Brevet FR2588510A1 — publié le 19870417

Roue de véhicule La présente invention a pour objet une roue améliorée de véhicule léger utilisable notamment pour des véhicules légers tels que les cycles, sulkies, voi- tures pour handicapés, etc... Les roues actuellement utilisées sur des vé- hicules de ce type sont équipées de rayons qui relient la jante au moyeu. Généralement, les rayons sont file- tés à leur extrémité fixée à la jante et cambrés et munis d'une tête à leur autre extrémité, laquelle est fixée au moyeu. Un écrou à oeillet maintient chaque rayon en tension, ce qui assure ainsi la géométrie de l'ensemble. Dans le cas des vélos de course et notam- ment de ceux qui sont utilisés pour des épreuves de vitesse comme le record de l'heure, les roues sont re- couvertes sur les deux faces par des voiles qui amélio- rent l'aérodynamisme en annulant les turbulences de l'air provoquées par les rayons. D'autre part, dans le cas des sulkies, les roues sont couvertes sur les deux faces par des disques rapportés en matière plastique qui protègent les rayons et jouent également un rôle de protection et de sécurité vis-à-vis des coups de sa- bots. Cependant, dans l'un et l'autre cas, cette protection n'empêche pas les ruptures de rayons. Elle n'est pas étanche et l'eau et la boue pénètrent à l'in- térieur de la roue, ce qui en augmente substantielle- ment le poids. Dans un but d'allégement, on a récemment utilisé pour les cyclomoteurs, les vélos bi-cross et les sulkies, des roues en matière plastique, la jante étant reliée au moyeu par des barres en polyamide et fibre de verre. Si l'on parvient ainsi à alléger la roue, on ne supprime pas les incidents dus aux risques de rupture de rayons. La présente invention a pour objet d'éliminer ces inconvénients en proposant une roue plus solide et plus légère que Les roues actueLLes, qui donne un meil- leur rouLement et qui est étanche à 'L'eau, à La boue et aux poussières quelles que soient les conditions cLima- tiques ou atmosphériques. La roue objet de l'invention comporte, de ma- nière connue, un moyeu, une jante et des moyens de liaison mécanique entre le moyeu et la jante. Selon l'invention, la jante peut être réalisée en une ou deux pièces et les moyens de liaison comprennent deux flas- ques profiLés de façon à permettre l'élimination de l'eau et des boues par centrifugation et réalisés dans un matériau présentant une bonne résistance mécanique et une grande élasticité et des moyens permettant de fixer les flasques de manière étanche, d'une part au moyeu et d'autre part à la jante. Les deux flasques peuvent être ajourés, leur face extérieure étant alors recouverte par un voile étanche. De préférence, le matériau constitutif des flasques est choisi parmi le titane, les alliages de titane, le matériau constitutif du voile étanche est choisi parmi les tissus de fibres aramides, tels que le "iKEVLAR"t le matériau constitutif de la jante est choisi parmi les alliages d'aluminium, le moyeu est réalisé en alliage léger. Selon un mode de réalisation préféré de l'in- vention, l'un au moins des flasques comprend: - une première partie conique, située au voisinage du moyeu, ayant un premier angle au sommet, et - une deuxième partie conique, située entre la première partie conique et la jante, ayant un deuxième angle au sommet différent du premier. En général, l'angle au sommet de la deuxième partie conique est supérieur à celui de la première partie conique. L'angle au sommet de la première partie conique pourra être compris entre 150 et 160 et de B 8803.3 JR préférence voisin de 150', tandis que l'angle au sommet de la deuxième partie conique pourra être compris entre et 170 , et de préférence voisin de 1740. Les flas- ques peuvent être réalisés en une seule pièce ou se présenter sous forme de secteurs soudés bord à bord. Ils peuvent être ajourés ou non. De préférence, la roue est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à son axe et les deux flasques sont symétriques l'un de l'autre par rapport à ce plan. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque sur une jante réalisée en une seule pièce comprennent des rivets étanches et un joint disposé entre le bord exté- rieur du flasque et la jante. Le serrage du flasque sur la jante au moyen des rivets assure le serrage du joint entre le bord extérieur du flasque et la jante, le joint pouvant être placé dans une gorge prévue sur cel- le-ci. Selon un autre aspect de l'invention, les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque sur une jante réalisée en deux parties symétriques par rap- port à un plan perpendiculaire-à l'axe de la roue com- prennent un écrou encastré et des vis de fixation et un joint disposé entre le bord extérieur du flasque et la jante, le joint pouvant être placé dans une gorge pré- vue sur celle-ci. Selon encore un autre aspect de l'invention, les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque sur le moyeu comprennent: -- une couronne montée sur le moyeu, - une bride, et - des moyens de fixation de la bride sur la couronne, la bride et la couronne ayant une forme telle qu'el- les enserrent de manière étanche le flasque et le voile lorsqu'elles sont fixées l'une sur l'autre. La conicité interne de la bride favorise l'évacuation de l'eau et des boues par contrifugation. EventuelLement, L'espace entre les flasques peut être rempli d'un matériau Léger, par exemple des billes de polystyrène expansé, afin de compléter Le dispositif d'étanchéité. Enfin, on peut prévoir dans l'un au moins des flasques une ouverture donnant accès à une valve de gonflage. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en réfé- rence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de cô- té, avec arrachement partiel, d'une roue conforme à l'invention, - la figure 2 est une demi-vue schématique en coupe d'une roue conforme à l'invention dans un plan contenant l'axe de la roue, - la figure 3 est une vue schématique en cou- pe à échelle agrandie, dans un plan contenant l'axe de la roue, illustrant le montage des flasques sur le moyeu et le montage de celui-ci sur l'axe de la roue, et - la figure 4 est une vue en coupe illustrant une jante en deux parties. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que la roue objet de l'invention, portant la référence gé- nérale 2, se compose, de manière classique, d'une jante 4 sur laquelle est monté un pneu 6 et d'un moyeu 8. La jante 4 peut être réalisée en un alliage d'aluminium comme, par exemple, le zicral qui contient essentielle- ment 91% d'aluminium, 5% de zinc et 2% de magnésium, le reste étant constitué de cuivre et de chrome. Elle peut aussi être réalisée en matériaux composites souples comme le polyamide renforcé de fibres de verre ou lé- gers comme les fibres de verre ou les fibres aramides. Elle a un profil classique, mais comporte, du côté in- térieur, deux lèvres 5 (figure 2) dont L'utilité sera précisée ci-dessous. Selon l'invention, le moyeu et la jante sont reLiés l'un à l'autre au moyen de flasques 10, un sur chaque face de la roue. Les flasques sont pourvus d'ou- vertures 12 afin de les alléger et recouverts sur leur face 'extérieure d'un voile 14 représenté en grisé sur la figure 1. La structure de cette roue apparaît mieux sur la vue en coupe de la figure 2, o l'on retrouve la jante 4 sur laquelle est monté le pneu 6 à l'intérieur duquel se trouve une chambre à air 7. Les flasques 10a et 10b sont fixés au moyeu 8 de la roue à l'aide d'une couronne 16 et d'une bride 18: ce montage sera décrit plus en détail ci-après, en référence à la figure 3. D'autre part, les flasques 10a et 10b sont fixés sur les lèvres 5 de la jante 4 au moyen de rivets 20. Ceux- ci doivent être étanches et peuvent être des rivets creux tels que ceux utilisés en aviation. Les flasques ont un bord extérieur relevé 22, et un joint 24, qui peut être en caoutchouc naturel, est placé entre le bord 22 et la jante 4, par exemple dans une gorge pré- vue dans celle-ci. La forme et les dimensions des dif- férents éléments sont telles que le serrage des flas- ques 10 sur la jante au moyen des rivets 20 entraîne le serrage du joint 24 entre la jante et le bord extérieur 22 des flasques. Dans une variante représentée sur la figure 4, la jante 4' est réalisée en deux parties symétriques par rapport au plan perpendiculaire à l'axe de la roue et comporte des écrous encastrés 50 et des vis de fixa- tion 49 qui assurent la liaison et la résistance méca- nique de l'ensemble flasques-jantes et le serrage du joint 24 dans un logement. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté au cas d'un pneu plein 6'. On voit encore sur la figure que chacun des flasques, 10b par exemple, se compose de deux parties: une première partie conique 26 située au voisinage du moyeu et ayant un premier angle au sommet, suivie d'une deuxième partie conique 28 disposée entre la première partie conique et la jante. Cette deuxième partie coni- que 28 a un angle au sommet différent de celui de la première partie conique 26, de préférence supérieur. A titre d'essai, on a réalisé une roue de ce type dans laquelle la première partie conique avait un angle au sommet de 150 et la deuxième partie conique un angle au sommet de 174 , mais d'autres valeurs sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Cette disposition permet d'améliorer l'évacuation de l'eau par centrifu- gation en cas de pluie ou de déplacement sur un sol mouillé. Les flasques 10a et 10b sont réalisés en un matériau présentant une bonne résistance mécanique ain- si qu'une grande élasticité. On peut utiliser à cet usage du titane ou des alliages à fort taux de titane, comme par exemple l'alliage UTA 6 V qui contient 89% de titane, 6% d'aluminium et 4% de vanadium, le reste étant constitué de fer, carbone, azote, oxygène et hy- drogène. L'utilisation de ce matériau et la présence des ouvertures 12 permettent un gain de poids d'environ % par rapport aux roues classiques. On peut obtenir des gains de poids supérieurs (de l'ordre de 30%) avec d'autres matériaux ayant des propriétés mécaniques sem- blables comme par exemple le "KEVLAR' Les ouvertures 12 permettent d'alléger les flasques sans rien leur faire perdre de leurs qualités mécaniques. Les flasques ajou- rés ou non peuvent être réalisés en une seule pièce ou en plusieurs éléments fixés les uns aux autres de ma- nière étanche. Par exemple, on peut les réaliser sous forme de secteurs soudés bord à bord, les plans de B 8803.3 JR joint 11 étant représentés schématiquement par des traits mixtes sur la figure 1. L'étanchéité est assurée par le voile 14 re- présenté schématiquement en traits mixtes sur La figure 2. Celui-ci est placé sur la face extérieure des flas- ques 10a et 10b et il est fixé sur le flasque par tout moyen approprié, de préférence par collage. Du côté du moyeu, le voile 14 est pincé entre le flasque et la bride 18. Du côté de la jante, iL est inutile que le voile 14 s'étende au-delà des rivets 20 puisque ceux-ci sont étanches et qu'on a prévu le joint 24. La présence du voile 14 empêche la pénétration de l'eau, de la boue ou des poussières à l'intérieur de la roue à travers les ouvertures 12. EventueLLement, l'espace entre les flasques peut être rempli d'un matériau Léger, par exemple des billes de polystyrène expansé 29, afin de compléter le dispositif d'étanchéité. On voit encore sur les figures 1 et 2 qu'on a prévu sur le flasque 10b, au voisinage de la jante 4, une ouverture 30 donnant accès à une valve de gonfle- ment 32 qui est obturée par un cache qui épouse le profil du flasque. Pour cela, on est obligé de découper le voile 14 au niveau de l'ouverture 30, l'étanchéité. étant assurée par un cache 34. Bien entendu, si on uti- lise un pneu increvable, il n'y a pas de valve de gon- flage et on peut supprimer l'ouverture 30. On va maintenant décrire de manière plus dé- taillée le montage des flasques sur le moyeu en réfé- rence à la figure 3. Celle-ci représente l'une des extrémités du moyeu 8, le montage étant identique à l'autre extrémité du moyeu. Celui-ci est monté sur l'axe 36 de la roue au moyen d'un roulement à billes 38 maintenu par un écrou 40 et protégé par un joint 39. Ce montage est classique et ne sera pas décrit en détail ici. On voit également sur la figure 3 que le flasque 10 et le voile 14 sont pincés entre une couron- ne 16, montée sur le moyeu, et une bride 18. Cette dernière, qui se trouve du côté extérieur de la roue, est montée et serrée sur la couronne 16 par tout moyen approprié, par exemple à l'aide de vis 42 que l'on vis- se dans des écrous 44 soudés à la couronne 16. Les têtes des vis 42 sont placées dans des puits 43 prévus sur la bride 18 afin de ne pas nuire à l'aérodynamisme de la roue. Quant aux écrous soudés 44, ils peuvent être en tout matériau approprié, par exemple en titane. Cette disposition assure un pincement suffisant du flasque 10 et du voile 14 entre la couronne 16 et la bride 18 afin d'empêcher l'eau et les poussières de pénétrer à l'intérieur de la roue. De plus, la bride 18 constitue un capot protecteur pour le moyeu, grâce à sa conicité interne 45 qui favorise l'évacuation de l'eau et des boues par centrifugation. Enfin,. l'étanchéité est encore améliorée à l'aide d'une rondelle 46 en chi- cane, cette dernière étant maintenue par L'écrou 40 contre le roulement à billes 48 par l'intermédiaire d'une rondelle de serrage 48. De plus, la couronne 16 et la bride 18 assurent un centrage correct des flas- ques par rapport au moyeu et elles encaissent les ef- forts radiaux. La roue objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants dont les prin- cipaux sont d'avoir une bonne étanchéité tout en étant plus légère et en offrant un meilleur roulement que les roues utilisées actuelLement. En effet, la présence du voile 14 sur la face extérieure des flasques, ainsi que les fixations de ces derniers sur le moyeu et la jante, empêchent la pénétration de l'air, de l'eau et des poussières à l'intérieur de la roue. La forme particu- lière des flasques avec deux parties coniques de pentes différentes, comme cela est illustré à la figure 2, favorise l'élimination de l'eau et des boues par cen- trifugation et l'écoulement de l'air. D'autre part, la grande élasticité des matériaux utilisés, et notamment des alliages de titane, permet d'assurer la continuité du roulement dans les virages pris à vitesse élevée car la roue peut se déformer et revenir à son état initial à la sortie du virage. On évite ainsi les dérapages fréquents dus à une plus grande rigidité de l'attelage dans les roues actuelles. De plus, les risques d'acci- dent dus aux déchirures des protections et aux ruptures des rayons sont supprimés. Les risques d'accidents sur- venant aux chevaux quand cette roue est montée sur un sulky sont aussi réduits. L'aérodynamisme est amélioré car le profil des flasques réduit l'aire du maître cou- ple de plus de 20% et améliore le coefficient de traî- née par rapport à une roue classique. Les flasques sont démontables et, dans le cas d'une roue symétrique, in- terchangeables. Enfin, la jante réalisée en deux par- ties symétriques permet par dévissage de l'une de ces parties de changer rapidement le pneu et tout particu- lièrement un pneu increvable. REVENDICATIONS 1. Roue de véhicule Léger comportant un moyeu (8), une jante (4) et des moyens de liaison mécanique entre le moyeu (8) et la jante (4, 4'), caractérisée en ce que Lesdits moyens de Liaison comprennent deux fLas- ques (10a, 10b) profilés de façon à permettre l'élimi- nation de l'eau et des boues par centrifugation et réa- lisés dans un matériau présentant une bonne résistance mécanique et une grande élasticité et, des moyens per- mettant de fixer les flasques (10a, 10b) de manière étanche d'une part au moyeu (8) et d'autre part à la jante (4). 2. Roue de véhicule Léger selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que les deux flasques profi- lés sont ajourés et recouverts chacun sur leur face externe d'un voile étanche (14) qui empêche la pénétra- tion de l'air, de l'eau et des boues à l'intérieur de la roue. 3. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le matériau constitutif des flasques (10a, 10b) est choisi parmi le titane, les alliages de titane. 4. Roue de véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce que le matériau constitutif du voile étanche (14) est choisi parmi les tissus de fibres ara- mides. 5. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'un au moins (10b) des flasques comprend: - une première partie conique (26), située au voisinage du moyeu (8), ayant un premier angle au sommet, et une deuxième partie conique (28), située entre la première partie conique (26) et la jante (4), ayant un deuxième angle au sommet différent du premier. 6. Roue de véhicule selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'angle au sommet de la premi-ère 1 1 partie conique (26) est compris entre 150 et 160 et de préférence voisin de 150 . 7. Roues de véhicule selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que l'an- gle au sommet de la deuxième partie conique (28) est compris entre 170 et 180 et de préférence voisin de 174 . 8. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'un au moins des flasques est réalisé en une seule pièce. 9. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'un au moins des flasques est réalisé sous forme de sec- teurs soudés bord à bord. 10. Roue 'de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que, la roue étant symétrique par rapport à un plan perpendicu- laire à son axe, les deux flasques (10a, 10b) sont sy- métriques par rapport à ce plan. 11. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce -que les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque (10) sur la jante (4) comprennent des rivets étanches (20) et un joint (24) disposé entre le bord extérieur (22) du flasque (10) et la jante (4). 12. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque (10) sur la jante (4') réalisée en deux parties symé- triques par rapport au plan perpendiculaire à l'axe de la roue comprennent un écrou encastré (50), des vis de fixation (49) et un joint (24) disposé entre le bord extérieur (22) du flasque (10) et la jante (4'). 13. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les moyens pour fixer de manière étanche chaque flasque (10) sur le moyeu (8) comprennent: - une couronne (16) montée sur Le moyeu (8), - une bride (18) , et - des moyens de fixation de la bride (18) sur la cou- ronne (16), la bride (18) et la couronne (16) ayant une forme telle qu'elles enserrent de manière étanche le flasque (10) et le voile (14), lorsqu'elles sont fixées l'une sur l'autre, la bride (18) ayant une fonction de protection du moyeu en permettant grâce à sa conicité interne (45) l'évacuation de l'eau et des boues par centrifugation. 14. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'es- pace entre les flasques est rempli d'un matériau léger. 15. Roue de véhicule selon la revendication 14, caractérisée en ce que le matériau léger est cons- titué par des billes de polystyrène expansé. --16. Roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que l'un au moins des flasques comporte une ouverture (30) donnant accès à une valve de gonflage (32) et qui est obturée par un cache qui épouse le profil du flasque.