Brevet FR2061696A1 — publié le 19710625

i 2061696 La présente invention se rapporte à la fabrication de roues de véhicules et elle concerne, plus particulièrement, la fabrication de roues du type en métal embouti pour véhicules automobiles. 5 Lors de la fabrication de corps de roues en mé tal embouti à partir d'ébauches plates en tôle, le gaspillage de matériau est important car les ébauches doivent être d'abord façonnées à partir d'une forme rectangulaire en une forme circulaire et, au cours des opérations ultérieures de 10 fabrication, on gaspille de nouvelles quantités de matériau en perçant une ouverture centrale et d'autres ouvertures afin de réduire le poids de la roue et aussi pour permettre le refroidissement des freins. L'invention a pour but principal de fournir un 15 procédé par lequel on peut fabriquer des corps de roues en métal embouti en réduisant le gaspillage de métal. Selon la présente invention, un procédé de fabrication d'un corps de roue est caractérisé en ce qu'il consiste à façonner une extrémité d'une ébauche métallique, ayant 20 initialement une forme cylindrique creuse, de manière à former une série de parties de rayons supportant la jante, qui s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de l'ébauche et qui sont circonférentiellement espacées les unes des autres dans la zone radialement extérieure du corps 25 de roue, et à façonner l'autre extrémité de l'ébauche métallique de manière à former une partie de montage du moyeu par l'entremise de laquelle le corps de la roue pourra être monté sur un essieu associé. De préférence, dans le procédé selon l'invention, 30 des zones d'affaiblissement dirigées axialement et espacées circonférentiellement sont formées dans une extréirité de l'ébauche métallique, les parties de l'ébauche situées entre les zones d'affaiblissement étant façonnées de manière à réaliser les parties de rayons de support de jante. Ce procédé permet 35 de former tout nombre désire de parties de rayons. Les zones d'affaiblissement peuvent comprendre des fentes axiales circonférentiellement espacées ou, en variante, des incisions axiales de largeur négligeable. De préférence, les extrémités fermées des fentes ou incisions pré-40 sentent des parties terminales circulaires ou incurvées selon 70 32905 2 2061696 d'autres profils afin de réaliser des fentes ou incisions ayant sensiblement la forme d'un trou de serrure. L'utilisations de fentes ou incisions ayant des extrémités fermées, incurvées empêche le déchirement,des fentes ou incisions pen-5 dant la formation des parties de rayons du corps de roue. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une roue comportant les stades spécifiés ci-dessus de production d'un corps de roue, ainsi qu'une roue obtenue par ce procédé. , , • 10 La description qui va suivre en regard du des sin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif3 fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe par la ligne A-A de la figure 2 d'une ébauche métallique cylindrique convenant 15 pour le procédé de fabrication d'un corps de roue selon l'invention. La figure 2 est une vue en plan suivant la flèche B de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont, respectivement, une coupe 20 transversale et une vue en plan, observées dans le même plan et le même sens que les figures 1 et 2, respectivement, mais montrant l'ébauche après l'expansion d'une extrémité. La figure 5 est une coupe transversale, suivant le même plan que la figure 1, de l'ébauche après la formation 25 de fentes axiales en trou de serrure. Les figures 6 et 7 sont une élévation et une vue en plan, respectivement, de l'ébauche après l'expansion radiale vers l'extérieur des portions de l'ébauche entre les fentes, pour former les parties de rayons du corps de roue. 30 Les figures 8 et 9 sont une élévation et une vue en plan.» respectivement, de l'ébauche après le premier stade de formation de la partie de montage du moyeu du corps de roue. Les figures 10 et 11 sont, respectivement, une coupe transversale et une vue en plan, prises dans le même 35 plan et dans le même sens que les figures 1 et 2, respectivement, de l'ébauche après le second stade de formation de la partie de montage du moyeu du corps de roue. Les figures 12 et 13 sont, respectivement, une coupe transversale et une vue en plan, prises dans le même 40 plan et dans le même sens que les figures 1 et 2, respective 70 32905 3 2061696 ment, de l'ébauche après la formation de nervures en V dans la partie de montage du moyeu du corps de roue. La figure 14 est une vue en plan d'un corps de roue terminé, produit par le procédé selon l'invention. 5 Une ébauche cylindrique creuse 1 en tôle d'a cier (voir les figures 1 et 2) est formée à partir d'un tube étiré ou par roulage d'une bande de tôle d'acier, qu'on soude ensuite (comme indiqué en 2) suivant la ligne axiale de jonction des bords de la bande, après quoi on enlève les ba-10 vures du cordon de soudure. Dans un exemple, représentatif, la bande peut présenter 17,8 cm de largeur, 55,9 cm de longueur et 3,9 mm d'épaisseur. On soumet à une expansion une partie terminale 3 de l'étrauche de manière â lui donner un diamètre plus grand 15 que celui de l'autre partie terminale 4 (voir figures 3 et 4), ladite partie élargie se confondant sans à-coups avec la partie étroite dans la zone centrale 5 de l'ébauche. L'augmentation de diamètre est de l'ordre de 10%. Après l'expansion, on perce la partie élargie 3 20 en quatre points également répartis s.ur la circonférence, pour former des fentes 6 en forme de trou de serrure ayant environ 6,35 mm de largeur, partant axialement de l'extrémité élargie 3 et se terminant par une extrémité circulaire fermée 7 d'environ 25,4 mm de diamètre (voir figure 5). La partie termina-25 le circulaire de la fente est située dans la zone 5 de l'ébauche, c'est-à-dire à l'emplacement où se rejoignent la partie élargie et la partie non élargie. Après cette opération de perçage, on donne à l'extrémité élargie 3 de l'ébauche une forme conique (voir fi-30 gures 6 et 7), dans laquelle les parties 8 qui deviendront les parties de rayons de la roue font un angle d'environ 45° avec la direction axiale, et on monte ensuite l'ébauche entre deux éléments de matrice (non représentés), qu'on referme afin de donner à l'extrémité non élargie de l'ébauche la forme d'une 35 partie de montage du moyeu (voir figures 8 à 11). On effectue cette opération en deux stades ; le premier stade (figures 8 et 9) consiste à former, s'il s'agit d'une roue à quatre boulons de fixation, quatre sertissures 9 également réparties sur la circonférence dans le métal ; et le second stade (figures 40 10 et 11) consiste à emboutir le métal dans les parties ser 70 32905 4 2061696 ties de manière â former quatre creux 10 â fond plat dans lesquels on réalisera ultérieurement les trous pour les boulons de roue. Pendant la formation de la partie de montage du moyeu, on centre l'ébauche en alignement coaxial avec les éléments 5 de matrice à l'aide d'une surface cylindrique de centrage formée sur l'un des éléments de matrice qui serre le bord extérieur de la partie conique de l'ébauche. Une ouverture centrale 11j qui est approximativement carrée quand on l'observe dans la direction axiale, est formée coaxialement dans le corps 10 de roue par l'opération de sertissage, sans aucun enlèvement de matériau. On emboutit ensuite les parties de rayons de la roue -à leur forme approximative finale, les parties radialement extérieures des rayons étant tournées dans le sens axial 15 de manière à former des rebords 12 auxquels une jante métallique peut être ultérieurement fixée, par exemple par soudage ou rivetage. Pendant cette opération, les parties 13 (voir figure 11) du corps de roue situées entre les creux 10 à fond plat prennent la forme de nervures radiales 14 qui sont profi-20 lées en V quand on les observe axialement dans le sens de la flèche C sur la figure 12. Les crêtes 15 des nervures 14 en V sont arrondies et ces nervures sont disposées de manièsft. que leurs sommets 16 soient radialement sur l'extérieur. Les nervures en V confèrent de la rigidité aux parties de rayons. ^5 L'opération finale qu'on exécute sur le corps de roue formé de la façon décrite ci-dessus est une opération d'aplanissement entre des matrices (non représentées), en vue d'établir avec précision les dimensions finales du corps de roue, et c'est au cours de cette opération que l'on forme les trous 17 (figure 14), destinés à recevoir les boulons de fixation de la roue. Dans le procédé qui vient d'être décrit, on remarquera qu.'à l'.exception de l'opération de perçage des trous destinés à recevoir les boulons de la roue, le seul stade qui 35 occasionne une perte de matériau est le découpage des fentes en trou de serrure, dont les dimensions sont relativement réduites, dans le matériau de l'ébauche cylindrique initiale. Après l'opération de formation, ces fentes subissent une expansion et constituent ainsi des ouvertures en forme de seg-ments entre les parties de rayons, ce qui permet de réduire 70 32905 5 2061696 le poids du corps de roue et d'améliorer les caractéristiques de refroidissement des freins ; dans une construction usuelle, pour aboutir à ces mêmes résultats, il aurait fallu percer des trous dans le corps final, avec un gaspillage d'une 5 quantité de matériau proportionnelle à la surface des trous percés. Bien que, dans le procédé qui vient d'être décrit, l'ébauche cylindrique soit pourvue de fentes axiales circonférentiellement espacées, pour permettre la formation 10 des parties de rayons de support de la jante, il est évident que l'ébauche pourrait être simplement pourvue d'entailles axiales de largeur négligeable ; en variante, on pourrait envisager des zones d'affaiblissement dirigées axialement et espacées circonférentiellement, réalisées par d'autres moyens 15 appropriés, par exemple par la formation de zones profondément rainurées ou perforées. Le procédé décrit permet de former des parties de rayons de roue dont l'épaisseur est réduite et dontMes espacements sont relativement importants au voisinage de leurs 20 extrémités extérieures, et cette caractéristique est considérée comme avantageuse. De plus, la partie de l'ébauche qui est sertie radialement vers l'intérieur pour former la zone de montage du moyeu tend à avoir une épaisseur accrue à la suite de l'opération de formation et elle est fortement sertie, de sor-25 te qu'on dispose d'une résistance mécanique relativement plus grande dans cette zone, ce qui est également une caractéristique avantageuse. On remarquera enfin qu'aucun gaspillage de matériau n'a lieu pendant la formation de l'ouverture centrale dans le corps de roue. 70 32905 6 2061696 retohdicatioss 1. Procède de 'fabrication d'un corps de roue, caractérise en ce qu'il consiste à façonner une extrémité d'une ébauche métallique, ayant initialement une forme cylin-,5 drique creuse, de manière â former une série de parties de rayons supportant la jante, qui s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de l'ébauche et qui sont circonférentiellement espacées les unes des autres dans la zone radialement extérieure du corps de roue, et à façonner l'au-10 tre extrémité de l'ébauche métallique de manière à former une partie de montage du moyeu par l'entremise de laquelle \ le corps de la roue pourra être monté sur un essieu associé» 2„ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme, dans une extrémité de l'ébauche métal--15 lique, une série tle zones d'affaiblissement dirigées axialement et espacées circonférentiellement, on façonne l'ébauche de manière que les parties de l'ébauche situées entre les zones d'affaiblissement constituent une série de parties de rayons de support de la jante, circonférentiellement espacées 20 et dirigées radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de l'ébauche, et on façonne l'autre extrémité de l'ébauche métallique de manière à former la partie de support du moyeu qui permettra d'assembler le corps de roue sur un essieu associé . 25 3- Procédé selon la revendication 2, caractéri sé en ce que les zones d'affaiblissement comprennent une série de fentes axiales circonférentiellement espacées. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on forme au moins une fente sensiblement en trou 30 de serrure, l'extrémité fermée de cette fente étant constituée d'une partie terminale circulaire ou incurvée selon d'autres profils. 5- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les zones d'affaiblissement comprennent une série 35 d'incisions axiales circonférentiellement espacées. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité fermée d'au moins une incision se termine par une partie circulaire ou incurvée selon d'autres profils . 40 7- Procédé selon l'une quelconque des revendica 70 32905 ? 2061696 tions 2 à 6} caractérisé en ce que l'extrémité de l'ébauche à partir de laquelle on forme les. parties de rayons de support de la jante est soumise à une expansion de manière à avoir un diamètre plus grand que celui de l'autre extrémité 5 de l'ébauche avant la formation des zones d'affaiblissement. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'augmentation de diamètre est de l'ordre de 10%. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on forme la partie de monta- 10 ge du moyeu du corps de roue par sertissage du métal en plusieurs emplacements également répartis sur la circonférence. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on presse les parties serties de manière à former des creux à fond plat pour recevoir les trous de boulons de 15 la roue. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on façonne les parties du corps de roue, situées entre les zones de sertissage ,ou creux pour leur donner la forme de nervures radiales. 20 12. Procédé selon la revendication 11=, caracté risé en ce que les nervures sont profilées en V, quand on les observe axialement par rapport au corps de roue, ces nervures étant disposées de manière que leurs sommets soient radialement sur l'extérieur. 25 13» Procédé selon l'une quelconque des revendi cations 1 a 12j caractérisé en ce que les parties radialement extérieures des parties de rayons de support de la jante sont façonnées de manière à définir des rebords axiaux sur lesquels une jante métallique peut être ultérieurement assemblée. 30 14. Corps de roue, caractérisé en ce qu'il a été produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 5 13- 15. Procédé de fabrication d'une roue, caractérisé en ce qu'il consiste à former un corps de roue par le pro- 35 cédé selon l'une quelconque des revendications 1 S 13.. et à fixer une jante sur les parties radialement extérieures des parties de rayons de support de la jante. 16. Roue, caractérisée en ce qu'elle a été produite par le procédé selon la revendication 15-