Brevet FR2579139A1 — publié le 19860926

Roue de cycle en matériau composite, moyeu adaptable à une telle roue, et leurs procédés de fabrication. La présente invention concerne une roue de cycle comprenant des joues en matériau composite fibres-résine et un remplissage interne. Elle concerne en outre un moyeu adaptable notamment à une telle roue, et des procédés de fabrication de cette roue et de ce moyeu. On a déjà utilisé ou proposé des roues de cycle pleines comprenant des joues en tissu de fibres imprégnées de résine fixées sur des flasques du moyeu venant se recouvrir sur leurs bords externes, l'espace compris entre ces joues étant rempli d'un nid d'abeilles en aluminium ou d'une mousse rigide de matière plastique. Le boyau est disposé dans une gorge obtenue en disposant un boudin gonflable sur le recouvrement des deux joues, ou par un frettage final sur ce recouvrement, ou sur une jante en aluminium. Ces roues sont de structure que l'on peut qualifier de monobloc, et leur profil est bitronconique ou partiellement bitronconique. Elles sont munies de moyeux spéciaux comportant deux coquilles montées de part et d'autre d'un moyeu classique et solidaires de la roue, sur les joues de laquelle elles sont collées. Leur structure monobloc entralne un freinage relativement mauvais, et la possibilité de voiles importants en raison des contraintes de moulage, ainsi que d'un voile du boyau sur la gorge. Il est dès lors impossible de réparer ou changer le moyeu en cas de détérioration de celui-ci, ce qui peut contraindre à mettre la roue elle-même au rebut. De telles roues n'ont donc guère été utilisées jusqu'ici que dans des cas particuliers, notamment sur piste. La présente invention a donc pour but de procurer une roue de cycle présentant une rigidité, une robustesse et une résistance aux chocs de la route améliorées, et permettant un bon freinage. La robustesse d'une telle roue permet son utilisation sur route, contrairement aux roues déjà connues. Elle a encore pour but de procurer un moyeu adaptable notamment à des roues de ce genre, susceptible d'être changé ou réparé sans mettre au rebut la roue correspondante. La roue selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une jante en matériau composite fibres-résine fabriquée indépendamment du reste de la roue, puis assemblée sur son pourtour, et une bague 2579 13 -- 2 -- d'adaptation sur le moyeu. Elle répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéris- tiques suivantes: - La jante comprend au moins une couche intermédiaire de matériau formé de fibres de carbone, concentrique à l'axe de la roue. - Ses joues sont parallèles. - Ses joues sont séparées par une distance au plus égale à la dimension transversale du tube de selle. - Son remplissage interne est constitué par une mousse rigide à cellules fermées, ou par un nid d'abeilles alvéolaire en papier de résine phéno- lique ou de polyamide aromatique, en aluminium ou en alliage léger. Le procédé de fabrication selon l'invention d'une telle roue est caractérisé en ce que l'on fabrique une jante par moulage, enroulement laize sur mandrin ou enroulement filamentaire et la met en place dans un moule, en ce que l'on fabrique des joues lisses en tissu de fibres imprégnées de résine, et un remplissage formé par une plaque prédécoupée de matériau plastique mousse, ou un nid d'abeilles alvéolaire en papier de résine phénolique ou de polyamide aromatique imprégnés de résine, ou en aluminium ou alliage léger, puis en ce que l'on introduit les joues lisses et le remplissage dans le moule, et en ce que l'on colle la jant5 le remplissage interne et les joues entre eux dans le moule par polyméri- sation, obtenue de préférence par cuisson. Le moyeu de roue selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend d'un côté un filetage sur toute la largeur d'une partie cylin- drique externe, du côté opposé une partie cylindrique calibrée se terminant vers l'extérieur par un épaulement, et deux flasques-entre- toises montés d'une part sur le filetage, d'autre part sur la partie cylindrique calibrée, et venant s'emboîter l'un dans l'autre, et délimi- tant dans leur zone d'emboîtement une gorge circonférentielle de logement des joues de la roue. Pour une roue arrière, le filetage de ce moyeu est de préférence disposé du côté de la roue libre, et les flasques-entretoises sont immo- bilisés en rotation sur les parties latérales du moyeu à l'aide du mécanisme de roue libre. Pour une roue avant, ses flasques-entretoises sont de préférence 2 5 79139 immobilisés en rotation sur les parties latérales du moyeu par un écrou à créneaux. Le procédé de fabrication selon l'invention d'un tel moyeu est caractérisée en ce que l'on enlève par tournage les flasques latérales d'un moyeu de cycle habituel, en ce que l'on prolonge ou forme d'un côté un filetage, en ce que l'on forme de l'autre côté une partie cylindrique calibrée terminée sur l'extérieur par un épaulement, puis en ce que l'on engage un flasque-entretoise en butée sur cet épaulement, en ce que l'on visse un autre flasque-entretoise sur le filetage et emboite ce dernier sur le premier flasque. Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin annexé, une roue et des moyeux selon l'invention ainsi que leurs procédés de fabrication. La figure 1 représente la moitié d'une roue, avec coupe partielle par un plan perpendiculaire à son plan de symétrie. La figure 2 représente en coupe une jante de roue. La figure 3 représente un moule d'assemblage d'une roue à joues parallèles, à l'état ouvert. La figure 4 représente un moule d'assemblage d'une roue de section droite bitronconique, à l'état ouvert. La figure 5 représente un moyeu de roue avant montage des flas- ques-entretoises. La figure 6 représente un moyeu de roue arrière, après assemblage des flasques-entretoises. La figure 7 représente un moyeu de roue avant, après assemblage des flasques-entretoises. Dans la figure 1, la roue comporte un moyeu 1 autour de son axe 2. Des joues parallèles 3 et 4 en tissu de fibres de verre ou de carbone imprégnées de résine, soit au préalable, soit lors du moulage de l'ensemble de la roue, entourent un remplissage central 5 formé soit par une mousse à cellules fermées d'une matière plastique en plaque prédécoupée, soit par une mousse à cellules fermées injectée au pistolet entre les joues, soit par une structure en nid d'abeilles en papier de résine phénolique, papier de polyamide aromatique (par exemple le maté- riau commercialisé sous la marque Nomex par la société Dupont de Nemours), -4- d'aluminium ou d'alliage léger. Le remplissage central est entouré par une jante préformée 6 qui vient prendre appui sur le pourtour des joues. Ces dernières sont emboitées dans des flasques-entretoises 7 solidaires du moyeu. La lar- geur totale de la roue est au plus égale à la dimension transversale du tube de selle du cadre du cycle (à son diamètre s'il est circulaire), de façon à réduire la résistance à l'avancement. La structure de la jante est représentée de façon plus précise en figure 2. Celle-ci comporte une face concave externe 11 de logement du boyau, et une face de section droite plane 12 du côté interne. Elle est en fibres de verre, de carbone, de polyamide aromatique, ou d'un mélange de telles fibres, imprégnées de résine. Sa rigidité est renforcée par deux couches internes 12, 13 (fig. 2) de tissu de fibres de carbone, également imprégnées de résine. Cette jante est préformée, soit par moulage par injection ou par thermoformage, soit par enroulement d'un laize sur un mandrin, soit par enroulement filamentaire. L'assemblage des éléments de la roue, percés d'un trou axial 14A, est effectué dans un moule à deux moitiés planes 15, 16 (fig. 3) dans laquelle est disposé un pion central 16 A. La jante 6 est eollée sur le remplissage et sur les joues à l'aide d'une colle époxy allégée. L'ensemble des éléments de la roue est solidarisé par cuisson assurant la polymérisation des résines. Si l'on désire donner à la roue un profil bitronconique, qui assure une meilleure rigidité, on assemble les éléments de la roue dans un moule à deux moitiés 15, 16 de profil creux correspondant au profil de la roue (fig.4). Le moyeu selon l'invention, convenant particulièrement, mais non exclusivement, à la roue décrite ci-dessus, comprend un moyeu classique légèrement modifié. L'arbre central 20 (fig. 5) d'axe 2 se raccorde d'un c8té à une partie cylindrique munie de filets externes 21, 22 sur toute sa longueur, contrairement aux moyeux connus, le filetage habituel étant prolongé vers l'intérieur. Il se raccorde de l'autre côté à une partie cylindrique 23 munie d'un épaulement 24. Les flasques 25, 26 d'accrochage des rayons d'un moyeu classique sont enlevés par tournage. On adapte alors sur le moyeu modifié des flasques-entretoises 28, -5 29 (fig. 6, 7). Dans le cas d'une roue arrière (fig. 6), le flasque 28 vient en butée sur l'épaulement 24, et le flasque 29 est vissé sur le filetage 22 du moyeu. Le dispositif de roue libre 27 vient en butée sur le flasque 29. Les deux flasques s'emboitent l'un dans l'autre le long d'une surface cylindrique de contact 30. Chacun d'eux est muni d'un rebord périphérique 31, 32, ces deux rebords enserrant les joues de la roue. Dans le cas d'une roue avant (fig. 7), la structure est analogue, mais le flasque 29 est maintenu par un écrou à créneaux 33, du genre écrou de pédalier. - 6 - REVENDICATIONS 1/ Roue de cycle comprenant des joues (3, 4) en matériau composite fibresrésine et un remplissage interne (5), caractérisée en ce qu'elle comprend une jante (6) en matériau composite fibres-résine fabriquée indépendamment du reste de la roue, puis assemblée sur son pourtour, et une bague (7) d'adaptation sur le moyeu. 2/ Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la jante comprend au moins une couche intermédiaire (13) de matériau formé de fibres de carbone, concentrique à l'axe de la roue. 3/ Roue selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ses joues sont parallèles. 4/ Roue selon la revendication 3, caractérisée en ce que ses joues sont séparées par une distance au plus égale à la dimension transversale du tube de selle. 5/ Roue selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ses joues sont en tissu de fibres imprégnées de résine. 6/ Roue selon l'une des revendications 1 à 5, car en ce que son remplis- sage interne est constitué par une mousse rigide à cellules fermées, ou par un nid d'abeilles alvéolaires en papier de résine phénolique ou de polyamide aromatique, ou en aluminium ou alliage léger. 7/ Procédé de fabrication d'une roue de cycle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fabrique une jante par moulage, enroulement laize sur mandrin ou enroulement filamentaire, et la met en place dans un moule, en ce que l'on fabrique des joues lisses en tissu de fibres imprégnées de résine et un remplissage formé par une plaque prédécoupée de matériau plastique mousse, ou un nid d'abeilles alvéolaire en papier de résine phénolique ou de polyamide aromatique imprégné de résine, ou en aluminium ou alliage léger, puis en ce que l'on colle la jante, le remplissage interne et les joues entre eux dans le moule par polyméri- sation. 8/ Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la polymérisa- tion est obtenue par cuisson. 9/ Moyeu pour roue de cycle en matériau composite, caractérisé en ce qu'il comprend d'un côté un filetage (21, 22) sur toute la largeur d'une partie cylindrique externe, du c8té opposé une partie cylindrique - 7 - calibrée (23) se terminant vers l'extérieur par un épaulement (24), et deux flasques-entretoises (28, 29) montés d'une part sur le filetage, d'autre part sur la partie cylindrique calibrée, et venant s'emboiter l'un dans l'autre, et délimitant dans leur zone d'emboitement une gorge circonférentielle de logement des joues de la roue. / Moyeu selon la revendication 7 pour roue arrière, caractérisé en ce que le filetage est disposé du c8té de la roue libre, et en ce que les flasques-entretoises sont immobilisés en rotation sur les parties laté- rales du moyeu à l'aide du mécanisme de roue libre (27). 11/ Moyeu selon la revendication 7 pour roue avant, caractérisé en ce que les flasques-entretoises sont immobilisés en rotation sur les parties latérales du moyeu par un écrou à créneaux (33). 12/ Procédé de fabrication d'un moyeu selon la revendication 9, caracté- risé en ce que l'on enlève par tournage les flasques latéraux d'un moyeu de cycle habituel, en ce que l'on prolonge ou forme d'un côté un filetage, en ce que l'on forme de l'autre côté une partie cylindrique calibrée terminée vers l'extérieur par un épaulement, puis en ce que l'on engage un flasque-entretoise en butée sur cet épaulement, et en ce que l'on visse un autre flasque-entretoise sur le filetage et emboîte ce dernier sur le premier flasque.