Brevet FR2597798A1 — publié le 19871030

DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT EN ROTATION D'UN MOYEU DE ROUE La présente invention se rapporte à un dispositif d'accouplement en rotation d'un moyeu de roue à un axe de roue, notamment pour une roue de motocycle ainsi qu'à l'accouplement de ce moyeu à un disque de frein. Les roues des véhicules terrestres sont actuellement réalisées de facon économique et fiable par moulage d'un alliage métallique léger tel qu'un alliage d'aluminium mais le problème se pose alors de l'accouplement de cette roue en un matériau relativement mou à des moyens de support et de 10 guidage relativement durs et rigides pour relier cette roue à un bras de support et de suspension. Le matériau mou de la roue doit être relié en une pluralité de points de liaison avec le matériau dur constitué généralement par de l'acier trempe destiné à supporter la roue en rotation à un régime élevé et pendant une longue durée de service et A la relier à un bras de 15 suspension lui aussi constitué, le plus souvent, d'un alliage léger formé, en général, par moulage de fonderie. La liaison de la roue ou de son axe de support avec un disque de frein à haute performance thermique et lui aussi relativement mou tel qu'un disque en fibres de carbone, pose des problèmes encore plus difficiles à résoudre car le disque doit pouvoir librement se dilater et même se vriller légèrement sans cesser d'être relié en rotation à la roue. La présence invention a pour but de résoudre ces problèmes d'accouplement en rotation d'une roue et de son axe de guidage et de rotation avec le cas échéant, un disque de frein à hautes performances thermiques associé 25 à cette roue. A cet effet, le moyeu de roue est emmanché glissant sur l'axe de roue qui se prolonge à une extrémité axiale du moyeu par un flasque sur lequel le moyeu de roue est plaqué, des vis à tête cylindrique extérieure sont fixées par vissage, parallèlement à l'axe de la roue dans des alésages filetés, régulièrement distribués axialement autour de l'axe central dans le moyeu de la roue et les têtes arrondies des vis sont entourées chacune, du côte de l'axe de roue, par la paroi intérieure d'un logement hémicylindrique ouvert Apousant sensiblement la forme de la tête de vis cylindrique et ménagé sur la surface périphérique du flasque de l'axe de roue. L'axe de roue sur lequel est emmanché et accouplé en rotation le moyeu de roue se prolonge, en général, par une partie de guidage de la roue sur deux paliers de roue constitués, par exemple, de paliers à roulement portés par un bras de support de roue. L'axe de roue se prolonge au-delà des paliers de roue par une partie d'accouplement avec une couronne d'entraînement en rotation de la roue par un organe moteur et, au-delà de la couronne d'entraînement, 10 par un filetage de réception d'un écrou de serrage de la couronne d'entrainement. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'axe de roue est traversé axialement par un alésage central et présente un diamètre extérieur important assurant un bon guidage de la roue sur ses deux paliers qui 15 sont placés à chacune des extrémités de sortie d'un alésage de support ménagé dans un bras unique de support de roue. L'axe de roue se prolonge du côté opposé au flasque par une partie comportant un filetage de réception d'un écrou de serrage du moyeu de roue sur le flasque. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le moyen de 20 roue est réalisé monobloc avec la roue en alliage léger relativement mou et comporte, sur son alésage intérieur d'emmanchement sur l'axe de roue, un manchon monté à force dans cet alésage intérieur et réalisé en un métal relativement dur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'accouplement du moyeu de roue est accouplé également à un disque de frein qui présente un alésage intérieur muni de logements hémisphériques ouverts épousant sensiblement chacun la forme de l'une des têtes des vis cylindriques et qui est monté axialement flottant sur ces têtes de vis, l'alésage intérieur du disque de frein présentant un diamètre légèrement supérieur à 30 celui de la surface cylindrique périphérique extérieure du flasque en face de laquelle il vient se loger entre les têtes de vis. Le disque de frein est avantageusement un plateau à base de fibres de carbone dans l'alésage central duquel sont formes les logements hémisphériques des têtes de vis. La roue comporte avantageusement un voile en forme de cloche et qui entoure 35 complètement le disque de frein et le ou les étriers de ce disque dans la direction perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé o: - la figure 1 est une vue en coupe fragmentaire selon l'axe de rota5 tion de la roue, laissant apparaître sensiblement une moitié de roue et la totalité de l'axe de roue, d'un mode de réalisation du dispositif d'accouplement selon l'invention; - la figure 2 est une vue axiale fragmentaire de détail de la zone des 10 têtes de vis de l'accouplement selon l'invention. On voit sur la figure 1 une roue 1, réalisée monobloc par moulage en un alliage d'aluminium et dont la jante 2 retient, par son talon 3, un bandage pneumatique 4. La roue 1 est reliée par un voile mince 5 en forme de cloche à un moyeu massif 6 qui présente un alésage intérieur 7 et une 15 face frontale extérieure inclinée 8 sur laquelle vient, en appui, la face conjuguée 9 d'une vis de serrage 10. Dans l'alésage 7 qui se termine par un épaulement 11, est emmanché à force un manchon 12 en acier. Le moyeu 6 de la roue est emmanché sur un axe de roue 13 par l'intermédiaire du manchon 12 qui vient s'ajuster à frottement doux sur une portée cylindrique 14 de 20 l'axe de roue 13. L'axe de roue 13 qui présente un alésage central 15 destiné à l'alléger se prolonge, du côté extérieur à la roue, par une partie filetée 16 sur laquelle est monté l'écrou 10 et, du côté d'un bras de support 17 de la roue, par un flasque 18. Au-delà du flasque 18, l'axe de roue 13 se prolonge 25 par des portées d'appui sur des roulements 19 et 20 portés par un alésage 21 du bras support 17 et par une partie cannelée 22 sur laquelle est emmanchée et accouplée en rotation une couronne 23 sur laquelle est fixé, par des vis 24, un pignon de chaîne 25 pour une chaîne 26 d'entraînement en rotation de la roue 1. Au-delà de la couronne 23, l'axe de roue 13 se termine 30 par une partie filetée 27 sur laquelle est vissé un écrou 28 de serrage de la couronne 23. Un plateau d'appui 29 est intercalé entre le flasque 18 et le roulement à bille ou à rouleau 19. L'accouplement entre le moyeu 6 et le flasque 18 est réalisé à l'aide d'une série de vis 30 régulièrement réparties radialement sur le moyeu et 35 disposées axialement et parallèles à l'axe de rotation 13a de la roue. Les vis 30 sont vissées dans des alésages filetés 31 relativement de grand diamètre et ménagés dans le moyeu 6, jusqu'à la butée de leur tête 4 2597798 cylindrique 32 sur un lamage ménagé sur la face latérale 33 du moyeu 6 venant en contact avec la face latérale 34 du flasque 18. Le flasque 18 porte, à sa périphérie de forme cylindrique 35, une série de logements hémi-cylindriques 36 ouverts vers l'extérieur et réali5 sés par tout moyen adéquat, notamment dans le cas d'un flasque 18 en acier, par fraisage. Ces logements 36, sensiblement en forme de demi-cylindre et représentés en coupe sur la figure 1 et vus en bout sur la figure 2, correspondent chacun à une vis 30 et épousent chacun la forme d'une tête de vis cylindrique 32 en présentant un diamètre légèrement supérieur à celui 10 de cette tête de vis. Les vis 30 sont réalisées en un matériau dur et résistant tel que l'acier trempé et leurs têtes 32 viennent s'accoupler de façon résistante au matage avec les parois des logements 36 prévus dans le - flasque 18 réalisé également en un matériau dur et résistant. Les efforts de cisaillement transmis par le couple de rotation d'entraînement de la 15 roue 1 sont transmis au moyeu 6 de la roue en une pluralité de points par les vis 30 qui répartissent ainsi ces efforts dans la masse du moyeu 6 par l'intermédiaire de leur filetage. On notera qu'à la partie inférieure de la figure 1, l'alésage fileté 31 est représenté sans sa vis 30 pour bien faire apparaître la forme de cet alésage et sa position respective par rapport au 20 logement 36. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un disque de frein 37 est monté à l'intérieur de la roue 1 de telle façon que son alésage intérieur 38 (vu en bout sur la figure 2) vienne entourer la périphérie 35 du flasque 18. Pour assurer l'accouplement du 25 disque de frein 37 (réalisé par exemple à base de fibres de carbone pour donner un ensemble relativement mou) avec le flasque 18 et, par conséquent, avec la roue 1, des logements hémi-cylindriques 39 ouverts vers l'intérieur de l'alésage 38 sont prévus dans cet alésage et correspondent, chacun, à une vis 30, de telle facon que les logements 39 épousent la forme des têtes 30 de vis 32 en présentant un diamètre légèrement supérieur à celui de ces têtes de vis. Les logements 39 ouverts vers l'intérieur de l'alésage 38 du disque sont réalisés par tout moyen convenable tel que le fraisage mais aussi, avantageusement, par moulage dans le cas d'un disque de frein en fibres, notamment en fibres de carbone, du fait de leur forme naturelle en 35 dépouille. Le disque de frein 37, qui est monté flottant axialement sur le flasque 18 et les têtes de vis 32, est en fait retenu et guidé axialement par le ou les étriers de frein 40 fixé(s) au bras de support de roue 17 de facon non représentée et dont les deux garnitures de friction 41 et 42 sont étroitement appliquées sur les faces de friction planes respectives 43 et 44 du disque 37. Le montage de la roue 1 sur son bras support de roue 17 va maintenant être explicité. L'axe de roue 13 est mis en place sur les roulements 19 et portés sur le bras 17, à l'aide d'une entretoise 45 qui maintient l'écartement entre ces roulements et du plateau 29 interposé entre la face latérale du flasque 18 et la bague intérieure du roulement 19. L'axe de roue 13 est ensuite équipé de son pignon de chaîne 25 sur lequel est montée 10 la chaîne 26 par montage de la couronne 23 sur les cannelures 22 et serrage de l'écrou 28. Pour la mise en place de la roue 1 sur l'axe de roue 13, le moyeu de roue 6 est tout d'abord équipé de ses vis 30 et le disque de frein 37 est mis en place dans l'étrier 40 au contact des garnitures de friction 41 et 15 42 qui positionnent l'alésage intérieur 38 de ce disque juste en face du flasque 18. Par rotation et déplacement relatif du disque de frein 37 et du flasque 18, les logements hémi-cylindriques 39 du disque 37 sont placés en face des logements hémi-cylindriques 36 du flasque 18, de manière à former des logements cylindriques pour les têtes de vis 32. La roue 1, munie de 20 son manchon 12, est ensuite glissée sur la portée cylindrique 14 de l'axe de roue en présentant les têtes de vis 32 en face des logements cylindriques formés entre les logements hémi-cylindriques 36 et 39. La mise en place des têtes de vis 32 dans ces logements cylindriques a pour effet de coupler simultanément en rotation le disque de frein 37 et le flasque 18 au 25 moyeu 6, en laissant un jeu radial j (voir la figure 2) entre l'alésage intérieur 38 du disque 37 et la surface périphérique 35 du flasque 18 ainsi qu'un jeu de rotation qui est rattrapé par portage simultané de toutes les têtes de vis 32 sur les faces latérales des logements hémi-cylindriques 36 et 39. Pour terminer le montage de la roue 1, il suffit de serrer l'écrou 10 30 sur le filetage de la partie 16 de l'axe de roue 13. Le moyeu 6 est ainsi plaqué sans jeu par sa face 33 sur la face 34 du flasque 18 avec lequel il fait corps en transmettant, cependant, les couples par les têtes de vis 32. En service sur le motocyle, le disque de frein en fibres de carbone 37 est soumis, dans sa partie de friction, à un échauffement violent qui 35 peut atteindre 800 C et qui se transmet par conduction en direction du centre pour provoquer une dilatation et une distorsion de l'alésage 38. Le jeu j existant entre le flasque 18 et l'alésage 38 et le jeu entre le fond des logements 39 du disque 37 et les têtes de vis 32 permet d'absorber ces dilatations et ces distorsions. Les têtes de vis 32 en acier présentent, par ailleurs, une excellente résistance mécanique à chaud lorsqu'elles sont chauffées par le disque 37 au cours du freinage. On remarque que le voile de roue 5 en forme de cloche enveloppe non seulement le disque de frein 37 mais aussi l'étrier 40 en les protégeant des salissures de la roue. Dans le mode de réalisation représenté, la partie de friction (faces 43, 44) du disque 37 est légèrement décalée par rapport au plan de roulement 46 de la roue, mais il est bien évident que dans d'autres modes de réalisation, il est possible de centrer la partie de 10 friction du disque 37 sur le plan de roulement 46 de la roue 1 afin d'éviter des réactions latérales de la roue au cours du freinage. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de 15 l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'accouplement en rotation d'un moyeu de roue à un axe de roue, notamment pour une roue de motocycle, caractérisé en ce que le moyeu de roue (6) est emmanché glissant sur l'axe de roue (13) qui se prolonge à une extrémité axiale du moyeu par un flasque (18) sur lequel le moyeu de roue est plaqué, en ce que des vis (30) à tête cylindrique extériéure (32) sont fixées par vissage parallèlement à l'axe de rotation (13a) de la roue (1) dans des alésages filetés (31) régulièrement distribués axialement autour de l'axe de rotation dans le moyeu de la roue et en ce 10 que.les têtes arrondies (32) des vis sont entourées chacune du côté de l'axe de roue par la paroi intérieure d'un logement hémi-cylindrique (36) épousant sensiblement la forme de la tête de vis cylindrique et ménagé sur la surface périphérique (35) du flasque (18) de l'axe de roue. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe 15 de roue (13) sur lequel est emmanche et accouplé en rotation le moyeu de roue (6) se prolonge par une partie de guidage de la roue sur deux paliers de roue. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérise en ce que les paliers de roue sont des paliers à roulement (19, 20) portés par un bras de 20 support de roue (17). 4.- Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'axe de roue (13) se prolonge au-delà des paliers de roue (19, 20) par une partie d'accouplement (22) avec une couronne (26) d'entraînement en rotation de la roue (1) par un organe moteur. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de roue se prolonge au-delà de la couronne d'entraînement (26) par une partie filetée (27) de réception d'un écrou de serrage (28) de la couronne d'entraînement. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en 30 ce que l'axe de roue (13) est traversé axialement par un alésage central (15) et présente un diamètre extérieur important assurant un bon guidage de la roue sur ses deux paliers (19, 20) qui sont disposés à chacune des extrémités de sortie d'un alésage de support (21) ménagé dans un bras unique (17) de support de roue. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'axe de roue (13) se prolonge du côté opposé au flasque (18) par une partie (16) comportant un filetage de réception d'un écrou (10) de serrage du moyeu de roue (6) sur le flasque (18). 8.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyeu de roue (6) est réalisé monobloc avec la roue (1) en alliage léger relativement mou et comporte, sur son alésage intérieur (7) d'emmanchement sur l'axe de roue (13), un manchon (12) monté à force dans cet alésage intérieur et réalisé en un métal relativement dur. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est accouplé également à un disque de frein (37) qui présente un alésage intérieur (38) muni de logements hémisphériques (39) ouverts épousant sensiblement chacun la forme de l'une des têtes (32) des vis cylindriques (30) et qui est monté axialement flottant sur ces têtes de vis et en ce que l'alésage intérieur (38) du disque de frein présente un diamètre légèrement supérieur à celui de la surface cylindrique périphérique extérieure (35) du flasque (18), en face de laquelle il vient se loger entre les têtes de vis. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le disque de frein (37) est un plateau à base de fibres de carbone dans l'alésage central (38) duquel sont formés les logements hémisphériques (39) des têtes de vis (32). 11.- Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en 20 ce que la roue comporte un voile (5, 2) en forme de cloche et qui entoure complètement le disque de frein (37) et le ou les étriers (40) de ce disque dans la direction perpendiculaire à l'axe de rotation (13a) de la roue (1).