Brevet FR2756220A1 — publié le 19980529

Roue pour véhicule terrestre à moteur. La présente invention concerne une roue pour véhicule terrestre à moteur comportant un voile de roue et une jante sensiblement cylindrique, le voile de roue étant constitué, d'une partie centrale sensiblement plane comportant une portée, un passage d'essieu et des trous qui servent à centrer et à fixer la roue sur le moyeu de l'essieu du véhicule, une montée intérieure sensiblement conique, une autre partie conique inversée, la partie conique inversée se terminant par un bord tombé destiné à la liaison du voile avec la jante. Les éléments d'une roue de véhicule terrestre à moteur sont généralement obtenus par emboutissage et/ou fluotournage à partir d'un flan de tôle homogène. Les différentes opérations de formage donnent, en final, un profil du voile de roue généralement constitué de cinq zones circulaires concentriques, qui sont - la partie centrale qui sert à fixer la roue sur le moyeu de l'essieu du véhicule, - la montée intérieure sensiblement conique, - la partie conique inversée, sur laquelle se situe des trous d'allégement, - le bord tombé par lequel est généralement réalisée la liaison du voile de roue avec la jante. La réalisation d'un voile de roue à partir d'un flan de tôle unique, homogène, a pour inconvénient majeur de ne pas distribuer notamment, les épaisseurs comme on le désirerait. II n'est pas possible d'avoir des propriétés physiques et mécaniques associées aux zones par exemple, les plus sollicitées ou encore, des amincissements dans des zones de moindres contraintes mécaniques. Lorsqu'on analyse mécaniquement la roue, il apparaît qu'en fonctionnement, la zone la plus sollicitée du voile de roue est la partie centrale, la zone la moins sollicitée dudit voile étant le bord tombé. Les caractéristiques d'emploi critiques qui imposent les dimensions structurelles des roues sont principalement - la fatigue qui intervient préférentiellement dans la partie centrale au niveau de l'assemblage par boulons de la roue sur le moyeu, la partie centrale étant soumise, au cours des virages effectués par le véhicule, à un couple de flexion rotative - la rigidité, dans les mêmes conditions. La destruction de la roue se fait en général, au niveau du plan de boulonnage de la liaison roue-moyeu sous la forme de fissurations de fatigue entre les trous des boulons. La destruction se fait donc dans la partie centrale qui subit le couple rotatif maximum car ledit couple s'exerce sur une largeur et une hauteur d'encastrement réduite dans la zone d'assemblage de la roue sur le moyeu. A titre indicatif, le rapport du diamètre du boulonnage au diamètre de roulement est en moyenne de l'ordre de 0,2 pour des roues de véhicule léger à moteur. La vulnérabilité en fatigue est accentuée par les trous eux-mêmes, dont les rives sont autant de zone d'amorce de fissuration. Pour avoir la meilleure résistance propre à la fatigue, le niveau de résistance du métal étant donné, I'épaisseur de la tôle du voile est déterminée de façon à répondre aux contraintes maximum de fatigue. Celles-ci n'influent que sur environ un quart à un tiers de la surface du voile. L'épaisseur de la tôle est alors surabondante sur les parties restantes vis-à-vis des contraintes subies. Le respect des contraintes techniques conduit à la recherche d'aciers de plus en plus résistants qui doivent néanmoins rester très formables, d'une part pour assurer les caractéristiques mécaniques de la partie centrale, et, d'autre part pour assurer la mise en forme du voile qui est fortement embouti. Le but de l'invention est d'assurer un allégement de la roue par la réalisation d'un caisson de rigidité, dans les zones du voile les plus sollicitées. L'invention a pour objet une roue pour véhicule terrestre à moteur dans laquelle le voile est composé de deux coquilles juxtaposées formant au moins un corps creux de rigidité situé au moins au niveau de la partie centrale. Les autres caractéristiques de l'invention sont - les coquilles sont soudées - le corps creux de rigidité forme un caisson - chacun des trous de fixation de la roue forme un tube qui traverse le corps creux formant caisson - les trous de fixation tubulaires sont formés et centrés par pression à froid d'un poinçon conique - la soudure utilisée est choisie parmi : une soudure à l'arc MIG, une soudure LASER, une soudure électrique par accostage formage des deux coquilles, une soudure par points. La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention. La figure 1 est une vue, en coupe, d'une roue de véhicule terrestre à moteur selon l'invention. Les figure 2A et 2B sont deux vues en coupe de deux fixations de la roue sur un moyeu, la coupe passant par l'axe du boulon. L'invention concerne une roue 1 pour véhicule terrestre à moteur comportant, comme représenté sur la figure 1, un voile 2 de roue et une jante 3 sensiblement cylindrique. Le voile 2 de roue est constitué d'une partie centrale 4 sensiblement plane comportant une portée 5 qui sert à centrer et à fixer la roue 1 sur un moyeu d'un essieu, une montée 6 intérieure sensiblement conique, reliée à une autre partie conique inversée 7, la partie conique inversée 7 se terminant par un bord tombé 9. Le bord tombé 9 est destiné à la liaison du voile 2 avec la jante 3. Selon l'invention, le voile 2 est constitué d'au moins deux coquilles 10, 11 juxtaposées et assemblées pour constituer au moins un corps creux 12 dans la ou les zones de la roue les plus sollicitées mécaniquement. Une coquille dite centrale 10, située côté moyeu du véhicule, est formée par emboutissage après perçage, d'une part, du passage 14 de moyeu de l'essieu et, d'autre part, des trous 15 pour boulons de fixation. L'emboutissage assure des formes de manière à réaliser - des bossages destinés à l'assemblage des coquilles, - des trous 15 à bord tombé pour le passage des boulons de fixation. Le perçage pour le passage 14 du moyeu comporte un bord tombé d'un diamètre intérieur d'environ 60 mm. Le bord tombé permet la jonction par soudure 16 des deux coquilles entre elles. Les coquilles soudées entre elles forment un corps creux 12, caisson qui assure, en plus de la rigidité, un moyen de centrage et de pré-positionnement de la roue 1. La forme en caisson du corps creux 12 facilite la présentation et le centrage de la roue sur le moyeu. La coquille il qui est un voile complet, disposée côté extérieur du véhicule comporte, de préférence, les mêmes formes embouties que la coquille centrale 10, en complément de ses formes habituelles nécessaires à la liaison du voile avec la jante 3. Les deux coquilles 10, 11, sont assemblées et soudées entre elles, la soudure 16 étant choisi parmi - une soudure à l'arc MIG par l'intérieur des trous de boulonnage et du passage du moyeu, - une soudure LASER, - une soudure électrique par accostage formage des deux coquilles, ce qui nécessite un ébavurage ultérieur des alésages fonctionnels, - une soudure périphérique par points. La soudure 16 travaille en service, en cisaillement, ce qui est favorable. La constitution d'un corps creux 12 offre une bien meilleure inertie en flexion. La rigidité minimale en flexion est conservée alors que le niveau en contrainte en flexion est réduit, ce qui permet de réduire l'épaisseur de la tôle pour la réalisation du voile, le gain en masse portant sur la totalité des surfaces. L'épaisseur de la tôle pour la réalisation du voile, qui est habituellement de 4 mm environ, peut être réduit à environ 2,5 mm ce qui allège la masse de l'ensemble du voile de 20 à 25%. De manière avantageuse, les trous 15, à bord tombé, soudés en vis-à-vis, forment chacun un tube qui traverse le corps creux 12 formant caisson. Dans le tube, peut être encastré un boulon à tête creuse. La portée des boulons de fixation de la roue est obtenue par pression à froid d'un poinçon conique, ce qui assure le minimum de portée de cône, et une géométrie exacte de l'ensemble des cônes entre eux. D'autre part, la forme sensiblement tubulaire des trous 1 5 de fixation assure une plus grande surface de contact du boulon sur le voile, ce qui permet de minimiser la pression d'application dudit boulon. Pour cela, le pas de vis du boulon peut être adapté à la nécessité de réduire le couple. Une légère augmentation du diamètre des trous 15 de fixation de la roue et du boulon de fixation permet, comme représenté sur les figures 2A et 2B, I'emploi de boulon à tête creuse 17 réduisant, la masse des boulons et assurant le montage et le démontage de la roue au moyen d'une clé hexagonale six pans courante. La tête du boulon est, de plus, totalement encastrée dans l'épaisseur du corps creux 1 2. La conception de la roue, selon l'invention, permet la suppression des amorces de destruction par fatigue, les parties soumises à contraintes maximales ne comportent plus de bords découpés de rive de tôle. REVENDICATIONS 1. Roue pour véhicule terrestre à moteur comportant un voile de roue et une jante sensiblement cylindrique, le voile de roue étant constitué, d'une partie centrale sensiblement plane comportant une portée, un passage d'essieu et des trous qui servent à centrer et à fixer la roue sur le moyeu de l'essieu, une montée intérieure sensiblement conique, une autre partie conique inversée, la partie conique inversée se terminant par un bord tombé destiné à la liaison du voile avec la jante, caractérisée en ce que le voile est composé de deux coquilles juxtaposées formant au moins un corps creux de rigidité, situé au moins au niveau de la partie centrale. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les coquilles sont soudées entre elles. 3. Roue selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le corps creux de rigidité forme un caisson. 4. Roue selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacun des trous de fixation de la roue forme un tube qui traverse le corps creux formant caisson. 5. Roue selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les trous de fixation tubulaires sont formés et centrés par pression à froid d'un poinçon conique. 6. Roue selon les revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la soudure utilisée est choisie parmi : une soudure à l'arc MIG, une soudure LASER, une soudure électrique par accostage formage des deux coquilles, une soudure par points.