FR2848886A1 - Process for forming a flat annular element for forming a wheel rim for a vehicle such as a tractor, involves cutting out four identical flat annular arcs from rigid metal sheet that are welded together to form wheel rim - Google Patents
Process for forming a flat annular element for forming a wheel rim for a vehicle such as a tractor, involves cutting out four identical flat annular arcs from rigid metal sheet that are welded together to form wheel rim Download PDFInfo
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé deThe present invention relates to a method of
fabrication d'un élément plat globalement annulaire tel qu'une couronne de roue par exemple destinée à adapter la roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue d'un tracteur 5 ou de tout autre véhicule et un élément plat annulaire obtenu selon ledit procédé. manufacture of a generally annular flat element such as a wheel crown for example intended to adapt the wheel to the web or the hub of said wheel of a tractor 5 or of any other vehicle and an annular flat element obtained according to said method .
Dans le domaine de la fabrication de roues d'un véhicule telles que des roues d'un tracteur par exemple, celles-ci sont classiquement constituées d'une jante 10 profilée sur laquelle est monté le pneumatique et une couronne annulaire dont le bord périphérique extérieur est soudé à la paroi intérieure de la jante permettant de recevoir les éléments de fixation de la roue à l'essieu du véhicule Il est bien connu de fabriquer lesdites couronnes 15 en découpant un disque dans une feuille de métal puis en découpant un disque concentrique de diamètre inférieur afin d'obtenir une couronne parfaitement annulaire. In the field of manufacturing vehicle wheels such as the wheels of a tractor for example, these conventionally consist of a profiled rim 10 on which the tire is mounted and an annular ring the outer peripheral edge of which is welded to the inner wall of the rim making it possible to receive the elements for fixing the wheel to the axle of the vehicle It is well known to manufacture said crowns 15 by cutting a disc from a sheet of metal and then by cutting a concentric disc of smaller diameter to obtain a perfectly annular crown.
Ce type de procédé de fabrication d'une couronne présente l'inconvénient de procurer des chutes sous forme 20 de disques qui ne sont pas toujours récupérables et qui sont alors mis au rebut, ce qui grève considérablement le cot de production de ces couronnes. This type of process for manufacturing a crown has the drawback of providing scrap in the form of discs which are not always recoverable and which are then discarded, which considerably increases the production cost of these crowns.
Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé des couronnes et des procédés de fabrication de ces 25 couronnes permettant de réduire les pertes de matière; c'est le cas, par exemple, du brevet allemand DE 4 025 064 qui décrit une couronne d'une roue d'une voiture constituée de segments courbes soudés deux à deux La couronne est formée d'au moins trois segments en forme générale de T 30 dont la barre est incurvée et munie de trous pour permettre la fixation du voile de la roue à ladite couronne Les segments en forme de T sont joints deux à deux en soudant les extrémités libres de la barre du T de deux segments adjacents, un troisième segment étant positionné en 35 chevauchement sur les deux précédents segments et soudé à ces derniers Une couronne est ainsi formée comprenant un anneau circulaire central constitué de deux épaisseurs des barres incurvées de segments en forme de T à partir duquel s'étendent radialement des pattes recourbées sont l'extrémité libre est soudée à la jante de la roue Chaque segment en forme de T dont la barre est incurvée est obtenu 5 en découpant des pièces en forme globale de T tête-bêche dans une feuille de métal, ce qui permet de réduire les pertes de matière. In order to remedy this drawback, we have already devised crowns and methods of manufacturing these crowns making it possible to reduce material losses; this is the case, for example, of the German patent DE 4,025,064 which describes a crown of a wheel of a car made up of curved segments welded two by two The crown is formed of at least three segments in the general shape of T 30, the bar of which is curved and provided with holes to allow the web of the wheel to be fixed to said crown. The T-shaped segments are joined in pairs by welding the free ends of the T bar of two adjacent segments, one third segment being positioned overlapping on the two preceding segments and welded to the latter A crown is thus formed comprising a central circular ring consisting of two thicknesses of the curved bars of T-shaped segments from which extend curved legs are the free end is welded to the rim of the wheel Each T-shaped segment whose bar is curved is obtained 5 by cutting parts in overall T shape you tumble into a sheet of metal, which reduces material waste.
Ce type de fabrication d'une couronne reste néanmoins très insuffisante pour réduire les pertes de matières ainsi 10 que le cot de fabrication des couronnes En effet, le montage de ces couronnes nécessite un grand nombre de soudures qui, en outre, affaiblissent la résistance de la couronne, et grèvent les cots de production. This type of manufacture of a crown nevertheless remains very insufficient to reduce the loss of materials as well as the cost of manufacturing crowns. In fact, the mounting of these crowns requires a large number of welds which, moreover, weaken the resistance of the crown, and encumber production costs.
L'un des buts de l'invention est donc de remédier à 15 tous ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire tel qu'une couronne de roue par exemple pour adapter une roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue, et un élément plat annulaire obtenu suivant le procédé, de conception simple 20 et permettant de réduire considérablement les pertes de matière ainsi que le cot de production de ces éléments. One of the aims of the invention is therefore to remedy all these drawbacks by proposing a method of manufacturing a generally annular flat element such as a wheel crown for example for adapting a wheel on the web or the hub. of said wheel, and a flat annular element obtained according to the method, of simple design and making it possible to considerably reduce the losses of material as well as the production cost of these elements.
A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire, remarquable en ce qu'il consiste à 25 découper au moins deux arceaux plats dans une feuille de métal rigide, puis à les assembler deux à deux par leurs extrémités radiales afin d'obtenir une couronne globalement annulaire, chaque arceau étant obtenu par la succession des étapes suivantes: on effectue une découpe suivant un 30 premier arc de cercle de centre Cl et de rayon Ri, dite ligne de coupe extérieure, puis on effectue une découpe suivant un second arc de cercle de centre C 2 et de rayon R 2, dite ligne de coupe intérieure, les centres Cl et C 2 étant alignés sur l'axe de symétrie des arcs de cercle, et 35 finalement on effectue une découpe suivant des droites reliant les extrémités radiales des lignes de coupe intérieure et extérieure. To this end, and in accordance with the invention, a method of manufacturing a generally annular flat element is proposed, remarkable in that it consists in cutting at least two flat arches from a sheet of rigid metal, then in assembling them two by two by their radial ends in order to obtain a generally annular crown, each arch being obtained by the succession of the following steps: a cut is made along a first arc of a circle with center Cl and radius Ri, called line of external cut, then a cut is made according to a second arc of a circle of center C 2 and of radius R 2, said line of internal cut, the centers Cl and C 2 being aligned on the axis of symmetry of the arcs of circle, and finally a cut is made along straight lines connecting the radial ends of the inner and outer cut lines.
Afin que la perte de matière lors de ces découpes soit minimale, le rayon Ri de la ligne de coupe extérieure est avantageusement égal au rayon R 2 de la ligne de coupe intérieure, les centres Cl et C 2 étant distincts, et la ligne de coupe extérieure d'un second arceau est 5 partiellement confondu avec la ligne de coupe intérieure d'un premier arceau. So that the loss of material during these cuts is minimal, the radius Ri of the outside cutting line is advantageously equal to the radius R 2 of the inside cutting line, the centers Cl and C 2 being distinct, and the cutting line exterior of a second hoop is partially coincident with the interior cutting line of a first hoop.
Par ailleurs, chaque segment est percé pour former au moins un trou afin de permettre le boulonnage de la couronne sur le voile de la roue et la découpe est de 10 préférence obtenue par oxycoupage. Furthermore, each segment is drilled to form at least one hole in order to allow bolting of the crown on the wheel face and the cutting is preferably obtained by flame cutting.
Enfin, l'étape d'assemblage des arceaux consiste au moins dans les étapes suivantes de chevauchement des extrémités libres de deux arceaux adjacents de telle sorte que le centre Cl du premier arceau soit confondu avec le 15 centre C'l d'un second arceau, puis de soudure des arceaux. Finally, the step of assembling the arches consists at least in the following steps of overlapping the free ends of two adjacent arches so that the center Cl of the first arch is merged with the center C'l of a second arch , then welding the poles.
Un autre objet de l'invention concerne un élément plat annulaire obtenu par le procédé remarquable en ce qu'il est constitué de N segments assemblés deux à deux pour former un élément annulaire dont le bord extérieur est 20 parfaitement annulaire, N étant supérieur ou égal à deux. Another object of the invention relates to a flat annular element obtained by the remarkable method in that it consists of N segments joined together in pairs to form an annular element whose outer edge is perfectly annular, N being greater than or equal together.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution du procédé de fabrication d'un élément plat globalement annulaire et d'un dispositif 25 obtenu selon le procédé, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un élément annulaire plat conforme à l'invention, la figure 2 est une vue de dessus d'un exemple de 30 disposition des différents segments de l'élément plat annulaire pour leurs découpes. Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of several alternative embodiments of the method for manufacturing a generally annular flat element and of a device 25 obtained according to the method, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a top view of a flat annular element according to the invention, FIG. 2 is a top view of an example of arrangement of the different segments of the flat annular element for their cutouts.
On décrira dans cet exemple non limitatif une couronne dont le bord périphérique est apte à être solidarisé par soudure sur la paroi intérieure de la jante 35 d'une roue afin de permettre l'adaptation de la roue sur le voile ou le moyeu de ladite roue. In this nonlimiting example, a crown will be described, the peripheral edge of which is capable of being joined by welding to the inner wall of the rim 35 of a wheel in order to allow the adaptation of the wheel to the web or the hub of said wheel. .
En référence à la figure 1, la couronne 1 est constituée de quatre arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' assemblés deux à deux comme il sera détaillé plus loin L'arceau 2 consiste dans un élément plat en forme d'arc de cercle dont le bord extérieur 3, c'est-à-dire le bord convexe, présente un rayon de courbure Rl de centre Cl et dont le bord 5 intérieur 4, c'est- à-dire le bord concave, présente un rayon de courbure R 2 de centre C 2, lesdits centres Cl et C 2 étant distincts et alignés sur l'axe de symétrie S de l'arceau 2 On notera que, la mesure en radian de l'arc de cercle correspondant au bord extérieur de l'arceau 2 est, 10 dans l'exemple de réalisation d'une couronne comprenant quatre arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "'1 égale à rl/2 Par ailleurs, le rayon Rl du bord extérieur 3 de l'arceau 2 est avantageusement égal au rayon R 2 du bord intérieur 4 dudit arceau 2 afin de réduire les pertes de matière lors de la 15 fabrication d'une couronne 1 comme on le verra plus loin. Referring to Figure 1, the crown 1 consists of four arches 2, 2 ', 2 ", 2"' assembled two by two as will be detailed below The arch 2 consists of a flat arc-shaped element of circle whose outer edge 3, that is to say the convex edge, has a radius of curvature Rl of center Cl and whose inner edge 4, that is to say the concave edge, has a radius of curvature R 2 with center C 2, said centers Cl and C 2 being distinct and aligned on the axis of symmetry S of the arch 2 It will be noted that, the measurement in radian of the arc of a circle corresponding to the outer edge of the hoop 2 is, 10 in the embodiment of a ring comprising four hoops 2, 2 ', 2 ", 2"' 1 equal to rl / 2 Furthermore, the radius Rl of the outer edge 3 of the hoop 2 is advantageously equal to the radius R 2 of the inner edge 4 of said hoop 2 in order to reduce the loss of material during the manufacture of a crown 1 as will be seen below.
Accessoirement, en référence à la figure 1, l'arceau 2 comprend deux trous 5 positionnés de part et d'autre de l'axe de symétrie S dudit arceau 2 afin de permettre le boulonnage de la couronne sur le voile d'une 20 roue; toutefois, il est bien évident que l'arceau 2 peut comprendre un unique trou ou plusieurs trous sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Incidentally, with reference to FIG. 1, the arch 2 comprises two holes 5 positioned on either side of the axis of symmetry S of said arch 2 in order to allow the bolting of the crown on the web of a wheel ; however, it is obvious that the arch 2 can include a single hole or several holes without departing from the scope of the invention.
De la même manière que précédemment, les arceaux 2 ', 2 ", 2 'l consistent dans un élément plat en forme d'arc de 25 cercle dont le bord extérieur présente un rayon de courbure R'l, R"li, R"'il de centre respectivement C'l, C"i 1, C"'Il et dont le bord intérieur présente un rayon de courbure R'2, R" 2, R"'2 respectivement de centre C'2, C" 2, C'2, lesdits centres C'l et C'2, C"l et C'12, C"Il et C" 12 30 étant respectivement distincts et alignés sur l'axe de symétrie de leur anneau respectif 2 ', 2 ", 2 "' De plus, chaque arceau 2 ', 2 ", 2 "' comprend deux trous 5 positionnés de part et d'autre de leur axe de symétrie. In the same way as before, the arches 2 ′, 2 ″, 2 ′ l consist of a flat element in the form of an arc of a circle, the outer edge of which has a radius of curvature R ′, R ″ li, R ″ 'il of center respectively C'l, C "i 1, C"' Il and whose inner edge has a radius of curvature R'2, R "2, R" '2 respectively of center C'2, C "2 , C'2, said centers C'l and C'2, C "l and C'12, C" Il and C "12 30 being respectively distinct and aligned on the axis of symmetry of their respective ring 2 ', 2 ", 2" 'In addition, each hoop 2', 2 ", 2" 'comprises two holes 5 positioned on either side of their axis of symmetry.
Par ailleurs, les arceaux 2, 2 ', 2 " 11, 2 "' ont leurs 35 extrémités radiales soudées deux à deux selon une ligne de soudure 6 de telle sorte que les centres Cl, C'l, C" 1, C"'Il des arceaux respectivement 2, 2 ', 2 ", 2 "' soient confondus de manière à former une couronne dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente une forme de carré à côtés convexes. Furthermore, the poles 2, 2 ', 2 "11, 2"' have their radial ends welded two by two along a weld line 6 so that the centers Cl, C'l, C "1, C" 'There arches respectively 2, 2', 2 ", 2" 'are combined so as to form a crown whose outer edge is perfectly circular and whose inner edge has the shape of a square with convex sides.
Il est bien évident que la couronne 1 peut être constituée de N arceaux assemblés deux à deux pour former 5 un élément annulaire dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente une forme de polyèdre à côtés convexes, N étant supérieur ou égal à deux, sans sortir du cadre de l'invention On observera alors que la mesure en radian de l'arc de cercle 10 correspondant au bord extérieur de chaque arceau égale à 2 l/N. It is obvious that the crown 1 can consist of N hoops assembled in pairs to form 5 an annular element whose outer edge is perfectly circular and whose inner edge has the shape of a polyhedron with convex sides, N being greater than or equal in pairs, without departing from the scope of the invention It will then be observed that the measurement in radian of the arc of a circle 10 corresponding to the outer edge of each hoop equal to 2 l / N.
On décrira maintenant le procédé de fabrication d'une couronne constituée de quatre arceaux en référence aux figures 1 et 2. The process for manufacturing a crown made up of four arches will now be described with reference to FIGS. 1 and 2.
Le procédé de fabrication d'une couronne consiste, en référence à la figure 2, à découper dans une feuille de métal rigide 7, globalement rectangulaire, un premier arceau 2 en découpant ladite feuille 7 suivant un premier arc de cercle de centre Cl et de rayon Rl, dite ligne de 20 coupe extérieure, qui correspond au bord extérieur 3 dudit premier arceau 2, puis à découper suivant un second arc de cercle de centre C 2 et de rayon R 2, dite ligne de coupe intérieure, qui correspond au bord intérieur 4 de l'arceau 2, les centres Cl et C 2 étant alignés sur l'axe de 25 symétrie S des arcs de cercle, et finalement à découper la feuille 7 suivant des droites reliant les extrémités libres du premier arc de cercle correspondant au bord extérieur 3 de l'arceau 2 au centre Cl dudit arc de cercle jusqu'au second arc de cercle correspondant au bord intérieur 4 30 dudit arceau 2. The method of manufacturing a crown consists, with reference to FIG. 2, of cutting a first arch 2 from a rigid metal sheet 7, generally rectangular, by cutting said sheet 7 along a first arc of a circle with center C1 and radius R1, called the outside cutting line, which corresponds to the outside edge 3 of said first hoop 2, then to be cut along a second arc of a circle with center C 2 and of radius R 2, said inside cutting line, which corresponds to the edge inside 4 of the arch 2, the centers Cl and C 2 being aligned on the axis of symmetry S of the arcs of a circle, and finally cutting the sheet 7 along straight lines connecting the free ends of the first arc corresponding to the outer edge 3 of the hoop 2 at the center Cl of said arc of a circle up to the second arc of a circle corresponding to the inner edge 4 of said hoop 2.
De la même manière, les arceaux plats 2, 2 ', 2 ", 2 "' sont obtenus en découpant ladite feuille 7 suivant un premier arc de cercle de centre Cl', C"l et C"'l et de rayon R'l, R"l et R"'l, dites lignes de coupe extérieure, 35 puis en découpant suivant de seconds arcs de cercle de centre C 2 ', C 2 ", C 2 "' et de rayon R 2 ', R 2 ", R 2 "', dites lignes de coupe intérieure, les centres C'l, C"l, C"'l et C'2, C" 2, C"'2 étant alignés sur l'axe de symétrie des arcs de cercle, et finalement en découpant la feuille 7 suivant des droites reliant les extrémités radiales des lignes de coupe extérieure à leurs centres respectivement C'l, C"l, C"'l jusqu'à la ligne de coupe intérieure. In the same way, the flat arches 2, 2 ', 2 ", 2"' are obtained by cutting said sheet 7 along a first arc of a circle with center Cl ', C "l and C"' l and radius R ' l, R "l and R" 'l, say exterior cutting lines, 35 then by cutting along second arcs of a circle with center C 2', C 2 ", C 2" 'and of radius R 2', R 2 ", R 2" ', say interior cutting lines, the centers C'l, C "l, C"' l and C'2, C "2, C" '2 being aligned on the axis of symmetry of the arcs in a circle, and finally by cutting the sheet 7 along straight lines connecting the radial ends of the outer cut lines to their centers respectively C'l, C "l, C" 'l up to the inner cut line.
Afin de réduire les pertes de matière lors de la découpe des arceaux 2, 2 ', 2 ", 21 ' dans la feuille 7, la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 ' est avantageusement confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2, la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 " 10 est confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2 ' et la ligne de coupe extérieure de l'arceau 2 "' est confondue avec la ligne de coupe intérieure de l'arceau 2 ". In order to reduce material losses when cutting the hoops 2, 2 ', 2 ", 21' in the sheet 7, the outer cutting line of the hoop 2 'is advantageously coincident with the inner cutting line of the 'hoop 2, the outer cutting line of the hoop 2 "10 is merged with the inner cutting line of the hoop 2' and the outer cutting line of the hoop 2" 'is merged with the cutting line inside the hoop 2 ".
De plus, les rayons Rl, R'l, R"l, R'll, des lignes de coupe extérieure des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' et les rayons R 2, R'2, 15 R" 2, R'" 2 des lignes de coupe intérieure sont égaux et ont pour valeur le rayon interne de la jante de la roue à laquelle la couronne doit être soudée. In addition, the radii Rl, R'l, R "l, R'll, of the outer cutting lines of the poles 2, 2 ', 2", 2 "' and the radii R 2, R'2, 15 R" 2, R '"2 of the interior cutting lines are equal and have for value the internal radius of the rim of the wheel to which the crown is to be welded.
Accessoirement, en référence à la figure 2, chaque arceau 2, 2 ', 2 " 1, 2 "' est percé pour former deux trous 5 20 positionnés de part et d'autre de l'axe de symétrie S des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 'l afin de permettre le boulonnage de la couronne 1 sur le voile de la roue. Incidentally, with reference to FIG. 2, each hoop 2, 2 ', 2 "1, 2"' is drilled to form two holes 5 20 positioned on either side of the axis of symmetry S of the hoops 2, 2 ', 2 ", 2' l to allow the bolting of the crown 1 on the wheel face.
Il est bien évident, que chaque arceau 2, 2 ', 2 ", 2 ' peut être percé pour former un ou plusieurs trous afin de 25 permettre ledit boulonnage sans pour autant sortir du cadre de l'invention. It is obvious that each hoop 2, 2 ', 2 ", 2' can be drilled to form one or more holes in order to allow said bolting without going beyond the ambit of the invention.
Par ailleurs, la découpe des arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' est avantageusement obtenue par oxycoupage; toutefois, la découpe de ces arceaux peut être obtenue selon n'importe 30 quel procédé de découpe bien connu de l'homme de l'art. Furthermore, the cutting of the hoops 2, 2 ', 2 ", 2"' is advantageously obtained by flame cutting; however, the cutting of these arches can be obtained by any cutting method well known to those skilled in the art.
En référence à la figure 1, les arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 ' ainsi découpés dans la feuille 7, sont alors rassemblés en raboutant les extrémités libres de deux arceaux 2/2 ', 2 '/2 ", 2 "/2 "', 2 '"/2, de telle sorte que les centres Cl, C'l, 35 C"l, C"'l, soient confondus, puis en soudant lesdits arceaux 2, 2 ', 2 ", 2 "' suivant une ligne de soudure 6 afin de former une couronne annulaire dont le bord extérieur est parfaitement circulaire et dont le bord intérieur présente -.7 une forme de carré à côtés convexes. With reference to FIG. 1, the poles 2, 2 ', 2 ", 2' thus cut from the sheet 7, are then assembled by joining the free ends of two poles 2/2 ', 2' / 2", 2 " / 2 "', 2'" / 2, so that the centers Cl, C'l, 35 C "l, C" 'l, are merged, then by welding said arches 2, 2', 2 ", 2 "'along a weld line 6 to form an annular ring whose outer edge is perfectly circular and whose inner edge has -.7 a square shape with convex sides.
Enfin, il va de soi que le procédé de fabrication d'une couronne destinée à être soudée au bord intérieur d'une jante d'une roue peut être adapté à la fabrication de 5 tout élément plat globalement annulaire et que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant au domaine d'application de l'invention. Finally, it goes without saying that the method of manufacturing a crown intended to be welded to the inner edge of a rim of a wheel can be adapted to the manufacture of any generally annular flat element and that the examples that the we just gave are only specific illustrations, in no way limiting as to the field of application of the invention.
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