Brevet FR2924380A1 — publié le 20090605

PROCEDE DE REALISATION D'UNE ROUE EN MATERIAUX COMPOSITES POUR CYCLES OU ANALOGUES, ET ROUE AINSI REALISEE La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une roue en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central relié à, une jante par des rayons tendus de faible section. Dans ce type de produit qu'est la roue de cycle en général, la difficulté à vaincre est la masse de matériau qui la compose, jugée trop importante, donc lourde, et incompatible avec la performance, notamment pour la haute compétition. Ce qui est également recherché est la rigidité latérale de la roue, afin d'éviter sa déformation, source d'absorption d'énergie, que le cycliste devra compenser. Il a donc toujours été recherché à réaliser une roue plus rigide, tout en diminuant sa masse, d'où l'essor de la roue en matériaux composites. Mais des difficultés sont apparues au niveau de la mise sous tension des rayons. L'art antérieur enseigne de réaliser une jante en matériaux composites reliée, à un moyeu par des rayons métalliques traditionnels présentant l'inconvénient, au-delà de leur poids, de nécessiter autant d'écrous de25 réglage et de devoir renforcer la jante pour les accrocher. Il est connu également une roue dont la jante est en matériaux composites, ainsi que les rayons, qui se présentent en forme d'épingle, dont les branches de chacun d'eux sont collées sur la jante, et dont la base initialement libre est reliée sur le moyeu mis en place ultérieurement, ayant pour effet d'écarter les épingles formant rayons, et créant ainsi leur mise sous tension. A également été proposée une roue dont la jante et les rayons sont en matériaux composites, chacune des nappes formées par les rayons étant préalablement surmoulées ou collées d'une part sur la jante, et d'autre part sur deux flasques sans tension. Celle-ci est obtenue ultérieurement par l'introduction entre les flasques d'un moyeu ayant pour effet d'écarter les flasques et de tendre les rayons. Dans un cas comme dans l'autre, l'inconvénient majeur de ces procédés réside dans le fait que la tension des rayons est obtenue de manière simultanée, sans possibilité de réglage individuel, donc sans précision dans l'équilibrage des forces nécessaires pour réaliser une roue parfaitement équilibrée en tout point. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur précité et concerne à cet effet un procédé de réalisation d'une roue en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central relié à une jante par des rayons tendus de faible section, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réalisation d'un moyeu, présentant une partie centrale de section circulaire et des faces d'extrémités formant des flasques à partir desquelles s'étendent les rayons, - réalisation de deux nappes de rayons, solidarisées aux flasques du moyeu par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, - mise en place du sous-ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante, les longueurs des rayons étant telles à dépasser dudit outillage, - préalablement au collage ou au surmoulage de la jante, mise sous tension individuelle selon des valeurs prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes des rayons par des moyens de tractions externes à l'outillage, - solidarisation des rayons sur les flancs de la jante par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, - sectionnement des extrémités dépassantes des rayons. L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention30 peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente en perspective une roue avant selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une roue selon la figure 1. La figure 3 représente en perspective une roue arrière selon l'invention. La figure 4 représente une vue en coupe 10 transversale d'une roue selon la figure 3. La figure 5 représente en perspective une roue avant selon les figures 1 et 2, en cours de tension des rayons dans l'outillage. Les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe 15 d'une jante symétrique ou asymétrique montrant sa liaison avec les rayons d'une roue avant ou d'une roue arrière. Le procédé concerne une roue 1 en matériaux 20 composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central 2 relié à une jante 3,3A par des rayons tendus 4A,4B de faible section. Par matériau composite, on entend un matériau 25 constitué de fibres continues (carbone, Kevlar�, verre, pour ne citer que les plus courantes), imprégnées de résine thermodurcissable ou thermoplastique. La section de la jante est effilée et constituée 30 d'une gorge périphérique externe, avec ou sans rebord, destinée à recevoir le bandage constitué d'un boyau ou d'un pneumatique avec ou sans chambre. La section de la jante peut-être creuse ou remplie d'un matériau alvéolaire (mousse, nid-d'abeilles...). Les moyeux intègrent des roulements à bille, ainsi que le système de roue libre et de fixations des pignons. Ces composants ne seront pas décrits dans le présent brevet. Selon les figures présentées, les roues sont réalisées avec 16 rayons à l'avant et 20 à l'arrière. Toutefois le nombre de rayons n'est pas limitatif. De même le principe de montage des rayons (radiaux ou croisés) n'est pas limitatif. Selon l'invention, le procédé comporte les étapes suivantes . réalisation d'un moyeu 2,2A, présentant une partie centrale de section circulaire 2a et des faces d'extrémités formant des flasques 2b,2c à partir desquelles s'étendent les rayons 4A,4B, réalisation de deux nappes de rayons 4A,4B solidarisées aux flasques 2b,2c du moyeu 2,2A, par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, mise en place du sous-ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante 3,3A, les longueurs des rayons 4A,4B étant telles à dépasser dudit outillage, - préalablement au collage ou au surmoulage de la jante 3,3A, mise sous tension individuelle selon des valeurs � F � prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes 4Aa,4Ba des rayons 4A,4B par des moyens de tractions externes à l'outillage, solidarisation des rayons 4A,4B sur les flancs 3a,3b de la jante 3 par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, sectionnement des extrémités 4Aa,4Ba dépassantes des rayons 4A,4B. Ce procédé permet d'appliquer des tensions élevées et parfaitement contrôlées qui sont le gage des qualités mécaniques (rigidité et résistance aux efforts axiaux et radiaux) et dimensionnelles (voile, saut) de la roue. La jante 3,3A de la roue 1,1A ainsi obtenue présente un profil comportant deux flancs de liaison concaves 3a,3b, reliés par un pont supérieur 5,5A destiné à recevoir un bandage de roue (non représenté), correspondant à deux zones internes convexes opposées 3a',3b' destinées respectivement au contact, par collage ou par surmoulage, des rayons 4A, 4B issus de chaque nappe partant de part et d'autre du moyeu 2 et traversant la jante 3,3A selon des directions � F � angulairement opposées. La concavité externe des flancs de la jante, et conséquemment la convexité interne, présente une zone de contact suffisante pour assurer un collage optimum des rayons Dans le cas d'une liaison par surmoulage, c'est le moule au niveau de la jante qui présentera ce profil particulier. Selon une autre caractéristique de l'invention, les parties concaves externes 3a,3b des flancs de la jante 3,3A sont reliées au pont 5,5A les reliant par l'intermédiaire de deux zones 3c,3d, parallèles entre elles ou non, destinées aux contacts avec des patins de freinage. S'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière lA (voir figures 3 et 4), le profil de la jante 3A (figure 7) est asymétrique, le plan médian � P � du pont 5A du bandage ne se confondant pas avec le plan � P' � de pénétration des rayons 4A,4B dans la jante 3A. S'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière 1 (voir figures 1 et 2), le profil de la jante 3 (figure 6) est symétrique, le plan médian � P � du pont 5 du bandage se confondant avec le plan de pénétration des rayons 4A,4B dans la jante 3.20 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une roue (1,1A) en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central (2,2A) relié à une jante (3,3A) par des rayons tendus (4A,4B) de faible section, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : réalisation d'un moyeu (2,2A), présentant une partie centrale de section circulaire (2a) et des faces d'extrémités formant des flasques (2b,2c) à partir desquelles s'étendent les rayons (4A,4B), - réalisation de deux nappes de rayons (4A,4B) solidarisées aux flasques (2b,2c) du moyeu (2,2A) par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, mise en place du sous- ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante (3,3A), les longueurs des rayons (4A,4B) étant telles à dépasser dudit outillage, préalablement au collage ou au surmoulage de la jante (3,3A), mise sous tension individuelle selon des valeurs (F) prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes (4Aa,4Ba) des rayons (4A,4B) par des moyens de tractions externes à l'outillage, - solidarisation des rayons (4A,4B) sur les flancs (3a,3b) de la jante (3) par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, sectionnement des extrémités (4Aa,4Ba) dépassantes des rayons (4A,4B). 2. Roue obtenue selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce que le profil de la jante (3,3A) présente deux flancs de liaison concaves (3a,3b), reliés par un pont supérieur (5,5A) destiné à recevoir un bandage de roue (non représenté), correspondant à deux zones internes convexes opposées (3a',3b') destinées respectivement au contact, par collage ou par surmoulage, des rayons (4A,4B) issus de chaque nappe partant de part et d'autre du moyeu (2) et traversant la jante (3,3A) selon des directions (F) angulairement opposées. 3. Roue selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parties concaves externes (3a,3b) des flancs de la jante (3,3A) sont reliées au pont (5,5A) les reliant par l'intermédiaire de deux zones (3c,3d), parallèles entre elles ou non, destinées aux contacts avec des patins de freinage. 4. Roue selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que, s'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière (1A), le profil de la jante (3A) est asymétrique, le plan médian du pont (5A) du bandage ne se confondant pas avec le plan de pénétration des rayons (4A,4B) dans la jante (3A). 5. Roue selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que, s'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière (1), le profil de la jante (3) est symétrique, le plan médian du pont (5) du bandage se confondant avec le plan de pénétration des rayons (4A,4B) dans la jante (3).