Brevet FR2989632A1 — publié le 20131025

ROUE EN TÔLE D'ALUMINIUM POUR VEHICULE. [0001] L'invention concerne une roue en tôle d'aluminium pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile. Elle concerne aussi un procédé de fabrication du voile constitutif d'une telle roue en tôle d'aluminium. Elle concerne enfin un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte au moins une telle roue en tôle d'aluminium. [0002] Une roue de véhicule automobile est composée de deux parties, à savoir le voile et la jante, qui sont assemblées par soudage. La jante reçoit le pneumatique, et le voile est la partie centrale de la roue, dont la forme galbée permet, avec un minimum de masse, d'obtenir une bonne résistance sans employer des matériaux épais et lourds. [0003] Dans le cas d'une roue en tôle d'acier, il importe de noter que l'espace disponible entre le volume de l'étrier de frein et les vis de fixation de la roue sur le moyeu est très faible et permet difficilement le passage du voile de la roue, ce qui conduit à l'utilisation de vis de fixation à embase conique, qui sont moins encombrantes que des vis à embase plate. [0004] D'autre part, il importe de noter que, dans le but de réduire les masses sur les véhicules automobiles, on réalise les roues en tôle d'un métal ou d'un alliage métallique léger, principalement en tôle d'aluminium. Dans ce cas, les vis à embase conique ne sont pas compatibles avec les épaisseurs de la tôle d'aluminium utilisée, parce qu'il est impossible de réaliser l'emboutissage de l'interface de la forme conique des vis. [0005] On a déjà cherché à surmonter ces difficultés en modifiant la conception de tout ou partie des roues. [0006] Ainsi, à titre d'exemple, le document FR 2 493 771 décrit une roue de véhicule moulée, notamment pour un équipement avec pneumatique sans chambre, se composant d'une combinaison moulée d'une seule pièce, d'une jante, d'une cuvette et d'une collerette annulaire. La jante est une jante à base creuse qui est pourvue d'un cône sur les deux côtés et d'un épaulement disposé entre la base creuse et un cône. La cuvette, traversée par des trous de poing, assure la liaison de la collerette annulaire plane avec la jante. L'épaulement est disposé entre le cône placé du côté de la cuvette et la base creuse. Les parties intermédiaires, qui subsistent entre les trous de poing, sont formées sur la partie de jante constituée du cône et de l'épaulement. [0007] Le but de la présente invention est de fournir une roue en tôle d'aluminium pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, qui, malgré le peu d'espace disponible entre le volume de l'étrier de frein et les vis de fixation de la roue, puisse être fixée sur le véhicule au moyen de vis à embase plate. [0008] Un autre but de la présente invention est de fournir une telle roue, qui permette un gain en masse, et par conséquent, une diminution des émissions de CO2 du véhicule. [0009] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir une telle roue, qui soit de conception et de fabrication simples, qui soit esthétique et économique. [0010] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une roue en tôle d'aluminium, qui comporte une jante et un voile, le voile présentant une partie annulaire de forme galbée - ou « partie galbée » - et une partie centrale sensiblement plane contenant l'alésage central du voile et les trous de passage des vis de fixation de la roue sur le moyeu, et dans cette roue, nouvelle, l'épaisseur du voile est plus grande dans sa partie centrale que dans sa partie galbée, de telle sorte que la surface d'appui des vis de fixation de la roue sur le moyeu se trouve décalée vers l'extérieur pour garantir le passage du voile entre le volume de l'étrier de frein et l'embase des vis de fixation. [0011] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, l'épaisseur du voile dans sa partie centrale est d'une valeur comprise entre deux et trois fois la valeur de l'épaisseur du voile dans sa partie galbée. [0012] L'épaisseur de ladite partie galbée du voile est essentiellement liée à la charge de la roue, donc variable en fonction du type de véhicule. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, cette d'épaisseur peut être supérieure à 5 mm, par exemple de l'ordre de 5, 5mm. [0013] La présente invention a aussi pour objet un procédé de réalisation du voile d'une roue en tôle d'aluminium conforme à celle décrite ci-dessus dans ses grandes lignes, et ce procédé, nouveau, comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : [0014] - on part d'une rondelle d'aluminium d'épaisseur égale à l'épaisseur souhaitée du voile dans sa partie centrale, [0015] - on déforme la matière de la rondelle dans toute sa partie externe à sa partie centrale, de façon à réduire dans cette partie externe l'épaisseur de la rondelle à celle correspondant à l'épaisseur souhaitée du voile dans sa partie galbée, et [0016] - on réalise l'emboutissage de la rondelle ainsi repoussée de façon à obtenir le voile comportant, ainsi, une partie centrale d'épaisseur plus grande que sa partie galbée. [0017] De préférence, la déformation de la matière de la rondelle dans toute sa partie externe à sa partie centrale est réalisée par un procédé de fluotournage. [0018] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, la rondelle d'aluminium de départ peut avantageusement être d'épaisseur de l'ordre de 13,5 mm, et la réduction de l'épaisseur dans la partie externe à la partie centrale peut avantageusement conduire alors à une partie galbée d'épaisseur de l'ordre de 5,5 mm. [0019] L'invention a enfin pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comprend des roues conformes à la roue en tôle d'aluminium décrite précédemment dans ses grandes lignes. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagné de dessins dans lesquels : [0021] - la figure 1 est une demi vue, en coupe longitudinale, schématique, d'une roue en tôle d'aluminium selon l'art antérieur, [0022] - la figure 2 est une demi vue, en coupe longitudinale, schématique, d'une roue en tôle d'aluminium selon la présente invention, [0023] - la figure 3 est une vue agrandie de la partie centrale du voile de la roue de la figure 2, et [0024] - les figures 4, 5 et 6 représentent les différentes phases du procédé de réalisation du voile à épaisseur variable de la roue selon la présente invention. [0025] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté une roue de véhicule automobile en tôle d'aluminium, de référence générale 10, d'axe de rotation YY, composée, de manière classique, d'un élément cylindrique externe destiné à recevoir un pneumatique ou « jante » 12 et d'un élément central ou « voile » 11, les deux éléments étant soudés l'un à l'autre. [0026] Le voile 11 présente une partie annulaire, de forme galbée, dite aussi « partie galbée » et référencée 11G dans la suite du texte, et une partie centrale 11C, sensiblement plane contenant l'alésage central 11 D du voile 11 et les trous de passage 11V d'axe « yy » des tiges filetées 32 des vis de fixation 30 de la roue sur le moyeu 21. [0027] L'espace disponible entre le volume VE de l'étrier de frein et la vis de fixation 30 est trop faible pour permettre le passage du voile 11. L'espace très faible entre le volume VE de l'étrier et le voile 11 est illustré par lé référence« v ». La référence « INT » désigne l'interférence de l'embase 31 de la vis de fixation 30 avec le voile 11 de la roue dans sa partie sensiblement courbe de liaison entre la partie centrale 11C et la partie galbée 11G du voile. [0028] La référence 25 désigne le roulement de moyeu, qui assure, de manière classique, la liaison mobile entre la roue et le pivot de roue 50. [0029] Pour remédier à cet inconvénient, la présente invention propose un voile de roue différent, d'épaisseur variable pour permettre la fixation de la roue avec des vis de fixation de type à embase plate, mieux adaptées aux roues en tôle d'aluminium que des vis à embase conique. [0030] Dans les figures 2 et 3 qui représentent la roue selon l'invention, les pièces et partie de pièces qui sont identiques ou similaires aux pièces et parties de pièces de la roue de la figure 1 sont désignées par les mêmes références numériques. [0031] En référence au dessin des figures 2 et 3, la roue selon l'invention présente un voile 11 dont l'épaisseur est plus grande dans sa partie centrale 11C que dans sa partie galbée 11G, de telle sorte que la surface d'appui des vis de fixation 30 de la roue sur le moyeu 21 se trouve décalée vers l'extérieur pour garantir le passage du voile 11 et son jeu nécessaire entre le volume VE de l'étrier de frein et l'embase 31 des vis de fixation 30 à embase plate. On notera également que, grâce à cette conception de la partie centrale du voile, l'espace entre le volume VE de l'étrier de frein et le voile 11 est agrandi, ce qui est illustré par l'espace y' > v sur la figure 2. [0032] L'épaisseur « E » du voile 11 dans sa partie centrale 11C est d'une valeur comprise entre deux et trois fois la valeur de l'épaisseur « e » du voile dans sa partie galbée 11G. [0033] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, l'épaisseur « e » de la partie galbée 11G peut être d'épaisseur supérieure à 5 mm, par exemple de 5, 5mm, et l'épaisseur « E » du voile 11 dans sa partie centrale 11C peut être égale à - ou voisine de - 13,5 mm. [0034] Le procédé de réalisation du voile de la roue selon la présente invention comporte les étapes suivantes prises en combinaison : [0035] - on part d'une rondelle d'aluminium R, de diamètre « D », représentée sur la figure 4, dont l'épaisseur est égale à l'épaisseur « E » souhaitée du voile 11 dans sa partie centrale 11C, [0036] - puis, on déforme, par exemple par fluotournage, la matière de la rondelle R dans toute sa partie externe à sa partie centrale 11C, de façon à réduire dans cette partie externe l'épaisseur de la rondelle à celle correspondant à l'épaisseur souhaitée « e » du voile dans sa partie galbée 11G, la rondelle ainsi déformée, représentée sur la figure 5, présentant un diamètre « d » plus grand que le diamètre « D » de départ, du fait de la réduction d'épaisseur, [0037] - enfin, on réalise l'emboutissage de la rondelle ainsi repoussée de façon à obtenir le voile 11 comportant une partie centrale 11C d'épaisseur « E » plus grande que l'épaisseur « e » de sa partie galbée 11G. [0038] A titre d'exemple déjà mentionné précédemment, la rondelle d'aluminium R de départ peut être d'épaisseur « E » égale à - ou voisine de - 13,5 mm, et la réduction de cette épaisseur dans la partie externe à la partie centrale peut avantageusement conduire à une partie galbée 11G d'épaisseur égale à - ou voisine de - 5,5 mm. [0039] La roue en tôle d'aluminium décrite ci-dessus dans sa structure et le procédé de réalisation de son voile présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0040] - elle permet de réaliser un important gain en masse par rapport aux roues réalisées en tôle d'acier, lequel gain peut être de l'ordre de 30%, [0041] - elle permet, du fait de ce gain en masse, de diminuer les émissions de CO2 du véhicule équipé de telles roues selon l'invention, et [0042] - son montage sur un véhicule est sans impact sur l'architecture du véhicule. REVENDICATIONS: 1. Roue en tôle d'aluminium pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, qui comporte une jante (12) et un voile (11), le voile (11) présentant une partie annulaire de forme galbée - ou « partie galbée » (11G) - et une partie centrale (11C) sensiblement plane contenant l'alésage central (11D) du voile (11) et les trous de passage (11V) des vis de fixation (30) de la roue sur le moyeu (21), caractérisé en ce que l'épaisseur du voile (11) est plus grande dans sa partie centrale (11C) que dans sa partie galbée (11G), de telle sorte que la surface d'appui des vis de fixation (30) de la roue sur le moyeu (21) se trouve décalée vers l'extérieur pour garantir le passage du voile (11) entre le volume (VE) de l'étrier de frein et l'embase (31) des vis de fixation (30). 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur (« E ») du voile (11) dans sa partie centrale (11C) est d'une valeur comprise entre deux et trois fois la valeur de l'épaisseur (« e ») du voile dans sa partie galbée (11G). 3. Roue selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaisseur (« e ») de la partie galbée (11G) est d'épaisseur supérieure à 5 mm, de préférence de l'ordre de 5, 5mm. 4. Procédé de réalisation du voile (11) d'une roue en tôle d'aluminium conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes, prises en combinaison : on part d'une rondelle d'aluminium (R) d'épaisseur égale à l'épaisseur (« E ») souhaitée du voile dans sa partie centrale (11C), on déforme la matière de la rondelle (R) dans toute sa partie externe à sa partie centrale (11C), de façon à réduire dans cette partie externe l'épaisseur de la rondelle à celle correspondant à l'épaisseur souhaitée (« e ») du voile dans sa partie galbée (11G), on réalise l'emboutissage de la rondelle ainsi repoussée de façon à obtenir le voile (11) comportant, ainsi, une partie centrale (11C) d'épaisseur (« E ») plus grande que l'épaisseur (« e ») de sa partie galbée (11G). 5. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la déformation de la matière de la rondelle (R) dans toute sa partie externe à sa partie centrale (11C) est réalisée par fluotournage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la rondelle d'aluminium (R) de départ est d'épaisseur (« E ») égale ou voisine de 13,5 mm, et en ce que la réduction de l'épaisseur dans la partie externe à la partie centrale (11C) conduit à une partie galbée (11G) d'épaisseur égale à - ou voisine de - 5,5 mm. 7. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une roue en tôle d'aluminium conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3.10