Brevet FR2898541A1 — publié le 20070921

JANTE COMPOSITE ET ROUE COMPORTANT UNE TELLE JANTE L'invention concerne une jante pour une roue à rayons, notamment une jante pour roue de vélo à rayons en traction. L'invention concerne également une roue comprenant une telle jante. De façon connue, une jante pour vélo présente un profil annulaire au moins en partie en forme de caisson qui comprend un ou deux ponts, respectivement un pont inférieur, un pont supérieur et deux parois latérales reliées par ces ponts qui sont prolongées vers l'extérieur par des ailes pour former avec le pont supérieur un canal de réception du pneu, ces ailes définissant des crochets pour l'accrochage des pneus. La jante est reliée à un moyeu par les rayons qui sont accrochés au pont inférieur. Les jantes sont généralement réalisées à l'aide d'un profilé métallique, généralement en matériau léger mais résistant tel qu'un alliage d'aluminium ou de titane. Pour améliorer l'aérodynamisme des roues il peut être prévu d'accrocher sur le profilé 15 métallique un habillage destiné à donner à la jante un profil aérodynamique. Ainsi, il est connu d'avoir un habillage de jante en matériau composite ayant une section transversale effilée allant en décroissant depuis le bas du profilé métallique en direction du moyeu. Dans le cas de cette jante connue, l'habillage a un rôle essentiellement aérodynamique et 20 ne participe pas réellement à la rigidification de la jante. L'habillage est fixé par exemple par collage, sur les parois latérales du profilé métallique, sur une partie de la hauteur de celui-ci, le haut du profilé restant non recouvert pour fournir des surfaces de freinage métallique destinées à coopérer avec les freins du vélo, le freinage sur des surfaces en matériau composite étant réputé moins efficace. 25 Par le US5975645 on connaît également une construction de jante mixte métal / composite, dans laquelle un profilé métallique à un seul pont est prolongé en direction de l'axe de la roue par un corps en matériau composite en forme de bulbe, et ce corps en matériau composite est fixé, par collage, surmoulage, sur la face inférieure du pont du profilé métallique. Dans ce mode de réalisation le corps en matériau composite participe à la 30 rigidification de la jante et les parois latérales du profilé métallique sont utilisées pour le freinage. Cette construction a pour but de résister aux dégagements de chaleur importants causés par le freinage, notamment en vélo dit mountain bike, et de remédier aux problèmes de freinage sur des surfaces en matériaux mixtes acier/carbone ayant des coefficients de dilatation 35 très différents. Il est également connu d'avoir des jantes tout en carbone, ces jantes ne sont en général pas connues pour une utilisation avec des pneus car il est difficile d'obtenir avec du matériau composite des profilés avec des zones de crochet ayant une résistance isotropique pour l'accrochage des pneus. De telles jantes sont donc en général réservées à une utilisation avec des boyaux. Par ailleurs le freinage sur ces jantes en matériau composite n'est pas optimum. Le but de la présente invention est de fournir une jante permettant de remédier aux inconvénients de la technique antérieure. Un but est notamment de fournir une jante la plus légère possible, et ayant un bon profil aérodynamique. Un autre but est de fournir un concept de jante compatible à la fois avec une utilisation pneu et boyau. Ce ou ces buts sont atteints dans la jante selon la présente invention, qui est du type comprenant un profilé métallique et un habillage en matériau composite, par le fait que le profilé métallique comporte un seul pont et deux parois latérales et que l'habillage en matériau composite est fixé sur chacune des parois latérales, sur sensiblement toute la hauteur de celles-ci. On obtient ainsi une jante qui extérieurement présente l'esthétique d'une jante complètement carbone, tout en étant compatible avec une utilisation avec des pneus, puisque le profilé métallique peut comporter, sur ses parois latérales, des zones de crochet adéquates pour la fixation de ceux-ci. Par ailleurs le matériau composite qui remonte le long des parois latérales du profilé métallique participe à la résistance mécanique dudit profilé et permet notamment d'augmenter la résistance de celui-ci et de la zone de crochets à la contrainte de gonflage du pneu dans le cas d'une jante pour pneus. Cela permet donc d'optimiser le poids du profilé métallique et donc de la jante dans son ensemble. Par ailleurs la géométrie du profilé définit une géométrie déterminée de la jante dans la zone de freinage et on s'est aperçu que, de façon surprenante, cette meilleure définition de la géométrie permet en fait d'améliorer de façon importante la qualité du freinage, par rapport à des jantes entièrement composite connues. De toute façon l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe d'une jante selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 d'une jante selon un second mode de réalisation. La figure 1 montre une section d'une jante 10 selon l'invention destinée à être utilisée avec des pneus (non représentés sur le dessin). Cette jante 10, qui de façon classique a une forme annulaire, comporte un profilé métallique 20 et un habillage 30 en matériau composite. Le profilé métallique a sensiblement la forme d'un U ouvert vers l'extérieur de la jante et comporte un pont 21 sensiblement horizontal sur le dessin, c'est-à-dire sensiblement parallèle à l'axe de révolution R de la jante. Dans l'exemple représenté ce pont 21 n'est pas tout à fait rectiligne et présente une partie en creux 24 dans sa zone médiane. Il pourrait également être rectiligne. Le profilé métallique 20 comporte par ailleurs deux parois latérales 22, en l'occurrence sensiblement verticales sur le dessin et s'étendant sensiblement perpendiculairement au pont 21 ou à l'axe R. Ces deux parois latérales 22 sont donc parallèles et reliées l'une à l'autre par le pont 21. Chacune de ces parois latérales 22 se termine à son extrémité libre par un crochet 23, qui de façon connue en soi est destiné à permettre l'accrochage d'un pneu (non représenté sur le dessin). Le profilé métallique 20 est obtenu par extrusion et est ensuite cintré pour obtenir la forme annulaire souhaitée. Le profilé métallique est en alliage métallique léger et ayant de grandes caractéristiques de résistance mécanique et est notamment en alliage d'aluminium, de magnésium ou acier fin. L'habillage 30 en matériau composite a dans l'exemple représenté sensiblement la forme d'un V comportant deux branches 31 fixées et recouvrant chacune des parois latérales 22, sur sensiblement toute la hauteur de celles-ci, y compris dans la zone de freinage 25 (cf. freins F représentés schématiquement sur la figure), et s'étendant ensuite vers le bas, c'est-à-dire en direction de l'axe de révolution R de la jante en se rejoignant pour former le V. L'habillage en matériau composite 30 comporte également une partie sensiblement horizontale 32 recouvrant la surface inférieure du pont 21 du profilé métallique. L'habillage 30 est constitué d'un mélange de résine par exemple epoxy et de fibres, par exemple fibres de carbones, fibre de verre, kevlar etc. Par sa forme en V, cet habillage 30 confère à la jante un profil aérodynamique très apprécié. Par ailleurs l'habillage 30 participe également à la résistance mécanique de la jante et du profilé métallique 20 dans son ensemble, aussi bien au niveau des parois latérales 22 que du pont 21. Selon le matériau utilisé pour le profilé métallique et / ou l'épaisseur de celui-ci, on peut envisager de supprimer la partie 32 de l'habillage 30. En remontant sur toute la hauteur desdites parois latérales 22, l'habillage 30, 35 permet d'augmenter la résistance du profilé dans la zone des crochets et permet donc d'augmenter la résistance de ce profilé à la contrainte de gonflage du pneu, en s'opposant à l'ouverture du profilé sous l'effet dudit gonflage. Cette construction permet donc de diminuer au maximum la taille du profilé métallique, qui ne comporte ici qu'un seul pont et donc d'optimiser au maximum le poids de l'ensemble profilé métallique / matériau composite. En pratique le profilé métallique 10 peut être prévu de façon que sa hauteur h n'excède pas une valeur de 10 mm, même avec un profilé dit fin, c'est- à-dire dont les parois ont une épaisseur de 0,7 mm. Par ailleurs contrairement aux idées reçues, le fait que l'habillage carbone 30 remonte jusque dans la zone cle freinage ne pénalise pas le freinage proprement dit, du fait que le profilé métallique fixé dessous, et en l'occurrence ses parois latérales 22, garantit en fait la géométrie de la zone de freinage et notamment un bon parallélisme et planéité des faces de freinage. L'habillage 30 en matériau composite est fixé sur le profilé métallique 20 de toute façon connue en soi et notamment par collage lors de la polymérisation de la partie composite, le 5 profilé métallique étant mis en place dans le moule de polymérisation de la partie composite en même temps que le reste des composants. On peut également envisager un assemblage par collage de l'habillage déjà pré-stratifié sur la jante métal. La jante 10 peut également comporter un noyau 40 à l'intérieur de l'habillage 30 en 10 matériau composite, ce noyau pouvant être en mousse acrylique ou autre. L'habillage 30 en matériau composite peut également être obtenu sans noyau, par exemple à l'aide d'une technique de fabrication avec vessie gonflable. La figure 2 montre un autre exemple de réalisation d'une jante 110 selon l'invention, destinée à une utilisation avec un boyau. 15 Dans cet autre exemple de réalisation, les éléments similaires ou identiques seront désignés par les mêmes références augmentées de 100. Dans cet exemple de réalisation, la différence essentielle réside dans la forme du profilé métallique 120 qui a en l'occurrence la forme d'un U ouvert non pas vers l'extérieur de la jante, mais vers l'intérieur de celle-ci. 20 Le profilé 120 comporte donc un pont 121 légèrement incurvé vers l'intérieur (c'est-à-dire en direction de l'axe de révolution R) et deux parois latérales 122 parallèles dont les extrémités libres, c'est-à-dire opposées au pont 121, sont orientées vers l'intérieur de la jante. Ces branches 122 ne comportent pas de crochet à leurs extrémités libres puisque le boyau sera en fait fixé sur le pont 121 par collage. 25 De même que précédemment les ailes 122 définissent la zone de freinage et l'habillage 130 en matériau composite recouvre non seulement l'extrémité des parois latérales 122, pour former des faces de freinage 135, mais aussi la surface inférieure / intérieure du pont 121 et des parois latérales 122, par des surfaces respectivement 132, 133 dudit habillage composite 130. 30 Dans la mesure où pour une utilisation avec un boyau les contraintes de gonflage sont différentes, il peut être prévu que l'habillage 130 ne couvre que les parois extérieures du profilé et ne comporte pas de surface de recouvrement internes respectivement 132, 133 du pont 121 et des branches 122. Ces branches 122 seules pourraient éventuellement être recouvertes côté interne. 35 De même que précédemment cette construction permet d'avoir un profilé métallique 120 dont les dimensions sont réduites au maximum et dont la hauteur h ne dépasse pas 10 mm. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation illustrés ci-avants à titre d'exemples non limitatifs et en englobe tous les modes de réalisation similaires ou équivalents. REVENDICATIONS 1- Jante pour roue comportant un profilé métallique (10, 110) et un habillage en matériau composite (30, 130), caractérisée en ce que le profilé métallique (10, 110) comporte un seul pont (21, 121) et deux parois latérales (22, 122) s'étendant à partir dudit pont dans une direction sensiblement perpendiculaire audit pont et en ce que l'habillage en matériau composite (30, 130) ,est fixé sur chacune des parois latérales (22, 122) sur sensiblement toute la hauteur de celles-ci. 2- Jante selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'habillage en matériau composite recouvre également la surface inférieure du pont (21, 121). 3- Jante selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'habillage composite recouvre également la surface intérieure des parois latérales (122). 4- Jante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le profilé métallique (10, 110) a une hauteur maximale de 10 mm. 5- Jante selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les parois latérales (22, 122) du profilé métallique définissent des surfaces de freinage sensiblement planes. 6- Jante selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le profilé métallique (10) a sensiblement la forme d'un U ouvert vers l'extérieur et en ce que les parois latérales (22) sont munies de crochets (23). 7- Jante selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le profilé métallique (110) a sensiblement la forme d'un U ouvert vers l'intérieur. 8- Jante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le profilé métallique (10, 110) est en alliage d'aluminium, magnésium ou acier fin. 9- Jante selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un noyau (40, 140) à l'intérieur de l'habillage en matériau composite. 10- Roue caractérisée en ce qu'elle comporte une jante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.