Amicale des Motos SNECMA BP 81 91003 EVRY Cedex |
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14 mai 2002
2ème année N° 5 |
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Page 1 : Sommaire Page 2 : Bilan AMGR Page 3 : Demande de doc Page 4 : Litterature Page 5 : Le graissage des type X Page 6 : La roue à rayons Page 7 : Années 50
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Amicale des Motos |
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RASSEMBLEMENT A
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| Rédaction Daniel David (D4) avec l’aide de Alain Chapeau , Dominique Lagant , Jean-Luc Aupépin, jean-claude Conchard (D2), Stéphane Clergerie |
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| Demandes de DOC.
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| Découvrez vite le N°90 de la revue du MOTOCYCLETTISTE
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| LE GRAISSAGE DES TYPES X
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LA ROUE A RAYONS (Par J-C CONCHARD)
Quoi de plus banal qu’une roue de vélo? Pour le profane peut-être, pour celui qui se penche sur sa technologie dans le but de comprendre et réaliser lui-même son montage, sûrement pas. Comment en est-on arrive là? Un peu d’histoire s’impose. Qui a inventé la roue? Qui le premier a planté un axe au centre d’un rouleau et fait reposer la charge sur cet axe plutôt que de la faire rouler sur sa périphérie évitant ainsi l’obligation de replacer le rouleau devant chaque fois qu’il arrive derrière ? Personne ne le sait vraiment tant cette invention est ancienne. Comment aussi imaginer la vie moderne sans elle et donc aussi sans chariot de super marché sans trottinette et sans 1oto ? L’évolution technologique de la roue à été très lente pendant des siècles. Tout au plus est-on passé de la rondelle plate tout en bois à une rondelle cerclée puis à la roue à rayons radiaux en bois, c’est cette dernière que l’on retrouve sur les premiers vélocipèdes Michaux en 1860. A partir de là les choses s’accélèrent avec le besoin d’augmenter sensib1ernent les performances du Michaux dont les pédales actionnent directement la roue avant. En effet, pour aller plus vite sans démultiplication on est obligé d’augmenter le diamètre de la roue ce qui avec la technologie en cours en 1860 conduisait rapidement à des masses prohibitives. La première idée géniale, due à un certain Rousseau , a été de modifier le mode de fonctionnement du rayon: on ne repose plus sur lui mais on se suspend a 1ui, ce qui permet de le réduire à un fil. La deuxième. conséquence de la première, a été l’obligation de trianguler le système pour obtenir la rigidité latérale: les fils sont établis suivant deux plans obliques (en fait deux cônes). La troisième moins évidente, (les grands bi ne l’avaient pas) a été de croiser les rayons pour rigidifier la roue en rotation de façon à transmettre le couple moteur des pédales à la jante. Ce dernier dispositif n’est pas nécessaire des lors qu’il n’existe pas de transmission ou de freinage au niveau du moyeu. Typiquement un Vélo Solex peut très bien se satisfaire de rayons radiaux: le moteur entraîne le pneu et le frein agit sur la jante. Ils redeviennent à la mode sur des vélos de compétition. De même le moyeu n’a vraiment fait de progrès qu’avec l’invention du roulement sur des billes permise par la maîtrise de la métallurgie de l’acier et de ses traitement thermiques. On peut dire que les bases de la roue moderne de vélo et de celle de la moto qui en d’écoule sont définies vers 1880: Jante métallique légère et creuse pour recevoir un bandage caoutchouc pneumatique ou non, moyeu sur billes et rayons croisés en acier munis d’un filetage et d’un écrou au niveau de la jante et d’une tête aplatie et recourbée enfilée dans le moyeu. Cette architecture est toujours en vigueur 120 ans plus tard. Regardons maintenant comment sont faites les roues classiques à rayons. En premier lieu. combien en faut-il? Sur une roue on peut distinguer 4 sortes de rayons: les droits et les gauches puis ceux qui partent vers l’avant (dans le sens de rotation) et ceux qui partent vers l’arrière. Si on suppose qu’ils sont en nombre égal (ce n’est pas toujours le cas, il en faut un nombre multiple de 4. En théorie 8 suffisent, la réalité est plus complexe car il faut allier des impératifs contradictoires: pour la simplicité et l’économie il en faut le moins possible, pour la solidité et la rigidité il en faut le plus possible. Pour les motards que nous sommes, le compromis quasi universel est de 36 ou 40 rayons. Les Vélo Solex en ont 32 économie oblige, certains cyclecars 48 et plus. Je ne connais pas d’exemple avec 44. Des nombre inférieurs comme 28. 24,20 et moins peuvent se rencontrer sur des vélos. Ensuite, examinons les jantes. Elles sont bien évidemment percées d’un nombre de trous équidistants identique au nombre de rayons plus un entre deux pour passer la valve. Sur les jantes anciennes et sur les vélos, il s’agit de simples trous et la tête de rayon part en biais, une rondelle spéciale est souvent nécessaire. Sur les jantes plus modernes le trou est réalisé dans un embrèvement et est sensiblement perpendiculaire à la tête de rayon. Pour ces dernières il n’y a pas d’ambiguïté sur la direction des rayons et sur la position de la valve qui doit se trouver entre deux rayons divergents pour passer le gonfleur. Puis le moyeu, il est percé d’un nombre moitié du nombre de rayons sur un des flasques et de même sur l’autre mais décalés d’un demi espace. J’ai bien évidemment un contre exemple sur un moyeu Peugeot début de siècle où les trous droite et gauche sont alignés Abordons maintenant le point le plus délicat: le croisement. Typiquement le croisement définit l’inclinaison du rayon par rapport au moyeu ou par rapport a la jante. Un rayon radial n’est pas incliné, par définition nous dirons que son croisement est de 0. Pour bien comprendre la suite quelques schémas sont nécessaires avec le cas le plus simple où il y a 36 ou 40 rayons. ou le moyeu est symétrique et la jante centrée.
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OJ= rayon de fond de jante OM= rayon de perçage du moyeu MJ= longueur du rayon en projection |
Une remarque s’impose: à croisement égal, plus le moyeu est grand plus le rayon est incliné. Le corollaire est qu’il faut plus croiser les rayons quand le moyeu est petit que quand il est grand. Une roue avec un moyeu dissymétrique (rayonnage attaché a un tambour de frein d’un côté par exemple) n’a pas forcément le même croisement à droite et à gauche. Quand on démonte une roue pour la rénover. il faut bien repérer tous ces paramètres pour la remonter sans tâtonnement. Par contre quand on part de zéro parce que la roue est manquante ou démontée sans ses rayons, il est nécessaire de retrouver ces paramètres à partir des éléments disponibles. Le moyeu donne le nombre de rayons. Le diamètre et la largeur de jante peuvent se trouver dans la littérature qui commence à être bien fournie. Reste la longueur des rayons. déterminer. II faut bien sur au préalable définir le croisement, 2 et 3 sont les plus courants. 4 est très rare en moto. et réservé au très grands moyeux avec de petites jantes ( gros 4 cames sur jante de 18 ou moins). Ces calculs font appel a des notions de géométrie simples sur les rapports dans les triangles quelconques et bien sur aussi à Pythagore. Plaçons-nous d’abord dans le plan central de la jante et regardons la roue en projection dans ce plan. Le rayon MJ est un des côté du triangle OMJ . Les deux autres côtés OM et OJ sont les rayons de perçage du moyeu et du fond de la jante. 1l font entre eux un angle a uniquement fonction du nombre de rayons et du croisement. Ses valeurs sont données dans le tableau en annexe. Dans le triangle OMJ la longueur MJ est donnée par la relation: MJ² = OM²+OJ²-2xOMxOJxCosa. Du fait de la largeur du moyeu le rayon est incliné, En se plaçant maintenant dans un plan contenant le rayon et la parallèle à l’axe de la roue qui passe dans l’axe du trou de rayon dans le moyeu on a la relation de Pythagore pour le triangle rectangle MJR : RJ²=MR²+MJ² avec RJ la longueur que l’on recherche. MR étant la demi largeur du moyeu s’il est centré. Sinon la demi largeur plus ou moins l’excentration (attention au signe !). En combinant tout ça. la longueur de notre rayon est donnée par la formule:
RJ=[OM²+OJ²+(R R/2+e)²-2xOMxOJxCosa]1 ² Pour ceux que cela intéresse. j’ai réalisé un petit programme Excel pour ne pas se fatiguer avec une calculette. NOTA: Les valeurs fournies par cette formule peuvent s’écarter de la réalité de qq millimètres car les points utilisés pour l’établir sont des points théoriques. Dans la réalité, surtout avec les perçages embrevés. l’extrémité du rayon peut être décalée latéralement et/ou radialement sur la jante. Les longueurs de rayons dans le commerce sont données par rapport a l’intérieur de la partie courbe. La formule par rapport a l’axe de la tête soit une erreur d’un demi- diamètre de fil. Abordons maintenant le montage. La méthode qui suit est issue de mon expérience et je n’affirme pas qu’il s’agit de la règle de l’art. Je fait ce montage à I’aide d’un outillage sommaire qui consiste en une grande planche avec un trou au centre pour planter l’axe du moyeu et de cales pour surélever la jante. Je commence par enfiler la moitié des rayons de l’extérieur vers l’intérieur sur le moyeu, un trou sur deux bien évidemment et sur les deux flasques. Je place ensuite l’ensemble sur le montage et je commence par mettre le premier rayon dans le trou de la jante qui suit le trou de la valve et dans le sens qui l’écarte de la valve. Il est tenu en place par un écrou vissé de deux ou trois tours. Le second rayon se place dans le trou suivant et provient de l’autre flasque et du perçage décalé d’un demi-espace dans le même sens. Le plus délicat est fait, on monte les rayons suivants alternativement toujours dans le même sens en les décalant de 4 trous sur la jante par rapport à celui qui le précède sur le même flasque. Les rayons intérieurs sont tous montés et partent tous dans le même sens, la roue n’a aucune rigidité. Les rayons extérieurs peuvent être montés. On les enfile un par de l’intérieur vers l’extérieur, ils partent bien évidemment dans l’autre sens. Comme toujours c’est le premier le plus délicat à positionner. Le croisement choisi défini dans quel trou de la jante il faut le mettre, On le détermine à partir du premier rayon qu’il croise Pour un croisement de 1, il y a un trou sur la jante entre eux ; 5 pour un croisement de 2, 9 pour 3 et 13 pour 4. Les autres rayons suivent naturellement. Evidemment tout n’est pas toujours aussi simple! Dans certain cas, principalement avec les tambours de frein. les rayons sur un des flasques sont tous montés vers l’intérieur. Dans ce cas. je monte tous les rayons intérieurs sur le moyeu, c.á.d les trois quart et je procède en commençant à mettre les 9 ou 10 rayons du tambour qui partent vers l’arrière, puis ceux du même coté qui partent vers l’avant. La roue n’a alors pas de rigidité latérale et on en profite pour installer les 9 ou 10 rayons intérieurs de l’autre coté. On termine par les rayons extérieurs que l’on enfile un par un si s’est possible ou que l’on avait enfilé avant et maintenus en faisceau par un élastique. On termine en approchant à la main tous les écrous d’une valeur approximativement égale. La roue est montée mais elle tourne comme une patate. il faut la régler. une vraie clé à rayon est fortement conseillée si on ne veut pas ovaliser les écrous qui sont assez fragiles. Deux type de défauts peuvent être constatés: le voile et le saut. Ces deux défauts ne sont pas indépendants. On corrige le premier en serrant d’un coté et détendant de l’autre, le second en serrant ou détendant les deux cotés ensembles. .Au début il faut un peu de patience. avec de l’habitude on arrive rapidement à obtenir quelque chose qui tourne à peut près rond. Ce n’est pas toujours possible quand on réutilise la jante d’origine qui a subi tous les outrages sur les routes d’époque. Un voile et un saut de plusieurs millimètres n’est pas rédhibitoire pour rouler car le pneu en absorbe une bonne partie. C’est plus gênant quand le freinage se fait sur la jante et c’est une des raisons pour Laquelle la plupart des ancêtres freinent aussi mal.
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VALEUR DE L'ANGLE ALPHA |
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CROISEMENT |
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Nombre de rayons |
1 | 2 | 3 | 4 |
| 32 | 22°30 | 45 | 67°30 | 90 |
| 36 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| 40 | 18 | 36 | 54 | 72 |
Pour les autres valeurs de croisement K et de rayons N (multiple de 4) a est donné par Ia formule: a= 720L/XK Petit programme EXCEL pour N rayons multiple de 4.
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