement du métal à la jonction entre les deux parties tubulaires, d'où diminution de la résistance mécanique en un point où la fatigue est parti- culièrement intense, pour remédier à ce défaut, il est courant d'insérer des manchons de consolidation à l'intérieur des par- ties tubulaires,
3. - A partir de deux ébauches qu'on façonne par matriçage et qu'on assemble par soudure autogène, chacune constituant une moitié d'un raccord divisé dans le plan du cadre de bicy- clette.
Ce procédé présente les inconvénients suivants, qui s'ajoutent à ceux indiqués en 2 (b), 2 (c) et 2 (e) ci-dessus: a) Pour le matriçage des deux ébauches de métal il est nécessaire qu'on dispose de deux jeux d'outils (un gauche et un droit), et si l'on a recours à la soudure autogène à résis- tance, il faut de même disposer de deux jeux d'électrodes- matrices à chaque variation de l'angle entre les axes des par- ties tubulaires.
b) Il est impossible de réaliser des dispositifs satis- faisants pour bloquer les deux moitiés dans les électrodes- matrices correspondantes de l'appareil de soudage,
La présente invention a pour objet un procédé nouveau, perfectionné et moins coûteux pour fabriquer un raccord pour tubes de cadre de bicyclette du genre précédemment défini, procédé qui diminue le nombre d'opérations à effectuer par rap- port aux raccords d'acier matricé fabriqués jusqu'à ce jour et qui non seulement ne présente aucun des désavantages énumérés
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ci-dessus, mais se prête, en outre, à l'emploi de procédés modernes de soudage électrique par rapprochement.
Ce procédé perfectionné convient tout particulièrement pour fabriquer les raccords en série ou à la chaîne, si bien que le raccord obtenu par ce procédé est bien moins coûteux, tout en étant aussi robuste sinon plus que les raccords de fonte malléable dont ils n'ont pas les désavantages précédemment indiqués.
L'invention s'étend également aux raccords pour cadres de bicyclette ainsi qu'aux tubes de direction fabriqués par le procédé auquel elle se rapporte.
Le procédé suivant l'invention pour fabriquer un raccord pour cadres de bicyclette du genre sus-indiqué consiste à le façonner dans deux plaques ou ébauches distinctes, à donner à l'une de celles-ci par matriçage une section semi-circulaire, c'est à dire la forme d'une gouttière ouverte à ses bouts, à former dans l'autre plaque ou ébauche, par exemple par une poé- ration d'étirage, une douille ou souche constituant l'une des parties tubulaires du raccord, à oonformer le restant de cette dernière plaque ou ébauche suivant une section semi-circulaire, c'est à dire la forme d'une gouttière ouverte à ses bouts, tout en déviant de l'équerre l'angle entre cette gouttière et cette souche tubulaire venue de matriçage et d'étirage,
puis à placer tranche contre tranche les bords latéraux de l'un et l'autre éléments en gouttière semi-cylindrique et à les rapprocher et les unir par soudure par résistance électrique, l'ensemble de ces deux parties en gouttière constituant dès lors l'autre partie tubulaire du raccord. Ces tranches en contact peuvent être soudées électriquement par soudure électrique à l'arc ou par percussion.
De même, suivant l'invention, un raccord pour cadres de bicyclette de l'espèce sus-indiquée, se compose de deux éléments
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métalliques matricés séparément, savoir, un élément métallique en forme de gouttière ouverte à ses deux bouts et un élément conjugué, également en forme de gouttière ouverte à ses bouts, dans l'ébauche duquel on a façonné par matriçage ou par étirage une douille ou souche dont l'axe forme un angle déterminé avec celui de la gouttière et constituant à elle seule l'une des parties tubulaires du raccord, les tranches latérales en con- tact de l'un et l'autre éléments en gouttière étant ensuite soudés par résistance électrique de façon telle qu'à eux deux ces éléments constituent l'autre partie tubulaire du raccord.
D'autre part, suivant l'invention, un tube de direction pour cadre de bicyclette comprend deux raccords, l'un supérieur et l'autre inférieur, composés chacun d'un élément à section semi-circulaire oblique par rapport à une souche venue de fabrication avec lui et destinée à recevoir un tube du cadre de la machine, les tranches latérales des parties en gouttière de chacun de ces éléments de raccord étant soudées électrique- ment par rapprochement avec les tranches latérales des parties extrêmes d'un élément conjugué unique en forme de gouttière qui constitue l'ensemble de la partie antérieure du tube de direction, les tranches tournées l'une vers l'autre de chacun des deux éléments de raccord étant soudées entre elles, soit directement,
soit par l'intermédiaire d'un élément postérieur en forme de gouttière dont les tranches latérales sont à leur tour soudées aux tranches'latérales opposées de l'élément an- térieur du tube de direction,
La figure 1 du dessin ci-annexé est une vue perspective d'un raccord supérieur de tube de direction pour cadres de bi- cyclette fabriqué à partir de deux éléments métalliques matricés suivant l'invention, les traits pointillés indiquant les cou- tures d'assemblage.
La figure 2 montre les deux éléments du raccord avant leur assemblage par soudure autogène.
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La figure 3 est une vue en plan de l'ébauche destinée à constituer le plus petit élément du raccord.
La figure 4 est une vue en plan de l'ébauche représentée à la figure précédente après qu'on l'a façonnée en gouttière par matriçage, tandis que la Figure 5 est une vue de bout de cette même ébauche matricée.
La figure 6 est une vue en plan de l'ébauche de métal destinée à former l'autre élément du raccord.
La figure 7 est une vue en plan de cette même ébauche après qu'on la soumise à une opération préparatoire de matriçage, tandis que la figure 8, qui est une coupe suivant la ligne VIII- VIII de la fig.7, montre la cuvette ainsi obtenue.
La figure 9 est une vue en coupe de cette ébauche de cu- vette après qu'on la approfondie par une opération complémen- taire.
La figure 10 est une vue en coupe de la pièce matricée après qu'on en a perforé le fond, la figure 11 est une vue en plan de l'ébauche et de son fond de cuvette perforé.
La figure 12 est une vue en coupe de l'ébauche suivant la figure précédente dans la position qu'elle occupe entre le poinçon et la matrice au moment où va être effectuée l'opéra- tion suivante.
La figure 13 est une vue en coupe de la pièce matricée encore engagée dans la matrice à la suite de l'action du poinçon.
La figure 14 est une vue en coupe de la pièce matricée prête à être assemblée par soudure autogène avec la pièce représentée aux figs.4 et 5.
La figure 15 est une vue de la bande de métal dans laquelle seront découpées les ébauches servant à la fabrication de l'un des éléments du raccord.
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La figure 16 montre comment les ébauches destinées à cons- tituer l'autre élément du raccod sont découpées dans une bande métallique unique sans chutes considérables.
La figure 17 montre un ancien procédé pour le découpage d'ébauches destinées à la fabrication de raccords matrices d'une seule pièce.
La figure 18 est une vue perspective montrant l'application de l'invention à la fabrication d'un raccord pour tube de tige de selle.
La figure 19 est une vue en coupe d'un tube de direction pour bicyclette construit .suivant une variante de la présente invention.
La figure 20 représente les divers éléments matrices ser- vant à constituer le tube de direction suivant la figure précé- dente avant qu'ils soient assemblés par soudure autogène.
La figure 21 montre les éléments matrices servant à cons- tituer un tube de direction suivant une autre forme de l'in- vention.
Comme on peut le voir d'après les fig.l à 14 des dessins ci-joints, le raccord perfectionné suivant l'invention et des- tiné à assembler le tube supérieur du cadre d'une bicyclette au tube de direction est composé de deux éléments,1,2 venus de matriçage. Le plus petit élément 1 est obtenu à partir d' une ébauche émtallique plane et rectangulaire a représentée à la fig.3, cette ébauche étant amenée par une simple opération de matriçage à la forme d'une gouttière à section semi-circu- laire représentée aux figs. 4 et 5. L'autre élément matrice 2 est obtenu à partir d'une ébauche métallique plane b ayant la forme que montre la fig.6.
Cette ébauche est soumise à l'action de matrices convenables de façon telle qu'une amorce de cuvette 3 ayant la forme représentée aux figs. 7 et 8 est formée au centre de ladite ébauche,pour être approfondie au cours d'une opération subséquente de matriçage ou d'étirage ainsi que le
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montre la fig.9. Dans le fond de la ouvette 3 on perce ensuite une ouverture 4 ainsi qu'on le voit aux fig.10 et 11, puis la pièce semi-ouvrée ainsi obtenue est placée entre le poinçon 5 et la matrice (fig.13).
La matrice 6 présente une partie en forme de gouttière 7 ouverte à ses bouts et dont le fond 8 est incliné et transversalement courbé; dans ce fond débouche un culot vertical 9, cependant que l'arête supérieure 10 de chaque côté de la partie en gouttière de la matrice constitue un support pour l'ébauche prématricée en cuvette telle qu'elle est représentée. Le poinçon 5 présente une partie courbe 11 qui est la contrepartie de la gouttière 7 de la matrice et qui se prolonge vers le bas par une queue cylindrique 12 arrondie à son extrémité inférieure.
A mesure que le poinçon 5 descend sur la pièce semi- façonnée et supportée ainsi qu'on le voit d'après la fig.13, il dilate la cuvette 3 pour en faire la douille ou souche 13, à bout ouvert, que montre la fig.13, en même temps qu'il façonne la partie restante de l'ébauche semi-finie pour y former la partie en gouttière 14 ouverte à ses deux bouts, cette gouttière à section semi-cylindrique prenant par rapport au fond 8 de la matrice 6 une obliquité prédéterminée et dépendant de l'inclinaison dudit fond. En quittant la matrice le poinçon laisse la pièce matriçée dans la forme représentée à la fig.13, c'est-à-dire, terminée sauf qu'elle n'est pas encore cisaillée.
La pièce dégagée de la matrice est représentée en coupe, après passage à la cisaille, à la fig.14 où l'on voit que le manchon ou souche 13 a une forme légèrement effilée, son épaisseur di- minuant dans la direction de son extrémité extérieure.
D'autre part, le métal présent à l'emplanture de cette souche 13 est épaissi au lieu d'être aminci à cette place comme il peut l'être dans les raccords de cadre obtenus à partir de pièces matriçées suivant d'autres procédés. cela fait, on applique bout à bout les bords longitudinaux
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15 de l'élément en gouttière 1 façonné à partir de la première ébauche a et les bords longitudinaux correspondants 16 de la partie également en gouttière 14 de l'élément muni du manchon ou souche 13, puis on soude électriquement, par rapprochement ou par percussion, ces bords respectifs 15 et 16 ainsi appli- qués l'un sur l'autre.
Les cotés concaves des éléments en gouttière 1 et 14 se font face et forment à eux deux l'autre partie tubulaire du raccord, c'est-àdire la pièce tubulaire principale qui fait partie du tube de direction.
Ce raccord perfectionné peut se fabriquer à peu de frais et sans perte exagérée de métal, comme on peut le voir diaprés la fig.15, les ébauches a destinées à former l'élément en gouttière antérieur 1 du raccord peut se découper dans une lame unique de métal 17 sans aucune chute, cependant que les ébauches b destinées 4 former l'autre élément du raccord peu- vent se découper dans une bande analogue mais plus large 18 représentée à la fig.16. Dans ce dernier cas, les chutes sont indiquées en 19 par des hachures. Lorsque le raccord est fabri- qué à partir d'une ébauche unique ( au lieu de deux ébauches distinctes) suivant un procédé connu pour la fabrication de tels raccords, il faut que l'ébauche soit découpée à la forme représentée en c sur la fig.17.
Il est évident qu'en ce cas les chutes indiquées par les parties hachurées 19 sont beaucoup plus considérables. On estime qu'en fabriquant le raccord à partir de deux ébauches distinctes on réalise une économie de métal s'élevant à 17 % du métal nécessaire, par le procédé an- térieur, pour la fabrication d'un raccord identique, c'est-à-dire partir d'une ébauche unique ayant la forme représentée à la fig.17.
De même dans la production du raccord par le présent procédé, il faut, pour les ébauches, bien moins de métal que dans le cas où le raccord est aussi en deux éléments mais où la liaison se fait dans le plan du cadre de la bicyclette.
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Non seulement le procédé de fabrication d'un raccord sui- vant l'invention procure une sensible économie de métal, mais le raccord lui-même convient tout particulièrement pour une production en série avec soudure électrique à résistance par rapprochement ou par percussion, du fait qu'il est facile de mettre les deux éléments en place dans les électrodes et de les aligner correctement afin qu'on puisse aisément les mettre en contact entre eux.
Les coutures obtenues sont saines et homogènes tandis que les électrodes sont de forme simple et aisément remplaçables. le procédé de fabrication de raccords pour tubes de direc- tion à partir de deux éléments symétriques de tôle venus de matriçage et assemblés par soudure électrique, le joint se trouvant alors dans le plan du raccord et dans celui du cadre de bicyclette, n'a pas donné satisfaction à cause du coût élevé de la fabrication et du remplacement des électrodes et aussi parce que des outils spéciaux étaient nécessaires à chaque stade de la production de chaque moitié de chaque raccord pour chaque angle d'emplantement.
De plus, dans le cas du mode de fabrication en question, la couture courait longitudinale,-lent le long des côtés de la douille ou souche de raccordement, tandis que suivant le présent procédé cette douille ou souche est sans couture et, du fait qu'elle résulte d'une action d'éti- rage ou de filière, sa résistance mécanique est bien supérieure.
Suivant le présent procédé pour fabriquer un raccord, 1' élément antérieur de ce dernier, venu de matriçage à partir de l'ébauche a, a simplement la forme d'une auge ou gouttière et il est le même pour tous les raccords ayant le même diamètre.
Les opérations pour le façonnage de l'autre élément du raccord à partir de l'ébauche b sont communes jusqu'à l'opération de mise hors d'équerre quel que soit l'angle d'emplantement de la souche.
Les outils nécessaires sont extrêmement simples et, comme les électrodes servant pour¯la soudure électrique à résistance par
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rapprochement ou par percussion sont de forme simples, on peut les remplacer facilement et à peu de frais.
Un avantage capital réside en ce que, le raccord étant composé de deux éléments ainsi qu'il a été décrit et les opé- rations de matriçage étant extrêmement simples, il est très facile d'épaissir ou renforcer le raccord en un point voulu quelconque, En fait, on peut facilement donner à l'ensemble du manchon une épaisseur voulue quelconque, ce qui permet d' étirer par une ou plusieurs opérations subséquentes l'une quelconque des parties tubulaires du raccord terminé, et cela dans une mesure voulue quelconque dont les limites dépendent de l'épaisseur primitive des parois de ces parties tubulaires, ce qui permet de donner à l'une ou l*autre partie une longueur désirée quelconque.
Il est plus facile de munir l'élément antérieur 1 du racoord de découpures décoratives que lorsqu'une couture des- cendante en occupe le devant, car il est facile de pratiquer cet ajourage par poinçonnage de l'ébauche, soit préalablement à son façonnage à la forme de gouttière désirée, soit au cours même de ce matriçage.
Au besoin, on peut évider l'extrémité supérieure du tube principal du raccord en vue d'y loger une cuvette de roulement à billes.
L'application de l'invention à un raccord inférieur de tube de direction, ou au raccord médian destiné à une bicyclette de dame est à peu près telle qu'elle a été décrite ci-dessus.
La fig.18 montre l'application de l'invention au raccord du tube de selle d'un cadre de bicyclette, raccord dans lequel la partie tubulaire destinée à être fixée au tube de selle du cadre de la machine comprend un élément en gouttière 14 compor- tant une souche 13 venue de fabrication avec lui et un élément en gouttière conjugué 21 comportant une paire d'oreilles 22 destinées à recevoir un boulon de serrage les bords latéraux
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des deux éléments en gouttière étant soudés électriquement par rapprochement et les coutures étant indiquées par les traits pointillés 23.
L'élément 14 qui porte la souche tubu- laire est venu de matriçage à partir d'une ébauche unique ainsi qu'il a été dit ; et de préférence, l'élément en gouttière 21 qui est pourvu d'oreilles est obtenu par division en deux moitiés de deux pièces matriçées assemblées ainsi qu'il est dit dans la description de la Demande de Brevet déposée au même nom, ce même jour,Ier Octobre .1949,sous le N
Au besoin, l'élément en gouttière qui porte les oreilles peut être obtenu par d'autres procédés,
Les figs .19 et 20 montrent l'application d'une variante de l'invention au tube de direction d'un cadre de cycle.
Ce tube de direction comprend deux éléments de raccord, l'un supérieur et l'autre inférieur, comprenant chacun une partie à section semi-circulaire ou en forme de gouttière, indiquée en 14 et une douille ou souche 13 venue de fabrication avec elle de la façon déjà décrite, c'est-àdire par matriçage et étirage, ladite douille ou souche, qui peut se trouver orien- tée de façon quelconque, constituant une partie tubulaire des- tinée, suivant le cas, à recevoir le tube supérieur ou le tube oblique antérieur du cadre d'une bicyclette. Toutefois, on donne à ces parties en gouttières 14 des deux éléments de douille une longueur plus grande et on les soude bout à bout de manière à former la moitié postérieure du tube de direction.
Ces deux raccords sont complétés par un élément opposé unique 24 en forme de gouttière qui constitue en même temps la moitié antérieure du tube de direction, les tranches latérales des parties en gouttière 14 des deux éléments de raccord étant affrontées avec les tranches correspondantes dudit élément en gouttière 24 et assemblées avec elles par rapprochement ou par soudure à percussion. Les coutures sont indiquées en 25 sur la fig.19.
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On peut adopter une autre forme de tube de direction qu'on a représentée à la fig.21. Suivant ce mode de construc- tion les parties en gouttière 14 des deux éléments à souche sont de longueur normale et sont soudées par rapprochement ou par percussion chacune à l'une des tranches extrêmes d'un élé- ment en gouttière commun 26 qui complète les raccords supérieur et inférieur et forme en même temps la partie antérieure du tube de direction.
En ce cas, ce dernier est complété par une pièce en gouttière 27 plus courte dont les tranches latérales sont appliquées contre les tranches correspondantes de la partie intermédiaire de l'élément en gouttière 26 avec lesquelles elles sont de même soudées par rapprochement ou percussion, ledit élément plus court 27 venant s'emboîter étroitement entre les parties 14 des deux éléments de raccord et ayant ses extré- mités opposées soudées à ces parties par rapprochement ou percussion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.