Brevet FR2465601A1 — publié le 19810327

L'invention concerne une roue de véhicule automobile constituée par deux parties assujetties l'une à l'autre, qui sont formées ou préformées sans enlèvement de copeaux et sont en des matières différentes. Des roues d'automobiles de ce type sont connues et comprennent une partie interne qui englobe la plus grande partie de la base de la jante (base intérieure) et le disque de roue, qui peut éventuellement être réalisé sous forme de rayons,et en outre une partie externe assemblée à la partie interne dans la région de la base de la jante, qui forme la partie restante (base extérieure) qui est plus petite, de la base de la jante. Il existe pour les roues d'automobiles connues un grand nombre de formes de construction, de matériaux et de procédés de fabrication utilisés, ces trois groupes caractéristiques devant être plus ou moins adaptés les uns aux autres, mais certaines autres combinaisons sont aussi possibles. Si l'on subdivise une roue de véhicule automobile en fonction des zones normalisées (bases extérieure et intérieure), les parties de la roue englobant ces deux zones sont réalisées le plus souvent en la même matière, que ce soit alors par coulée ou encore en fabriquant les deux parties de la roue par formage d'une tôle, par exemple une tôle d'acier ou de métal léger, ce qui laisse supposer l'utilisation d'ébauches aussi bien discoidales que tubulaires, qui sont alors amenées à la forme désirée par laminage ou emboutissage. L'invention est fondée sur le fait établi, mais jusqu'à présent non utilisé de façon optimale, que les forces qui sont à transmettre du pneumatique au moyeu de roue, par l'intermédiaire de la base de jante et du disque de roue, agissent principalement, à partir de la base intérieure de la jante, vers l'intérieur en direction du moyeu, étant donné que les forces axiales et radiales qui s'exercent dans des virages agissent principalement sur la base intérieure. Cela incite naturellement à transmettre ces forces au moyeu par un élément d'une seule pièce, sans que la transmission soit interrompue par des jonctions, ce qui cependant n'a pas été encore réalisé sous une forme. appropriée. L'invention se propose d'utiliser ces résultats connus d'une part et paraissant d'autre part à proprement parler évidents pour la réalisation et le choix des matériaux d'une roue de véhicule automobile, tout en tenant compte et en solutionnant les problèmes posés par la réalisation d'un assemblage solide, durable et autant que possible étanche (eu égard aux pneumatiques sans chambre à air) entre les deux parties de la roue, cet assemblage devant transmettre non seulement les forces axiales et radiales agissant de l'extérieur, mais aussi les gros efforts de torsion produits dans la roue par le véhicule lors des accélérations et en particulier lors du freinage. Selon les caractéristiques de l'invention, les deux pièces sont constituées par des alliages légers de même nature, la partie interne étant en un alliage léger de plus grande résistance et d'allongement moindre que l'alliage léger de la partie externe et les parties interne et externe sont assemblées de manière hermétique sans brasage ni soudure, de façon connue par l'intermédiaire d'une surface extérieure sensiblement cylindrique et d'une surface intérieure complémentaires de la partie interne et de la partie externe respectivement. Ainsi, les points d'assemblage-et tout point d'assemblage provoque soit un affaiblissement de la construction en ce point, soit une surabondance indésirable de matière-sont éliminés dans ia région de la roue la plus fortement sollicité par des forces, par conséquent dans le flux de force allant de la base intérieure de la jante au point de fixation de la roue en passant par le disque de roue, et la quantité de matière nécessaire pour-l'ensemble de la roue est maintenue à une très faible valeur. Les caractéristiques d'un véhicule automobile exigent l'utilisation d'un matériau de résistance aussi grande que possible endépit de l'allongement relativement faible qui lui est associé, pour la partie interne de la jante et pour les régions d'une roue transmettant à son moyeu les forces provenant de cette partie interne. Par contre, la base extérieure de la jante est soumise normalement à des forces axiales et radiales sensiblement infé- rieures, raison pour laquelle il est possible d'utiliser un matériau de moindre résistance, toutefois d'allongement plus grand. Ainsi, les chocs qui se produisent par exemple à la suite d'une collision avec la bordure de la chaussée peuvent être absorbés grâce à cet allongement relativement grand.Une brusque diminution de la pression de gonflage par suite d'un arrachement ou d'une rupture de la base extérieure de la jante par les causes susmentionnées est par conséquent exclue dans une très large mesure. Selon une autre caractéristique essentielle de l'invention, l'assemblage des deux parties de la roue est réalisé en reliant solidement la partie interne et la partie externe par une surface extérieure à peu près cylindrique et une surface intérieure complémentaires de la partie interne et de la partie externe, respectivement. La sécurité de la liaison entre les surfaces d'assemblage des parties interne et externe peut être assurée selon l'invention par une colle appropriée à un tel assemblage. Ce collage assure aussi l'étanchéité à 11 air de la jonction, ce qui est naturellement nécessaire lors de l'utilisation de pneumatiques sans chambre à air. La liaison proprement dite entre les parties externe et interne peut être réalisée de façons très diverses. La partie externe peut être frottée de manière connue sur la partie interne, ce qui nécessite un échauffement de la partie externe et/ou un fort refroidissement de la partie interne. Cette liaison peut être renforcée et une séparation complète dans des circonstances normales peut être pratiquement empêchée à coup sûr en orientant les surfaces d'assemblage des parties interne et externe de façon à former un cône droit de section décroissant vers l'intérieur. I1 est alors impossible que les deux parties de.la roue puissent se séparer à froid ou du fait d'un échauffement qui se produit en service. I1 est passible de réaliser une liaison encore plus énergique si les surfaces d'assemblage comportent, entre les parties interne et externe une denture orientée dans le sens de la longueur. Un autre mode d'assemblage selon l'invention consiste à appliquer un filetage concentrique à l'axe de la roue taillé ou de préférence roulé entre les parties interne et externe et avantageusement un filetage rond roulé Les deux parties de la rouepeuvent être réunies par des vis ou des rivets. Pour tous ces modes d'assemblage, comme on l'a indiqué ci-dessus, il est possible d'utiliser un collage additionnel. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples purement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe radiale de la moitié d'une roue d'automobile en deux parties selon l'invention les figures 2 et 3 représentent chacune en coupe radiale partielle, deux formes de réalisation différentes à l'intérieur de la zone de jonction indiquée sur la figure 1 par le cercle X en traits mixtes ; et la figure 4 représente un autre mode d'exécution de cette jonction, vue dans la direction de la flèche IV sur la figure i. La roue d'automobile est constituée par eux parties, désignées dans leur ensemble par 1 et 2. La partie interne 1 (à droite sur la figure) englobe la plus grande partie de la base de jante (base intérieure) 3 présentant une bosse 4, ainsi que le disque 5 de roue percé d'ouvertures 6 pour l'aération des freins et 7 pour l'introduction des vis de fixation de la roue. Le disque 5 pourrait aussi, contrairement à sa représentation sur le dessin annexé, comporter des rayons. Par ailleurs, la partie externe 2 forme la partie restante, plus petites de la base de la jante (base extérieure) 8 comportant une bosse89. Les deux rebords de la jante sont désignés par 10 et 11. On pulvérise ou colle sur la face extérieure 12 e la partie interne 1, donc en particulier sur le disque 5 de cette partie un revêtement 13 à effet optique, par exemple en matière plastique ou en métal qui comporte des évidements 14 -coincidant avec les ouvertures 6 destinées au passage de l'air de refroidissement des freins et des évidements 15 au voisinage des ouvertures 7 destinées aux vis de fixation de la roue (qui ne sont pas représentées). Dans exemple de réalisation d la figure 1, un filetage concentrique à l'axe de la roue, taillé ou de préférence roulé et en fait avantageusement un filetage rond roulé, est réalisé entre la partie interne 1 et la partie externe 2, dans la région X qui est représentée à plus grande échelle sur la figure 2. Le filetage de la surface extérieure de la partie interne 1 comporte un déta- lonnage 16 destiné à faciliter la réalisation du filetage sortie pour l'outil de coupe ou de la tête de roulage du filet). I1 est possible d'appliquer à cet assemblage par filetage une colle approprié pour le renforcer et réaliser en même temps une étanchéité à l'air. Le vissage et par conséquent, la position relative définitive des parties 1 et 2 de la roue et donc la largeur entre les rebords de jante de la roue terminée, sont déterminés par des surfaces d'appui aussi bien de la partie interne 1 que la la partie externe 2, qui viennent buter l'une contre l'autre. La surface d'appui est désignée par 17 pour les deux parties. La partie externe 2 peut aussi être frettée à chaud sur la partie interne 1. De plus, les deux surfaces d'assemblage butant l'une contre l'autre des deux parties peuvent être exactement cylindriques mais elles peuvent aussi, comme le représent-e la figure 3, former un cône droit 18 de section décroissant vers l'intérieur (face intérieure de la roue). I1 est également possible, aussi bien avec des surfaces frettées cylindriques que coniques, d'appliquer une colle entre ces surfaces. Entre la partie interne 1 et la partie externe 2 peut être formée une denture 19 qui alors, vue de face et de l'extérieur, a l'aspect représenté sur la figure 4. Cette denture peut être en particulier avantageuse pour absorber les gros efforts de torsion qui se produisent en pratique. I1 est également possible d'envisager, en présence d'une telle denture, un frettage, une conîcite (comme celle représentée figure 3) et l'application additionnelle d'une colle entre les surfaces butant l'une contre l'autre des parties interne 1 et externe 2. Dans les cas d'une jonction selon la figure 3, ou selon la figure 4, il faut prévoir dans chaque cas une surface extrême 17 (sur les deux parties 1 et 2) déterminant la position finale de montage entre les deux parties 1 et 2, et par conséquent la largeur entre les rebords de jante de la roue terminée-. La fabrication des deux parties 1 et 2 de la roue peut être réalisée à partir de disques (matériau laminé ou ébauches estampées à chaud) ou de cylindres creux, par conséquent des élénents tubulaires. On peut envisager pour ces deux parties, des alliages légers à haute résistance, en comparaison des alliages de coulée, comme par exemple des alliages forgeables d'aluminium et de magnésium /par exemple Al Mg Si, Al Cu Mg, Al Zn Mg (Cu), Az 855, Al 99,9 Mg 1, A 1R Mg7 ; cependant, comme on l'a indiqué en détail ci-dessus, des matériaux différents, mais fondamentalement équivalents, sont utilisés pour la partie interne 1 et la partie externe 2.Par exemple, entrent en ligne de compte pour la partie interne 1 des alliages durcissables, par exemple Al Mg Si 1 ; on peut utiliser pour la partie externe 2, des matériaux brillants, par exemple Al 99,9 Mg 1. La réalisation selon l'invention établit une surface de jonction aussi grande que possible entre les parties interne et externe de la roue sans réduire inutilement la section transversale au point de jonction, même d'une seule de ces deux parties. La partie :interne peut être avantageusement réalisée par laminage (emboutissage) de façon à avoir une stabilité suffisante. La section trans versale peut varier continûment de la région des rebords de la jante au moyeu et il est même possible de former par endroits aussi bien des accroissements que des diminutions de section, qui contribuent à assurer la stabilité nécessaire à tous les endroits désirés, ce qui rend inutiles, par exemple, les nervures de renforcement qui sont ou qui doivent être utilisées dans certains cas. La fixation d'une roue selon l'invention peut avantageusement être réalisée par des vis ou des écrous à collerette plate ; à part cela, des douilles d'acier présentant un fraisage sphérique ou à 600 peuvent être ajustées à la presse. Les trous médians du disque de roue à l'aide desquels on effectue avantageusement le centrage, lorsque des vis ou des écrous à collerette plate sont utilisés, sont de préférence chanfreinés, ce qui facilite l'ajustement de la roue. Les trous de fixation ou les trous médians sont ménagés seulement après achèvement du montage, c'est-à-dire après l'assemblage définitif des parties externe et interne, afin de pouvoir respecter plus facilement les tolérances nécessaires ou souhaitées concernant le faux-rond. Les surfaces d'appui des parties interne et externe garantissent les cotes longitudinales de la roue terminée comme par exemple la largeur entre les rebords de jante. Les avantages les plus importants d'une roue selon l'invention sont d'une part les avantages fondamentaux d'une réalisation en plusieurs parties, tout en conservant les avantages des roues coulées d'une seule pièce, en éliminant les inconvénients de ces dernières. Il suffit d'une faible quantité de matière, il est possible d'utiliser des alliages légers à haute résistance, des recuits intermédiaires associés à un changement indésirable de la structure de la matière sont inutiles et il suffit d'un usinage mécanique relativement peu important pour la production. Malgré cela, cette réalisation convient parfaitement pour un procédé de fabrication en grande série. La pièce achevée est extrêmement légère et la diminution de la quantité de matière utilisée abaisse son prix de revient. La diminution de poids assure des avantages techniques pour le roulement, tels que de faibles masses non suspendues, etc. On dispose d'une grande souplesse quant au choix des dimensions; principalement celles de la largeur de la Jante. Le coût de l'usinage est réduit, étant donné que l'emboutissage permet d'arriver presque à la précision nécessaire de-la pièce finie. Les pièces détachées peuvent être réalisées par laminage ou par emboutissage pr-ofond. Etant donné que les deux parties de la roue ne sont pas des pièces coulées,-des contrôles coûteux ne sont pas nécessaires, comme c'est le cas pour les pièces en fonte qui exigent un contrôle radiographique à 100 %. Ces contrôles augmentent très sensiblement le temps et le coût de production. I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif et non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Roue de véhicule automobile constituée par deux parties en des matières différentes, formées ou préformées sans enlèvement de copeaux, assujetties l'une à l'autre, à savoir une partie interne qui englobe la plus grande partie de la base de la jante (base intérieure) et le disque de roue, éventuellement sous forme de rayons, et une partie externe, réunie à la partie interne dans la région de la base de la jante, qui constitue la partie restante, plus petite, de la base de jante(base extérieure), roue caractérisée en ce que les deux parties (1, 2) sont constituées par des alliages légers semblables, à savoir la partie interne (1) par un alliage léger de résistance plus élevée et d'allongement plus faible que l'alliage léger constituant la partie externe (2) et en ce que ces parties interne (1) et externe (2) sont réunies de manière hermétique sans brasure ni soudure de façon connue par une surface extérieure généralement cylindrique et une surface intérieure complédentaires de la partie interne et de la partie externe, respectivement. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une colle est intercalée entre les surfaces d'assemblage des parties interne et externe. 3. Roue selon l'une des revendications 1 et 2: caractérisée en ce que la partie externe est montée par frettage sur la partie interne. 4. Roue selon la revendication 3, caractérisée en ce que les surfaces d'assemblage des parties interne et externe forment un cône droit (18) de section décroissant vers l'intérieur. 5. Roue selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que les surfaces d'assemblage des parties interne et externe comportent une denture longitudinale (19). 6. Roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un filetage concentrique à l'axe de la roue, taillée ou de préférence roulé, ou avantageusement un filetage rond roulé, est intercalé entre la partie interne et la partie externe.