Brevet FR2863940A1 — publié le 20050624

La présente invention est relative à une jante pour une roue de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une jante permettant le montage et l'utilisation d'un pneumatique sans chambre. Plus particulièrement encore, l'invention se rapporte à une jante en une seule pièce en tôle. Il est à noter que l'invention ne s'applique pas au domaine des jantes en alliage léger obtenues par moulage et/ou forgeage. Une roue est essentiellement constituée d'une jante et d'un voile, également appelé disque, pouvant être fixé directement ou io indirectement à un moyeu. La jante possède une forme de révolution autour d'un axe principal correspondant à l'axe de la roue. La figure 1A des dessins placés en annexe représente partiellement la section axiale, ou section méridienne, d'une roue selon l'art antérieur. Sur la figure 1A la jante 1 et une portion du voile de roue 3 sont représentées. La droite K est parallèle à l'axe principal de la roue et est située à une distance D de celui-ci. Dans ce qui suit, la partie droite d'une figure correspond au côté de la roue, ou de la jante, destiné à être positionné du côté de la caisse du véhicule automobile et sera qualifiée de côté intérieur. La partie gauche d'une figure correspond au côté de la roue, ou de la jante, destiné à être positionné à l'écart de la caisse du véhicule et sera qualifiée de côté extérieur. La droite K peut donc être orientée du côté intérieur vers le côté extérieur. En se déplaçant le long de la droite K du côté intérieur vers le côté extérieur, la face radialement extérieure de la jante, ou profil de la jante, comporte une partie formant crochet intérieur 11, une partie formant siège intérieur 12, une partie de liaison 13, une partie en forme de gorge 14, une partie formant siège extérieur 15 et une partie formant crochet extérieur 16. La jante 1 possède un diamètre D et une largeur A, tels que définis par la norme ETRTO. Plus précisément en se référant à la figure 1B, une droite tangente à la partie formant siège extérieure 15 coupe en un point M une droite verticale tangente au cercle de rayon R2 raccordant la partie de siège extérieur 15 et la partie de crochet extérieur 16. La droite K est alors définie comme la droite parallèle à l'axe principal de le roue, généralement horizontale, passant par le point M. Le diamètre D de la jante est égal à deux fois la distance entre l'axe principal de la roue et la droite K. Il est à noter que la droite tangente à la partie de siège extérieure 15 fait un léger angle de 5 avec la droite K. Par ailleurs, la largeur A de la jante est définie comme la distance entre une première droite verticale tangente au cercle de rayon R2 raccordant la partie de siège extérieur 15 et la partie de crochet extérieur 16 et une deuxième droite verticale tangente au cercle de rayon R2 raccordant la partie de siège intérieur 12 et la partie de crochet intérieur 11. La partie de gorge 14 comporte un flanc intérieur 21, un fond 22 et un flanc extérieur 23. Le fond 22 est en dépression par io rapport à la partie formant siège extérieur 15 d'une profondeur au moins égale à une profondeur minimale prédéfinie Hmm. Le fond 22 possède donc un diamètre maximum donné par la formule D-2Hmin. La partie en forme de gorge 14 a pour fonction de permettre le montage d'un pneumatique sans chambre d'une manière par ailleurs connue. Le fond 22 de la partie en forme de gorge 14 est soudée au voile 3. Plus précisément, le voile 3 en tôle présente une partie périphérique globalement cylindrique d'axe l'axe principal. La face radialement intérieure du fond 22 est soudée à la partie périphérique du voile, ou bord, par un ou plusieurs cordons de soudure 2: soit la soudure est réalisée par un unique cordon de soudure continu, soit la soudure est réalisée par une pluralité de cordons de soudure 2. Dans ce dernier cas, par exemple, les cordons de soudure 2 sont répartis annulairement de manière régulière tous les 90 , et s'étendent respectivement sur un arc d'ouverture au sommet de 30 . Par rapport à une soudure continue, comportant un unique cordon, la soudure discontinue, comportant une pluralité de cordons, présente l'avantage d'économiser le matériau nécessaire à la réalisation de la soudure et de réduire la durée de soudage, en particulier si l'on réalise simultanément les différents cordons à l'aide de torches de soudage distinctes. Elle est surtout plus simple à réaliser lorsque le bord du disque à souder présente une géométrie irrégulière liée à son procédé de réalisation (emboutissage). Pourtant, dans le cas d'une soudure discontinue, il s'est avéré à l'usage que, dans des conditions de charge très élevées, des fissures peuvent apparaître dans la jante, au niveau des extrémités circonférentielles de chacun des cordons de soudure. Ces fissures ont tendance à se former et à se propager le long de la direction axiale ou méridienne de la jante de roue. La présence de ces fissures entraîne la fuite de l'air servant à mettre sous pression le pneumatique sans chambre. En conséquence, le pneumatique se dégonfle bien qu'il ne soit pas lui-même percé ou endommagé. Après avoir identifié l'origine de la fuite, il est nécessaire de changer au moins la roue concernée et éventuellement le pneumatique associé. La figure 2 des dessins placés en annexe représente une autre jante 1' selon l'art antérieur. Le profil de cette autre jante est io essentiellement identique à celui de la jante 1 représenté sur la figure 1, mais possède en plus une partie formant bossage anti-décoincement intérieur 31 reliant la partie formant siège intérieur 12 et la partie de liaison 13, et une partie formant bossage anti-décoincement extérieur reliant le flanc extérieur 23 de la partie en forme de gorge 14 et la partie formant siège extérieur 15. La présence des parties formant bossage intérieur et extérieur 31, 32 permettent aux parties formant siège extérieur et intérieur de définir des cuvettes dans lesquelles les talons intérieur et extérieur du pneumatique sont respectivement positionnés à force par franchissement des parties formant bossage. La norme ETRTO définit des profils de jante standards en donnant un certain nombre de cotes: diamètre de la jante D, largeur A, profondeur minimale de la partie en forme de gorge Hmin (par exemple de valeur 15 mm ou 17,3 mm d'après la norme), pente des parties formant siège etc. En revanche, à l'heure actuelle, la forme du flanc intérieur de la partie en forme de gorge ne fait pas partie de cette norme et est laissée au choix du constructeur de la jante. Ce dernier doit tenir compte de l'encombrement des éléments qui doivent être positionnés radialement à l'intérieur de la jante, tels que les éléments du système de freinage comme le disque de frein et l'étrier de frein. L'invention a donc pour but de proposer une jante améliorée permettant la soudure discontinue au moyen d'une pluralité de cordons de soudure mais moins sujette à l'apparition de fissures. L'invention a pour objet une jante en tôle pour roue de véhicule automobile, ayant une forme de révolution autour d'un axe principal correspondant à l'axe de rotation de la roue, la jante ayant, dans un plan méridien, un profil radialement extérieur à la jante comportant, depuis un côté intérieur de la jante destiné à être placé côté caisse du véhicule vers un côté extérieur de la jante destiné à être placé à l'écart de la caisse du véhicule, une partie formant crochet intérieur, une partie formant siège intérieur, une partie de liaison, une partie en forme de gorge, une partie formant siège extérieur, et une partie formant crochet extérieur, la partie en forme de gorge comportant un flanc intérieur relié à ladite partie de liaison, un fond et un flanc extérieur, la jante ayant un diamètre D et une largeur A prédéfinis et la partie en forme de gorge ayant, par rapport audit diamètre, une profondeur au io moins égale à une profondeur minimale Hmin prédéfinie, caractérisée en ce que, en considérant qu'une courbure du profil du flanc intérieur est strictement positive en un point lorsque le centre de courbure en ce point est disposé à une distance finie radialement vers l'extérieur dudit flanc intérieur, ledit flanc intérieur comporte un premier point et un deuxième point, le premier point étant adjacent au fond de la partie en forme de gorge et étant situé sur un cercle de diamètre D-2Hmin, le deuxième point étant le dernier point du flanc intérieur de courbure strictement positive, étant espacé du premier point à la fois radialement vers l'extérieur et axialement en direction de la partie de liaison, et étant distant du premier point, en projection sur l'axe principal, d'une longueur supérieure à une longueur prédéterminée indépendante du diamètre D et de la largeur A de la jante et valant 15 mm. Dans un mode de réalisation préférentiel, le flanc intérieur comprend, s'étendant entre le premier point et le deuxième point, un unique segment de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points. Dans d'autres modes de réalisation, entre le premier point et le deuxième point, le flanc intérieur comprend une pluralité de segments de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points. De préférence, au moins deux des segments de la pluralité de segments de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points sont reliés entre eux par au moins un segment de courbe intermédiaire. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un segment de 35 courbe intermédiaire est un segment de courbe intermédiaire rectiligne ayant en tous points une courbure nulle. Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un segment de courbe intermédiaire est un segment de courbe intermédiaire ayant une courbure strictement négative en tous points. De préférence, le rayon de courbure en tout point dudit au moins un segment de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points est supérieur à un rayon de courbure prédéfini Ro. De préférence encore, le rayon de courbure prédéfini vaut 20 mm. De préférence, le profil comporte une partie formant io bossage antidécoincement intérieur entre ladite partie formant siège intérieur et ladite partie de liaison, et une partie formant bossage antidécoincement extérieur entre ladite partie formant siège extérieur et ledit flanc extérieur de ladite partie en forme de gorge, les parties formant bossage intérieur et extérieur ayant respectivement un diamètre strictement supérieur au diamètre desdites parties formant siège intérieur et extérieur. L'invention a également pour objet une roue pour véhicule automobile comportant un voile et une jante en tôle, ledit voile étant soudé par une pluralité de cordons de soudure à une face radialement intérieure d'une partie en forme de gorge de la jante, caractérisée en ce que la jante est une jante selon ce qui a été décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins: la figure 1A représente une section axiale partielle d'une roue comportant une jante selon l'art antérieur soudée à un voile de roue; la figure 1B est une vue agrandie de la zone entourée 1B de la figure 1A et permet de définir le diamètre D de la jante selon la norme ETRTO; la figure 2 représente une section axiale partielle d'une roue comportant une jante selon l'art antérieur ayant des 35 bossages anti-décoincement; la figure 3 représente une section axiale partielle d'une roue comportant une jante selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 4 représente une section axiale partielle d'une roue s comportant une jante selon un deuxième mode de réalisation; la figure 5 représente une section axiale partielle d'une roue comportant une jante selon un troisième mode de réalisation; et, la figure 6 représente une section axiale partielle d'une roue io comportant une jante selon un quatrième mode de réalisation. D'une figure à l'autre, les éléments identiques portent les mêmes chiffres de référence. Un élément d'une figure similaire à un élément d'une figure précédente porte le même chiffre de référence augmenté d'une centaine. La demanderesse a réalisé des simulations numériques ainsi que des essais permettant de définir une jante ayant un profil particulier pour laquelle les contraintes mécaniques générées aux extrémités circonférentielles des cordons de soudure sont correctement réparties et dissipées. Le premier mode de réalisation de la jante selon l'invention va être décrit en détail en référence à la figure 3. La partie de gorge 114 de la jante 101 comporte un flanc intérieur 125 reliant le fond 22 de la partie en forme de gorge 114 et la partie de liaison 13. En prenant en considération la face radialement extérieure de la jante de roue, ou profil de la jante, le flanc intérieur 125 comporte un segment de courbe de courbure strictement positive 125+, s'étendant entre un premier point Ao et un deuxième point Bo, et un segment de courbe de courbure négative 125-, s'étendant du deuxième point Bo vers la partie de liaison 13. La convention sur le signe de la courbure est la suivante. Lorsque l'on se déplace le long du profil de la jante, du côté intérieur vers le côté extérieur ou du côté extérieur vers le côté intérieur, et que le centre de courbure du profil en un point est situé radialement à l'extérieur de la jante de roue, la courbure sera dite positive. Inversement, lorsque le centre de courbure est situé radialement à l'intérieur de la jante, la courbure sera dite négative. De manière équivalente, un segment de courbe de courbure positive est un segment de courbe ayant une concavité orientée radialement vers l'extérieur de la jante. Un segment de courbe de courbure négative est un segment de courbe ayant une convexité orientée radialement vers l'extérieur de la jante. La courbure étant égale à l'inverse du rayon de courbure, elle sera nulle dans le cas d'un segment de courbe rectiligne. Par ailleurs, dans ce document, un segment de courbe est implicitement défini comme une portion de courbe pour laquelle la courbure est une fonction variant continûment. En un point où la courbure est discontinue, le profil comporte un angle vif. Un segment de io courbe est donc limité par deux points. Pour chacun de ces points soit la courbure subit une discontinuité soit la courbure s'annule ou change de signe. Le segment de courbure strictement positive 125+ s'étend entre le point Ao et le point Bo. Le premier point Ao est défini comme le point du flanc intérieur 125 qui est adjacent au fond 22 et qui est positionné radialement sur un cercle de diamètre D-2Hmjn. Le deuxième point Bo est défini comme le dernier point du flanc intérieur 125, lorsque l'on se déplace de Ao vers Bo, ayant une courbure strictement positive. Dans le premier mode de réalisation présenté, le segment de courbe de courbure strictement positive 125+ est unique entre les points Ao et Bo et s'étend du point Ao au point Bo. La projection sur l'axe principal, ou sur la droite K, du segment de courbe de courbure strictement positive 125+ possède une longueur L. Pour caractériser le profil de la jante selon l'invention, il est nécessaire de contraindre la valeur de la longueur L. La longueur L est supérieure à une longueur prédéterminée Lo. La longueur prédéterminée est identique quel que soit le diamètre D et la largeur A de la jante considérée et vaut 15 mm. De plus, le segment de courbe de courbure positive 125+ présente une évolution douce. Plus précisément, le rayon de courbure en un point quelconque appartenant au segment de courbe de courbure positive 125+ est supérieur à un rayon de courbure prédéfinie Ro. Le rayon de courbure prédéfini Ro vaut de préférence 20 mm. La forme particulière du segment de courbe 125+ ayant une concavité orientée radialement vers l'extérieur de la jante permet de mieux répartir et dissiper les contraintes qui apparaissent dans la paroi du fond 22 aux extrémités circonférentielles des cordons de soudure 2. En conséquence, une jante ayant le profil représenté sur la figure 3, qui respecte la norme ETRTO, possédera une durée de vie accrue par rapport aux jantes de l'art antérieur. Sur la figure 4, un deuxième mode de réalisation est représenté. La jante 201 de ce deuxième mode de réalisation est essentiellement identique à celle du premier mode de réalisation représenté à la figure 3, en particulier en ce qui concerne la partie en forme de gorge qui est donc repérée au moyen du même chiffre de io référence 114. Ce deuxième mode de réalisation ne diffère du précédent que par la présence d'une partie formant bossage anti-décoincement intérieur 31 et d'une partie formant bossage anti-décoincement extérieur 32 identiques à celles qui ont été décrites dans la partie introductive de ce document en référence à la figure 2. Il est bien entendu qu'une variante ne comportant qu'un seul des deux bossages anti-décoincement fait également partie du cadre de l'invention. La figure 5 présente un troisième mode de réalisation de la jante selon l'invention. La jante 301 de ce mode de réalisation est proche de la jante selon le deuxième mode de réalisation de la figure 4 en ce qu'elle présente des parties formant bossage anti-décoincement. Dans ce troisième mode de réalisation, le flanc intérieur 325 de la partie en forme de gorge 314 comporte un unique segment de courbe 325+ ayant une concavité orientée radialement vers l'extérieur de la jante entre le premier point Ao et le deuxième point B0, un segment de courbe rectiligne 325o de courbure nulle entre le deuxième point Bo et un troisième point Co, et un segment de courbe 325- ayant une convexité orientée radialement vers l'extérieur de la jante du point Co jusqu'à la partie formant liaison 13. Le troisième point Co peut être défini comme le point du flanc intérieur 325 qui, lorsque l'on se déplace du premier point Ao vers la partie de liaison 13, est le premier point présentant une courbure strictement négative. Dans ce troisième mode de réalisation, le segment de courbe de courbure strictement positive 325+ est unique entre les points A0 et Bo et s'étend de Ao à Bo. Enfin, à la figure 6, un quatrième mode de réalisation est présenté dans lequel, entre un premier point Al et un deuxième point B3, le flanc intérieur 425 de la jante 401 présente une pluralité de segments de courbe de courbure strictement positive. Dans le profil représenté à la figure 6, les segments de courbe de courbure strictement positive sont reliés les uns aux autres par des segments de courbe intermédiaires qui sont dans ce mode de réalisation particulier des segments de courbe intermédiaires de courbure strictement négative formant des bossages. Plus particulièrement, un premier segment de courbe de courbure strictement positive 4251 s'étend du premier point Al au point B1, un premier bossage 426, formant un segment de courbe intermédiaire de lo courbure strictement négative, s'étend entre le point B1 et le point A2, un deuxième segment de courbe de courbure strictement positive 4252 s'étend du point A2 au point B2, un deuxième bossage 427, formant un deuxième segment de courbe intermédiaire de courbure strictement négative, s'étend entre le point B2 et le point A3 et un troisième segment 1s de courbure strictement positive 4253 s'étend entre le point A3 et le deuxième point B3. Le premier point Al peut être défini, à l'image du premier point Ao de la figure 3, comme le point du flanc intérieur 425 qui est adjacent au fond 22 et qui est positionné radialement sur un cercle de diamètre D-2Hmin. Le deuxième point B3 peut être défini, à l'image du deuxième point Bo de la figure 3, comme le dernier point du flanc intérieur 425 possédant une courbure strictement positive. Les points intermédiaires B1, A2, B2 et A3, sont ici des points de discontinuité de la courbure. La condition géométrique qui a été identifiée afin qu'aucune fissure n'apparaisse dans la paroi du fond 22 de la partie en forme de gorge 414 se traduit ici, comme précédemment, par une condition sur la longueur L entre les projections respectives sur l'axe principal du premier point Al et du deuxième point B3. La longueur L doit être supérieure à la longueur prédéterminée Lo de 15 mm. Dans ce quatrième mode de réalisation, le nombre et le type des segments de courbe intermédiaires (deux dans le cas de la figure 6) n'est pas limitatif. Ces segments de courbe intermédiaires peuvent être des segments de courbe rectilignes dont la courbure en tous points est nulle. De même, la pluralité de segments de courbe intermédiaires peut être constituée de segments de courbe rectiligne et de segments de - i0 - courbe à courbure strictement négative. On notera que les points intermédiaires sont définis par des points pour lesquels soit la courbure subit une discontinuité soit la courbure s'annule ou change de signe. Dans ce quatrième mode de réalisation, la condition supplémentaire sur les rayons de courbure peut être appliquée respectivement aux différents segments de la pluralité de segments de courbe de courbure positive de manière à ce que ces derniers présentent des variations lentes: la valeur du rayon de courbure en tous points du profil appartenant à l'un des segments de courbe de courbure positive est io supérieure à un rayon de courbure prédéfini R0 valant de préférence 20 mm. La jante selon l'invention peut être soudée à un voile de roue par une soudure discontinue réalisée au moyen d'une pluralité de cordons de soudure. La roue obtenue possède une durée de vie plus longue que la durée de vie des roues selon l'art antérieur. Le profil de la jante selon l'invention est facile à obtenir par exemple par un procédé de roulage d'une tôle en acier ou en aluminium. Il suffit pour cela de modifier la forme des outillages servant à cette opération pour qu'elles engendrent le profil de la jante selon l'invention. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'est nullement limitée à celui-ci et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Jante (101, 201, 301, 401) en tôle pour roue de véhicule automobile, ayant une forme de révolution autour d'un axe principal correspondant à l'axe de rotation de la roue, ladite jante ayant, dans un s plan méridien, un profil radialement extérieur à la jante comportant, depuis un côté intérieur de la jante destiné à être placé côté caisse du véhicule vers un côté extérieur de la jante destiné à être placé à l'écart de la caisse du véhicule, une partie formant crochet intérieur (11), une partie formant siège intérieur (12), une partie de liaison (13), une partie io en forme de gorge (114, 314, 414), une partie formant siège extérieur (15) , et une partie formant crochet extérieur (16), ladite partie en forme de gorge comportant un flanc intérieur (125, 325, 425) relié à ladite partie de liaison, un fond (22) et un flanc extérieur (23), ladite jante ayant un diamètre D et une largeur A prédéfinis et la partie en forme de gorge ayant, par rapport audit diamètre, une profondeur au moins égale à une profondeur minimale prédéfinie, caractérisée en ce que, en considérant qu'une courbure du profil du flanc intérieur est strictement positive en un point lorsque le centre de courbure en ce point est disposé à une distance finie radialement vers l'extérieur dudit flanc intérieur, ledit flanc intérieur comporte un premier point (Ao, Al) et un deuxième point (Bo, B3), ledit premier point étant adjacent audit fond de la partie en forme de gorge et étant situé sur un cercle de diamètre D-2Hmin, ledit deuxième point étant le dernier point dudit flanc intérieur de courbure strictement positive, étant espacé dudit premier point à la fois radialement vers l'extérieur et axialement en direction de ladite partie de liaison, et étant distant dudit premier point, en projection sur ledit axe principal, d'une longueur (L) supérieure à une longueur prédéterminée (Lo) indépendante du diamètre D et de la largeur A de la jante et valant 15 mm. 2. Jante selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit flanc intérieur comprend, s'étendant entre ledit premier point (Ao) et ledit deuxième point (Bo), un unique segment de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points (125+, 125+, 325+). 3. Jante selon la revendication 1, caractérisée en ce que, entre ledit premier point (Al) et ledit deuxième point (B3), ledit flanc - 12 intérieur comprend une pluralité de segments de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points (4251, 4252, 4253). 4. Jante selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins deux desdits segments (4251, 4252, 4253) de ladite pluralité de segments de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points sont reliés entre eux par au moins un segment de courbe intermédiaire (426, 427). 5. Jante selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit au moins un segment de courbe intermédiaire est un segment de courbe intermédiaire rectiligne ayant en tous points une courbure nulle. 6. Jante selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit au moins un segment de courbe intermédiaire est un segment de courbe intermédiaire ayant une courbure strictement négative en tous points (426, 427). 7. Jante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le rayon de courbure en tout point dudit au moins un segment de courbe ayant une courbure strictement positive en tous points est supérieur à un rayon de courbure prédéfini (Ro). 8. Jante selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit 20 rayon de courbure prédéfini (Ro) vaut 20 mm. 9. Jante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit profil comporte une partie formant bossage anti-décoincement intérieur (31) entre ladite partie formant siège intérieur (12) et ladite partie de liaison (13), et une partie formant bossage anti-décoincement extérieur (32) entre ladite partie formant siège extérieur (14) et ledit flanc extérieur (23) de ladite partie en forme de gorge (14), les parties formant bossage intérieur et extérieur ayant respectivement un diamètre strictement supérieur au diamètre desdites parties formant siège intérieur et extérieur. 10. Roue pour véhicule automobile comportant un voile (3) et une jante (1) en tôle, ledit voile étant soudé par une pluralité de cordons de soudure (2) à une face radialement intérieure (22) d'une partie en forme de gorge (114, 314, 414) de ladite jante (101, 201, 301, 401), caractérisée en ce que ladite jante est une jante selon l'une des revendications 1 à 9.