WO2002000450A1 - Roue pour vehicule a assemblage sous siege - Google Patents

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WO2002000450A1
WO2002000450A1 PCT/EP2001/007226 EP0107226W WO0200450A1 WO 2002000450 A1 WO2002000450 A1 WO 2002000450A1 EP 0107226 W EP0107226 W EP 0107226W WO 0200450 A1 WO0200450 A1 WO 0200450A1
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WO
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rim
disc
seat
radially
cylindrical
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/007226
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Inventor
Bruno Guimard
Denis Alff
Original Assignee
Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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Publication date
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Priority to AT01962780T priority patent/ATE284794T1/de
Priority to DE60107849T priority patent/DE60107849T4/de
Priority to EP01962780A priority patent/EP1299251B1/fr
Publication of WO2002000450A1 publication Critical patent/WO2002000450A1/fr
Priority to US10/331,927 priority patent/US6935704B2/en

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/002—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body characterised by the shape of the disc
    • B60B3/005—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body characterised by the shape of the disc in the section adjacent to rim
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
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    • B60B25/00—Rims built-up of several main parts ; Locking means for the rim parts
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    • B60B3/02—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body integral with rim
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • B60B3/041—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc
    • B60B3/044—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc characterised by cross-sectional details of the attachment, e.g. the profile

Definitions

  • the subject of the invention is a wheel intended for motor vehicles comprising a disc and a sheet metal rim, the assembly of which is carried out under the outer seat of the rim.
  • Patent EP 0 464 449 presents such a wheel comprising a metal sheet rim with an external hook and an internal hook, an external seat with a radially frustoconical external wall and an internal seat, a mounting groove, a disc with a hub bearing , a radially outer edge intended for assembly with the rim and a connection zone, the assembly between the rim and the disc being produced between the radially inner wall of the outer seat of the rim and the radially outer wall of the edge of the disc .
  • This wheel is such that the connection between the disc and the rim is constituted by a continuous weld bead disposed between the disc and the rim, on the axially outer side and such that the weld bead has undergone a finishing operation by removing material. so that the surface state of the weld bead ensures visual continuity between the disc and the rim.
  • the visual impression produced by such a wheel is close to a "full face" wheel, in which there is continuity from the disc to the outer hook of the rim.
  • a full face wheel is for example presented in FIG. 11 of application WO 99/33594.
  • the assembly between the disc and the rim of such a wheel is carried out between two conical zones: the radially inner wall of the outer seat of the rim and the radially outer wall of the assembly edge of the disc.
  • the term “clamping force” means all of the forces which develop between the parts in contact with the disc and the rim during fitting and which are linked to the differences in diameters between the two walls in contact.
  • the tightening is directly a function of the offset dimension of the rim, i.e. the axial position of the median plane of the rim relative to the hub range of the disc. Consequently, the conical casing makes complex the simultaneous control in industrial manufacturing conditions of the offset dimension and the tightening.
  • the subject of the invention is a wheel for a motor vehicle comprising a metal sheet rim with an external hook and an internal hook, an external seat with a radially frustoconical external wall of inclination ⁇ relative to the axis of rotation of the wheel and an inner seat, a mounting groove, a sheet metal disc with a hub seat, a radially outer edge intended for assembly with said rim and a connection zone, the assembly between the rim and the disc being produced between the radially inner wall of the outer seat of the rim and the radially outer wall of the edge of the disc.
  • This wheel is characterized in that the radially outer edge of the disc is cylindrical and in that the radially inner wall of the outer seat of said rim is cylindrical.
  • This wheel has the advantage of having a rim disc assembly under the outer seat of the rim between two cylindrical walls of the rim and of the disc, which makes the intensity of the tightening between the disc and the rim and the offset dimension independent. of the rim. It is therefore much easier to properly control the industrial manufacturing conditions of such a wheel.
  • the radially outer edge of the disc extends axially by a distance substantially identical to the axial width of the outer seat of the rim. This provides good quality in endurance of the link.
  • the radially outer edge of the disc when the outer seat of the rim is adjacent to a safety boss or hump, the radially outer edge of the disc extends axially by a distance substantially identical to the axial width of the outer seat increased by any or part of the axial width of the safety boss.
  • the rim additionally comprises, between the outer blank of the mounting groove and the safety boss, a cylindrical transition zone, the contact zone between the disc and the rim extends axially, in addition to the seat, over all or part of the radially inner wall of the cylindrical transition zone.
  • the curvature of the outer edge of the disc can be oriented axially inward or outward from the rim.
  • the wheels according to the invention may have a disc made of sheet steel or aluminum produced by stamping. As the fitting is carried out between two cylindrical zones, the process for manufacturing the discs is simplified in that an operation for machining the edge of the disc previously necessary to obtain the conical fitting area can be eliminated.
  • connection between the disc and the rim can be ensured by a spot welding process regularly arranged circumferentially and axially substantially in the middle of the outer seat.
  • the invention also relates to a so-called "full face" wheel for a motor vehicle comprising a metal sheet rim with axially from the inside to the outside, an internal hook, an internal seat, a mounting groove and at least one outer seat part with a radially outer frustoconical wall of inclination ⁇ relative to the axis of rotation of the wheel, a disc with a hub bearing, a transition zone terminated radially by an outer hook, as well as a shoulder s' extending axially inwards and the radially outer wall of which is intended to constitute, with the radially inner wall of the outer end of the outer seat of the rim, the zone of assembly of the disc with the rim, characterized in that the two surfaces disc and rim assemblies have a cylindrical geometry.
  • This wheel has the same advantage as the wheel with assembly under the previous seat to have a cylindrical casing which allows to properly control the tightening between the disc and the rim as well as the axial offset of the rim relative to the disc.
  • the variation in thickness between the radially frustoconical outer wall and the radially inner cylindrical wall of the outer seat or of the outer seat part of the rim of the wheels according to the invention is carried out by a flow spinning operation.
  • the thickness of the rim or of the rim part is less in the zone situated between the outer blank of the mounting groove and the inner hook relative to the thickness of the other parts of said rim and this variation in thickness is achieved by flow spinning operations.
  • the subject of the invention is also a method of manufacturing a wheel for a vehicle in which: • a sheet metal rim is produced by following the following steps:
  • the ferrule is calibrated to a given diameter
  • At least one cylindrical flow spinning operation is carried out to obtain a given profile of thickness of the ferrule, comprising in particular in the zone intended to constitute the outer seat an inclination of angle ⁇ relative to the axial direction;
  • a profiling of the ferrule is carried out to obtain the rim, with in particular in the area of the outer seat a radially inner cylindrical wall and a radially outer frustoconical wall of inclination ⁇ corresponding to the standardized inclination of the seats of said rim; and - said rim is calibrated;
  • the disc can be produced by stamping a metal sheet with folding the outer edge to obtain a cylindrical assembly edge. It can also be obtained by foundry.
  • FIG. 1 is a section of a conventional wheel with assembly under the mounting groove
  • FIG. 2 shows a partial section of a first embodiment of the invention illustrating the disc / rim fitting zone and a spot weld
  • Figure 3 is a section similar to that of Figure 1 with a bead weld
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the invention with spot welding
  • FIG. 5 is a section similar to that of Figure 4 with a bead weld;
  • FIGS 6 and 7 show a third embodiment of the invention with spot or bead welding;
  • FIG. 8 and 9 show a fourth embodiment of the invention in the case of a full-face wheel
  • Figure 1 a partial section of a conventional steel sheet wheel.
  • This wheel 1 comprises a rim 2 and a disc 3.
  • This figure illustrates the median plane of the wheel or plane P.
  • This plane is disposed at equal distance from the two hooks of the rim.
  • the axially interior and exterior positions are defined by taking as a reference the median plane P.
  • the rim has an external hook 4, an external seat 5, a safety boss or hump 6, a mounting groove 7, an internal seat 9 and an internal hook 10.
  • the disc 3 comprises a hub seat 11, a transition zone 12 and an assembly edge 13. The assembly is carried out by fitting under the mounting groove 7.
  • This figure also shows the axis of rotation A and the offset D, or distance separating the axially inner plane of the hub bearing 11 from the median plane P.
  • FIG. 2 shows a schematic partial section of a first embodiment of a wheel 20 according to the invention.
  • This wheel 20 comprises a rim 21 and a disc 22.
  • the rim 21 has in particular an external hook 4, an external seat 5, a safety boss or hump 6, a mounting groove 7 and an external blank 8 of the groove 7.
  • the seat 5 has a radially outer wall 24 and a radially inner wall 25.
  • the wall 24 has an inclination ⁇ relative to the axis of rotation A of the wheel corresponding to the values standardized by ETRTO, usually 5 ° for vehicles tourism.
  • the disc 22 has a transition zone 11 and an assembly edge 26.
  • the assembly edge 26 has a radially outer wall 27.
  • the assembly edge 26 of the disc 22 as well as the radially interior wall 25 of the rim 21 are cylindrical. This shape greatly facilitates the conditions under which the disc fits under the seat outside 5 of the rim.
  • the diameter of the radially outer wall 27 of the joining edge 26 of the disc 22 is slightly greater than that of the radially inner wall 25 of the seat 5
  • the durability of the connection between the disc 22 and the rim 21 is ensured by spot welding such as 14.
  • the weld points 14 are located axially substantially in the middle of the outer seat 23 and are regularly distributed circumferentially.
  • the rim 21 of the wheel 20 has a safety boss 6 whose outer surface is toroidal but whose radially inner surface is cylindrical in the extension of the casing surface 25 of the outer seat 5 of the rim 21.
  • the edge of assembly 26 of the disc 22 extends axially under all or part of the safety boss 6. The assembly between the disc 22 and the rim 21 of this wheel 20 is carried out so that the curvature of the assembly edge 26 of the disc 22 is oriented towards the inside of the wheel 20.
  • FIG. 3 shows a partial schematic section of a wheel 25 similar to the wheel 20.
  • the connection between the disc 22 and the rim 21 of this wheel 25 is provided by a weld by bead 16.
  • This weld bead 16 can be continuous or discontinuous.
  • FIG. 4 shows a wheel 30 comprising a rim 31 and a disc 32. Between the flank 8 of the mounting groove 7 and the safety boss 33, there is a cylindrical transition zone 34. The assembly edge 35 of the disc 32 extends axially internally as far as all or part of the transition zone 34. This reinforces the mechanical stability of the assembly between the disc and the rim as well as its endurance in service.
  • the safety boss 33 has a radially inner wall which is also toroidal and thus has a substantially constant thickness.
  • the wheel 30 has a spot weld 14.
  • FIG. 5 shows a partial schematic section of a wheel 36 similar to the wheel 30.
  • the connection between the disc 32 and the rim 31 of this wheel 36 is provided by a weld by bead 16.
  • This weld bead 16 can be continuous or discontinuous.
  • FIGS. 6 and 7 show similar sections of wheels 40 and 45 in which the assemblies between the disks 42 and the rims 41 are produced so that the curvature of the assembly edges 43 of these wheels is, after assembly, facing the outside of the wheel.
  • This method of assembly gives the wheels 40 and 45 a particular physiognomy and makes it possible to obtain a well mechanically optimized profile of the disc.
  • the wheel 40 has a spot weld 14, the wheel 45 a bead weld 16.
  • FIGS 8 and 9 show another embodiment of a wheel according to the invention.
  • the wheels 50 and 55 have a rim 51 which ends axially outwardly substantially at the end of the outer seat 53.
  • the outer hook 54 forms an integral part of the disc 52.
  • the disc 52 axially internally includes a shoulder 58 whose radially outer wall 59 is cylindrical with a diameter adapted to cooperate with the radially inner wall 60 of the outer seat 53, which is also cylindrical, in order to produce a cylindrical casing of the disc 52 and the rim 51.
  • the wheels 50 and 55 both have a bead weld.
  • the cord 62 is made radially outside the end of the outer seat 53 for the wheel 50, the cord 63 is made radially inside the axially inner end of the shoulder 58, under the safety boss 61, for the wheel 55
  • the disc 52 is preferably made by molding an aluminum alloy.
  • the rim 51 consists of a metal sheet whose thickness is variable.
  • the outer seat 53 has a variable thickness to give its outer wall an inclination in accordance with ETRTO and its inner wall 60 a constant diameter, slightly less than that of the corresponding wall 59 of the shoulder 58 of the disc 52.
  • the rim section 51 has a variable thickness adapted to the type of stress on the wheel. Its thickness gradually decreases from the outer blank 8 of the mounting groove 7 to the inner seat 56.
  • the thickness of the metal sheet of the rim 51 increases from the end of the inner seat 56 to the end of the inner hook 57.
  • FIG. 12 illustrates the next step which consists in obtaining by cylindrical flow turning the flat profile sought for the rims according to the invention.
  • the flow-forming process used is reverse flow-turning.
  • the ferrule 70 is mounted on a mandrel 81 and bears against a wall 82.
  • the mandrel 81 is then put into rotation and at least two knurls 83 come to roll on the radially outer surface of the ferrule 70 in the zones whose thickness must be decreased.
  • the knobs 83 are moved axially in the direction of the axis X by applying a radial and tangential force so that the flow of material flows in the direction of Y, in the direction opposite to the movement of the knobs 83.
  • FIG. 13 schematically illustrates the ferrule 84 of variable profile obtained.
  • the ferrule 84 undergoes one or more rolling operations intended to give it the final profile of the rims according to the invention.
  • Figures 14, 15 and 16 illustrate the relationship between the final profile of the axially outer part of the rim and that of the corresponding ferrules.
  • Figure 14a shows a detail of a ferrule 90 whose profile has three parts.
  • the end 91 has a constant thickness corresponding to that of the rim hook 4 (FIG. 14b)
  • the part 93 also has a lower constant thickness for the hump 6 and the blank 8 of the mounting groove and the intermediate part has a thickness variable with an inclination of 5 ° relative to the axis of rotation of the ferrule.
  • This part 92 will give after rolling the outer seat 5 of the rim whose radially outer wall also has an inclination of 5 ° and whose radially inner wall is cylindrical.
  • FIG. 15a illustrates a detail of a ferrule 100, the profile of which has five parts.
  • the part 101 is of constant thickness and corresponds to the rim hook 4 (FIG. 15b).
  • Part 102 whose thickness decreases inwards, corresponds to the outer seat 5.
  • Part 103 of increasing thickness inwards, corresponds to the first part 6a of a safety boss 6, the wall of which is radially inner remains cylindrical and whose radially outer wall is toric.
  • the part 104 has a decreasing thickness and corresponds to the second part 6b of the safety boss 6 as well as to the start of the blank 8 of the mounting groove.
  • the part 105 of constant thickness, corresponds to the end of the blank 8 of the mounting groove.
  • the rim 21 thus obtained corresponds to that of FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 16a illustrates a ferrule 110 whose profile has 8 parts (111 to 118).
  • Part 116 of the profile corresponds to a cylindrical transition zone 34 of constant thickness (FIG. 16b) disposed between the blank 8 of the mounting groove and the safety boss.
  • the parts 113, 114 and 115 of the profile correspond to three parts 6a, 6 ⁇ and 6 ⁇ of the safety boss 6.
  • the parts 114 and 6 ⁇ have a constant thickness.
  • the rim 31 thus obtained corresponds to that of FIGS. 4 and 5.
  • the rims thus obtained are recalibrated and the casing is carried out with suitable discs.
  • This fitting takes place between two cylindrical or substantially cylindrical walls, apart from the conventional uncertainties of industrial manufacture, good control of the conditions of tightening and offset of the rim relative to the disc is greatly facilitated.
  • FIG. 15 comprises a step for machining the casing zone of the rim. This step is optional. The purpose of this step is to perfect the cylindrical geometry of the fitting zone in the case of a sensitive assembly. In any event, this cylindrical machining is much simpler and less expensive to carry out than a conical machining.

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Abstract

Roue pour véhicule automobile dont l'assemblage entre le disque et la jante en tôle métallique est réalisé sous le siège extérieur de la jante avec un emboîtage cylindrique. Le profil de la jante est obtenu par un procédé de fluotournage.

Description

Roue pour véhicule à assemblage sous siège
L'invention a pour objet une roue destinée aux véhicules automobiles comportant un disque et une jante en tôle métallique dont l'assemblage est réalisé sous le siège extérieur de la jante.
Le brevet EP 0 464 449 présente une telle roue comportant une jante en tôle métallique avec un crochet extérieur et un crochet intérieur, un siège extérieur avec une paroi radialement extérieure tronconique et un siège intérieur, une gorge de montage, un disque avec une portée moyeu, un bord radialement extérieur destiné à l'assemblage avec la jante et une zone de liaison, l'assemblage entre la jante et le disque étant réalisé entre la paroi radialement intérieure du siège extérieur de la jante et la paroi radialement extérieure du bord du disque. Cette roue est telle que la liaison entre le disque et la jante est constituée par un cordon de soudure continu disposé entre le disque et la jante, du côté axialement extérieur et telle que le cordon de soudure a subi une opération de finition par enlèvement de matière de sorte que l'état de surface du cordon de soudure assure la continuité de forme visuelle entre le disque et la jante. L'impression visuelle produite par une telle roue est proche d'une roue « full face », dans laquelle il y a continuité du disque jusqu'au crochet extérieur de la jante. Une telle roue full face est par exemple présentée à la figure 11 de la demande WO 99/33594.
L'assemblage entre le disque et la jante d'une telle roue est réalisé entre deux zones coniques : la paroi radialement intérieure du siège extérieur de la jante et la paroi radialement extérieure du bord d'assemblage du disque. Pour garantir une bonne tenue de la liaison entre le disque et la jante, il est important de contrôler l'effort de serrage entre le disque et la jante. On entend par effort de serrage, l'ensemble des efforts qui se développent entre les parties en contact du disque et de la jante lors de l'emboîtage et qui sont liés aux différences de diamètres entre les deux parois en contact.
Comme cet assemblage est réalisé sur des parties coniques, le serrage est directement fonction de la cote de déport de la jante, c'est-à-dire de la position axiale du plan médian de la jante relativement à la portée moyeu du disque. En conséquence, l'emboîtage conique rend complexe la maîtrise simultanée dans des conditions de fabrication industrielle de la cote de déport et du serrage.
L'invention a pour objet une roue pour véhicule automobile comportant une jante en tôle métallique avec un crochet extérieur et un crochet intérieur, un siège extérieur avec une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α relativement à l'axe de rotation de la roue et un siège intérieur, une gorge de montage, un disque en tôle métallique avec une portée moyeu, un bord radialement extérieur destiné à l'assemblage avec ladite jante et une zone de liaison, l'assemblage entre la jante et le disque étant réalisé entre la paroi radialement intérieure du siège extérieur de la jante et la paroi radialement extérieure du bord du disque. Cette roue est caractérisée en ce que le bord radialement extérieur du disque est cylindrique et en ce que la paroi radialement intérieure du siège extérieur de ladite jante est cylindrique.
Cette roue présente l'avantage d'avoir un assemblage disque jante sous le siège extérieur de la jante entre deux parois cylindriques de la jante et du disque ce qui rend indépendants l'intensité du serrage entre le disque et la jante et la cote de déport de la jante. Il est donc beaucoup plus aisé de maîtriser convenablement les conditions de fabrication industrielle d'une telle roue.
Avantageusement, le bord radialement extérieur du disque s'étend axialement d'une distance sensiblement identique à la largeur axiale du siège extérieur de la jante. Cela permet d'obtenir une bonne qualité en endurance de la liaison.
Selon un mode de réalisation avantageux, lorsque le siège extérieur de la jante est adjacent à un bossage de sécurité ou hump, le bord radialement extérieur du disque s'étend axialement d'une distance sensiblement identique à la largeur axiale du siège extérieur augmenté de tout ou partie de la largeur axiale du bossage de sécurité. Lorsque la jante comprend en plus, entre le flan extérieur de la gorge de montage et le bossage de sécurité, une zone cylindrique de transition, la zone de contact entre le disque et la jante s'étend axialement, outre le siège, sur tout ou partie de la paroi radialement intérieure de la zone cylindrique de transition. Ces deux derniers modes de réalisation augmentent la longueur axiale de la zone de contact entre le disque et la jante et ainsi renforcent la tenue mécanique en fatigue de la liaison.
La courbure du bord extérieur du disque peut être orientée axialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur de la jante.
Les roues selon l'invention peuvent avoir un disque en tôle d'acier ou d'aluminium réalisé par emboutissage. Comme l'emboîtage est réalisé entre deux zones cylindriques, le procédé de fabrication des disques est simplifié en ce qu'une opération d'usinage du bord du disque auparavant nécessaire pour obtenir la zone conique d'emboîtage peut être supprimée.
La liaison entre le disque et la jante peut être assurée par un procédé de soudure par points disposés régulièrement circonférentiellement et axialement sensiblement au milieu du siège extérieur.
L'invention a aussi pour objet une roue dite « full face » pour véhicule automobile comportant une jante en tôle métallique avec axialement de l'intérieur vers l'extérieur, un crochet intérieur, un siège intérieur, une gorge de montage et au moins une partie de siège extérieur avec une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α relativement à l'axe de rotation de la roue, un disque avec une portée moyeu, une zone de transition terminée radialement par un crochet extérieur, ainsi qu'un épaulement s 'étendant axialement vers l'intérieur et dont la paroi radialement extérieure est destinée à constituer avec la paroi radialement intérieure de l'extrémité extérieure du siège extérieur de la jante la zone d'assemblage du disque avec la jante, caractérisée en ce que les deux surfaces d'assemblages du disque et de la jante ont une géométrie cylindrique. Cette roue présente le même avantage que la roue avec assemblage sous le siège précédente d'avoir un emboîtage cylindrique qui permet de bien maîtriser le serrage entre le disque et la jante ainsi que le déport axial de la jante relativement au disque.
Avantageusement la variation d'épaisseur entre la paroi radialement extérieure tronconique et la paroi radialement intérieure cylindrique du siège extérieur ou de la partie de siège extérieur de la jante des roues selon l'invention est réalisée par une opération de fluotournage.
De préférence, l'épaisseur de la jante ou de la partie de jante est inférieure dans la zone située entre le flan extérieur de la gorge de montage et le crochet intérieur relativement à l'épaisseur des autres parties de ladite jante et cette variation d'épaisseur est réalisée par des opérations de fluotournage.
L'utilisation d'une jante avec ces variations d'épaisseur permet de diminuer substantiellement le poids de la jante sans limiter son endurance mécanique. On peut ainsi obtenir un poids sensiblement comparable à celui des roues assemblées sous la gorge de montage.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'une roue pour véhicule dans lequel : • on réalise une jante en tôle métallique en suivant les étapes suivantes :
- on découpe un flan en tôle métallique pour obtenir une géométrie rectangulaire ;
- on cintre le flan pour obtenir une virole cylindrique ; - on soude ensemble les deux bords libres de la virole ;
- on calibre la virole à un diamètre donné ;
- on effectue au moins une opération de fluotournage cylindrique pour obtenir un profil donné d'épaisseur de la virole, comportant notamment dans la zone destinée à constituer le siège extérieur une inclinaison d'angle α relativement à la direction axiale ; - on effectue un pro filage de la virole pour obtenir la jante, avec notamment dans la zone du siège extérieur une paroi radialement intérieure cylindrique et une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α correspondant à l'inclinaison normalisée des sièges de ladite jante ; et - on calibre ladite jante ;
• on réalise un disque avec un bord d'assemblage dont la surface radialement extérieure a une géométrie cylindrique ;
• on assemble ladite jante et ledit disque par emboîtage sous le siège extérieur de la jante ; et • on soude ledit assemblage.
Le disque peut être réalisé par emboutissage d'une tôle métallique avec rabattage du bord extérieur pour obtenir un bord d'assemblage cylindrique. Il peut aussi être obtenu par fonderie.
L'invention va maintenant être décrite à l'aide du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 est une coupe d'une roue usuelle avec assemblage sous la gorge de montage ;
- la figure 2 présente une coupe partielle d'un premier mode de réalisation de l'invention illustrant la zone d'emboîtage disque/jante et une soudure par points ;
- la figure 3 est une coupe similaire à celle de la figure 1 avec une soudure par cordon ;
- la figure 4 présente un deuxième mode de réalisation de l'invention avec une soudure par points ;
- la figure 5 est une coupe similaire à celle de la figure 4 avec une soudure par cordon ; - les figures 6 et 7 présentent un troisième mode de réalisation de l'invention avec une soudure par points ou par cordon ;
- les figures 8 et 9 présentent un quatrième mode de réalisation de l'invention dans le cas d'une roue full-face ;
- les figures 10, 11, 12, 13, 14, 15 et 16 présentent différentes étapes du procédé de réalisation d'une jante selon l'invention avec des opérations de fluotournage ; et - la figure 17 illustre schématiquement les différentes étapes d'un procédé de réalisation d'une roue avec assemblage sous siège selon l'invention.
A la figure 1 est présentée une coupe partielle d'une roue usuelle en tôle d'acier. Cette roue 1 comprend une jante 2 et un disque 3. Cette figure illustre le plan médian de la roue ou plan P. Ce plan est disposé à égale distance des deux crochets de la jante. Les positions axialement intérieures et extérieures sont définies en prenant comme référence le plan médian P.
La jante présente un crochet extérieur 4, un siège extérieur 5, un bossage de sécurité ou hump 6, une gorge de montage 7, un siège intérieur 9 et un crochet intérieur 10. Le disque 3 comprend une portée moyeu 11, une zone de transition 12 et un bord d'assemblage 13. L'assemblage est réalisé par emboîtage sous la gorge de montage 7.
On voit aussi sur cette figure l'axe de rotation A et le déport D, ou distance séparant le plan axialement intérieur de la portée moyeu 11 du plan médian P.
Dans ce qui suit, on utilisera les mêmes références pour les parties similaires des roues selon l'invention.
La figure 2 présente une coupe partielle schématique d'un premier mode de réalisation d'une roue 20 selon l'invention. Cette roue 20 comprend une jante 21 et un disque 22. La jante 21 a notamment un crochet extérieur 4, un siège extérieur 5, un bossage de sécurité ou hump 6, une gorge de montage 7 et un flan extérieur 8 de la gorge 7. Le siège 5 a une paroi radialement extérieure 24 et une paroi radialement intérieure 25. La paroi 24 a une inclinaison α relativement à l'axe de rotation A de la roue correspondant aux valeurs normalisées par l'ETRTO, soit usuellement 5° pour les véhicules de tourisme. Le disque 22 a une zone de transition 11 et un bord d'assemblage 26. Le bord d'assemblage 26 a une paroi radialement extérieure 27. Le bord d'assemblage 26 du disque 22 ainsi que la paroi radialement intérieure 25 de la jante 21 sont cylindriques. Cette forme facilite fortement les conditions dans lesquelles s'effectue l'emboîtage du disque sous le siège extérieur 5 de la jante. Pour assurer un bon serrage entre le disque 22 et la jante 21, avant l'assemblage, le diamètre de la paroi radialement extérieure 27 du bord d'assemblage 26 du disque 22 est légèrement supérieur à celui de la paroi radialement intérieure 25 du siège 5. La pérennité de la liaison entre le disque 22 et la jante 21 est assurée par une soudure par points tels que 14. Les points de soudure 14 sont situés axialement sensiblement au milieu du siège extérieur 23 et sont régulièrement répartis circonférentiellement.
La jante 21 de la roue 20 a un bossage de sécurité 6 dont la surface extérieure est torique mais dont la surface radialement intérieure est cylindrique dans le prolongement de la surface d'emboîtage 25 du siège extérieur 5 de la jante 21. Le bord d'assemblage 26 du disque 22 s'étend axialement sous tout ou partie du bossage de sécurité 6. L'assemblage entre le disque 22 et la jante 21 de cette roue 20 est effectué de telle sorte que la courbure du bord d'assemblage 26 du disque 22 est orientée vers l'intérieur de la roue 20.
La figure 3 présente une coupe schématique partielle d'une roue 25 similaire à la roue 20. La liaison entre le disque 22 et la jante 21 de cette roue 25 est assurée par une soudure par cordon 16. Ce cordon de soudure 16 peut être continu ou discontinu.
La figure 4 présente une roue 30 comportant une jante 31 et un disque 32. Entre le flanc 8 de la gorge de montage 7 et le bossage de sécurité 33, se trouve une zone de transition 34 cylindrique. Le bord d'assemblage 35 du disque 32 s'étend axialement intérieurement jusque tout ou partie de la zone de transition 34. Cela renforce la stabilité mécanique de l'assemblage entre le disque et la jante ainsi que son endurance en service. Dans ce mode de réalisation, le bossage de sécurité 33 présente une paroi radialement intérieure elle aussi torique et ainsi a une épaisseur sensiblement constante. La roue 30 a une soudure par points 14.
La figure 5 présente une coupe schématique partielle d'une roue 36 similaire à la roue 30. La liaison entre le disque 32 et la jante 31 de cette roue 36 est assurée par une soudure par cordon 16. Ce cordon de soudure 16 peut être continu ou discontinu. Les figures 6 et 7 présentent des coupes similaires de roues 40 et 45 dans lesquelles les assemblages entre les disques 42 et les jantes 41 sont réalisés de telle sorte que la courbure des bords d'assemblages 43 de ces roues est, après l'assemblage, orienté vers l'extérieur de la roue. Ce mode d'assemblage donne aux roues 40 et 45 une physionomie particulière et permet d'obtenir un profil bien optimisé mécaniquement du disque. La roue 40 présente une soudure par points 14, la roue 45 une soudure par cordon 16.
Les figures 8 et 9 présentent un autre mode de réalisation d'une roue selon l'invention. Les roues 50 et 55 ont une jante 51 qui se termine axialement extérieurement sensiblement à l'extrémité du siège extérieur 53. Le crochet extérieur 54 fait partie intégrante du disque 52. Le disque 52 comprend axialement intérieurement un épaulement 58 dont la paroi radialement extérieure 59 est cylindrique de diamètre adapté pour coopérer avec la paroi radialement intérieure 60 du siège extérieur 53, elle aussi cylindrique, pour réaliser un emboîtage cylindrique du disque 52 et de la jante 51. Les roues 50 et 55 ont toutes les deux une soudure par cordon. Le cordon 62 est réalisé radialement extérieurement à l'extrémité du siège extérieur 53 pour la roue 50, le cordon 63 est réalisé radialement intérieurement à l'extrémité axialement intérieure de l'épaulement 58, sous le bossage de sécurité 61, pour la roue 55. Le disque 52 est de préférence réalisé par moulage d'un alliage d'aluminium.
La jante 51 est constituée d'une tôle métallique dont l'épaisseur est variable. Le siège extérieur 53 a une épaisseur variable pour donner à sa paroi extérieure une inclinaison conforme à l'ETRTO et à sa paroi intérieure 60 un diamètre constant, légèrement inférieur à celui de la paroi correspondante 59 de l'épaulement 58 du disque 52. La section de la jante 51 a une épaisseur variable adaptée au type de sollicitation de la roue. Son épaisseur diminue progressivement à partir du flan extérieur 8 de la gorge de montage 7 jusqu'au siège intérieur 56. L'épaisseur de la tôle métallique de la jante 51 augmente à partir de l'extrémité du siège intérieur 56 jusqu'à l'extrémité du crochet intérieur 57. Ces variations d'épaisseur assurent un gain de poids substantiel sans limiter l'endurance en service des roues. Un procédé avantageux pour réaliser des jantes des roues selon l'invention est illustré à la figure 17. Initialement, un flan de tôle (non représenté) métallique approprié, d'acier ou d'aluminium ou d'alliages est cintré pour lui donner une forme généralement cylindrique de virole 70 avec deux bords libres. Ensuite, la virole 70 est soudée par un procédé de soudure par étincelage, par résistance ou autre. Cette virole 70 a une épaisseur constante (figure 10). La virole 70 est ensuite calibrée en extension à l'aide d'un outil de calibrage schématisé à la figure 11. L'expansion est obtenue par le déplacement d'une came 72 qui écarte des secteurs 71 autour desquels est installée la virole 70. La figure 12 illustre l'étape suivante qui consiste à obtenir par fluotournage cylindrique le profil à plat recherché pour les jantes selon l'invention. Le procédé de fluotournage utilisé est le fluotournage inverse. La virole 70 est montée sur un mandrin 81 et vient en appui contre une paroi 82. Le mandrin 81 est alors mis en rotation et au moins deux mollettes 83 viennent rouler sur la surface radialement extérieure de la virole 70 dans les zones dont l'épaisseur doit être diminuée. Les mollettes 83 sont déplacées axialement dans la direction de l'axe X en appliquant un effort radial et tangentiel de telle sorte que le flux de matière flue en direction de Y, en sens inverse du déplacement des mollettes 83. La figure 13 illustre schématiquement la virole 84 de profil variable obtenue.
Après le fluotournage, la virole 84 subit une ou plusieurs opérations de roulage destinées à lui donner le profil final des jantes selon l'invention.
Les figures 14, 15 et 16 illustrent la relation entre le profil final de la partie axialement extérieure de la jante et celui des viroles correspondantes.
La figure 14a présente un détail d'une virole 90 dont le profil a trois parties. L'extrémité 91 a une épaisseur constante correspondant à celle du crochet dé jante 4 (figure 14b), la partie 93 a aussi une épaisseur constante inférieure pour le hump 6 et le flan 8 de la gorge de montage et la partie intermédiaire a une épaisseur variable avec une inclinaison de 5° relativement à l'axe de rotation de la virole. Cette partie 92 va donner après roulage le siège extérieur 5 de la jante dont la paroi radialement extérieure a aussi une inclinaison de 5° et dont la paroi radialement intérieure est cylindrique.
La figure 15a illustre un détail d'une virole 100 dont le profil présente cinq parties. La partie 101 est d'épaisseur constante et correspond au crochet dé jante 4 (figure 15b). La partie 102, dont l'épaisseur diminue vers l'intérieur, correspond au siège extérieur 5. La partie 103, d'épaisseur croissante vers l'intérieur, correspond à la première partie 6a d'un bossage de sécurité 6 dont la paroi radialement intérieure reste cylindrique et dont la paroi radialement extérieure est torique. La partie 104 a une épaisseur décroissante et correspond à la deuxième partie 6b du bossage de sécurité 6 ainsi qu'au début du flan 8 de la gorge de montage. Enfin, la partie 105, d'épaisseur constante correspond à la fin du flan 8 de la gorge de montage. La jante 21 ainsi obtenue correspond à celle des figures 2 et 3.
La figure 16a illustre une virole 110 dont le profil présente 8 parties (111 à 118). La partie 116 du profil correspond à une zone cylindrique de transition 34 d'épaisseur constante (figure 16b) disposée entre le flan 8 de la gorge de montage et le bossage de sécurité. Les parties 113, 114 et 115 du profil correspondent à trois parties 6a, 6β et 6γ du bossage de sécurité 6. Les parties 114 et 6β ont une épaisseur constante. La jante 31 ainsi obtenue correspond à celle des figures 4 et 5.
On calibre à nouveau les jantes ainsi obtenues et on réalise l'emboîtage avec des disques appropriés. Comme cet emboîtage s'effectue entre deux parois cylindriques ou sensiblement cylindriques, aux incertitudes classiques de fabrication industrielle près, une bonne maîtrise des conditions de serrage et de déport de la jante relativement au disque est grandement facilitée.
La figure 15 comporte une étape d'usinage de la zone d'emboîtage de la jante. Cette étape est optionnelle. Cette étape a pour but de parfaire la géométrie cylindrique de la zone d'emboîtage dans le cas d'un assemblage sensible. En tout état de cause, cet usinage cylindrique est beaucoup plus simple et moins coûteux à réaliser qu'un usinage conique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Roue pour véhicule automobile comportant une jante en tôle métallique avec un crochet extérieur et un crochet intérieur, un siège extérieur avec une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α relativement à l'axe de rotation de la roue et un siège intérieur, une gorge de montage, un disque en tôle métallique avec une portée moyeu, un bord radialement extérieur destiné à l'assemblage avec ladite jante et une zone de liaison, l'assemblage entre ladite jante et ledit disque étant réalisé entre la paroi radialement intérieure du siège extérieur de ladite jante et la paroi radialement extérieure du bord dudit disque, caractérisée en ce que le bord radialement extérieur dudit disque est cylindrique et en ce que la paroi radialement intérieure du siège extérieur de ladite jante est cylindrique.
2. Roue selon la revendication 1, dans laquelle le bord radialement extérieur dudit disque s'étend axialement d'une distance sensiblement identique à la largeur axiale dudit siège extérieur de ladite jante.
3. Roue selon l'une des revendications 1 à 2, dans laquelle, le siège extérieur de ladite jante étant adjacent à un bossage de sécurité ou hump, le bord radialement extérieur dudit disque s'étend axialement d'une distance sensiblement identique à la largeur axiale dudit siège extérieur de ladite jante augmentée de tout ou partie de la largeur axiale dudit bossage de sécurité.
4. Roue selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle, la jante comportant en plus, disposée entre le flan extérieur de la gorge de montage et le bossage de sécurité, une zone cylindrique de transition, la zone de contact entre le disque et la jante s'étend axialement, outre le siège, sur tout ou partie de la paroi radialement intérieure de la zone cylindrique de transition.
5. Roue selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit disque est un disque en tôle métallique et est réalisé par emboutissage.
6. Roue selon la revendication 5, dans laquelle ledit disque est en tôle d'aluminium.
7. Roue selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'assemblage entre ledit disque et ladite jante est réalisé par un procédé de soudure par points disposés régulièrement circonférentiellement et axialement sensiblement au milieu du siège.
8. Roue selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la courbure du bord extérieur du disque est orientée axialement vers l'extérieur.
9. Roue selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la courbure du bord extérieur du disque est orientée axialement vers l'intérieur.
10. Roue selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle ledit disque comprend une portée moyeu prolongée radialement extérieurement par une pluralité de bras chacun terminé par un bord extérieur cylindrique destiné à l'assemblage avec ladite jante.
11. Roue « full-face » pour véhicule automobile comportant une jante en tôle métallique avec axialement de l'intérieur vers l'extérieur, un crochet intérieur, un siège intérieur, une gorge de montage et au moins une partie de siège extérieur avec une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α relativement à l'axe de rotation de la roue, un disque avec une portée moyeu, une zone de transition terminée radialement par un crochet extérieur, ainsi qu'un épaulement s'étendant axialement vers l'intérieur et dont la paroi radialement extérieure est destinée à constituer avec la paroi radialement intérieure de l'extrémité extérieure du siège extérieur de la jante la zone d'assemblage dudit disque avec ladite jante, caractérisée en ce que les deux surfaces d'assemblages du disque et de la jante ont une géométrie cylindrique.
12. Roue selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle la variation d'épaisseur entre la paroi radialement extérieure tronconique et la paroi radialement intérieure cylindrique du siège extérieur ou de ladite partie de siège extérieur de ladite jante est réalisée par une opération de fluotournage.
13. Roue selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle l'épaisseur de ladite jante est inférieure dans la zone située entre le flan extérieur de la gorge de montage et le crochet intérieur relativement à l'épaisseur des autres parties de ladite jante et dans laquelle ladite variation d'épaisseur est réalisée par des opérations de fluotournage cylindrique.
14. Roue selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle l'angle d'inclinaison α est de 5 degrés.
15. Procédé de fabrication d'une roue pour véhicule dans lequel :
• on réalise une jante en tôle métallique en suivant les étapes suivantes : - on découpe un flan en tôle métallique pour obtenir une géométrie rectangulaire ;
- on cintre le flan pour obtenir une virole cylindrique ;
- on soude ensemble les deux bords libres de la virole ;
- on calibre la virole à un diamètre donné ;
- on effectue au moins une opération de fluotournage cylindrique pour obtenir un profil donné d'épaisseur de la virole, comportant notamment dans la zone destinée à constituer le siège extérieur une inclinaison d'angle α relativement à la direction axiale ;
- on effectue un profilage de la virole pour obtenir la jante, avec notamment dans la zone du siège extérieur une paroi radialement intérieure cylindrique et une paroi radialement extérieure tronconique d'inclinaison α correspondant à l'inclinaison normalisée des sièges de ladite jante ; et on calibre ladite jante ;
• on réalise un disque avec un bord d'assemblage dont la surface radialement extérieure a une géométrie cylindrique ; « on assemble ladite jante et ledit disque par emboîtage sous le siège extérieur de la jante ; et • on soude ledit assemblage.
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel le disque est en tôle métallique et est réalisé par emboutissage avec rabattage du bord extérieur pour obtenir un bord d'assemblage cylindrique.
17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel le disque est réalisé par fonderie.
18. Procédé selon l'une des revendications 15 à 17, dans lequel la soudure du disque sur la j ante est effectuée par points .
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