FR3075098A1 - Procede de realisation d’une roue de vehicule automobile avec jante en alliage d’aluminium - Google Patents

Abstract

Procédé de réalisation d'une roue de véhicule automobile comportant une jante (2) produite à partir d'une bande formée dans une tôle en alliage d'aluminium, ce procédé comportant la coupe à longueur de la bande avec une cisaille, puis un roulage de cette bande, et enfin une soudure électrique des deux bords de coupe l'un contre l'autre, ce procédé comportant avant la soudure une opération mécanique de préparation des deux bords de coupe comprenant un nettoyage de ces bords par brossage ou par usinage.

Description

PROCEDE DE REALISATION D’UNE ROUE DE VEHICULE AUTOMOBILE AVEC JANTE EN ALLIAGE D’ALUMINIUM

La présente invention concerne un procédé de réalisation d’une roue de véhicule automobile comportant une jante en aluminium, ainsi qu’une roue obtenue avec un tel procédé, et un véhicule automobile comportant ces roues.

Les roues de véhicules automobiles réalisées en tôle, comportent généralement un voile sensiblement transversal comprenant au milieu des perçages de fixation sur un moyeu, dont le contour est fixé à l’intérieur d’une jante circulaire.

Un procédé de fabrication d’une jante, présenté notamment par le document FR-A1-2300639, réalise le roulage d’une bande de tôle pour former un cercle, les deux faces d’extrémité de cette bande étant soudées en appui l’une sur l’autre pour obtenir une rigidité et une résistance au choc importantes.

D’une manière générale le procédé habituellement utilisé consiste à couper les extrémités de la bande avec une cisaille, puis à réaliser une soudure électrique en saisissant les deux extrémités serrées dans des mors, en alignant et en pressant les deux faces coupées l’une sur l’autre. On fait passer ensuite un courant de forte intensité pour réaliser une fusion du métal au niveau du contact de ces faces.

Après des opérations de finition sur la soudure, on réalise un profilage continu du cercle pour former les rebords maintenant le pneumatique. Le voile formé par une tôle emboutie, est assemblé en dernier à l’intérieur de la jante par soudure ou rivetage.

Afin d’alléger les roues pour réduire la masse totale du véhicule, et en particulier les masses non suspendues afin d’améliorer le confort et la tenue de route, il est connu de réaliser une jante en tôle d’alliage d’aluminium, qui peut être fixée sur un voile en tôle d’acier ou d’alliage d’aluminium.

Un type de roue connu, présenté notamment par le document FR-A12994668, comporte un voile réalisé en tôle d’acier et une jante en tôle d’aluminium qui sont d’abord assemblés par frettage pour réaliser un positionnement, puis rigidement fixés ensemble par un cordon de soudure. On obtient une roue présentant un poids réduit d’environ 1,3kg par rapport à une roue entièrement en tôle d’acier.

En variante on peut assembler la jante sur le voile par des rivets, ou des opérations comprenant un refoulement du métal du type clinchage.

Toutefois des essais de résistance et d’endurance réalisés sur des roues avec jantes en alliage d’aluminium, produites par cisaillage d’une bande, roulage pour former le cercle, puis soudure électrique avec un accostage des deux bords de coupe ainsi obtenus l’un contre l’autre, montrent que les ruptures de la jante partent le plus souvent de la zone de soudure.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un procédé de réalisation d’une roue de véhicule automobile comportant une jante produite à partir d’une bande formée dans une tôle en alliage d’aluminium, ce procédé comportant la coupe à longueur de la bande avec une cisaille, puis un roulage de cette bande, et enfin une soudure électrique des deux bords de coupe l’un contre l’autre, ce procédé étant remarquable en ce qu’il comporte avant la soudure une opération mécanique de préparation des deux bords de coupe comprenant un nettoyage de ces bords par brossage ou par usinage.

Un avantage de cette roue est que l’opération mécanique de préparation des bords permet d’éliminer des pollutions sur ces bords, notamment des particules métalliques déposées par la cisaille lors de la coupe de ces bords, en particulier des particules d’acier si cette cisaille travaille par ailleurs sur des bandes d’aciers, ou des pollutions extérieures comme de l’huile de coupe reçues lors de différentes opérations précédentes.

La soudure entre les bords présentant un alliage d’aluminium exempte de pollution permet d’obtenir une résistance maximum du métal, qui peut être équivalente à celle du reste de la bande.

La roue selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Selon un mode de réalisation, le procédé comporte un nettoyage des bords avec une brosse présentant des fils de brossage en acier inoxydable.

Selon un autre procédé de réalisation, le procédé comporte un usinage des bords avec une fraise.

Dans ce cas, la fraise peut comporter une première face de taille cylindrique.

Avantageusement, la fraise comporte une deuxième face de taille.

Dans ce cas, avantageusement le procédé comporte un usinage d’un dessous de la tôle par la deuxième face de taille de la fraise, formant une couronne plate en dessous du contour cylindrique de la première face de taille.

Avantageusement, le procédé réalise avec un même passage d’un outil le brossage ou l’usinage des deux bords de la bande disposés l’un en face de l’autre.

L’invention a aussi pour objet une roue réalisée avec un procédé comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que la tôle comporte au niveau de chaque côté de la soudure une épaisseur calibrée de cette tôle par une opération d’usinage.

L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé de roues recevant des pneumatiques, remarquable en ce que ces roues comportent la caractéristique précédente.

L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 présente successivement une roue assemblée suivant l’invention, puis le détail de la jante et du voile de cette roue ;

- la figure 2 est une vue de détail de l’accostage des bords après le roulage de la bande ;

- la figure 3 présente la soudure de ces bords ;

- la figure 4 est une vue en coupe passant par l’axe d’une fraise, présentant la préparation des bords par fraisage ; et

- les figures 5 et 6 présentent en vue de côté un bord successivement après le cisaillage et après le fraisage.

La figure 1 présente une roue comportant une jante 2 formée dans une tôle en aluminium, formant un contour circulaire présentant transversalement un profilé comprenant deux rebords latéraux prévus pour encadrer un pneumatique.

Un voile 4 formé dans une tôle en acier comporte un perçage central de centrage 6, entouré par quatre perçages 8 prévus pour recevoir des goujons de fixation de la roue sur le moyeu du véhicule.

Le voile 4 peut présenter tous types de forme, notamment une forme en étoile avec des branches comportant une fixation de chaque branche sur la jante 2.

La figure 2 présente la jante 2 formée par une bande d’alliage d’aluminium mise à longueur avec une coupe par cisaillage, qui est ensuite roulée sur 360° pour présenter les deux bords 10 llin en face de l’autre.

La figure 3 présente l’opération de soudure des bords 10, comprenant le serrage de chaque côté de la bande par un mors 20 relié chacun à un pôle d’un générateur électrique, puis le positionnement et le serrage des deux bords l’un contre l’autre pour appliquer une pression sur ces bords.

On a ensuite un cycle de soudage faisant passer un courant contrôlé afin d’obtenir une fusion des bords et une soudure.

Toutefois la présence d’impuretés sur les bords 10, comme des résidus de copeaux d’acier venant d’opérations précédentes de cisaillage de tôles d’acier, ou des dépôts de fluides comme de l’huile, ou d’autres polluants répandus dans des ateliers mécaniques, entraînent des points de faiblesse dans la soudure à partir desquels partent des fissures lors d’un travail en fatigue de la roue.

On obtient des défaillances des roues au cours de cycles d’endurance représentant leurs durées de vie.

La figure 4 présente une fraise 22 comportant une tige entraînée en rotation, supportant une fraise à double face de taille comprenant une grande partie cylindrique 26 disposée en dessous d’une petite partie cylindrique 24.

Une première face de taille est formée par le contour circulaire de la petite partie cylindrique 24, usinant directement les bords 10 de la coupe de la jante 2 pour retirer une faible épaisseur, de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre, pouvant contenir des inclusions venant du cisaillage.

Une deuxième face de taille 28 est formée par le plan supérieur de la grande partie cylindrique 26, dépassant autour de la petite partie cylindrique 24, constituant une couronne qui vient en dessous de la tôle.

La figure 5 présente l’opération de cisaillage de la tôle avec un couteau 30 descendant pour couper la tôle, formant sur le dessous de cette tôle au niveau de cette coupe un petit bourrelet 32 venant d’un repoussement de la matière.

La figure 6 présente après le passage de la deuxième face de taille de la fraise 28, ajustée sur le dessous de la tôle de la jante 2, la suppression du bourrelet 32 afin de former un dessous entièrement plat.

On obtient après le passage de la fraise un bord 10 préparé pour la soudure, présentant à la fois une surface très propre, et une géométrie rigoureuse formant un plan qui va s’ajuster parfaitement sur le bord en face, avec une absence de bourrelets sur le dessous. On peut avec la deuxième face de taille 28 calibrer l’épaisseur du bord de tôle 10.

Avantageusement on réalise comme présenté figure 4 simultanément un fraisage des deux bords 10 de la bande de tôle, en ajustant leur écartement suivant la largeur de la fraise pour permettre avec un unique passage l’usinage en même temps de ces deux bords.

La soudure réalisée ensuite présente un meilleur contrôle de sa géométrie, et une absence d’inclusion à l’intérieur formant les conditions optimales de résistance.

En variante à la place du fraisage on peut réaliser un brossage mécanique des deux bords 10 de la tôle, avec une brosse rotative comportant de préférence des fils en acier inoxydable afin de limiter tout risque de pollution, pour éliminer toute particule pouvant rester collée après le cisaillage de ce bord.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   1 - Procédé de réalisation d’une roue de véhicule automobile comportant une jante (2) produite à partir d’une bande formée dans une tôle en alliage d’aluminium, ce procédé comportant la coupe à longueur de la bande avec une cisaille (30), puis un roulage de cette bande, et enfin une soudure électrique des deux bords de coupe (10) l’un contre l’autre, caractérisé en ce qu’il comporte avant la soudure une opération mécanique de préparation des deux bords de coupe (10) comprenant un nettoyage de ces bords (10) par brossage ou par usinage.
2. 2 - Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un nettoyage des bords (10) avec une brosse présentant des fils de brossage en acier inoxydable.
3. 3 - Procédé de réalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un usinage des bords (10) avec une fraise (22).
4. 4 - Procédé de réalisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fraise (22) comporte une première face de taille cylindrique (24).
5. 5 - Procédé de réalisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fraise (22) comporte une deuxième face de taille (28).
6. 6 - Procédé de réalisation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comporte un usinage d’un dessous de la tôle par la deuxième face de taille (28) de la fraise (22), formant une couronne plate en dessous du contour cylindrique (24) de la première face de taille.
7. 7 - Procédé de réalisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il réalise avec un même passage d’un outil le brossage ou l’usinage des deux bords (10) de la bande disposés l’un en face de l’autre.
8. 8 - Roue réalisée avec un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle comporte au niveau de chaque côté de la soudure une épaisseur calibrée de cette tôle par une opération d’usinage.
9. 9 - Véhicule automobile équipé de roues recevant des pneumatiques, caractérisé en ce que ces roues sont selon à la revendication 8.