FR2915710A1

FR2915710A1 - Spoke of metal and composite material for spoked wheel has bridge as metal band with Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa, whereby band is inserted between and attached to two end pieces

Info

Publication number: FR2915710A1
Application number: FR0703223A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Mercat; Olivier Mouzin; Karim Taieb
Original assignee: Salomon SAS
Current assignee: Mavic SAS
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2008-11-07
Anticipated expiration: 2027-05-04
Also published as: FR2915710B1; DE202008005903U1

Abstract

The spoke (2) has an end piece (6, 8) on both ends, a bridge (4) connecting the two ends and a sheath (10) implemented in a composite material that covers at least one section of the whole and formed by the end pieces and the bridge, whereby the bridge is a metal band with a Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa, whereby the band is inserted between and attached to two end pieces.

Description

RAYON EN METAL ET MATIERE COMPOSITE POUR UNE ROUE À RAYONSMETAL RADIUS AND COMPOSITE MATERIAL FOR A SPOKE WHEEL

L'invention concerne un rayon en métal et matière composite pour une roue à rayons et son procédé de fabrication. The invention relates to a metal spoke and composite material for a spoked wheel and its method of manufacture.

Elle concerne également une roue comprenant au moins un tel rayon. Un rayon pour une roue à rayons est connu de la demande de brevet française 06/10679. Un tel rayon dispose d'une âme et de deux embouts monoblocs réalisés à partir d'un fil en aluminium. L'âme de ce rayon est recouverte d'un fourreau formé par des fibres de carbone enrobées de résine durcie par polymérisation. It also relates to a wheel comprising at least one such radius. A spoke for a spoked wheel is known from the French patent application 06/10679. Such a spoke has a core and two monobloc end pieces made from an aluminum wire. The core of this spoke is covered with a sheath formed by carbon fibers coated with resin cured by polymerization.

Ce rayon a l'avantage d'être très léger, grâce à son âme en aluminium. Néanmoins, malgré l'utilisation de matériau composite ce rayon n'est pas forcément adapté à des applications demandant une rigidité très élevée car le module d'élasticité et donc la rigidité de l'aluminium est uniquement de l'ordre de 71 000 MPa. De plus ce type de rayon impose des attaches spécifiques et assez volumineuses à la jante et au moyeu, et ces attaches ne sont pas adaptables à tout type de jante / moyeu. Par ailleurs le rayon composite avec âme aluminium obtenu a une très grande section, que l'on peut souhaiter réduire pour des raisons aérodynamiques. Un but de l'invention est de fournir un rayon amélioré, qui soit notamment très rigide en traction et résistant à la fatigue et qui soit compatible avec la majeure partie des roues existantes sur le marché. Un autre but est que ce rayon présente une masse plus faible par rapport aux rayons existants. Un autre but est que le rayon ait une section transversale moins grande que 25 celle de rayons aluminium connus. Ce but ou ces buts sont atteints selon l'invention, par un rayon pour une roue à rayons comprenant un embout à chacune de ses deux extrémités, une âme reliant les embouts l'un à l'autre, et un fourreau réalisé dans une matière composite recouvrant au moins en partie l'ensemble formé par les embouts et l'âme, l'âme 30 étant une bande de clinquant en métal ayant un module de Young supérieur ou égal à 100 000 MPa, ladite bande étant insérée entre les deux embouts et fixée à ceux-ci. En réalisant l'âme sous forme d'une bande de clinquant, il devient possible de réaliser une âme en métal très rigide, c'est-à-dire en métal qui a un module de Young supérieur ou égal à 100 000 MPa. On obtient ainsi un rayon avec une âme 35 très rigide qui trouve une application particulièrement avantageusement pour des roues nécessitant une grande raideur. Un métal de grande rigidité comme l'acier, l'acier inoxydable ou le titane se met facilement sous la forme d'un clinquant, c'est-à-dire d'une feuille de métal très mince, par des procédés connus en soi. Il suffit ensuite de découper une bande de cette feuille de métal, c'est-à-dire un morceau long et étroit qui pourra alors être utilisé pour former l'âme du rayon. Par ailleurs l'utilisation d'un clinquant en matériau ayant de bonnes caractéristiques de rigidité permet de diminuer sensiblement la section de rayon global, notamment par rapport à un rayon à âme en aluminium. This ray has the advantage of being very light, thanks to its aluminum core. Nevertheless, despite the use of composite material this radius is not necessarily suitable for applications requiring a very high rigidity because the modulus of elasticity and therefore the stiffness of aluminum is only of the order of 71 000 MPa. In addition, this type of spoke imposes specific and fairly bulky fasteners to the rim and hub, and these fasteners are not adaptable to any type of rim / hub. Furthermore, the composite radius with aluminum core obtained has a very large section, which may be reduced for aerodynamic reasons. An object of the invention is to provide an improved radius, which is notably very rigid in traction and resistant to fatigue and which is compatible with most of the existing wheels on the market. Another goal is that this ray has a smaller mass compared to existing rays. Another object is that the radius has a cross section smaller than that of known aluminum rays. This object or these objects are achieved according to the invention, by a spoke for a spoked wheel comprising a tip at each of its two ends, a core connecting the end pieces to one another, and a sheath made of a material composite covering at least in part the assembly formed by the end pieces and the core, the core being a strip of metal foil having a Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa, said strip being inserted between the two end pieces and attached to them. By realizing the soul in the form of a strip of foil, it becomes possible to achieve a very rigid metal core, that is to say metal which has a Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa. A radius with a very rigid core 35 is thus obtained which finds a particularly advantageous application for wheels requiring a high stiffness. A metal of high rigidity such as steel, stainless steel or titanium is easily in the form of a foil, that is to say a sheet of very thin metal, by methods known per se . Then just cut a strip of this sheet of metal, that is to say, a long and narrow piece that can then be used to form the soul of the beam. Moreover, the use of a foil material having good rigidity characteristics significantly reduces the overall radius section, particularly with respect to an aluminum core radius.

Dans le contexte de l'invention, un embout est une extrémité de rayon servant à relier celui-ci à la jante ou au moyeu d'une roue à rayons. L'embout pourrait donc aussi être appelé "extrémité d'accrochage". L'âme du rayon pourrait aussi être qualifiée de centre de la partie centrale ou médiane du rayon. Le fourreau ou gaine est l'enveloppe externe du rayon qui s'étend sur la plus 10 grande partie de sa longueur. Le fourreau est réalisé dans une matière ou un matériau composite, c'est-à-dire un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles. De préférence, le fourreau est formé de fibres de carbone noyées dans une matrice de résine. Dans un mode de réalisation particulier, les extrémités de l'âme sont agencées 15 avec des entailles aménagées dans les embouts. La réalisation d'entailles dans les embouts augmente la surface de contact entre les embouts et l'âme dans la zone de fixation. Grâce à une telle surface de contact élargi, la fixation est plus résistante. Selon un exemple de réalisation, la fixation entre chaque embout et l'âme est constituée d'une soudure. La fixation entre chaque embout et l'âme peut aussi être 20 constituée d'une fixation mécanique, telle qu'une fixation à base de crochets. Le métal utilisé pour l'âme peut être un métal écroui. Un tel écrouissage améliore les caractéristiques mécaniques du métal et donc de l'âme. Les métaux préférés selon l'invention pour la réalisation de l'âme sont l'acier, l'acier inoxydable ou le titane. 25 Afin de limiter le poids du rayon selon l'invention, l'épaisseur de l'âme, c'est-à-dire de la bande de clinquant, est inférieure ou égale à 0,5 mm. Avec une bande d'épaisseur inférieure ou égale à 0,5 mm on obtient une section de l'âme très mince. En effet, il est avantageux de minimiser l'épaisseur de l'âme, pour minimiser le poids. Dans ce contexte, l'épaisseur de la bande est la dimension la plus petite de la 30 bande dans une direction transversale à l'axe longitudinal de la bande. Selon un exemple de réalisation, le fourreau selon l'invention recouvre l'âme, les zones de fixation entre l'âme et chacun des embouts et une partie des embouts. Cela permet d'améliorer la tenue à l'allongement de la partie centrale constituée par l'âme en métal et le fourreau en matière composite. De façon avantageuse, le 35 fourreau recouvre au moins 10 mm de longueur pour chacun des embouts afin d'augmenter la tenue de la fixation et la résistance de la zone de transition entre les embouts et l'âme, cette zone étant un point de faiblesse du rayon. Par ailleurs, la section de l'âme est réduite d'au moins 30% par rapport à la section minimale des embouts, pour minimiser le poids. On notera qu'une telle réduction de section entre les embouts et l'âme est impossible à atteindre avec un fil retreint du fait de l'écrouissage du matériau obtenu après retreint. Par section on entend la surface de section en direction transversale par rapport à l'axe longitudinal du rayon. In the context of the invention, a tip is a spoke end for connecting it to the rim or hub of a spoke wheel. The tip could therefore also be called "hanging end". The soul of the ray could also be described as the center of the central or median part of the ray. The sheath or sheath is the outer sheath of the ray which extends over most of its length. The sleeve is made of a material or a composite material, that is to say an assembly of at least two immiscible materials. Preferably, the sheath is formed of carbon fibers embedded in a resin matrix. In a particular embodiment, the ends of the core are arranged with notches provided in the end pieces. Cutting in the end pieces increases the contact area between the end pieces and the core in the attachment area. Thanks to such an enlarged contact surface, the attachment is more resistant. According to an exemplary embodiment, the attachment between each endpiece and the core consists of a weld. Fixing between each endpiece and the core can also be constituted by a mechanical fastening, such as a fixing based on hooks. The metal used for the core can be a hard metal. Such hardening improves the mechanical characteristics of the metal and therefore the soul. The preferred metals according to the invention for producing the core are steel, stainless steel or titanium. In order to limit the weight of the spoke according to the invention, the thickness of the core, that is to say the foil band, is less than or equal to 0.5 mm. With a strip of thickness less than or equal to 0.5 mm, a very thin section of the core is obtained. Indeed, it is advantageous to minimize the thickness of the core, to minimize the weight. In this context, the thickness of the web is the smallest dimension of the web in a direction transverse to the longitudinal axis of the web. According to an exemplary embodiment, the sleeve according to the invention covers the core, the attachment zones between the core and each of the end pieces and a part of the end pieces. This improves the resistance to elongation of the central portion constituted by the metal core and the sheath of composite material. Advantageously, the sheath covers at least 10 mm in length for each of the endpieces in order to increase the strength of the attachment and the resistance of the transition zone between the endpieces and the core, this zone being a point of weakness. radius. In addition, the section of the core is reduced by at least 30% relative to the minimum section of the ends, to minimize the weight. It will be noted that such a reduction in cross-section between the end pieces and the core is impossible to achieve with a wire that is reduced because of the work-hardening of the material obtained after being reduced. By section means the cross sectional area in relation to the longitudinal axis of the radius.

Le procédé de fabrication selon l'invention comprend les étapes suivantes : - réalisation de deux embouts, - découpage d'une bande dans un clinquant en métal ayant un module de Young supérieur ou égal à 100 000 MPa, -fixation de chaque embout à l'une et à l'autre des deux extrémités de la bande, et réalisation d'un fourreau en matière composite autour d'au moins une partie de l'ensemble formé par les embouts et l'âme. Avantageusement, dans le procédé selon l'invention, les embouts sont réalisés en les formant aux deux extrémités d'un segment de fil et en coupant le segment de fil en deux. Le segment de fil est de préférence en métal comme l'acier, l'acier inoxydable ou le titane. Par segment de fil on entend un morceau très fin, long et étiré. Le segment de fil a une longueur telle que, après avoir travaillé chacune de ses extrémités pour obtenir deux embouts, le segment coupé en deux, donne deux bouts qui peuvent être directement utilisés comme embouts du rayon. The manufacturing method according to the invention comprises the following steps: - making two end pieces, - cutting a band in a metal foil having a Young's modulus of greater than or equal to 100,000 MPa, -fixing each end piece to the one and the other of the two ends of the strip, and making a sheath of composite material around at least a portion of the assembly formed by the end pieces and the core. Advantageously, in the method according to the invention, the end pieces are made by forming them at both ends of a segment of wire and cutting the segment of wire in two. The wire segment is preferably of metal such as steel, stainless steel or titanium. By segment of wire is meant a very fine piece, long and stretched. The segment of wire has a length such that, after having worked each of its ends to obtain two end pieces, the segment cut in two, gives two ends that can be directly used as ends of the radius.

Alternativement, chaque embout peut aussi être réalisé séparément, chaque embout étant par exemple réalisé à partir de son propre segment de fil. Le procédé peut en outre comprendre une étape d'entaillage de chaque embout pour créer un logement pour l'âme dans chacun des deux embouts. De plus, la fixation peut s'effectuer par soudage, en particulier par soudage par étincelage ou par soudage à l'arc électrique. Dans ce cas là, on peut rajouter une étape de traitement thermique et/ou de trempe au niveau des soudures après le soudage afin de redonner des caractéristiques mécaniques aux zones soudées. Cette étape peut être réalisée soit immédiatement après soudure, soit plus tard. Finalement, la réalisation du fourreau s'effectue par enroulement d'une nappe de matière composite autour de la partie dudit ensemble ou par dépôt de bandes de matière composite sur les deux côtés de la partie dudit ensemble, suivi d'une étape de surmoulage. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description ci-dessous et aux dessins qui lui sont attachés. Alternatively, each tip can also be made separately, each end being for example made from its own segment of wire. The method may further include a step of notching each tip to create a housing for the core in each of the two tips. In addition, the attachment can be made by welding, in particular by flash welding or by electric arc welding. In this case, we can add a heat treatment step and / or quenching at the welds after welding to restore mechanical characteristics welded areas. This step can be performed either immediately after welding or later. Finally, the embodiment of the sheath is performed by winding a sheet of composite material around the portion of said assembly or by depositing strips of composite material on both sides of the portion of said assembly, followed by a molding step. The invention will be better understood by reference to the description below and the drawings attached thereto.

Les figures la à le montrent une première variante de réalisation du rayon pour roue à rayons selon l'invention, les figures la à 1c montrant le rayon sans son fourreau afin de pouvoir mieux distinguer l'âme du rayon et les figures 1 d et le montrant le rayon avec tous ses éléments, incluant le fourreau : - la figure la est une vue de dessus du rayon, 4 - la figure 1 b est une vue en coupe selon la ligne lb-lb de la figure la, - la figure l c est une vue de côté du rayon, - les figures 1d et 1 e sont des vues respectivement de côté et de dessus du rayon avec fourreau. Figures la to show a first embodiment of the ray spoke wheel according to the invention, Figures 1a to 1c showing the radius without its sheath to better distinguish the soul of the spoke and Figures 1 d and the showing the radius with all its elements, including the sheath: - figure la is a top view of the radius, 4 - figure 1b is a sectional view along line lb-lb of figure la, - figure lc is a side view of the radius, - Figures 1d and 1e are respectively side and top views of the radius with sheath.

Les figures 2a à 2c montrent une deuxième variante d'un rayon pour roue selon l'invention. Les figures 3a à 3b montrent deux exemples de fixation mécanique entre l'âme et un embout d'un rayon pour roue selon l'invention. La figure 4 montre un exemple d'un clinquant utilisé pour découper l'âme d'un rayon pour roue selon l'invention. Les figures 5a à 5c montrent un mode de fabrication de deux embouts à partir d'un segment de fil en métal selon l'invention. Les figures 6 à 8 illustrent un autre procédé de réalisation d'un rayon selon l'invention à partir d'un rayon standard représenté en figure 6. Figures 2a to 2c show a second variant of a spoke wheel according to the invention. FIGS. 3a to 3b show two examples of mechanical fastening between the core and a tip of a wheel spoke according to the invention. Figure 4 shows an example of a foil used to cut the core of a spoke wheel according to the invention. Figures 5a to 5c show a method of manufacturing two end pieces from a metal wire segment according to the invention. Figures 6 to 8 illustrate another method of producing a spoke according to the invention from a standard radius shown in Figure 6.

Les figures 9a et 9b sont des vues respectivement de côté et de dessus de l'extrémité d'un rayon coudé. Le rayon 2 est essentiellement constitué de quatre éléments, à savoir son âme 4, ses deux embouts 6 et 8 et son fourreau 10. L'âme 4 et le fourreau 10 forment ensemble la partie centrale ou médiane du rayon 2. Comme on peut le distinguer en particulier sur les figures la et 1 c, l'âme 4 du rayon 2 se présente sous la forme d'une bande de faible épaisseur qui est insérée entre les deux embouts 6 et 8. Les extrémités 12 et 14 de l'âme 4 sont, chacune logée dans une entaille longitudinale 16 et respectivement 18, les entailles 16 et 18 étant pratiquées respectivement dans les extrémités situées en regard de l'embout 6 et l'embout 8. Les extrémités 12 et 14 de l'âme 4 peuvent être fixées par tous moyens aux embouts 6 et 8, mais de préférence, elles sont fixées par soudage ou par accrochage mécanique. Il est aussi envisageable de réaliser l'attache entre les extrémités 12 et 14 et les embouts 6 et 8 par un collage. Dans l'exemple représenté les embouts 6 et 8 sont chacun pourvus d'un filetage pour permettre l'accroche au moyeu et à la jante d'une roue. On peut également prévoir un filetage à une extrémité et un autre moyen d'accrochage tel qu'une tête à l'autre extrémité. Les embouts 6, 8 et l'âme 4 sont réalisés en un métal de grande rigidité, par exemple de l'acier, de l'acier inoxydable ou du titane. L'âme 4 sous forme de bande mince a une section transversale 20 très réduite par rapport à la section minimale 22 des embouts 6 et 8 (cf. figure 1 b). Figures 9a and 9b are respectively side and top views of the end of a bent radius. The spoke 2 essentially consists of four elements, namely its core 4, its two ends 6 and 8 and its sheath 10. The core 4 and the sheath 10 together form the central or middle part of the radius 2. As can be to distinguish in particular in Figures 1a and 1c, the core 4 of the spoke 2 is in the form of a thin strip which is inserted between the two ends 6 and 8. The ends 12 and 14 of the soul 4 are each housed in a longitudinal notch 16 and respectively 18, the notches 16 and 18 being respectively formed in the ends facing the end piece 6 and the tip 8. The ends 12 and 14 of the core 4 can they are fixed by any means to the end pieces 6 and 8, but preferably they are fixed by welding or by mechanical fastening. It is also conceivable to make the fastener between the ends 12 and 14 and the end pieces 6 and 8 by gluing. In the example shown the ends 6 and 8 are each provided with a thread to allow attachment to the hub and the rim of a wheel. It is also possible to provide a thread at one end and another attachment means such as a head at the other end. The end pieces 6, 8 and the core 4 are made of a metal of high rigidity, for example steel, stainless steel or titanium. The web 4 in the form of a thin strip has a very small cross-section with respect to the minimum section 22 of the end pieces 6 and 8 (see FIG.

Avantageusement, cette réduction de la section 20 de l'âme par rapport à la section minimale 22 des embouts 6 et 8 est d'au moins 30%. Elle peut même s'élever à plus de 32%, voire à au moins 35%. A cause de cette section 20 réduite, la partie en métal de la partie centrale, c'est-à-dire l'âme 4, a une épaisseur trop faible pour résister aux contraintes de rayonnage et d'utilisation de la roue. Pour cette raison on vient surmouler une matière composite sous forme de fibres de carbone noyées dans une matrice de résine au niveau de la zone de l'âme. Ce fourreau 10 en matière composite permet au rayon de résister aux contraintes de tension et augmente notablement sa raideur. Advantageously, this reduction of the section 20 of the core relative to the minimum section 22 of the end pieces 6 and 8 is at least 30%. It can even rise to more than 32%, or even at least 35%. Because of this reduced section, the metal portion of the central portion, i.e. core 4, is too thin to resist racking and wheel operating constraints. For this reason, a composite material is molded in the form of carbon fibers embedded in a resin matrix at the zone of the core. This sheath 10 of composite material allows the spoke to withstand tension stresses and significantly increases its stiffness.

Ceci permet de faire un rayon au même poids, ou même plus léger, qu'un rayon standard uniquement en métal, et plus raide. Le rayon selon les figures 1 a, par exemple, les dimensions suivantes : - l'âme 4 a une largeur I de 4,5 à 5 mm et une épaisseur e de 0,4 à 0,5 mm, - les embouts 6 et 8 ont un diamètre minimal Dm d'environ 2 mm, - les entailles 16 et 18 dans les embouts 6 et 8 ont une profondeur p d'environ 4 mm, les parties extrêmes 24 et 26 des embouts 6 et 8 portent des filetages dont le diamètre moyen est de 2,3 mm. Les figures 1 d et le montrent le rayon des figures la à 1c avec son fourreau 10 en matière composite surmoulée. Le fourreau 10 enveloppe en longueur la totalité de l'âme 4. II enveloppe aussi une partie des embouts 6 et 8. Les parties recouvertes 6a, 8a des embouts 6 et 8 ont une longueur L d'au moins 10 mm. Les figures 2a à 2c montrent un deuxième mode de réalisation du rayon pour roue selon l'invention. Le rayon 28 est montré aux figures 2a à 2c sans son fourreau. This allows a radius to be the same weight, or even lighter, than a standard radius only metal, and stiffer. The radius according to FIGS. 1a, for example, has the following dimensions: the core 4 has a width I of 4.5 to 5 mm and a thickness e of 0.4 to 0.5 mm, the ends 6 and 8 have a minimum diameter Dm of about 2 mm, - the notches 16 and 18 in the end pieces 6 and 8 have a depth p of about 4 mm, the end portions 24 and 26 of the end pieces 6 and 8 carry threads whose average diameter is 2.3 mm. Figures 1d and 1c show the radius of Figures 1a to 1c with its sheath 10 of overmolded composite material. The sheath 10 wraps the entire length of the core 4 in length. It also wraps part of the end pieces 6 and 8. The covered portions 6a, 8a of the end pieces 6 and 8 have a length L of at least 10 mm. Figures 2a to 2c show a second embodiment of the spoke wheel according to the invention. The spoke 28 is shown in Figures 2a to 2c without its sheath.

Le rayon 28 est identique au rayon 2 à l'exception de l'un de ses embouts 30. En effet, l'embout 30 ne présente pas de filetage mais est réalisé avec une tête 32 pouvant servir d'élément de retenue du rayon dans la jante ou dans le moyeu d'une roue à rayon. Les figures 3a et 3b montrent deux variantes de type d'accroche pour la fixation de l'âme 4 aux embouts 6 et 8. La figure 3a montre en détail une possibilité d'accroche mécanique entre l'âme 4 et par exemple l'embout 8, à l'aide d'un trou 34 réalisé dans l'âme 4 et d'un élément d'accroche 36 faisant partie de l'embout 8 et constitué par une déformation sensiblement en forme de coude ou de Z de l'embout 8. The radius 28 is identical to the radius 2 with the exception of one of its end pieces 30. In fact, the tip 30 does not have threading but is made with a head 32 which can serve as a retaining element of the spoke in the rim or in the hub of a spoke wheel. FIGS. 3a and 3b show two variants of type of attachment for fixing the core 4 to the end pieces 6 and 8. FIG. 3a shows in detail a possibility of mechanical catching between the core 4 and for example the endpiece 8, using a hole 34 made in the core 4 and a hooking element 36 forming part of the end piece 8 and constituted by a substantially elbow or Z-shaped deformation of the endpiece. 8.

La figure 3b montre une autre variante d'accroche mécanique entre l'âme 4 et par exemple l'embout 8. Ici, l'embout 8 est conformé à son extrémité d'un crochet 38 pouvant être inséré dans un trou 40 associé de l'âme 4 pour solidariser l'âme 4 à l'embout 8 (on peut inverser les rôles). On va maintenant décrire le procédé de fabrication des rayons selon les figures 35 1 et 2. La première étape consiste à réaliser un segment de fil en métal tel que de l'acier inoxydable ou du titane d'un diamètre d'environ 2 mm. Un tel segment de fil 42 est montré à la figure 5a. II a par exemple une longueur d'environ 70 mm. Les extrémités de ce fil 42 sont travaillées de façon à obtenir les embouts 6 et 8 (cf. figure 5b). La réalisation des embouts 6 et 8 peut s'effectuer par frappe et/ou par la réalisation de filetages dans les extrémités du fil 42. Après la réalisation des embouts on peut éventuellement prévoir la réalisation d'un coude, s'il s'agit de fabriquer un rayon coudé. Une fois que les embouts 6 et 8 sont terminés, on coupe alors le fil 42 en son milieu pour obtenir deux embouts 6 et 8 séparés tel que montrés à la figure 5c. De façon alternative, les embouts 6 et 8 peuvent aussi être réalisés séparément à partir de deux fils de métal séparés. Les embouts 6 et 8 sont alors entaillés à leurs extrémités 44 et 46 pour obtenir les entailles 16 et 18. Il convient de noter que l'étape d'entaillage est facultative. En effet, on peut prévoir de fixer l'âme 4 par exemple par soudure aux embouts 6 et 8 sans entailles 16 et 18. Ensuite, on découpe l'âme 4 à partir d'une feuille 48 de métal très rigide, tel que l'acier ou le titane, cf. figure 4. La feuille de métal 48 est très mince et dispose d'une épaisseur qui sera celle de l'âme 4 du rayon 2, c'est-à-dire une épaisseur e de 0,4 à 0,5 mm. FIG. 3b shows another variant of mechanical catch between the core 4 and for example the end piece 8. Here, the endpiece 8 is shaped at its end with a hook 38 that can be inserted into a hole 40 associated with the 4 core to secure the core 4 to the tip 8 (we can reverse the roles). The method of manufacturing the spokes according to FIGS. 1 and 2 will now be described. The first step is to make a segment of metal wire such as stainless steel or titanium with a diameter of about 2 mm. Such a segment of wire 42 is shown in Figure 5a. It has for example a length of about 70 mm. The ends of this wire 42 are worked to obtain the end pieces 6 and 8 (see Figure 5b). The completion of the end pieces 6 and 8 can be made by striking and / or by making threads in the ends of the wire 42. After the completion of the end pieces can be provided for the realization of an elbow, if it is to make a bent radius. Once the end pieces 6 and 8 are completed, the wire 42 is then cut in the middle to obtain two separate end pieces 6 and 8 as shown in FIG. 5c. Alternatively, the ferrules 6 and 8 can also be made separately from two separate metal wires. The end pieces 6 and 8 are then cut at their ends 44 and 46 to obtain the notches 16 and 18. It should be noted that the notching step is optional. Indeed, it is possible to fix the core 4 for example by welding to the end pieces 6 and 8 without cuts 16 and 18. Then, the core 4 is cut from a sheet 48 of very rigid metal, such as steel or titanium, cf. Figure 4. The metal sheet 48 is very thin and has a thickness which will be that of the core 4 of the radius 2, that is to say a thickness e of 0.4 to 0.5 mm.

La découpe de l'âme 4 dans la feuille 48 peut par exemple s'effectuer par électroérosion. Après la découpe, l'âme 4 est soudée aux deux extrémités 44, 46 des embouts 6 et 8. Le soudage peut par exemple être un soudage par étincelage ou un soudage à l'arc électrique. The cutting of the core 4 in the sheet 48 may for example be carried out by electroerosion. After cutting, the core 4 is welded to both ends 44, 46 of the ferrules 6 and 8. The welding may for example be a spark welding or an electric arc welding.

L'insertion de l'âme 4 entre les deux embouts 6 et 8 donne au rayon 2 sa longueur finale. Après le soudage, il peut être réalisé un traitement thermique et/ou une trempe locale au niveau des soudures pour récupérer les caractéristiques mécaniques. De façon alternative, l'attache entre l'âme 4 et les embouts 6 et 8 peut 25 également être faite de manière mécanique, par exemple à l'aide des systèmes d'attache montrés aux figures 3a et 3b. L'âme 4 ayant été fixée aux embouts 6 et 8, on procède ensuite à la réalisation du fourreau 10. Pour cela, on vient enrouler une nappe 48 de matière composite, comportant de préférence des fibres unidirectionnelles dans le sens de la longueur 30 du rayon, autour de l'âme 4 et une partie des embouts 6 et 8. On peut aussi appliquer des bandes de matière composite dimensionnées de façon appropriée au-dessus et en dessous de l'ensemble formé par l'âme 4 et les embouts 6, 8. Lors du dépôt de la matière composite, il est avantageux que celle-ci remonte d'une longueur L sur une partie des embouts, cf. figures Id, 1 e, et par exemple, si ceux-ci sont 35 munis de filetages 24, 26, jusqu'au début de ces filetages. Cela améliore la tenue de l'ensemble. Le tout est ensuite mis dans un moule et cuit pour faire polymériser la résine de la matière composite. Le moule peut permettre de donner une forme aérodynamique au fourreau 10. Cette étape de surmoulage de la matière composite s'effectue comme suit. L'âme et les embouts sont placés sur une nappe 48 de fibres enduite d'une matrice de résine à l'état non polymérisée, ou non totalement polymérisée. La nature et les dimensions de la nappe sont déterminées comme pour le mode de réalisation précédent. The insertion of the core 4 between the two ends 6 and 8 gives the radius 2 its final length. After welding, heat treatment and / or local quenching at the welds can be performed to recover the mechanical characteristics. Alternatively, the connection between the core 4 and the end pieces 6 and 8 can also be made mechanically, for example by means of the attachment systems shown in FIGS. 3a and 3b. The core 4 having been fixed to the end pieces 6 and 8, the sheath 10 is then produced. For this purpose, a ply 48 of composite material, preferably comprising unidirectional fibers in the direction of the length 30, is wound. radius, around the core 4 and a portion of the end pieces 6 and 8. It is also possible to apply strips of composite material suitably dimensioned above and below the assembly formed by the core 4 and the end pieces 6 8. When depositing the composite material, it is advantageous for it to rise a length L over part of the end pieces, cf. Figures Id, 1 e, and for example, if they are provided with threads 24, 26, until the beginning of these threads. This improves the overall performance. The whole is then put into a mold and baked to polymerize the resin of the composite material. The mold can make it possible to give the casing 10 an aerodynamic shape. This overmolding step of the composite material is carried out as follows. The core and the end pieces are placed on a ply 48 of fibers coated with a resin matrix in the unpolymerized state, or not completely polymerized. The nature and dimensions of the web are determined as for the previous embodiment.

Ensuite la nappe est roulée sur l'âme et les embouts comme une feuille de papier à cigarette sur au moins un tour. La présence de l'âme permet ici de réduire le nombre de tours et faciliter l'enroulement de la nappe de carbone. La nappe 48 couvre toute la portion de l'âme et elle remonte le long de chacun des embouts pour encastrer une partie de la longueur de ces embouts. Then the tablecloth is rolled on the soul and the tips like a sheet of cigarette paper on at least one turn. The presence of the core here reduces the number of turns and facilitate the winding of the carbon sheet. The sheet 48 covers the entire portion of the core and it goes up along each of the end pieces to embed a part of the length of these tips.

Après cela, la nappe enroulée sur l'ébauche est placée dans un moule de cuisson pour réaliser la cuisson de la résine. De façon avantageuse, lors de la fabrication, on peut aussi réaliser des stries dans les embouts 6, 8 pour faciliter le collage et l'adhésion de la matière composite au niveau des embouts. Les stries peuvent aussi correspondre aux éventuels filets réalisés dans les embouts. On peut aussi prévoir un traitement supplémentaire tel que le zingage, le chromage (bichromation) et le zingage + fer noir. De plus, dans le procédé de fabrication et comme montré sur les figures 1d et le, le rayon est moulé sur les inserts lors de sa stratification et possède une section évolutive, c'est-à-dire évoluant de façon graduelle depuis la partie centrale 10 assez large et de faible épaisseur, jusque dans la zone d'embout de section circulaire (cf. figure lb). Les figures 6 à 8 illustrent un autre mode de réalisation de la bande de clinquant à partir d'un rayon 102 de type standard, par exemple de diamètre 2 mm, ayant une âme centrale 104 cylindrique, un premier embout fileté 106 et une tête d'accrochage 108. L'âme 104 de ce rayon est tout d'abord aplatie à l'aide d'une matrice 200, entre un bloc matrice inférieur 201 et un bloc matrice supérieur 202 comme représenté à la figure 7. Dans une dernière étape le rayon 102 est usiné, par exemple par une fraise, ou un meulage 300, comme indiqué à la figure 8, de façon que son âme centrale 104 présente l'épaisseur, et l'état de surface souhaités. Les figures 9a et 9b représentent l'application de l'invention à un rayon 2 ayant un embout 8 coudé à une extrémité. En résumé, grâce à l'idée inventive de réaliser la partie centrale du rayon à partir d'une bande de clinquant, il devient possible d'obtenir des rayons très rigides d'une grande minceur. De tels rayons sont très résistants et très rigides pour une masse faible et peuvent être adaptés à tout type de roue du fait de l'utilisation de moyen d'accrochage (embout fileté, tête, embout coudé) de type standard. After that, the web wound on the blank is placed in a baking mold to bake the resin. Advantageously, during manufacture, striations can also be made in the end pieces 6, 8 to facilitate bonding and adhesion of the composite material at the ends. The streaks may also correspond to any threads made in the end pieces. It is also possible to provide additional treatment such as zinc plating, chromium plating (bichromation) and galvanizing + black iron. Moreover, in the manufacturing method and as shown in FIGS. 1d and 1c, the radius is molded on the inserts during its lamination and has an evolutive section, that is to say gradually evolving from the central part. 10 wide enough and thin, into the tip area of circular section (see Figure lb). FIGS. 6 to 8 illustrate another embodiment of the foil strip from a standard type of radius 102, for example having a diameter of 2 mm, having a cylindrical central core 104, a first threaded end piece 106 and a d 108 The soul 104 of this radius is first flattened using a matrix 200, between a lower matrix block 201 and an upper matrix block 202 as shown in FIG. 7. In a last step the spoke 102 is machined, for example by a milling cutter, or grinding 300, as shown in FIG. 8, so that its central core 104 has the desired thickness and surface condition. Figures 9a and 9b show the application of the invention to a spoke 2 having a tip 8 bent at one end. In summary, thanks to the inventive idea of making the central part of the ray from a strip of foil, it becomes possible to obtain very rigid rays of great thinness. Such spokes are very strong and very rigid for a low mass and can be adapted to any type of wheel due to the use of attachment means (threaded end, head, angled end) of the standard type.

Claims

1. Radius (2) for a spoke wheel characterized in that it comprises: - a tip (6, 8) at each of its two ends, - a core (4) connecting the ends (6, 8) the to one another, and - a sheath (10) made of a composite material covering at least partly the assembly formed by the end pieces (6, 8) and the core (4), the core (4) being a metal foil strip having a Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa, said strip being inserted between the two end pieces (6, 8) and fixed thereto.

2. Radius according to claim 1, characterized in that the ends of the core (4) are arranged in notches (16, 18) formed in the end pieces (6, 8).

3. Radius according to claim 1 or 2, characterized in that the fixing between each endpiece (6, 8) and the core (4) consists of a weld.

4. Radius according to claim 1 or 2, characterized in that the fixing between each endpiece (6, 8) and the core (4) consists of a mechanical fastener, in particular a hook-based fastener (38). .

5. Radius according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal is a metal work hardened.

6. Radius according to one of the preceding claims, characterized in that the metal is steel, stainless steel or titanium.

7. Radius according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the foil strip is less than or equal to 0.5 mm. 30

8. Radius according to one of the preceding claims, characterized in that the sheath (10) covers the core (4), the attachment zones between the core (4) and each of the ends (6, 8) and a part of the end pieces (6, 8).

9. Radius according to claim 8, characterized in that the sheath (10) 35 covers at least 10 mm in length for each of the end pieces (6, 8) .20

10. Radius according to one of the preceding claims, characterized in that the section of the core (4) is reduced by at least 30% relative to the minimum section of the end pieces (6, 8).

11. Radius according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material is formed of carbon fibers embedded in a resin matrix.

12. Spoke wheel comprising at least one spoke according to one of the preceding claims.

13. A method of manufacturing a spoke according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps: -réalisation of two endpieces (6, 8); cutting a strip (4) in a metal foil having a Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa; - Fixing each end piece (6, 8) at one and the other of the two ends of the strip (4); - Making a sheath (10) of composite material around at least a portion of the assembly formed by the end pieces (6, 8) and the strip (4).

The manufacturing method according to claim 13, characterized in that the two end pieces (6, 8) are made by forming them at both ends of a wire segment (42) and cutting the wire segment (42) into two.

15. The manufacturing method according to claim 13, characterized in that each tip (6, 8) is made separately.

16. Manufacturing method according to one of claims 13 to 15, with a step 30 of notching each end piece (6, 8) to create a housing for the band (4) in each of the two end pieces (6, 8). .

17. Method according to one of claims 13 to 16, characterized in that the fixing is effected by welding, in particular by spark welding or by electric arc welding.

18. The method of claim 17, with a heat treatment step and / or quenching at the welds to restore mechanical characteristics to the welded zones.

19. Method according to one of claims 13 to 18, characterized in that the embodiment of the sheath (10) is performed by winding a sheet of composite material around the portion of said assembly or by depositing strips of composite material on both sides of the part of said assembly, followed by an overmolding step.