Procédé de fabrication d'un raccord pour tubés de cadre de bicyclette et raccord obtenu par ce procédé. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un raccord pour tubes de cadre de bicyclette, comprenant au moins deux parties tubulaires orientées obli- quement l'une par rapport à l'autre et desti nées à recevoir des éléments adjacents de la bicyclette, .ce raccord servant, par exemple, à relier le tube de direction du cadre au tube supérieur et au tube oblique antérieur, 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 des raccords par tel ou tel des procédés suivants: 1 Sous forme de moulage de fonte malléa ble venus d'une seule pièce. Ce procédé pré sente les inconvénients suivants: a) Pour faciliter l'écoulement du métal à la coulée, il faut que la pièce ait en cer tains points une épaisseur plus forte que ne l'exige la résistance mécanique 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 mou lage.
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 traite ment thermique, on constate souvent qu'après l'usinage la paroi de tel ou tel manchon tubu laire est dangereusement amincie et affaiblie. d) La surface de la pièce moulée est ru gueuse et inégale, d'où la nécessité de la limer ou de la polir avant de l'émailler.
e) Les pièces moulées sont d'un prix de revient élevé.
2 A partir d'une ébauche métallique unn'- que dans laquelle on a façonné par matri çage, ou autrement, l'un des manchons tubu laires, l'ébauche partiellement façonnée étant ensuite cintrée vers la haut de manière à for mer l'autre manchon tubulaire. Ce procédé présente les inconvénients suivants: a) La partie du manchon tubulaire qui est constituée par le milieu de l'ébauche cin trée vers le haut a tendance à s'aplatir.
b) La majeure partie du métal de la pla que dans laquelle l'ébauche est poinçonnée ; passe dans les chutes, ce qui est autant de perdu.
c) Il faut employer un jeu d'outils parti culier pour chaque angle d'emplantement entre les deux manchons 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 (i) le courant de soudage serait court- circuité par le corps du raccord; (ü) il se produirait une usure excessive de l'une des électrodes-matrices, sinon des deux, à cause du mouvement relatif qui se produirait. entre le corps du rac cord et cette ou ces matrices à mesure que se ferme l'interstice entre les tran ches de l'ébauche centrée;
<I>(iii)</I> 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 courbure créerait une résistance électrique indési rable entre le métal de l'ébauche et les électrodes.
e) Il est impossible d'éviter un amincisse ment du métal à la jonction entre les deux parties tubulaires, d'où diminution de la résistance mécanique en un point où la fatigue est particulièrement, intense. Pour re médier à ce défaut, il est courant d'insérer des manchons de consolidation à l'intérieur des parties tubulaires.
3 A partir de deux ébauches qu'on fa çonne par matriçage et qu'on assemble par soudure autogène, chacune constituant une moitié d'un raccord divisé dans le plan du cadre de bicyclette. 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, ii 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 par résistance, il faut. de même disposer de deux jeux d'électrodes-matrices à chaque variation de l'angle entre les axes des parties tubu laires.
c) Il est impossible de réaliser des dis positifs satisfaisants pour bloquer les deux moitiés dans les électrodes-matrices corres pondantes de l'appareil de soudage.
La présente invention a pour but de ren dre ces procédés moins coûteux et de dimi nuer le nombre d'opérations à effectuer par rapport aux raccords d'acier matricé fabri qués jusqu'à ce jour et qui non seulement ne présente aucun des désavantages énumérés ci-dessus, mais se prête, en outre, à l'emploi de procédés modernes de soudage électrique par rapprochement.. Ce procédé peut convenir tout. particulièrement pour fabriquer les rac cords 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.
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce qu'on forme le raccord au moins par deux ébauches métalliques dont l'une est pressée en forme de gouttière ouverte à ses bouts et dont l'autre est formée par des opé rations de pressage et d'étirage en un man chon constituant l'une des parties tubulaires du raccord et dont le reste de cette ébauche est pressé en une gouttière ouverte à ses bouts, en ce qu'on prévoit un angle diffé rant de l'équerre entre cette gouttière et ce manchon, en ce qu'on place tranche contre tranche les bords latéraux de l'un et l'autre éléments en gouttière et les unit par soudure électrique par résistance.
L'invention a également pour objet un raccord obtenu par ce procédé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention, obtenues par la mise en aeuvre du procédé objet. de l'invention.
La fig. 1 est une vue perspective d'un raccord supérieur de tube de direction pour cadres de bicyclette fabriqué à partir de deux éléments métalliques matricés, les traits poin tillés indiquant les coutures d'assemblage.
La fig. 2 montre les deux éléments du raccord avant leur assemblage par soudure autogène.
La fig. 3 est une vue en plan de l'ébau che destinée à constituer le plus petit élément du raccord.
La fig. 4 est une vue en plan de l'ébau- go che représentée à la figure précédente après qu'on l'a façonnée en gouttière par matri çage, tandis que la fig. 5 est une vue de bout de cette même ébauche matricée. La fig. 6 est une vue en plan de l'ébau che de métal destinée à former l'autre élément du raccord.
La fig. 7 est une vue en plan de cette même ébauche après qu'on l'a soumise à une opération préparatoire de matriçage, tandis que la fig. 8, qui est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la fig. 7, montre la cu vette ainsi obtenue.
lia fig. 9 est une vue en coupe de cette ébauche de cuvette après qu'on l'a approfon die par une opération complémentaire.
La fig. 10 est une vue en coupe de la pièce matricée après qu'on en a perforé le fond.
La fig. 11 est une vue en plan de l'ébau- elie et de son fond de cuvette perforé.
La fig. 12 est une vue en coupe de l'ébau- ebe suivant la figure précédente dans la po sition qu'elle occupe entre le poinçon et la matrice au moment où va être effectuée l'opé ration. suivante.
La fi,-. 1.3 est une vue en coupe de la pièce matricée encore engagée dans la matrice à la suite de l'action du poinçon.
lia fig. 14 est une vue en coupe de la pièce matrieée prête à être assemblée par sou dure autogène à la pièce représentée aux fig. 4 et 5.
La fig. 15 est une vue de la bande de métal dans laquelle seront découpées les ébau ches servant à la fabrication du premier élé ment du raccord.
La fig. 16 montre comment les ébauches destinées à constituer l'autre élément du rac cord sont découpées dans une bande métalli que unique sans chutes considérables.
La fig. 17 montre un ancien procédé pour le découpage d'ébauches destinées à la fabri cation de raccords matricés d'une seule pièce.
La fig. 18 est une vue perspective mon trant un raccord pour tube de tige de selle. La fig. 19 est une vue en coupe d'un tube de direction pour bicyclette.
lia fig. 20 représente les divers éléments matricés servant à constituer le tube de direc tion de la figure précédente avant qu'ils soient. assemblés par soudure autogène. La fig. 21 montre les éléments matricés servant à constituer un tube de direction.
Comme on peut le voir d'après les fig. 1 à 14 du dessin ci-joint, le raccord destiné 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 métallique plane et rectan gulaire a représentée à la fig. 3, cette ébau che étant amenée par une simple opération de matriçage à la forme d'une gouttière à section semi-circulaire représentée aux fig. 4 et 5. L'autre élément matricé 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 fig. 7 et 8 est formée au centre de ladite ébauche pour être approfondie au cours d'une opération subsé quente de matriçage ou d'étirage, ainsi que le montre la fig. 9. Dans le fond de la cuvette 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. 12).
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 cha que côté de la partie en gouttière de la ma trice constitue un support pour l'ébauche pré- matricée en cuvette telle qu'elle est repré sentée.
Le poinçon 5 présente une partie courbe 11 qui est la contrepartie de la gout tière 7 de la matrice et qui se prolonge vers le bas par iuie 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. 12, il dilate la cuvette 3 pour en faire le manchon 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 gout tière 14 ouverte à ses deux bouts, cette gout- tière à section semi-cylindrique prenant par rapport au fond 8 de la matrice 6 une obli quité prédéterminée, dépendant de l'incli naison dudit fond et. différant de l'équerre (90 ).
En quittant la, matrice, le poinçon laisse la pièce matricée 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 13 a une forme légèrement effilée, son épaisseur diminuant dans la di rection de son extrémité extérieure. D'autre part, le métal présent à l'emplanture de ce manchon 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 matricées suivant d'autres procédés.
Cela fait, on applique bout à bout les bords longitudinaux 15 de l'élément en gout tière 1 façonné à partir de la première ébau che a et les bords longitudinaux correspon dants 16 de la partie également en gouttière 14 de l'élément muni du manchon 13, puis on soude électriquement, par rapprochement ou par percussion, ces bords respectifs 15 et 16 ainsi appliqués l'un sur l'autre. Les côtés concaves des éléments en gouttière 1 et. 14 se font face et forment à eux deux l'autre partie tubulaire du raccord, c'est-à-dire la pièce tubulaire principale qui fait partie du tube de direction.
Ce raccord peut se fabriquer à peu de frais et sans perte exagérée de métal, Comme on peut le voir d'après la fig. 15, les ébau ches a destinées à former l'élément en gout tière antérieur 1 du raccord peut se découper dans mie lame unique de métal 17 sans au cune chute, cependant que les ébauches b destinées à former l'autre élément du raccord peuvent se découper dans tune 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 fabriqué à partir d'in ébauche inique (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 indi quées par les parties hachurées 19 sont beau coup plus considérables.
On estime qu'en fabriquant le raccord à partir de deux ébau ches distinctes, on réalise une économie de métal s'élevant à 17 p/o du métal nécessaire, par le procédé antérieur, pour la fabrication d'un raccord identique, c'est-à-dire à partir d'une ébauche unique ayant la forme repré sentée à la. fig. 17, De même, dans la fabri cation 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.
Non seulement le procédé de fabrication d'un raccord tel que décrit procure une sen sible économie de métal, mais le raccord lui- même convient tout particulièrement pour une production en série avec soudure électri que par 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.
Suivant le présent procédé pour fabri quer im raccord, l'élément antérieur 1 de ce dernier, venu de matriçage à partir de l'ébau <I>che a,</I> a simplement la forme d'une 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 sou dure électrique par résistance, par rappro chement ou par percussion. sont de formes 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 opérations de matri- gage 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 per met 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 limi tes dépendent de l'épaisseur primitive des parois de ces parties tubulaires, ce qui per met de donner à l'une ou l'autre partie une longueur désirée quelconque.
Il est plus facile de munir l'élément anté rieur 1 du raccord de découpures décoratives que lorsqu'une couture descendante 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 gouttières désirée, soit a.u cours même. de ce matricage.
Au besoin, on peut évider l'extrémité su périeure 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'in vention 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 .comportant un man chon 13 venu de fabrication avec lui et -Lui élément en gouttière 21 comportant une paire d'oreilles 22, écartées l'une de l'autre et desti nées à recevoir un boulon de serrage, les bords latéraux des deux éléments en gouttière étant, soudés électriquement par rapproche ment et :les coutures étant indiquées par les traits pointillés 23.
L'élément 14 qui porte le manchon tubulaire 13 est venu de matriçage à partir d'une ébauche unique ainsi qu'il a été dit; toutefois et de préférence, l'élément en gouttière 21 qui est pourvu d'oreilles est obtenu par division en deux moitiés de deux pièces matricées assemblées par un procédé connu. Au besoin, l'élément en gouttière qui porte les oreilles peut être obtenu par d'autres procédés.
Les fig. 19 et 20 montrent un raccord pour la fixation du 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 un manchon 13 venu de fabrication avec elle de la. façon déjà décrite, c'est-à-dire par matriçage et étirage, ledit manchon, qui peut se trouver orienté de façon quelconque, constituant une partie tubulaire destinée, 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 gouttière 14 des deux éléments de manchon une longueur plus grande et on les soude bout à bout de ma nière 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 élé ment en gouttière 24 et soudées directement à elles par rapprochement ou par percussion. Les coutures sont indiquées en 25 sur la fig. 19.
On peut adopter une autre forme de tube de direction qu'on a représentée à la fig. 21. Suivant. ce mode de construction, les parties en gouttière 14 des deux éléments à manchon sont de longueur normale et sont soudées de bout par rapprochement ou par percussion chacune à l'une des tranches extrêmes . d'un élément 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 com plété par une pièce en gouttière 27 plus courte dont les tranches latérales sont appliquées contre les txanchescorrespondantes de la partie intermédiaire de l'élément en gouttière 26 avec lesquelles elles sont de même soudées par rapprochement ou par péreussion, ledit élément plus court 27 venant s'emboîter étroi tement entre les parties 14 des deux éléments de raccord et ayant ses extrémités opposées soudées à ces parties par rapprochement ou par percussion.