FR2679171A1 - Roue en resine composite pour vehicule. - Google Patents

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resin wheel
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Abstract

Roue en résine composite pour véhicule constituée de deux, ou plus, pièces moulées divisionnaires, intégrées pour donner la roue, dans laquelle au moins une (1) des deux, ou plus, pièces moulées divisionnaires est fabriquée en résine thermoplastique armée de fibres longues, l'autre (2) pièce moulée divisionnaire, ou les autres pièces moulées divisionnaires étant fabriquée ou fabriquées, en métal et/ou en plastique armé de fibres. Une telle roue à la fois légère et rigide est particulièrement résistante au choc, a la chaleur et au fluage.

Description

ROUE EN RESINE COMPOSITE POUR VEHICULE
la présente invention concerne une roue en résine composite et, particulièrement, une roue en résine composite de poids léger et pouvant être fabriquée en série, de qualité supérieure en ce qui concerne les caractéristiques mécaniques telles que la résistance aux chocs, la résistance à la flexion, la rigidité, la résistance à la chaleur, la résistance
à la fatigue, la résistance au fluage et analogues.
Les roues, ou les roues d'automobile, par exemple, ont toujours été, de façon générale, fabriquées en acier ou en alliage léger (tel que
l'alliage d'aluminium et l'alliage de magnésium).
Les roues en acier sont fabriquées par formage à la presse ou au galet, toutefois une dispersion dimensionnelle est pratiquement inévitable dans la plupart des cas et un écart peut facilement se produire en particulier en ce qui concerne la rotondité du siège du talon du pneumatique sur la jante; en outre les roues en acier sont lourdes et ne sont donc pas préférables pour la construction de poids léger de pièces d'automobile maintenant souhaitée. Entre- temps, les roues fabriquées en alliages légers présentent une stabilité dimensionnelle et de plus sont de poids fortement réduit, arrivant à un tiers des roues en acier, toutefois, ce qui est désavantageux, c'est que le coût du matériau est excessivement élevé, valant trois à cinq fois
autant que celui des roues en acier.
Maintenant la demande d'un poids léger pour les pièces d'automobile est très importante du point de vue des économies d'énergie sur lesquelles on a récemment beaucoup insisté, et par conséquent, il est souhaitable que les pièces non suspendues, comme les roues, soient en outre de poids léger pour
réduire le coût du carburant et améliorer la manoeuvra-
bilité. Dans ces circonstances, on a récemment proposé une roue en résine satisfaisant la construction de poids léger, la stabilité dimensionnelle et ne nécessitant également qu'un faible coût La roue en résine est principalement constituée de plastique armé de fibres (FRP) obtenu en mélangeant dans une résine des fibres d'armature courtes ou longues, et par conséquent elle est de poids léger en comparaison de la roue métallique, elle lui est supérieure en stabilité dimensionnelle, elle peut s'obtenir en production de série et correspond à une diminution du coût de fabrication et par ailleurs, ce qui est excellent, elle peut se fabriquer en tenant compte de facteurs de conception tels que la couleur
et analogues.
Entre-temps, presque toutes les roues en résine qui ont été examinées jusqu'ici et toutes les roues en résine qui ont été réalisées jusqu'ici sont des roues pour lesquelles on a utilisé tout simplement une technique générale de fabrication en plastique armé de fibres en les obtenant en oeuvrant à la presse une résine thermodurcissable telle qu'un polyester insaturé, une résine époxyde ou analogues et un plastique armé de fibres de verre et autres (demande de Brevet Japonais non examinée No 61-135801) Les roues en résine ainsi obtenues sont de qualité supérieure en ce qui concerne la rigidité, la résistance etc, puisque les fibres ne sont pas sévèrement endommagées au moment du passage à la presse En outre, c'est principalement la résine thermodurcissable que l'on utilise pour cela et par conséquent, les roues en résine sont également de qualité supérieure en ce qui concerne la résistance à la chaleur et la résistance au fluage Toutefois, un tel procédé ne convient pas pour fabriquer celles qui présentent une forme compliquée (par exemple celles dont l'épaisseur de paroi varie considérablement) et le cycle de fabrication est très long, ce qui conduit à une productivité non satisfaisante. Par ailleurs, un moulage par injection peut donner une productivité élevée et un résultat supérieur en ce qui concerne le coût de production, toutefois, les moulages par injection sont de façon générale de 1/3 à 1/5 moins résistants en comparaison des moulages par compression Par conséquent, le moulage par injection ne peut pas donner des produits de résistance et de rigidité satisfaisantes, du fait que les fibres d'armature sont extrêmement courtes en longueur pour en arriver à 1 mm ou moins, habituellement, en comparaison des matériaux (tels que d es produits de moulage se présentant en vrac ou des produits de moulage se présentant en feuille et analogues) utilisés pour le moulage par compression, de façon à accroître la fluidité des
matériaux.
Un but de la présente invention est de proposer une roue en résine composite de qualité remarquablement supérieure du point de vue construction de poids léger et structure renforcée, procurant les effets suivants: ( 1) Qualité supérieure en ce qui concerne les caractéristiques telles que légèreté de poids, résistance, particulièrement résistance à la flexion, résistance au choc, rigidité, résistance à la chaleur, résistance à la fatigue, résistance au fluage, etc; ( 2) Qualité supérieure en ce qui concerne l'uniformité et la quasi-absence de dispersion de
la qualité du produit.
( 3) Qualité supérieure en ce qui concerne la productivité de fabrication de série pour réduire le coût de fabrication; et ( 4) Obtenir une amélioration de la variété des produits en divisant la roue en résine en deux pièces
ou davantage.
Un autre but de la présente invention est de proposer une roue en résine composite de rendement
extrêmement élevé.
Un autre but de la présente invention est de proposer une roue en résine composite convenant non seulement comme roue pour automobiles au sens strict, telles que voiture de tourisme, autobus, camion et analogues, mais également comme roue pour automobiles au sens large, telles que voiture de chemin de fer, voiture de chemin de fer souterrain, véhicule à moteur linéaire, avion, motocyclette, bicyclette, voiturette de golf et autre voiturette de loisir utilisées dans
les parcs de loisir.
Dans une roue en résine composite pour laquelle deux, ou davantage, pièces moulées divisionnaires sont intégrées, l'invention se caractérise par le fait qu'au moins l'une des deux, ou davantage, pièces moulées divisionnaires est constituée d'une résine thermoplastique armée de fibres longues, l'autre pièce moulée divisionnaire, ou les autres, étant constituées de métal et/ou de plastique armé de fibres. C'est-à-dire que pour résoudre les problèmes précités inhérents à la roue en résine de l'art antérieur par amélioration des matériaux de moulage et du procédé de moulage, la présente invention doit proposer une roue en résine composite de qualité supérieure en ce qui concerne les caractéristiques mécaniques, le poids léger, la productivité de fabrication de série et le coût modéré, par intégration d'une pièce moulée divisionnaire en résine, de qualité supérieure en ce qui concerne ses caractéristiques telles que la résistance à la flexion, la rigidité, la résistance au choc, la résistance à la chaleur, la résistance à la fatigue, la résistance au fluage, etc, présentant des propriétés homogènes dans tout le produit, de coût modéré et pouvant s'obtenir par production de série, avec une autre pièce moulée divisionnaire constituée d'un métal ou d'un plastique armé de fibres non
homogène avec la pièce moulée en résine divisionnaire.
On va maintenant décrire en détail la présente invention. On fabrique la roue en résine composite de l'invention en intégrant une ou plusieurs premières pièces ou portions (telles qu'une jante, un voile, un moyeu et autres) fabriquées en résine thermoplastique armée de fibres longues, constituant une roue, et une ou plusieurs secondes pièces ou portions restantes, fabriquées en plastique armé de fibres, en métal léger ou en métal tel que du fer etc On assemble et on intègre l'une à l'autre la première et la seconde pièces ou portions par vissage ou autre moyen Chacune,de la première et de la seconde pièces ou portions,est une pièce ou portion qui constitue une forme divisionnaire d'une roue, de sorte que l'on peut dénommer ci- dessous la pièce ou la portion "pièce divisionnaire" On fabrique la première "pièce divisionnaire", constituée d'une résine thermoplastique armée de fibres longues, par moulage par injection ou par moulage par
compression et injection.
De ce point de vue, le "vissage" est un procédé permettant d'assembler ensemble deux portions indépendantes, mutuellement concave et convexe, en faisant tourner les deux d'un certain angle en sens opposé l'une à l'autre, et la relation entre une
vis et un écrou en sera un exemple.
On décrit tout d'abord les pièces divisionnaires (telles que des portions de jante, ou de voile ou de moyeu) fabriquées par moulage par injection ou par moulage par compression et injection au moyen d'une résine thermoplastique armée de fibres longues, pièces à partir desquelles la roue en résine composite
de la présente invention est partiellement construite.
Pour armer les résines pour en améliorer les caractéristiques mécaniques, on a généralement prévu jusqu'ici un procédé d'armature par fibres Dans ce cas toutefois, bien que le matériau composite de résine thermodurcissable armée d'une fibre continue montre des performances mécaniques de qualité supérieure, incluant la résistance au choc, la fluidité n'en est pas satisfaisante et le coût de l'usinage devient élevé Par ailleurs, le matériau composite de résine themoplastique armée d'une fibre courte peut facilement être formé par moulage par injection et son coût d'usinage est modéré Toutefois, ce qui est désavantageux, c'est que le matériau composite armé de fibres courtes ne présente pas des caractéristiques mécaniques efficacement améliorées et qu'en particulier il présente une faible
résistance au choc.
Par conséquent, maintenant, la suite a été de savoir comment obtenir un matériau composite de résine thermoplastique armée de fibres longues présentant la fluidité de qualité supérieure inhérente au matériau composite de résine armée de fibres courtes et présentant l'effet d'amélioration des caractéristiques mécaniques équivalent au matériau composite de résine thermodurcissable armée de fibres continues Dans la présente invention, on utilise une telle résine thermoplastique armée de fibres longues Ici, la fibre courte ainsi définie est une fibre courte ordinaire de longueur 0,1 à 0, 5 mm et le terme "fibre longue" indique une fibre de longueur
1 mm ou davantage.
La résine thermoplastique (ou "résine servant de matrice" ainsi dénommée par ailleurs ci-dessous) opérant en tant que matrice de la résine thermoplastique armée de fibres longues relative à cette invention peut inclure différentes résines de polyamide telles que, sous forme concrète, Nylon 6, Nylon 6 6, Nylon 4 6, Nylon 6 10, Nylon 10, Nylon 11 et Nylon 12, térépthalate de polybutylène (PBT), sulfure de polyphénylène (PPS), résine d'acétal (POM), polycarbonate (PC), téréphthalate de polyéthylène (PET), polypropylène (PP), sulfone de polyéther (PES), polysulfone (PSF), éthercétone de polyéther (PEEK), oxyde de polyphénylène (PPO), polyamidimide (PAI), polyimide (PI), polyester, différents polymères cristallins liquides et polyamide partiellement aromatique pour lequel on a substitue partiellement un groupe aromatique à la chaîne principale aliphatique Parmi ces matériaux, on préfère différentes résines de polyamide, un polyamide partiellement aromatique, térépthalate de polybutylène, sulfure de polyphénylène, résine d'acétal, polycarbonate, sulfone de polyéther, polyimide, polyamidimide, éthercétone de polyéther, polyester et différents polymères cristallins liquides Ces résines thermoplastiques peuvent s'utiliser seules ou sous forme de mélange de deux
types ou davantage.
Par ailleurs, des fibres telles que des fibres de verre, de carbone, de graphite, d'aramide, de polyéthylène, de céramiques (telles que des fibres de Si C et de AL 203), des fibres métalliques (telles que des fibres de bore et d'acier inoxydable) et ainsi de suite sont citées comme étant les fibres d'armature de la résine utilisées dans la présente invention, et ce sont les fibres de carbone ou de verre qui sont les plus efficaces Si le diamètre de ces fibres d'armature est trop faible, on ne peut pas obtenir un effet d'armature suffisant et s'il est trop grand au contraire, le moulage par injection devient difficile à effectuer et l'élaboration n'est pas garantie de façon certaine Par conséquent il est préférable que le diamètre de fibres d'armature se situe sur la plage de 0,1 à 100 pm ou 0,5 à 50 pm en particulier De plus la longueur de fibres sera de 1 mm ou plus, de 2 à 30 mm en particulier
ou de 3 à 15 mm de préférence.
Si la proportion de fibres d'armature ainsi ajoutées est trop faible, on ne peut pas en obtenir un effet suffisant, mais si au contraire elle est trop importante, la résine matricielle n'arrive pas à favoriser l'élaboration Pour ce motif, le rapport entre la proportion de fibres d'armature ajoutées et la proportion de tous les matériaux de moulage sera de 5 à 70 % en volume ou de préférence 10 à 60 %
en volume.
Dans le cas o les matériaux de résine thermoplastique armée de fibres longues de la présente invention doivent être usinés en tant que pièces moulées pratiques, une addition de résine armée de fibres courtes normales est particulièrement efficace pour améliorer l'usinabilité Dans ce cas, la proportion de résine armée de fibres courtes ajoutée ne sera pas supérieure à 70 % en poids du total ou
de préférence ne sera pas supérieure à 60 %.
En outre, il est préférable d'ajouter à la résine thermoplastique armée de fibres longues un améliorant pour améliorer l'efficacité de la liaison de la résine servant de matrice et des fibres d'armature de la résine de façon à obtenir des caractéristiques
mécaniques et une usinabilité de qualité supérieure.
L'améliorant utilisé ici peut inclure des polymères
du groupe polystyrène tels que le copolymère styrène-
butadiène à séquence (SBS), le copolymère styrène-
isoprène à séquence (SIS), le copolymère styrène-
butadiène à séquence avec addition d'hydrogène (SEBS),
le polystyrène (PS), la résine acrylonitrile-
butadiène-styrène (ABS) et analogues; les copolymères du groupe polyoléfine tels que polyéthylène (PE),
polypropylène (PP), le copolymère éthylène-éthyl-
acrylate (EEA), le copolymère d'acétate d'éthylène-
vinyle (EVA), le caoutchouc éthylène-propylène (EPR), le caoutchouc diène d'éthylènepropylène (EPDM) et analogues; les polymères du groupe polyester tels que le téréphthalate de polybutylène (PBT) et analogues; les polymères du groupe polyacrylique et les polymères du groupe polyamide tels que la résine méthacrylique (PMMA), le caoutchouc acrylique et analogues; en outre l'oxyde de polyphénylène (PPO), le sulfure de polyphénylène (PPS), le caoutchouc butadiène- acrylonitrile (NBR), le polyacrylate (PAR), le polycarbonate (PC), différents polymères cristallins liquides et autres De ces polymères, ce sont les polymères du groupe polyoléfine et les polymères du groupe polystyrène qui sont
particulièrement efficaces.
Il est préférable d'ajouter ces améliorants dans une proportion de 1 à 40 parties en poids, ou particulièrement 2 à 30 parties en poids pour 100
parties en poids de résine servant de matrice.
En outre, dans la présente invention, dans le but d'améliorer la compatibilité de ces améliorants avec la résine servant de matrice, il est efficace de soumettre les améliorants et la résine servant de matrice ou un polymère compatible avec la résine servant de matrice à une copolymérisation du type à séquence ou du type à greffe, ou bien d'introduire un radical, présentant une réactivité avec un radical de la résine servant de matrice, dans une chaîne principale ou une chaîne latérale des améliorants pour les dénaturer Dans ce cas, le radical réactif inclut le radical époxy, le radical carboxyle, le radical anhydride maléique, le radical amino, le radical sulfone et le radical oxazoline, dont le radical anhydride maléique et le radical époxy sont
particulièrement efficaces.
En outre, dans un but semblable, on peut utiliser efficacement différents additifs L'additif peut consister en un copolymère présentant une compatibilité avec à la fois l'améliorant et la résine servant de matrice ou bien en un radical réactif avec l'un et l'autre et en un composé organique dénaturé par le radical réactif De façon générale, les copolymères du groupe oléfine, du groupe styrène ou du groupe acrylique sont efficaces et différents copolymères avec le radical anhydride maléique et/ou le radical époxy introduits dans une chaîne principale ou une chaîne latérale sont particulièrement efficaces. Dans le but d'améliorer la résistance aux intempéries, la résistance à la chaleur, la résistance 1 l à l'usure, la fluidité, le coefficient de dilatation thermique, la résistance au feu, la résistance aux produits chimiques et autres caractéristiques, il est efficace de mélanger la proportion nécessaire de différentes charges, de produits anti-vieillissement, d'agents de réticulation, d'huiles, de plastifiants, d'oligomères et d'élastomères dans le matériau de résine thermoplastique armée de fibres longues concernant
la présente invention.
On va maintenant décrire, à titre d'exemple, un procédé pour armer la résine thermoplastique décrite ci-dessus avec les fibres d'armature de la résine. C'est-à-dire que par exemple on fait passer, en l'étirant, dans une résine thermoplastique fondue de faible viscosité, une mèche de fibres continues provenant d'une bobine, la surface de chaque monofilament s'humecte de résine, puis on fait passer la mèche dans un tube de refroidissement, alignant ainsi les filaments dans la direction d'étirage en vue du durcissement En coupant à longueur prédéterminée la mèche continue, imprégnée de résine thermoplastique, on peut obtenir une fibre d'armature présentant la longueur ainsi découpée (publication
de Brevet Japonais non examinée No 57-181852).
Ensuite, en traitant les éléments granulaires, obtenus en coupant à une longueur de 2 à 30 mm, ou de préférence 3 à 15 mm, un élément en forme de tige d'un diamètre de 0,5 à 3 mm obtenu grâce à cet étirage, pour servir de matériau de formage selon un processus normal, on peut facilement obtenir un produit constitué du matériau de résine thermoplastique armée de fibres longues de la présente invention Dans ce cas, on peut ajuster arbitrairement la longueur des fibres contenues dans la résine en coupant comme mentionné ci-dessus En outre, étant donné que ces fibres longues sont formées par étirage, elles peuvent être imprégnées de résine de façon satisfaisante et dans de bonnes conditions. Dans le procédé décrit ci-dessus, on peut obtenir la résine armée de fibres longues en ajoutant l'améliorant, qui est un composant tertiaire, ou bien, préalablement, l'améliorant et l'additif à la résine thermoplastique qui est un composant primaire, ou bien en granulant le mélange au fur et à mesure des besoins puis en en imprégnant les fibres longues qui sont un composant secondaire, ou bien on peut ajouter ultérieurement l'améliorant et l'additif à la résine thermoplastique armée de fibres longues constituée préalablement du composant
primaire et du composant secondaire.
Par ailleurs, dans la roue en résine composite conforme à la présente invention, on forme en matériaux conventionnels de base, tels que le plastique armé de fibres et/ou le métal, des pièces divisionnaires autres que les pièces divisionnaires formées de résine thermoplastique armée de fibres longues, matériaux dont le plastique armé de fibres est par exemple constitué de résine thermodurcissable et de fibres de verre ou de carbone En outre le métal inclut un métal léger ou un alliage léger tel qu'un alliage d'aluminium, un alliage de magnésium, un alliage de titane ou analogue, un métal lourd ou un alliage lourd tel que du fer ou analogues ou un métal (un alliage) léger armé de fibres, constitué d'un mélange de fibres d'armature dans un métal léger ou un alliage léger, toutefois, ce sont le métal léger, l'alliage léger ou le métal (l'alliage) léger
armé de fibres qui sont particulièrement efficaces.
Dans la roue en résine composite conforme à la présente invention, soit l'une, soit les deux, de la pièce divisionnaire métallique et de la pièce divisionnaire en plastique armé de fibres, peuvent être combinées avec la pièce divisionnaire constituée
de résine thermoplastique armée de fibres longues.
En combinant et en intégrant la pièce divisionnaire constituée d'une résine thermoplastique armée de fibres longues avec la pièce divisionnaire constituée de matériaux conventionnels de base tels qu'un métal et/ou un plastique armé de fibres, non seulement on améliore les caractéristiques de l'une et de l'autre, mais on peut également obtenir, par un effet de synergie, une roue en résine composite
présentant des caractéristiques de qualité supérieure.
La figure 1 est une vue en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans une première
réalisation de la première invention.
La figure 2 est une vue en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans une autre
réalisation de la présente invention.
La figure 3 A est une vue en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans une autre
réalisation de la présente invention.
La figure 3 B est une vue en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans une autre
réalisation encore de la présente invention.
La figure 4 est une vue en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans une autre
réalisation de la présente invention.
La figure 5 est une vue avant illustrant les
portions d'assemblage de la roue en résine composite.
La figure 6 est une vue avant illustrant les portions de l'assemblage de la roue en résine
composite.
La figure 7 est une vue avant illustrant les
portions d'assemblage de la roue en résine composite.
La figure 8 est une vue avant illustrant les
portions d'assemblage de la roue en résine composite.
La figure 9 est une vue en coupe et en perspective représentant un exemple de portions d'assemblage. La figure 10 est une vue en coupe et en perspective représentant un autre exemple de portions
d'assemblage.
La figure 11 est une vue en coupe et en perspective représentant un autre exemple de portions d'assemblage. La figure 12 est une vue en coupe et en perspective représentant un autre exemple encore
des portions d'assemblage.
La figure 13 est une vue en coupe et en perspective représentant un autre exemple de portions d'assemblage. La figure 14 est une vue en coupe prise selon
la ligne XIV-XIV de la figure 13.
La figure 15 est une vue en coupe représentant
un autre exemple des portions d'assemblage.
La figure 16 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant un exemple de formes de
filetage des portions d'assemblage.
La figure 17 est une vue en coupe à échelle agrandie, représentant un autre exemple de formes
de filetage des portions d'assemblage.
La figure 18 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant un autre exemple de formes
de filetage des portions d'assemblage.
La figure 19 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant un autre exemple encore de
formes de filetage des portions d'assemblage.
La figure 20 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant un autre exemple de formes
de filetage des portions d'assemblage.
La figure 21 est une vue en coupe, à échelle agrandie, représentant un autre exemple de formes
de filetage des portions d'assemblage.
On va maintenant décrire en détail, en se référant aux dessins, des réalisations de la présente invention. Les figures 1, 2, 3 et 4 sont des vues en coupe représentant une roue en résine composite donnée dans, chacune, une réalisation de la présente invention Ici, les figures 1 à 4 sont des vues en coupe représentant les demi- portions supérieures des roues en résine composite et, sur les figures 1 à 4 et sur les figures suivantes, le repère 1 désigne une jante, le repère 2 désigne un voile de roue, le repère 3 désigne un moyeu, et le repère 3 A désigne un trou de boulon de moyeu En outre, sur la figure 1, le repère 4 désigne un boulon
couplant ensemble la jante 1 et le voile 2.
Une roue en résine composite, portant le repère sur la figure 1, est divisée en la jante 1, le voile 2 et le moyeu 3, toutefois, dans la roue en résine composite de la présente invention, aucune limitation ne concernera en particulier le nombre de pièces divisionnaires constituant la roue de même que les positions o la roue se divise Une roue 11 représentée sur la figure 2 comporte des pièces divisionnaires li A et 1 l Bdivisées dans la jante 1 Une roue 12 représentée sur la figure 3 comporte les pièces divisionnaires 12 A, 12 B, 12 C et 12 D divisées dans le voile 2 Une roue 13 représentée sur la figure 4 comporte des pièces divisionnaires 13 A, 13 B, 13 C, 13 D et 13 E divisées dans la jante 1 et dans le voile 2 Sur les figures 1 à 4, chaque pièce divisionnaire est fabriquée indépendamment et les repères 91 à 99 désignent les portions o
les pièces divisionnaires sont assemblées ensemble.
Dans la roue en résine composite 10 de la figure 1, par exemple, la jante 1 est fabriquée en résine thermoplastique armée de fibres longues, le voile 2 est fabriqué en aluminium et le moyeu 3 est fabriqué en aluminium De plus, sur les figures 2 à 4, les pièces divisionnaires 2 et 3 sont fabriquées en résine thermoplastique armée de fibres longues et l'autre pièce divisionnaire 1 est fabriquée en métal ou en plastique armé de fibres Ces combinaisons ne sont par particulièrement limitées, et par conséquent, on peut concevoir différents autres modes et les
employer dans ce but.
C'est un bridage par le boulon 4 représenté sur la figure 1 qui constitue le processus le plus
général pour assembler chaque pièce divisionnaire.
Pour une meilleure liaison, il est efficace d'appliquer un adhésif sur la surface de contact de chaque pièce divisionnaire Bien que la liaison au moyen d'un boulon soit la plus simple et soit également d'un coût modéré, il est nécessaire de prévoir, pour la liaison, des portions, par exemple à la fois de la jante 1 et du voile 2 qui se recouvrent, et du fait que ces portions vont être réunies par un boulon métallique, un inconvénient en est que le poids devient supérieur à celui d'une
roue en une seule pièce.
Le procédé efficace consistera donc maintenant à fabriquer indépendamment chaque pièce divisionnaire de la roue en résine composite puis à assembler les unes avec les autres les pièces divisionnaires par
vissage pour les intégrer.
On va décrire plus en détail une roue 120 de
la figure 3 B en se référant aux figures 5 et 6.
La roue 120 de la figure 3 B est constituée des pièces divisionnaires 121, 122, la division se faisant dans le voile La pièce divisionnaire 121 de la roue comporte la jante 1 et la périphérie extérieure du moyeu 2 La pièce divisionnaire 121 présente une pluralité d'encoches 124 sur sa périphérie intérieure.
Une portion filetée 123 est prévue, à la périphérie, sur la surface située entre les encoches 124 La pièce divisionnaire 122 correspond à la portion centrale du moyeu 2 La pièce divisionnaire 122 comporte une portion radiale 125 et une portion filetée 126 est prévue à la périphérie, sur la surface avant (périphérie extérieure) La pièce divisionnaire 122 s'assemble, par rotation, dans un trou central 127 de la pièce divisionnaire 121 de façon à ce que la portion filetée 123 et la portion filetée 126 se vissent l'une dans l'autre Les repères R 1 et R 2 désignent le sens dans lequel on fait tourner
respectivement les pièces divisionnaires 121 et 122.
Il va sans dire que l'une des pièces divisionnaires peut, dans ce cas, rester fixe Puis la roue 120, avec une fenêtre 128 laissée ouverte, s'assemble comme représenté sur la figure 3 B. Les figures 7 et 8 indiquent un procédé pour lier ensemble les pièces divisionnaires 12 A, 12 B de la roue 12 de la figure 3 A On assemble les pièces divisionnaires 12 A et 12 B en vissant, dans le sens Ri, une portion filetée 131, prévue sur la périphérie intérieure de la pièce divisionnaire 12 A et une portion filetée 132 prévue sur la périphérie extérieure de la pièce divisionnaire 12 B Une portion filetée prévue sur la périphérie extérieure de la pièce divisionnaire 12 C se visse, dans le sens R 2, dans une portion filetée 133 prévue sur la périphérie intérieure de la pièce divisionnaire 12 B Une portion filetée prévue sur la périphérie extérieure de la pièce divisionnaire 12 D se visse dans une portion filetée prévue sur la périphérie intérieure de la pièce divisionnaire 12 C. On va maintenant décrire la forme des portions d'assemblage Pour que les portions d'assemblage puissent s'assembler solidement par vissage, c'est-à-dire, sur la figure 9, (vue en coupe et en perspective des portions d'assemblage), une paire de filetages mâle et femelle sont de façon générale, prévus sur les surfaces d'assemblage des pièces divisionnaires 14 A et 14 B de façon à permettre d'engager les pièces divisionnaires 14 A et 14 B l'une dans l'autre et de les faire tourner en sens opposés R 1 et R 2 pour les visser Les portions d'assemblage peuvent être filetées en plusieurs étages comme représenté sur les figures 10, 11, et 12, et lorsque de tels filetages sont prévus en plusieurs étages, les deux pièces divisionnaires 14 A et 14 B peuvent
s'assembler ensemble plus efficacement et solidement.
Dans la roue en résine de la présente invention, les filetages peuvent être prévus sous forme de dents de scie comme représenté sur les figures 13 et 14 de façon à empêcher que les portions à assembler se dévissent et se séparent et également pour
améliorer la résistance.
Une roue 140 est constituée d'une partie divisionnaire 141 du côté de la jante et d'une partie divisionnaire 142 du côté du moyeu et un filetage 143, prévu sur la périphérie intérieure de la pièce divisionnaire 141, et un filetage 144, prévu sur la périphérie extérieure de la pièce divisionnaire 142, se vissent l'un dans l'autre Les deux filetages 143, 144 s'étendent sur la périphérie Des dents de scie 145, 146 sont régulièrement disposées selon la direction périphérique Par conséquent, on peut faire tourner la pièce divisionnaire 141 dans le sens indiqué par la flèche 147, c'est-à-dire dans le sens du vissage, mais non dans le sens opposé,
c'est-à-dire dans le sens du dévissage.
De ce point de vue, un procédé de couplage des portions d'assemblage à plusieurs étages au moyen d'un boulon 16 ou d'un rivet comme représenté sur la figure 15 est également efficace pour le verrouillage. En outre, pour empêcher les portions assemblées de se désassembler, c'est-à-dire pour empêcher les
portions assemblées de se désassembler sous la contre-
action des forces de traction F 1 F 2 représentées sur la figure 16 et de se séparer en les deux pièces divisionnaires 14 A, 14 B, une amélioration de la forme du filetage des portions d'assemblage comme représenté
sur les figures 17 à 21 sera efficace.
Les formes disponibles pour empêcher les portions assemblées de se dévisser et de se désassembler comme décrit ci-dessus ne sont données qu'à titre d'exemple chacune et l'on peut donc employer toute autre forme sans s'écarter de l'esprit etde l'objet de la présente invention dès lors que l'on en atteint
substantiellement le but.
En outre, dans la roue en résine conforme à la présente invention, une construction qui sera très efficace pour améliorer la résistance des portions d'assemblage, pour ne rien dire du fait d'empêcher le desserrage et le désassemblage, consiste en une construction o un adhésif est interposé entre la face concave et la face convexe là o les deux pièces divisionnaires 14 A et 14 B des portions d'assemblage représentées sur les figures 9 à 21 sont assemblées ensemble, ou bien dans un jeu entre les surfaces de contact des deux pièces divisionnaires 14 A et 14 B entre chaque étage des portions d'assemblage à plusieurs étages, liant ainsi solidement les pièces divisionnaires 14 A et 14 B, ou bien une construction o ces portions sont liées
ensemble par fusion thermique.
Dans les exemples donnés ci-dessus, la
description s'est référée à un procédé d'assemblage
des pièces divisionnaires ensemble pour intégration par boulons et vissage, toutefois, l'invention n'y est pas nécessairement limitée, et l'invention sera donc également efficace par ailleurs dans les procédés consistant à mouler les deux pièces solidairement, conformément au procédé dit procédé par insert, dans lequel on moule préalablement les pièces divisionnaires, métalliques ou en plastique armé de fibres, on les place à une position prédéterminée dans un moule métallique, puis on y injecte de la
résine thermoplastique armée de fibres longues.

Claims (24)

REVENDICATIONS
1 Roue en résine composite caractérisée par le fait qu'elle comporte; deux ou plus pièces moulées divisionnaires intégrées l'une avec l'autre, au moins l'une des deux, ou plus, pièces moulées divisionnaires étant fabriquée en résine thermoplastique armée de fibres longues, et l'autre pièce moulée divisionnaire, ou les autres pièces moulées divisionnaires, étant fabriquée ou fabriquées, en métal et/ou en plastique armé de fibres. 2 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une jante ( 1) et un voile ( 2), les deux pièces moulées, divisées à la jante, étant intégrées
pour donner la roue.
3 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une jante ( 1) et un voile ( 2), les deux, ou plus, pièces moulées, divisées au disque, étant
intégrées pour donner la roue.
4 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une jante ( 1) et un voile ( 2), les trois, ou plus, pièces moulées, divisées à la jante et au
voile, étant intégrées pour donner la roue.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une paire de filetages mâle et femelle ( 123,126,131,132) sont prévus sur une surface d'assemblage des pièces moulées divisionnaires et sur une surface d'assemblage des pièces moulées divisionnaires et par le fait que l'on assemble la pièce moulée divisionnaire avec
les pièces moulées divisionnaires pour les intégrer.
6 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 5, caractérisée par le fait que
les filetages sont réalisés en plusieurs étages.
7 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 5, caractérisée par le fait que des dents de scie sont prévues, orthogonalement à la direction dans laquelle les filetages sont disposés. 8 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que la surface d'assemblage des pièces moulées divisionnaires est fixée par un boulon ( 4) ou un rivet. 9 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un adhésif est interposé entre les surfaces d'assemblage
des pièces moulées divisionnaires.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un espace existant entre les surfaces d'assemblages des pièces moulées divisionnaires fait l'objet d'une
fusion par voie thermique.
11 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que, comme matériau de moulage, on utilise des éléments granulaires que l'on peut obtenir en coupant un élément en forme de tige en lequel on a moulé, par étirage, une fibre continue et une résine thermoplastique. 12 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que comme matériaux de moulage, on utilise des éléments granulaires que l'on peut obtenir en coupant un élément en forme de tige en lequel on a moulé, par étirage, une fibre continue et une résine thermoplastique, ainsi qu'une résine armée de fibres courtes. 13 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que les pièces moulées divisionnaires sont obtenues par moulage par compression, par moulage par injection
ou par moulage par compression et injection.
14 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que la résine thermoplastique servant de matrice de la résine thermoplastique armée de fibres longues est au moins d'un type choisi parmi Nylon 6, Nylon 6 6, Nylon 4 6, Nylon 6 10, Nylon 10, Nylon 11 et Nylon 12, térépthalate de polybutylène (PBT), sulfure de polyphénylène (PPS), résine d'acétal (POM), polycarbonate (PC), téréphthalate de polyethylene (PET), polypropylène (PP), sulfone de polyéther (PES), polysulfone (PSF), éthercétone de polyéther (PEEK), oxyde de polyphénylène (PPO), polyamidimide (PAI), polyimide (PI), polyester, différents polymères cristallins liquides et polyamide partiellement aromatique pour lequel on a substitué partiellement un groupe aromatique à la chaîne principale aliphatique.
15 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que la résine thermoplastique est au moins un type choisi parmi résine de polyamide, polyamide partiellement aromatique, térépthalate de polybutylène, sulfure de polyphénylène, résine d'acétal, polycarbonate, sulfone de polyéther, polyimide, polyamidimide, éthercétone de polyéther, polyester et différents
polymères cristallins liquides.
16 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
la fibre d'armature a une longueur de 1 mm ou plus.
17 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
la fibre d'armature a une longueur de 2 à 30 mm.
18 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
la fibre d'armature a une longueur de 3 à 15 mm.
19 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
la fibre d'armature a un diamètre de 0,1 à 100 am.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
la fibre d'armature a un diamètre de 0,5 à 50 pm.
21 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que le rapport entre la proportion de fibres d'armature ajoutés et la proportion de tous les matériaux de
moulage est de 50 à 70 % en volume.
22 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une
résine armée de fibres courtes y est mélangée.
23 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 19, caractérisée par le fait que la résine armée de fibres courtes est mélangée dans
une proportion de 70 %, ou moins, du total.
24 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que la fibre d'armature de résine inclut le verre, le carbone, le graphite, l'aramite, le polyéthylène,
la céramique et le métal.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 24, caractérisée par le fait que la céramique est au moins une céramique choisie parmi
le carbure de silicium et l'oxyde d'aluminium.
26 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 24, caractérisée par le fait que le métal est au moins un métal choisi parmi le bore
et l'acier inoxydable.
27 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un améliorant pour améliorer l'efficacité de la liaison d'une résine servant de matrice et d'une fibre d'armature de la résine, est ajouté à la résine thermoplastique armée de fibres longues dans le rapport de 1 à 40 parties en poids pour 100 parties en poids de la résine servant de matrice, dans le but d'obtenir des caractéristiques mécaniques et
une usinabilité de qualité supérieure.
28 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 27, caractérisée par le fait que l'améliorant est au moins l'un des polymères
du groupe polystyrène tels que le copolymère styrène-
butadiène à séquence, le copolymère styrèneisoprène à séquence, le copolymère styrène-butadiène à séquence avec addition d'hydrogène, le polystyrène, la résine acrylonitrile-butadiène-styrène et analogues; les copolymères du groupe polyoléfine tels que polyéthylène, polypropylène, le copolymère éthylène- éthylacrylate, le copolymère d'acétate d'éthylènevinyle, le caoutchouc éthylène-propylène, le caoutchouc diène d'éthylènepropylène et analogues; les polymères du groupe polyester tels que le téréphthalate de polybutylène et analogues; les polymères du groupe polyacrylique et les polymères du groupe polyamide tels que la résine méthacrylique, le caoutchouc acrylique et analogues; en outre l'oxyde de polyphénylène, le sulfure de polyphénylène, le caoutchouc butadiène-acrylonitrile, le polyacrylate, le polycarbonate, différents polymères cristallins
liquides et autres.
29 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 27, caractérisée par le fait que, dans le but d'améliorer la compatibilité de l'améliorant avec la résine servant de matrice, l'améliorant et la résine servant de matrice, ou un polymère compatible avec la résine servant de matrice, sont soumis à une copolymérisation du type à séquence ou du type à greffe, ou bien un radical, présentant une réactivité avec un radical de résine servant de matrice, est introduit dans une chaîne principale ou dans une chaîne latérale des améliorants
pour les dénaturer.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 27, caractérisée par le fait que, dans le but d'améliorer la compatibilité de l'améliorant avec la résine servant de matrice, on utilise un additif, et que cet additif consiste en un copolymère présentant une compatibilité avec à la fois l'améliorant et la résine synthétique, ou bien en un radical réactif avec l'un et l'autre et en un composé organique dénaturé par le radical réactif.
31 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on ajoute au moins l'un des suivants, charge, agent de résistance au vieillissement, agent de réticulation, huile, plastifiant, oligomère et élastomère, dans le but d'améliorer la résistance aux intempéries, la résistance à la chaleur, la résistance à l'usure, la fluidité, le coefficient de dilatation thermique, la résistance au feu, la résistance aux produits chimiques et autres caractéristiques. 32 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que le plastique armé de fibres comporte au moins l'un des suivants, une résine thermodurcissable et des
fibres de verre et de carbone.
33 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que le métal est l'un des suivants, alliage d'aluminium,
alliage de magnésium, alliage de titane et fer.
34 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que
le métal est un métal léger armé de fibres.
Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que soit la partie divisionnaire métallique, soit la partie divisionnaire constituée de plastique armé de fibres, est combinée avec la partie divisionnaire constituée d'une résine thermoplastique armée de
fibres longues.
36 Roue en résine composite comme définie dans la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie divisionnaire métallique et la partie divisionnaire constituée de plastique armé de fibres sont combinées avec la partie divisionnaire constituée
d'une résine thermoplastique armée de fibres longues.
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