Brevet FR3085307A1 — publié le 20200306

ROUE DE VEHICULE AUTOMOBILE EN ALUMINIUM AVEC AU MOINS UN INSERT RAIDISSEUR [0001] La présente invention concerne une roue de véhicule automobile en aluminium avec au moins un insert raidisseur. De manière connue, la roue présente un moyeu interne et un pourtour périphérique externe formant jante de pneu, des rayons s'étendant entre le moyeu interne et le pourtour périphérique externe. [0002] De nos jours, sur les véhicules automobiles, on peut trouver trois types de famille de roues, chaque famille de roue présentant des avantages et inconvénients. La première famille de roues regroupe des roues en tôles avec comme avantages leur prix et leur légèreté et comme inconvénients très peu de liberté pour créer du style d'où la nécessité de leur adjoindre un habillage de style, du type enjoliveur. [0003] La deuxième famille de roues regroupe des roues en aluminium de fonderie, avec comme avantage une grande liberté dans le style et comme inconvénients une masse et un prix élevés. La deuxième famille de roues regroupe aussi des roues en aluminium de forge, avec comme avantages une grande liberté de style et une plus grande légèreté qu'une roue de fonderie et comme inconvénients une masse et un prix élevés. [0004] La deuxième famille de roues regroupe aussi des roues en aluminium structurelles avec comme avantages la légèreté et le prix et comme inconvénients un manque de style avec une nécessité de rajouter un habillage de style et une performance mécanique au juste nécessaire. [0005] La troisième famille de roues regroupe des roues en matériaux composites avec comme avantages une très grande légèreté et une très grande performance et comme inconvénients un prix exorbitant et un matériau composite pouvant se révéler fragile. [0006] Aujourd'hui le type de roues qui semble le plus pertinent, au vu de l'augmentation au fil des ans du diamètre de roue, est une roue aluminium structurelle avec habillage de style. [0007] Ce type de roue aluminium structurelle permet de combiner une masse contenue, garantissant une diminution des masses non suspendues avec un style attrayant, tout en gardant un prix acceptable comparé à une roue composite. Cependant ce type de roue 2 présente des performances mécaniques souvent justes à la limite des cahiers des charges des constructeurs. Une amélioration de ces performances mécaniques ne se fait qu'au détriment d'une masse réduite. [0008] Le document EP-A1-1 980 419 décrit des enjoliveurs positionnés entre les rayons 5 d'une roue. Des zones de fixation permettent la fixation de l'enjoliveur. Il est donc connu de positionner un insert comme enjoliveur en tant que rayon supplémentaire. Cependant, ceci requiert de positionner un rayon supplémentaire en tant qu'enjoliveur ce qui pourrait ne pas convenir à un insert exerçant renfort local d'une roue aluminium. [0009] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est, pour une roue en 10 aluminium de renforcer son raidissement par des moyens simples et efficaces, ne demandant pas de reconception de la roue. [0010] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention une roue de véhicule automobile en aluminium, la roue présentant un moyeu interne et un pourtour périphérique externe formant jante de pneu, des rayons s'étendant entre le moyeu interne et le pourtour 15 périphérique externe, caractérisée en ce qu'au moins un insert raidisseur est positionné entre deux rayons adjacents en étant au moins solidarisé au moyeu interne ou à un élément relié au moyeu interne par au moins un moyen de solidarisation, ledit au moins un insert raidisseur s'étendant du moyeu interne vers le pourtour périphérique externe en diminuant de section en se rapprochant radialement du pourtour périphérique externe. 20 [0011] Ce qui est entendu par moyen de solidarisation est un élément de solidarisation matériel amovible ou non et non une couche de colle ou une soudure. Cet élément de solidarisation est indépendant de l'insert en ne faisant pas partie intégrante de l'insert et est rajouté lors de la solidarisation de l'insert en pénétrant localement dans l'insert pour sa solidarisation. 25 [0012] L'effet technique est d'obtenir une roue aluminium renforcée par au moins un insert raidisseur positionné contre la roue, ce qui minimise ainsi la prise de poids de la roue. Le problème des roues en aluminium, notamment des roues en aluminium structurelles était leur manque de résistance mécanique, ce qui freinait leur utilisation bien que ces roues en aluminium présentaient des avantages conséquents au niveau de la 30 légèreté et de leur prix. La présence d'au moins un insert raidisseur n'augmente que faiblement le prix de la roue et leur poids. 3 [0013] Avec l'application de la présente invention, de telles roues en aluminium présentent des performances mécaniques améliorées de même que des propriétés acoustiques augmentées tout en n'accroissant la masse seulement de manière négligeable. Il est possible de conférer à l'insert ou aux inserts raidisseurs une fonction 5 d'enjoliveur ou de les revêtir d'un insert enjoliveur, ce qui est un avantage supplémentaire, cet insert enjoliveur pouvant être un insert de style en polyamide. [0014] Les inserts raidisseurs peuvent être rapportés sur la roue par vissage ou rivetage. Il est à garder à l'esprit que, par exemple dans le cas d'un véhicule automobile électrique, les exigences acoustiques concernant les bruits de roulement et l'acoustique en général 10 sont plus importantes que sur un véhicule automobile à moteur thermique et donc très favorable à une utilisation de telles roues. [0015] Dans le cadre de la présente invention, il est possible de créer une roue commune aux deux versions soit à propulsion électrique ou thermique ou soit aux deux propulsions combinées avec la mise en place d'inserts raidisseurs sur les roues montées 15 sur des véhicules automobiles électriques aussi bien que sur des véhicules automobiles thermiques ou hybrides. [0016] Ces inserts raidisseurs optimisés, notamment en ce qui concerne un rapport optimisé raideur par rapport à la masse, ces inserts raidisseurs pouvant être en aluminium ou en composite, impactent faiblement la masse de la roue et permettent de respecter 20 complètement les cahiers des charges mécaniques et acoustiques de la roue. [0017] L'insert raidisseur ou chaque insert raidisseur peut être positionné à l'intérieur des ajourages de la roue aluminium. L'insert ou chaque insert raidisseur peut être ajusté et vissé à la roue pour garantir et/ou augmenter la raideur de la roue, d'où une optimisation de l'acoustique. 25 [0018] Le fait d'utiliser un moyen de solidarisation matériel indépendant de l'insert permet de rendre l'insert ou chaque insert amovible par rapport à la roue soit en rompant le moyen de solidarisation quand il n'est pas amovible ou soit en désolidarisant un moyen de solidarisation amovible de l'insert, ce qui est une opération plus facile que de désolidariser un insert collé ou soudé. Il s'ensuit qu'un insert défectueux peut être plus 30 facilement démonté que s'il était collé ou soudé, ce qui est très avantageux. [0019] Avantageusement, ledit au moins un insert raidisseur est de forme majoritairement plane sur une face externe tournée vers l'extérieur de la roue et de forme 4 arrondie sur une face interne opposée à la face externe et tournée vers l'intérieur de la roue, ledit au moins un insert raidisseur étant en aluminium ou en matière composite. La forme plane est aérodynamique. Par contre, la face interne est arrondie en pénétrant dans la roue pour augmenter le poids de l'insert raidisseur et accroître son effet raidisseur. 5 [0020] Avantageusement, la face externe dudit au moins un insert raidisseur est triangulaire. Ceci correspond sensiblement à l'ajourage entre deux rayons de la roue. [0021] Avantageusement, ledit au moins un insert raidisseur présente un pied s'élargissant par rapport à un corps d'insert, le pied reposant sur le moyeu interne ou l'élément relié au moyeu interne et étant traversé par le moyen de solidarisation sous 10 forme de vis ou de rivet pénétrant dans le moyeu interne ou l'élément relié au moyeu interne. [0022] Ceci est avantageusement le premier moyen de solidarisation de l'insert, l'élément interne étant une base des rayons commune à tous les rayons et entourant le moyeu interne. 15 [0023] Avantageusement, ledit au moins un insert raidisseur se termine par une extrémité en forme de pointe au niveau du pourtour périphérique externe. [0024] Avantageusement, l'extrémité en forme de pointe dudit au moins un insert raidisseur porte un ergot s'étendant sensiblement perpendiculairement au reste de l'insert, l'ergot s'insérant contre une portion intérieure du pourtour périphérique externe en 20 épousant la forme de la portion intérieure du pourtour périphérique externe et portant un passage pour un élément de fixation avec la portion du pourtour périphérique externe. Ceci représente le deuxième point de fixation de l'insert raidisseur. [0025] Avantageusement, l'ergot pénètre de plus d'un quart d'une profondeur en direction radiale de la roue. 25 [0026] Avantageusement, la roue porte plusieurs inserts raidisseurs, chaque insert raidisseur étant logé entre une paire de deux rayons adjacents chaque deux paires de rayons adjacents. Mettre un insert raidisseur chaque deuxième paire de deux rayons adjacent est suffisant et effectué de manière symétrique pour répartir uniformément le raidissement sur toute la roue. 30 [0027] Chaque deux paires de rayons adjacents veut dire que chaque rayon n'est associé qu'à un seul insert, pouvant être commun aussi à un rayon placé avant dans le 5 sens de rotation de la roue, mais que, dans ce cas, chaque rayon n'est pas associé à un insert disposé entre lui et un rayon placé après dans le sens de rotation de la roue. [0028] Avantageusement, les rayons sont incurvés par rapport à une direction radiale à la roue, en étant de deux différentes largeurs, un rayon à plus grande largeur étant 5 adjacent à un rayon à plus petite largeur. Ceci, bien que non limitatif, est fréquent pour des roues en aluminium structurelles. [0029] Avantageusement, les rayons sont reliés à une base commune entourant le moyeu interne. Ceci concourt au renforcement de la roue par la présente de la base commune à tous les rayons, la base commune pouvant être l'élément relié au moyeu 10 précédemment mentionné. [0030] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de face d'une roue en 15 aluminium selon la présente invention avec des inserts raidisseurs solidarisés à la roue par des moyens de fixation rajoutés, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un jeu d'inserts raidisseurs faisant partie d'une roue selon une forme de réalisation de la présente invention, les inserts raidisseurs étant montrés séparément et sans la roue, 20 - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue en perspective d'un insert raidisseur faisant partie d'une roue selon la forme de réalisation de la présente invention montrée à la figure 2, l'insert raidisseur étant montré agrandi par rapport à un insert raidisseur illustré à la figure 2, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en coupe radiale d'une 25 roue selon la présente invention avec un insert raidisseur, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue de face d'une portion de roue selon la présente invention montrant un insert raidisseur entre deux rayons de roue. [0031] II est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont 30 pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité. 6 [0032] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. 5 [0033] Aux figures, un seul insert de même qu'une seule de leurs parties constitutives, un seul rayon de grande largeur et un seul rayon de petite largeur sont référencés, mais ce qui est énoncé pour chaque élément ou chaque partie référencé est valable pour tous les autres éléments ou parties du même type. [0034] En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne une roue 1 de 10 véhicule automobile en aluminium, avantageusement une roue 1 en aluminium structurelle. La roue 1 présente un moyeu 2 interne et un pourtour 3 périphérique externe formant jante de pneu, des rayons 4, 5 s'étendant entre le moyeu 2 interne et le pourtour 3 périphérique externe. [0035] Selon la présente invention, au moins un insert 6 raidisseur, de préférence 15 plusieurs inserts 6 raidisseurs sont positionnés dans un ajourage entre deux rayons 4, 5 adjacents en étant au moins solidarisé au moyeu 2 interne ou à un élément 8 relié au moyeu 2 interne par au moins un moyen de solidarisation 9. [0036] Le moyen de solidarisation 9 est un élément matériel indépendant de l'insert 6 comme un rivet, une vis ou une tige filetée et n'est pas une couche de colle ou des 20 soudures, notamment par points ou en cordeau. Le moyen de solidarisation 9 est avantageusement amovible pour permettre un démontage de l'insert 6 associé. [0037] L'insert 6 raidisseur peut être visible de l'extérieur ou caché par un insert du type enjoliveur. Sa fonction principale est de renforcer la roue 1 en aluminium. [0038] Dans cette configuration, l'insert raidisseur ou les inserts 6 raidisseurs peuvent 25 s'étendre du moyeu 2 interne vers le pourtour 3 périphérique externe en diminuant de section en se rapprochant radialement du pourtour 3 périphérique externe. Comme il sera ultérieurement plus amplement décrit, il est possible que chaque insert 6 raidisseur soit aussi solidarisé avec le pourtour 3 périphérique externe. [0039] L'insert raidisseur ou les inserts 6 raidisseurs peuvent être de forme 30 majoritairement plane sur une face externe 6a tournée vers l'extérieur de la roue 1. Par contre, comme montré aux figures 3 et 4, l'insert raidisseur ou les inserts 6 raidisseurs peuvent être de forme arrondie sur une face interne 6b opposée à la face externe 6a et 7 tournée vers l'intérieur de la roue 1. L'insert raidisseur ou les inserts 6 raidisseurs peuvent être en aluminium ou en matière composite, leur matière étant sélectionnée pour présenter un effet raidisseur fort pour un poids modéré avec un rapport raidissement obtenu sur poids élevé. 5 [0040] Comme il peut être vu aux figures 1, 2, 3, 5, la face externe 6a de l'insert 6 raidisseur ou des inserts 6 raidisseurs peut être triangulaire, ce qui correspond sensiblement à la forme de l'ajourage, les rayons 4, 5 ne s'étendant pas dans une direction radiale de la roue 1 mais étant incurvés. Les sommets du triangle sont avantageusement arrondis. 10 [0041] Comme il peut être vu notamment à la figure 3, l'insert raidisseur ou les inserts 6 raidisseurs peuvent présenter un pied 7 s'élargissant vers l'intérieur de la roue 1 par rapport au reste de l'insert 6 raidisseur formant principalement un corps d'insert. [0042] Le pied 7 peut reposer sur le moyeu 2 interne ou un élément 8 relié au moyeu 2 interne, notamment une base commune 8 d'où partent tous les rayons 4, 5 vers le 15 pourtour 3 périphérique externe. [0043] Le pied 7 peut être traversé par le moyen de solidarisation 9 sous forme de vis ou de rivet pénétrant dans le moyeu 2 interne ou l'élément 8 relié au moyeu 2 interne. Un dégagement de matière dans le pied 7 peut permettre d'accéder plus facilement à un évidement de passage 7a du moyen de solidarisation 9 dans le pied 7. 20 [0044] A son autre extrémité tournée vers le pourtour 3 périphérique externe, l'insert 6 raidisseur ou chaque insert 6 raidisseur peut se terminer par une extrémité 6c en forme de pointe, avantageusement arrondie, au niveau du pourtour 3 périphérique externe. [0045] Comme il peut être vu aux figures 2 à 4, l'extrémité 6c en forme de pointe de l'insert 6 raidisseur ou de chaque insert 6 raidisseur peut porter un ergot 10 s'étendant 25 sensiblement perpendiculairement au reste de l'insert 6. [0046] Cet ergot 10 peut s'insérer contre une portion intérieure du pourtour 3 périphérique externe en épousant la forme de la portion intérieure du pourtour 3 périphérique externe. Cet ergot 10 peut porter un passage 1Da pour un élément de fixation 11 avec la portion du pourtour 3 périphérique externe, avantageusement une vis ou un rivet. 30 [0047] Comme il est notamment visible à la figure 4, l'ergot 10 de chaque insert 6 raidisseur peut pénétrer de plus d'un quart d'une profondeur en direction radiale de la roue 8 1. Ceci permet d'augmenter la masse de l'insert 6 raidisseur en la dissimulant dans la roue 1. [0048] Comme précédemment mentionné, la roue 1 peut porter plusieurs inserts 6 raidisseurs, chaque insert 6 raidisseur étant logé entre une paire de deux rayons 4, 5 5 adjacents chaque deux paires de rayons 4, 5 adjacents, c'est-à-dire qu'un rayon 4 ou 5 n'est associé qu'à un seul insert raidisseur 6 se trouvant entre le rayon 4 ou 5 et un rayon adjacent 5 ou 4. Il peut par exemple y avoir cinq inserts 6 raidisseurs pour une roue 1. [0049] Les rayons 4, 5 peuvent être incurvés par rapport à une direction radiale à la roue 1, en étant de deux différentes largeurs, un rayon à plus grande largeur 4 étant adjacent à 10 un rayon à plus petite largeur 5. Ceci est montré aux figures 1 et 5. Il peut y avoir cinq rayons à plus grande largeur 4 et cinq rayons à plus petite largeur 5. [0050] Les rayons 4, 5 peuvent être incurvés par rapport à une direction radiale à la roue 1, en étant de deux différentes largeurs, un rayon à plus grande largeur 4 étant adjacent à un rayon à plus petite largeur 5. 15 [0051] La solution proposée par la présente invention trouve une application particulièrement judicieuse pour les véhicules automobiles électriques pour lesquelles l'acoustique est importante en pouvant aussi être adaptée sur des véhicules à moteur thermique. Les roues 1 proposées par la présente invention peuvent être mutualisées pour des véhicules automobiles électriques, à moteur thermique et hybrides d'où une 20 augmentation des volumes des roues 1 fabriquées et une réduction des coûts. [0052] L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. REVENDICATIONS: 1. Roue (1) de véhicule automobile en aluminium, la roue (1) présentant un moyeu (2) interne et un pourtour (3) périphérique externe formant jante de pneu, des rayons (4, 5) s'étendant entre le moyeu (2) interne et le pourtour (3) périphérique externe, caractérisée en ce qu'au moins un insert (6) raidisseur est positionné entre deux rayons (4, 5) adjacents en étant au moins solidarisé au moyeu (2) interne ou à un élément (8) relié au moyeu (2) interne par au moins un moyen de solidarisation (9), ledit au moins un insert (6) raidisseur s'étendant du moyeu (2) interne vers le pourtour (3) périphérique externe en diminuant de section en se rapprochant radialement du pourtour (3) périphérique externe. 2. Roue (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit au moins un insert (6) raidisseur est de forme majoritairement plane sur une face externe (6a) tournée vers l'extérieur de la roue (1) et de forme arrondie sur une face interne (6b) opposée à la face externe (6a) et tournée vers l'intérieur de la roue (1), ledit au moins un insert (6) raidisseur étant en aluminium ou en matière composite. 3. Roue (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la face externe (6a) dudit au moins un insert (6) raidisseur est triangulaire. 4. Roue (1) selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un insert (6) raidisseur présente un pied (7) s'élargissant par rapport à un corps d'insert, le pied (7) reposant sur le moyeu (2) interne ou l'élément (8) relié au moyeu (2) interne et étant traversé par le moyen de solidarisation (9) sous forme de vis ou de rivet pénétrant dans le moyeu (2) interne ou l'élément (8) relié au moyeu (2) interne. 5. Roue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un insert (6) raidisseur se termine par une extrémité (6c) en forme de pointe au niveau du pourtour (3) périphérique externe. 6. Roue (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l'extrémité (6c) en forme de pointe dudit au moins un insert (6) raidisseur porte un ergot (10) s'étendant sensiblement perpendiculairement au reste de l'insert, l'ergot (10) s'insérant contre une portion intérieure du pourtour (3) périphérique externe en épousant la forme de la 10 portion intérieure du pourtour (3) périphérique externe et portant un passage (10a) pour un élément de fixation (11) avec la portion du pourtour (3) périphérique externe. 7. Roue (1) selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans laquelle l'ergot (10) pénètre de plus d'un quart d'une profondeur en direction radiale de la roue 5 (1). 8. Roue (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, laquelle porte plusieurs inserts (6) raidisseurs, chaque insert (6) raidisseur étant logé entre une paire de deux rayons (4, 5) adjacents chaque deux paires de rayons (4, 5) adjacents. 9. Roue (1) selon la revendication précédente, dans laquelle les rayons (4, 5) sont 10 incurvés par rapport à une direction radiale à la roue (1), en étant de deux différentes largeurs, un rayon à plus grande largeur (4) étant adjacent à un rayon à plus petite largeur (5). 10. Roue (1) selon la revendication précédente, dans laquelle les rayons (4, 5) sont reliés à une base commune (8) entourant le moyeu (2) interne. 15