Brevet FR2659274A1 — publié le 19910913

PROCEDE DE FABRICATION DE ROUES UTILISANT UNE DEMIE JANTE EXTéRIEURE D'UN SEUL TENANT AVEC LE VOILE ET LE MOYEU MOULEZ OU MATRICES SOUDEE A UNE DEMIE JANTE INTERIEURE REPOUSSE OU ROULEE Actuellement la technologie de fabrication de roues en alliage léger a donné la priorité à la production de roues monolithiques obtenues par moulage ou matriçage à chaud et à la production de roues constituées de deux ou trois parties assemblées par boulonnage ou soudage Le procédé des roues monolithiques en alliage léger ne permet pas d'obtenir des aliègements sensibles par rapport aux roues en tgle d'acier.Ainsi, pour des dimensions identiques , le gain de polås est de l'ordre de 10 à 20 X. seulement .La technique de roues en alliage léger composée de deux parties obtenues par moulage ou matriçage si elle permet l'interchangeabilité des deux piéces , ne donne pas de diminution de poids par rapport aux roues monolithiques Le procédé des roues en alliage léger composées de trois parties assemblées par boulonnage ou soudage , s'il permet d'obtenir des gains de poids de 30 % et plus-par rapport aux roues en acier , nécessite des cycles de fabrication assez complexes .En effet les deux demies jantes sont obtenues a partir de disques plats formés par une opération de repoussage suivie d'une opération de rectification , ces demies jantes sont ensuite assemblées par une soudure circonférentielle pour former la jante qui est enfin liée au voile par une autre soudure ou par une opération de boulonnage .La soudure reliant les deux demies jantes peut entre remplacée par un joint si les trois parties composant la roue , les deux demies jantes et le moyeu d'un seul tenant avec le voile ,sont assemblées par boulonnage Les demies jantes repoussées peuvent être avantageusement remplacées par des demies jantes roulées issues de segments droits extrudés roulés puis soudés. On cannait également un procédé de fabrication de roues en alliage léger identique a celui des roues en tale d'acier suivant lequel la jante est obtenue par roulage d'une virole plate fermée par un soudure longitudinale extérieure . Le gain de poids est équivalent à celui de la roue en trois parties mais ce procédé présente les inconvénients du formage de la virole qui entrainent un temps de fabrication tassez long , l'obligation d' une soudure pour relier la jante au voile et ce procédé nécessite un matériel important pour le formage de la jante. Un autre procédé consiste ,pour la confection de la jante , au roulage et au calibrage d'un segment cylindrique d'un tune extrudé en alliage léger . La jante ne peut être ensuite assemblée au voile que par une soudure . Ce procédé ,s'il nécessite moins de matériel que le précédent , reste d'un prix de revient élevé et ne permet pas l'échange de la jante ou du moyeu d'un seul tenant avec le voile ,les deux éléments étant soudés Les caractéristiques les plus importantes que doivent presenter les roues des véhicules sont une évidente solidité pour la sécurité , un moment d'inertie limité , une rapide déperdition de chaleur crée par l'utilisation du système de freinage souvent situé contre le moyeu de la roue ainsi que le respect des normes internationales définies par l'European Tyre Ana Rim Technical Organisation (ETRTO) définissant les cotes et les profils Il est également de notoriété publique que les roues de vésicules automobiles sont constituées de ia jante ainsi que d'un moyeu et d'un voile plein ou ajouré , Je moyeu étant souvent d'un seul tenant avec le voile ou disque .Ces éléments peuvent être réalisés indépendamment les uns des autres et être assemblés ensuite ou bien intégrés totalement pour ne former qu'une seule pièce Afin de répondre le mieux possible aux impératifs tecnniques cités plus haut tels que la solidité et un moment inertie limite , la fabrication actuelle s'est orientée de préférence vers la production de roues en alliage léger à base d Ealumunium de magnésium ou de titane par exemple On connait donc actuellement des roues monolithiques en alliage léger moulées å l'aide de différentes méthodes dont le poids est légèrement inférieur aux roues matricées en acier mais dont chaque modèle nécessite un moule spécifique respectant les normes Il existe aussi des roues monolithiques matricées en alliage léger qui présentent des caractéristiques techniques superieures å celles des roues moulées mais dont le prix de revient est plus élevé que celui des roues moulées et dont chaque modèle nécessite une matrice différente respectant les normes predéfiniec. Afin de répondre à un besoin d'interchangeabilité des jantes et des moyeux, on connait des jantes moulées ou matricées reliées par boulonnage ou soudage à des moyeux (d'un seul tenant avec le voile)eux aussi moulés ou matricés .Mais ce procédé a un prix de revient encore plue élevé que celui des roues monolithiques équivalentes . On connait également des roues en alliage léger comportant une jante en alliage léger composée de deux parties repoussées ou roulées et soudées, seule technologie permettant éventuellement le boulonnage du voile à la jante avec un poids inférieur à celui des roues moulées ou matricées mais d'un prix de revient plus élevé que celui des roues moulées , tandis que les autres caractéristiques techniques sont supérieures à celles des roues moulées avec toutefois l'inconvénient de limiter la taille des étriers des freins du fait du boulonnage. On connait aussi des roues en alliage léger dont la jante, obtenue par roulage d'une virole plate fermée par une soudure ou par roulage et calibrage d'un segment cylindrique d'un tube extrudé , est soudée au voile et dont la technique de fabrication nécessite un matériel élabore pour le formage de la jante qui doit respecter les normes définies tandis que les autres caractéristiques techniques sont supérieures à celles des roues moulées Afin d t éliminer ces inconvénients , la présente invention a pour but de réaliser un procédé de fabrication de roues en alliage léger constituées de deux parties réalisées séparément et assemblées ensuite : la demie-jante intérieure en une seule partie repoussée ou roulée et le moyeu d'un seul tenant avec le voile et la demie-jante extérieure Un autre but de l'invention est de réaliser des roues en alliage léger en deux parties permettant l'assemblage d'une gamme étendue de demies jantes intérieures ayant des cotes différentes de largeur avec des demies jantes extérieures d'un seul tenant avec le voile et le moyeu de telle façon que les prix de revient soient inférieurs par rapport à celui des roues monolithiques pour lesquelles il faut prévoir un moule ou une matrice spécifique pour chaque modèle de jante ou de moyeu. Un autre but de l'invention est de réaliser des roues en alliage léger composées de deux parties conservant un avantage de poids sur les jantes moulées ou matricées de même taille. Un autre but de l'invention est de réaliser des roues en alliage léger d'un poids total minimum grace aux matériaux tiliss Un antre but de l'invention est de réaliser des roues en alliage léger ayant un passage d'étriers de freins le plus grand possible qui permettra l'installation sur le véhicule équipé de système de freinage de volume important. Ces buts sont atteinte selon la présente invention par un procédé de fabrication de roues en alliage léger caractérisé par le fait que chaque roue est réalisée par la jonction à l'aide d'une soudure circonférentielle de: -une demie jante intérieure réalisée par roulage d'un profil extrudé de dimensions préfixées , profil roulé qui est soudé longitudinalement ouréalisée par une opération de repoussage d'un disque -une demie jante extérieure 'une seul tenant avec le voile et le moyeu, pièce moulée ou matricée en obtenant ainsi les avantages économiques dont on a parlé précédemment ainsi que les avantages techniques qui vont être décrits ci-après Les caractéristiques de l'invention ressortent plus clairement de a description qui va suivre Conformément au procédé selon l'invention et dans le but de limiter les moules et par conséquent de réduire le court final des roues et d'obtenir des roues avec le plus grand passage d'étriers de freins possible les plus legéres possibles, les roues selon l'invention sont fabriquées à partir de deux demies jantes suivant un cycle de fabrication comprenant deux phases successives représentées par les figures 1 et 2 å savoir -figure 1 emboîtement de la demie jante intérieure repoussée ou extrudée sur la demie jante extérieure moulée ou matricée d'un seul tenant avec le voile et le moyeu. -figure 2 soudage circonférentiel des deux bords de jonction å lintérieur ou à l'extérieur Sur les figures 1 et 2, les lumières passantes du voile de l'exemple (qui pourrait avoir un profil et des cotes différentes de celui-ci) sont référencées 5 , tandis que la référence 7 désigne les trous pour les boulons de fixation , le trou de valve est référencé a, la demie Jante extérieure d'un seul tenant avec le voile et le moyeu est référencée 1, la demie jante intérieure est notée 2. Sur la figure 3, la soudure est référencée 3 tandis que la partie de la demie jante extérieure sur laquelle vient s'emboîter la demie jante intérieure est notée 4. Conformément a un aspect essentiel de l'invention, la demie jante extérieure 1 est emboitée étroitement sous la surface intérieure de la demie jante intérieure 2 , å laquelle elle est fixée par un cordon de soudure ( Avec la structure de roue qui vient d être sus-décrite on obtient les avantages suivants -la gorge périphérique de la jante finie ne présente qu'un seul trou (pour le passage de la valve) ce qui permet une étanchéité parfaite et , du fait de l'absence d'aspérités l'utilisation éventuelle de pneumatique sans chambre à air -les passages des étriers de freins sont plus importants que sur une roue en trois parties boulonnées de mêmes dimensions -la fabrication de la roue en deux parties permet aussi avec un seul modèle de demie jante extérieure d'un seul tenant avec le voile et le moyeu moulé ou matricé associé avec des demies jantes intérieures jantes de largeurs différentes ,le montage d'une gamme étendue de pneumatiques à moindre cout puisqu'un seul moule ou une seule matrice est nécessaire -la caractéristique principale des roues obtenues par le procédé selon l'invention , réalisées en alliage léger est dans la diminution de poids de l'ordre de 40 X par rapport à des roues de dimensions iaentiques en acier et de 10 Z. par rapport aux roues identiques moulées ou matricées avec des caractéristiques de résistance au moins égales , et ce avec une réduction du prix de revient par rapport aux autres roues en alliage léger du fait de l'utilisation d'un seul moule ou matrice pour plusieurs largeurs de roues et permettant un passage d'étriers de freins important. Ainsi la roue est constituée de deux éléments -la demie jante extérieure 1 d'un seul tenant avec le voile et le moyeu obtenu par moulage ou matriçage à chaud -la demie jante intérieure 2 réalisée soit à l'aide d' une rouleuse et d'une soudeuse avec un segment droit profilé extrudé en alliage léger roulé, soit à l'aide d'un disque plat formé par une opération de repoussage. La description qui précède fait apparaitre clairement les caractéristiques du procédé et des roues en alliage léger selon l'invention qui se caractérise par plusieurs avantages tecnniques et économiques REVENDICATIONS: 1 - Procédé pour la fabrication de roues en alliage léger caractérisé par le fait que chaque roue est formée de deux parties indépendantes assemblées l'une à l'autre de manière coaxiale par soudure: une demie jante intérieure (2) ,destinée a être placée vers l'intérieur du véhicule, obtenue à partir d'un segment droit découpé dans un profil extrudé en alliage léger roulé puis soudé au point de jonction des deux bords ou à partir d'un disque plat formé par une opération de repoussage et une demie jante extérieure (1), c'est à dire la plus éloignée de l'intérieur du véhicule, moulée ou matricée d'un seul tenant avec le voile et le moyeu. 2 - Procédé de fabrication de roues en alliage léger selon la revendication 1 , caracterisé par le fait que chaque roue est obtenue à partir de deux demies jantes a travers un cycle d'usinage qui comprend une opération de d'assemblage et une opération de soudure 3 - Roue en alliage léger , notamment pour véhicules automobiles obtenue par le procédé selon 1 ' une quelconque des revenaications 1 et 2 ,caractérisé par le fait qu'elle est composée de deux eléments fixés par soudure l'un à l'autre de maniére coaxiale , et plus précisément d'une demie jante extérieure