FR2961473A3

FR2961473A3 - Tube for framework of bicycle, has resistance stainless steel alloy plate folded by using stamping die to form circularity and winding around metal forming die and using welding mechanism to apply welding to body to form tubular body

Info

Publication number: FR2961473A3
Application number: FR1054774A
Authority: FR
Inventors: Ching-Chi Chung; Jiin-Kuen Yang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-12-23
Anticipated expiration: 2016-06-16
Also published as: FR2961473B3

Abstract

The tube has a high resistance stainless steel alloy plate (20) folded by using a stamping die (50) to form a required circularity and winding around a metal forming die (40) in a helicoid manner to form a helicoidal rolled tube body and by using a welding mechanism to apply welding to the helicoidal rolled tube body to form a hollow tubular body. The plate is supplied toward the metal forming die by a supplying mechanism (30). The metal forming die comprises an anterior portion forming a metal forming end (41) and a posterior portion forming a discharge end (42).

Description

(a) Domaine technique de l'invention La présente invention concerne d'une manière générale un tube de cadre de bicyclette, et plus particulièrement un tube permettant de fabriquer un cadre de bicyclette, qui est constitué en exécutant une opération de laminage à froid/emboutissage sur une plaque en alliage d'acier inoxydable à haute résistance pour déformer la plaque en un corps tubulaire creux hélicoïdal enroulé, qui est ensuite soumis à un soudage le long de la jointure hélicoïdale pour fournir de ce fait un tube creux qui est de résistance mécanique améliorée et n'est pas susceptible de déformation. (b) Description de l'art antérieur Comme illustré sur les figures 1 et 2 des schémas joints, un procédé classique pour fabriquer un tube de cadre de bicyclette consiste à souder une tôle de manière former un corps tubulaire creux 10 (qui est un tube soudé). Le procédé général pour une telle manière de fabriquer un tube de cadre de bicyclette consiste tout d'abord à réaliser un laminage d'une plaque métallique 11 par roulement et à plier cette plaque afin de transformer une plaque métallique plate en une pièce circulaire de forme tubulaire, puis à effectuer un soudage le long des extrémités adjacentes de la plaque roulée 11 afin de fixer la plaque roulée 11 dans cette forme tubulaire pour servir de corps tubulaire creux 10. Un cordon 12 de soudage est ainsi formé sur le corps tubulaire sous une forme essentiellement linéaire. D'une manière générale, le cordon 12 de soudage est la partie du corps tubulaire qui a une résistance mécanique faible et est la partie du corps tubulaire 10 qui est la plus susceptible de se déformer et de se casser. Ainsi, en raison d'un tel problème, la présente invention vise à fournir un tube qui est constitué en réalisant un laminage à froid/emboutissage et soudage sur une plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance afin de former un tube de haute qualité, qui fait preuve d'une résistance à la traction et d'une résistance à la fatigue améliorées lorsqu'il est utilisé en tant que tube de cadre de bicyclette. RESUME DE L'INVENTION L'objectif de la présente invention est de surmonter le problème de la mauvaise qualité d'un corps tubulaire creux réalisé avec les procédés conventionnels en fournissant un corps tubulaire creux qui est constitué en appliquant un soudage à une plaque à façonner en alliage d'acier inoxydable de haute résistance le long d'un tracé hélicoïdal, de sorte que le corps tubulaire, lorsqu'il est utilisé en tant que tube pour fabriquer un cadre de bicyclette, fait preuve d'une résistance mécanique améliorée et n'est pas susceptible de déformation. Pour atteindre cet objectif, selon la présente invention, une plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance est chargée dans un mécanisme d'alimentation pour alimenter la plaque d'alliage dans une matrice de formage afin qu'elle soit traitée par une opération de laminage à froid/emboutissage de manière à être enroulée autour de la matrice de formage afin de former un corps hélicoïdal assimilable à un tube, qui est alors soumis à un soudage pour former de ce fait un corps tubulaire. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 montre schématiquement un procédé conventionnel pour le formage d'un corps tubulaire creux. (a) Technical Field of the Invention The present invention generally relates to a bicycle frame tube, and more particularly to a tube for manufacturing a bicycle frame, which is formed by performing a cold rolling operation. stamping on a high strength stainless steel alloy plate to deform the plate into a coiled tubular hollow tubular body, which is then welded along the helical join to thereby provide a hollow tube which is of resistance improved mechanics and is not susceptible to deformation. (b) Description of the Prior Art As illustrated in FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings, a conventional method for making a bicycle frame tube is to weld a sheet to form a hollow tubular body 10 (which is a tube welded). The general method for such a way of manufacturing a bicycle frame tube is first to roll a metal plate 11 in a rolling manner and to bend the plate so as to convert a flat metal plate into a circular shaped part. tubular, then to perform a welding along the adjacent ends of the rolled plate 11 in order to fix the rolled plate 11 in this tubular form to serve hollow tubular body 10. A weld bead 12 is thus formed on the tubular body in a essentially linear form. Generally, the weld bead 12 is the portion of the tubular body that has low mechanical strength and is the part of the tubular body 10 that is most likely to deform and break. Thus, because of such a problem, the present invention aims to provide a tube which is formed by performing cold rolling / stamping and welding on a high strength stainless steel alloy plate to form a high tube. quality, which exhibits improved tensile strength and fatigue resistance when used as a bicycle frame tube. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome the problem of the poor quality of a hollow tubular body made with conventional methods by providing a hollow tubular body which is formed by applying a weld to a forming plate. made of a high-strength stainless steel alloy along a helical path, so that the tubular body, when used as a tube for making a bicycle frame, exhibits improved mechanical strength and is not susceptible to deformation. To achieve this objective, according to the present invention, a high strength stainless steel alloy plate is loaded into a feed mechanism to feed the alloy plate into a forming die so that it is processed by an operation. cold-rolling / drawing method to be wrapped around the forming die to form a tube-like helical body, which is then welded to thereby form a tubular body. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 schematically shows a conventional method for forming a hollow tubular body.

La figure 2 montre schématiquement un corps tubulaire creux formé avec le procédé conventionnel. Figure 2 schematically shows a hollow tubular body formed with the conventional method.

La figure 3 est une vue schématique, de côté, en élévation, montrant la formation d'un corps tubulaire avec une opération de laminage à froid/emboutissage selon la présente invention. La figure 4 est une vue schématique d'extrémité montrant une étape initiale de l'opération de laminage à froid/emboutissage effectuée sur une plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance selon la présente invention. La figure 5 est une vue schématique d'extrémité montrant une étape suivante de l'opération de laminage à froid/emboutissage effectuée sur une plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance selon la présente invention. Figure 3 is a schematic, side elevational view showing the formation of a tubular body with a cold rolling / stamping operation according to the present invention. Fig. 4 is a schematic end view showing an initial step of the cold rolling / stamping operation performed on a high strength stainless steel alloy plate according to the present invention. Fig. 5 is a schematic end view showing a next step of the cold rolling / stamping operation performed on a high strength stainless steel alloy plate according to the present invention.

La figure 6 est une vue schématique, de côté, en élévation, montrant la formation d'un corps tubulaire selon la présente invention après l'accomplissement de l'opération de laminage à froid/emboutissage. La figure 7 est une vue schématique, de côté, en élévation, montrant une opération de soudage effectuée sur un corps tubulaire formé selon la présente invention. Fig. 6 is a schematic, side elevational view showing the formation of a tubular body according to the present invention after completion of the cold rolling / stamping operation. Figure 7 is a diagrammatic, side elevational view showing a welding operation performed on a tubular body formed in accordance with the present invention.

La figure 8 est vue en perspective montrant un corps tubulaire formé selon la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FORMES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉES Un exemple qui est applicable à une plaque en acier inoxydable de haute résistance, tel que l'alliage d'acier inoxydable d'ASTM A693 (USN S17400) ou d'ASTM A564 selon la présente invention, sera décrit ci-après pour une meilleure compréhension de la présente invention. Il sera compris, cependant, que la présente invention est également applicable à d'autres matériaux. En référence à la figure 3 des schémas annexés, il apparaît qu'une plaque 20 en alliage d'acier inoxydable de haute résistance est tout d'abord chargée dans un mécanisme d'alimentation 30, et que le mécanisme d'alimentation 30 alimente la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 dans une matrice de formage 40 d'une façon commandée. Dans un mode de réalisation préféré, la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 a une largeur prédéterminée et l'épaisseur de la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est comprise entre 0,5 mm et 3,0 mm. La matrice de formage 40 est sous la forme d'une barre cylindrique ayant une portion antérieure formant une extrémité de formage 41 et une portion postérieure formant une extrémité de décharge 42. L'extrémité de formage a un diamètre qui est plus petit qu'un diamètre de l'extrémité de décharge 42. L'extrémité de formage 41 comprend une surface formant une partie d'emboutissage 43 ci-dessus de laquelle se trouve une matrice d'emboutissage 50. La matrice d'emboutissage 50 est pilotée par une machine d'emboutissage pour exécuter des mouvements successifs ascendants et descendants. La matrice d'emboutissage 50 a une partie inférieure formant une portion 51 renfoncée qui correspond à la partie d'emboutissage 43 et est en regard de celle-ci. Figure 8 is a perspective view showing a tubular body formed in accordance with the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example that is applicable to a high strength stainless steel plate, such as the ASTM A693 (USN S17400) or ASTM A564 stainless steel alloy according to the present invention, will be described below for a better understanding of the present invention. It will be understood, however, that the present invention is equally applicable to other materials. Referring to Figure 3 of the accompanying drawings, it appears that a plate 20 of high strength stainless steel alloy is first loaded into a feed mechanism 30, and that the feed mechanism 30 feeds the feed. high strength stainless steel alloy plate 20 in a forming die 40 in a controlled manner. In a preferred embodiment, the high strength stainless steel alloy plate 20 has a predetermined width and the thickness of the high strength stainless steel alloy plate 20 is between 0.5 mm and 3, 0 mm. The forming die 40 is in the form of a cylindrical bar having an anterior portion forming a forming end 41 and a posterior portion forming a discharge end 42. The forming end has a diameter which is smaller than one diameter of the discharge end 42. The forming end 41 comprises a surface forming a stamping portion 43 above which is a stamping die 50. The stamping die 50 is driven by a machine stamping to execute successive ascending and descending movements. The stamping die 50 has a lower portion forming a recessed portion 51 which corresponds to the stamping portion 43 and faces it.

En se rapportant en outre aux figures 4 et 5, il apparaît que, lorsque la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est alimentée par le mécanisme d'alimentation 30 à la matrice de formage 40, la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est disposée selon un angle par rapport à la matrice de formage 40. L'angle peut aller de préférence de 30 à 60 degrés. La plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est conduite à passer par la partie d'emboutissage 43 de l'extrémité 41 de formage de la matrice de formage 40 et est soumise à une pression par la matrice d'emboutissage 50 pour subir une déformation. La déformation de la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est déterminée par la concordance des formes entre la partie d'emboutissage 43 et la partie renfoncée 51 formée à la partie inférieure de la matrice d'emboutissage 50, de même que par la force de rappel de l'acier inoxydable de haute résistance, de manière à ce que l'emboutissage forme une circularité désirée, adaptée à être appliquée sur la surface circulaire de l'extrémité de décharge 42 qui est légèrement plus grande que l'extrémité 41 de formage. Referring further to FIGS. 4 and 5, it is apparent that when the high strength stainless steel alloy plate 20 is fed by the feed mechanism 30 to the forming die 40, the alloy plate of High strength stainless steel 20 is disposed at an angle to the forming die 40. The angle can preferably be from 30 to 60 degrees. The high strength stainless steel alloy plate 20 is passed through the stamping portion 43 of the forming end 41 of the forming die 40 and is pressurized by the stamping die 50 for to undergo a deformation. The deformation of the high strength stainless steel alloy plate 20 is determined by the match of the shapes between the stamping portion 43 and the recessed portion 51 formed at the lower portion of the stamping die 50, as well as by the restoring force of the high-strength stainless steel, so that the stamping forms a desired circularity, adapted to be applied to the circular surface of the discharge end 42 which is slightly larger than the end 41 of forming.

Avec l'exécution de l'alimentation en continu et de l'emboutissage subséquent, la plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 est enroulée sous une forme hélicoïdale pour former un corps assimilable à un tube qui est déplacé pour entourer l'extrémité de décharge 42 de la matrice de formage 40. Une fois qu'une longueur axiale désirée du corps hélicoïdal assimilable à un tube enroulé est atteinte, le corps assimilable à un tube est retiré de l'extrémité de décharge 42 de la matrice de formage 40 comme montré sur la figure 6. La plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 qui a été ainsi traitée par l'opération de laminage à froid/emboutissage présente un espace ou une jointure hélicoïdale qui est défini par des bords adjacents s'étendant hélicoïdalement de la plaque qui sont placés au plus près l'un de l'autre. Un mécanisme 60 de soudage est utilisé pour effectuer une opération de soudage entre les bords adjacents, qui s'étendent de manière hélicoïdale autour du corps assimilable à un tube pour fixer les bords l'un à l'autre afin de former un corps tubulaire creux 70 (comme montré sur les figures 7 et 8). Dans le procédé décrit ci-dessus de formation du corps tubulaire 70, étant donné que le corps tubulaire 70 est constitué par un laminage à froid/emboutissage d'une plaque en alliage d'acier inoxydable de haute résistance 20 sous forme d'un corps hélicoïdal assimilable à un tube, puis par la réalisation d'un soudage le long des bords en vis-à-vis d'un tracé s'étendant de manière hélicoïdale avec un mécanisme de soudage 60 pour former le corps tubulaire, le tracé de soudage ainsi formé est réparti sur une circonférence du corps tubulaire 70 de façon hélicoïdale et uniforme, de sorte que les contraintes provoquées par une tension exercée à l'intérieur du corps tubulaire 70 est essentiellement uniforme, que la résistance mécanique du corps tubulaire 70 est améliorée, et que la déformation peut être réduite. De plus, étant donné que l'alliage d'acier inoxydable de haute résistance présente une meilleure résistance à la traction et une meilleure résistance à la corrosion, employer le corps tubulaire 70 pour fabriquer un cadre de bicyclette améliore de manière certaine la qualité et la performance d'une bicyclette fabriquée avec un tel tube. With the performance of the continuous feed and subsequent stamping, the high strength stainless steel alloy plate 20 is wound into a helical shape to form a tube-like body which is moved to surround the tube. discharge end 42 of the forming die 40. Once a desired axial length of the coil-like helical body is reached, the tube-like body is removed from the discharge end 42 of the forming die. 40 as shown in FIG. 6. The high strength stainless steel alloy plate 20 which has been thus treated by the cold rolling / stamping operation has a space or a helical join which is defined by adjacent edges. extending helically from the plate which are placed closer to each other. A welding mechanism 60 is used to perform a welding operation between the adjacent edges, which helically extend around the tube-like body to secure the edges to one another to form a hollow tubular body. 70 (as shown in Figures 7 and 8). In the above-described method of forming the tubular body 70, since the tubular body 70 is formed by a cold rolling / stamping of a high strength stainless steel alloy plate 20 in the form of a body helicoidal comparable to a tube, then by performing a welding along the edges vis-à-vis a course extending helically with a welding mechanism 60 to form the tubular body, the welding pattern thus formed is distributed over a circumference of the tubular body 70 helically and uniformly, so that the stresses caused by a tension exerted within the tubular body 70 is substantially uniform, that the mechanical strength of the tubular body 70 is improved, and that the deformation can be reduced. In addition, since the high strength stainless steel alloy exhibits improved tensile strength and corrosion resistance, employing the tubular body 70 to make a bicycle frame certainly improves the quality and durability of the bicycle. performance of a bicycle made with such a tube.

Claims

REVENDICATIONS1. Bicycle frame tube, characterized in that it is formed by stamping a plate (20) of high strength stainless steel alloy by means of a stamping die (50) to bend the plate (20). ) to form a desired circularity and winding around a forming die (40) in a helical manner to form a helicoidally wound tube-like body, and using a welding mechanism (60) to apply tube-like body welding to form a hollow tubular body (70).

Bicycle frame tube according to claim 1, characterized in that the high-strength stainless steel alloy plate (20) is fed to the forming die (40) by a feed mechanism (30), the forming die (40) having an anterior portion forming a forming end (41) and a rear portion forming a discharge end (42), the forming end (41) having a diameter which is smaller than the discharge end (42), the forming end (41) having a surface forming a drawing portion above which the stamping die (50) is disposed, the stamping die (50) being driven by a stamping machine to provide successive ascending / descending movements, the stamping die (50) having a lower portion forming a recessed portion (51) which corresponds to the stamping portion (43) and is screwed of the latter, the plate (20) in high strength stainless steel alloy being fed by the feed mechanism (30) at the forming end (41) of the forming die (40) and being pressurized by the stamping die (50) to obtain the desired circularity, such that the high-strength stainless steel alloy plate (20) is helically wound to form a tube-like body having a helically extending seam, which is welded by the welding machine (60) to form the hollow tubular body (70).

Bicycle frame tube according to claim 1, characterized in that the high strength stainless steel alloy plate (20) has a thickness ranging from 0.5 mm to 3.0 mm.