Brevet FR2989025A1 — publié le 20131011

ENSEMBLE DE ROUE POUR VEHICULE. [0001] L'invention concerne un ensemble de roue pour véhicule, en particulier un ensemble de roue comportant une roue en matériau composite pour véhicule automobile. Elle concerne aussi un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte au moins une tel ensemble de roue. [0002] On connaît des roues de véhicules, notamment de véhicules automobiles, qui sont réalisées en matériaux composites composés de fibres et de résine, communément appelés « matériaux composites ». On notera toutefois que les matériaux composites d'un coût « compétitif » n'acceptent pas des températures supérieures à 120° C, alors que le disque et l'étrier de frein situés dans la roue peuvent atteindre des températures bien supérieures. [0003] On a déjà cherché à refroidir par circulation d'air tout ou partie de la roue d'un véhicule. [0004] A titre d'exemple, le document PCT/US2009/043949 décrit un système d'alerte de température de type interrupteur thermique pour un véhicule, ledit véhicule comprenant un ensemble de roue qui est monté à rotation sur une fusée d'essieu du véhicule. Le système d'alerte comporte une alimentation en air, un bouchon thermique et un capteur de débit. Le bouchon thermique, qui présente un état non actionné et un état actionné, est placé sur la roue dans l'état non actionné. Ce bouchon se trouve en communication avec l'alimentation en air et bloque l'écoulement de fluide en provenance de cette alimentation lorsque le bouchon est dans l'état non actionné. Le capteur de débit est relié à un dispositif d'alerte. Ce capteur se trouve en communication avec le bouchon et avec l'alimentation en air. Lorsque l'axe de fusée d'essieu ou la roue devient excessivement chaud, le bouchon est actionné et permet à du fluide de s'écouler de l'alimentation en air dans le bouchon, lequel écoulement de fluide est détecté par le capteur de débit qui, à son tour, actionne le dispositif d'alerte. [0005] Le but de la présente invention est de fournir une ensemble de roue pour véhicule, en particulier pour véhicule automobile, dans lequel la roue puisse être réalisée, malgré les hautes températures que peuvent atteindre notamment le disque et l'étrier de frein, en un matériau composite, en particulier en un matériau composite de coût « compétitif ». [0006] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel ensemble de roue, qui permette un gain en masse sur la roue, et par conséquent, une diminution des émissions de CO2 du véhicule. [0007] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel ensemble de roue, qui soit de conception et de fabrication simples, qui soit esthétique et économique. [0008] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un ensemble de roue pour véhicule, en particulier un ensemble de roue comportant une roue en matériau composite pour véhicule automobile, lequel ensemble de roue comprend une partie mobile, formée par la roue et le roulement de moyeu notamment, et une partie fixe, formée par le bras de suspension et le pivot de roue notamment. Cet ensemble de roue, nouveau, comporte, de plus, une source d'énergie pneumatique située sur ladite partie fixe, une pluralité de conduits à l'intérieur de la partie fixe et de la partie mobile permettant le passage d'un flux d'air forcé en provenance de ladite source d'énergie pneumatique vers l'intérieur de la zone de l'ensemble de roue proche du disque et de l'étrier de frein. Un joint tournant permet le passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue. [0009] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, cet ensemble de roue comporte un dispositif de pilotage du flux d'air forcé en provenance de la source d'énergie pneumatique vers l'intérieur de la zone de l'ensemble de roue proche du disque et de l'étrier de frein. [0010] De manière préférentielle, ce dispositif de pilotage du flux d'air forcé comprend un capteur de température de la roue, et une électrovanne qui, en fonction de la température donnée par le capteur de température, active ledit flux d'air forcé, de façon à abaisser la température de la roue. [0011] De manière préférentielle également, cet ensemble de roue peut comporter, de plus, un réservoir d'accumulation d'air qui permet d'avoir une réserve d'air pour accélérer si nécessaire le refroidissement en cas de forte sollicitation des freins du véhicule. [0012] De préférence, la source d'énergie pneumatique peut avantageusement être une source d'air sous pression produite par un compresseur. [0013] De préférence également, la source d'énergie pneumatique peut être obtenue par un piquage fluidique sur la sortie du turbocompresseur de suralimentation du moteur thermique du véhicule. [0014] De façon avantageuse, la pluralité de conduits est formée de plusieurs conduits répartis circulairement dans la roue, selon un pas angulaire régulier, de préférence formée de cinq conduits répartis dans la roue selon un pas angulaire de 72° d'angle. [0015] Le joint tournant, qui permet le passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue, peut avantageusement être intégré au roulement de moyeu. [0016] Le passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue est avantageusement assuré par au moins un conduit intégré au joint tournant du roulement de moyeu. [0017] L'orifice d'entrée d'air de la source d'énergie pneumatique est avantageusement un orifice situé sur le pivot de roue. [0018] La source d'énergie pneumatique est, de préférence, reliée par un orifice situé sur le pivot de roue. [0019] La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comprend des roues en matériau composite et dans lequel au moins une des roues fait partie d'un ensemble de roue conforme à l'ensemble de roue décrit ci-dessus 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, accompagnée de dessins dans lesquels : [0021] - la figure 1 est un schéma illustrant le principe de refroidissement d'une roue en matériau composite d'un ensemble de roue selon la présente invention, [0022] - la figure 2 est une vue en perspective, schématique, de la roue en matériau composite refroidie selon le principe de refroidissement illustré sur la figure 1, [0023] - la figure 3 est une demi vue en coupe longitudinale, schématique, de la roue en matériau composite refroidie de la figure 2, et [0024] - la figure 4 est une vue en coupe, schématique, montrant notamment l'entrée de la source d'énergie pneumatique qui crée le flux d'air de refroidissement, selon la présente invention. [0025] En référence aux dessins des figures 1, 2 et 3, on a représenté une roue de véhicule automobile, de référence générale 1, composée, de façon classique, d'une part, d'une partie cylindrique externe destinée à recevoir un pneumatique, désignée « jante » et référencée 1A, et d'autre part, d'une partie centrale désignée « voile » et référencée 1 B. [0026] Selon le but de la présente invention, la roue 1, d'axe YY, réalisée en matériau composite, doit être refroidie pour éviter une élévation de sa température supérieure à la température maximale que peut supporter le matériau composite constitutif. [0027] Pour réaliser ce refroidissement, selon le principe de la présente invention, la roue 1 est pourvue de conduits Ci, internes à la roue, qui permettent le passage d'un flux d'air forcé vers la zone la plus chaude notamment, à savoir la zone proche de l'étrier (non représenté) et du disque de frein 7 (figures 2 à 4) associés à la roue. Ces conduits Ci débouchent par les orifices 1i (figures 1 et 3) dans la zone du disque de frein 7 et de l'étrier de frein. [0028] Le flux d'air sous pression est produit par un compresseur 2 ou récupéré par l'intermédiaire d'un piquage sur la sortie du compresseur du véhicule. Le roulement de moyeu, qui est formé en joint tournant (figures 2 et 3), est désigné par la référence 3, le joint tournant permettant le passage du flux d'air forcé entre, d'une part, la partie fixe de l'ensemble de roue, à savoir le bras de suspension (non représenté) et le pivot de roue désigné 8 sur les figures 2 à 4 et, d'autre part, la partie mobile de l'ensemble de roue, à savoir principalement la roue 1. [0029] II est prévu un dispositif de pilotage du flux d'air forcé en provenance de la source d'énergie pneumatique 2 vers l'intérieur de la zone de l'ensemble de roue proche du disque 7 et de l'étrier de frein. Ce dispositif de pilotage, illustré très schématiquement sur la figure 1, comprend un capteur de température 5 mesurant la température de la roue 1, et une électrovanne 4 qui, en fonction de la température donnée par le capteur de température 5, active le flux d'air forcé, de façon à abaisser la température de la roue 1. [0030] Un réservoir d'accumulation d'air, de référence 6 (figure 1), permet d'avoir une réserve d'air afin d'accélérer si nécessaire le refroidissement en cas de forte sollicitation des freins du véhicule, notamment. [0031] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, les conduits Ci peuvent être au nombre de cinq, répartis dans la roue 1 selon une direction circulaire, et selon un pas angulaire régulier de 72° d'angle. [0032] Comme déjà mentionné précédemment, le joint tournant intégré au roulement de moyeu 3 permet le passage du flux d'air forcé entre, d'une part, la partie fixe de l'ensemble de roue, à savoir le bras de suspension et le pivot de roue désigné 8 sur les figures 2 à 4 et, d'autre part, la partie mobile de l'ensemble de roue, à savoir principalement la roue 1. De façon plus précise, en référence au dessin de la figure 4, ce joint tournant permet de mettre en relation la pluralité de conduits Ci internes à la roue avec des conduits Cj (figures 2 et 3) du roulement de moyeu 3 et un conduit d'alimentation Cp, fixe, situé dans le pivot de roue 8. [0033] Le conduit d'alimentation Cp, fixe, situé dans le pivot de roue 8 est relié par l'orifice d'alimentation 8a à la source d'énergie pneumatique. [0034] Le moyen de refroidissement décrit ci-dessus de la roue 1 en matériau composite fonctionne de la manière suivante : [0035] Lorsque la température de la roue 1 mesurée par le capteur de température 5 atteint une valeur de seuil ou valeur d'alerte prédéterminée TA, le capteur de température 5 adresse un signal électrique à l'électrovanne 4 ou électrovalve, qui autorise alors, par une action mécanique, la circulation d'un flux d'air forcé en provenance du compresseur 2 (ou du turbocompresseur du véhicule) vers la pluralité de conduits Ci de la roue 1. L'électrovanne 4 peut être une électrovanne « tout ou rien », qui s'ouvre en entier ou pas du tout suivant qu'elle est alimentée électriquement ou non, ou bien être une électrovanne « proportionnelle », qui peut être ouverte avec plus ou moins d'amplitude en fonction du besoin. [0036] Lorsque la température de la roue 1 a été abaissée suffisamment grâce au mécanisme de refroidissement de l'invention, le capteur de température 5, mesurant cet abaissement de température, adresse un signal électrique à l'électrovanne 4 pour interrompre, par une action mécanique inverse, la circulation du flux d'air forcé. Si l'électrovanne est une électrovanne « proportionnelle », l'amplitude de son ouverture est diminuée pour réduire le flux d'air forcé. [0037] L'ensemble de roue décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0038] - il permet de réaliser un important gain en masse par rapport aux ensembles de roue, dans lesquels la roue est obtenue par fonderie d'aluminium, lequel gain peut être de l'ordre de 30%, [0039] - il permet, du fait de ce gain en masse, de diminuer les émissions de CO2 du véhicule équipé de tels ensembles de roue selon l'invention, [0040] - il est économique, et de coût comparable à un ensemble de roue très classique en fonderie d'aluminium, et [0041] - il permet de préserver l'aspect visuel, c'est-à-dire l'esthétique ou « design », des roues dites « de style » qui sont montées sur les véhicules haut de gamme notamment.15 REVENDICATIONS: 1. Ensemble de roue pour véhicule, en particulier ensemble de roue comportant une roue en matériau composite pour véhicule automobile, comprenant une partie mobile, formée par la roue (1) et le roulement de moyeu (3) notamment, et une partie fixe, formée par le bras de suspension et le pivot de roue (8) notamment, ledit ensemble de roue étant caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, une source d'énergie pneumatique située sur ladite partie fixe, une pluralité de conduits (Ci) à l'intérieur de la partie fixe et de la partie mobile permettant le passage d'un flux d'air forcé en provenance de ladite source d'énergie pneumatique vers l'intérieur de la zone de l'ensemble de roue proche du disque de frein (7) et de l'étrier de frein, et un joint tournant pour permettre le passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue. 2. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un dispositif de pilotage du flux d'air forcé en provenance de la source d'énergie pneumatique vers l'intérieur de la zone de l'ensemble de roue proche du disque de frein (7) et de l'étrier de frein. 3. Ensemble de roue selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif de pilotage comprend un capteur de température (5) de la roue (1), et une électrovanne (4) qui, en fonction de la température donnée par le capteur de température (5), active ledit flux d'air forcé, de façon à abaisser la température de la roue (1). 4. Ensemble de roue selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un réservoir d'accumulation d'air (6), qui permet d'avoir une réserve d'air afin d'accélérer si nécessaire le refroidissement en cas de forte sollicitation des freins du véhicule, notamment. 5. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source d'énergie pneumatique est une source d'air sous pression produite par un compresseur (2). 6. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source d'énergie pneumatique est obtenue par un piquage fluidique sur la sortie du turbocompresseur de suralimentation du moteur thermique du véhicule. 7. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité de conduits (Ci) est formée de plusieurs conduits répartis circulairement dans la roue (1) selon un pas angulaire régulier, de préférence de cinq conduits (Ci) répartis dans la roue (1) selon un pas angulaire de 72° d'angle. 8. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint tournant permettant le passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue est intégré au roulement de moyeu (3). 9. Ensemble de roue selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit passage du flux d'air entre la partie fixe et la partie mobile de l'ensemble de roue est assuré par au moins un conduit (Cj) intégré au joint tournant du roulement de moyeu (3). 10. Ensemble de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée d'air de la source d'énergie pneumatique (2) est un orifice (8a) situé sur le pivot de roue (8). 11. Véhicule, en particulier véhicule automobile, qui comprend des roues en matériau composite, caractérisé ce qu'au moins une desdites roues fait partie d'un ensemble de roue conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.