Brevet FR2474403A1 — publié le 19810731

La demande de brevet français antérieure déposée le 27 septembre 1979 sous le numéro 79 24 011 par Louis, Maurice Ramond et la Société-de ;Recherche et de Promotion d'Activités Nouvelles ACNO et ayant pour titre "jante réalisée par moulage de matières plastiques pour roue å rayons" a pour but de réaliser une nouvelle jante pour roue à rayons présentant simultanément toutes les qualités suivantes : solidité, légèreté, souplesse, précision, bas coût de production et, à cet effet, fait appel aux techniques de moulage de matières plastiques qui permettent de réaliser en une seule opération des pièces monobloc de formes complexes constituant un produit fini. Conformément å ce brevet antérieur, la jante pour roue à rayons, comportant à sa périphérie extérieure des flancs d'appui de bandage reliés par une partie cylindrique constituant la périphérie médiane intérieure de la jante et présentant des logements angulairement équidistants d'écrous de mise en tension de rayons de liaison avec un moyeu central, se caractérise en ce que, la jante étant monobloc fabriquée en une seule opération par injection de matière plastique dans un moule : d'une part, la partie cylindrique médiane intérieure de la jante a la forme d'un caisson annulaire ouvert vers l'exté- rieur dont les parois en regard se prolongent vers l'extérieur par lesdits flancs d'appui de bandage, et dont le volume intérieur est équipE de plots de réception des têtes de rayon de même hauteur que-la profondeur du caisson et disposés successivement alternativement d'un côté puis de l'autre du caisson et que, d'autre part, les parois latérales dudit caisson ouvert vers l'extérieur sont reliees entre elles par un jeu d'entretoises planes raccordées sensiblement perpendiculairement au fond du caisson en venant affleurer dans une surrace de révolution constituant le fond de jante. Ce type de structure de jante moulée présente donc ainsi la caractéristique structurelle essentielle de comporter un fond de ante en forme de caisson beaucoup plus épais par rapport aux fonds des autres types de jan tes en bois ou métalliques antérieurement connues, ce fond de jante, épais et entretoisé, étant prévu pour donner à la jante, malgré le fait qu-elle est réalisée en matière plastique, la résistance mécanique nécessaire. D'une manière plus précise, lorsque l'on dit que le fond de jante est épais, cela veut dire qu'une telle jante se caractérise en ce que sa hauteur, mesurée par la différence de la valeur des rayons respectivement des cylindres extérieur et intérieur entre lesquels est inscrite la jante, est supérieure à 75 % de la largeur maximale de la jante. Par comparaison, ce rapport ne dépasse pas 65 % dans les autres jantes connues en alliage léger, et est le plus souvent compris entre 50 et 60 %. Pour les jantes en acier, ce rapport est de l'ordre de 50 8 ou moins. Une disposition particulièrement intéressante d'une telle jante moulée est la prévision des plots de réception des têtes de rayon, de même hauteur que le caisson annulaire épais de la jante, et disposés successivement alternativement d'un côté puis de l'autre du caisson et qui remplissent deux fonctions I d'une part, ils peuvent participer au jeu de l'ensemble des éléments d'entretoise qui danne du corps à la jante en matière plastique et, d'autre part, ils encaissent optimalement les efforts radiaux centripètes exercés sur le caisson annulaire de la jante par les rayons mis en tension lorsque ces efforts sont appliqués à proximité de la périphérie extérieure du caisson et à proximité des flancs d'appui du bandage, donc sensiblement dans les mêmes zones de la jante que celles où sont appliqués sur ces flancs les efforts de pression du bandage lorsqu'il est-mis sous pression. La présente invention a pour premier objet des perfectionnements essentiels aux jantes du type rappelé ci-dessus permettant, en combinaison, d'en faire un produit industriel fini utilisable directement sur les machines automatiques traditionnelles utilisées couramment dans l'industrie du cycle, notamment pour réaliser le vissage avec couple contrôlé des écrous sur les têtes des rayons, et ceci quel que soit le mode de rayonnage choisi, impli quant des orientations diverses des rayons par rapport à la jante. A cet effet, une jante selon l'invention, du type de celle faisant l'objet du brevetantérieur cité, se caractérise : d'une part, en ce que lesdits plots de réception des têtes de rayon comportent, dans leur partie extérieure un alésage cylindrique circulaire d'une hauteur au moins égale à l'épaisseur d'une tête d'écrou de rayon, dans leur partie médiane une portée conique destinée à servir d'appui à cet écrou de rayon avec différentes orientations possibles, et dans leur partie intérieure un alésage conique divergent vers l'intérieur de la jante permettant la libre inclinaison des rayons lors du montage de la roue ; et d'autre part, en ce que la partie extérieure du fond de jante est munie d'éléments en relief par rapport à elle pour permettre la détection des plots de réception des têtes de rayon par des palpeurs de machines automatiques à monter des roues. L'invention a pour second objet de proposer, pour réaliser une jante présentant les caractéristiques ci-dessus, d'utiliser des résines polyamides ou polyesters injectables chargées de fibres de verre. Préférentiellement, on utilisera des polyamides 6-6 avec des charges de fibres de verre préensiméés allant de 40 à 65 % et de préférence de 45 à 60 %. Egalement, on pourra utiliser des résines polyesters du type polybutylène térephtalate ou polyéthylène térephtalate avec des charges de fibres de verre comprises entre 40 et 45 %, matières qui ont tendance à devenir plus économiques que les polyamides. De nombreux essais ont en effet montré que, parmi les nombreuses matières plastiques industrielles commercialement disponibles à ce jour, ces matières convenablement chargées de fibres de verre permettaient d'obtenir le meilleur rapport coût/performances. En particulier, les performances de freinage qui sont essentielles en matière de sécurité, notamment par temps de pluie ou simplement humide, sont les plus élevées avec ces polyamides chargés de fibres de verre. Cela tient d'une part, à ce que les matières plastiques en général-ne mouillent pas et que, de plus, lorsqu'elles sont chargées de fibres de verre, ces fibres affleurant à la surface rendent un peu abrasiVe la surface de freinage de la jante ce qui accroit l'effet de freinage des patins sur les flancs de jante. L'invention porte en outre sur divers autres perfectionnements relatifs au profil proprement dit de la jante. L'invention sera plus complètement exposée au cours de la description suivante d'un mode préféré de réalisation qui sera faite en référence au dessin annexé sur lequel La figure l représente, vue de dessus et de l'extérieur, une partie de jante selon l'invention convenant à la réception d'un bandage à chambre à air, La figure 2 représente, vue de dessous et de l'intérieur, une partie de cette jante, La figure 3 représente une vue latérale d'une partie de cette jante, Les figures 4, 5, 6 et 7 sont respectivement des vues à plus grande échelle en coupe par IV-IV, V-V, VI-VI, et Vil-Vil de la jante représentée sur la figure 1, et la figure 8 représente.un profil pour réception de boyaux. La jante représentée sur le dessin comporte à sa périphérie extérieure des flancs d'appui 1 d'un bandage non représenté. Les arêtes supérieures a et lb de ces flancs sont arrondies pour permettre aisément tant le montage que le démontage du bandage. La jante présente sur sa périphérie des logements angulairement équidistants 4-l, 4-2, 4-3, 4-4 etc... pour recevoir des écrous de mise en tension de rayons (non représentés) de liaison avec un moyeu central. Dans l'exemple représenté, il y a ainsi 36 rayons décalés régulièrement de 100 les uns à la suite des autres, (figure 3). La jante est monobloc, étant réalisée en une seule opération par injection de matières plastiques dans un moule. La partie cylindrique médiane intérieure de la jante a la forme d'un caisson annulaire épais ouvert vers l'extérieur 3 dont les parois sensiblement parallèles 2 se prolongent vers l'extérieur par les flancs l d'appui latéral du bandage. L'épaisseur de ce caisson est telle que la hauteur H de la jante, repérée sur la figure 4, est au moins égale à 75 % de la largeur maximale L de la jante. Cette hauteur ou épaisseur minimale du caisson est nécessaire pour donner à la jante réalisée par moulage de matière plastique la résistance mécanique nécessaire. Dans le volume intérieur du caisson ouvert 3 sont disposés des plots de réception 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 etc... des têtes de rayon qui ont la même hauteur que la profondeur du caisson et sont disposés successivement d'un côté (4-1, 4-3 ...) puis de l'autre (4-2, 4-4, ...) du caisson, (figure 1). De façon caractéristique, ces plots de réception des têtes de rayon comportent, comme on le voit sur la figure 4 : dans leur partie extérieure, un alésage cylindrique circulaire 4a d'une hauteur h au moins égale à l'é- paisseur d'une tête d'écrou de rayon, schematisée par le trait interrompu 6 : dans leur partie médiane, une portée conique 4b, destinée à servir d'appui à cet écrou de rayon avec différentes orientations possibles ; et, dans leur partie intérieure, un alésage conique 4c divergent vers l'intérieur de la jante, pour permettre ainsi la libre inclinaison des rayons par rapport à la jante lors du montage de la roue, et ceci quel que soit le mode de rayonnage choisi.Cette conformation caractéristique des plots 4 de réception des têtes de rayon permet l'utilisation sans problème des machines automatiques, par exemple de vissage à couple controlé des écrous de rayon, telles que les machines CPM bien connues dans l'industrie du cycle. Par ailleurs, le volume intérieur du caisson ouvert 3 est entretoise par un jeu d'entretoises planes 5a, 5b, 5c, 5d, raccordées sensiblement perpendiculairement au fond du caisson. La prévision de ces multiples entretoises reliant entre elles les parois latérales du caisson vise à rigidifier au maximum le caisson tout en ne remplissant de matière plastique qu'un minimum de volume à l'intérieur du caisson, ceci afin d'obtenir le meilleur rapport possible entre le poids, et donc le coût, d'une jante et ses caractéristiques -résistance mécanique. Dans le mode de réalisation préféré décrit, ces éléments d'entretoises de rigidification de la jante sont les suivants, (figure l) : - des entretoises 5a reliant, par l'intermédiaire des plots 4 de réception des rayons, perpendiculairement entre eux les bords opposés du caisson 3 - des entretoises 5b reliant directement perpendiculairement entre eux ces bords - des entretoises 5c, inclinées par rapport au plan de symétrie de la jante et reliant les uns aux autres les plots 4 ; et -des entretoises 5d, symétriques des entretoises 5c par rapport au plan de symétrie de la jante. Toutes ces entretoises sont raccordées entre elles, aux plots 4, et aux bords du. caisson 3 par des renforcements 5e de matière plastique, et ces raccordements sont tous réalisés avec des rayonnages ou arrondis de ma nière à éviter impérativement'tout angle vif qui serait une amorce de rupture. En effet, compte tenu de la pression élevée à laquelle peuvent être gonflés les bandages modernes, les flancs 1 d'appui de ces bandages sont soumis à des efforts considérables d'écartement l'un par rapport à l'autre qui sont transmis-aux bords latéraux du caisson 3 et qui doivent donc être encaissés principalement par les entretoises 5a et 5b, et accessoirement par les entretoises 5c et 5d. Les entretoises 5c et 5d, outre cette première fonction de résistance mécanique, servent egalement, d'une part, à encaisser les efforts radiaux centripètes exercés sur la jante par les rayons tendus de la roue et, d'autre part, à donner à la jante la résistance à la torsion qui convient. En un point de la jante est prévu un trou de valve 7 place en l'un des croisements d'entretoises 5b, Sc et 5 d (figs. l et-5) et limité par un cylindre 3 auquel se raccordent ces entretoises. Les entretoises 5a, 5b, 5c, 5d et les renforce rnents de matière plastique 5e viennent affleurer vers l'extérieur de la jante dans une surface de révolution 9 constituant la partie extérieure du fond de jante contre laquelle vient s'appuyer la chambre air et le bandage. La forme, en section, de cette surface 9, est telle qu'elle reiie par un arc arrondi ouvert çers l'extérieur les deux zones en regard lOa et 10b (voir fig. 7) dans lesquelles viennent se loger, après gonflage, les tringles schématisées en lia et llb d'un bandage.Cette forme de la surface 9 facilite le montage et le démontage du bandage, et, en particulier lors du gonflage, assure que les tringles lla et llb, partant initialement de la zone médiane de la jante, montent bien le long des plans inclinés de la surface 9 vers les flancs d'appui latéraux 1, sans risquer de coincer la chambre à air, et en assurant un centrage parfait du bandage par rapport à la jante. De façon caractéristique, la surface extérieure 9 du fond de jante est munie d'éléments en relief par rapport à elle et affleurant dans une seconde surface de révolution incurvée 10 décalée vers l'extérieur de la jante, ces éléments étant destinés à permettre le montage automatique de roues sur des machines traditionnelles. De façon plus précise, ces machines traditionnelles, notamment pour assurer le vissage automatique avec couple contrôlé des écrous de mise en tension des rayons, sont couramment soit à tête unique de vissage, soit. à têtes multiples de vissage. A titre d'exemple, on citera pour le premier type la visseuse CPM 71 et pour le second la visseuse CPM 74, fabriquées par la Société CPM France. Dans le cas de machines monotête, la jante est déplacée en tournant vers la tête unique de vissage dans le sens de la flèche F1, sous l'action d'un palpeur, (figs. l et 3). Dans ce cas, on a prévu selon l'invention une entretoise de guidage en relief 12 (fig. 6), dont l'arête 12a (fig. l) est placée dans le plan de symétrie de la jante et qui est ensuite orientée alternativement et successivement dans le sens inverse de la flèche Fi vers les différents plots 4-1, 4-2, 4-3 > 4-4, etc... de réception des écrous de têtes de rayon.De la sorte, quand la jante se dépla ce dans le sens de la flèche Fl par rapport à l'unique - tête de vissage d'une visseuse automatique, un palpeur à extrêmité en V vient enserrer entre ses deux doigts l'extrêmité 12 a de l'entretoise de guidage 12,'ce qui commande ensuite-le déplacement, par exemple à droite (pour le plot 4-2), ou à gauche (pour le plot 4-3) de la tête de vissage. Puis, lorsque l'extrêmité du palpeur vient buter contre la paroi cylindrique extérieure du plot correspondant (4-2 ou 4-3), cela commande la plongée en bonne position de la tête de vissage et le vissage approprié. Après quoi la tête de vissage se relève, et se remet en position médiane prête à opérer de même pour la tête d'écrou suivante. Dans le cas de machines -à têtes multiples de vissage, on déplace la jante par rapport aux têtes dans le sens de la flèche F2. Alors, certaines têtes se trouvent positionnées sur la ligne de travail Li (fig. 1) tandis que d'autres le sont sur la ligne de travail L2. Les palpeurs correspondant à ces têtes viennent alors, plus simplement que dans le cas précédent, buter contre les parois cylindriques extérieures en relief par rapport à la surface 9 des plots 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 etc... rencontrées directement, actionnant ainsi au bon moment les multiples têtes de vissage. Selon une disposition préférée, les flancs extérieurs sensiblement plans 2 du caisson 3 de la jante sont inclinés vers l'extérieur par rapport au plan de symétrie de la jante d'un angle faible tel que les plans contenant ces flancs 2 passent sensiblement par l'axe géométrique de pivotement des patins de freins destinés à coopérer avec des flancs 2, ceci pour que ces patins viennent au contact de ces flancs 2 perpendiculairement. En outre, on prendra soin de régler la hauteur des patins par rapport aux flancs 2 de sorte qu'ils viennent s'appliquer sur ces flancs vers la base du caisson 3 dans la partie référencée 13 sur la partie gauche de la figure 7. Cette zone optimale d'application des patins de freins est prévue, d'une part, pour transmettre minimalement les calories dégagées par ie freinage vers la chambre à air et, d'autre part, pour que ces calories soient géné rées en un point du caisson de jante ou il y a le maximum de matière plastique pour constituer un réservoir de calories. L'invention n'est éviaemment pas limitée au mode préféré de réalisation décrit ci-dessus. En particulier, le nombre ou les dispositions particulières des entretoises occupant l'intérieur du caisson peuvent être tres va riés, tout en continuant à exercer les fonctions explicitées ci-dessus. De même, le profil particulier de la jante qui est destiné à recevoir le bandage peut être adapté selon que la jante est destinée à recevoir un bandage du type à pneumatique et chambre à air (comme décrit), ou du type boyau, auquel cas les arêtes 1 a et l b des flancs l devraient être moins éloignées de la surface de fond de jante 9. Plus précisément, dans ce dernier cas des boyaux, on disposera autour de la surface 9 de fond de jante, un profil accessoire de remplissage 14 générant une surface de fond de jante 9 a se raccordant directement aux arrondis l b des flancs d'appui.l de bandage. Le boyau sera en appui direct sur cette surface 9 a. Le profil 14, réalisé en une matière rélativement souple, est tenu en position autour de la jante par la valve et est en serrage autour de la jante. Les deux extrêmités de ce profil sont assemblées entre elles par exemple par clipsage. La partie inférieure du profil 14, présente des évidements 14 a pour alléger au maximum ce profil tout en lui gardant la résistance suffisante. REVENDICATIONS 10 Jante pour roue & rayons, comportant à sa périphérie extérieure des flancs d'appui-.de bandage reliés par une partie cylindrfque constituant ia périphérie média ne intérieure de la jante et présentant des logements angulairement équidistants d'écrous de mise en tension de rayons de liaison avec un moyeu central, fabriquée monobloc en une seule opération par injection de matière plastique dans un moule et dans laquelle, d'une part, la partie cylindrique médiane intérieure de la jante a la forme d'un caisson annulaire ouvert vers l'extérieur dont les parois en regard se prolongent vers l'extérieur par lesdits flancs d'appui de bandage, et dont le volume in térieur est équipé de plots de réception des têtes de ra yon de même hauteur que la profondeur du caisson et dis posés successivement alternativement d'un côté puis de l'autre du caisson et, d'autre part, les parois- latéra- les dudit caisson ouvert vers l'extérieur sont reliées entre elles par un jeu d'entretoises planes raccordées sensiblement perpendiculairement au fond du caisson en venant affleurer dans une surface de révplution consti tuant le fond de jante, jante caractérisée en ce que d'une part, lesdits plots de réception des têtes de rayon comportent, dans leur partie extérieure un alésage cylin drique circulaire d'une hauteur au moins égale à l'épais- seur d'une tête d'écrou de rayon, dans leur partie mé diane une portée conique destinée à servir d'appui à cet écrou de rayon avec différentes orientations possibles, et dans leur partie intérieure un alésage conique diver gent vers l'intérieur de la jante permettant la libre inclinaison des rayons lors du montage de la roue et que, d'autre part, la partie extérieure du fond de jante est munie d'éléments en relief par rapport à elle pour per mettre la détection des plots de réception des têtes de rayon par des palpeurs de machines automatiques à monter 'des roues. 20 Jante selon la revendication 10 caractérisée en ce qu' elle est réalisée en résines polyamides injectables chargées de 40 à 65 % de fibres de verre préensimées et, de préférence, dé 45 à 60 %. 30 Jante selon la revendication 10 caractérisée en ce qu' elle est réalisée en résines polyesters injectables, du type polybutylène téréphtalate ou du type polyéthylène téréphtalate, chargées de 40 à 45 % de fibres de verre préensimées. 40 Jante selon l'une des revendications 10 à 30 caractérisée en ce que sa hauteur est supérieure à 75 % de sa largeur maximale. 50 Jante selon l'une des revendications 10 à 40 caractérisée en ce que ledit jeu d'entretoises comprend des entretoises reliant perpendiculairement entre elles les parois laté rales du caisson. 60 Jante selon l'une des revendications 10 à 50 caractérisée en ce que ledit jeu d'entretoises comprend des entretoises reliant entre elles les zones du caisson munies des plots de réception des têtes de rayons. 70 Jante selon la revendication 60, caractérisée en ce que ledit jeu d'entretoises comprend des entretoises incli nées symétriques par rapport au plan de symétrie de la jante desdites entretoises reliant les zones munies de plots de réception des têtes de rayon. 80 Jante selon l'une des revendications 10 à 70 caractérisée en ce que les différentes entretoises sont reliées aux bords du caisson par l'intermédiaire de renforcements de matière plastique. 90 Jante selon l'une des revendications 10 à 80 caractéri sée en ce que les surfaces qui délimitent ses différents éléments constituants tels que flancs, entretoises, cais son, plots, renforcements de matière, ne présentent que des formes arrondies sans aucun angle vif. 100 Jante selon l'une des revendications 10 à 90 caractérisée en ce que le fond de jante est équipé d'une entretoise en relief par rapport à lui et de guidage partant du plan de symétrie de la jante pour aller dans un sens alternative ment à droite et à gauche vers les plots successifs de réception des têtes de rayon. 110 Jante selon l'une des revendications 10 à 100 carac térisée en ce que les plots de réception des têtes de rayon dépassent par rapport ila surface de fond de jante dans laquelle affleurent les entretoises de rigi dification de la jante. 120 Jante selon l'une des revendications 10 à 110 carac térisée en ce que la surface dans laquelle affleurent les entretoises de rigidification du caisson est une première surface de révolution concave vers l'ext6- rieur reliant sans angle vif entre eux les flancs d'ap- pui du bandage et constituant la partie extérieure du fond de jante. 130 Jante selon la revendication 120 caractérisée en ce que les parties en relief de détection des plots de récep tion des têtes de rayon affleurent dans une seconde sur face de révolution concave vers l'extérieur, située au delà de ladite premiere surface, et reliant sans angle vif entre eux les flancs d'appui du bandage. 140 Jante selon l'une des revendicatitns 10 à 130 carac térisée en ce que les flancs extérieurs approximative ment plans du caisson sont inclinés légèrement par rapport au plan de symétrie de la jante pour que leur plan passe sensiblement par l'axe de rotation des supports de patins de freins. 150 Jante selon l'une des revendications 10 à 140 carac térisée en ce que les bords latéraux extérieurs du caisson sont sensiblement plans jusqu'-à la base du caisson pour que l'application des patins de freins puisse précisément s'effectuer à la base de ce caisson. 160 Jante selon l'une des revendications 10 à 150 carac térisée en ce que le fond de jante est muni d'un profil accessoire raccordant directement entre eux les bords extérieurs des flancs d'appui de bandage pour permettrele montage de boyaux.