Brevet FR2128155A1 — publié le 19721020

L'invention concerne le montage des roues à rayons telles que celles utilisées sur les bicyclettes, les cyclomoteurs, les motos et -les voitures d'enfant. Ce montage, qui se fait en réunissant une jante avec un moyeu au moyen d'un certain nombre de rayons, impose plusieurs conditions : dune part, la mise au rond du pourtour de la jante par rapport å llaxe géometrique de rotation matérialisé par le moyeu ; d'autre part, le dévoilage de la jante par rapport à l'axe de rotation, ce qui implique que la jante soit parfaitement plane at que son plan soit perpendiculaire à l'axe de rotation ; enfin, la mise sous tension des rayons qui donne une précontrainte à la jante et assure a l1ensem- ble de la roue la stabilité géométrique exigée en cours d'utilisation. Le cercle représenté par la jante est défini par un nombre de points (extrémités des rayons) plus grand que celui geometriquement nécessaire. On a donc affaire à un système hyperstatique et ce n'est que grâce à l'élasticité de la jante et de son profil que l'on peut donner des tensions à peu près constantes aux divers rayons et maintenir cette tension a tout moment de llutilisa- tion de la roue. La mise sous tension des rayons a pour résultat de charger le profil vers son milieu, ce qui tend à refermer le profil en diminuant sa largeur et en augmentant sa hauteur. Il en résulte une diminution du diamètre au fond de la jante et une augmentation du diamètre sur 3onc. Pour remplir les conditions exposées plus haut, on utilise en général un montage approximatif qui dégrossit le positionnement relatif des divers organes, puis on serre successivement les écrous situés en bout des rayons et s'accrochant sur la jante. Cependant, même en utilisant une clé dynamométrique de précision pour effectuer ce serrage des écrous, on obtient toujours une très grande dispersion dans les efforts de tension des rayons et, lorsqu'on enlevé la roue de son montage, on observe à la fois du faux rond et du voilage ainsi que de grandes variations dans la tension des rayons les deux premiers défauts sont mesurés et corrigés par tâtonnement au moyen de serrages successifs des écrous des rayons appropriés, ce qui nécessite beaucoup de main dpoeut-re et ne permet pas, de toute façon, d' arriver jamais à une véritable égalité dans les tensions des rayons. D'autres dispositifs plus perfectionnés, mais aussi beaucoup plus onéreux, permettent de mesurer la tension effective des rayons, donc l'égalisation des tensions, mais ne permettent pas de supprimer les tatonnements et les mises au point finales de la roue. Le but de l'invention est de mettre en oeuvre un procédé de montage de roue qui permette, d'un seul coup et sans matériel onéreux, d'obtenir une roue complète sans nécessiter ultérieurement de mise au rond, de dévoilage, ni de réglage de tension des rayons et qui, par ailleurs, permette éventuellement d'utiliser des moyens de fixation plus sommaires pour les rayons qui n'ont plus besoin d'être réglés ultérieurement. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on impose à la jante une déformation, tant de sa forme ensemble que de la forme de son profil, qui correspond 9 la déformation obtenue normalement au moment de l'utilisation ou allant même au-delà de cette dërormation, puis que l'on monte les rayons sans jeu mais sans serrage notable, et enfin que l on libère la dé formation de la jante, ce qui met simultanément tous les rayons en tension de la quantité exacte voulue. La déformation de la jante peut en particulier etre obtenue par serrage entre deux plateaux annulaires munis d'un centrage périphérique et positionnés avec précision par rapport a un dispositif de positionnement du moyeu. Elle peut également être augmentée en opérant en deux phases : dans une première phase, on place sans jeu et sans tension tous les rayons d'une nappe, puis dans une deuxième phase, on imprime un déplacement axial calculé au moyeu, ce qui produit un supplément de déformation de la jante et la mise en surtension des rayons de la premiere nappe. Pendant cette deuxième phase, on fixe alors, sans jeu et sans tension, les rayons de la deuxième nappe, après quoi on n'a plus qu'a relâcher la poussée axiale sur le moyeu pour que la jante et les rayons prennent leur forme et leur tension définitives. Les rayons peuvent en particulier être constitués par de simples tiges munies d'une tete droite s'accrochant dans la jante, l'extrémité libre venant se fixer sur le moyeu par un moyen non nécessairement réglable, par exemple par soudure. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'inventicr, on va e décrire, à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, divers modes de mise en oeuvre pris comme exemples et représentés sur le dessin annexé, sur lequel - la fig. 1 représente une coupe verticale dTun premier dispositif de mise en oeuvre - la fig. 2 est une coupe horizontale de ce mdme dispositif - la fig. 3 est une coupe verticale partielle à plus grande échelle montrant ia déformation du profil de la jante - les fig. 4 et j sont des vues correspondantes aux fig. I et 2 pour un autre dispositif de mise en oeuvre. Conformément à l'invention, la jante 1, réalisée c:une maniere habi- tuelle, est placée entre deux plateaux 2 et 3 de forme annulaire. Chacun de ces plateaux, comme on le voit en detail sur la fig. 3, comporte une face d'appui 4 sensiblement plane et un centrage périphér que 5 limité par une surface cylin- drique intérieure 6. Chacun de ces plateaux est monté dans une pièce rigide dont ; Gne " comportant le plateau inférieur 2, peur Être fixe, tandis que l'autre 8, por tant le plateau supérieur 3, peut être rapprochée de la précédente au moyen d'un certain nombre de vérins hydrauliques 9, au nombre de quatre dans l'exemple représenté. Les plateaux étant écartés, on place une jante 1 sur la surface plane 4 du plateau inférieur 2 (voir fig. 3), le ionc extérieur 10 terminant la jante venant se centrer, avec le minimum de jeu compatible avec les tolérances, a l'intérieur de l'alésage 6. On abaisse alors le plateau 3 par action simultanée des vérins 9 jusqu'à ce que la surface plane 4 du plateau 3 vienne prendre appui sur le jonc supérieur 10 de la jante, lequel se centre également dans le centrage 5 correspondant au plateau supérieur. On exerce alors, par exemple au moyen des mêmes vérins 9, un effort de serrage tendant à rapprocher les deux plateaux 2 et 3 d'une certaine quantité prédéterminée. Cela a pour effet de déformer le profil de la jante 1 de la manière représentée en traits mixtes en la sur la fig. 3. La déformation ainsi obtenue résulte de deux effets : en premier lieu, du fléchissement de la section du profil constituant la jante 1, ce qui a pour effet de diminuer sa largeur tout en augmentant sa hauteur, la fibre moyenne du profilérestant pratiquement sans variation de longueur. Ce qui revient à dire que le diamètre du jonc 10 augmente en même temps que le diamètre du fond ll de la jante diminue. Cependant, ce premier effet a pour résultat que le jonc 10 se bloque à l'intérieur du centrage cylindrique 6, ceci pour les deux plateaux 2 et 3, d'où il résulte quten continuant à exercer le serrage, on produit en second lieu une compression de la jante, donc un raccourcissement de sa fibre moyenne et une réduction accrue du diamètre du fond Il de la jante qui passe en lla. I1 est remarquable de constater que cette déformation complexe est exactement celle qui est provoquée par la mise -sous tension des rayons. En effet, les points d'attache de ces rayons étant au voisinage du plan de symétrie du profil, l'effort de tension exercé par ces rayons provoque à la fois la flexion du profil indiquée et la mise en compression de la fibre moyenne. On conçoit, dans ces conditions, qu'ayant réussi à produire artificiellement la déformation naturelle de la jante sans l'intervention des rayons, on peut alors placer ceux-ci, représentés en 12 sur les fig. 1 et 2, et les fixer à la fois sur la jante et sur le moyeu 13, que l'on vient naturellement positionner avec précision dans l'axe géométrique du dispositif entre deux pièces télescopiques 14, mais sans nécessiter aucune mise en tension de ces rayons. La fixation étant assurée, il suffit ensuite d'écarter les plateaux 2 et 3 pour que la jante 1, qui a tendance à reprendre sa forme initiale, produise la mise en tension simultanée et équilibrée de tous les rayons en conservant naturellement la perfection géométrique imposée aux éléments au départ. A titre d'exemple, les rayons 12 peuvent être constitués par de simples tiges d'acier terminées par une tête droite 15 placée du côté extérieur, contrairement à l'habitude. Cette tête permet l'accrochage sur la jante, en enfilant les rayons depuis l'extérieur, et l'autre extrémité 16 des rayons 12 qui n'a pas besoin d'être filetée, peut être fixée sur les flasques 17 du moyeu 13 par tout moyen approprié, tel qu'une soudure par résistance. Pour une fabrication automatique, on peut utiliser des distributeurs automatiques 18 dont deux seulement ont été représentés entièrement sur la fig. 2 et dont les contours sont simplement esquissés sur la fig. 1, ces distributeurs ayant pour effet, à chaque cycle, de pousser un rayon dans le sens de son axe de manière qu'il pénètre exactement dans un trou de la jante et passe ensuite dans des pièces de guidage tubulaires non représentées pour que son extré- mité vienne se placer au contact du flasque 17 voulu et du côté voulu, ce flasque pouvant présenter de légères gorges à cet endroit pour faciliter la soudure. Des pinces de soudure 19 sont positionnées à demeure dans le dispositif de telle manière que leurs électrodes 20 et 21 viennent pincer et souder à la fois deux extrémités de rayons situés de part et d'autre d'un même flasque 17. Cette sou- dure est effectuée pendant que les distributeurs de rayons 18 poussent les te- tes 15 des rayons afin de rattrapper tous les jeux axiaux des rayons. Sur la fig. 2, on nta représenté que les rayons et les pinces correspondant a la nappe supérieure afin de clarifier le dessin, mais on a évidemment le même dispositif pour la nappe inférieure, intercalée avec la précédente, comme représenté sur la fig. 1. Grâce à ce dispositif, on n'a donc comme opération qu'à placer une jante et un moyeu dans leurs centrages, puis appliquer la pression-et simultanément injecter automatiquement tous les rayons par la périphérie, après quoi toutes les pinces de soudure 19 effectuent simultanément les soudures, de sorte qu'auprès un temps de fabrication extrêmement court, on peut ouvrir le dispositif et retirer une roue terminée qui n'a plus à être réglée ni retouchée. En effet, les tensions de tous les rayons sont nécessairement égales et l'on noa pas à craindre ni excentricité ni voilage de la jante. A titre de variante, on peut, sans augmenter sensiblement le temps de fabrication, souder d'abord les rayons d'une nappe, par exemple de la nappe inférieure, puis exercer une poussée axiale, dans ce cas, de haut en bas, sur le moyeu 13 grâce au dispositif de centrage télescopique 14, ce qui produit simultanément la tension égale de tous les rayons de cette première nappe et, par suite, une déformation ou un supplément de déformation de la jante 1. On place alors, de la manière indiquée précédemment, les rayons de la nappe supérieure que l'on soude simultanément et, après relâchement de toutes les poussées, on obtient l'équilibrage des tensions des deux nappes de rayons, ces tensions ayant une valeur accrue par rapport à celle obtenue précédemment.Ce perfectionnement permet ainsi, lorsque cela s'avère nécessaire, d'augmenter simultanément la tension de tous les rayons. Les points de soudure fixant les rayons sur les flasques 17 peuvent facilement être masqués au moyen-daun cache léger non représenté faisant fonction d'enjoliveur. A part la fixation par soudure indiquée précédemment, on pourrait envisager, pour relier les extrémités centrales des rayons aux flasques correspondants, tous dispositifs appropriés tels que brasure ou sertissage. I1 est également possible d'appliquer le procédé avec un montage de rayons classique, c'est-à-dire avec une tête latérale s'accrochant dans des ouvertures appropriées du moyeu et une extrémité filetée permettant la fixation sur la jante au moyen d'écrous à rayon de type classique. En effet, comme on le voit sur les fig. 4 et 5, le même dispositif peut être utilisé mais en remarquant que cette fois les rayons 12e doivent être introduits un à un à la main et que les écrous à rayon 22 doivent être vissés depuis va périphérie au moyen d'un outillage de vissage 23 à alimentation automatique de type connu. Pour éviter la multiplication du nombre de visseuses de ce type, on peut modifier simplement le dispositif précédent en montant les plateaux de serrage 2 et 3 sur roulement et butée à billes a l'intérieur des supports 7 et 8. Ceci permet d'exercer comme précédemment l'effort de serrage et de centrage de la jante en même temps que le positionnement et éventuellement le déplacement du moyeu 13 tout en permettant à la jante ainsi qu'aux plateaux 2 et 3 de tourner pour amener successivement les trous de la jante en face de la visseuse ou des visseuses 23. Naturellement, il importe de remarquer que, dans ce cas et contrairement à la pratique habituelle, la visseuse 23 serre juste suffisamment l'écrou pour rattrapper tous les jeux mais sans appliquer d'effort de tension. Ce n'est en effet qu'à cette condition que le montage complet de la roue peut être obte nu en agissant qu'une fois sur chaque écrou sans avoir de retouche à-effec- tuer. En effet, dans le cas contraire, ctest à-dire si l'on applique une tension notable aux rayons 12e, chaque vissage d'un rayon a pour effet de modifier la tension de tous les autres rayons déjà montés, ce qui rompt la symétrie et fausse nécessairement le résultat final. De plus, comme on sait, il ntest pas possible par simple vissage d'obtenir une tension de rayon bien précise, cequi est une nouvelle source d'erreur. Ce dernier mode de mise en oeuvre présente l'avantage d'un aspect traditionnel pour la roue et également permet un réglage ultérieur des tensions des rayons, par exemple après un accident subi par la roue, mais il présente par contre l'inconvénient autre un peu plus onéreux tant en ce qui concerne les rayons et leurs écrous qu'en ce cequi concerne la main d'oeuvre et le temps de fabrication. Il est bien entendu que les modes de mise en oeuvre ci-dessus décrits ne présentent aucun caractère limitatif et pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage de roue à rayons par assemblage d'une jante munie de perforations à un moyeu muni de deux flasques au moyen de deux nappes de rayons, procédé caractérisé par le fait que l'on déforme la jante par serrage entre deux plateaux annulaires présentant une face d'appui sensiblement plane et un centrage périphérique cylindrique dans chacun desquels se centre avec le minimum de jeu un des joncs de la jante, tandis que le moyeu est positionné avec précision au centre de ces plateaux au moyen d'un dispositif approprié, puis que l'on introduit en place les rayons entre la jante et les flasques du moyeu et qu'on les fixe aux deux extrémités sans tension mais sans jeu d'une manière appropriée, enfin que l'on relâche le serrage des plateaux et du dispositif de positionnement du moyeu. 2. Procédé de montage de roue à rayons selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'après avoir réalisé, de la manière indiquée, une première déformation de la jante, on fixe, de la manière indiquée, une première nappe de rayons, puis qu'on imprime au moyeu un déplacement axial en direction de cette nappe afin de mettre simultanément tous ses rayons sous tension, après quoi on introduit et on fixe de la manière indiquée les rayons de la deuxième nappe avant d'ouvrir le dispositif. 3. Procédé de montage de roue à rayons selon une des revendications pré- cédentes, caractérisé par le fait que chaque rayon, constitué par une simple tige non filetée munie d'une tête, est introduit dans la jante par la périphérie de celle-ci de manière que la tête vienne s'accrocher dans la jante et que l'autre extrémité soit fixée sur le flasque correspondant du moyeu par un moyen mécanique approprié. 4. Procédé de montage de roue à rayons selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de fixation de l'extrémité intérieure du rayon sur le flasque du moyeu est constitué par des points de soudure par résistance. 5. Procédé de montage de roue à rayons selon une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les rayons sont de type traditionnel et fixés par des moyens traditionnels sur le moyeu et sur la jante. 6. Roue à rayons caractérisée par le fait qu'elle est montée par la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications précédentes.