FR2933030A1

FR2933030A1 - Wheel e.g. front wheel, for cycle i.e. bicycle, has spokes that are formed by polymerized composite material chord, where chord is laced up between hub and circular rim, and hub located on centre of circular rim

Info

Publication number: FR2933030A1
Application number: FR0854333A
Authority: FR
Inventors: Pierre Jean Martin
Original assignee: CORIMA
Current assignee: CORIMA
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-01
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: FR2933030B1

Abstract

La présente invention concerne une roue (1), en particulier pour un cycle, comportant une jante circulaire (2), un moyeu (3) central à la jante, et des rayons (4) reliant ledit moyeu (3) à ladite jante (2), et caractérisée en ce que les rayons (4) sont formés par au moins une corde (5) de matériau composite polymérisé, la corde étant lacée entre le moyeu (3) et la jante (2). L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une telle roue.The present invention relates to a wheel (1), in particular for a cycle, comprising a circular rim (2), a hub (3) central to the rim, and spokes (4) connecting said hub (3) to said rim ( 2), and characterized in that the spokes (4) are formed by at least one rope (5) of polymerized composite material, the rope being laced between the hub (3) and the rim (2). The invention also relates to a method for producing such a wheel.

Description

La présente invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation de matériels en matériaux composites à haute performance pour la pratique sportive, et plus particulièrement pour la pratique du cyclisme. L'invention concerne plus particulièrement une nouvelle roue de bicyclette dont la jante, les rayons et les corps de moyeu sont réalisés en matériau composite, notamment en un matériau comportant des fibres de carbone. Dans le domaine du cyclisme, l'amélioration des performances des pratiquants, professionnels ou amateurs est essentiellement liée à l'amélioration technique des matériels utilisés. Cette amélioration technique des matériels dépend principalement des gains réalisés sur la masse de chaque composant des bicyclettes, leur rigidité et sur leur aérodynamisme. Pour ce qui concerne les roues de bicyclettes les principaux critères de performance sont une grande rigidité, une faible masse et une faible inertie en rotation. Les paramètres de rigidité et de masse ont depuis de longues années été améliorés par l'utilisation de matériaux composites à base de fibres de carbone notamment pour la réalisation des jantes et des moyeux de roues. Jusqu'à récemment encore, les rayons de roues étaient quant à eux toujours réalisés en métal. Pour augmenter la rigidité des roues équipées de tels rayons, ces derniers sont très souvent précontraints en tension, les tensions de précontraintes pouvant atteindre 180 kilogrammes. Cependant, l'application de telles contraintes sur les rayons exige alors un renforcement de épaisseurs de matière sur la bordure de jante au niveau de laquelle les rayons sont fixés, ce qui nuit aux objectifs de réduction de la masse de la jante, et donc de la roue. Depuis peu, un certain nombre de fabricants de matériels de cyclisme a développé des roues avec des jantes en matériau composite associées à des rayons également en matériau composite qui, avec des tensions de rayons beaucoup plus basses permettent d'obtenir des roues très rigides. La baisse des tensions de rayons est intéressante car le dimensionnement de la jante et du moyeu, notamment au niveau des épaisseurs de matières peut être réduit, ce qui permet d'abaisser le poids de la roue et d'obtenir un gain d'inertie en rotation considérable. Il existe actuellement deux principales méthodes pour assembler des rayons en matériau composite à une jante et un moyeu également constitué 5 d'un même matériau, composite ou en métal : - le surmoulage, le co-moulage ou le collage des rayons dans la jante et le moyeu - la fixation des rayons fabriqués individuellement sur la jante et le moyeu avec des pièces mécaniques métalliques (tête de butée, éléments 10 filetés). La technique de surmoulage, de co-moulage ou de collage est intéressante car elle permet d'obtenir une liaison mécanique légère, rigide et résistante des rayons sur la jante et le moyeu de roue. En revanche la mise en oeuvre de cette technique peut être délicate et les réglages de voile et de 15 saut de la roue complètement assemblée ne sont pas possibles. La technique de fixation des rayons en matériau composite avec des pièces mécaniques métalliques permet d'obtenir une attache démontable et réglable mais le poids total de la roue obtenue est plus conséquent. De plus, des problèmes mécaniques de fatigue ou de dilatation différentielle peuvent 20 intervenir dans le temps au niveau de la liaison métal / matériau composite. Avec ces deux méthodes, chaque rayon est indépendant ou alors continu avec un autre. La présente invention a pour but de proposer un nouveau type de roue de cycle comprenant une jante, un moyeu et des rayons en matériau 25 composite, notamment à base de fibres de carbone, dont la masse, la rigidité et l'inertie en rotation soient optimisées et dont la fabrication soit simple, rapide et fiable. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'une roue de cycle constituée uniquement d'éléments en matériau 30 composite, notamment à base de fibres de carbone, qui ne présente pas les limites des techniques de fabrication de roues à rayons composites connues à ce jour. Ce procédé pourra aussi s'appliquer à une jante métallique et un moyeu métallique. Ainsi, selon un premier objet, la présente invention propose une roue, en particulier pour un cycle, comportant une jante circulaire, un moyeu central à la jante, et des rayons reliant ledit moyeu à ladite jante, et caractérisée en ce que les rayons sont formés par au moins une corde de matériau composite polymérisé, la corde étant lacée entre le moyeu et la jante. La roue de la présente invention présente l'avantage de présenter des rayons de matériau composite obtenus non pas par co- ou surmoulage avec la jante et le moyeu ni par assemblage mécanique mais uniquement par laçage d'au moins une corde de matériau composite passée et tirée entre la jante et le moyeu de la roue déjà fabriqués et mis en en forme, puis rigidifiée par polymérisation en étuve. Une telle roue présente une grande facilité de production tout en présentant, après polymérisation de la corde lacée formant les rayons de la roue, une très grande rigidité et inertie en rotation ainsi qu'une masse très faible. Conformément à une première caractéristique préférée de l'invention, la jante et le moyeu de la roue sont constitués d'un matériau composite comportant des nappes de fibres de carbone imprégnées de résine époxy. Toutefois, pour des matériels moins performants, ces pièces peuvent aussi être réalisées en métal. Conformément à une autre caractéristique préférée de l'invention, la corde de matériau composite comporte une âme constituée d'un faisceau de fibres de carbone unidirectionnelles imprégnées de résine époxy. De préférence, afin de conserver une bonne stabilité géométrique et une bonne cohésion fibres/résine après polymérisation, la corde composite formant les rayons comporte une tresse de fibres synthétiques, notamment de polyester, enveloppant et serrant l'âme de fibres de carbone. La corde présente ainsi de préférence une section circulaire quel que soit sont état polymérisé ou non. The present invention relates to the field of the design and production of high-performance composite material materials for sports, and more particularly for the practice of cycling. The invention relates more particularly to a new bicycle wheel whose rim, spokes and hub bodies are made of composite material, in particular a material comprising carbon fibers. In the field of cycling, improving the performance of practitioners, professionals or amateurs is mainly related to the technical improvement of the materials used. This technical improvement of the equipment depends mainly on the gains realized on the mass of each component of the bicycles, their rigidity and on their aerodynamics. With regard to the bicycle wheels, the main performance criteria are high rigidity, low mass and low rotational inertia. Rigidity and mass parameters have been improved for many years by the use of composite materials based on carbon fibers, especially for the production of wheel rims and hubs. Until recently, wheel spokes were always made of metal. To increase the rigidity of the wheels equipped with such spokes, the latter are very often prestressed in tension, prestressing tensions of up to 180 kilograms. However, the application of such constraints on the spokes then requires a strengthening of material thicknesses on the rim edge at which the spokes are fixed, which is detrimental to the objectives of reducing the mass of the rim, and therefore of wheel. Recently, a number of manufacturers of cycling materials have developed wheels with rims made of composite material associated with spokes also made of composite material which, with much lower spoke tensions, makes it possible to obtain very rigid wheels. The reduction of the spoke tensions is interesting because the dimensioning of the rim and the hub, in particular with regard to the thicknesses of materials, can be reduced, which makes it possible to lower the weight of the wheel and to obtain a gain of inertia in considerable rotation. There are currently two main methods for assembling composite material spokes to a rim and a hub also made of the same material, composite or metal: overmoulding, co-molding or gluing the spokes in the rim and the hub - the fixing of spokes made individually on the rim and hub with metal mechanical parts (thrust head, threaded elements). The overmoulding, co-molding or gluing technique is interesting because it makes it possible to obtain a light, rigid and resistant mechanical connection of the spokes on the rim and the wheel hub. On the other hand, the implementation of this technique can be tricky and the sail and jump settings of the fully assembled wheel are not possible. The technique of fixing the spokes made of composite material with metal mechanical parts makes it possible to obtain a removable and adjustable fastener but the total weight of the wheel obtained is greater. In addition, mechanical problems of fatigue or differential expansion may occur over time at the metal / composite bond. With these two methods, each ray is independent or continuous with another. The object of the present invention is to propose a new type of cycle wheel comprising a rim, a hub and spokes of composite material, in particular based on carbon fibers, whose mass, rigidity and rotational inertia are optimized and whose manufacture is simple, fast and reliable. Another object of the invention is to propose a method of manufacturing a cycle wheel constituted solely of elements made of composite material, in particular based on carbon fibers, which does not have the limitations of wheel manufacturing techniques. composite ray known to date. This method can also be applied to a metal rim and a metal hub. Thus, according to a first object, the present invention proposes a wheel, in particular for a cycle, comprising a circular rim, a hub central to the rim, and spokes connecting said hub to said rim, and characterized in that the spokes are formed by at least one rope of polymerized composite material, the rope being laced between the hub and the rim. The wheel of the present invention has the advantage of having rays of composite material obtained not by co- or overmoulding with the rim and hub nor by mechanical assembly but only by lacing at least one rope of composite material passed and pulled between the rim and wheel hub already manufactured and shaped, then stiffened by oven polymerization. Such a wheel has great ease of production while having, after polymerization of the laced rope forming the spokes of the wheel, a very high rigidity and inertia in rotation and a very low mass. According to a first preferred characteristic of the invention, the rim and the hub of the wheel consist of a composite material comprising epoxy resin impregnated carbon fiber plies. However, for less powerful equipment, these parts can also be made of metal. According to another preferred feature of the invention, the rope of composite material comprises a core consisting of a bundle of unidirectional carbon fibers impregnated with epoxy resin. Preferably, in order to maintain a good geometric stability and a good fiber / resin cohesion after polymerization, the composite ray-forming cord comprises a braid of synthetic fibers, in particular of polyester, enveloping and tightening the core of carbon fibers. The rope thus preferably has a circular section regardless of its polymerized state or not.

Toujours selon l'invention, la corde composite est lacée entre la jante et le moyeu de roue autour de renvois localisés dans la jante et le moyeu. De façon avantageuse, les renvois de jantes comportent un insert surmoulé dans la jante et comportant une gorge circulaire débouchante en deux ouvertures pour le passage de la corde dans la jante. Toutefois, un autre système de renvoi d'angle peut être imaginé, notamment avec des jantes métalliques. De façon avantageuse encore, le moyeu comporte deux flasques latéraux dans lesquels sont formées des gorges débouchant chacune en périphérie des flasques selon deux directions sécantes, lesdites gorges formant les renvois de moyeu pour la corde composite. Toujours selon l'invention, la roue comporte deux nappes de rayons continus formés d'une corde de matériau composite polymérisé et symétriques l'une de l'autre par rapport au plan de joint de la roue, c'est-à- dire le plan de symétrie de la roue perpendiculaire à l'axe du moyeu. Une telle structure procure équilibre et rigidité à la roue, et participe à la bonne inertie en rotation de la roue. Par ailleurs, conformément à une autre caractéristique avantageuse permettant d'obtenir la rigidité la plus importante de la roue, les rayons sont au sein d'une nappe appairés et couplés par paire avec les rayons de la seconde nappe dans la jante et sur les flasques du moyeu de part et d'autre du plan de joint de la roue. Selon un second objet, l'invention propose également un procédé de fabrication d'une roue telle que présentée ci-dessus, ce procédé consistant 25 essentiellement dans les étapes suivantes : a) installation d'une jante et d'un moyeu de roue sur un gabarit, b) laçage d'au moins une corde de matériau composite entre la jante et le moyeu autour de renvois procurés dans la jante et le moyeu pour former les rayons de la roue, 30 c) polymérisation de la corde de matériau composite par étuvage pour rigidifier les rayons formés entre la jante et le moyeu lors de l'étape de laçage de la corde. Still according to the invention, the composite rope is laced between the rim and the wheel hub around referrals located in the rim and the hub. Advantageously, the wheel rims comprise an insert molded into the rim and having a circular groove opening into two openings for the passage of the rope in the rim. However, another system of return angle can be imagined, especially with metal rims. Advantageously, the hub comprises two lateral flanges in which grooves are formed, each opening at the periphery of the flanges in two intersecting directions, said grooves forming the hubs of the composite rope. Still according to the invention, the wheel comprises two continuous ray plies formed of a rope of polymerized composite material and symmetrical to each other with respect to the plane of the wheel joint, that is to say the plane of symmetry of the wheel perpendicular to the axis of the hub. Such a structure provides balance and rigidity to the wheel, and contributes to the good rotational inertia of the wheel. Moreover, in accordance with another advantageous characteristic making it possible to obtain the greatest rigidity of the wheel, the spokes are within a paired web and paired with the spokes of the second web in the rim and on the flanges. hub on either side of the wheel joint plane. According to a second object, the invention also proposes a method of manufacturing a wheel as presented above, this method consisting essentially in the following steps: a) installation of a rim and a wheel hub on a template, b) lacing at least one rope of composite material between the rim and the hub around returns provided in the rim and the hub to form the spokes of the wheel, c) polymerization of the composite material rope by baking to stiffen the spokes formed between the rim and the hub during the lacing step of the rope.

Le procédé de fabrication de l'invention apparaît ainsi comme particulièrement simple et rapide, notamment en comparaison des procédés de fabrication de roues composites par co-moulage ou surmoulage, dans la mesure où il suffit d'assembler par laçage de la corde composite entre un moyeu et une jante préalablement réalisés puis de solidariser l'ensemble en étuve pour obtenir la roue finie. Bien entendu, il est souhaitable, pour obtenir les meilleures performances de roue que la jante et le moyeu soient eux aussi constitués d'un matériau composite. Néanmoins, ces composants peuvent être aussi réalisés en métal. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Sur les figures : - la figure 1 représente en perspective une roue conforme à la présente invention ; - la figure 2 représente un détail de la roue de la figure 1, montrant le passage des rayons lacés de la roue au niveau de la jante de la roue, - la figure 3 représente la roue de la figure 1 vue de face, - la figure 4 représente une vue en coupe verticale selon le plan IV-IV de la figure 3, - la figure 5 représente un détail de la figure 4 montrant le passage des rayons lacés de la roue à l'intérieur d'un insert procuré dans la jante de la roue, - la figure 6 représente un détail de la figure 4 montrant en coupe le moyeu de la roue et le mode de passage des rayons lacés dans les flasques de moyeu. La figure 1 représente une roue 1 de cycle conforme à la présente invention dans une forme préférée de réalisation. Elle comporte de façon classique une jante 2 profilée destinée à supporter sur sa périphérie un boyau ou un pneumatique de roulement (non représenté), un moyeu 3 disposé de façon centrale à la jante 2 et qui est destiné à permettre la fixation et la rotation de la roue 1 sur une fourche de vélo et des rayons 4 reliant le profil interne de la jante 2 au moyeu 3. Comme représenté sur la figure 5, la jante 2 est constituée de préférence, de façon connue en soi, d'une âme de mousse structurale 21 revêtue d'un enveloppe de matériau composite 22 composé de nappes de fibres de carbone imprégnées de résine époxy. Le moyeu 3 quant à lui, comme représenté sur la figure 6, comporte un axe central 31, traditionnellement constitué d'aluminium aux extrémités duquel sont montés deux roulements à billes 32, 33 bloqués en translation sur l'axe 31 par une entretoise 34 vers le milieu dudit axe 31 et par des paliers de montage 35 coaxiaux de l'axe 31 vers les extrémités dudit axe 31. Les roulements 32, 33 et les paliers d'extrémités 35 sont bloqués l'un contre l'autre par une bague 36 à chaque extrémité de l'axe 31 et l'ensemble est enfermé dans une enveloppe 37 formée de nappes de fibres de carbones préimprégnées de résine époxy et qui confère au moyeu une extrême rigidité et résistance, notamment en torsion, flambement et cisaillement. La roue 1 représentée est une roue avant de vélo. Toutefois, il convient de noter ici qu'une roue arrière serait parfaitement identique dans sa forme exceptée au niveau du moyeu 3, qui comporterait alors un corps de cassette coaxial à l'axe 31 du moyeu pour supporter les pignons de chaîne permettant l'entraînement du vélo. De façon originale et caractéristique de la roue 1 de l'invention, les rayons 4 de la roue 1 sont formés d'une corde 5 de matériau composite polymérisable lacée sans discontinuités autour de renvois 7, 10 localisés sur le moyeu 3 et dans la bordure interne de la jante 2 (voir figure 5). La corde 5 lacée entre jante 2 et moyeu 3 est de préférence constituée d'une âme centrale formée d'un faisceau de fibres de carbone unidirectionnelles préimprégnées de résine époxy et enveloppées et compactées dans une tresse de fibres polyester. Cette corde 5 présente avant polymérisation de la résine époxy imprégnant les fibres de carbone une souplesse permettant sa manipulation et son laçage manuel entre le moyeu 3 et la jante 2 de la roue 1. Une fois la résine polymérisée après laçage de la corde 5, cette dernière est entièrement rigide et résistante, tout particulièrement aux efforts de traction subis entre la jante 2 et le moyeu 3. La tresse polyester de la corde 5 présente l'avantage de conférer à celle-ci une bonne stabilité géométrique et lui permet de conserver une section circulaire quel que soit l'état de polymérisation de la résine imprégnant les fibres de carbones. De plus, la tresse permet avec la compression obtenue au moment du filage d'avoir un composite d'âme saint (aucune porosité). Cette compression autorise aussi la conservation de la section ronde dans une limite de courbure donnée. Le polyester constituant la tresse de la corde 5 à la propriété d'être facilement assemblable par collage ; la tresse est donc parfaitement liée à l'âme composite de fibres de carbone imprégnées et à la colle de liaison lors de la polymérisation des fibres de carbones pour rigidifier les rayons 4 de la roue après laçage. The manufacturing method of the invention thus appears to be particularly simple and fast, especially in comparison with the methods of manufacturing composite wheels by co-molding or overmolding, insofar as it is sufficient to assemble by lacing the composite rope between a hub and a rim previously made then to secure the assembly in an oven to obtain the finished wheel. Of course, it is desirable to obtain the best wheel performance that the rim and the hub are also made of a composite material. Nevertheless, these components can also be made of metal. Various other characteristics appear from the description given below with reference to the accompanying drawings which show, by way of non-limiting examples, embodiments of the subject of the invention. In the figures: - Figure 1 shows in perspective a wheel according to the present invention; FIG. 2 represents a detail of the wheel of FIG. 1, showing the passage of the laced spokes of the wheel at the level of the rim of the wheel, FIG. 3 represents the wheel of FIG. 1 seen from the front, FIG. 4 represents a view in vertical section along the plane IV-IV of FIG. 3; FIG. 5 represents a detail of FIG. 4 showing the passage of laced spokes of the wheel inside an insert provided in FIG. wheel rim, - Figure 6 shows a detail of Figure 4 showing in section the hub of the wheel and the mode of passage of laced rays in the hub flanges. Figure 1 shows a cycle wheel 1 according to the present invention in a preferred embodiment. It comprises conventionally a profiled rim 2 intended to support on its periphery a hose or a rolling tire (not shown), a hub 3 arranged centrally to the rim 2 and which is intended to allow the attachment and rotation of the wheel 1 on a bicycle fork and spokes 4 connecting the internal profile of the rim 2 to the hub 3. As shown in FIG. 5, the rim 2 preferably consists, in a manner known per se, of a web of structural foam 21 coated with an envelope of composite material 22 composed of epoxy resin impregnated carbon fiber webs. The hub 3, as shown in FIG. 6, comprises a central axis 31, traditionally made of aluminum at the ends of which are mounted two ball bearings 32, 33 locked in translation on the axis 31 by a spacer 34 towards the middle of said axis 31 and by coaxial mounting bearings 35 of the axis 31 towards the ends of said axis 31. The bearings 32, 33 and the end bearings 35 are locked against one another by a ring 36 at each end of the axis 31 and the assembly is enclosed in an envelope 37 formed of carbon fiber webs pre-impregnated with epoxy resin and which gives the hub an extreme stiffness and strength, especially in torsion, buckling and shearing. The wheel 1 shown is a bicycle front wheel. However, it should be noted here that a rear wheel would be perfectly identical in its shape except at the hub 3, which would then include a cassette body coaxial with the axis 31 of the hub to support the chain gears for training biking. In an original and characteristic manner of the wheel 1 of the invention, the spokes 4 of the wheel 1 are formed of a rope 5 of polymerizable composite material laced without discontinuities around referrals 7, 10 located on the hub 3 and in the rim internal rim 2 (see Figure 5). The rope 5 laced between rim 2 and hub 3 is preferably constituted by a central core formed of a bundle of unidirectional carbon fibers pre-impregnated with epoxy resin and wrapped and compacted in a polyester fiber braid. This rope 5 has before polymerization of the epoxy resin impregnating the carbon fibers a flexibility allowing its manipulation and its manual lacing between the hub 3 and the rim 2 of the wheel 1. Once the polymerized resin after lacing the rope 5, this The latter is entirely rigid and resistant, particularly to the tensile forces experienced between the rim 2 and the hub 3. The polyester braid of the rope 5 has the advantage of giving it good geometric stability and allows it to maintain circular section irrespective of the state of polymerization of the resin impregnating the carbon fibers. In addition, the braid allows with the compression obtained at the time of spinning to have a composite of holy soul (no porosity). This compression also allows the conservation of the round section within a given curvature limit. The polyester constituting the braid of the rope 5 has the property of being easily assembled by gluing; the braid is therefore perfectly linked to the composite core of impregnated carbon fibers and to the bonding glue during the polymerization of the carbon fibers to stiffen the spokes 4 of the wheel after lacing.

Dans l'exemple de réalisation particulier représenté sur les figures, la roue 1 comporte deux nappes de rayons 4 formés par une corde 5 telle que décrite précédemment lacées sans discontinuités entre la jante 2 et le moyeu 3. Les deux nappes de rayons 4 sont en outre symétriques par rapport au plan de joint de la roue 1, c'est-à-dire le plan de symétrie de la roue perpendiculaire à l'axe 31 du moyeu 3. Afin de permettre le laçage des cordes 5 pour former les deux nappes de rayons 4 de part et d'autre du plan de joint de la roue 1, la jante 2 et le moyeu 3 comportent des renvois 7, 10 permettant le passage et le tirage de la corde 5 entre jante et moyeu. In the particular embodiment shown in the figures, the wheel 1 comprises two plies of spokes 4 formed by a rope 5 as described above laced without discontinuities between the rim 2 and the hub 3. The two plies of spokes 4 are in contact with each other. in addition symmetrical with respect to the joint plane of the wheel 1, that is to say the plane of symmetry of the wheel perpendicular to the axis 31 of the hub 3. In order to allow the lacing of the ropes 5 to form the two plies 4 spokes on either side of the joint plane of the wheel 1, the rim 2 and the hub 3 comprise referrals 7, 10 for the passage and pulling of the rope 5 between rim and hub.

Au niveau de la jante, les renvois sont formés par six inserts 10 en matière plastique, notamment en polyuréthane, surmoulés dans la jante 2 au moment de sa fabrication. Ces inserts 10 sont maintenus dans la mousse structurale 21 de la jante et figés par plusieurs plis de composites 22 qui les maintiendront lorsque les rayons 4 de la roue 1 travailleront en traction. At the level of the rim, the references are formed by six inserts 10 made of plastic, in particular polyurethane, overmolded in the rim 2 at the time of manufacture. These inserts 10 are held in the structural foam 21 of the rim and fixed by several folds of composites 22 which will hold them when the spokes 4 of the wheel 1 work in tension.

Comme représenté sur la figure 5, les inserts 10 sont pourvus de deux gorges circulaires 11 communiquant entre elles. Ces deux gorges 11 sont adaptées pour le passage des cordes 5 formant les deux nappes de rayons 4 et permettent un ancrage de chacun desdits rayons définis par la corde 5 dans la jante sans discontinuités. Comme cela ressort notamment de la figure 2, chaque gorge 11 est débouchante par deux ouvertures 6 dans la bordure intérieure de la jante 2. Ces ouvertures 6 permettent ainsi une introduction est une sortie aisée de la corde 5 de réalisation des nappes de rayons 4 à l'intérieur de la jante 2. L'ancrage des rayons 4 dans la jante 2 est, comme on l'a vu précédemment, réalisé par l'intermédiaire d'inserts 10 en matière plastique. Ces inserts 10 doivent être facilement assemblés dans la jante 2 et résistants à la compression. Les gorges 11 formées à l'intérieur des inserts 10 pour le passage de la corde 5 dans la jante sont de préférence conçues de sorte que le rayon de courbure de la corde 5 au niveau de l'insert 10 entre les deux ouvertures débouchantes 6 de celui-ci dans la jante 2 soit proche de 5mm. Un tel rayon de courbure est particulièrement avantageux pour que les fibres de carbone de la corde 5 travaillent mécaniquement correctement. Par ailleurs, comme cela ressort des figures 2 et 5, un canal central 12 est également prévu dans les inserts 10 pour permettre l'injection d'une colle qui liera complètement les cordes 5 de chaque nappe de rayons 4 aux inserts 10 et donc à la jante 2. As shown in Figure 5, the inserts 10 are provided with two circular grooves 11 communicating with each other. These two grooves 11 are adapted for the passage of the ropes 5 forming the two plies of spokes 4 and allow anchoring each of said rays defined by the rope 5 in the rim without discontinuities. As is apparent in particular from Figure 2, each groove 11 is open through two openings 6 in the inner rim of the rim 2. These openings 6 and allow an introduction is an easy exit of the rope 5 of realization of the plies of spokes 4 to the inside of the rim 2. The anchoring of the spokes 4 in the rim 2 is, as we have seen previously, achieved by means of inserts 10 made of plastic material. These inserts 10 must be easily assembled in the rim 2 and resistant to compression. The grooves 11 formed inside the inserts 10 for the passage of the rope 5 in the rim are preferably designed so that the radius of curvature of the rope 5 at the level of the insert 10 between the two opening openings 6 this one in the rim 2 is close to 5mm. Such a radius of curvature is particularly advantageous for the carbon fibers of the rope 5 to work mechanically correctly. Furthermore, as is apparent from Figures 2 and 5, a central channel 12 is also provided in the inserts 10 to allow the injection of an adhesive which will completely bind the ropes 5 of each ply of spokes 4 inserts 10 and therefore to the rim 2.

Au niveau du moyeu 3, les renvois 7 de la corde 5 sont également formés, comme cela ressort des figures 1, 3 et 6, par des gorges 8 réalisées sur la surface externes de deux flasques 9 en matériau composite à base de fibres de carbone imprégnées de résine époxy. Ces flasques 9 sont solidaire de l'enveloppe 37 du moyeu 3, et peuvent le cas échéant être formées d'un seul tenant avec cette enveloppe 37 ou rapportée sur celle-ci. Les gorges 8 sont destinées à accueillir la corde 5 formant les rayons 4 de la roue et permettre ainsi un ancrage des rayons 4 sur le moyeu 3. Chaque flasque 9 du moyeu 3 reprend au niveau des gorges 7 de renvois de la corde 5 les angles de direction des rayons 4 formés par la corde 5 pour que ceux-ci travaillent le mieux possible en traction. Chaque rayon 4 est ainsi positionné tangent à un cercle ayant son centre sur l'axe de la roue, matérialisé par l'axe 31 du moyeu. La transmission du couple du moyeu 3 à la jante 2 est donc optimale, les rayons 4 travaillant seulement en traction et pas en flexion. Le rayon de courbure de la corde 5 dans chacune des gorges 7 est proche de 5mm pour que les fibres de carbones composant l'âme de la corde travaillent mécaniquement correctement. Les gorges 7 accueillant la corde 5 sur chacun des flasques 9 ont des dépouilles assurant une bonne immobilité de la corde 5 et donc des rayons 4. Un collage et un recouvrement par un autre flasque peuvent autoriser une liaison encastrement encore plus robuste de la corde 5 et donc des rayons 4 au niveau du moyeu 3. At the hub 3, the references 7 of the rope 5 are also formed, as is apparent from FIGS. 1, 3 and 6, by grooves 8 made on the outer surface of two flanges 9 made of composite material based on carbon fibers. impregnated with epoxy resin. These flanges 9 are integral with the casing 37 of the hub 3, and may optionally be formed integrally with the envelope 37 or reported thereon. The grooves 8 are intended to accommodate the rope 5 forming the spokes 4 of the wheel and thus allow anchoring of the spokes 4 on the hub 3. Each flange 9 of the hub 3 resumes at the grooves 7 of the rope 5 referrals angles direction of the spokes 4 formed by the rope 5 so that they work best in traction. Each spoke 4 is thus positioned tangent to a circle having its center on the axis of the wheel, materialized by the axis 31 of the hub. The torque transmission from the hub 3 to the rim 2 is optimal, the spokes 4 working only in tension and not in bending. The radius of curvature of the rope 5 in each of the grooves 7 is close to 5 mm so that the carbon fibers composing the core of the rope work mechanically correctly. The grooves 7 accommodating the rope 5 on each of the flanges 9 have scraps ensuring a good immobility of the rope 5 and therefore spokes 4. A bonding and covering by another flange can allow an even more robust connection of the rope 5 and therefore spokes 4 at the hub 3.

Pour obtenir une rigidité la plus grande possible de la roue 1, les rayons 4, au nombre de vingt quatre dans l'exemple présenté, sont de préférence couplés paire par paire : quatre rayons 4 (deux de chaque nappe symétrique) sont donc ancrés dans une même localité de la jante 2, c'est-à-dire sur un même insert 10, puis attachés symétriquement sur chacun des flasques 9 du moyeu 3 dans une des six gorges 7 formés dans ces flasques 9. Par ailleurs, de façon préférée, un angle de parapluie le plus grand possible est conservé pour favoriser ce critère. En effet, lorsqu'on applique un effort latéral sur la jante 2, certains rayons 4 travaillent en traction et en flexion. Plus les rayons 4 se trouvent parallèle à l'effort extérieur, moins ils travaillent en flexion et plus ils résistent en traction ce qui améliore la rigidité de la roue. C'est la raison pour laquelle dans la roue 1 de l'invention les flasques 9 du moyeu 3 présentent avantageusement un diamètre important, en pratique de l'ordre de 10 à 20 cm. In order to obtain the greatest possible rigidity of the wheel 1, the four spokes 4, in the example presented, are preferably coupled pairwise: four spokes 4 (two of each symmetrical layer) are thus anchored in a same locality of the rim 2, that is to say on the same insert 10, then symmetrically attached to each of the flanges 9 of the hub 3 in one of the six grooves 7 formed in these flanges 9. Moreover, preferably an umbrella angle as large as possible is maintained to favor this criterion. Indeed, when applying a lateral force on the rim 2, some spokes 4 work in traction and flexion. The more the spokes 4 are parallel to the external force, the less they work in flexion and the more they resist in traction which improves the rigidity of the wheel. This is the reason why in the wheel 1 of the invention the flanges 9 of the hub 3 advantageously have a large diameter, in practice of the order of 10 to 20 cm.

La roue 1 de l'invention s'avère particulièrement simple à réaliser, conformément au procédé décrit ci-après, qui a été conçu par les inventeurs pour être le plus simple possible en terme de nombre d'opérations et de facilité de mise en oeuvre (moulage des pièces en composite). L'utilisation de pièces métalliques a été évitée au maximum. The wheel 1 of the invention is particularly simple to achieve, in accordance with the method described below, which was designed by the inventors to be as simple as possible in terms of number of operations and ease of implementation (molding of composite parts). The use of metal parts has been avoided as much as possible.

Ce procédé prévoit l'assemblage sur un gabarit de la jante 2, du moyeu 3 et des rayons 4 de la roue 1 par laçage de deux cordes 5 entre ladite jante et ledit moyeu 3 pour réaliser deux nappes symétriques de rayons 4 appairés. Ce laçage est effectué manuellement par un opérateur, qui après avoir ancré par un moyen de son choix une première extrémité d'une corde 5 à l'état non polymérisé, réalise le laçage par passage de la corde 5 autour des renvois 7 des flasques 9 puis dans les gorges 11 des inserts 10 à l'intérieur de la jante 2 et ainsi de suite jusqu'à avoir formé une nappe de six paires de rayons 4 de chaque côté du plan de joint de la roue 1. Une fois les deux nappes terminées la seconde extrémité des cordes 5 est elle aussi ancrée par tout moyen sur un flasque 9, et l'on injecte une colle époxy dans les orifices 12 des inserts 10 pour combler les gorges 11 dans lesquels les cordes 5 sont passées. On procède ensuite à l'étuvage de l'ensemble ainsi formé à 120 °C environ pour réaliser la polymérisation des fibres de carbones imprégnés des cordes 5 afin de rigidifier les rayons 4 et de solidifier l'ancrage desdits rayons 4 au niveau des inserts 10 dans la jante 2 par polymérisation de la colle époxy préalablement injectée par les orifices 12 des inserts. L'assemblage de ces trois composants principaux de la roue 1 sur un gabarit permet d'assurer le centrage axial et médian de la jante 2 par rapport au moyeu 3. De plus, ce gabarit permet une immobilisation parfaite pendant toute la durée de polymérisation de la résine des cordes composite 5. Au moment du laçage, une tension minimum est appliquée sur chacune des cordes pour que les rayons 4 formés par ce laçage soient les plus droits possibles. Le procédé de fabrication de roue de l'invention permet d'obtenir une paire de roues 1 inférieure à 1000g, pour des jantes 2 d'une hauteur de 45 mm. Ceci représente un gain moyen de 350g sur la paire de roues par rapport à des roues équipées de jantes identiques rayonnées avec des rayons en acier inoxydable. De plus, toujours par rapport à des roues équipées de jantes et moyeux identiques mais rayonnées avec des rayons métalliques, le gain en rigidité latérale obtenu sur les roues 1 de l'invention est d'au moins 25% et le gain en inertie en rotation d'au moins 8%. This method provides assembly on a template of the rim 2, the hub 3 and the spokes 4 of the wheel 1 by lacing two ropes 5 between said rim and said hub 3 to produce two symmetrical plies of rays 4 paired. This lacing is done manually by an operator, who after having anchored by a means of his choice a first end of a rope 5 in the uncured state, makes the lacing by passage of the rope 5 around the return 7 flanges 9 then in the grooves 11 of the inserts 10 inside the rim 2 and so on until it has formed a ply of six pairs of spokes 4 on each side of the joint plane of the wheel 1. Once the two plies completed the second end of the ropes 5 is also anchored by any means on a flange 9, and an epoxy glue is injected into the orifices 12 of the inserts 10 to fill the grooves 11 in which the ropes 5 are passed. The assembly thus formed is then steamed at approximately 120 ° C. in order to carry out the polymerization of the carbon fibers impregnated with the cords 5 in order to stiffen the spokes 4 and to solidify the anchoring of said spokes 4 at the level of the inserts 10 in the rim 2 by polymerization of the epoxy adhesive previously injected through the orifices 12 of the inserts. The assembly of these three main components of the wheel 1 on a jig makes it possible to ensure the axial and median centering of the rim 2 with respect to the hub 3. Moreover, this jig allows perfect immobilization during the entire duration of the polymerization of the wheel. the resin composite strings 5. At the time of lacing, a minimum tension is applied to each of the strings so that the spokes 4 formed by this lacing are as straight as possible. The wheel manufacturing method of the invention makes it possible to obtain a pair of wheels 1 smaller than 1000 g, for rims 2 with a height of 45 mm. This represents an average gain of 350g on the pair of wheels compared to wheels equipped with identical rims radiated with stainless steel spokes. In addition, still with respect to wheels equipped with identical rims and hubs but radiated with metal spokes, the gain in lateral rigidity obtained on the wheels 1 of the invention is at least 25% and the gain in rotational inertia at least 8%.

Claims

CLAIMS 1 - Wheel (1), in particular for a cycle, comprising a circular rim (2), a hub (3) central to the rim, and spokes (4) connecting said hub (3) to said rim (2), and characterized in that the spokes (4) are formed by at least one rope (5) of polymerized composite material, the rope being laced between the hub (3) and the rim (2).

2 - A wheel according to claim 1, characterized in that the rim (2) and the hub (3) comprises referrals (7, 10) of the rope (5) for continuous lacing without discontinuities of the rope (5) between the rim and the hub to form the spokes (4).

3 - Wheel according to one of claims 1 or 2, characterized in that the rope (5) of composite material comprises a core consisting of a bundle of unidirectional carbon fibers impregnated with epoxy resin.

4 - Wheel according to claim 3, characterized in that the string (5) of composite material forming the spokes comprises a braid of synthetic fibers, in particular polyester, surrounding the core of carbon fibers.

5 - Wheel according to claim 4, characterized in that the rope (5) 20 has a circular section.

6 - Wheel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rim (2) and the hub (3) of the wheel consist of a composite material comprising epoxy resin impregnated carbon fiber sheets.

7 - Wheel according to claim 6, characterized in that the references 25 located in the rim comprise an insert (10) overmolded in the rim and having at least one circular groove (11) opening into two openings (6) for insertion then the return of the rope (5) in the rim.

8 - Wheel according to claim 6 or 7, characterized in that the hub 30 comprises two lateral flanges (9) having grooves (8) each opening at the periphery of the flanges in two intersecting directions, said grooves (8) forming the references ( 7) of the composite rope in the hub. 12

9 - Wheel according to one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises two plies of rays (4) formed by a rope (5) of polymerized composite material and symmetrical to each other with respect to seal plane of the wheel.

10 - A wheel according to claim 9, characterized in that the spokes (4) are within a paired web and coupled in pairs with the spokes of the second web in the rim (2) and on the flanges (9) of hub on both sides of the wheel joint plane.

11 - A method of producing a wheel (1) according to one of claims 1 to 10, comprising the following steps: a) installation of a rim (2) and a wheel hub (3) on a template, b) lacing at least one rope (5) of uncompacted composite material between the rim and the hub around returns (7, 10) provided in the rim and the hub to form the spokes (4). ) of the wheel, c) polymerization of the cord (5) of composite material by steaming to stiffen the spokes (4) formed between the rim (2) and the hub (3) during the lacing step of the rope.

12 - Process according to claim 11, characterized in that the lacing of the rope (5) between the rim (2) and the hub (3) is made manually.

13 - Method according to one of claims 11 or 12, wherein is carried out two plies of six pairs of spokes (4) symmetrical to each other with respect to the joint plane of the wheel (1), said plies being made by lacing at least two ropes (5) of composite material between the rim (2) and the hub (3).

14 - Method according to one of claims 11 to 13, wherein is injected before polymerization of the rope (5) in step c) an adhesive, preferably an epoxy glue, at the references (10) located in the rim (2) .30