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" BOITE DE PEDALIER ET PROCEDE POUR SA FABRICATION".
La présente invention se rapporte aux boites de pédalier pour cadres de bicyclette qui comprennent un corps cylindrique pourvu de deux raccords tubulaires divergents pour l'emman- chement des deux tubes en V du cadre et de raccords tubulaires jumeaux pour l'emmanchement des haubans de fourche arrière.
Jusqu'il présent on a proposé de construire ces coquilles de boîte de pédalier par l'un ou l'autre des procédés suivants :
1.- Sous forme de moulages de fonte mallélable venus d'une seule pièce. Ce procédé présente les inconvénients suivants : pour faciliter l'écoulement du métal à la coulée il faut que la pièce ait en certains points une épaisseur plus forte que ne l'exige la résistance mécanique nécessaire en ce point, de sorte que la boîte a un poids inutilement élevé, b) Il est nécessaire d'usiner les alésages du corps cy- lindrique principal et-des raccords tubulaires,
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c) Les alésages des raccords tubulaires doivent être usinés à des angles relatifs très pécis,
A cause de la distorsion que subit la pièce de fonte mallélable lors de son traitement thermique on constate souvent qu'après l'usinage la paroi des raccords est dangereusement amincie. d) La surface de la pièce est rugueuse et inégale, d'où la nécessité de la limer ou de la polir avant de l'émailler. e) Après le brasage des tubes de cadre dans la boîte de pédalier il est nécessaire de refileter celle-ci en vue du montage des cuvettes de pédalier. Le chauffage de la boite pendant le brasage rend le métal dur et cassant, ce qui rend souvent difficile l'opération nécessaire de refiletage. f) Les boîtes de pédalier sont de fabrication coûteuse.
2.- A partir de tubes étirés sans couture. ce procédé présente les inconvénients suivants : a) Il est coûteux car il exige des opérations nombreuses nécessitant un outillage de grand prix. b) Il est impossible d'éviter l'amincissement du métal aux joints entre les divers raccords tubulaires et le corps de la boîte, d'où réduction de la résistance mécanique en des régions'où la fatigue est particulièrement intense.
3. - A partir d'une ébauche métallique unique dans laquelle on a façonné à la presse ou autrement les raccords pour les tubes de cadre, l'ébauche partiellement façonnée étant ensuite cintrée vers le haut de manière à accoler les raccords des deux tubes descendants et à fermer le corps cylindrique de la boite de pédalier. Ce procédé présente les inconvénients suivants: a) La partie du corps de boîte constituée par le milieu de l'ébauche cintrée a tendance à s'aplatir. b) La soudure bord à bord de l'ébauche cintrée s'effectue généralement à l'acétylène, ce qui est un procédé lent et coûteux qui nécessite l'emploi de spécialistes.
On conçoit qu'il n'est pas possible de réaliser la soudure par résistance
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car: (I) Le courant de soudage serait court-circuité par le corps de la boîte de pédalier; (II) il se produirait une usure excessive de ltune sinon des deux électrodes-matrices à cause du mouvement rela- tif qui se produirait entre le corps de la boîte de pédalier et cette ou ces matrices à mesure que se ferme l'interstice entre les tranches de l'ébauche cintrée ; (III) 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 indésirable entre le métal de l'ébauche et les électrodes.
La présente invention a pour objet un procédé perfectionné pour la fabrication des boîtes de pédalier grâce auquel celle-ci est rendue moins coûteuse et plus rapide que par d'autres pro- cédés connus, cependant qu'il se prête aisément à la produc- tion en masse ou à la chaîne et à l'emploi de la soudure électrique par résistance, notamment à la soudure à rapproche- ment par l'arc électrique.
Le procédé suivant l'invention consiste à former la boîte de pédalier de deux pièces métalliques distinctes matricées dont chacune a une section sensiblement semi-circulaire telle qu'à elles deux elles constituent le corps cylindrique de la boite, à façonner dans l'une d'elles, par matriçage ou par étirage, un raccord destiné à l'un des deux tubes montants du cadre et dans l'autre le raccord de l'autre tube montant et ceux des deux haubans de fourche arrière, ces deux pièces ma- tricées étant ensuite reliées ou assemblées par soudure à rap- prochement par résistance dans la position relative voulue des divers raccords.
La figure 1 des dessins ci-annexés représente une vue de bout d'une boite de pédalier de bicyclette obtenus en soudant ensemble deux pièces de tôle matricées suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan de la boîte, le pointillé indiquant le joint soudé entre les deux pièces,
La figure 3 montre les deux parties de la boite de pédalier avant leur union par soudure.
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La figure 4 est une vue de l'intérieur de l'une des deux parties de la boîte.
La figure 5 est une vue de l'intérieur de l'autre partie.
La figure 6 est une vue de bout des éléments matricés constituant les deux parties de la boîte de pédalier avant l'achèvement des raccords destinés aux montants tubulaires du cadre.
La figure 7 montre en plan les deux pièces matricées avant l'achèvement des raccords destinés aux montants tubulaires.
La figure 8 montre l'intérieur des deux pièces matricées avant l'achèvement des raccords de montant et, pour l'une d'elles, les raccords des haubans de fourches arrière au stade initial de leur formation.
La figure 9 montre l'ébauche de tôle servant au matriçage de l'un comme de l'autre élément de la boite de pédalier.
Comme on le voit aux figures 1 et 2, cette boite de péda- lier perfectionnée a la forme habituelle et comprend un corps oylindrique horizontal 1 ouvert aux deux bouts présentant sur son côté supérieur les raccords divergents habituels 2, 3 affectés aux montants tubulaires du cadre de la bicyclette et sur son coté postérieur les raccords 4 et 5 affectés aux hau- bans de la fourche arrière.
Au lieu d'être faite d'une pièce de fonte malléable, ou d'un assemblage de tubes étirés sans cou- ture, la boite se compose de deux éléments a et b (figures 3 et 4) dont chacun est venu de matriçage dans une ébauche de tôle d'acier et constitue l'une des moitiés longitudinales du corps cylindrique 1 de la boite;
La partie o. de chaque ébauche ou de chaque ébauche partiellement façonnée est refoulée au moyen d'outils appropriés de manière à former une gouttière profonde comme on le/voit aux figures 6 à 8, les côtés de la gouttière étant fermés sur eux-mêmes comme on l'a indiqué en pointillé à la figure 7 au cours d'une opération ultérieure et
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étant ainsi amenés à prendre la forme d'une douille ouverte à ses bouts et constituant suivant le cas le raccord 2 ou 3 servant à recevoir l'un des montants tubulaires du cadre de la bicyclette.
Dans la partie restante de l'ébauche destinée à constituer l'élément b de la boîte de pédalier on façonne à distance l'un de l'autre, par des opérations successives d'é- tirage et de matriçage, deux douilles de diamètre convenable constituant les raccords 4 et 5 affectés aux haubans de la fourche arrière. Ces opérations de cintrage, de refoulement et d'étirage peuvent s'effectuer alors que l'ébauche est à l'état froid, cependant que pour prévenir tout amincissement inadmis- sible du métal à la racine des taccords de hauban 4 et 5 au début de leur façonnage en un seul ou plusieurs temps on peut rassembler le métal de l'ébauche et lui donner une surépaisseur aux points où il s'agit de former ces raccords.
Après que les racoords de montant tubulaire 2, 3 ont été façonnés partielle- ment dans leurs ébauches respectives, et s'il y a lieu avant que les raccords 4 et 5 des haubans de fourche arrière aient été complètement façonnés dans l'une des deux ébauches ainsi qu'il a été dit, on donne par matriçage aux parties restantes des deux ébauches la forme semi-circulaire représentée aux dessins de manière à constituer l'une des moitiés longitudina- les la ou lb du corps cylindrique 1, ouvert. aux deux bouts, de la boîte de pédalier.
La construction est telle que, les tran- ches longitudinales 6a et 6b de ces deux éléments semi0circulaire la et lb ayant été mises bord à bord ( les raccords 2 et 3 des montants tubulaires étant dirigés vers le haut), ils forment un corps cylindrique complet, lesdits raccords venant de même, une fois terminés, s'assembler l'un avec l'autre sous l'angle dé- siré. Les parties affrontées des racines des deux raccords 2, 3 ont la forme quon peut voir sur la figure 1, c'est-à-dire que le bord supérieur de chaque demi-cylindre est cintré vers le haut en son milieu en 7a ou 7b (figures 4 et 5) là où il
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constitue une partie de la paroi du raccord.
Les lèvres ou tranches des parties ç (figures 6 et 7) qui constituent les raccords de montant tubulaire 2 et 3 sont soudés à l'autogène en 8, et les lèvres 7a, 7b des deux moitiés terminées de la boîte de pédalier sont finalement présentées l'une à l'autre et assemblées par soudure électrique, de préférence à l'arc, les bords ainsi assemblés des deux moitiés a et b de la boite se trouvant dans un plan passant à mi-distance entre les deux raccords 2, 3 et par l'axe du corps cylindrique de la boite de pédalier. Au besoin, comme on l'a indiqué à la figure 1, on peut emmancher une bague 9 dans chaque extrémité du corps cylindrique 1.
Venue de matriçage dans deux ébauches de tôle d'acier ainsi qu'il a été dit dans ce qui précède, la boîte de pédalier suivant l'invention est mécaniquement plus résistante qu'une pièce de fonte malléable, et comme il est possible de recourir à la soudure à l'arc par rapprochement, on peut la fabriquer rapidement et à peu de frais; d'autre part, ce procédé de fa- brication convient pour la production à la chaîne, tandis que sont exolus tous risques d'aplatissement du corps cylindrique de la boîte et d'amincissement du métal à la racine des raccords de hauban de fourche arrière.
On peut modifier suivant les besoins l'ordre de succession des opérations d'étirage et de ref oulement.
Si on le juge utile, on peut façonner par étirage les rac- cords destinés aux montants tubulaires du cadre, ce qui supprime les coutures 8. Ces raccords peuvent tous deux et tout comme ceux des haubans de fourche arrière être étirés dans la masse de l'ébauche avant ou après le cintrage de celle-ci en demi- cylindre.
Il faut qu'à la rencontre des lèvres des deux éléments semi- circulaires le joint se trouve dans un plan passant entre les raccords-des deux montants tubulaires, cela permet de former
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ces raccords chacun dans l'une des moitiés de la boite.
REVENDICATIONS
I) Procédé pour la fabrication d'une boite de pédalier pour bicyclette ., caractérisé en ce qu'il consiste à la cons- truire en deux éléments venus de matriçage, chacun ayant une section transversale sensiblement semi-circulaire telle qu'à eux deux ils forment la partie cylindrique du corps de boîte, à façonner par refoulement ou par étirage dans l'un d'eux un raccord destiné à l'un des montants tubulaires du cadre de bicyclette et dans l'autre un autre raccord destiné à l'autre montant tubulaire ainsi que les raccords jumeaux destinés aux haubans de fourche arrière et enfin à assembler ces deux élé- ments par soudure électrique à résistance dans la position an- gulaire convenable des deux raccords de montant tubulaire l'un par rapport à l'autre.
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"BOTTOM BRACKET AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING".
The present invention relates to bottom brackets for bicycle frames which comprise a cylindrical body provided with two divergent tubular connectors for the insertion of the two V-tubes of the frame and twin tubular connectors for the insertion of the fork stays. back.
Until now, it has been proposed to construct these bottom bracket shells by one or the other of the following methods:
1.- In the form of moldings of malleable iron coming from a single piece. This process has the following drawbacks: to facilitate the flow of the metal during casting, the part must at certain points have a greater thickness than required by the mechanical resistance required at this point, so that the box has a unnecessarily high weight, b) It is necessary to machine the bores of the main cylindrical body and the tubular fittings,
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c) The bores of the tubular fittings must be machined at very precise relative angles,
Because of the distortion that the malleable cast iron part undergoes during its heat treatment, it is often observed that after machining the wall of the fittings is dangerously thinned. d) The surface of the part is rough and uneven, hence the need to file or polish it before enameling. e) After brazing the frame tubes in the bottom bracket shell, it is necessary to re-thread the latter in order to assemble the bottom bracket cups. Heating the can during brazing makes the metal hard and brittle, often making the necessary re-threading operation difficult. f) Bottom brackets are expensive to manufacture.
2.- From seamless drawn tubes. this process has the following drawbacks: a) It is expensive because it requires numerous operations requiring expensive tooling. b) It is impossible to avoid the thinning of the metal at the joints between the various tubular fittings and the body of the box, resulting in reduction of the mechanical resistance in regions where fatigue is particularly intense.
3. - From a single metal blank in which the fittings for the frame tubes have been shaped by press or otherwise, the partially shaped blank then being bent upwards so as to fit the fittings of the two down tubes and closing the cylindrical body of the bottom bracket shell. This process has the following drawbacks: a) The part of the box body formed by the middle of the bent blank tends to flatten out. b) Edge-to-edge welding of the bent blank is generally carried out with acetylene, which is a slow and expensive process which requires the use of specialists.
It is understood that it is not possible to carry out resistance welding
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because: (I) The welding current would be short-circuited by the bottom bracket body; (II) There would be excessive wear of one if not of the two electrode-matrixes because of the relative movement which would occur between the body of the bottom bracket and this or these dies as the gap between the dies closes. slices of the arched blank; (III) The blank would have to be bent very exactly to the desired shape before placing it between the electrode-matrixes since any lack of precision in the curvature would create unwanted electrical resistance between the metal of the blank and the electrodes.
The object of the present invention is an improved process for the manufacture of bottom brackets by which the latter is made less expensive and faster than by other known methods, while it lends itself easily to production. in bulk or in the chain and in the use of electric resistance welding, in particular in close proximity welding by the electric arc.
The method according to the invention consists in forming the bottom bracket shell of two distinct stamped metal parts, each of which has a substantially semi-circular section such that they both constitute the cylindrical body of the box, to be shaped in one of 'they, by stamping or drawing, a connector intended for one of the two upright tubes of the frame and in the other the connector of the other upright tube and those of the two rear fork stays, these two mastered parts then being joined or assembled by resistance weld in the desired relative position of the various fittings.
Figure 1 of the accompanying drawings shows an end view of a bicycle bottom bracket obtained by welding together two pieces of stamped sheet according to the invention.
Figure 2 is a plan view of the box, the dotted line indicating the welded joint between the two parts,
Figure 3 shows the two parts of the bottom bracket before they are welded together.
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Figure 4 is an inside view of one of the two parts of the box.
Figure 5 is an interior view of the other part.
Figure 6 is an end view of the die-cast elements constituting the two parts of the bottom bracket shell before the completion of the connections for the tubular uprights of the frame.
Figure 7 shows a plan of the two forged parts before the completion of the fittings for the tubular uprights.
Figure 8 shows the interior of the two die-forged parts before the completion of the pillar fittings and, for one of them, the fittings of the rear fork stays at the initial stage of their formation.
FIG. 9 shows the sheet blank used for stamping both of the element of the bottom bracket.
As can be seen in Figures 1 and 2, this improved pedal box has the usual shape and comprises a horizontal cylindrical body 1 open at both ends having on its upper side the usual divergent connections 2, 3 assigned to the tubular uprights of the frame. of the bicycle and on its rear side the connectors 4 and 5 assigned to the stays of the rear fork.
Instead of being made of a piece of malleable iron, or of an assembly of drawn tubes without seams, the box consists of two elements a and b (figures 3 and 4) each of which is die-stamped in a blank of sheet steel and constitutes one of the longitudinal halves of the cylindrical body 1 of the box;
The part o. of each blank or of each partially shaped blank is upset by means of suitable tools so as to form a deep gutter as shown in Figures 6 to 8, the sides of the gutter being closed on themselves as shown in FIGS. indicated in dotted line in Figure 7 during a subsequent operation and
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being thus brought to take the form of a sleeve open at its ends and constituting, as the case may be, the connector 2 or 3 serving to receive one of the tubular uprights of the frame of the bicycle.
In the remaining part of the blank intended to constitute the element b of the bottom bracket shell, two bushings of suitable diameter are formed at a distance from each other, by successive drawing and stamping operations. constituting the connectors 4 and 5 assigned to the seat stays of the rear fork. These bending, upsetting and stretching operations can be carried out while the blank is in a cold state, however, in order to prevent any inadmissible thinning of the metal at the root of the stay cables 4 and 5 at the start. of their shaping in one or more times, the metal of the blank can be collected and given an extra thickness at the points where it is a question of forming these connections.
After the tubular pillar couplings 2, 3 have been partially shaped into their respective blanks, and if necessary before the couplings 4 and 5 of the rear fork stays have been fully formed into one of the two blanks as has been said, the remaining parts of the two blanks are given by stamping the semicircular shape shown in the drawings so as to constitute one of the longitudinal halves 1a or 1b of the open cylindrical body 1. at both ends, of the bottom bracket.
The construction is such that, the longitudinal slits 6a and 6b of these two semi-circular elements 1a and 1b having been placed edge to edge (the connections 2 and 3 of the tubular uprights being directed upwards), they form a complete cylindrical body. , said fittings coming in the same way, once completed, fit together at the desired angle. The facing parts of the roots of the two fittings 2, 3 have the shape that can be seen in figure 1, that is to say that the upper edge of each half-cylinder is bent upwards in its middle at 7a or 7b (figures 4 and 5) where it
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forms part of the wall of the fitting.
The lips or edges of the parts ç (Figures 6 and 7) which constitute the tubular upright fittings 2 and 3 are autogenously welded at 8, and the lips 7a, 7b of the two finished halves of the bottom bracket are finally presented. to each other and assembled by electric welding, preferably with an arc, the edges thus assembled of the two halves a and b of the box lying in a plane passing halfway between the two connectors 2, 3 and by the axis of the cylindrical body of the bottom bracket. If necessary, as indicated in FIG. 1, a ring 9 can be fitted into each end of the cylindrical body 1.
Coming from forging in two sheet steel blanks as has been said in the foregoing, the bottom bracket according to the invention is mechanically more resistant than a piece of malleable cast iron, and as it is possible to use with the arc welding by approach, it can be manufactured quickly and inexpensively; on the other hand, this manufacturing process is suitable for assembly-line production, while there is no risk of flattening the cylindrical body of the box and thinning of the metal at the root of the rear fork stay connectors. .
The order of succession of the stretching and bending operations can be modified as required.
If deemed useful, the fittings for the tubular frame pillars can be drawn by stretching, eliminating the need for seams. 8. Both of these fittings, like those of the rear fork stays, can be stretched in the mass of the frame. 'blank before or after bending it into a semi-cylinder.
It is necessary that where the lips of the two semi-circular elements meet, the seal is in a plane passing between the fittings of the two tubular uprights, this makes it possible to form
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these fittings each in one of the halves of the box.
CLAIMS
I) Process for the manufacture of a bottom bracket for a bicycle, characterized in that it consists in constructing it in two die-stamped elements, each having a substantially semi-circular cross section such that between them. they form the cylindrical part of the box body, to be shaped by upsetting or by stretching in one of them a connector intended for one of the tubular uprights of the bicycle frame and in the other another connector intended for the another tubular upright as well as the twin connectors for the rear fork stays and finally to assemble these two elements by electric resistance welding in the correct angular position of the two tubular upright connectors relative to each other .