Brevet FR2989631A1 — 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 véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte au moins une telle roue en tôle d'aluminium. [0002] Par « roue en tôle d'aluminium », on entend, dans la suite du présent texte, non seulement une roue en tôle d'aluminium mais aussi une roue en tôle d'alliage d'aluminium. [0003] Une roue de véhicule automobile est composée de deux parties, à savoir le voile et la jante, qui sont assemblées par soudage. La jante est la partie cylindrique externe qui 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. [0004] 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, ce qui conduit à l'utilisation de vis à embase conique pour la fixation de la roue sur le moyeu, ces vis à embase conique étant moins encombrantes que des vis à embase plate. [0005] Toutefois, ces vis à embase conique sont beaucoup moins bien adaptées que les vis à embase plate en termes de résistance et de contraintes mécaniques. [0006] On a déjà cherché à répondre à cette problématique des contraintes mécaniques sur une roue en alliage léger. [0007] Ainsi, à titre d'exemple, le document JP 2008-230374A décrit un moyen d'améliorer la manoeuvrabilité et la stabilité d'un véhicule en apportant une rigidité de montage suffisante entre une roue en alliage léger et son moyeu. Il est prévu une pluralité de trous de montage sur le voile de la roue, lesquels trous sont disposés selon une direction circulaire et repartis selon un pas angulaire régulier. Une entretoise est disposée entre les plans de joint du voile de la roue et d'une pièce de fixation de la roue, respectivement, par conséquent entre les vis de fixation de la roue et le voile de cette dernière. Des trous de passage sont prévus sur l'entretoise, et sont positionnés de façon à correspondre aux trous de montage. Des vis de fixation pénètrent les trous de montage et les trous de passage. Des écrous sont vissés sur les extrémités des vis de fixation et viennent presser le voile de la roue contre la pièce de fixation de la roue. Des creux - ou enfoncements - sont formés à proximité et autour des bords périphériques des trous de passage sur une face et/ou l'autre face de l'entretoise. [0008] 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 très faible espace disponible entre le volume de l'étrier de frein et les vis de fixation de la roue sur le moyeu, puisse être fixée sur le véhicule au moyen de vis de fixation à embase plate. [0009] 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. [0010] 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. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet une roue en tôle d'aluminium pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, 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 cette roue en tôle d'aluminium, nouvelle, comporte une entretoise centrée sur la partie centrale du voile, côté moyeu. Avec cette entretoise centrée et sertie sur la partie centrale du voile de la roue, la face d'appui des vis de fixation de la roue est décalée vers l'extérieur de la roue, le passage du voile de la roue est garanti et on peut utiliser des vis de fixation qui sont à embase plate, mieux adaptées que les vis à embase conique en termes de résistance et de contraintes mécaniques. [0012] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, il est prévu un moyen d'indexation de l'entretoise, de façon à positionner les trous de passage des vis de fixation de la roue sur le moyeu. [0013] Ce moyen d'indexation est, de préférence, constitué par une pluralité de languettes en extension radiale externe à la périphérie de l'entretoise, lesdites languettes étant destinées à être rabattues dans des renfoncements du voile de la roue, de façon à réaliser le sertissage de l'entretoise sur l'alésage central dudit voile. [0014] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, ces languettes peuvent être au nombre de trois, réparties de manière circonférentielle selon un pas angulaire régulier de 120° d'angle, lesdites languettes étant destinées à être rabattues dans le renfoncement du voile. [0015] L'entretoise présente avantageusement la forme d'une rondelle circulaire, plane, et son épaisseur est choisie de façon à permettre de décaler d'une distance optimale la face d'appui des vis de fixation de la roue. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, l'épaisseur de la rondelle peut être de l'ordre - ou voisine de 8 mm. [0016] Enfin, le voile de la roue présente une épaisseur qui est essentiellement liée à la charge de la roue, par exemple sensiblement de l'ordre de 5,5 mm. [0017] L'invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comprend au moins une roue en tôle d'aluminium conforme à celle décrite ci-dessus dans ses grandes lignes. [0018] 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 : [0019] - la figure 1 est une demi vue, en coupe longitudinale, schématique, d'une roue en tôle d'aluminium selon l'art antérieur, [0020] - la figure 2 est une demi vue, en coupe longitudinale, schématique, d'une roue en tôle d'aluminium selon la présente invention, [0021] - la figure 3 est une vue agrandie de la partie centrale du voile de la roue de la figure 2, montrant l'environnement d'une vis de fixation de la roue sur le moyeu, [0022] - la figure 4 est une vue en perspective, schématique, de la face extérieure de la partie centrale de la roue selon l'invention, [0023] - la figure 5 est une vue en perspective, agrandie, d'une languette d'indexation de l'entretoise de l'invention, et [0024] - la figure 6 est une vue en coupe, schématique, de la partie centrale 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 11D du voile 11 et les trous de passage 11V (figures 3 et 6) 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 de la roue (espace « e » très faible). La référence « INT » désigne la zone d'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. Il est à noter que, compte tenu du fait que les caractéristiques mécaniques de la tôle en aluminium sont inférieures à celles d'une tôle en acier, l'épaisseur de tôle d'aluminium nécessaire est plus importante (5,5 mm au lieu de 3,5mm) et l'emboutissage d'une telle tôle, plus épaisse, impose un rayon de pliage plus important du voile dans la zone d'interférence. [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 l'interférence dans la zone « INT » (figure 1) mentionnée précédemment, la présente invention propose une nouvelle roue, représentée notamment sur les figures 2 et 3, dans lesquelles les pièces et les parties 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. [0030] Cette roue nouvelle, selon la présente invention, comporte une entretoise 40 centrée et sertie sur la partie centrale 11C du voile 11, côté moyeu 21, de façon à décaler vers l'extérieur la face d'appui 31 des vis de fixation 30 et garantir, ainsi, un espace suffisant pour le passage du voile 11, et ce malgré le peu d'espace disponible évoqué précédemment pour le passage du voile. [0031] Cette entretoise 40 permet également l'utilisation de vis de fixation 30 à embase plate, mieux adaptées que les vis à embase conique. [0032] Un moyen d'indexation de l'entretoise 40 est prévu de façon à positionner les trous de passage 11V des vis de fixation 30 de la roue sur le moyeu 21. [0033] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, ce moyen d'indexation est constitué par trois languettes 45 (figure 5, notamment) en extension radiale externe à la périphériques de l'entretoise 40. Ces languettes 45 sont destinées, comme mieux représenté sur le dessin des figures 3 et 6, à être rabattues dans le renfoncement du voile. [0034] Les trois languettes d'indexation 45 sont avantageusement réparties, de manière circonférentielle, à la périphérie de l'entretoise 40 selon un pas angulaire régulier de 120° d'angle. [0035] L'entretoise 40 présente la forme d'une rondelle plane, circulaire, d'épaisseur « E » de l'ordre de 8 mm. Il va de soi que cette valeur de l'épaisseur de l'entretoise est donnée seulement à titre d'exemple, La valeur « E » étant, de manière générale, définie pour permettre de décaler vers l'extérieur de la roue, de façon optimale, la face d'appui des vis de fixation 30. [0036] A titre d'exemple et d'exemple seulement, le voile peut être d'épaisseur de l'ordre de 5,5 mm. [0037] On a représenté sur le dessin de la figure 4 la face extérieure de la partie centrale de la roue selon l'invention, avec ses cinq vis de fixation 30 de la roue sur le moyeu 21 et l'entretoise 40 sertie et centrée sur l'intérieur 11D du voile 11 de la roue pour garantir le centrage de la roue 10 sur le moyeu 21. [0038] Une languette d'indexation 45 de l'entretoise est représentée de manière détaillée sur le dessin de la figure 5, la languette 45 étant en position avant pliage sur l'intérieur du voile 11. Les lignes 45a et 45b représentent les lignes de pliage de la languette 45 à fin de pliage sur l'alésage intérieur 11 D du voile. [0039] Une fois repliée sur l'intérieur du voile, l'extrémité de la languette 45 vient se plaquer sur la face extérieure de la roue, de manière à réaliser le sertissage de l'entretoise 40 sur le voile 11 de la roue, comme représenté aussi sur le dessin de la figure 6. [0040] La roue en tôle d'aluminium décrite ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0041] - 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%, soit plus de deux kilogrammes de gain par roue ou plus de 8 kilogrammes sur le véhicule, [0042] - 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 [0043] - 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 (10) sur le moyeu (21), caractérisé en ce que ladite roue comporte, de plus, une entretoise (40) centrée sur la partie centrale (11C) du voile (11), côté moyeu (21), de façon à décaler vers l'extérieur la face d'appui des vis de fixation (30), de garantir, ainsi, le passage du voile (11) de la roue et d'autoriser la fixation de la roue par l'intermédiaire de vis à embase plate. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un moyen d'indexation de ladite entretoise (40), de façon à positionner les trous de passage (11V) des vis de fixation (30) de la roue (10) sur le moyeu (21). 3. Roue selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit moyen d'indexation est constitué par une pluralité de languettes (45) en extension radiale externe à la périphérie de l'entretoise (40), lesdites languettes (45) étant destinées à être rabattues dans le renfoncement du voile (11). 4. Roue selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites languettes (45) sont au nombre de trois, réparties selon un pas angulaire régulier de 120° d'angle. 5. Roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite entretoise (40) présente la forme d'une rondelle plane, circulaire, d'épaisseur de l'ordre de 8 mm. 6. 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 5.25