Charles Faroux decribes in tis article, the most important specifics of the detachable, all steel wheel of R.A.F. Definicely not being the Britisch air force, the name stands for la Société des Roues Amovibles Francaise.; the Company for French detachable wheels. At the 1912 Grand Prix at Dieppe, these wheels had quite an influence on racing car speed and behaviour, compared to the then common wooden cannon wheels. Lower weight, faster acceleration and better braking, as well as lower tyre temperatures were the most significant characteristcs of these all-steel wheels.
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° 563. – Samedi 13 Juillet 1912.
La roue amovible R. A. F.
Au moment où le Grand Prix de Dieppe vient de confirmer définitivement et d’une façon éclatante la supériorité de la roue métallique sur la roue en bois, il nous paraît intéressant de mettre sous les yeux de nos lecteurs la description d’une des plus heureuses réalisations de ces roues, la roue R. A. F. construite par la Société des Roues Amovibles Française.
Nous n’entreprendrons pas d’exposer ici les avantages de la roue métallique, nos lecteurs les connaissent. Ils savent que son poids plus faible que celui de la roue bois (et surtout que la répartition différente de ce poids, reporté principalement au moyeu, ce qui diminue le moment d’inertie) ; que son élasticité et le refroidissement plus grand qu’elle assure aux pneus lui donnent de précieuses qualités d’économie. Ils savent que son amovibilité réduit au minimum les ennuis que nous réservent les bandages, deux ou trois minutes d’un travail aisé remplaçant l’assommante et éreintante corvée de jadis, qui peut se faire à l’étape dans les meilleures conditions de confort, d’aisance et de tranquillité.
Voyons quelles sont les données du problème, nous exposerons ensuite les solutions que comporte la roue R. A. F.
Les roues avant et arrière doivent être identiques, de manière à être remplacées par les roues de rechange. La roue doit se monter rapidement, et être maintenue en place par un verrouillage présentant une sécurité absolue. Ni les chocs de la route, ni les trépidations, ni même le frôlement ou le contact d’un objet quelconque ne doivent avoir d’influence sur lui. Il doit en outre indiquer au moindre coup d’œil s’il est ouvert ou fermé. Enfin, le centrage de la roue doit être parfait, sans faux-rond et sans jeu possible, et l’entraînement des roues motrices doit être assuré rigoureusement.
Voici comment ces considérations sont réalisées. Sur chacune des fusées avant et arrière est monté un faux-moyeu.
C’est lui qui porte les roulements à billes, et, pour les roues arrière, les tambours de frein. Ces faux-moyeux sont donc dissemblables selon l’emplacement qu’ils occupent et, pour les roues motrices, selon la façon dont la roue est entraînée. La fig. 1 représente un montage de roue avant, la fig. 2 deux montages de roues arrière de voitures à cardans. Dans l’un, la roue est fixée au bout de l’arbre du différentiel, à la fois moteur et porteur, dans l’autre elle est portée, au moyen de deux roulements à billes, par le tube T du pont arrière.
Les faux-moyeux, ai-je dit, sont dissemblables selon leur destination, mais ils ont rigoureusement le même profil extérieur. Sur chacun d’eux vient se placer le moyeu proprement dit M (fig. 1 et 2) constituant, avec les rayons métalliques et la jante, la roue amovible.
Le faux-moyeu porte en c1 une partie conique servant de butée au moyeu. Celui-ci est maintenu en place par l’écrou qui se visse sur la partie filetée du faux-moyeu, et presse énergiquement le moyeu par la surface conique ce moyeu, serré entre les deux cônes c, et ci est parfaitement maintenu et ne peut prendre aucun jeu.
Son centrage est assuré par la partie cylindrique du faux moyeu, rigoureusement calibrée, sur laquelle il vient s’adapter exactement.
Quant à son entraînement, il est obtenu par la denture D du faux moyeu, qui s’engage dans une denture correspondante du moyeu. Ces deux dentures, de grandes dimensions, sont extrêmement robustes, et possèdent des entrées de dents analogues à celles des pignons de changement de vitesse, afin de faciliter la mise en place de la roue.
Une fois le moyeu placé sur le faux moyeu et l’écrou serré à fond, ces deux pièces sont entièrement solidarisées dans tous les plans, et forment bloc. Nous voyons donc que, pour mettre la roue en place, il suffit de visser l’écrou L G,2 et de le dévisser pour enlever la roue. Cet écrou, en effet, peut tourner par rapport au moyeu, mais est fixé à lui dans le sens de son axe, et forme ainsi tire-roue. Rien de plus simple, on le voit.
Mais, pour que ce système présente toute sécurité, l’écrou doit être verrouillé de manière à ne pouvoir se desserrer sous aucune influence accidentelle. A cet effet, le faux moyeu contient un barillet I) (fig. 1 et 4). Ce barillet, qu’un fort ressort pousse vers l’extérieur, est muni de deux dentures : l’une vient en prise avec une denture G (fig. 1), pratiquée sur la surface intérieure du faux moyeu, ce qui solidarise le barillet et le faux moyeu ; l’autre K vient en prise avec une denture intérieure taillée dans le chapeau de l’écrou. De cette manière, l’écrou, étant solidaire du barillet lequel est arrêté par son emprise dans le faux moyeu, est absolument maintenu et ne peut se desserrer pour quelque cause que ce soit.
Ce dispositif de verrouillage est tout à fait remarquable par sa simplicité et son efficacité, et présente de nombreux avantages. En premier lieu, il est parfaitement symétrique par rapport à l’axe, et entièrement équilibré. Ensuite, il présente une étanchéité absolue et ni la poussière, ni la boue, ni l’eau de pluie ou de lavage ne peuvent pénétrer à l’intérieur et en gêner le fonctionnement. Un simple coup d’œil permet de se rendre compte si l’enclanchement est ou non obtenu, selon que le barillet affleure ou non la face extérieure du chapeau de l’écrou. Le barillet portant une quarantaine de dents, l’engrènement est des plus faciles à obtenir. Aucune cause extérieure ne peut débloquer le dispositif de sécurité, puisque le ressort B, d’une force de 50 kilos, le maintien en place.
Enfin aucune saillie n’existe, qui puisse s’accrocher ou se détériorer quand la roue côtoie un obstacle.
Pour maintenir le barillet en place et empêcher que le ressort le projette au dehors, une gorge F (fig. 4) pratiquée dans le faux moyeu, reçoit un segmente qui s’appuie sur la denture du barillet.
La manœuvre à faire pour monter et démonter la roue est donc évidente. Pour démonter, on repoussera vers l’intérieur le barillet, en comprimant le ressort, de manière à dégager sa denture de celle du chapeau d’écrou, puis on dévissera cet écrou. La roue vient d’elle-même.
Pour remonter, on placera la roue sur le faux moyeu, et on vissera l’écrou à bloc en maintenant le barillet enfoncé.
Laisser ensuite celui-ci reprendre sa place sous la poussée de son ressort, et, si sa denture et celle du chapeau ne se pénètrent pas, augmenter légèrement le serrage, d’un petit coup sec, jusqu’à ce que l’engrènement se produise.
Pour faciliter l’opération, la société R. A. F. a établi une clé spéciale représentée par notre fig. 7. Cette clé, dont l’ouverture hexagonale s’applique exactement sur les six pans de l’écrou-chapeau, porte deux loqueteaux C et D, manœuvrables à la main, qui viennent s’engager dans la gorge dudit écrou. Un petit levier A enfoncé, en le tournant à droite, une vis E qui repousse le barillet, permettant le démonta ge de la roue. Au remontage, la roue en place et l’écrou vissé, il suffit de tourner A à gauche pour laisser revenir le barillet à sa position de verrouillage. La manœuvre, on le voit, es aussi rapide que simple.
Le faux moyeu, fixé sur la fusée, ne doit pas en être démonté. Le graissage des roulements se fait en enlevant la vis E (fig. 4) et en vissant à la place une seringue à huile ou à graisse. Si cependant on désire enlever le faux moyeu, pour visiter les roulements à billes ou les segments de freins, voici comment on opère.
On visse sur le faux moyeu le petit appareil représenté (fig. 8) et appelé extracteur. En enfonçant la vis A, on repousse le barillet, et, avec un outil pointu (chasse-goupille, soie de lime, etc.) on comprime le segment et on le fait sortir de sa gorge. En dévissant l’extracteur, barillet, segment et ressort tombent dans la main de l’opérateur. On enlève l’écrou qui maintient le faux moyeu, on remet en place l’extracteur, et, en vissant à fond la vis A, celle-ci vient s’appuyer sur l’extrémité de la fusée et fonctionne comme tire-roue. Par la manœuvre inverse, on remet tout en place.
Ceux de mes lecteurs que n’aurait pas rebutés cette description forcément un peu aride, peuvent se rendre compte que ces opérations sont infiniment plus brèves et plus faciles à exécuter qu’à décrire.
Une à deux minutes suffisent à substituer une roue à une autre. La clé spéciale n’est d’ailleurs pas indispensable ; si elle vient à manquer, le démontage de la roue n’en est pas moins possible. Il suffit de pousser énergiquement sur le barillet pour l’enfoncer, par exemple avec le manche d’un marteau appuyé contre la poitrine ou tenu par un aide, tandis qu’on desserre l’écrou-chapeau au moyen d’une grosse clé anglaise.
* * *
Je ne m’étendrai pas plus longtemps sur ce dispositif dont mes lecteurs ont sûrement apprécié l’ingéniosité et l’efficacité. Mais, je veux, avant de terminer, leur montrer à quel point et avec quel souci de la perfection mécanique les créateurs de la roue R. A. F. ont poussé l’étude des moindres détails.
Prenons, par exemple, la jante et le rayonnage. La jante n’est pas une jante quelconque de roue en bois, c’est une jante spéciale, en acier à haute résistance, renforcée à l’endroit où porteront les écrous des rayons. Pour que ceux-ci portent normalement sur toute leur surface, la jante est non pas fraisée, ce qui l’affaiblirait, mais emboutie de façon à porter de petits bossages r (fig. 1) qui sont ensuite percés dans la direction que doit prendre le rayon. Celui-ci travaille donc rigoureusement à la traction, sans subir aucun effort de flexion.
L’étude du rayonnage a d’ailleurs été particulièrement mûrie, et a conduit à adopter quatre systèmes de rayons que l’on voit en T1 T, T3 et T4, répondant ainsi à tous les genres d’efforts que la roue est appelée à subir.
Les rayons, en acier Martin résistant à 110 kilos, sont renforcés à leurs deux extrémités en R (fig. 9). Le moyeu ne porte pas de joues, ce qui évite de couder le rayon à angle droit à son extrémité et de le faire ainsi travailler au cisaillement. Le coude C’est très peu prononcé, et la tête du rayon s’appuie par une partie conique D dans une fraisure pratiquée dans le moyeu, de manière à s’appliquer correctement sur toute sa surface. On a pu ici employer le fraisage en raison de l’épaisseur plus grande du moyeu. On voit à quel point les moindres détails ont été raisonnés.
L’exécution n’est inférieure en rien à la conception.
Les ateliers, entièrement neufs, ne contiennent que des machines-outils absolument modernes. Le faux moyeu, le barillet sont décolletés dans la barre par des tours automatiques ; le moyeu, en acier à haute résistance, est embouti.
Toutes les pièces sont soigneusement calibrées et vérifiées de manière à présenter une interchangeabilité absolue. Veut-on un exemple du soin apporté aux moindres opérations ?
Le filetage de l’extrémité des rayons n’est pas obtenu par une filière, ce qui couperait les fibres du métal et diminuerait sa résistance, mais par laminage entre deux plaques animées d’un mouvement de va et vient. Le métal est en quelque sorte corroyé, étiré, et ses fibres demeurent intactes.
La roue est ensuite assemblée, les rayons amenés à la tension voulue et éprouvés au son. Elle est vérifiée, tant au point de vue de son équilibrage que de la régularité de sa forme. Et ici, nous touchons peut-être à l’une des causes qui font que la roue en bois est plus grosse mangeuse de pneus que la roue métallique.
La roue bois n’est jamais parfaitement ronde. Les différents points de la circonférence d’une roue non rigoureusement circulaire sont animés de vitesses linéaires différentes, il en résulte que le roulement des pneus sur le sol s’accompagne de glissements, ce qui ne va pas sans dommages. La roue métallique, au contraire, affecte la forme d’un cercle parfait, et la conserve indéfiniment, malgré les intempéries. C’est là certainement l’un des secrets de sa supériorité.
Enfin, l’ensemble est émaillé au four, ce qui lui donne un aspect plus élégant et plus durable que celui obtenu par la peinture.
La roue, ainsi traitée, est une véritable pièce mécanique, établie avec le même soin et la même précision que le reste de nos châssis. Voici un des vestiges de la vieille carrosserie hippomobile qui s’en va, pour le plus grand agrément des chauffeurs. Ne le regrettons pas, et souhaitons que, là où il en subsiste encore, nous ayons bientôt à enregistrer des progrès analogues à celui que la Société R. A. F. nous a apporté dans le domaine de la roue.
Charles Faroux.
Les Photos / Les clichés.
Fig. 1. — La roue R. A. F. moulée sur une fusée avant.
J, jante. — r, bossages emboutis destinés à permettre l’appui normal des écrous. — T1, T2, T3, T4, quadruple rayonnage. — c1, c2, portées coniques sur lesquelles s’appuie le moyeu. — D, denture d’entraînement. — L, écrou-chapeau. — d, partie cylindrique calibrée servant au guidage du moyeu. — G, Dentures en prise du faux-moyeu et du barillet. — K, dentures en prise du barillet et de l’écrou-chapeau. — B, ressort du barillet. — Q, écrou de blocage. — R. Roulements à billes. — N, entretoise. — F, fusée. — P, rondelle fermant l’arrière du faux-moyeu. — M. Moyeu.
Fig. 2. — Deux modes de montage arrière de la roue R. A. F. sur voilures ci cardan.
1° La roue est portée sur l’un des demi-arbres du différentiel : F, demi-arbre du différentiel. — J, extrémité filetée. — Q, écrou de blocage. — N, clavette. — M, moyeu. — A, faux-moyeu. — T, tambour de frein. — b, boulon de fixation. — r, rivet.
2° La roue est portée par le tube du pont : F, demi-arbre du différentiel. — J, extrémité filetée. — Q, écrou. — N, clavette. — T, tube du pont. — R, roulements à billes. — P, rondelle obturatrice. — A, faux-moyeu. — M, moyeu. — D, denture d’entraînement. — c15c2, portées coniques. — d, partie cylindrique. — S, tambour de frein. — b, boulon de fixation du tambour sur le faux-moyeu.
Fig. 3. — Le faux-moyeu.
E, portée conique. — D, denture d’entraînement. — G, guidage cylindrique. — H, partie filetée où se visse l’écrou-chapeau. — K, encoche servant à dégager le segment. — A, face du barillet. — B, vis de graissage. — C, denture du barillet venant en prise avec l’écrou-chapeau.
Fig. 4. — Le barillet en place.
A, faux-moyeu. — B, ressort du barillet. — C, segment maintenant le barillet en place. — G, denture en prise avec celle du faux-moyeu. — F, encoche contenant le segment. — D, denture venant en prise avec celle de l’écrou-chapeau. — E, vis dégraissage.
Fig. 5. – Le barillet, son ressort et son segment.
A, le segment. — B, le barillet. C, — le ressort.
Fig. 6. — Ensemble du faux-moyeu el de la roue.
C, portée conique. — D, denture d’entraînement. — Ë, guidage cylindrique. — F, filetage. — H, face du barillet. — M, Moyeu. — N, écrou-chapeau. — P, filetage de l’écrou-chapeau se vissant sur F.
Fig. 7. — La clé de démoulage.
A, levier servant à manœuvrer la vis E. — E, vis enfonçant le barillet. — B, support de la vis E. — C et D, loqueteaux s’engageant dans la gorge de l’écrou-chapeau
Fig. 8. — L’extracteur des faux-moyeux.
A, tige filetée s’appuyant sur l’extrémité de la fusée. — C, filetage se vissant sur le faux-moyeu. — D, partie cylindrique.
Fig., 9. — Détail d’un rayon.
B, tète conique de l’écrou. — E, écrou. — R, H, extrémités renforcées. — C, coude. D, tète conique du rayon.
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