FR2924380A1 - Composite front or rear wheel fabricating method for cycle, involves integrating spokes on concave connection sidewalls of rim by joining or overmolding, and sectioning extended ends of spokes - Google Patents

Abstract

The method involves installing an obtained sub-assembly in a tool that is used for joining or overmolding rims, and performing individual tensioning of tensed spokes (4A, 4B) along predetermined values or forces exerted on extended ends of the spokes by traction units external to the tool before joining or overmolding the rims. The spokes are integrated on concave connection sidewalls of one rim (3) by joining or overmolding. The extended ends of the spokes are sectioned. An independent claim is also included for a wheel comprising a rim profile.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UNE ROUE EN MATERIAUX COMPOSITES POUR CYCLES OU ANALOGUES, ET ROUE AINSI REALISEE La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une roue en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central relié à, une jante par des rayons tendus de faible section. The present invention relates to a method for producing a wheel made of composite materials for cycles or the like, comprising a central hub connected to a rim by means of a rim of the invention. tense rays of small section.

Dans ce type de produit qu'est la roue de cycle en général, la difficulté à vaincre est la masse de matériau qui la compose, jugée trop importante, donc lourde, et incompatible avec la performance, notamment pour la haute compétition. In this type of product that is the cycle wheel in general, the difficulty to overcome is the mass of material that composes it, considered too important, therefore heavy, and incompatible with performance, especially for high competition.

Ce qui est également recherché est la rigidité latérale de la roue, afin d'éviter sa déformation, source d'absorption d'énergie, que le cycliste devra compenser. What is also sought is the lateral stiffness of the wheel, to avoid its deformation, source of energy absorption, that the cyclist will have to compensate.

Il a donc toujours été recherché à réaliser une roue plus rigide, tout en diminuant sa masse, d'où l'essor de la roue en matériaux composites. It has therefore always been sought to make a wheel more rigid, while decreasing its mass, hence the rise of the wheel made of composite materials.

Mais des difficultés sont apparues au niveau de la mise sous tension des rayons. L'art antérieur enseigne de réaliser une jante en matériaux composites reliée, à un moyeu par des rayons métalliques traditionnels présentant l'inconvénient, au-delà de leur poids, de nécessiter autant d'écrous de25 réglage et de devoir renforcer la jante pour les accrocher. But difficulties appeared in the powering up of the spokes. The prior art teaches making a rim made of composite materials connected to a hub by conventional metal spokes having the disadvantage, beyond their weight, of requiring as many adjustment nuts and having to reinforce the rim for the rims. to hook.

Il est connu également une roue dont la jante est en matériaux composites, ainsi que les rayons, qui se présentent en forme d'épingle, dont les branches de chacun d'eux sont collées sur la jante, et dont la base initialement libre est reliée sur le moyeu mis en place ultérieurement, ayant pour effet d'écarter les épingles formant rayons, et créant ainsi leur mise sous tension. It is also known a wheel whose rim is made of composite materials, as well as the spokes, which are in the form of pin, whose branches of each of them are stuck on the rim, and whose base initially free is connected on the hub put in place later, having the effect of spreading the spokes forming pins, and thus creating their power.

A également été proposée une roue dont la jante et les rayons sont en matériaux composites, chacune des nappes formées par les rayons étant préalablement surmoulées ou collées d'une part sur la jante, et d'autre part sur deux flasques sans tension. Celle-ci est obtenue ultérieurement par l'introduction entre les flasques d'un moyeu ayant pour effet d'écarter les flasques et de tendre les rayons. It has also been proposed a wheel whose rim and spokes are made of composite materials, each of the plies formed by the spokes being previously overmolded or glued on the one hand on the rim, and on the other hand on two flanges without tension. This is obtained later by the introduction between the flanges of a hub having the effect of spreading the flanges and stretching the spokes.

Dans un cas comme dans l'autre, l'inconvénient majeur de ces procédés réside dans le fait que la tension des rayons est obtenue de manière simultanée, sans possibilité de réglage individuel, donc sans précision dans l'équilibrage des forces nécessaires pour réaliser une roue parfaitement équilibrée en tout point. In either case, the major disadvantage of these methods lies in the fact that the ray tension is obtained simultaneously, without the possibility of individual adjustment, so without precision in balancing the forces necessary to achieve a perfectly balanced wheel in every way.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur précité et concerne à cet effet un procédé de réalisation d'une roue en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central relié à une jante par des rayons tendus de faible section, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - réalisation d'un moyeu, présentant une partie centrale de section circulaire et des faces d'extrémités formant des flasques à partir desquelles s'étendent les rayons, - réalisation de deux nappes de rayons, solidarisées aux flasques du moyeu par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, - mise en place du sous-ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante, les longueurs des rayons étant telles à dépasser dudit outillage, - préalablement au collage ou au surmoulage de la jante, mise sous tension individuelle selon des valeurs prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes des rayons par des moyens de tractions externes à l'outillage, - solidarisation des rayons sur les flancs de la jante par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, - sectionnement des extrémités dépassantes des rayons. The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the aforementioned prior art and for this purpose concerns a method of producing a wheel made of composite materials for cycles or the like, comprising a central hub connected to a rim by radii stretched small section, characterized in that it comprises the following steps: - realization of a hub, having a central portion of circular section and end faces forming flanges from which the spokes extend, - realization of two plies of spokes, secured to the flanges of the hub by gluing or obtained of material with them by molding, - establishment of the subassembly thus obtained in a tool (not shown) for gluing or subsequent overmoulding of the rim, the lengths of the spokes being such to exceed said tooling, - prior to gluing or overmoulding of the rim, individual tensioning according to predefined values clamped on the protruding ends of the spokes by traction means external to the tooling, - securing the spokes on the sidewalls of the rim by gluing on it or overmolding thereof in the tooling, - severing the ends protruding rays.

L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention30 peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente en perspective une roue avant selon l'invention. The invention also relates to the features which will emerge during the following description, which should be considered in isolation or in all their possible technical combinations. This description given by way of non-limiting example, will better understand how the invention can be made with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows in perspective a front wheel according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une roue selon la figure 1. La figure 3 représente en perspective une roue arrière selon l'invention. La figure 4 représente une vue en coupe 10 transversale d'une roue selon la figure 3. La figure 5 représente en perspective une roue avant selon les figures 1 et 2, en cours de tension des rayons dans l'outillage. Les figures 6 et 7 représentent des vues en coupe 15 d'une jante symétrique ou asymétrique montrant sa liaison avec les rayons d'une roue avant ou d'une roue arrière. Le procédé concerne une roue 1 en matériaux 20 composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central 2 relié à une jante 3,3A par des rayons tendus 4A,4B de faible section. Par matériau composite, on entend un matériau 25 constitué de fibres continues (carbone, Kevlar , verre, pour ne citer que les plus courantes), imprégnées de résine thermodurcissable ou thermoplastique. La section de la jante est effilée et constituée 30 d'une gorge périphérique externe, avec ou sans rebord, destinée à recevoir le bandage constitué d'un boyau ou d'un pneumatique avec ou sans chambre. Figure 2 is a cross-sectional view of a wheel according to Figure 1. Figure 3 shows in perspective a rear wheel according to the invention. FIG. 4 represents a cross-sectional view of a wheel according to FIG. 3. FIG. 5 is a perspective view of a front wheel according to FIGS. 1 and 2, during tensioning of the spokes in the tooling. Figures 6 and 7 show sectional views of a symmetrical or asymmetrical rim showing its connection with the spokes of a front wheel or a rear wheel. The method relates to a wheel 1 of composite materials for cycles or the like, comprising a central hub 2 connected to a rim 3,3A by taut radii 4A, 4B of small section. By composite material is meant a material consisting of continuous fibers (carbon, Kevlar, glass, to name only the most common) impregnated with thermosetting or thermoplastic resin. The section of the rim is tapered and formed of an outer peripheral groove, with or without a rim, for receiving the tire or tubeless tire with or without a chamber.

La section de la jante peut-être creuse ou remplie d'un matériau alvéolaire (mousse, nid-d'abeilles...). The section of the rim may be hollow or filled with a cellular material (foam, honeycomb ...).

Les moyeux intègrent des roulements à bille, ainsi que le système de roue libre et de fixations des pignons. Ces composants ne seront pas décrits dans le présent brevet. The hubs incorporate ball bearings, as well as the freewheel system and sprocket fasteners. These components will not be described in this patent.

Selon les figures présentées, les roues sont réalisées avec 16 rayons à l'avant et 20 à l'arrière. Toutefois le nombre de rayons n'est pas limitatif. De même le principe de montage des rayons (radiaux ou croisés) n'est pas limitatif. According to the figures presented, the wheels are made with 16 spokes at the front and 20 at the rear. However, the number of spokes is not limiting. Similarly the principle of mounting radii (radial or crossed) is not limiting.

Selon l'invention, le procédé comporte les étapes suivantes . réalisation d'un moyeu 2,2A, présentant une partie centrale de section circulaire 2a et des faces d'extrémités formant des flasques 2b,2c à partir desquelles s'étendent les rayons 4A,4B, réalisation de deux nappes de rayons 4A,4B solidarisées aux flasques 2b,2c du moyeu 2,2A, par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, mise en place du sous-ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante 3,3A, les longueurs des rayons 4A,4B étant telles à dépasser dudit outillage, - préalablement au collage ou au surmoulage de la jante 3,3A, mise sous tension individuelle selon des valeurs F prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes 4Aa,4Ba des rayons 4A,4B par des moyens de tractions externes à l'outillage, solidarisation des rayons 4A,4B sur les flancs 3a,3b de la jante 3 par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, sectionnement des extrémités 4Aa,4Ba dépassantes des rayons 4A,4B. According to the invention, the method comprises the following steps. embodiment of a hub 2,2A, having a central portion of circular section 2a and end faces forming flanges 2b, 2c from which extend the spokes 4A, 4B, production of two plies of radii 4A, 4B secured to the flanges 2b, 2c of the hub 2,2A, by gluing or material obtained therefrom by molding, placing the subassembly thus obtained in a tool (not shown) intended for bonding or subsequent overmoulding of the rim 3,3A, the lengths of the spokes 4A, 4B being such to exceed said tooling, - prior to gluing or overmolding the rim 3,3A, individually energized according to predetermined values F exerted on the protruding ends 4Aa, 4Ba spokes 4A, 4B by means of external traction to the tooling, securing the spokes 4A, 4B on the sidewalls 3a, 3b of the rim 3 by gluing thereon or overmolding thereof in the tooling, sectioning 4Aa, 4Ba ends protruding radii 4A, 4B.

Ce procédé permet d'appliquer des tensions élevées et parfaitement contrôlées qui sont le gage des qualités mécaniques (rigidité et résistance aux efforts axiaux et radiaux) et dimensionnelles (voile, saut) de la roue. This process makes it possible to apply high and perfectly controlled voltages which are the guarantee of the mechanical qualities (rigidity and resistance to axial and radial forces) and dimensional (sail, jump) of the wheel.

La jante 3,3A de la roue 1,1A ainsi obtenue présente un profil comportant deux flancs de liaison concaves 3a,3b, reliés par un pont supérieur 5,5A destiné à recevoir un bandage de roue (non représenté), correspondant à deux zones internes convexes opposées 3a',3b' destinées respectivement au contact, par collage ou par surmoulage, des rayons 4A, 4B issus de chaque nappe partant de part et d'autre du moyeu 2 et traversant la jante 3,3A selon des directions F angulairement opposées. The rim 3,3A of the wheel 1,1A thus obtained has a profile comprising two concave connecting flanks 3a, 3b, connected by an upper bridge 5,5A intended to receive a tire wheel (not shown), corresponding to two zones opposite convex internal elements 3a ', 3b' respectively intended to contact, by gluing or overmoulding, the spokes 4A, 4B coming from each sheet going on either side of the hub 2 and passing through the rim 3,3A in angularly F directions opposed.

La concavité externe des flancs de la jante, et conséquemment la convexité interne, présente une zone de contact suffisante pour assurer un collage optimum des rayons Dans le cas d'une liaison par surmoulage, c'est le moule au niveau de la jante qui présentera ce profil particulier. The outer concavity of the flanks of the rim, and consequently the internal convexity, has a sufficient contact area to ensure optimum gluing of the spokes. In the case of an overmolding connection, it is the mold at the level of the rim which will present this particular profile.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les parties concaves externes 3a,3b des flancs de la jante 3,3A sont reliées au pont 5,5A les reliant par l'intermédiaire de deux zones 3c,3d, parallèles entre elles ou non, destinées aux contacts avec des patins de freinage. According to another characteristic of the invention, the external concave parts 3a, 3b of the flanks of the rim 3,3A are connected to the bridge 5,5A connecting them via two zones 3c, 3d, parallel to each other or not, intended for contacts with brake shoes.

S'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière lA (voir figures 3 et 4), le profil de la jante 3A (figure 7) est asymétrique, le plan médian P du pont 5A du bandage ne se confondant pas avec le plan P' de pénétration des rayons 4A,4B dans la jante 3A. Regarding indifferently a front wheel or a rear wheel lA (see Figures 3 and 4), the profile of the rim 3A (Figure 7) is asymmetrical, the median plane P of the bridge 5A of the bandage is not confused with the plane P 'of penetration of the spokes 4A, 4B in the rim 3A.

S'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière 1 (voir figures 1 et 2), le profil de la jante 3 (figure 6) est symétrique, le plan médian P du pont 5 du bandage se confondant avec le plan de pénétration des rayons 4A,4B dans la jante 3.20 Regarding either a front wheel or a rear wheel 1 (see Figures 1 and 2), the profile of the rim 3 (Figure 6) is symmetrical, the median plane P of the bridge 5 of the tire merges with the plan of penetration of spokes 4A, 4B into the rim 3.20

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une roue (1,1A) en matériaux composites pour cycles ou analogues, comprenant un moyeu central (2,2A) relié à une jante (3,3A) par des rayons tendus (4A,4B) de faible section, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : réalisation d'un moyeu (2,2A), présentant une partie centrale de section circulaire (2a) et des faces d'extrémités formant des flasques (2b,2c) à partir desquelles s'étendent les rayons (4A,4B), - réalisation de deux nappes de rayons (4A,4B) solidarisées aux flasques (2b,2c) du moyeu (2,2A) par collage ou obtenu de matière avec ceux-ci par moulage, mise en place du sous- ensemble ainsi obtenu dans un outillage (non représenté) destiné au collage ou au surmoulage ultérieur de la jante (3,3A), les longueurs des rayons (4A,4B) étant telles à dépasser dudit outillage, préalablement au collage ou au surmoulage de la jante (3,3A), mise sous tension individuelle selon des valeurs (F) prédéterminées exercées sur les extrémités dépassantes (4Aa,4Ba) des rayons (4A,4B) par des moyens de tractions externes à l'outillage, - solidarisation des rayons (4A,4B) sur les flancs (3a,3b) de la jante (3) par collage sur celle-ci ou surmoulage de celle-ci dans l'outillage, sectionnement des extrémités (4Aa,4Ba) dépassantes des rayons (4A,4B). A method of producing a wheel (1,1A) of composite materials for cycles or the like, comprising a central hub (2,2A) connected to a rim (3,3A) by tensioned radii (4A, 4B) of small section, characterized in that it comprises the following steps: realization of a hub (2,2A) having a central portion of circular section (2a) and end faces forming flanges (2b, 2c) to from which extend the spokes (4A, 4B), - realization of two plies of spokes (4A, 4B) secured to the flanges (2b, 2c) of the hub (2,2A) by gluing or obtained material with these by molding, placing the subassembly thus obtained in a tool (not shown) intended for gluing or subsequent overmolding of the rim (3,3A), the lengths of the spokes (4A, 4B) being such as to protrude from said tooling , prior to gluing or overmolding the rim (3,3A), individually energized according to predetermined values (F) exerted at the protruding ends (4Aa, 4Ba) of the spokes (4A, 4B) by means of traction external to the tooling, - joining of the spokes (4A, 4B) to the flanks (3a, 3b) of the rim (3) by sticking to it or overmolding it in the tool, severing the ends (4Aa, 4Ba) radiating outward (4A, 4B). 2. Roue obtenue selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce que le profil de la jante (3,3A) présente deux flancs de liaison concaves (3a,3b), reliés par un pont supérieur (5,5A) destiné à recevoir un bandage de roue (non représenté), correspondant à deux zones internes convexes opposées (3a',3b') destinées respectivement au contact, par collage ou par surmoulage, des rayons (4A,4B) issus de chaque nappe partant de part et d'autre du moyeu (2) et traversant la jante (3,3A) selon des directions (F) angulairement opposées. 2. Wheel obtained according to the method of claim 1, characterized in that the profile of the rim (3,3A) has two concave connecting flanks (3a, 3b), connected by an upper bridge (5,5A) for receiving a tire wheel (not shown), corresponding to two opposite convex inner zones (3a ', 3b') intended respectively for contact, by gluing or overmolding, of the spokes (4A, 4B) coming from each sheet going from the side and other of the hub (2) and crossing the rim (3,3A) in directions (F) angularly opposed. 3. Roue selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parties concaves externes (3a,3b) des flancs de la jante (3,3A) sont reliées au pont (5,5A) les reliant par l'intermédiaire de deux zones (3c,3d), parallèles entre elles ou non, destinées aux contacts avec des patins de freinage. 3. Wheel according to claim 2, characterized in that the external concave portions (3a, 3b) of the flanks of the rim (3,3A) are connected to the bridge (5,5A) connecting them via two zones ( 3c, 3d), parallel to each other or not, intended for contacts with braking pads. 4. Roue selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que, s'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière (1A), le profil de la jante (3A) est asymétrique, le plan médian du pont (5A) du bandage ne se confondant pas avec le plan de pénétration des rayons (4A,4B) dans la jante (3A). 4. Wheel according to one of claims 2 or 3, characterized in that, regardless of whether a front wheel or a rear wheel (1A), the profile of the rim (3A) is asymmetrical, the plane median of the deck (5A) of the tire not merging with the ray penetration plane (4A, 4B) in the rim (3A). 5. Roue selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que, s'agissant indifféremment d'une roue avant ou d'une roue arrière (1), le profil de la jante (3) est symétrique, le plan médian du pont (5) du bandage se confondant avec le plan de pénétration des rayons (4A,4B) dans la jante (3). 5. Wheel according to one of claims 2 or 3, characterized in that, regardless of whether a front wheel or a rear wheel (1), the profile of the rim (3) is symmetrical, the plane median of the bridge (5) of the tire merging with the ray penetration plane (4A, 4B) in the rim (3).