Brevet FR2848886A1 — publié le 20040625

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire tel qu'une couronne de roue par exemple destinée à adapter la roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue d'un tracteur 5 ou de tout autre véhicule et un élément plat annulaire obtenu selon ledit procédé. Dans le domaine de la fabrication de roues d'un véhicule telles que des roues d'un tracteur par exemple, celles-ci sont classiquement constituées d'une jante 10 profilée sur laquelle est monté le pneumatique et une couronne annulaire dont le bord périphérique extérieur est soudé à la paroi intérieure de la jante permettant de recevoir les éléments de fixation de la roue à l'essieu du véhicule Il est bien connu de fabriquer lesdites couronnes 15 en découpant un disque dans une feuille de métal puis en découpant un disque concentrique de diamètre inférieur afin d'obtenir une couronne parfaitement annulaire. Ce type de procédé de fabrication d'une couronne présente l'inconvénient de procurer des chutes sous forme 20 de disques qui ne sont pas toujours récupérables et qui sont alors mis au rebut, ce qui grève considérablement le cot de production de ces couronnes. Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé des couronnes et des procédés de fabrication de ces 25 couronnes permettant de réduire les pertes de matière; c'est le cas, par exemple, du brevet allemand DE 4 025 064 qui décrit une couronne d'une roue d'une voiture constituée de segments courbes soudés deux à deux La couronne est formée d'au moins trois segments en forme générale de T 30 dont la barre est incurvée et munie de trous pour permettre la fixation du voile de la roue à ladite couronne Les segments en forme de T sont joints deux à deux en soudant les extrémités libres de la barre du T de deux segments adjacents, un troisième segment étant positionné en 35 chevauchement sur les deux précédents segments et soudé à ces derniers Une couronne est ainsi formée comprenant un anneau circulaire central constitué de deux épaisseurs des barres incurvées de segments en forme de T à partir duquel s'étendent radialement des pattes recourbées sont l'extrémité libre est soudée à la jante de la roue Chaque segment en forme de T dont la barre est incurvée est obtenu 5 en découpant des pièces en forme globale de T tête-bêche dans une feuille de métal, ce qui permet de réduire les pertes de matière. Ce type de fabrication d'une couronne reste néanmoins très insuffisante pour réduire les pertes de matières ainsi 10 que le cot de fabrication des couronnes En effet, le montage de ces couronnes nécessite un grand nombre de soudures qui, en outre, affaiblissent la résistance de la couronne, et grèvent les cots de production. L'un des buts de l'invention est donc de remédier à 15 tous ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire tel qu'une couronne de roue par exemple pour adapter une roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue, et un élément plat annulaire obtenu suivant le procédé, de conception simple 20 et permettant de réduire considérablement les pertes de matière ainsi que le cot de production de ces éléments. A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire, remarquable en ce qu'il consiste à 25 découper au moins deux arceaux plats dans une feuille de métal rigide, puis à les assembler deux à deux par leurs extrémités radiales afin d'obtenir une couronne globalement annulaire, chaque arceau étant obtenu par la succession des étapes suivantes: on effectue une découpe suivant un 30 premier arc de cercle de centre Cl et de rayon Ri, dite ligne de coupe extérieure, puis on effectue une découpe suivant un second arc de cercle de centre C 2 et de rayon R 2, dite ligne de coupe intérieure, les centres Cl et C 2 étant alignés sur l'axe de symétrie des arcs de cercle, et 35 finalement on effectue une découpe suivant des droites reliant les extrémités radiales des lignes de coupe intérieure et extérieure. Afin que la perte de matière lors de ces découpes soit minimale, le rayon Ri de la ligne de coupe extérieure est avantageusement égal au rayon R 2 de la ligne de coupe intérieure, les centres Cl et C 2 étant distincts, et la ligne de coupe extérieure d'un second arceau est 5 partiellement confondu avec la ligne de coupe intérieure d'un premier arceau. Par ailleurs, chaque segment est percé pour former au moins un trou afin de permettre le boulonnage de la couronne sur le voile de la roue et la découpe est de 10 préférence obtenue par oxycoupage. Enfin, l'étape d'assemblage des arceaux consiste au moins dans les étapes suivantes de chevauchement des extrémités libres de deux arceaux adjacents de telle sorte que le centre Cl du premier arceau soit confondu avec le 15 centre C'l d'un second arceau, puis de soudure des arceaux. Un autre objet de l'invention concerne un élément plat annulaire obtenu par le procédé remarquable en ce qu'il est constitué de N segments assemblés deux à deux pour former un élément annulaire dont le bord extérieur est 20 parfaitement annulaire, N étant supérieur ou égal à deux. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution du procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire et d'un dispositif 25 obtenu selon le procédé, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un élément annulaire plat conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus d'un exemple de 30 disposition des différents segments de l'élément plat annulaire pour leurs découpes. On décrira dans cet exemple non limitatif une couronne dont le bord périphérique est apte à être solidarisé par soudure sur la paroi intérieure de la jante 35 d'une roue afin de permettre l'adaptation de la roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue. En référence à la figure 1, la couronne 1 est constituée de quatre arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' assemblés deux à deux comme il sera détaillé plus loin L'arceau 2 consiste dans un élément plat en forme d'arc de cercle dont le bord extérieur 3, c'est-à-dire le bord convexe, présente un rayon de courbure Rl de centre Cl et dont le bord 5 intérieur 4, c'est- à-dire le bord concave, présente un rayon de courbure R 2 de centre C 2, lesdits centres Cl et C 2 étant distincts et alignés sur l'axe de symétrie S de l'arceau 2 On notera que, la mesure en radian de l'arc de cercle correspondant au bord extérieur de l'arceau 2 est, 10 dans l'exemple de réalisation d'une couronne comprenant quatre arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "'1 égale à rl/2 Par ailleurs, le rayon Rl du bord extérieur 3 de l'arceau 2 est avantageusement égal au rayon R 2 du bord intérieur 4 dudit arceau 2 afin de réduire les pertes de matière lors de la 15 fabrication d'une couronne 1 comme on le verra plus loin. Accessoirement, en référence à la figure 1, l'arceau 2 comprend deux trous 5 positionnés de part et d'autre de l'axe de symétrie S dudit arceau 2 afin de permettre le boulonnage de la couronne sur le voile d'une 20 roue; toutefois, il est bien évident que l'arceau 2 peut comprendre un unique trou ou plusieurs trous sans pour autant sortir du cadre de l'invention. De la même manière que précédemment, les arceaux 2 ', 2 ", 2 'l consistent dans un élément plat en forme d'arc de 25 cercle dont le bord extérieur présente un rayon de courbure R'l, R"li, R"'il de centre respectivement C'l, C"i 1, C"'Il et dont le bord intérieur présente un rayon de courbure R'2, R" 2, R"'2 respectivement de centre C'2, C" 2, C'2, lesdits centres C'l et C'2, C"l et C'12, C"Il et C" 12 30 étant respectivement distincts et alignés sur l'axe de symétrie de leur anneau respectif 2 ', 2 ", 2 "' De plus, chaque arceau 2 ', 2 ", 2 "' comprend deux trous 5 positionnés de part et d'autre de leur axe de symétrie. Par ailleurs, les arceaux 2, 2 ', 2 " 11, 2 "' ont leurs 35 extrémités radiales soudées deux à deux selon une ligne de soudure 6 de telle sorte que les centres Cl, C'l, C" 1, C"'Il des arceaux respectivement 2, 2 ', 2 ", 2 "' soient confondus de manière à former une couronne dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente une forme de carré à côtés convexes. Il est bien évident que la couronne 1 peut être constituée de N arceaux assemblés deux à deux pour former 5 un élément annulaire dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente une forme de polyèdre à côtés convexes, N étant supérieur ou égal à deux, sans sortir du cadre de l'invention On observera alors que la mesure en radian de l'arc de cercle 10 correspondant au bord extérieur de chaque arceau égale à 2 l/N. On décrira maintenant le procédé de fabrication d'une couronne constituée de quatre arceaux en référence aux figures 1 et 2. Le procédé de fabrication d'une couronne consiste, en référence à la figure 2, à découper dans une feuille de métal rigide 7, globalement rectangulaire, un premier arceau 2 en découpant ladite feuille 7 suivant un premier arc de cercle de centre Cl et de rayon Rl, dite ligne de 20 coupe extérieure, qui correspond au bord extérieur 3 dudit premier arceau 2, puis à découper suivant un second arc de cercle de centre C 2 et de rayon R 2, dite ligne de coupe intérieure, qui correspond au bord intérieur 4 de l'arceau 2, les centres Cl et C 2 étant alignés sur l'axe de 25 symétrie S des arcs de cercle, et finalement à découper la feuille 7 suivant des droites reliant les extrémités libres du premier arc de cercle correspondant au bord extérieur 3 de l'arceau 2 au centre Cl dudit arc de cercle jusqu'au second arc de cercle correspondant au bord intérieur 4 30 dudit arceau 2. De la même manière, les arceaux plats 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont obtenus en découpant ladite feuille 7 suivant un premier arc de cercle de centre Cl', C"l et C"'l et de rayon R'l, R"l et R"'l, dites lignes de coupe extérieure, 35 puis en découpant suivant de seconds arcs de cercle de centre C 2 ', C 2 ", C 2 "' et de rayon R 2 ', R 2 ", R 2 "', dites lignes de coupe intérieure, les centres C'l, C"l, C"'l et C'2, C" 2, C"'2 étant alignés sur l'axe de symétrie des arcs de cercle, et finalement en découpant la feuille 7 suivant des droites reliant les extrémités radiales des lignes de coupe extérieure à leurs centres respectivement C'l, C"l, C"'l jusqu'à la ligne de coupe intérieure. Afin de réduire les pertes de matière lors de la découpe des arceaux 2, 2 ', 2 ", 21 ' dans la feuille 7, la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 ' est avantageusement confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2, la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 " 10 est confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2 ' et la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 "' est confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2 ". De plus, les rayons Rl, R'l, R"l, R'll, des lignes de coupe extérieure des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' et les rayons R 2, R'2, 15 R" 2, R'" 2 des lignes de coupe intérieure sont égaux et ont pour valeur le rayon interne de la jante de la roue à laquelle la couronne doit être soudée. Accessoirement, en référence à la figure 2, chaque arceau 2, 2 ', 2 " 1, 2 "' est percé pour former deux trous 5 20 positionnés de part et d'autre de l'axe de symétrie S des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 'l afin de permettre le boulonnage de la couronne 1 sur le voile de la roue. Il est bien évident, que chaque arceau 2, 2 ', 2 ", 2 ' peut être percé pour former un ou plusieurs trous afin de 25 permettre ledit boulonnage sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, la découpe des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' est avantageusement obtenue par oxycoupage; toutefois, la découpe de ces arceaux peut être obtenue selon n'importe 30 quel procédé de découpe bien connu de l'homme de l'art. En référence à la figure 1, les arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 ' ainsi découpés dans la feuille 7, sont alors rassemblés en raboutant les extrémités libres de deux arceaux 2/2 ', 2 '/2 ", 2 "/2 "', 2 '"/2, de telle sorte que les centres Cl, C'l, 35 C"l, C"'l, soient confondus, puis en soudant lesdits arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' suivant une ligne de soudure 6 afin de former une couronne annulaire dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente -.7 une forme de carré à côtés convexes. Enfin, il va de soi que le procédé de fabrication d'une couronne destinée à être soudée au bord intérieur d'une jante d'une roue peut être adapté à la fabrication de 5 tout élément plat globalement annulaire et que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant au domaine d'application de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire caractérisé en ce qu'il consiste à découper au moins deux arceaux plats ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') dans une feuille de métal rigide ( 7), puis à les assembler deux 5 à deux par leurs extrémités radiales afin d'obtenir une couronne ( 1) globalement annulaire, chaque arceau ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') étant obtenu par la succession des étapes suivantes de: découpe suivant un premier arc de cercle de centre 10 Cl et de rayon Rl, dite ligne de coupe extérieure, puis découpe suivant un second arc de cercle de centre C 2 et de rayon R 2, dite ligne de coupe intérieure, les centres Cl et C 2 étant alignés sur l'axe de symétrie des arcs de cercle, et finalement découpe suivant des droites reliant les extrémités radiales des lignes de coupe extérieure et intérieure. 2 Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la découpe est obtenue par oxycoupage. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 1 ou 2 caractérisé en ce que la ligne de coupe extérieure d'un second arceau ( 2 ') est partiellement confondue avec la ligne de coupe intérieure d'un premier arceau ( 2). 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce le rayon Rl de la ligne de coupe 25 extérieure est égal au rayon R 2 de la ligne de coupe intérieure. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque arceau ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') est percé pour former au moins un trou ( 5) afin de 30 permettre le boulonnage de la couronne ( 1) sur le voile de la roue. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'étape d'assemblage des arceaux ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') consiste au moins dans les étapes 35 suivantes de: raboutage des extrémités libres de deux arceaux adjacents de telle sorte que le centre Cl du premier -9 arceau ( 2) soit confondu avec le centre C'l du second arceau ( 2 '), puis soudure des arceaux ( 2,2 '). 7 Elément plat annulaire obtenu par le procédé 5 selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est constitué de N arceaux ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') assemblés deux à deux pour former un élément annulaire et dont le bord extérieur ( 3) est parfaitement circulaire, N étant supérieur ou égal à deux. 8 Elément selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque arceau ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') présente un bord extérieur ( 3) de rayon (Rl, R'l, R"I 1, R"'1) et de centre (Cl, C'l, C"l, C"'1) et un bord intérieur ( 4) de rayon (R 2, R'2, R" 2, R"'2) et de centre (C 2, C'2, C" 2, C"'2). 15 9 Elément selon la revendication 8 caractérisé en ce que le rayon (R, R', R", R"') du bord extérieur ( 3) de chaque arceau ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') est égal au rayon (R 2, R'2, R" 2, R"'2) du bord intérieur ( 4) dudit arceau ( 2, 2 ', 2 ", 2 "'). 10 Elément selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce qu'il est constitué de quatre arceaux égaux ( 2, 2 ', 2 ", 2 "') assemblés deux à deux de telle sorte qu'ils forment une couronne ( 1) dont le bord extérieur ( 4) est parfaitement circulaire et dont le 25 bord intérieur ( 3) présente une forme de carré à côtés convexes. 11 Application de l'élément plat annulaire selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 à une couronne ( 1) dont le bord périphérique est apte à être 30 solidarisé par soudure, par exemple, sur la paroi intérieure de la jante d'une roue d'un véhicule tel qu'un tracteur ou analogue.