Brevet FR2477444A1 — publié le 19810911

L'inventiQn concerne un procédé et un appareil pour l'assemblage de jantes fabriquées en tôle, en particu- lier en tôle de métal léger et de leurs plateaux de roue pour la formation de roues à voile plein, le pla- teau de roue étant introduit avec ajustage serré dans la jante et ensuite soudé à la jante. Il est connu de fabriquer des roues à voile mince en acier en partant de deux pièces, en emmanchant un plateau de roue fabriqué avec surmesurerelativement au diamètre intérieur de la base creuse de la jante- dans la jante à base creuse calibrée de façon prête au montage par dilatation ou refoulement, puis en soudant les deux pièces ensemble. En outre, il est connu, après avoir soudé la jante et le plateau de roue, de soumettre des roues à voile plein complètes à une opération de finissage après coup, par cintrage, dilatation ou refoulement et en outre, éventuellement par usinage, pour améliorer les propriétés de rotation centrée et de rotation dans un plan de la roue fabriquée en partant de pièces défor- mées à froid. En général, à cet effet, en déformant plastiquement la région d'application du plateau de roue et/ou des deux parties d'épaulement de la jante (surfaces de siège de pneumatique), avec influence mutuelle entre ces deux plans de référence axial et radial, on diminue de façon permanente les écarts géométriques (DE-AS 1 909 353, DEOS 2 221 210, DE-OS 2 224 027, DE-OS 2 224 109, DE-OS 2 314 858). Il est connu aussi de dilater ou de refouler les jantes de roues à voile plein coulées afin de réali- ser une forme géométrique exacte (DE-AS 2 442 785). Les mesures d'économie d'énergie prises par les constructeurs de véhicules comprennent aussi des économies sur le poids du véhicule automobile. Ici, on a la possibilité de fabriquer des roues à voile plein en tôle de métal léger, car on peut ainsi obtenir une diminution de poids d'environ 4Q0 relat4yvement aux roues à voile plein claesi'que en acier. Toutefois, en particulier lorsqu'on fabrique de telles roues à voile plein en métal léger par les-mêmes pro- cédés qui étaient pratiqués antérieurement dans la fa- brication de roues en tôle d'acier, il se produit des difficultés notables. Il est vrai que l'on peut insé- rer dans la jante un plateau de roue en métal léger huilé ou graissé sans qu'il se forme de stries exces- sives, mais lors du soudage, à cause du lubrifiant nui- sible à bas d'hydrocarbures, il se produit une forte formation de pores. En outre, avec la surmesure d'in- sertion nécessaire à une fixation ferme, il se produit des déformations, par exemple des ondulations et un baeculement des lobes du plateau de roue, ce qui entrai- ne un montage défectueux, non parallèle, entre les lobes du plateau de roue et la base creuse de la jante, l'interstice d'air formé entrainant en outre des dé- fauts de soudage. Etant donné les surfaces nettes qui sont nécessaires en vue du soudage, on ne peut prati- quement plus insérer correctement les pièces l'une dans l'autre, avec surmesure, par emmanchement. Lors du processus d'emmanchement, il se produirait ici un trop fort grippage de la matière, empêchant un montage pa- rallèle du plateau dans la jante et conduisant, en même temps que les cavités et stries formées, à des défauts de soudage qui sont le point de départ de fissures de la soudure et par conséquent de rupture de la roue. D'autre part, le grippage conduirait à des écarts notables de rotation centrée et de rotation dans un plan de la roue. L'invention a pour but, en évitant les inconvé- nients décrits plus haut, de fournir un procédé paor la fabrication de roues à voile plein fabriquées en tôle, en particulier en tôle de métal léger, au moins en ce qui concerne la jante, ainsi qu'un appareil destiné à cet effet, permettant, avec la plus grande netteté des pièces, d'obtenir les meilleures conditions de soudage par une fixation dans des plans parallèles entre les lobes du plateau de roue et la base creuse de la jante, tout en obtenant les plus petits écarts de rotation centrée et de rotation dans un plan et les plus grandes valeurs de résistance à la fatigue. Selon l'invention, ce problème est résolu par un procédé caractérisé par le fait que l'on préfabrique la jante et le plateau de roue, chacun avec une dimen- sion différente du diamètre théorique (surmesure ou sous-mesure) et qu'on les réunit sans déformation, et qu'ensuite on applique conjointement à la jante et au plateau de roue une déformation radiale permanente jusqu'à l'obtention de l'ajustage serré. Un mode d'exécution du procédé selon l'invention est par exemple caractérisé par le fait que, la jante et le plateau de roue étant fabriqués chacun avec une sous-mesure en diamètre, on les dilate ensemble ra- dialement après la réunion jusqu'à l'obtention de 1' ajustage serré voulu, ce que l'on peut obtenir au moyen d'un outil agissant radialement de l'intérieur et de l'extérieur. Mais selon un mode d'exécution pré- férentiel, la jante et le plateau de roue sont pré- fabriqués chacun avec une surmesure en diamètre et qu' après les avoir réunis sans déformation, on leur im- prime une déformation radiale permanente au moyen d' un outil agissant de l'extérieur sur la jante, jus- qu'à l'obtention de l'ajustage serré désiré, ce que l'on peut effectuer par exemple par refoulement ou par un processus de roulage. Dans le procédé selon l'invention, il est particulièrement avantageux que la jante et le plateau de roue soient fabriqués avec une telle surmesure en diamètre et qu'après la réunion de la jante et du plateau de roue, il existe-tout d' abord entre ceux-ci un interstice d'air radial. On peut alors eefectuei7 le processus de déformation en refoulant radialement la jante smur le plateau de roue après avo r surmonté l'interstUce. d'ai, puis,notamment en poussant davantage les deux pièces ensemble en direction radiale contre un organe d'appui jusqu'à ce que le plateau de roue s'applique et en les défor- mant de façon permanente. Si la déformation radiale s'effectue de l'intérieur vers l'extérieur avec dila- tation de la-jante, on peut opérer de la même façon mutatis mutandis. Il est recommandé d'ailleurs de bloquer le plateau de roue dans sa position relative- ment à la jante au moyen d'un organe de retenue pen- dans le processus de déformation. Par le procédé selon l'invention, on peut réunir le plateau de roue et la jante sans le graissage usuel par ailleurs, c'est-a-dire alors que leurs surfaces métalliques sont nues, avec l'ajustage ferme ou serré désiré et ensuite les souder sans difficulté et on peut en même temps obtenir un montage parfaitement plan des lobes du plateau de roue dans la base de la jante sous l'action d'une force, sans interstice d'air, avec une grande résistance à l'éjection et avec les meilleures conditions en vue du soudage, les plus petits écarts possibles de rotation centrée et de rotation dans un. plan et sans les défauts de soudure et les stries nuisibles à la résistance des éléments structuraux. En outre, on peut aussi obtenir un assemblage rigide entre les pièces lors du refoulement ou lors de leur déformation radiale. Le procédé selon l'invention peut être inséré dans le processus de production de façon économique et sans grande dépense. L'interstice d'air existant entre la jante et le plateau de roue avant le refoulement facilite l'automatisation du processus d'insertion. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut avantageusement utiliser un appareil muni d'un outil de refoulement formé de plusieurs segments et adapté au contour de la jante. Selon l'invention, cet Appareil est caractérisé par le.fait que l'organe d' appui placé à l'intérieur est disposé sur un porte- pièce portant le plateau de roue et la jante et pou- vant s'introduire dans l'outil de refoulement et que sur la plaque de tête est prévu un organe de retenue monté élastiquement, se plaçant contre le plateau de roue. La plaque de tête pouvant aller et venir, por- tant le porte-pièce avec l'organe d'appui, présente avantageusement un anneau en coin à surface de glis- sement conique enserrant l'organe de retenue tandis que l'outil de refoulement en plusieurs parties est disposé sur un porte-outil en plusieurs parties mo- bile radialement, coopérant avec l'anneau en coin. Avantageusement,l'appareil selon l'invention est con- çu de telle sorte que lors de la course de la presse, on commence par introduire le porte pièce avec la jante et le plateau de roue dans l'outil de refoule- ment et qu'ensuite la plaque de retenue se dirige vers le plateau de roue avant que le processus de re- foulement ne soit éxécuté. On explique plus précisément l'invention ci-après à propos de l'exemple d'exécution d'un appareil selon l'invention, représenté en coupe par le dessin. Le dessin montre à gauche la situation avant le proces- sus de refoulement et à droite après le processus de refoulement. L'appareil représenté est muni d'une plaque de base 10 fixée à la table de la presse et portant, par 1' intermédiaire de segments de glissement 11, un porte- outil en plusieurs parties 12 formé de segments annu- laires distincts disposés avec espacement circonfé- rentiel entre eux et guidés de façon mobile radiale- ment sur les segments de glissement 11. Le porte-outil 12 reçoit, dans un orifice de palier, un outil de re- foulement en plusieurs parties 13 également formé de plusieurs segments annulaires espacés circonféren tiellement et dont le contour intérieur 14 corres- pond au contour extérieur de la jante 15. Une plaque de tête 16 pouvant aller et venir verti- calement porte un organe de retenue 17 qui s'appuie élastiquement contre la plaque de tête 16 dans la direction de translation, par l'intermédiaire de dis- positifs de ressort 18. A la face inférieure de la plaque de tête 16 est fixé un anneau en coin 19 qui entoure l'organe de retenue 17 et dont la surface de glissement conique annulaire 20 coopère avec une sur- face en coin correspondante 21 des segments annulai- res du porte-outil 12. A la plaque de tête 16 est reliée, par l'intermédiaire de guides télescopiques 22, une croix d'écartement 23 portant en son centre un porte-pièce cylindrique 24 auquel est fixé un ou- til annulaire formant organe d'appui 25. Le porte- pièce 24 est muni d'une plaque d'appui 26 centrée dans la croix d'écartement 23. Comme indiqué sur le dessin à gauche de l'axe mé- dian vertical de l'appareil, on pose sur le porte- pièce 24 le plateau de roue 27, de préférence fabri- qué en tôle de métal léger, qu'il s'agit d'assembler à la jante 15 de sorte que la bride circonférentielle axiale 27' enserre avec un léger jeu radial l'organe d'appui annulaire 25. Ensuite, on pose sur la plaque d'appui 26 la jante 15, fabriquée par déformation à froid de tôle métallique, de préférence de tôle de métal léger. La jante 15 et le plateau de roue 27 sont fabri- qués chacun avec une légère surmesure en diamètre, de telle sorte que lorsqu'on dépose ces deux pièces sur les porte-pièce 24, 26, il existe aussi un léger jeu radial entre la bride circonférentielle 27' du pla- teau de roue 27 et la surface adjacente de la jante 15. Pour obtenir un ajustage serré du plateau de roue 27 à. l'intérieur de la jante 15, on déplace la plaque de tête 16 vers le bas; tout d'abord, l'organe de re- tenue 17 s'applique. contre le dessus du plateau de roue 27 comme indiqué sur le dessin à droite de l'axe médian et il le bloque dans sa position relativement à la jante pendant le processus de refoulement qui suit. Dans la suite du mouvement de descente de la plaque de tête 16, la surface de qlissement conique de l'anneau en coin 19 se place contre les surfa- ces de coin 21 des segments du porte-outil 12 ce qui fait que ces segments, en même temps que les segments de l'outil de refoulement 13, sont poussés perpendi- culairement à la direction de translation de la pla- que de tête, c'est-a-dire en direction radiale contre la jante 15, ce qui assure le processus de refoule- ment. On peut voir qu'au début du processus de refoule- ment, le jeu radial entre la jante 15 et le plateau de roue 27 est tout d'abord supprimé et qu'ensuite, la jante 15 et le plateau de roue 27 se déforment conjointement de façon permanente en direction ra- diale dans la région de refoulement jusqu'à ce que la bride circonférentielle axiale 27' s'applique con- tre la surface circonférentielle de l'organe d'appui 25, de sorte que l'on obtient l'ajustage pressé du plateau de roue à l'intérieur de la jante. Ensuite, on peut retirer de l'appareil la jante 15 munie du plateau de roue 27 inséré et soudé de façon classique le plateau de roue 27 à la jante 15. Etant donné que la jante à base creuse aussi bien que le plateau de roue 27 sont fabriqués avec une surmesure en diamètre,:l est possible de glisser sans déformation la jante 15 par dessus le plateau de roue 27. L'interstice d'air qui existe entre jante et pla- teau de roue avant le refoulement facilite l'automa- tisation du processus d'insertion. Grâce au procédé décrit et à l'appareil utiliaable. à cet effet, on ar? rive à -monter le lobe 27' du plateau de roue sous 1' action d'une force dans la base de la jante, de façon bien parallèle, sans interstice d'air, avec une gran- de résistance à l'éjection et- la roue présente le plus petit écart possible ae 'otation centrée et de rotation dans un plan. Les pièces métalliques nues peu- vent être soudées de façon satisfaisante. On évite les défauts nuisibles à la racine de la soudure ainsi que la formation de stries. En outre, le procédé décrit offre la possibilité d'effectuer en même temps lors du processus de déformation un calibrage exact ou un recalibrage de la jante pour obtenir une grande exactitude de dimension, en particulier au siège du talon du pneumatique. Le procédé préférentiel selon l'invention, destiné à la fabrication de roues en tôle de métal léger,peut aussi s'appliquer avantageusement à la fabrication de roues à voile plein classique en tôle d'acier. Le procédé est aussi applicable dans le cas o seule la jante est formée de tôle, en particulier de tôle de métal léger tandis que l'on utilise pour le pla- teau de roue une pièce moulée. La déformation perma- nente nécessaire pour obtenir l'ajustage serré peut être obtenue par exemple par un processus de refoule- ment ou de roulage ou encore par dilatation des pièces. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'assemblage de jantes fabriquées en tôle, en particulier en tole de métal léger et de leurs plateau-de roue pour la formation de roues à voile plein, le plateau de roue étant introduit avec ajustage serré dans la jante et ensuite soudé à la jante, caractérisé par le fait que l'on préfabrique la jante (15) et le plateau de roue (27) chacun avec une dimension différente du diamètre théorique (sur- mesure ou sous-mesure) et qu'on les réunit sans dé- formation, et qu'ensuite on applique conjointement à la jante et au plateau de roue une déformation ra- diale permanente jusqu'à l'obtention de l'ajustage serré. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on préfabrique la jante et le pla- teau de roue chacun avec une surmesure en diamètre et qu'après les avoir réunis sans déformation, on leur imprime une déformation radiale permanente au moyen d'un outil agissant de l'extérieur sur la jante, jusqu'à l'obtention de l'ajustage serré. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fabrique la jante (15) et le plateau de roue (27) avec une surmesure en diamètre telle qu' il existe entre la jante et le plateau de roue un interstice d'air radial et que l'on effectue le proces- sus de déformation de telle sorte qu'une fois l'inters- tice d'air annulé, on refoule la jante radialement sur le plateau de roue et qu'ensuite, on continue de pous- ser les deux pièces ensemble en direction radiale contre un organe d'appui placé à l'intérieur jusqu'à ce que le plateau s'applique et qu'on les déforme de façon permanente. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pendant le processus de déformation, on bloque le plateau de roue (27) dans sa position relativement à la jante (15) au moyen d'un organe de retenue (17)? - procédé selon l'une des revendications 1 à 4, d caractéries en ce qu'en même temps que la déformation radiale, on effectue un calibrage de la jante. 6 - Appareil pour la -ise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comportant un * outil de refoulement formé de plusieurs segments et adapté au contour de la jante, caractérisé par le fait que l'organe d'appui (25) placé à l'intérieur est disposé sur un porte-pièce portant le plateau de roue (27) et la jante (15) et pouvant s'introduire dans l'outil de refoulement (13) et que sur la plaque de tête (16) est prévu un organe de retenue (17) mon- té élastiquement, se plaçant contre le plateau de roue (27). 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la plaque de tête (16) pouvant aller et venir, portant le porte-pièce (24) avec l'organe d'appui (25) présente un anneau en coin (19) à sur- face de glissement conique (20) 'enserrant l'organe de retenue (17) tandis que l'outil de refoulement (13) en plusieurs parties est disposé sur un porte- outil (12) en plusieurs parties mobiles radialement, coopérant avec l'anneau en coin (19). 8 - Appareil selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé par-le fait que le porte-pièce (24) est relié à la plaque de tête (16) de façon mobile dans la direction de translation par l'intermédiaire d'un guide télescopique (22).