FR2965753A1 - Roue pour cycle et methode d'assemblage d'une telle roue - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une méthode d'assemblage d'une roue de cycle à rayons composites tendus collés qui comporte les étapes suivantes : préparation d'une pluralité de rayons (40, 50), d'une jante (20) et d'un moyeu (30) ; mise en place des rayons entre le moyeu et la jante ; mise en place des moyens de mise en tension provisoire ; mise en place des moyens de mise en tension provisoire ; collage des rayons et retrait des moyens de mise en tension provisoire après séchage de la colle.

Description

Roue pour cycle et méthode d'assemblage d'une telle roue

L'invention concerne les roues de cycle comportant des rayons tendus. En particulier, l'invention concerne les roues de cycle dont les rayons tendus sont collés à au moins une de leurs deux extrémités. L'utilisation de rayons tendus pour la réalisation de roues, notamment pour les roues de cycle est connue depuis la fin du XIXème siècle. Cette pratique permet d'obtenir des roues avec un bon compromis rigidité/légèreté. Lors de l'assemblage de telles roues il est nécessaire de prévoir des moyens de mise en tension du rayon.

La façon la plus courante de mettre les rayons en tension consiste à associer à chacun des rayons un système vis/écrou avec lequel on ajuste la longueur utile des rayons. Lorsqu'on choisi un système vis/écrou pour la mise en tension des rayons, il est nécessaire de dimensionner ces derniers de tel façon que d'une part ils puissent résister aux efforts de traction auxquels on soumet les rayons au moment du montage et d'autre part qu'ils résistent à la fatigue, car au cours de l'utilisation d'une roue, les rayons sont soumis à des variations importante de leur tension. Sur une roue dont les rayons sont tendus à environ 100 daN, chaque rayon peut subir un effort atteignant 280 daN. En d'autres termes, le dimensionnement des systèmes de mise en tension pour une tension de rayonnage souhaitée doivent pouvoir résister à des efforts trois plus important que ceux auxquels on soumet la roue lors de sa fabrication. On comprend donc que les systèmes de mise en tension des rayons, tels que des systèmes vis/écrou, sont relativement lourds. Le document EP 1 726 457 décrit une roue à rayons montés en tension dans laquelle les rayons sont équipés au niveau de leur extrémité proximale (au niveau du moyeu) et de leur extrémité distale (au niveau de la jante) de moyens de mise en tension. Bien que de tels systèmes permettent un montage aisé dans le cas de roue principalement métallique, il n'en est pas de même pour les roues dont tout ou une partie du composant est réalisé à partir de matériau composite telle fibre carbone. Les roues dont la jante et/ou les rayons sont réalisés en matériaux composite présentent certains avantages par rapport aux métaux couramment utilisés. Par exemple, un matériau composite à base de fibres de carbone noyées dans une matrice thermodurcissable présente un module d'élasticité plus élevé et une densité plus faible que ceux d'un alliage d'aluminium. On peut ainsi réaliser des roues plus rigides et plus légères. D'autre part, les matériaux composites peuvent plus facilement être fixés entre eux par collage. On peut alors envisager de coller les rayons à la jante et/ou au moyeu.

Cependant, le collage des rayons à la jante et/ou au moyeu induit des problèmes importants pour la mise en tension de la roue. Le document EP 1 892 120 décrit une solution permettant d'utiliser le collage des rayons au moyeu. Comme on peut le voir à la figure 10 de ce document, les rayons tubulaires sont collés dans des logements cylindriques ménagés dans le moyeu. Il est néanmoins nécessaire que l'autre extrémité du rayon soit fixée à la jante par des moyens qui permettent le réglage de la tension. En l'occurrence ces moyens comprennent un embout fixé au corps principal du rayon et une vis à tête vissée dans l'embout, dont la tête prend appui sur le pont inférieur de la jante. Outre que cet embout et cette vis doivent régler la tension, ils doivent également maintenir le réglage et ce tout au long de la vie de la roue. En général, l'embout et la vis sont en alliage d'acier inoxydable, ce qui compte tenu du nombre important de rayons représente un poids non négligeable. Pour assembler les composants d'une telle roue, on devra d'abord mettre en place les rayons entre le moyeu et la jante, puis coller les rayons au niveau du moyeu et enfin régler la tension des rayons au niveau de la jante.

Une autre solution consiste à placer la jante dans un outillage qui la comprimerait radialement de façon à en diminuer le diamètre, puis à coller les rayons entre le moyeu et la jante. Lorsque la roue est extraite de l'outillage, la contrainte est lâchée et elle reprend son diamètre nominal, les rayons sont alors sous tension. Une telle méthode est hasardeuse car elle ne permet pas le réglage individuel d'un seul rayon par rapport aux autres et car ce n'est qu'au moment du relâchement de la contrainte qu'on connaît la forme finale et non modifiable de la roue. Si la roue est voilée, on ne peut alors plus rien faire et elle doit être mise au rebut. Un autre désavantage de cette méthode est lié à la longue immobilisation de l'outillage qui est utilisé pour placer la jante sous contrainte. En effet la jante doit être placée dans cet outillage pendant toute la durée de polymérisation de la colle, cette durée pouvant être de plusieurs heures jusqu'à une journée. Une telle solution complexe, coûteuse à mettre en oeuvre d'un point de vue industriel et peu adaptée à la production en série. D'autre part, cette solution n'est pas avantageuse en ce qui concerne le service après-vente. En effet, le remplacement d'un seul rayon cassé n'est pas possible, pas plus que le réglage des défauts de géométrie de la roue qui pourraient avoir lieu au cours de la vie du produit.

Compte tenu de cet état de la technique, il existe un besoin d'une roue très rigide, plus légère, dont les rayons tendus seraient collés à la jante et/ou au moyeu, cette roue permettant un réglage individuel d'un rayon par rapport aux autres, le remplacement d'un seul des rayons. Les objectifs de l'invention sont atteints par la mise en oeuvre d'une méthode 30 d'assemblage d'une roue de cycle comportant les étapes suivantes : - préparation d'une pluralité de rayons comportant chacun une première extrémité et une deuxième extrémité ainsi que des moyens de filetage réalisés à la première extrémité ; - préparation d'une jante comportant une première pluralité de zones d'ancrage d'une des extrémités des rayons ; 35 - préparation d'un moyeu comportant une deuxième pluralité de zones d'ancrage de l'autre des extrémités des rayons ; dans l'une des deux pluralités de zones d'ancrage des rayons, chacune des zones d'ancrage comprend un logement cylindrique débouchant par ses deux cotés et définissant ainsi une première et une deuxième embouchure ; dans l'autre des deux pluralités de zones d'ancrage des rayons, chacune des zones d'ancrage comprend des moyens de solidarisation de l'extrémité d'un rayon ; - mise en place des rayons entre le moyeu et la jante ; - solidarisation de la deuxième extrémité de chacun des rayons dans chacune des zones d'ancrage de l'autre des deux pluralités de zones d'ancrage à l'aide des moyens de solidarisation ; - mise en place des moyens de mise en tension provisoire de la première extrémité de chacun des rayons, lesdits moyens de mise en tension provisoire prenant appui à proximité de l'une des embouchures du logement et comportant au moins une vis à tête, un écrou ou des moyens équivalents ; - vissage de la vis ou de l'écrou sur ou dans les moyens de filetage jusqu'à obtention de la tension désirée d'un rayon ; - répétition de l'étape précédente indépendamment pour chacun des rayons jusqu'à obtention de la géométrie souhaitée ; - collage de la première extrémité du rayon dans le logement ; - dévissage des vis, ou des écrous et retrait de ces dernières ou de ces derniers des moyens de filetage. Les objectifs de l'invention seront également atteints par la mise en oeuvre, dans la méthode décrite ci-dessus, des caractéristiques suivantes : - les moyens de mise en tension provisoire peuvent comporter une cale d'appui ou une douille d'appui s'intercalant entre la tête de la vis ou l'écrou et l'embouchure du logement, - le rayon pourra être légèrement plus long de quelques millimètres à quelques centimètres que la longueur nécessaire pour assurer la distance du moyeu à la jante additionnée des zones de fixation de façon à ce que la première extrémité du rayon qui comprend les moyens de filetage puisse être tronçonnée suite au retrait de la vis, ou de l'écrou, et de la cale d'appui, - les moyens de filetage peuvent être constitués par un taraudage ménagé dans une cavité débouchante de la première extrémité, les moyens de mise en tension provisoire comprennent alors une vis, ou bien, ils peuvent être constitués par une tige filetée faisant saillie depuis la première extrémité du rayon, en ce cas les moyens de mise en tension provisoire comprennent un écrou, - les moyens de mise en tension provisoire peuvent également comporter des moyens équivalents à une liaison par filetage, comme par exemple une cale pentée faisant un coin. - les moyens de solidarisation de la deuxième extrémité du rayon peuvent être constitués par une liaison collée ou une liaison vissée. D'autre part, les objectifs de l'invention sont atteints par la fourniture d'une roue pour cycle, ou d'une roue semi-finie comprenant : une jante périphérique ; un moyeu central ; une pluralité de rayons, qui chacun s'étendent selon un axe Ai entre une extrémité proximale, solidaire du moyeu, et une extrémité distale, solidaire de la jante, l'une, au moins des deux extrémités du rayon comportant une surface extérieure cylindrique d'axe Ai qui est collée dans un logement cylindrique d'axe Ai débouchant ménagée dans le moyeu ou la jante, ledit logement comportant une première embouchure, placée à l'un des bouts du logement et tournée vers l'autre extrémité du rayon et une deuxième embouchure, placée à l'autre bout du logement ; ladite, au moins une des extrémités du rayon qui est collée dans le logement comprend des moyens de filetage d'axe Ai ouvert du coté de la deuxième embouchure ; une zone d'appui frontale étant ménagée à proximité de la deuxième embouchure du logement, ladite zone d'appui étant orienté selon un plan sensiblement perpendiculaire à la l'axe Ai. Dans certains modes de réalisation de l'invention, lesdits moyens de filetage comprennent un taraudage ménagé dans ladite au moins une des extrémités du rayon, le taraudage pouvant être réalisé dans un insert collé à l'extrémité du rayon. Dans d'autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de filetage comprennent une tige filetée. Dans certains modes de réalisation de l'invention, les logements sont ménagés dans le moyeu, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les logements sont ménagés dans la jante. La surface interne du logement correspond à la surface de collage du rayon dans le logement. De préférence, afin d'offrir une surface de collage conséquente, la longueur du logement est supérieure à deux fois sa largeur. Le logement pourra comprendre une chambre de colle et/ou une buse d'injection de la colle.

Dans le cas ou le produit protégé est une roue semi-finie, les rayons ont une longueur légèrement supérieure à celle qu'ils auront lorsque la roue sera terminée. Dans ce cas, l'étape de finition de la roue terminée et prête à l'emploi à partir de la roue semi-finie nécessitera le tronçonnage des longueurs de rayons superflues. Cette étape de tronçonnage ayant également pour conséquence la disparition de tout ou d'une majeure partie des moyens de filetage.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et du dessin dans lequel : la figure 1 est une vue en perspective d'une roue selon un premier mode de réalisation de l' invention, la figure 2 est une vue de détail de la roue représentée à la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe du moyeu les figures 4 et 5 sont des vues de coté de la roue montrant deux différentes phases de la méthode d'assemblage de cette dernière, la figure 6 est une vue de détail montrant les moyens de solidarisation de la deuxième extrémité du rayon dans la jante, la figure 7 est une vue de détail montrant la mise en tension provisoire de la première extrémité du rayon dans le moyeu, la figure 8 décrit une vue de détail montrant les moyens de solidarisation de la deuxième extrémité de la jante selon un deuxième mode de réalisation, la figure 9 est une vue en perspective d'une roue selon un troisième mode de réalisation de l'invention, les figures 10 et 11 sont respectivement des vues de détail en coupe et en perspective de la roue de la figure 9 lorsque les moyens de mise en tension provisoire de la première 5 extrémité du rayon sont en place, les figures 12 et 13 sont respectivement des vues similaires des vues 10 et 11 dans le cas d'un quatrième mode de réalisation de l'invention, la figure 14 est une vue en coupe de la roue selon le quatrième mode de réalisation de l'invention alors que les moyens de mise en tension provisoire du rayon sont retirés, 10 la figure 15 est une vue en coupe partielle d'une roue semi-finie en cours de fabrication selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, la figure 16 est une vue en coupe partielle de la roue semi-finie représentée à la figure 15. La roue 1 selon l'invention représentée à la figure 1, comprend de façon classique une 15 jante périphérique 20, un moyeu central 30 et des rayons 40, 50 de liaison entre la jante 20 et le moyeu 30. Les rayons 40, 50 sont répartis en deux nappes, chaque nappe de rayons respectivement 40, 50 étant accrochée à une extrémité 31, 32 du moyeu 30 et s'étendant de ladite extrémité, respectivement 31, 32, du moyeu vers la jante 20. Les rayons respectivement 40, 50 sont accrochés alternativement sur la jante et répartis régulièrement 20 selon la périphérie de celle-ci. Ils peuvent également être répartis sur les différentes nappes selon des groupes déterminés, de façon connue en soi sur les roues à rayons tendus, comme décrit, par exemple, dans le brevet US 6,145,938. On remarquera que chaque nappe de rayons 40, 50 comporte dix de ces rayons, soit vingt au total, ce qui est un nombre très supérieur au nombre de bâtons dans une roue dite à 25 bâtons, ayant un maximum de six bâtons et un nombre inférieur au nombre usuel de rayons dans une roue à rayons tendus ayant un nombre de rayons de l'ordre de 12 à 40. Ce nombre de rayons peut être descendu à 10 sur l'ensemble des deux nappes. La jante 20 est de tout type approprié, et présente par exemple, une structure métallique creuse en caisson avec un pont supérieur, présentant un canal de réception d'un boyau à sa 30 périphérie, un pont inférieur présentant des cheminées taraudées d'accrochage des rayons et deux parois latérales reliant les deux ponts. Les cheminées taraudées peuvent être obtenues par fluoperçage comme décrit dans le brevet FR 2 750 913. Bien entendu toute autre forme de jante peut convenir, la jante peut notamment avoir un seul pont, un canal de réception de forme différente et pouvant notamment recevoir un pneu. La jante peut également être 35 réalisée en matériau composite. Pour le premier mode de réalisation, l'ensemble des cheminées taraudées constituent, au sens du brevet la première pluralité de zone d'ancrage des rayons. Chaque rayon 40, 50 comporte comme montré sur les figures 7 et 8 un corps longiligne respectivement 40a, 50a définissant pour chaque rayon une direction longitudinale L et comportant deux extrémités d'accrochage respectivement 41, 51 et 43, 53. Par ailleurs le corps 40a, 50a de chaque rayon est un corps tubulaire, ayant par exemple une section circulaire ou elliptique, en un matériau ayant de hautes caractéristiques de résistance et notamment en carbone pultrudé.

Selon un exemple de réalisation, à partir de fibres de carbone pultrudées courantes HR (haute résistance) et d'une matrice en résine époxy ayant un module global de 115 Gpa, chaque rayon 40, 50 a un diamètre extérieur D supérieur à 4,8 mm, (et par exemple 5,5 mm et un diamètre intérieur d, inférieur à 15 mm (et par exemple 4,1 mm) avec une épaisseur de paroi de 0,7 mm, cette épaisseur de paroi pouvant être diminuée en cas de rayon creux (tubulaire) rempli par exemple de mousse. Des valeurs différentes peuvent également être obtenues en fonction des matériaux et par exemple si on utilise des fibres carbones HM (haut module) ayant un module supérieur à 200 GPa. Comme le montrent particulièrement les figures 2 et 3, le moyeu 30 comporte un corps tubulaire 33 monté rotatif au moyen de roulements 38 sur un arbre 39, destiné à recevoir l'axe de rotation de la roue, et deux extrémités 31, 32 pour l'accrochage des rayons. Chaque extrémité 31, 32 a généralement la forme d'un disque ou collerette s'étendant radialement à partir du corps tubulaire 33. Sur chacune de ces collerettes 31, 32 sont réalisés des logements respectivement 31a, 32a de forme générale cylindrique et s'étendant selon une direction sensiblement tangente T, au moyeu au niveau de ladite extrémité ou collerette, respectivement 31, 32. Ces logements 31a, 32a ont un diamètre intérieur correspondant sensiblement au diamètre extérieur D des rayons 40, 50 et sont destinés à recevoir ces derniers. Par ailleurs chaque logement 31a, 32a, a une longueur 1 d'environ 10 à 15 mm de façon à faciliter le montage et par la suite l'accrochage des rayons 40, 50.

Comme le montre particulièrement la figure 2, les logements 31a, 32a sont appairés et orientés selon des directions opposées pour le montage appairé de deux rayons adjacents au niveau de chaque extrémité 31, 32 du moyeu. Dans l'exemple représenté chaque extrémité 31, 32 comporte cinq paires de logement 31a, 32a, répartis régulièrement le long de la périphérie du moyeu.

Pour le premier mode de réalisation, l'ensemble des logements constitue la deuxième pluralité de zones d'ancrage des rayons. Comme le montre la figure 6, chaque rayon 40, 50 est muni, à son extrémité distale 41, 51 destinée à être fixée sur la jante 20, d'un embout respectivement 42, 52, muni d'un filetage extérieur respectivement 42a, 52a, et fixé par collage à ladite extrémité 41, 51 du rayon, celle-ci étant fermée à l'aide d'un bouchon 44, 54 de façon à éviter la pénétration de colle à l'intérieur du tube constituant ledit rayon lors de l'opération de montage sur le rayon. Chaque embout fileté 42, 52 est destiné à coopérer avec le taraudage associé d'une cheminée 22a de la jante pour la fixation par vissage de l'embout 42, 52 de ladite extrémité du rayon à la jante. Au sens du brevet et pour le premier mode de réalisation de l'invention, l'extrémité distale des rayons constituent la deuxième extrémité et les moyens de solidarisation associés sont constitués par le vissage de l'embout dans la jante. Le montage sans jeu de chaque rayon 40, 50 s'obtient par collage d'une part de l'extrémité 43, 53 de chaque rayon au niveau du moyeu et vissage de son autre extrémité à la jante à l'aide de l'embout fileté 42, 52. Ce montage est réalisé comme indiqué plus particulièrement sur les figures 4 et 5. Tout d'abord les rayons 40, 50 sont préparés en coupant les tubes en fibre de carbone pultrudé dont ils sont formés, à la longueur souhaitée et en assemblant les embouts 42, 52 par collage comme indiqué précédemment.

On notera que ce collage est effectué après dégraissage préalable des surfaces pour un collage optimum. Ce collage pourra également être amélioré en prévoyant un état de surface approprié (par exemple rugosité, rainures) à l'intérieur de chaque embout 42, 52, afin d'améliorer la retenue de la colle. L'extrémité proximale 43, 53 de chaque rayon, qui constitue dans ce cas la première extrémité au sens du brevet, est ensuite introduite dans un des logements associé respectivement 31a, 32a du moyeu. On place ensuite la jante 20 autour du sous-ensemble moyeu 30, rayons 40, 50, comme montré à la figure 4, ces rayons étant rétractés à l'intérieur de leurs logements respectifs 31a, 32a de façon à permettre le positionnement correct de la jante autour dudit sous-ensemble, puis l'introduction et le vissage de chaque embout 42, 52 dans une cheminée 22a de la jante. Chaque logement 31a, 32a constitue donc un moyen de rétractation des rayons avant montage final ainsi que de guidage et de coulissement desdits rayons pendant le montage. Avantageusement les logements 31a, 32a sont débouchant, c'est-à-dire ouverts, à leurs deux extrémités, ce qui permet un mouvement de va et vient du rayon pour faciliter l'assemblage de la roue avant la solidarisation définitive des rayons à la jante et aux rayons. Pour permettre le mouvement de va et vient du rayon au cours de l'assemblage de la roue, les deux embouchures des logements 31a et 32a sont de même diamètre. Le vissage de l'extrémité distale des rayons est réalisé de telle façon que le positionnement souhaité de celle-ci est atteint. On pourra par exemple visser complètement le rayon. De préférence, lorsque chaque embout 42, 52 est vissé dans la cheminée 22a, l'extrémité proximale 43, 53 du rayon se trouve à proximité de l'extrémité du logement 31a, 32a, sans toutefois la dépasser pour la raison exposée plus loin dans la description. Comme on peut le voir à la figure 7, le rayon comprend dans sa partie proximale 43, un insert 100. Cet insert 100 est percé d'un trou borgne 101, lequel comprend des moyens de filetage interne 102 sous la forme d'un taraudage. Une fois que l'extrémité distale 41 du rayon est solidaire avec la jante, une vis 105 de mise en tension du rayon est vissée dans le trou borgne 102 jusqu'à ce que la tête 103 de la vis vienne en appui contre une zone d'appui frontale 110 disposée à proximité de l'embouchure du logement 31.

Tout vissage subséquent de la vis 105 aura pour effet de mettre les rayons sous tension. Pour que la tête de la vis et les moyens de butée disposés à l'embouchure du logement 31 coopère pour mettre le rayon en tension, il faut bien entendu que l'extrémité proximale 43 du rayon ne dépasse pas, c'est-à-dire ne débouche pas, de l'embouchure du logement 31.

La personne qui réalise l'assemblage de la roue peut alors réaliser la mise en tension voulue de chaque rayon. Cette phase peut comporter plusieurs resserrages ou desserrages partiels de la vis 105 jusqu'à ce que la géométrie et la tension de la roue soit parfaite. Cette méthode de mise en tension et de réglage de géométrie est réalisée en faisant tourner la roue dans une fourche équipée de capteur de voile et de saut connue de l'art antérieur.

On réalise ensuite le collage de l'extrémité proximale 43, 53 de chaque rayon dans le logement 31a, 32a de moyeu associé, le joint 43a, 53a permettant de garantir l'étanchéité au moment du collage. Comme le montre la figure 7, chaque logement 31a, 32a, présente une chambre cylindrique 35 de diamètre supérieur à celui du rayon et qui fermé à une extrémité par un épaulement 36 dont le diamètre est ajusté (jeu de l'ordre de 1/100° mm) à celui du rayon 40, 50 et qui débouche à l'autre extrémité au niveau du joint torique 43a, 53a. La colle est logée à l'intérieur de l'évidement avant le montage de chaque rayon 40, 50. Le faible jeu au niveau de l'épaulement 36 permet une certaine fuite d'air lors de l'injection de colle, mais permet également de retenir la colle. La colle est introduite, après positionnement des rayons et fixation de ceux-ci au niveau de la jante, à l'aide d'un trou 70, par exemple de forme conique, ménagé radialement dans chaque logement 31a, 32a, avant l'épaulement 36, par exemple à l'aide d'une aiguille. Le trou 70 sert de buse d'injection de la colle. Afin de garantir un bon collage il peut être souhaitable d'introduire la colle avant la fixation des rayons à la jante et de faire pivoter chaque rayon dans son logement de façon à 25 bien mouiller l'interface de collage au niveau du moyeu et du rayon. On laisse ensuite polymériser la colle à température ambiante, cette solution étant préférée dans le cas où la jante est en matériau différent (par exemple métallique) par rapport aux rayons, de façon à ne pas induire de dilatation thermique des matériaux, ou en étuve à une température de l'ordre de 80°C. Dans le cas où on a laissé polymériser à température 30 ambiante, on peut éventuellement réaliser une cuisson supplémentaire pour garantir un collage parfait. Le temps de polymérisation de la colle, pourra être de quelques heures jusqu'à quelques jours. Le choix pourra être fait en fonction des propriétés des matériaux utilisés ou des nécessités d'organisation de l'atelier où sont fabriquées les roues. Lorsque le collage est définitif, on peut retirer la vis. Ce procédé permet donc d'alléger 35 la roue finale en ce que une partie des moyens de mise en tension des rayons, à savoir la vis 105, n'a pas à être présente sur le produit final. Pour une vis pesant 1.5 g, cela correspond à un gain de 30 g pour une roue à 20 rayons. De plus, comme la vis 105 et l'insert 100 ne sont utilisés que pour la mise en tension initiale des rayons, ils n'ont pas besoin d'être dimensionnés pour tenir à la fatigue.

Pour augmenter le gain de poids réalisable grâce à la méthode d'assemblage selon l'invention on peut envisager de coller les rayons au niveau de la jante. La figure 8 illustre partiellement ce deuxième mode de réalisation. L'extrémité distale 41 du rayon 40 est directement collée dans la cheminée 22a ménagée dans la jante.

La méthode d'assemblage de la roue est similaire à celle décrite précédemment et ne sera pas décrite ici en détail. La principale différence réside dans le fait que, après avoir été mis en place entre la jante et le moyeu, les rayons sont collés dans la jante et qu'on doit attendre que le collage soit définitif avant de mettre les rayons en tension comme montré à la figure 7. Pour une bonne résistance de la fixation de l'extrémité distale du rayon dans la jante, il on pourra être nécessaire d'avoir une cheminée 22a sensiblement plus longue que dans le cas où le rayon est vissé dans celle-ci. Ce mode de réalisation sera particulièrement intéressant dans le cas d'une jante réalisée en matériau composite, par exemple en fibre de carbone. La figure 9 décrit une roue selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Il s'agit ici d'une roue avant dont les rayons sont radiaux. Bien entendu, ceci n'est pas une caractéristique limitative de l'invention et le troisième mode de réalisation de l'invention se conçoit également pour les roues arrière et les roues dont les rayons sont tangentiels. Cette roue 1 comprend une jante 20, un moyeu 30 et une pluralité de rayons 40. Chacun des rayons comporte une première extrémité 41, qui correspond dans le cas présent à l'extrémité distale du rayon et une deuxième extrémité 43, qui correspond ici à l'extrémité proximale car elle est la plus proche de l'axe de la roue 1. Le moyeu 30 comprend deux flasques 33 dans lesquels sont ménagées huit cheminées 34 disposées radialement. L'ensemble de ces cheminées 34 constituent, au sens du brevet, la deuxième pluralité de zones d'ancrage d'une des extrémités du rayon. Les extrémités proximales des rayons 40 sont fixées de manière classique, par collage dans les cheminées 34. Dans ce mode de réalisation de l'invention, les moyens de solidarisation sont simplement constitués par le collage des extrémités proximales des rayons. Comme nous le verrons un peu plus loin, la fixation des rayons au niveau de la jante 20 se fait conformément à l'enseignement nouveau de l'invention.

La figure 10 montre en coupe partielle une phase de la méthode d'assemblage de la roue représentée à la figure 9. Dans cette vue, seuls sont représentés la jante, la première extrémité du rayon 41 et les moyens de mise en tension provisoire. La première extrémité 41 du rayon comprend une surface extérieure cylindrique 44 prévue pour être reçue dans un logement 24 ménagé dans la jante 20. Dans l'exemple décrit ici, ces logements sont de section circulaire dans la mesure où le rayon 40 est de section circulaire. Dans le cas où l'extrémité du rayon, ou le rayon complet serait de section, ovale, rectangulaire ou de toute autre forme, le logement reprendrait une forme similaire à celle de l'extrémité du rayon. De manière similaire à ce qui a été décrit plus haut, le volume intérieur du logement pourrait être légèrement supérieur au contour de la surface extérieure du rayon pour que soit ménagée une chambre de collage et une buse d'injection. Chacun des logements 24 est orienté selon l'axe Ai que prend le rayon en question. La projection de chacun des axes Ai (i = 1 à 16) sur le plan de la roue constitue une étoile régulière à 16 branches. Dans le plan radial qui le contient, chaque axe Ai fait un angle de valeur absolue, (3, avec le plan de la roue radial P. Les logements 24 sont débouchant à leurs deux bouts et une première embouchure 25 et une deuxième embouchure 26 sont ainsi définies. Un insert 100 est collé à l'intérieur du rayon. Cet insert est pourvu de moyens de filetage sous la forme d'un taraudage. L'insert 100 constitue avantageusement un bouchon de l'extrémité du rayon, empêche des saletés de pénétrer à l'intérieur du corps creux de celui-ci. Les moyens de mise en tension provisoire sont constitués par une vis 105 et une cale 111. La méthode d'assemblage de la roue représentée aux figures 9 à 11 comprend les étapes suivantes : les étapes préalables de préparation de la jante et du moyeu qui ne sont pas décrits en détail ici. Toutes les méthodes de réalisation de jante ou de moyeu sont applicables dans le cadre de l'invention. Il faut s'assurer que la jante est bien pourvu de logement 24 cylindrique et débouchant à leurs deux bouts. Dans le cas présent, la jante est réalisée à partir d'un profilé extrudé d'alliage d'aluminium, cintré, puis soudé. Les logements 24 sont réalisés par perçage de part en part, puis soudage d'une portion de tube de façon à constituer une cheminée traversante depuis le pont supérieur 27 jusqu'au pont inférieur 28. On notera à cet égard, qu'il s'agit là d'un exemple possible de réalisation de la jante et que d'autres modes sont envisageables, comme par exemple, l'utilisation de matériaux composite comportant des renforts à base de fibres dans des matrices thermoplastiques ou thermodurcissables. La dernière des étapes préalables consiste en la préparation des rayons. Dans le cas présent, les rayons cylindriques tubulaires sont réalisés en matériau composite, notamment avec un pourcentage important de fibres de carbone. Ces choix sont faits afin d'optimiser le poids, la résistance, la superficie de collage des extrémités du rayon et les coûts de fabrication. Un insert 100 taraudé est collé à l'intérieur de l'extrémité du rayon.

Une fois tous les constituants préparés, l'assemblage à proprement parlé peut commencer. L'étape suivante consiste en la mise en place du rayon entre la jante et le moyeu. Les rayons sont alors collés au niveau de la zone d'ancrage du moyeu. La roue est ensuite laissée au repos un certain temps jusqu'au parfait séchage de la colle. Le temps de repos pourra être de quelques heures jusqu'à quelques jours.

L'étape suivante consiste en la mise en tension des rayons. Chaque rayon est tendu selon l'axe Ai (i = 1 à 16) grâce aux moyens de mise en tension provisoire. La cale 111 est placée contre la surface frontale d'appui 112, la vis 105 traverse une ouverture ménagée dans la cale et se visse dans l'insert 100.

Chaque vis 105 est vissée jusqu'à obtention d'une tension moyenne. Puis les vis 105 sont vissées, éventuellement dévissées jusqu'à obtention de la tension et de la géométrie voulue. Une fois que la géométrie finale de la roue est acquise, on peut procéder au collage des extrémités des rayons dans les logements de la jante. Pour ce faire on injecte la colle dans les logements de manière à ce que toutes les surfaces des logements 24 et des rayons qui viennent en contact soient séparées d'une couche de colle. Pour faciliter l'étape de collage, on pourra encoller les surfaces des logements et des rayons avant la mise en place et la mise en tension provisoire de ces derniers. On veillera dans ce cas à effectuer l'étape de mise en tension provisoire des rayons et de l'obtention de la géométrie finale de la roue suffisamment rapidement pour qu'elle soit terminée avant la polymérisation de la colle. Après séchage de la colle, les moyens de mise en tension provisoire, les vis 105 et les cales 111, sont démontées. La roue est prête à l'emploi, avec une géométrie et une répartition des rayons qui est exactement celle qui avait été voulue par le monteur. On le comprend, la méthode d'assemblage selon l'invention permet de réaliser des roues à rayons tendus collés avec beaucoup moins de risque de rebut qu'avec les méthodes d'assemblage par collage de roue à rayons tendus. Les figures 12, 13 et 14 décrivent un quatrième mode de réalisation de l'invention. Il s'agit en fait d'une variation du mode de réalisation précédent. Seules quelques vues sont représentées et la description qui en sera fait ici ne concernera que les caractéristiques qui différentient le quatrième mode de réalisation du troisième mode. Alors que la jante 20 et le moyeu 30 (non représentés car identiques à ceux du troisième et du quatrième mode de réalisation) sont identiques, les rayons 40 (figure 12) sont légèrement plus longs que ceux décrits à la figure 10. De manière générale, les longueurs des rayons, avant assemblage, est légèrement plus longue que la longueur strictement nécessaire à l'assemblage de la roue. Par longueur strictement nécessaire à l'assemblage de la roue, on entend ici une longueur de rayon qui correspond à la distance séparant la jante du moyeu additionnée des longueurs nécessaire à l'ancrage du rayon dans la jante et dans le moyeu. La figure 12 illustre en coupe la roue en cours d'assemblage, alors que l'extrémité proximale du rayon (non représentée) est déjà solidaire du moyeu. On peut donc, par comparaison avec la figure 10, estimer la différence de longueur des rayons. Cette différence est d'un ordre de grandeur compris entre 3 et 10% ou bien être de l'ordre quelques millimètres à quelques centimètres. Les moyens de mise en tension provisoire sont constitués par une douille 113 et une vis 105. La mise en tension provisoire, avant collage, est réalisée par serrage de la vis 105 dans l'insert 100 ménagé à l'extrémité distale du rayon 40. La douille 113 est enfilée sur l'extrémité saillante du rayon jusqu'à prendre appui sur la zone d'appui frontale entourant la deuxième embouchure 26 du logement 24.

Après la polymérisation de la colle assurant la solidarisation de l'extrémité distale du rayon dans la jante, les vis 105 et les douilles 113 sont retirées comme dans les modes de réalisation précédemment décrits. Une fois que les moyens de mise en tension provisoire sont retirés, on dispose d'une roue semi-finie, dans le sens où elle ne saurait être utilisée telle quelle. En effet, les extrémités distales des rayons sont saillantes dans le fond de jante empêchent le montage d'un pneumatique. Pour passer de cette roue semi-finie à une roue terminée, l'extrémité saillante du rayon est tronçonnée pour la mettre en continuité avec le pont supérieur de la jante. Le résultat final est illustré en coupe à la figure 14. Seule reste une petite portion de l'insert 100 qui fait office de bouchon empêchant la pénétration de saleté à l'intérieur des rayons creux. Cette dernière opération optimise encore plus le poids de la roue. Un cinquième mode de réalisation de l'invention est décrit aux figures 15 et 16. Dans ce cinquième mode de réalisation de l'invention, les moyens de filetage sont constitués par une tige filetée 114 qui est placée à l'extrémité distale du rayon. Le rayon est un rayon réalisé en matériau composite à base de fibres. La section du rayon est pleine et circulaire, bien que toute forme de section est envisageable dans le cadre de l'invention (elliptique, ovale, allongée, rectangulaire, etc...). La tige filetée 114 est fixé par collage dans une zone élargie de la première extrémité du rayon. Comme dans le quatrième mode de réalisation, les rayons sont mis en place entre la jante et le moyeu, collés au niveau du moyeu de façon à ce que la tige filetée fasse saillie hors du logement ménagé dans la jante. Les moyens de mise en tension provisoire des rayons consistent dans ce cas à un écrou 114 et une douille d'appui 113. La douille 113 est enfilée sur la tige filetée 114 contre la zone d'appui frontale 112 à proximité de l'embouchure du logement. La mise en tension des rayons avant polymérisation de la colle est réalisée en vissant l'écrou 115 sur la tige filetée 114. Plus tard, lorsque la colle est prise et que les moyens de mise en tension sont devenus superflus, on retire l'écrou, la douille. On obtient alors une roue semi-finie à rayons tendus à une tension supérieure à 80 daN et dont les rayons, bien qu'ils soient collés, ont été au cours du processus de fabrication, individuellement et indépendamment les uns des autres tendus, jusqu'à obtention de la géométrie parfaite de l'assemblage. Pour obtenir une roue prête à l'utilisation à partir de la roue semi-finie, il suffit de tronçonner la longueur superflue 116 des tiges filetées pour donner au fond de jante une surface régulière. On sait que le point critique des rayons composites tendus réside dans la liaison entre le corps du rayon composite (par exemple fibre de carbone) avec la vis ou l'écrou métallique de réglage, la méthode d'assemblage d'une roue selon l'invention permet d'assurer le réglage (tension des rayons et géométrie) de la roue avec des contraintes faibles et c'est le collage externe qui assure ensuite une liaison définitive et très résistante en statique et en fatigue (trois fois plus environ).

Comme on a pu le voir au cours de la description, l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de régler la tension de chaque rayon indépendamment des autres et ainsi de régler la géométrie finale de la roue, ce réglage pouvant être effectué de la manière traditionnelle (c'est-à-dire par montage sur une fourche équipée de moyens de contrôle du voile et du saut). De plus, ces réglages se font avant collage définitif des premières extrémités des rayons, il y a donc possibilités de corriger une géométrie imparfaite. L'invention ne se limite pas aux quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemple et vise à couvrir toute réalisation équivalente. Notamment, la présente description décrit des moyens de mise en tension provisoire basée sur une liaison filetée. On ne doit pas se limiter à ce genre de liaison. En effet, d'autres moyens équivalents pourront être envisagés. Par exemple, dans une variante du cinquième mode de réalisation de l'invention, l'élément 114, n'est pas une tige filetée, mais une tige traversée par une ouverture transversale allongée similaire au chas d'une aiguille. Une cale pentée insérée dans ce chas et prenant appui sur la douille 113 aura une fonction similaire à celle de l'écrou pour mettre en tension le rayon.

Bien entendu, il faudra choisir la pente de la cale pentée et/ou des surfaces des autres éléments en contact (chas, douille) de telle façon que la liaison soit irréversible comme peut l'être une liaison filetée et que le desserrage automatique par glissement soit impossible.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Méthode d'assemblage d'une roue de cycle comportant les étapes suivantes : - préparation d'une pluralité de rayons (40, 50) comportant chacun une première extrémité (41, 51) et une deuxième extrémité (43, 53) ainsi que des moyens de filetage (102) réalisés à la première extrémité ; préparation d'une jante (20) comportant une première pluralité de zones d'ancrage d'une des extrémités des rayons ; préparation d'un moyeu (30) comportant une deuxième pluralité de zones d'ancrage de l'autre des extrémités des rayons ; dans l'une des deux pluralités de zones d'ancrage des rayons, chacune des zones d'ancrage comprend un logement cylindrique débouchant par ses deux cotés et définissant ainsi une première et une deuxième embouchure ; dans l'autre des deux pluralités de zones d'ancrage des rayons, chacune des zones d'ancrage comprend des moyens de solidarisation de l'extrémité d'un rayon ; mise en place des rayons entre le moyeu et la jante ; solidarisation de la deuxième extrémité de chacun des rayons dans chacune des zones d'ancrage de l'autre des deux pluralités de zones d'ancrage à l'aide des moyens de solidarisation ; mise en place des moyens de mise en tension provisoire de la première extrémité de chacun des rayons, lesdits moyens de mise en tension provisoire prenant appui à proximité de l'une des embouchures du logement et comportant au moins une vis à tête (105), un écrou (115) ou des moyens équivalents; vissage de la vis ou de l'écrou sur ou dans les moyens de filetage jusqu'à obtention de la tension désirée d'un rayon ; répétition de l'étape précédente indépendamment pour chacun des rayons jusqu'à obtention de la géométrie souhaitée ; collage de la première extrémité du rayon dans le logement ; dévissage des vis, ou des écrous et retrait de ces dernièr(e)s des moyens de filetage.
2. 2. Méthode d'assemblage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de mise en tension provisoire comportent une cale d'appui (111) ou une douille d'appui (113) s'intercalant entre la tête de la vis ou l'écrou et l'embouchure du logement.
3. 3. Méthode d'assemblage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'extrémité du rayon qui comprend les moyens de filetage est tronçonnée suite au retrait de la vis, ou de l'écrou, et de la cale d'appui ou de la douille d'appui.35
4. 4. Méthode d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de filetage sont constitués par un taraudage ménagé dans une cavité débouchante de la première extrémité, et en ce que les moyens de mise en tension provisoire comprennent une vis.
5. 5. Méthode d'assemblage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de filetage sont constitués par une tige filetée (114) faisant saillie depuis la première extrémité du rayon, et en ce que les moyens de mise en tension provisoire comprennent un écrou.
6. 6. Méthode d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation de la deuxième extrémité du rayon sont constitués par une liaison collée. 15
7. 7. Méthode d'assemblage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation de la deuxième extrémité du rayon sont constitués par une liaison vissée.
8. 8. Roue ou roue semi-finie pour cycle comprenant: 20 une jante périphérique (20), - un moyeu central (30), une pluralité de rayons (40, 50), qui chacun s'étendent selon un axe Ai entre une extrémité proximale, solidaire du moyeu, et une extrémité distale, solidaire de la jante, l'une, au moins des deux extrémités du rayon comportant une surface 25 extérieure cylindrique d'axe Ai qui est collée dans un logement (24) cylindrique d'axe Ai débouchant ménagée dans le moyeu ou la jante, ledit logement comportant une première embouchure (25), placée à l'un des bout du logement et tournée vers l'autre extrémité du rayon et une deuxième embouchure (26), placée à l'autre bout du logement (24) 30 caractérisée en ce que ladite, au moins une des extrémités du rayon qui est collée dans le logement comprend des moyens de filetage d'axe Ai disposé du coté de la deuxième embouchure; une zone d'appui frontale étant ménagée à proximité de la deuxième embouchure du logement, ladite zone d'appui étant orienté selon un plan sensiblement perpendiculaire à la l'axe Ai. 35
9. 9. Roue ou roue semi-finie selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lesdits moyens de filetage comprennent un taraudage ménagé dans ladite au moins une des extrémités du rayon. 10
10. 10. Roue ou roue semi-finie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le taraudage est réalisé dans un insert (100) collé à l'extrémité du rayon.
11. 11. Roue ou roue semi-finie selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de filetage comprennent une tige filetée (114).
12. 12. Roue ou roue semi-finie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la longueur du logement (24) est supérieure à deux fois sa largeur.
13. 13. Roue ou roue semi-finie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le logement comprend une chambre de colle et une buse d'injection de la colle.
14. 14. Roue ou roue semi-finie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyeu comprend au moins un flasque de fixation (33) des rayons dans lequel les 15 logements sont ménagés.
15. 15. Roue ou roue semi-finie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les logements (24) sont ménagés dans la jante (20).