This article from the well-known French technicalist-journalist Charles Faroux describes the 1912 newly designed steel detachable wheel of the company Rudge-Whithworth. Here, it says like: „….a new wheel hub assembly…..which not only provides absolute security against loosening, but also tightens itself during operation if it has been insufficiently tightened during assembly“. Part of this article is more like a conversation between author and reader; have to get acquainted with this kind of discussing a technical item, but it’s very explaining.
Avec l’authorisation du Conservatoire numérique des Arts et Métiers (Cnum) – https://cnum.cnam.fr
Texte et photos compilé par motorracinghistory.com
La Vie Automobile 10e Année. — N° 576. – Samedi 12 octobre 1912.
La nouvelle roue amovible RUDGE-WITHWORTH modèle 1913
Nos lecteurs connaissent les nombreux succès remportés par les roues métalliques Rudge Whitworth dans toutes les épreuves qui se sont succédées depuis plusieurs années. Il semblait que le dispositif de verrouillage conçu par les ingénieurs de cette maison, ayant ainsi reçu maintes fois la consécration de la victoire, dût parcourir encore une longue carrière. C’était bien mal connaître les dirigeants de la R. W. que de les supposer capables de se reposer après tant de triomphes, car voici qu’ils lancent sur le marché une nouvelle roue amovible d’une simplicité absolument merveilleuse et même déconcertante au premier examen, et qui, étant donnée l’ingéniosité de sa conception et la notoriété de la firme qui l’a créée, est appelée à un vif succès et à un grand retentissement.
Avant de parler du mode de verrouillage, et pour bien faire comprendre son utilité et son action, posons les données du problème.
Pour permettre le montage et le démontage facile d’une roue amovible, celle-ci porte un moyeu extérieur qui peut s’emmancher à frottement doux sur un moyeu fixe porté à demeure par la fusée. Le moyeu extérieur, une fois mis en place, doit être solidarisé avec le moyeu fixe dans tous les sens afin de recevoir de celui-ci l’effort moteur et l’effort de freinage, et de ne pouvoir prendre par rapport à lui aucun jeu qui détruirait rapidement la solidité de l’assemblage. Enfin, question de la plus haute importance au point de vue de la sécurité, il faut que les deux moyeux une fois assemblés ne puissent se séparer autrement que par la volonté du conducteur, et que ni les chocs, ni les trépidations de la route, n’aient d’influence sur eux. Il faut enfin que le démontage et le remontage soient aisés, et que le système de verrouillage rende ces manœuvres faciles.
On sait comment ces différentes conditions étaient réalisées sur la roue Rudge-Whitworth. L’entraînement dû moyeu de roue par le moyeu fixe se faisaient — et se fait encore dans la nouvelle roue — au moyen de fines cannelures taillées à la fraise sur la surface externe du moyeu fixe, et sur lesquelles s’engagent des cannelures analogues portées par la surface interne du moyeu de roue. Le centrage des deux moyeux l’un sur l’autre se faisant au moyen d’une portée conique C, inclinée à 30° sur l’axe, sur laquelle vient s’appuyer le moyeu de roue muni d’une portée analogue.
Le moyeu de roue une fois mis en place sur le moyeu fixe, y est, dans tous les systèmes de roues amovibles, maintenu par un écrou qui l’applique fortement sur la partie conique et le maintien ainsi exactement centré.
Le problème posé par la roue détachable consiste simplement à empêcher cet écrou de se dé-serrer autrement que lorsqu’on fait effort sur lui au moyen d’une clé spéciale. Rappelons que dans l’ancienne roue Rudge-Whitworth, ce bloquage de l’écrou était obtenu au moyen d’un double verrouillage. ”
Un verrouillage automatique, consistant en un rochet qu’un ressort poussait constamment dans une denture portée par le moyeu fixe et inclinée dans le sens du vissage de manière à permettre le serrage et à s’opposer au desserrage; et un verrouillage de sûreté, manœuvré à la main, et qui ne pouvait fonctionner que lorsque le précédent rochet était bien en place. 11 faut reconnaître que ce système offrait une parfaite sécurité au prix d’une complication bien faible, et que, si des roues R. W. se sont détachées, cela n’a pu se produire que par suite d’une négligence inconcevable et presque criminelle de la part de celui qui s’en servait.
Or, voici que la Société Rudge-Whitworth présente aujourd’hui un nouveau montage du moyeu de roue sur le moyeu fixe, que représentent nos figures, et qui non seulement présente une sécurité absolue contre le desserrage, mais encore se serre en marche de lui-même s’il a été insuffisamment serré au montage.
Comment est donc constitué ce nouveau système ? Nos figures le montrent dans toute sa simplicité. La roue porte un moyeu de roue M (fig. 1) qui se monte sur le moyeu fixe N où des cannelures D servent à son entraînement. Une butée conique C sert au centrage des deux moyeux l’un sur l’autre et un anneau A, fileté intérieurement, se visse sur un filetage F porté par le moyeu fixe et prend appui sur le moyeu de roue par une portée conique H, maintenant ainsi énergiquement ce dernier centre entre les deux portées H et C.
Et ensuite ? C’est tout. Comment ? Et le verrouillage ? Et le verrou automatique ? Et le verrou à main, que sont-ils devenus ? Supprimés, plus de verrouillage.
Mais tout va se desserrer en marche, sous l’effet des trépidations ! —Non, au contraire, tout se bloque.
Tenez, faisons un essai. Montons notre roue, vissons l’anneau A simplement à la main, sans le serrer, et roulons un kilomètre.
Vérifiez maintenant votre anneau : il est serré à bloc, et si bien qu’il est impossible de le desserrer autrement qu’avec la clé spéciale.
Mon cher lecteur, vous êtes quelque peu ahuri de ce résultat paradoxal, et je le comprends. Vous avez vu jusqu’à présent que les trépidations sont les pires ennemis des boulons et des écrous, vous connaissez tout le mal que l’on s’est donné, et qu’on se donne encore, pour obtenir un écrou qui veuille bien ne pas se desserrer, et en voici un qui pousse l’obligeance jusqu’à se serrer de lui-même, sans aucune raison apparente. Quel est donc ce mystère ? Par quel dispositif cet étrange résultat est-il obtenu ?
Par un moyen fort simple et auquel il suffisait de penser : l’anneau A a un filetage d’un diamètre légèrement plus grand que celui du filetage du moyeu fixe N. Et il n’y a pas autre chose.
Vous ne comprenez encore pas ; attendez. Considérons, si vous le voulez bien, le schéma de la figure 3 représentant un anneau A reposant sous l’action de son poids sur un arbre B, et ayant un diamètre plus grand que lui. Faisons tourner l’arbre B dans le sens inverse de celui des aiguilles d’une montre, par exemple, et admettons que la surface de B et celle de A soient assez rugueuses pour que l’entraînement ait lieu. Que va-t-il se produire ? L’arbre A, dans son mouvement, va entraîner l’anneau B. Si le diamètre de B est, pour fixer les idées, les 2/3 de celui de A, quand B aura fait un tour, A n’aura fait que 2/3 de tour. Après une révolution, l’anneau A sera donc en retard de 1/3 de tour sur l’arbre B, et tout se sera passé comme si nous avions fait tourner A de 1/3 de tour par rapport à B supposé fixe, en sens inverse du mouvement, c’est-à-dire dans le sens des aiguilles d’une montre.
Si nous supposons maintenant que A et B sont munis d’un filetage à droite, on voit que A se sera vissé de 1/3 du pas sur l’arbre B.
Eh bien, c’est là tout le secret, et nous avons réalisé le dispositif de fixage de notre moyeu. Reportons-nous à la fig. 4 et examinons la figurine de droite. Quand l’anneau A n’est pas vissé à fond, il repose sur la partie supérieure du filetage F du moyeu N, et laisse un certain jeu entre lui et la partie inférieure de ce filetage. II est donc excentré par rapport à ce moyeu, et, si nous mettons en marche, le phénomène que nous venons de décrire va se produire. A chaque tour, A se vissera sur F d’une fraction de pas représentée par la différence des diamètres et, après un certain nombre de tours, le bloquage se produira. A ce moment, l’anneau sera centré par rapport au moyeu, à cause de la portée conique H du moyeu de roue sur lequel il vient s’appuyer. Sa position est représentée par la figurine de droite de la fig. 4 et le jeu des filets se produit entre la face intérieure du filet de l’anneau et la face extérieure du filet du moyeu.
Bien entendu, le sens du filetage doit être tel que la marche de la voiture produise le serrage. Comme ce dernier a lieu par suite du retard de l’anneau sur la rotation du moyeu, le filet devra donc tourner en sens contraire de la rotation des roues. Le pas sera à gauche pour les roues droites, à droite pour les roues gauches. Pour dévisser l’anneau, on se rappellera que la clé doit tourner dans le même sens que les roues pour la marche en avant.
Et en marche arrière, me dira-t-on ? Le desserrage ne va-t-il pas se produire ?
Si l’anneau est bloqué, aucun desserrage ne se produira, puisque aucune excentricité n’existe, ni aucun déplacement de cet anneau par rapport au moyeu fixe, Tout tourne d’une pièce, sans mouvement relatif. Si l’on desserre exprès l’anneau, il pourra continuer à se desserrer, en effet, mais son desserrage sera très lent. Il faut marcher pendant au moins un mille, pour que l’anneau se dévisse d’un seul tour. Qui donc s’amuserait à desserrer l’anneau de ses roues pour rouler ensuite des kilomètres en marche arrière ?
N’oublions pas, d’ailleurs, que lorsque l’on reprend la marche avant, le serrage se produit de lui-même : et que, une fois obtenu, la marche arrière ne l’affecte en aucune façon. Vraiment, pour perdre une roue en marche arrière, il faudrait le vouloir avec une volonté bien arrêtée et une persévérance peu commune !
Ce dispositif réalise donc un assemblage d’une sécurité parfaite. Quant à ses avantages, ils sont nombreux.
D’abord, la simplicité. Un moyeu de roue, un moyeu fixe, un anneau. C’est tout. Rien que des pièces de révolution pouvant être exécutées sur le tour; aucun organe fragile, rien qui puisse se fausser ou s’égarer, rien qui puisse accrocher, aucune saillie.
Comme organe de manœuvre, plus de clé aux profils compliqués, difficile à mettre en place : une simple clé à ergot pénétrant dans une des quatre encoches que porte l’anneau.
Comme mode opératoire, la simplicité même. On dévisse l’anneau en tournant dans le sens de rotation de la roue en marche avant, on retire la roue, on met sa remplaçante sur le moyeu fixe, on bloque. Plus de verrouillage à surveiller au remontage, plus de loquets à lever au démontage.
Avec l’ancien système, il arrivait parfois qu’après avoir bien bloqué la roue, on était tout surpris, au bout de quelques kilomètres, de la trouver complètement débloquée. Cet évènement était dû à l’interposition d’un gravier entre les butées coniques du moyeu de roue et du moyeu fixe. Ce gravier, bientôt broyé par la marche du véhicule, disparaissait en laissant du jeu entre ces deux pièces. Ici, rien de pareil à craindre, puisque la marche produit automatiquement le serrage.
Pour la même raison, il est inutile de vérifier périodiquement le serrage des roues, il est toujours parfait.
Le moyeu fixe est beaucoup plus simple de forme que l’ancien. Son montage sur les divers types de fusées d’essieux directeurs ou moteurs n’offre plus aucune difficulté en raison de sa forme cylindrique. Les cannelures sont beaucoup plus longues, assurant une meilleure liaison des deux moyeux l’un sur l’autre.
L’entretien est également grandement diminué, puisque toute la complication de l’ancien système de verrouillage a disparu. Il se limite au graissage des surfaces des moyeux qui viennent en contact ainsi que des filetages du moyeu fixe et de l’anneau. C’est tout. Quant au graissage des roulements à billes de la fusée, il se fait avec la même facilité que dans les roues ordinaires, aucun organe ne se trouvant en cet endroit. Il suffit d’enlever le chapeau E, de le remplir de graisse et de le revisser, à moins qu’on ne visse à sa place une seringue spéciale.
J’ai insisté particulièrement sur le moyeu de cette roue et sur son dispositif de bloquage, qui en constitue le j point le plus intéressant. On l’a bien compris, ce n’est nullement l’effort de torsion qui produit le serrage de l’anneau, cet effort est supporté par les cannelures et le système de bloquage y est complètement soustrait. L’anneau ne se visse qu’en roulant sur l’extrémité du moyeu fixe, par l’effet de son poids qui lui donne une certaine excentricité, en raison de son diamètre légèrement supérieur.
Remarquons encore que le serrage ; ainsi obtenu ne peut jamais être excessif, puisqu’il cesse dès que le centrage est réalisé. A ce moment, en effet, l’anneau et le moyeu étant concentriques, aucun déplacement relatif ne peut plus avoir lieu. Ajoutons que voici deux ans que ce système subit des essais aussi nombreux que rigoureux, et qui ont donné pleine satisfaction.
L’ensemble de la roue est resté ce qu’il était, car, de ce côté, c’était parfait. La résistance de cet organe a été pleinement démontrée par les différentes épreuves, principalement les courses de vitesse, auxquelles il a pris part. Que l’on songe aux efforts que les roues des Peugeot de Dieppe et du Mans ont dû supporter avec des vitesses dépassant le 180, que l’on pense aux réactions latérales subies lors des virages pris avec la maestria que l’on sait, et l’on se rendra compte que nulle démonstration ne pouvait être plus probante.
On sait que la roue comprend trois parties : le moyeu, le rayonnage, la jante. Le moyeu, nous venons de le décrire en détail. Ajoutons seulement qu’il est en acier embouti, à haute résistance.
Le rayonnage comprend trois séries de rayons : les rayons extérieurs R1 (fig. 5), les rayons internes R2 et les rayons intérieurs R3. Ces ra5rons, également en acier à haute résistance, sont renforcés à leurs deux extrémités, les deux diamètres se raccordant par un tronc de cône très allongé, de manière à éviter toute variation brusque de section. Ils sont tangents à un cercle concentrique au moyeu et implantés directement dans celui-ci et non accrochés à des joues comme dans les roues de bicyclettes, Cette dernière disposition oblige en effet à donner à l’extrémité du rayon un coude brusque qui le fait travailler au cisaillement, tandis que l’implantation dans le corps du moyeu ne lui donne qu’une faible courbure en ce point.
La jante n’a de commun avec la jante ordinaire d’une roue en bois que l’aspect extérieur. En réalité, elle est beaucoup plus forte. Pour ne pas diminuer sa résistance à l’endroit où porte l’écrou du rayon et permettre à la tête de celui-ci de s’appuyer normalement par toute sa surface, un petit bossage est embouti en ce point, et est percé ensuite pour laisser passage au rayon. L’ensemble de la roue est ensuite monté, les rayons amenés bien également à la tension voulue, et le tout émaillé au four.
On comprend aisément qu’un tel ensemble soit à la fois beaucoup plus précis et plus durable que la roue en bois. Presque toutes les roues en bois ont du faux rond quand elles sont neuves, a fortiori quand elles sont usagées. Ici, la roue est établie rigoureusement circulaire, et le reste indéfiniment.
Mes lecteurs connaissent les avantages de la roue métallique : moment d’inertie plus faible, élasticité, meilleur refroidissement, etc., qui la font moins gourmande de pneus. Ils savent qu’à ce titre je lui ai voué une tendresse dont je ne me cache pas. Aussi m’a-t-il souvent été donné d’entendre cette question : « Vous dites que la roue métallique use moins les pneus, quelle preuve en apportez-vous ? Quelles expériences précises ont été faites ? A-t-on jamais pu comparer, toutes choses égales d’ailleurs, les deux types de roues, dans des conditions d’utilisation identiques ? Y a-t-il des chiffres, enfin, établissant d’une manière indiscutable la supériorité de ce type qui vous est cher ? » Les chiffres, les voici :
La maison Daimler a relevé, sur les voitures de son service de location, la durée de 50 enveloppes montées sur roues fixes en bois, et de 50 enveloppes montées sur roues amovibles RW. Il s’agissait des mêmes voitures, faisant le même service, auxquelles on avait substitué les secondes aux premières.
Et voici la durée d’une enveloppe dans chaque cas :
Sur roue fixe en bois 2.050 milles
Sur une amovible RW 8.454 milles
Soit une augmentation de durée de 70 %.
Supposez qu’on lance demain un carburateur permettant de parcourir 170 kilomètres avec la quantité d’essence qui permettait d’en parcourir 100, avec quel empressement ne se précipiterait-on pas chez son inventeur ! Or, la dépense en pneus est supérieure à celle en carburant. Quand la roue métallique n’aurait que cet avantage, il me semble qu’elle s’imposerait.
Mais la nouvelle réalisation qu’en a donnée Rudge-Whitworth présente de plus un tel caractère de simplicité, de sécurité grâce à son bloquage automatique, une telle facilité de manœuvre lors du démontage, que son adoption supprime complètement le cauchemar de la crevaison ou de l’éclatement. Ce qui, autrefois, tournait à la calamité dans certaines circonstances : courses urgentes, voyages de nuit ou sous les intempéries, n’est plus aujourd’hui qu’un incident sans importance, et la phase la plus longue de toute l’opération est sans contredit la manœuvre du cric.
Ainsi conçue, la roue amovible métallique doit rallier tous les suffrages.
Que peut-on lui reprocher ? Les seuls arguments qu’on oppose encore à son emploi sont la difficulté de son nettoyage, et son manque d’esthétique. En ce qui concerne le premier, la maison R.-W. a créé le matériel nécessaire, une brosse ingénieusement établie qui permet d’atteindre facilement tous les recoins de la roue. Quant au second, on le faisait sonner bien haut il y a deux ans, il est plus timide aujourd’hui. C’est que, en esthétique, tout est relatif et que l’accoutumance s’est faite. La voiture automobile d’aujourd’hui paraîtrait une hideuse machine à nos grands-pères accoutumés aux carrosses dorés et rebondis, et la roue en bois, dans cinq ans, nous paraîtra inesthétique au premier chef. Et, bien avant cette date, nous saurons gré à Rudge-Whiworth de nous avoir rendu plus économique et moins pesant l’usage indispensable du pneumatique.
Charles Faroux.
Photos / clichés.
Fig. 1. — Coupe du nouveau moyeu détachable R. W.
M, moyeu de roue. — N, moyeu fixe. — C, portée conique de centrage. — D, cannelures d’entraînement. — A, anneau de bloquage. — H, butée conique de centrage de l’anneau. — F, filetage. — E, chapeau de roue.
Fig.- 2. — Les différentes pièces constitutives du moyeu R. W.
M, moyeu fixe. — F, filetage. — D, cannelures d’entraînement. — C, portée conique de centrage. — A, anneau de bloquage, vu de face. — A2, anneau de bloquage, vu d’arrière. — F, filetage. — t, trou recevant l’ergot de la clé de démontage. — E, chapeau de roue.
Fig. 3. — Schéma montrant le principe de bloquage du moyeu R. W.
A, anneau. — B, arbre tournant.
Fig. 4. — Les deux positions de l’anneau 1, avant bloquage ; 2, après bloquage.
M, moyeu de roue. — N, moyeu fixe. — A, anneau de bloquage. — F, filetage. — H, portée conique de centrage.
Fig. 5. — Coupe de la roue R. W.
M, moyeu de la roue. — N, moyeu fixe. — C, portée conique de centrage. — D, cannelure d’entraînement. — K, anneau de bloquage. — E, chapeau de roue. — H, portée de centrage de l’anneau. — F, filetage. — E, encoches de l’ergot de la clé de manœuvre. — R,, rayon extérieur. -R2, rayon interne. — R3, rayon intérieur. — J, jante. — K, extrémité renforcée des rayons. — B, bossage. — t, écrou du rayon.
Fig. 6. — La roue de rechange sur son support.
M, moyeu de roue. — A, anneau de bloquage. — E, chapeau de roue.
Fig. 7. — Le démontage de la roue.
A, anneau de bloquage. — C, clé de démontage. — E, chapeau de roue.
Fig. 8. —La roue prête à être enlevée de son support.
A, anneau de bloquage. — M, moyeu de roue. — P, chapeau de roue. — C, la clé de démontage à ergot.
Fig. 9. — La roue prêle à être mise en place
C, portée conique de centrage. — D, cannelures d’entraînement. — F, filetage. — M, moyeu de roue. — E, chapeau.
Fig. 10. — Le support de la roue de rechange.
M, moyeu lisse du support. — C, cône de centrage. — F, filetage. — E, chapeau de moyeu.
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