Brevet FR2701899A1 — publié le 19940902

TANTE ET ROUE POUR CYCLE ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION La présente invention est relative à une nouvelle jante pour cycles. Elle concerne aussi la roue comprenant la jante, ainsi que son procédé de fabrication. Les jantes et notamment celles destinées aux cycles sont réalisées par un profilé en aluminium cintré. Dans la plupart des cas, elles sont reliées au moyeu par des nappes de rayons, afin de constituer la roue du véhicule. Les profilés utilisés sont de différents types, mais ont généralement la forme d'un U comprenant deux ailes latérales dont les faces extérieures constituent les faces de freinage contre lesquelles les patins de frein sont mis en pression pour assurer le freinage désiré. Ce type de jante, bien qu'offrant certains avantages, présente toutefois un certain nombre d'inconvénients. En effet, I'opération de cintrage du profilé pour lui donner sa forme circulaire, ne permet pas d'assurer une largeur de jante de dimension précise et constante sur toute la circonférence de celle-ci.Par ailleurs, l'opération de perçage des trous destinés à recevoir les écrous des rayons provoque des gonflements locaux créant ainsi une surface de freinage irrégulière déplaisante, et l'efficacité du freinage en est réduite d'autant. Par ailleurs, la jante étant réalisée par cintrage d'un profilé, comprend immanquablement un raccord au niveau de la jonction des deux extrémités de celui-ci, raccord qui, dans la plupart des cas, est difficile à réaliser parfaitement, que la jonction soit manchonnée ou soudée. Le passage du raccord lors du freinage, provoque des à-coups, perturbant encore les qualités de freinage et accélérant le vieillissement des pièces. De plus, les roues de ce type sont relativement lourdes et n'ont pas un profil aérodynamique. Aussi, certains constructeurs ont réalisé des roues en matière composite.Mais les flancs latéraux destinés au freinage présentent eux aussi, des irrégularités néfastes au bon freinage, et il n'est pas possible de réaliser un profil pouvant recevoir un pneu, et ces roues ne peuvent être équipées que de boyaux. De plus, les chocs radiaux sur les bords de la jante détériorent rapidement la jante proprement dite, qui devient vite inutilisable. La présente invention veut donc remédier aux inconvénients cités précédemment et propose une nouvelle conception de jante et donc, de roue. Ainsi la jante pour cycle selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux éléments annulaires, solidarisés l'un avec l'autre, à savoir, un premier élément ou élément externe en matière plastique, solidaire d'un deuxième élément ou élément interne, réalisé en un matériau différent de celui dudit premier élément. Selon une caractéristique complémentaire, le premier élément est un profilé circulaire présentant une section ayant la forme générale d'un U ouvert vers l'extérieur, possédant deux ailes latérales reliées par leur base, par une paroi transversale qui comprend un profil en saillie destiné à coopérer avec un profil en creux du deuxième élément. Ledit profil en saillie étant par exemple formé par deux faces inférieures convergentes de la paroi transversale, tandis que le profil en creux correspondant est formé par les deux faces extérieures des demi-parois supérieures du deuxième élément. Selon une autre caractéristique complémentaire, le deuxième élément ou élément interne se présente sous la forme générale d'un caisson circulaire constitué par une paroi de renfort périphérique recouvrant un noyau, ladite paroi périphérique étant en matériau composite pour constituer une paroi extérieure de renfort autour dudit noyau qui est en mousse synthétique. Ledit noyau étant par exemple en mousse dure, du type polyurethane, tandis que la paroi de renfort est constituée par une ou plusieurs couches de tissu de verre ou de carbone imprégné de résine du type époxy. L'invention concerne aussi le procédé de fabrication de la jante qui est caractérisé en ce qu'il comprend une étape complémentaire d'usinage du premier élément de jante, tandis que lors d'une étape préalable, on réalise un profilé initial annulaire dont la section a des dimensions supérieures aux dimensions du premier élément, ledit profilé initial étant destiné à former ledit premier élément, et réalisé par exemple par injection de matière plastique chargée. Le procédé de fabrication comprend par ailleurs une autre étape préalable, lors de laquelle on réalise un noyau en mousse synthétique que l'on recouvre de couche de fibres de verre ou carbone pour réaliser un noyau recouvert. Puis dans une étape préparatoire, on assemble le profilé initial avec le noyau recouvert que l'on place dans un moule que l'on ferme, avant d'injecter de la résine dans la ou les couches de fibres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 5 illustrent une roue avec la jante selon l'invention. La figure 1 est une vue en plan selon l'axe de la jante. La figure 2 est une vue latérale de la figure 1. La figure 3 est une vue de détail en coupe selon III-III à plus grande échelle montrant le profil de la jante, proprement dit. La figure 4 est une vue partielle en coupe selon IV-IV, à plus grande échelle, de la figure 1. La figure 5 est une vue similaire à la figure 4, mais dans une coupe selon V-V de la figure 1. Les figures 6 à 20 illustrent le procédé de réalisation de la jante. Les figures 6 à 8 illustrent le profil circulaire initial en matériau plastique, réalisé dans une étape préalable. La figure 6 est une vue en plan de ce profil circulaire initial. La figure 7 est une vue latérale. La figure 8 est une coupe selon VIII-VIII de la figure 6. Les figures 9a, 10a, 9b et 10b illustrent les demi-noyaux en mousse, réalisés dans une autre étape préalable. La figure 9a est une vue en plan de l'un des demi-noyaux. La figure 9b est une vue en plan de l'autre des demi-noyaux. La figure 10a est une vue en coupe selon Xa-Xa du noyau de la figure 9a. La figure 10b est une vue en coupe selon Xb-Xb du noyau de la figure 9b. Les figures 11 et 12 illustrent les deux éléments du manchon devant être réalisés préalablement, et destinés à constituer la partie mécanique du moyeu. Les figures 13, 14a et 14b représentent une étape intermédiaire qui consiste à recouvrir la face extérieure de deux noyaux, de différentes couches de renfort. La figure 13 étant une vue en perspective illustrant la mise en place des différentes couches. Les figures 14a et 14b sont des vues en coupe des deux deminoyaux recouverts. Les figures 15 et 16 illustrent une étape préparatoire qui consiste à assembler les différents éléments de la roue. La figure 17 illustre la mise en place des éléments dans un moule d'injection, tandis que la figure 18 montre le moule dans sa position fermée d'injection. Les figures 19 et 20 sont des vues similaires à la figure 3, illustrant la dernière étape du procédé de fabrication. La figure 19 montrant la jante avant son usinage, tandis que la figure 20 montre la jante après son usinage. La jante selon l'invention et portant la référence générale (1) présente un plan général de symétrie (P) et est constituée par deux éléments annulaires (2, 3) : un premier élément ou élément circulaire externe (2) solidaire d'un deuxième élément ou élément circulaire inteme (3). Le premier élément (2) est une couronne constituée par un profilé circulaire destiné à retenir le pneu (non représenté) de la roue, et à cet effet, ledit profilé présente une section ayant la forme générale d'un U ouvert vers la périphérie extérieure (EX) et dans lequel est destiné à prendre place le pneu et la chambre à air éventuelle. Ledit profilé possède deux ailes latérales (4', 4") avantageusement symétriques par rapport au plan (P), reliées par leur base, par une paroi transversale (5). Par ailleurs, l'extrémité de chacune des ailes comprend une saillie périphérique, respectivement (6, 7) s'étendant vers l'intérieur du creux (8), destinée à retenir le pneu équipant la roue. Notons aussi que les faces extérieures (9, 10) des parois latérales forment les flancs de freinage de la jante. Ladite paroi transversale (5) est limitée d'un côté par une face externe courbe (11) et de l'autre côté, par une face interne (12) constituée de deux faces convergentes inférieures (12a, 12b) qui convergent sur le plan (P) de symétrie en un point (A). Selon une disposition de l'invention, le premier élément ou élément circulaire externe (2) est en matière plastique et est par exemple en polyamide chargé de fibres courtes du type fibres de carbone ou de verre. Le deuxième élément de la jante ou élément circulaire interne (3) qui est une structure, se présente sous la forme d'un caisson circulaire profilé constitué par une paroi périphérique (13) recouvrant un noyau (14). Ladite paroi périphérique (13) est réalisée en matériau dit composite, pour former une ou plusieurs couches de renfort qui peuvent être de tous types, tels que des couches tissées de fibres de verre ou de carbone, imprégnées d'une résine époxy. Par ailleurs, le noyau (14) est par exemple en mousse rigide de type polyurethane ou polyméthacrylate. La paroi périphérique (13) comprend deux parois latérales courbes (15a, 15b) qui sont symétriques et convergent progressivement vers l'intérieur de la jante en un point (B) de convergence situé sur le plan (P). Elle comprend aussi une paroi supérieure (17) formée par deux demi-parois supérieures (17a, 17b) convergeant vers l'intérieur du noyau pour constituer par ses faces extérieures (17'a, 17'b), une forme complémentaire aux deux faces convergentes (12a, 12b) du premier élément (2). On notera par ailleurs que le noyau (14) est constitué de deux demi-noyaux (14a, 14b) disposés l'un contre l'autre selon le plan (P) et que les deux demi-parois supérieures sont prolongées par deux portions de paroi verticales (18a, 18b) s'étendant vers l'intérieur du noyau. La jante proprement dite (1) et selon le mode préféré de l'invention, fait partie intégrante de la roue et forme l'ensemble de celleci, comme cela apparaît plus particulièrement aux figures 1, 4 et 5. En effet, la jante proprement dite (1) est reliée à la partie centrale (19) de la roue par trois bras de liaison (20a, 20b, 20c). Comme pour le deuxième élément (3), les bras de liaison et la partie centrale sont réalisés par le noyau (14, 14a, 14b) recouvert d'une ou plusieurs couches de renfort en tissu de carbone imprégné de résine. Le procédé de fabrication de la roue selon l'invention et notamment de sa jante, est décrit ci-après et illustré schématiquement par les figures 4 à 20. Selon ce procédé, on réalise préalablement (figures 6, 7, 8) un profilé circulaire initial (2i) destiné à former le premier élément (2) de la jante. Ce profilé circulaire initial (2i) est par exemple réalisé par injection d'une matière plastique chargée de fibres courtes du type verre ou carbone ou toute autre matière. La forme du profilé initial a la forme de la section initiale plus particulièrement illustrée à la figure 8. Ainsi, le profilé initial est limité périphériquement par deux faces latérales parallèles (21, 22), une face supérieure (23) et les deux faces convergentes inférieures (12a, 12b) convergeant au point (A) qui forment un profil circulaire en "V" (120) faisant saillie vers l'axe (XX) et destiné à coopérer avec un profil circulaire en creux (170) du deuxième élément (3). Dans une autre étape préalable (figures 9a, 10a, 9b, 10b), on réalise le noyau (14) en usinant dans une plaque de mousse rigide en polyurethane ou en polyméthacrylate, les deux demi-noyaux (14a, 14b). Chacun des demi-noyaux comprenant une face diamétrale plane (140a, 140b) destinées à s'appliquer l'une contre l'autre pour être collées ensemble. Le manchon (24) de moyeu de roue est réalisé dans une autre étape préalable, ledit manchon étant par exemple en aluminium et obtenu par usinage. Celui-ci comprend deux flasques latéraux (25, 26) emboîtés et collés l'un dans l'autre dans la phase de montage. Dans une étape intermédiaire illustrée aux figures 13, 14a et 14b, on recouvre les faces extérieures des demi-noyaux (14a, 14b) avec différents morceaux de tissu de carbone (28, 29, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f). Lesdites couches étant collées sur le noyau pour faciliter les manipulations des demi-noyaux recouverts (31a, 31b) ainsi réalisés, et tels qu'ils sont illustrés aux figures 14a et 14b. Après avoir réalisé les étapes préalables et l'étape intermédiaire, on réalise une étape préparatoire (figures 15 et 16) : on assemble le profilé circulaire initial (2i) avec les deux demi-noyaux recouverts (31a, 31b) pour réaliser un ensemble de roue (32) que l'on place ensuite dans un moule (33) (figure 17) que l'on ferme (figure 18), puis on injecte de la résine dans les couches de tissu de carbone pour les imprégner et obtenir, après chauffage et polymérisation, d'une part la rigidité des couches de renfort, et d'autre part, le collage du profilé circulaire initial (2i) sur le deuxième élément par adhésion des faces convergentes (12a) et (12b) avec les faces des demi-parois supérieures (17a, 17b). La retenue de l'élément (2) sur le deuxième élément (3) étant bien entendu aussi assurée par la coopération du profil en saillie (120) et du profil en creux (170) correspondant. Après polymérisation et retrait de la roue, dans une étape complémentaire (figures 19, 20), on usine le profilé circulaire initial (2i) pour lui donner sa forme définitive. La figure 19 est une vue en coupe avant usinage, tandis que la figure 20 est une vue après usinage. Dans cette étape ultérieure, on forme d'une part les flancs (9, 10) de la jante, et d'autre part, le creux (8) circulaire de retenue du pneu. L'usinage se fait par enlèvement de matière et notamment de la matière latérale (210, 220) pour réaliser des faces diamétrales (9, 10) de freinage et de la matière centrale (80). A cet effet, les dimensions (L, D) du profil initial (2i) sont supérieures aux dimensions (1, d) du profil circulaire final (2) constituant le premier élément de la jante. L'usinage permet d'une part d'obtenir un dimensionnement en largeur (1) précis, et d'autre part de créer des faces de freinage (20, 21) parfaites, homogènes et continues, tant dans leur aspect dimensionnel que dans leur aspect état de surface. Par ailleurs, l'usinage permet une géométrie parfaite du profil (2) par rapport à l'axe (XX') de rotation de la roue et de son plan (P) de symétrie générale. Les faces de freinage (20,21) sont avantageusement symétriques par rapport au plan (P) et peuvent être parallèles entre elles, mais aussi convergentes vers l'axe de la roue, comme cela est illustré, pour former par exemple un angle d'environ 3 degrés avec le plan (P), mais elles peuvent être tout aussi bien divergentes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Jante pour cycle, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux éléments annulaires, solidarisés : un premier élément ou élément externe (2) en matière plastique, solidaire d'un deuxième élément (3) ou élément interne, réalisé en un matériau différent de celui dudit premier élément. 2. Jante pour cycle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier élément (2) est un profilé circulaire présentant une section ayant la forme générale d'un U ouvert vers l'extérieur, possédant deux ailes latérales (4', 4") reliées par leur base, par une paroi transversale (5) qui comprend un profil en saillie (120) destiné à coopérer avec un profil en creux (170) du deuxième élément (3). 3. Jante pour cycle selon la revendication 2, caractérisée en ce que le profil en saillie (120) est formé par deux faces inférieures (la, 12b) convergentes de la paroi transversale (5), tandis que le profil en creux (170) correspondant est formé par les deux faces extérieures (17'a, 17'b) des demi-parois supérieures (17a, 17b) du deuxième élément (3). 4. Jante pour cycle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le deuxième élément (3) ou élément interne se présente sous la forme générale d'un caisson circulaire constitué par une paroi de renfort périphérique (13) recouvrant un noyau (14), ladite paroi périphérique (13) étant en matériau composite pour constituer une paroi extérieure de renfort autour dudit noyau (14) qui est en mousse synthétique. 5. Jante pour cycle selon la revendication 4, caractérisée en ce que le noyau est en mousse dure, du type polyurethane, tandis que la paroi de renfort (13) est constituée par une ou plusieurs couches de tissu de verre ou de carbone imprégné de résine du type époxy. 6. Roue équipée de la jante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des bras de liaison (20a, 20b, 20c) reliant ladite jante (1) à une partie centrale (19). 7. Procédé de fabrication d'une jante pour cycle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape complémentaire d'usinage du premier élément de jante (2). 8. Procédé de fabrication selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans une étape préalable, on réalise un profilé initial (2i) annulaire dont la section a des dimensions (D, L) supérieures aux dimensions (d, 1) du premier élément (2), ledit profilé initial (2i) étant destiné à former ledit premier élément (2). 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape préalable est une injection de matière plastique chargée. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que dans une autre étape préalable, on réalise un noyau (14) en mousse synthétique que l'on recouvre de couche de fibres de verre ou carbone (28, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 29) pour réaliser un noyau recouvert (31a, 31b). 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que dans une étape préparatoire, on assemble le profilé initial (2i) avec le noyau recouvert (31a, 31b) que l'on place dans un moule (33) que l'on ferme, avant d'injecter de la résine dans la ou les couches de fibres (28, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 29).