Jantes creuse sans rayons

Hello, pour les usagers ne voulant pas faire trop de compromis, un point important est la largeur du véhicule. Nous chez VeMoo, on veut rester sous les 80cm de large.

De ce point de vue là, même les roues de vélo étroites sont encombrantes en largeur, comparées à ce qui se fait ailleurs : les jantes de roues de voitures et camions sont telles que le pivot de direction et le frein (voire un réducteur de transmission) sont dans le volume de la jante. Alors que sur nos engins, le rayonnage de la roue repousse les éléments hors de la roue. Ce problème est encore + délicat sur un essieu directeur qui complique le compromis largeur hors-tout / maniabilité (rappel au neutre pas trop fort).

Un commun pourrait être de développer des jantes de vélos sans rayons, a la manière des jantes en tôles du monde automobile. Cela faciliterait la conception d’engin pas trop large et disposant d’une direction légère. Nous avons vu il y a plus d’un an une réalisation artisanale en carbone sur le forum velorizontal, mais la solution basique en tôle nous semble plus durable et accessible. L’équipe drymer.nl l’a fait aussi, sur des roues de 20 pouces.

Après définition d’un besoin commun, il faut des compétences mécanique/calcul pour la définition et trouver un industriel francais intéressé pour la fabrication.
Qu’en dites vous ?

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bonsoir,
faire une roue en tôle est tout à fait réalisable; mais :

  • ça va coûter horriblement cher (emboutissage des différentes pièces, puis soudure , équilibrage …)
  • ça va peser un poids monstrueux (env 6 kg/roue juste pour le flasque si plein)

Une paire de roues mavic coûte moins de 300 € au détail et pèse moins de 2 kg.

les flasques ont l’air très épaisses (2 mm ?) : Drymer Two - Drymer Drymer

Vu les dégagements nécessaires autour des roues, je ne suis pas sûr qu’il y ait beaucoup à gagner au final). Avec le débattement des roues, sur 800 mm de large, il va vous rester 400 mm utilisable.

Bonjour Emmanuel,
merci de ta participation. Tu as certainement raison, l’emboutissage est une cible, pour réduire les coûts, mais nécessite un travail en commun pour partager les investissements. C’est pour ca que je soumets l’idée.
Mais il y a quelque chose qu’on ne saisit pas : Tu te places comment ?

  • en tant que personne intéressée par l’idée pour ton propre projet concret ? (Si on se rend compte qu’on est les seuls intéressés, c’est peut-être qu’on se trompe de « problème » !)
  • ou en tant que expert mécanique qui aurait réellement les compétences pour affiner un/des cahier(s) des charges puis définir et dimensionner un produit industriel de grande série (pour pouvoir le juger sur des études factuelles ou de solides expériences très similaires )

Pour avancer, qu’y aurait-il dans le cahier des charges :

  • masse de la jante effectivement, largeur et diamètre de roues ? On trouve pas mal de 20" et 26", mais également du 24. Interfaces mécaniques !
  • Usage : quelle charge, caractérisation des différents chocs à prendre en compte, capacité de transmission de couple, direction de la charge (véhicule avec roulis ou sans roulis, ca peut changer beaucoup de choses au dimensionnement).

N’hésitez pas à ajouter des sujets à faire apparaitre dans un cahier des charges.

Cordialement,
Arnaud.

Hello @arnaudvemoo connais tu http://cargobike-wheels.com/ ?

C’est très joli.
j’ai contacté le propriétaire du site.
Les jantes sont en PA6.6 chargé 60% fibre de verre.
Le prix est d’environ 45 €/roue.
Il y a des roues à 75 kg et 150 kg de charge statique. Cela doit pouvoir faire 50 kg et 100 kg de charge dynamique par roue.

Bonsoir,
on va dire que je suis plutôt dans la catégorie expertise (je travaille depuis 25 ans dans l’industrie auto).
Si la roue proposé par Nicolas ci-dessous vous convient, je vous incite à vous orienter vers elle.

Si vous souhaitez réaliser une roue, il vous faut :

  • une jante acier : Jante Acier Vélo Chrome 26" 140 Rayons
  • un moyeu acier
  • Faire découper le flasque de roue
  • Trouver quelqu’un à même de souder cela correctement
  • Faire l’équilibrage de cette roue
  • Peindre l’ensemble

Pour le découpage du flasque :

  • Emboutissage : je pense qu’il faut env 20 k€ pour faire un outil.
  • Découpe laser ou jet d’eau (avec une préférence pour le jet d’eau). - il va y avoir un peu d’invest pour faire développer le programme de découpe, mais après vous payez à la pièce. : https://www.hfmetal.fr/tole-sur-mesure/decoupage-tole-jet-d-eau/

En terme de taille : plus une roue est grande, plus elle est confortable (elle est insensible aux petits trous dans la route), par contre son encombrement est très pénalisant et elle manque de rigidité transversale.

Bonjour @nledouarec , nous avions repéré ces roues sur des cargos, mais n’avions jamais pris le temps de rechercher l’origine. Merci beaucoup pour l’info Nicolas, merci la fabmob !
C’est très intéressant, avec un mode de production différent de mon a-priori. Ce type de roue permettrait déjà de gagner au total 4 ou 5 cm de largeur de voie, ce qui est vraiment intéressant !
(Malheureusement on est en 26" pour le moment et eux ne font que du 20", donc pour notre second proto c’est cuit).
Info très précieuse, merci encore !

hello @manu928 , merci pour la précision sur ton positionnement.

Il y a cela aussi : Roue en alliage de magnésium 26 pouces, moyeu de roue en alliage de magnésium 5/6 avec couteau, jante de vélo de montagne, volant d'inertie | AliExpress

Bonjour Arnaud,
J’ai aussi un probléme de jantes sur mes PedaloCabs car j’ai des jantes en 24 pouces et sur les protos 1 & 2 j’ai été confrontés a de nombreuses ruptures de rayons car les roues sont soumises à des efforts tranchants (le véhicule ne ce couche pas dans les virages) et doivent reprendrent le couple de transmission et les chocs.
Je me suis fait des jantes a voiles pleins en carbone sur le proto 2 pour resoudre ce probléme et depuis je n’ai plus de problémes.
Pour la séries je voulais installer les jantes a batons en magnesium 26´´ mais elles sont toutes et uniquement fabriquées en chine :=(
La solution en PA6.6 est pas mal mais elles sont trop petite pour moi et de faire usiner un moule uniquement pour mon application c’est impayable. Par contre si nous sommes plusieurs interessés…

Salutations de Munich
Benoit

une question @arnaudvemoo et @cargo84 . qu’est ce qui vous a fait choisir du 26" ?

naivement j’aurai pensé que pour réduire le poids on cherche le diamètre minimal qui réponde a une sensation de « confort » cible… est ce que 26" est ce diametre minimal pour vos objets ?

sinon il faudrait mettre dans la boucle urbaner et midipile qui ont du se poser les memes questions…

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Je ne suis pas convaincu que des petites roues soient plus confortables.
Les VTT sont passés en 30 ans de 26´´ à 28´´ pour etre maintenant a 29´´ et ce n’est pas sans raisons.
Pour moi le choix de 24 ou 26 est un moyen de me passer d’amortisseurs et d’utiliser les pneus pour le franchissement de trotoires ou rouler sur la neige fraiche, sans compter une distance parcourue par tour de roue superieure.
En plus le 26´´ et répandu et permet (theoriquement) d’avoir des couts moindres.

Bonjour Benoit,
vu le kilométrage que tu as fait sur ton premier proto, le poids peut-être plus important qu’un vélomobile (?) et le petit rayon de braquage ( très pratique), on se dit que c’est logique que tu ais eu de la casse de rayons sur ton engin qui ne s’incline pas (tu cumules « tous » les critères négatifs). J’imagine que les projets ORNI (parfosi nettement plus lourds) qui n’ont pas de roulis ont tous ce sujet en tête. Il existe des roues à rayons ou non qui sont « renforcées »… pour des vélos chargés et qui s’inclinent. Sur les engins qui ne s’inclinent pas, je ne sais pas ce que ca vaut. Et je ne sais pas quelles roues tu avais (fauteuil PMR sur des photos). Bref, comme dit @nledouarec c’est clairement un problème commun à beaucoup de projets. Mais c’est avant tout une question de tenue mécanique, sur laquelle chaque projet ajoute ou pas un problème d’encombrement…
Pour notre part, le roulis réduit le problème de tenue mécanique… mais il nous apporte + de problème d’encombrement. Et les roues magnésium faite pour le vélo n’apporte aucune réponse à notre problème d’encombrement.

A confirmer avec des mécaniciens plus pointus que moi qui pourront chiffrer les contraintes dans nos usages variés, 1 ou 2 sujets séparés ? Quelqu’un ?

Arnaud

@nledouarec , on est en 26" pour le moment pour des questions d’efficacité/vitesse, de confort, de « standard » (mais c’est changeant comme le dit @cargo84, et plus de choix de pneu pour le moment), et ça joue sur le design. Mais ce n’est pas certain qu’on reste aussi grand, en raison de l’encombrement bien entendu (on a fait pas mal de versions 20" et 26" en CAO…, ce n’est pas figé).
Pour le confort, on ne sait pas évaluer si la dégradation en descendant à 20" est encore acceptable, c’est du feeling. Et sur un engin « pied en avant », le confort ne pourra peut-être venir que d’amortisseurs ???
Et ca dépend de l’usage.
Pour le poids, le changement de taille de roues amène tellement d’autres changements que le poids de la roue seule ne nous semble pas un critère prépondérant.
Arnaud

Une roue plus grande est plus confortable (une petite roue va plus facilement tomber dans les trous).
Concernant les efforts en virage, un train avant qui s’incline (comme un vélo normal) maintien les efforts dans le plan de la roue. Un train qui reste droit transfère tous les efforts dans un plan perpendiculaire à la roue.

Faire un train avant qui s’incline est beaucoup plus complexe et nécessite un encombrement plus important.
Un train avant « fixe » va nécessiter des roues plus robustes.

Je pense que le ratio bénéfice/effort est en faveur du train non inclinable.

Je prends un véhicule :
poids maxi : 200 kg
3 roues au total → 67 kg de poids par roue
2 roues avant freinées (la roue AR n’est pas freinée)
Vmax = 50 km/h
Decel max : 1g
Effort Lateral Max : 0,5g

Effort sur la roue à vitesse constante : 67 kg

On obtient l’effort vertical à la roue pour un point en fonction de l’angle (0 = contact avec le sol)
On voit une oscillation qui est due à la déformation de la jante sous son propre poids du à la force centrifuge

effort vert a la roue

Effort sur la roue au freinage : 125 kg
Au freinage, il y a un transfert de masse vers l’avant. Il dépend de la hauteur du centre de gravité du véhicule et de sa position par rapport aux roues. En première approche, on peut considérer 10%.
L’effort sur la roue avant = Poids avant + Poids x hauteur du centre de gravité / empattement du véhicule.

Avec 2 roues freinées, j’ai un effort de décélération de 100 kg/roue et un poids apparent de 73 kg
On a donc un effort combiné sur la roue de 125 kg.

Effort lateral : 34 kg

Pour l’accélération en virage, je considère un effort latéral max de 0,5g stabilisé.
Une voiture est en général capable de > 0,8g d’accélération latérale stablisé.
En terme de freinage, 80% des freinages sont inférieurs à 0,2g.
Dans ce cas, on arrive à 34kg d’effort transversal.

Avec un train avant qui s’incline en virage, il faut considérer un effort de 75 kg dans le plan de la roue. Donc un effort inférieur à celui en freinage.

L’effort latéral sur la roue se gère aussi avec le carrossage et la géométrie du train.

Sur l’effort latéral, on a aussi un phénomène de transfert de masse; La roue extérieure est plus chargée que la roue intérieure. L’impact est plus fort qu’au freinage car le véhicule est beaucoup moins large que long.
Effort sur la roue exter = Poids roue exter + Poids x hauteur centre gravité / largeur train AV

Passage sur un obstacle

Un obstacle peut être assimilé à une marche d’escalier. L’intensité du choc généré par le passage de cette marche ne dépend que de la hauteur de la marche et de la vitesse du véhicule.
L’effort généré par le choc est toujours radial (du point d’impact au centre de la roue).
La taille relative de la roue et de l’obstacle va définir la part de composante verticale et horizontale de ce choc sur le véhicule.
Si l’obstacle est petit par rapport à la roue, alors la composante axiale de l’effort sera faible. Si l’obstacle est grand par rapport à la roue, la composante axiale deviendra très grande.
La composante verticale sera amortie par la suspension du véhicule.

→ Pour un taille d’obstacle donné, plus la roue est grande, plus la composante axiale est faible.

Concernant les pneus

Le pneu a 2 fonctions

  • Être un premier élément de suspension
  • Assurer le contact entre le véhicule et le sol

Pour la partie suspension, on va chercher a avoir un pneu le plus haut possible.
A l’opposé, plus le pneu est haut, plus il va se déformer sous l’effort (le véhicule sera plus « flou » dans son comportement).
Par ailleurs, et en combinaison avec le diamètre de la jante, plus la roue est grande plus la surface de contact entre le véhicule et le sol sera importante. Il est résulte :

  • une meilleure accroche sur le sec (il est possible de passer des efforts plus importants sur le sec)
  • une moins bonne adhérence en conditions dégradées (pluie, boue, neige …)
  • une résistance à l’avancement plus forte.

Calcul du freinage et de la plongée : http://www.profauto.fr/2-Apports_theoriques/Analyse_du_freinage.pdf

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(réflexion) Est ce que ces infos ne pourraient être copiées/collées sur le wiki en tant que Connaissances ? comment décide-t-on ? valide-t-on cela ensemble ??

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Excellentes questions, un sujet de culture générale sur les roues. Comment ? (Réflexion) Je ne suis pas expert dans la méthode, mais il me semble que wikipedia a réussi à mettre en place un système collaboratif de contributions/corrections.
Pour revenir au sujet, je note que pour le moment personne n’a manifesté d’intérêt pour le sujet de départ. Mais ca fait creuser des sujets annexes, et surtout partager des connaissances; c’est déjà bien !
Arnaud.

plein de bonnes questions…

allez, je prends l’action de transcrire cet échange dans le wiki (en bas dans ma liste cependant ;-)). je fermerai cette discussion en envoyant les lecteurs sur le wiki pour editer !

sinon, on est encore tout au début et beaucoup de candidats moins « geek » ne sont pas encore arrivés au forum et encore moins au wiki… il ne fait pas le traduire comme un désintéret sur le sujet, mais peut etre plus une question de timing (c’est un sujet de saison 2/ 3 dans une contexte « idéal » purement « XD »)