Brevet FR2761006A1 — publié le 19980925

Roue pour véhicule automobile. La présente invention concerne une roue pour véhicule automobile comportant un voile de roue et une jante de révolution, le voile de roue en forme de disque étant constitué d'une partie centrale sensiblement plane destinée à centrer et à fixer la roue sur le moyeu de l'essieu, et d'une partie périphérique s'étendant de la partie centrale jusqu'à la jante destinée à la liaison du voile avec la jante pour former une roue complète. Dans une première technologie, les éléments d'une roue de véhicule automobile sont généralement obtenus par emboutissage à partir d'un flan de tôle monolithique laminé. Les différentes opérations de formage par emboutissage donnent en final, un profil du voile de roue généralement constitué de zones circulaires concentriques et/ou de quelques zones radiales. La réalisation d'un voile de roue à partir d'un flan de tôle unique, d'épaisseur constante, a pour inconvénient majeur de ne pas répartir notamment, les contraintes 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 sa périphérie. Les caractéristiques d'emploi critiques qui imposent les dimensions structurelles des roues sont principalement - la fatigue qui intervient préférentiellement dans la partie centrale du voile de la roue, 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, dans la zone décrite ci-dessus sous la forme de fissures de fatigue. La destruction se fait donc suivant une circonférence qui correspond au gradient maximal de contrainte. 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 maximales 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 et de procédés de réalisation de roue adaptés qui doivent assurer les caractéristiques mécaniques notamment de la partie centrale. Une seconde technologie consiste à utiliser des alliages légers, généralement alliages d'aluminium, plus rarement d'alliages de magnésium et obtenir, par un procédé de fonderie, par gravité ou par pression, auquel on associe parfois une séquence de forgeage, une roue entière en un seul moulage. La première technologie, bien que nécessitant des investissements importants du type presse à emboutir, outillages, installation de soudage et de parachèvement, se prête bien aux grandes séries, les effets de style étant réalisés par l'adjonction d'un enjoliveur. La seconde technologie permet d'obtenir des roues allégées, généralement dites de style. Le moulage des alliages légers permet en effet d'obtenir des formes complexes sans qu'il soit nécessaire de recourir à des investissements lourds. Dans ce cas, le style de la roue est donné par des effets de moulage de la roue elle même, sans adjonction d'un enjoliveur. Le but de l'invention est la réalisation d'une roue en acier inoxydable dont le voile moulé comporte un effet de style aussi bien du point de vue de la forme que de l'état de surface, sans la nécessité d'un enjoliveur, tout en assurant un allégement de la roue. L'invention a pour objet une roue pour véhicule automobile dans laquelle le voile est une pièce moulée sous basse pression en acier inoxydable, la jante profilée étant obtenue à partir d'un feuillard en acier inoxydable austénitique écroui. Les autres caractéristiques de l'invention sont - le voile est en acier inoxydable austéno-ferritique, austénitique ou à durcissement sructural. - la jante est en acier inoxydable austénitique écroui. - le voile moulé présente une forme esthétique. - le voile et la jante sont assemblés par soudage, le soudage étant choisi parmi : un soudage par résistance, sous gaz inerte (MIG), LASER, à l'arc électrique sous flux solide. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un voile de roue en acier inoxydable pour la réalisation d'une roue caractérisé en ce qu'on moule le voile de roue sous basse pression d'un gaz choisi parmi l'azote, I'argon. 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 automobile selon l'invention. La figure 2 présente un exemple de voile réalisé selon l'invention. L'invention concerne une roue 1 pour véhicule automobile comportant, comme représenté sur la figure 1, un voile 2 de roue et une jante 3 de révolution. Le voile 2 de roue en forme de disque est constitué d'une partie centrale 4 sensiblement plane destinée à centrer et à fixer la roue 1 sur le moyeu de l'essieu et d'une partie périphérique 5 s'étendant de la partie centrale 4 jusqu'à la jante 3 destinée à la liaison du voile avec la jante pour former une roue 1 complète. Selon l'invention, la roue est constituée d'un voile 2 obtenu à partir d'un acier inoxydable moulé sous basse pression sous atmosphère d'argon et/ou d'azote. Le moulage sous basse pression ne nécessite pas d'investissement lourd comparativement à l'emboutissage de flan de tôle en acier inoxydable, relativement épais, qui nécessite des puissances de presse excessivement élevées, sans qu'il soit toujours possible d'atteindre les formes souhaitées. L'atmosphère d'azote permet l'introduction d'une quantité de cet élément dans la composition de l'acier inoxydable lors de la coulée basse pression. L'azote a l'avantage de renforcer les caractéristiques mécaniques de l'acier moulé et d'améliorer la resistance à la corrosion. De préférence, L'acier inoxydable est un acier à haute limite élastique dans la gamme des aciers inoxydables austénitiques austénoferritiques, ou à durcissement structural. Après moulage, le voile moulé et de forme esthétique peut subir un traitement de finition, par exemple par grenaillage, sablage, microbillage, suivi, éventuellement, d'un décapage chimique et/ou d'un usinage. Dans une forme de l'invention, la jante de la roue est réalisée en acier inoxydable à haute limite d'élasticité se présentant sous la forme d'un feuillard profilé, coupé à longueur, roulé sous la forme d'un cylindre et soudé bout à bout par soudage électrique par résistance pure ou par étincelage. Les caractéristiques de résistance aux chocs des aciers inoxydables austénitiques utilisés notamment pour la jante permettent d'éviter la mise hors d'usage de la roue lors d'un choc avec un trottoir, par exemple. L'ensemble voile et jante est assemblé par soudage par résistance, par points, sous gaz inerte (MIG), LASER ou par soudage à l'arc sous flux solide. Le moulage basse pression permet la réalisation d'une roue dite de style en acier inoxydable ayant des formes complexes sans qu'il soit nécessaire de recourir à des investissements lourds. La forme des moules permet une répartition de matière en forme et en épaisseur en fonction des contraintes mécaniques que doit subir la roue, ce qui assure un allégement de ladite roue. L'excellente résistance à la fatigue des aciers inoxydables et plus particulièrement, des aciers inoxydables austéno-ferritiques et austénitiques et à durcissement structural, permet également un allégement de la roue. L'épaisseur du flan de tôle pour la réalisation d'un voile par emboutissage à partir d'un flan de tôle monolithique est habituellement de 4 mm environ, cette épaisseur restant sensiblement constante après emboutissage. Au contraire, I'utilisation du procédé de moulage à basse pression appliqué à la réalisation du voile permet de réduire sa masse de 30% en contrôlant la répartition de l'épaisseur et les formes. REVENDICATIONS 1. Roue pour véhicule automobile comportant un voile de roue et une jante sensiblement de révolution, le voile de roue en forme de disque étant constitué d'une partie centrale sensiblement plane destinée à centrer et à fixer la roue sur le moyeu de l'essieu, et d'une partie périphérique s'étendant de la partie centrale jusqu'à la jante destinée à la liaison du voile avec la jante pour former une roue complète, caractérisée en ce que le voile est une pièce moulée sous basse pression en acier inoxydable, la jante profilée étant obtenue à partir d'un feuillard en acier inoxydable austénitique écroui. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le voile est en acier inoxydable austéno-ferritique, austénitique ou à durcissement sructural. 3. Roue selon les revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la jante est en acier inoxydable austénitique écroui. 4. Roue selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le voile et la jante sont assemblés par soudage, le soudage étant choisi parmi un soudage par résistance, sous gaz inerte (MIG), LASER, à l'arc électrique sous flux solide. 5. Procédé de fabrication d'un voile de roue en acier inoxydable pour la réalisation d'une roue selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on moule le voile de roue sous basse pression d'un gaz choisi parmi l'azote, I'argon.