Brevet FR2526375A1 — publié le 19831110

La présente invention concerne une roue pour véhicules automobiles, coulée ou forgée d'une seule pièce, se composant notamment d'un alliage léger et comportant une jante et une cuvette, entre la périphérie de laquelle et la jante il est prévu un intervalle radial traversé par des voiles de liaison. Des roues de véhicules du type précité sont déjà connues (demandes de brevet allemands 18 02 298 et 28 53 606). Il s'agit dans ce cas de constructions dans les- quelles l'espacement radial entre la cuvette et la jante de la roue est utilisé pour former des orifices de sortie d'air existant entre les voiles de liaison et par lesquels peut s'échapper un courant d'air servant à refroidir le frein à disque disposé dans la zone de la cuvette de roue. Dans ce but, les voiles de liaison s'étendent sur le c Cté arrière, et le cas échéant sur le c Ctté avant de la cuve Ltte de roue, radialement vers l'intérieur et ils coop?èrent avec celle-ci à la façon d'un ventilateur radial. Dans ces modes de réalisation connus, les forces agissant sur la roue sont introduites, par l'intermédiaire des voiles de liaison, pendant que le véhicule est en mar- che, dans la jante de roue ou bien en cas de poussée dans la cuvette de roue, auquel cas, pour obtenir la résistance nécessaire, il faut dimensionner en correspondance la cu- vette de roue et/ou les voiles de liaison. Il existe en outre, ce qui n'a pas été exprimé dans des documents mais ce qui est cependant connu d'après la pratique, des roues de véhicules ayant les caractéristi- ques définies ci-dessus et dans lesquelles les voiles de liaison s'étendent simplement entre la périphérie exté- rieure de la cuvette de roue et la périphérie intérieure de la jante dans la zone du rebord de jante. Cette structure nécessite de dimensionner suffi- samment en correspondance la cuvette de roue pour garantir -2- une sollicitation uniforme des voiles de liaison Cela va cependant à l'encontre d'-imp ératifs de réduction des quantités de matières, notazîwîent dans le cas de roues for- mees d'alli Lages légers coûteux, pour des raisons de coût. L'invention a zn conséquence pour but de Per- mlettre, par une amélioration rpoussée de la structure de telles roues, au moins localement, un amincissement imi- portant dela cuvette de roue et d'autre part une auqrîen- tation additionnelle de la rigidité 3 a tlls rouev Ce prbèeest résolu selon e'net N na que, sur le côté intérieur ét a 1 cuavette dle roue, on forme un anneau continu de renforcemznt s'étendant dans u ne;irc tion radiale et pourvu d'une surface arnnulaire eyxté-rîeurce, formant la surface périphérique de la cuvettec de: roue et dans laquelle sont Formé-, s les voiles de liaisons Le fait de pourvoir la cuvette dae roue d un an- neau de renforcement fror:m-é sur Bel-c unes sa lie péri, phérique, garantit églm acso-i La cuveette de roue est réalisée avec des pertois reaieetminces> 2 rigidité nécessaire de Li re tel vua ciaune slkii uniforme des voiles de liai S co, L'anneau de rert-Zorcement peut e' tenàrc da-n_ une direction axiale iusqu'à une' partie atdúe 'Ja paroî frontale de la jante et il ueunt le Èéchant r e drz celle-ci de façon nmonnb-loc, Dans cas, la rocua nie com- porte aucune ou,'erture %rn iorme de 2 eér Il est avanta- geux de prévoir de telles euvertures ou Pcermïtre, au cours de la rotation de la roue, la èi"a de curant-, d'air sortant par lesdites owverk ures el serven -t à refroi V dir le frein A cet effet C, l'annieau -le renforcainent t interrompu radialement entre les v ds el suppose que les voiles de lasn;c z partie avant de la paroi fronta 1 e -'ala Tà e s-t cependant également possible de raz,' ou:rc 1-ud renforcement dans une direction axi ale de' rar'- '-e qu'il -3- existe un espacement continu entre cet anneau et la paroi frontale avant. La disposition d'ouvertures s'étendant radiale- ment le long de la périphérie de l'anneau de renforcement peut être réalisée par des techniques de coulée mais elle nécessite cependant d'équiper le moule de coulée de noyaux correspondants mobiles radialement ou bien d'autres dispo- sitifs appropriés, qui compliquent la structure du moule de coulée et augmentent en correspondance sont coût On peut éviter un tel équipement du moule de coulée par un usinage avec enlèvement de copeaux d'une roue moulée, sui- vant lequel, en correspondance à la proposition faite ci-dessus, les voiles de liaison s'étendent dans une di- rection axiale jusqu'à la partie avant de la paroi fron- tale de la jante Cet usinage avec enlèvement de copeaux est effectué sur la périphérie intérieure de l'anneau de renforcement et il consiste à usiner dans sa surface péri- phérique intérieure une gorge qui traverse finalement dans une direction radiale l'anneau de renforcement de sorte que la cuvette de roue est reliée à la jante seulement par l'in- termédiaire des voiles de liaison subsistant Ce moyen est considéré dans le cadre de la présente invention comme un procédé de fabrication à protéger indépendamment. Le mode d'usinage décrit ci-dessus pour la réali- sation d'orifices de sortie d'air en forme de fenêtres per- met en outre de profiler de façon particulière le côté frontal avant de la roue, du fait que les orifices pouvant être produit par l'usinage avec enlèvement de copeaux sont reliés dans une direction axiale à la surface frontale de forme annulaire de l'anneau de renforcement qui est pro- duite par cet usinage et ainsi ils débouchent radialement dans le volume intercalaire existant entre la cuvette de roue ou l'anneau de renforcement et la jante Pour autant qu'il s'agisse d'une jante pourvue d'une base creuse, il est avantageux, en ce qui concerne l'usinage avec enlève- -.4 ment de copeaux de l'anneau de renforcement qui a été décrit ci-dessus, d'associer sa surface périphérique - intérieure avec celle de l'embase surbaissée de la jante de manière qu'elles soient situées sur une surface péri- phérique commune Avant l'usinage par enlèvement de co- peaux, les deux surfaces périphériques intérieures for- ment ainsi une surface périphérique intérieure fermée de la roue grâce à laquelle on évite une dépouille lors de la coulée ou du forgeage Il est ainsi possible d'obtenir, notamment, dans le cas d'une roue fabriquée par un proces- sus de coulée, un écoulement optimal de matière de l'anneau de renforcement vers la jante. Dans le cas d'une roue comportant des ouvertures en forme de fenêtres qui sont placées entre les voiles de liaison assurant la jonction de la cuvette de roue avec la jante, on obtient en outre l'avantage, grâce à l'anneau de renforcement de la cuvette de roue, que les particules de garniture de frein se produisant en cours de freinage puis- sent se déposer sur la périphérie intérieure de l'anneau de renforcement sous l'influence de l'inertie, ce qui diminue en correspondance l'encrassement du côté extérieur de la roue. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemples non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une-vue frontale, faite de l'avant, d'une moitié de roue; La Figure 2 est une vue frontale, faite de l'arrière, de l'autre moitié de roue; La Figure 3 est une coupe de la roue faite sui- vant la ligne III-III; et La Figure 4 est une coupe partielle faite sui- vant la ligne IV-IV de la Figure 1 et à échelle agrandie. -5- Sur le dessin, on a désigné dans son ensemble par 10 une jante de roue, qui est pourvue d'une embase surbaissée 12 On a désigné par 14 dans son ensemble une cuvette de roue, qui est placée de préférence en majeure partie à l'intérieur d'un rebord avant 16 de la jante et dont la surface périphérique extérieure 18 est espacée radialement de la surface périphérique intérieure 20 du rebord avant de jante, cet intervalle radial étant tra- versé par un grand nombre de voiles de liaison 22, qui sont réparties angulairement de façon uniforme et qui sont formées d'une part sur la surface périphérique exté- rieure 18 dela cuvette de roue et d'autre part, aussi bien sur la surface périphérique intérieure 20 du rebord de -jante 16 que sur une partie de paroi frontale 24 dirigée vers l'intérieur de la roue et qui constitue la paroi avant, de forme annulaire, de délimitation de l'embase surbaissée 12. La surface périphérique extérieure 18 de la cuvette de roue 14 constitue simultanément la surface annulaire extérieure d'un anneau de renforcement 26 formé sur le côté intérieur de la cuvette, s'étendant vers V'in- térieur dans une direction axiale et dont la surface an- nulaire frontale intérieure 28 se trouve à une certaine distance axiale de la partie de la paroi frontale 24 de la jante. Du fait que la cuvette de roue est pourvue de l'anneau de renforcement 26 dans sa zone périphérique, il est possible de réaliser la cuvette avec une paroi rela- tivement mince tout en obtenant un raidissage de la roue de manière que les voiles de liaison 22 soient soumis à une sollicitation uniforme lors de la trans- mission de forces entre la cuvette et la jante, ou in- versement. Comme le montre la Figure 3, l'anneau de renfor- cement 26 est disposé par rapport à l'embase surbaissée de -6- jante de manière que la surface périphérique intérieure 30 de l'anneau de renforcement ainsi que la surface périphé- rique intérieure 32 que la partie d'embase surbaissée 34 de forme annulaire, s'étendant essentiellement dans une direction axiale, soient situées sur une surface d'enve- loppe commune 36, représentée en trait mixte sur la Figure 3 et qui présente un profil conique réduisant de section en direction de la cuvette de roue On obtient ainsi, du point de vue des techniques de fabrication, des avantages dont on a déjà parlé cidessus et sur lesquels on reviendra encore dans la suite. La cuvette de roue 14 est avantageusement pour- vue, pour des considérations de forme,d'unprofil d'incur- vation légèrement sphérique vers l'extérieur et son assc- ciation avec la jante de roue est conçue de manière qu'au moins la zone de sa surface frontale avant 38 qui est proche de la périphérie soit située à l'intérieur du re- bord avant 16 de la jante Comne le montrent les Figures 1 et 3, les voiles de liaison 22 font saillie dans cette zone de la surface frontale avant de cuvette 38, qui est décalée optiquement par rapport a la partie restante de la surface frontale avantageusement par un bâger gradin 40 de forme circulaire. Sous l'influence de la partie 22 ', faisant sail- lie de cette zone de la surface de cuvette, des voiles de liaison 22 liés de façon monobloc à la jante et à la cu- vette de roue, on augmente encore le raidissage de la rque du fait que les voiles de liaison subissent, sous l'effet de l'anneau de renforcement 26 un allongement ou renfor- cement correspondant dans une direction radiale. Du fait de l'espacement précité de la surface annulaire frontale 28 de l'anneau de renor-ement 26 par rapport à la partie de paroi frontale 24 de l'enibase sur- baissée 12 dela jante, il s'établit une liaison entre le côté intérieur et le côté frontal av ant de la roue à partir -7 des parties en creux 42 en forme de fenêtre, s'étendant dans la direction périphérique (Figure 1), qui sont acces- sibles et qui sont définies par les surfaces périphériques 18,20 de la cuvette de roue 14 et du rebord de jante 16 ainsi que par des voiles de liaison 22 mutuellement adja- cents Les évidements créant la liaison précitée ne sont. pas visibles lorsqu'on observe la roue de l'avant car, comme le montre la Figure 3, le diamètre extérieur de l'anneau de renforcement 26 est plus grand que le diamètre intérieur minimal de l'embase surbaissée 12 de la jante. Les évidements s'étendent ainsi radialement entre l'anneau de renforcement 26 et la partie de paroi frontale 24 de 1 'embase surbaissée de la jante On ne peut ainsi pas dé- celer des évidements conduisant à l'intérieur de la roue lorsqu'on l'observe comme indiqué ci-dessus; au contraire le regard arrive à l'intérieur des parties en creux 42 prévues sur la partie de paroi frontale 24 de l'embase creuse de jante, ce qui confère à la roue un aspect parti- culièrement esthétique. Les passages ont été désignés par 44 sur la Fi- gure 4 Ils constituent en coopération avec les creux 42 des canaux d'écoulement d'air par lesquels peuvent passer des courants d'air de l'intérieur de la roue vers l'exté- rieur au cours de la roration de la roue en vue d'assurer le refroidissement du frein. La structure de roue est avantageusement agencée de manière que, pour la coulée ou le forgeage de la roue, aucun moyen particulier susceptible d'augmenter le coat de fabrication, n'ait à être prévu, pourle formage des passages 44, sur le moule de coulée ou sur la matrice La construc- tion choisie pour la roue permet au contraire de former entre la cuvette de roue et l'embase surbaissée de jante une paroi périphérique fermée de sorte que, dans l'ébauche, l'anneau de renforcement 26 est relié de façon monobloc à la partie de paroi frontale 24 et qu'ainsi la coulée ou le forgeage sont effectués sans difficultés En même temps, il se produit, dans le cas d'une roue coulée, un écoulement optimal du métal dans la jante. Pour la réalisation des passages 44, il faut ensuite effectuer un usinage avec enlèvement'de copeaux, par exemple par détalonnage, en opérant à l'intérieur de la roue dans la zone située entre Ja partie de paroi fron- tale 24 et la surface annulaire frontale 28 de l'anneau de renforcement 26, l'enlèvement de matière s'effectuant dans une direction radiale jusqu'à ce que l'anneau de renforce- -ment soit sectionné et que les passages 44 soient'ainsi obligatoirement formés. Conformément à un autre agencement avantageux de la roue, la cuvette 14 est munie de nervures de renforce- ment qui permettent d'une part un amincissement additionel de la paroi de cuvette et d'autre part une augmentation de sa rigidité Dans ce but, les trous de passage de goujons 48 qui sont répartis à une certaine distance radiale autour d'un alésage axial 46 de la cuvette sont avantageusement associés respectivement à trois nervures de renforcement 50, 52,54 de manière que celles-ci convergent en direction du trou de goujon correspondant 48, la nervure centrale de ren- forcement 50 étant placée de manière que son axe longitudi- nal soit situé dans le plan défini par les axes de l'ouver- ture axiale 46 et du trou de goujoncorrespondant 48 La posi- tion angulaire des deux nervures extérieures de renforcement ,54 par rapport à la nervure centrale 52 est choisie dans ce cas de manière que les nervures de renforcement asso- ciées par groupes aux trous de passages de goujons 48 soient formées avec un espacement angulaire identique sur la périphérie intérieure de la zone de renforcement 46 et soient disposées respectivement en coïncidence avec un des voiles de liaison 22 Dans la zone de leurs autres extrémi- tés, elles sont formées respectivement sur une oreille de fixation de roue 58 de la cuvette, qui reçoit le trou de _ 9- passage de goujon 48 associé L'agencement de nervures décrit ci-dessus assure une transmission optimale des forces entre la cuvette et la jante de la roue, lesdites nervures établissant la liaison la plus courte entre les voiles de liaison 22 et les oreilles de fixation de roue 58 de manière que des moments de flexion se manifestant puissent être absorbés favorablement par les nervures de renforcement Grâce à la disposition de nervures décrites ci-dessus, on obtient en outre que celles-ci ne donnent pas lieu à des pontages de liaison, ce qui est avantageux du point de vue des techniques de fabrication. Les nervures sont pourvues avantageusement de bords longitudinaux 60,62, parallèles entre eux et de sec- tion droite de forme rectangulaire, leur hauteur augmentant de préférence de façon continue en direction de l'oreille associée de fixation de roue 58, ce qui contribue à augmen- ter encore la rigidité de la cuvette de roue. -10 - REVENDICATIONS 1. Roue monobloc, formée par moulage en alliage léger, pour véhicules automobiles, comportant une jante et une cuvette entre lesquelles est p revu un intervalle annu-_ laire traversé par des voiles radiaux de liaison et qui Est divisé par les voiles de liaison en dif-eférents c:-anaux de ventilation comportant die 5 embouchures trdsvers 1 '111- térieur de la roue, ceractériséae en ce que l a vedc roue ( 14) est placée par ga peri Jphérie extaérecre à' peu près à la hauteur de l'embase de' jante (embase smurbai >s e- de jante 12), en ce qu'elle est pourvue sur sa -priphéri Le d'un anneau Cde renforcement %f 26) -dirigé axiale; en't vers l'embase de jante (embase zurba:-ss-ee die jante i 1-, -n ce que l'anneau de renforcement ( 26) est évidé r:di Me ment à une certaine distance axiale dç la cuvette de roue îî 4) et en ce que les évidements radiauzc (paesa-gez 44) icsrment 1-es embouchures des camitux de ventilation (creux 42), 2. 'Roue selon la revendicetiun 1, arac-têrisge en ce que le diamètre extérieur de i 'arreau Ue renforce- ment ( 26) correspond, d'une ma ière;_ornue,_ au mioinz au diamètre intérieur minimal de l'eïrbase de jante (embaze surbaissée de jante 12). 3-Roue selon la rcvendicut 4 c N 2, carectêriséz- en ce que la surface péripheriqu e inde )re l neau de renforcement ( 26) et cll de lebs de 4 ante (embase surbaissée de jante 12) sn 1 situées ëwrun surface d'enveloppe commune ( 36). 4. Roue selon l'une dles revc:içIJ atiî:ns 1 a 3, caractérisée en ce que les voiles de (ias 'n 22) s'éten- dent d'une manière connue dans unc direct A-or ax 4: vsa 2 "Ä une partie de paroi frontale avant ( 24) S 3 'é rieur, de l'embase de jante (embase surbaissée de jante 12). 11 - Procédé de fabrication d'une roue selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on forme sur le bord extérieur de la cuvette de roue ( 14) un anneau de renfor- cement ( 26) s'étendant dans une direction axiale vers l'inté- rieur de la roue et se prolongeant dans une partie de paroi frontale avant ( 24) de l'oemase de jante (etbase surbaissée de jante 12) et en ce qu'on sépare radialement, par enlèvement de copeaux, l'anneau de renforcement ( 26), avec espacement axial, par rapport a la cuvette de roue ( 14).