Rayonner les roues : outils et techniques

Réponse attendue de Brompton Ltd:

Citation :

Hello, Could you please inform me about the correct spoke tension (in Newton by example), specifying differents hubs and the corresponding crossing patterns used by Brompton. Could you please specify too the type of spoke (gauge straight,... double butted and the section in mm).

Indication de Velocity sur la tension des rayons:

A: "Do you have some indications about the correct spoke tension (in Newton) with these rims [Aeroheat/Aerohead 349] and some hubs ?"
R: "...we build our wheels to 110-120 Kilograms of force..." [donc ~1100 - ~1200 N]

J'imagine que la réponse vaut pour une rayonnage symétrique (avec une tension identique à gauche et à droite)

Abeillaud a écrit:

(...)la moitié des rayons sont déjà pliés. J'en cherche la cause.

As-tu déjà réparé un rayon ou rayonné une roue ?
Car il se peut que dans ces cas tu ais à plier un peu un rayon afin de faire rentrer le fillet dans le trou de jante lui correspondant. (mais pas tous ...).

Merci énormément pour tout ton boulot de documentation et d'investigation !

Pour le calcul des longueurs, étant dessinateur CAO de formation, je peux faire des maquettes numériques nous donnant le résultat

Stéphane, je ne comprends pas ta remarque. Je n'ai rien modifié au montage d'origine, ni remplacé aucun rayon, ni retendu quoi que ce soit depuis l'achat du B neuf. Je fais référence à l'image plus haut, comparaison d'une droite et d'un rayon.

Ils sont tous comme cela ou juste qquns ?
Je ne sais pas comment sont montés les roues mais vu la petite taille, peut-être qu'il n'y a pas moyen de tout faire sur machine.

Sur ma roue de secours BWR, montée en 2.3, pas de pb de rectitude de rayons sauf sur ceux que j'ai enlevé pour mesurer le moyeux.

Je dirais 50 % des 28 rayons, celui-là était un plus plié que les autres.
Le procédé et le matériel de rayonnage, c'est une question que je poserai au BWC lors de la visite de Brompton Ltd.

Articles à propos du rayonnage sur le site de Park Tool

En particulier, la mesure de tension des rayons dans un article intéressant.
Au menu:
Measuring Tension of a Spoke
Using the TM-1 Tension Meter Conversion Table
Measuring Average Spoke Tension
Tension Balancing and Relative Spoke Tension
Tension Recommendations

Article en anglais traitant des mesures des moyeux et des jantes (non lu dans son entiereté), plus autres articles sur le rayonnage.
HUB AND RIM MEASUREMENT INFORMATION

Les articles ont l'air très bien, mais il va falloir que je m'aide d'une traduction…

Merci encore Abeillaud !

Chui en train de plancher sur mon modèle 3D de rayonnage.
Pas aussi simple que je me l'imaginais.



A suivre

Stéphane

Pour la tension des rayons, je presse les rayons à leur milieu du même côté deux par deux (suis clair ?!)
Et la je me rend compte assez facilement quand il faut serrer ou déserrer un rayon.

Pourquoi ne pas prendre exemple sur la tension des rayons sur la roue avant que vous irez changer ?

Pour la taille des rayons, pourquoi pas faire un essai de montage des rayons d'origine avec nouveau moyeux et jante ?
ça permettrait de savoir s'il faut plus long ou plus court...

Les techniques du pinçage et de la corde de harpe ont été mentionnées plusieurs fois sur le forum. Plus haut, un article amusant et instructif sur cette deuxième technique.


De notre côté, pourquoi se priver d'un instrument de mesure quand on en a un ou qu'on peut se le faire prêter? Pourquoi ne pas calculer la longueur utile sans manipuler le matériel quand l'opération algébrique est simplissime?

Je suis curieux de découvrir les bénéfices de l'emploi du modèle paramétrique au travers de Solid Works (logiciel qui m'est inconnu). Va-t-on pouvoir calculer quelques caractéristiques mécaniques suivant le type de rayonnage? Personnellement, j'apprécie la démarche de modélisation, prévoir sur papier un résultat réel. Mettre en relation quelques notions de physique avec ce projet collectif de rayonnage de roue est stimulant.

Etude d'une roue de vélo, exemple de validation sur une structure complexe

Cote du moyeu avant Phil Wood, OLD 74 mm

Cotes selon le calculateur de rayon Sapim:




K: 74 mm
Ka:14 mm
Kb: 14 mm
D1: 40,6 mm

Attention
Nouvelle version (5 coloris): 155 $ en mai 2011 chez SalmonCycles. Quant à la version argentée, une offre ebay récente indique que le prix reste de +- 110 $ (08/2011)
Modification 05/2011: "The hubshell and flanges have been enlarged a bit"> les cotes publiées ci-dessus ne sont plus tout à fait les mêmes donc pour la nouvelle version.

Pourrait-on mettre ce fil dans la catégorie 'discussions techniques'?

Concernant les rayons "tordus" c'est parceque pour un montage croisé on est obligé de courber les rayons de la dernière demi nappe pour pouvoir les monter. Si c'est fait rapidement on peut les tordres et il ser redressent à la tension. C'est signe d'un montage rapide, mais c'est sans grande conséquences sur le fonctionnement ni la durée du rayonnage.

L'ajustement préliminaire est réalisé (croisement par 2, non entremêlement) avec la roue avant. Très facile à réaliser. La mise sous tension sera une autre paire de manche.
Plus d'info: Le montage d'une roue

Parfait alignement maintenant sur tous les écrous. Notez que sur la jante Velocity, on trouve 4 orientations différentes pour les trous de perçage, il ne faut pas se tromper quand on lace.
Pour le vissage des écrous, commencez par utiliser un tournevis, puis pour commencer la mise sous pré-tension une clé à rayon.

En photos:



Photos:

Avant pré-tension et mise sous tension:

(c) Abeillaud


(c) Abeillaud


(c) Abeillaud

A suivre: le rayonnage des deux roues dans ce même billet.

Si vous voulez vous lancer dans l'aventure de la "custom Brompton wheel", reportez-vous à cette discussion: https://www.bromptonforum.net/t3707-jante-et-rayon-recherche-d-info-et-commande-groupee-velocity, où vous trouverez une liste de liens utiles.

Voilà, mais ce fil est aussi écrit pour vous encourager à rayonner vos roues vous-mêmes, sinon à les dévoiler ou même du moins à découvrir de belles roues pour Brompton.



Pourrait-on mettre ce fil dans la catégorie 'discussions techniques SVP'?

Le BWC à Blenheim Palace, c'est pour bientôt (21/08). Les jours étant comptés, faute de temps, j'ai décidé de me rendre chez mon vélociste pour le rayonnage de mes deux roues. Mais aussi pour prendre des photos de la suite de cette histoire. Nous sommes dans l'atelier des Ets Gaspard à Nivelles.
Merci pour leur accueil.



La roue avant (que j'avais lacée) était terminée avant mon arrivée. Ci-dessus, laçage de la roue arrière. Il est plus simple de lacer entièrement un côté, ceci évite de devoir tenir avec la plus grande difficulté le moyeu d'une main si on choisit le processus de laçage décrit dans l'article de Sheldon Brown (le rayonnage d'une roue, mentionné plus haut) comme je l'ai fait pour la roue avant.





Le laçage est terminé côté pignon, côté droit du vélo (Il faut une clé pour les enlever, indispensable pour passer les rayons de ce côté dans les trous du flasque).


Vient ensuite le laçage du côté gauche, les écrous sont d'abord vissés au tournevis pour les premiers tours.


Après le tournevis, on utilise un clé à rayon, le but étant de positionner tous les écrous au même niveau sur le rayon, ce qui facilitera la mise sous tension et le centrage.


Sur ce banc de centrage superbe (made in Grand-Rechain -région verviétoise- dans la manufacture Preciray, quel beau matos...), on continue la mise sous tension en ayant un oeil sur le voile de la roue.






Un élastique pour écarter les aiguilles qui à ce stade ne sont pas utilisées.


Patiemment, écrou après écrou, on augmente la tension.


On applique une pression latérale, des deux côtés de la roue, ce qui permet de dévriller les rayons (un peu tordus par le vissage des écrous).


On reprend la mise sous tension et on vérifie le voile et le centrage.


L'aiguille indique que la jante est centrée par rapport au moyeu (la roue est retournée sur son axe pour vérifier que le repère est aussi atteint par l'aiguille de l'autre côté)


(c) images: Abeillaud


Mesures de la tension des rayons

De retour et avant de les utiliser, j'ai mesuré la tension de chaque rayon avec l'instrument Park Tool mentionné plus haut. Il est possible de poser l'instrument sur la partie rétrécie du rayon (tout juste). Nous pouvons vérifier si la règle des +- 20% par rapport à la moyenne est respectée. En italique, les tensions hors norme (selon les recommandations de Park Tool). L'unité est le Nm, j'ai procédé à l'arrondi en tenant compte de l'erreur relative de la mesure.

Roue avant

Les 14 rayons côté gauche:
Tête intérieur flasque: 890, 780, 510, 690, 970, 690, 750
Téte extérieur flasque: 690, 890, 750, 590, 1170, 970, 550

Les 14 rayons côté droit
Tête intérieur flasque: 750, 970, 750, 640, 690, 640, 890
Téte extérieur flasque: 820, 820, 890, 640, 690, 970, 970

Moyenne 675,
Plage des +-20%: 540 à 810


Roue arrière:

Les 14 rayons côté gauche:
Tête intérieur flasque: 590, 750, 690, 640, 665, 590, 750
Téte extérieur flasque: 690, 550, 690, 750, 640, 820, 590

Les 14 rayons côté droit
Tête intérieur flasque: 590, 640, 550, 590, 890, 510, 590
Téte extérieur flasque: 640, 690, 690, 890, 470, 890, 640

Moyenne: 640
Plage des +- 20%: 512 à 768

Comme marge d'erreur de ces mesures, nous la fixons assez large, +- 40Nm autour des valeurs mentionnées.


Conclusion:
1) Le tension moyenne que nous indiquait Velocity est de ~1100/1200 Nm pour le montage de leur roue. Nous sommes largement en-dessous (autour de 640-675).
Rohloff dans son manuel précise que "Une roue à rayons est solide si la tension de ces derniers atteint régulièrement au minimum 700N".
Il serait intéressant de savoir si la meilleure moyenne doit s'approcher de 700 Nm ou de 1150 Nm pour ce matériel et pourquoi.

Expériences ultérieures (avril 2012):

Muni d'un banc de centrage Park Tool TS-2.2 et de ses accessoires "Gauge" (cadrans à aiguilles), j'ai commencé à rayonner plusieurs roues pour mon B. J'ai appliqué une tension de 1200 à 1300 Nm pour une jante Velocity AeroheaD (croisement par 2, moyeu 2V et rayons DB 1.5 mm), sur une autre (Velocity AeroheaD, croisement par 2, DB 1.5 mm, Phil Wood VBE400), une tension de 1000 à 1200 NM. Les écrous sont des Sapim Polyax aluminium. La méthode utilisée est celle exposée dans le DVD de DT Swiss (lire premiers billets de la présente discussion).

J'estime que 600 à 700 Nm est une valeur trop faible. La moyenne après quelques centaines de km avait chuté d'environ 100 Nm. J'avais mesuré moins de 550 Nm pour la moitié des rayons.
Une trop faible tension est la risque de cassure principale des rayons.

Un tensiomètre est un instrument indispensable pour un travail rapide et précis. Les plongeurs à cadran facilitent fort le centrage. C'est aussi plus reposant pour la vue.

Attention au réglage du banc de centrage Park Tool TS 2.2. Pendant la première utilisation, j'ai remarqué que le centrage fait en usine est valable pour une certaine longueur de moyeu. Avec le moyeu arrière (112 mm), la pince est bien centrée par rapport aux bases du banc. Mais avec un moyeu de 74 mm (roue avant), la pince n'est plus parfaitement centrée. On note un décalage de 1 mm environ. Je n'ai pas achetée la "gauge de centrage" de Park Tool (référence #1554-1 centering gauge). J'ai découpé dans de l'acier un étalon (de forme semblable à l'outil d'origine) qui me permet de vérifier le centrage de la pince pour des entre-axes de 74 mm, 110 mm et 135 mm, largeurs de moyeu qui se retrouvent sur mes vélos). Après chaque modification de l'écartement des bases et avant la pose d'un moyeu de largeur différentes au précédent montage, j'utilise cet étalon pour vérifier le bon centrage de la pince. Si on ne le fait pas, on risque de décentrer la jante par rapport au moyeu de 1 ou 2 mm. Peut-on expliquer ce défaut par le type de conception des axes sur lesquels pivotent les bases. Des vis posées dans des perçages. Le moindre jeu peut provoquer un décalage de 1 mm lors du rapprochement des bases jusqu'à la valeur exceptionnelle de 74 mm pour un moyeu.

Relire aussi la liste des rayons butted et l'expérience avec les écrous: https://www.bromptonforum.net/t3707p160-jante-et-rayon-ameliorer-les-roues-du-brompton#57963

10/08/2011:

Données techniques

Roue avant:
Phil Wood Special Brompton (OLD 74mm) rayonné manuellement avec 28 rayons Sapim Laser (double butted 2.0/1.5/2.0 mm, longueur 155 mm, avec le filet roulé d'origine conservé, non refileté) et écrous Sapim Polyax aluminium 12 mm , croisement par 2 sans entremêlement et sans ligature, sur jante Velocity AeroheaD (BSD 349). Montage dit "symétrique".

Roue arrière:
BWR (Brompton Wide Range 2009, Sturmey Archer 2X3V) rayonné manuellement avec 28 rayons Sapim Laser (double butted 2.0/1.5/2.0 mm, longueur de 150 mm, avec le filet d'origine conservé, non refileté) et écrous Sapim Polyax aluminium 12 mm, croisement par deux sans entremêlement et sans ligature, sur jante Velocity AeroheaD (BSD 349). Spécificité: les rayons qui pointent vers l'arrière (pulling spoke, rayon de traction ) sont sur la flasque gauche tête à l'extérieur et sur la flasque droit (côté roue libre) la tête à l'intérieur, inversément pour les rayons qui pointent vers l'avant (montage dit "asymétrique")



A gauche la roue d'origine de mon Brompton "All Steel" et à droite la nouvelle roue.




Faisons déjà l'hypothèse que les qualités routières perçues par Stéphane (Stephlouv) de cette paire de roue est due dans une certaine mesure au moyeu Phil Wood.


Résultat final: La nouvelle paire de roue.

L'aventure se poursuit maintenant sur les routes, à votre rencontre à l'occasion d'une sortie bromptonesque.

A bientôt.

En effet Abeillaud, mais celui qui peut rayonner est à mon sens un champion !
Sur un vélo, c'est la seule chose que je ne touche pas (A vrai dire, j'ai jamais osé)
Mais pourquoi pas une fois s'entrainer sur une vieille roue.

Merci Gobi pour cette intervention.

A toutes fins utiles, j'ai écrit un petit résumé sur le sujet dans la discussion de départ qui contient plusieurs liens qui vous aidera à voir plus clair,si par hasard vous êtes tenté par l'aventure. Dans la catégorie des discussions techniques, peu d'informations sur ce sujet étaient présentes sur le Bromptonforum.

Il ne me restera plus qu'à poster les images de mes roues rayonnées dans le billet plus haut pour conclure...

Abeillaud,
vraiment toute mon admiration pour nous avoir fait partager cette entreprise... Je me sens tout petit (comme une roue de seize pouces!). Il fallait oser, il fallait maîtriser!

J'ai sorti mon pied a coulisse et j'ai pris les mesures de mon moyeu arrière SACHS 3 vitesses (celui monté sur le 6V avant l'arrivée du moyeu BWR.




K: 112 mm
Ka:29 mm
Kb: 32 mm
D1: 61 mm

On remarque que les valeurs K sont les mêmes que sur le BWR mesuré par Steph. Par contre D1 est différent. D'après le calculateur Sapim, il me faudrait donc des rayons de 160mm coté roue libre et 159 de l'autre si je veux monter en 3 croisements comme a l'origine.
La jante aéro mesure 319 a l'intérieur et fait 2mm d'épaisseur si je ne me suis pas trompé.

Plus qu'à commander des rayons et des plugs...

Un croisement par 2 serait (peut-être) plus indiqué pour ce moyeu arrière autant à gauche qu'à droite, comme cela a été fait avec le BWR. A vous de voir.

En effet, théoriquement un croisement par 3 ne me paraît pas judicieux vu la géométrie: diamètre de jante (~320mm) diamètre du flasque (61mm) et sa largeur (112mm), ceci pour éviter un désalignement trop prononcé. Dans le même ordre d'idée, le croisement par 2 -au lieu du traditionnel par 3- est requis pour le Rohloff sur une jante 26 pouces.

Aussi, il faut savoir que c'est surtout l'orientation due au perçage du trou de jante qui détermine en grande partie le bon alignement écrou-rayon sur ces jantes. Finalement je note que la forme de la tête d'écrou dans le cas de ces produits influence peu le résultat, néanmoins je conseille les Polyax pour leur tête plus arrondie pour gagner les degrés nécessaires à un meilleur alignement. J'ai d'ailleurs remarqué que le croisement par 2 avec la jante Aeroead/Phil Wood (dont le diamètre de flasque est proche de ceux des Brompton) procurait une petite amélioration dans l'alignement par rapport à un croisement par 1, ceteris paribus si j'ose dire... (avec le même écrou notamment). C'est dû au choix d'orientation des perçages en usine, je pense, ils ont privilégié le croisement par 2 tout en tenant compte d'un certain diamètre de flasque et largeur de moyeu.
On peut vérifier cela en glissant alternativement une tige au bon diamètre dans le trous de jante qui indique l'axe idéal. Faire le test par vous-même et vérifier si un laçage par 2 n'est pas meilleur qu'un par 3.

Exemple repris dans cette discussion,, on voit très nettement que le montage d'un moyeu de faible largeur mais de 16 rayons (montage atypique) dans la jante 32 trous AeroeaT a eu pour conséquence un désalignement du rayon par rapport à l'axe idéal prévu par le constructeur. On trouve 4 orientations différentes dans cette jante alternativement (8X4 et non 4X4)


Les cotes de l'AeroheaD et AeroheaT sont déjà publiées,

Cote AeroheaT: D2=317 mm et F=2,5 mm (lire ICI )

Attention à la mesure de D1, prise de la cote sur le bord extérieur des trous de flasque (pour être totalement précis).

J'en profite pour signaler que j'ai mis à jour une liste de rayons double butted dernièrement: Liste DB et d'autres infos à propos d'écrou, de choses et d'autres.

Je posterai fin juin-début juillet le résultat final de mon montage et mes derniers commentaires à ce sujet. Peut-être que d'autres bromptonistes (débutants ou non) poursuivront ces discussions techniques?

Tout heureux de recevoir vos nouvelles. Merci pour ton MP, Pierre.

Abeillaud a écrit:

Un croisement par 2 serait (peut-être) plus indiqué pour ce moyeu arrière autant à gauche qu'à droite, comme cela a été fait avec le BWR. A vous de voir.

J'ai commencé a lire les liens vers des articles sur le rayonnage, mais j'ai un petit doute : quand on parle de croisement par 2, ça veut dire qu'un rayon croise deux autres rayons, ou que 2 rayons font partie du croisement ? Sur l'origine a l'arrière, j'ai dit 3 parce que trois rayons sont impliqués dans chaque groupe, mais c'est vrai que ça ne fait que deux croisements...

Le croisement par 2 signifie que le rayon croise 2 autres rayons (du même coté de la roue...), comme le laçage sur la roue avant sur une photo ici plus haut :

Photo (croisement par 2, non entremêlé), les croix indiquent les croisements:



De plus, il ne faudra pas entremêler les rayons (contre-exemple illustré en début de discussion). Les rayons entrecroisés doivent rester parallèles et ne pas passer dans le plan formé par les rayons qu'ils croisent.


Ici dessus entremêlement (ligne rose, le trajet que le rayon aurait pris sans entremêlement), ce montage est nuisible notamment à la souplesse requise qui assure la solidité du rayonnage (principe du DB) mais provoque également des tensions néfastes sur les écrous (accentuation du désalignement).

Encore une illustration; l'entremêlement sur ces roues de petits diamètres a pour conséquence un fort désalignement et des tensions néfastes:


Ici rayonnage en croisement par 1 avec un moyeu avant à assistance électrique (qui a demandé un élargissement de la fourche), même problème:

Source image: http://www.electricbikesales.co.uk (sparticle Brompton)

Rayonnage d'un moyeu avec vitesses intégrées, 36 trous, croisement par 2 avec 32 rayons. Même problème:
http://www.rideyourbike.com/images/wheels/brompton36hub32rim.jpg
Source image: http://www.rideyourbike.com


Le croisement par 3 sur ces roues en 16 pouces me paraissait étrange. Je te conseillerais donc un croisement par 1 avec ta prochaine SON et un croisement par 2 non entremêlé sur ton moyeu arrière (pour différentes raisons qui sont abondamment illustrées en photo et commentées dans cette discussion et la discussion "jantes et écrou"). Et si tu trouves du DB dans ces longueurs, tu y gagneras.

A dans quelques semaines pour le résultat final!

Merci pour cette excellente clarification, ce que j'appelais croisement à trois est bien le croisement à deux - 2 croisements donc 3 rayons d'où ma confusion !

Édit: du coup mon calcul de rayon était faux, il me faudrait des 148mm selon le calculateur Sapim.

La longueur du DB 137 mm (section qui doit m'être encore confirmée) du catalogue Brompton correspond à un croisement par 1 sur la jante Standard Bromton. Donc c'est bien un croisement par 1 qui a été choisi par Brompton pour la SON dans cette version DB. Ce qui me semble le plus judicieux aussi.

D'après mon tableau personnel, il te faudra du 132 mm idéalement sur SON/AeroheaT, 28 rayons croisement par 1, quant au radial ce serait 127 mm (mais tolérance précisée dans le billet "je vends des rayons"). Je mettrai à jour la liste des rayons DB si nouvelles infos à l'avenir. J'ai demandé des infos chez Astérion Wheels pour le 132 et 144/145 mm (BWR sur AeroheaDT), les deux longueurs qui manquent encore à notre liste.

Le 150 mm DB convient parfaitement pour ton 148 mm calculé et c'est au prix imbattable de 4 euros les 40 pièces en DB euh non chez moi c'est le 155 mm, 150 mm sapim laser chez SJS Cycles pour 30 euros (un p'tit courriel ou MP si nécessaire)
A plus tard car je dois bloquer deux volumineux cours de chimie.