Vélo couché à roue avant creuse, premier proto

Bonjour,
J'avais parlé sur ce forum d'une idée de vélo couché avec roue avant équipée d'un moyeu de diamètre suffisant pour y faire passer le pédalier, mais aussi un axe de direction. 2 ans ont passé, et l'idée est passée à la réalisation.
Pas très facile à fabriquer, mais la roue avant fonctionne avec un moyeu usiné en CN à partir de plaques alu de 5mm d'épais. Le roulement mince (8pouces) est coincé entre des couronnes d'alu. Les couronnes extérieures ont des trous pour les têtes de rayons. Les couronnes intérieures sont fixées à l'axe de direction (incliné en arrière par rapport à la verticale, afin de garder une chasse classique).


Ensuite, j'ai fait un châssis en contreplaqué, histoire de caler les dimensions et voir le ressenti (c'est mon premier VC):


J'aime bien l'idée d'une direction avec deux leviers en opposition : tu pousses coté gauche et/ou tire coté droit pour tourner à droite. Avec des câbles un peu rigides (cordes à piano de 2mm), ça fonctionne, mais avec pas mal de frottements. Résultat des premiers essais de démarrage : instable, je n'arrive pas à trouver l'équilibre.
Les problèmes que je sens :
- trop de frottement dans la direction: aucun risque que l'inclinaison du vélo n'incite la roue avant à dévier pour aider à faire retrouver l'équilibre. J'ai découvert que les efforts pour faire tourner la roue avant ne sont pas négligeables à très basse vitesse.
- le châssis est très souple en torsion. Ce n'est pas agréable et donne un vilain sentiment d'insécurité. J'ai pourtant mis des tiges alu en diagonale pour "contre-venter" un peu le bois.
- peut-être qu'il faut plus de débattement de direction pour trouver la stabilité. Actuellement, j'ai +/-20°.
- Les leviers de commande de direction sont également très souples, on ne peut pas du tout s'y tenir comme on se tient à un guidon de vélo.. Mais j'aime beaucoup cette position des leviers (il est prévu de caréner ce VC et la position des leviers facilitera l'entrée par rapport à un guidon haut, qui serait plus facile à faire évidement)

Je reste pourtant toujours assez convaincu du principe. Est-ce que quelqu'un aurait des idées pour :
- transmettre le mouvement des leviers à la roue (chapes, rotules.. comment les choisir ?)
- maintenir les levier solidement en place (à chaque chute sur le coté, ils reçoivent..)
- améliorer l'ensemble.

L'idée de ce proto est vraiment de tester le confort, valider les dimensions. Ensuite, si ça fonctionne, je ferai réaliser un vrai cadre (acier, alu, carbone ?) si je trouve qqun pour le faire, de préférence pas trop loin de la Drôme.. Merci.
Pierre.

Bonsoir Pierre,

Pas mal du tout. Pour la direction tu peux t'inspirer du vélo de Dennis Renner.
Lui, fait ca avec des rotules
https://plus.google.com/photos/114755469029244806605/albums/5501231075066154561?banner=pwa

C'est un traction avant directe avec avec direction sur la roue arrière. J'avais fait un proto semblable. Ca marche, mais le pivot n'était pas assez sur l'arrière -> pas assez de stabililté.
Quand j'aurai un peu de temps, j'en referai un amélioré.


Bon courage

Suppression de la citation intégrale inutile dans ce cas (réponse au post précédent). Magnum-modo

Bonjour Pierre.

Félicitation pour cette réalisation expérimentale.
J'aime beaucoup cette idée d'axe de pédalier au travers de la roue avant.

Pour la direction, la commande risque d’interférer avec la roue, sinon de limiter le braquage.
Vue la place disponible dans le moyeu, tu pourrais y loger un guignol avec commande latérale et un renvoi d'angle (ou deux: un de chaque côté) au niveau du châssis, renvoyant vers les poignées du guidon.

Pour protéger les poignées, un carénage renforcé?

Pour la rigidité en torsion, regarde les sujet "tout en bois" en sandwich CTP/polyst extrudé.

Il y a quelques années, je pensais à une traction avant avec le pédalier dans l'axe de roue avant, boite de vitesse dans le moyeu entre axe de pédalier et roue, avec en plus la direction avant: un beau casse-tête style tête de rotor hélicoptère.
Ton projet amène déjà des solutions à celui ci.

Bonne continuation.
et au plaisir de lire la suite...

Vincent

Beau brassage de neurones, en plus c'est très beau...

Mais je me permets quelques questions, cependant :

- Quid de la rigidité de la roue,
- Quid des frottements dans un roulement de telle dimension,
- Quid du Q factor à la Lucky Luke,
- Quid du rayon de braquage à faible vitesse.

En gros à quoi ça sert ?

Un schéma rapide pour la timonerie de direction.

Bonjour,
Merci pour les encouragements ! Et surtout pour les infos sur le vélo de Dennis Renner (Whoua!). C'est exactement ce que je cherchais.
Mais sur son vélo, je ne comprends pas comment sont gérées les rotations des demi-guidons. Il doit y avoir de gros efforts à ce niveau, à cause du bras de levier. Avez vous des précisions ?



Pensez vous que des rotules pour axe M6 suffisent ? Où en trouver avec un grand débattement angulaire (mon axe de direction est incliné à 22° par rapport à la verticale) ?

Pour les autres remarques :
- Ce proto sert à me faire plaisir. Si ça marche, je compte me déplacer avec (une fois équipé d'un vrai cadre, d'une carrosserie, et probablement d'un moteur) Je suis à la campagne, la première boulangerie à 3km et le premier magasin de bricol à 15... Pas de grande ville à ma portée de pédalier.
- La position basse du pédalier permet surtout un carénage plus petit et (normalement) un démarrage plus facile (pied au sol très proche du pied sur la pédale). La longueur totale est faible (<2m), le poids contenu (10kg, actuellement en bois)
- Le rayon de braquage correspond à celui d'une voiture. Au pire, tu poses les pieds par terre, tu soulèves le vélo en le portant par les guidons, et tu le tournes. (les guidons sont proches du centre de gravité)
- L'axe de pédalier fait 175mm au lieu de 110. Donc le Q-factor prend 65mm par rapport au classique. Je ne suis pas cycliste, et je vous dirai ce que mes genoux en pensent. A priori pas choquant. Le pédalier a des manivelles de 155mm.
- Les frottements dans le roulement (de haute qualité, 150grammes) me semblent négligeable : le poids est réparti sur plus de billes. Cependant, je dois ajouter des joints pour le protéger (normalement en PTFE), et ça frottera donc un tout petit peu.
- La rigidité de la roue me semble très largement suffisante. Les rayons (2mm) sont très court (78mm), j'ai à peine tendu, mais ça ne me semble pas bouger pas du tout (attention, j'ai très peu d'expérience et de comparaison en la matière). C'était la première roue que je montais, je n'ai pas eu besoin de régler/dévoiler quoi que ce soit, ça tourne rond (très facile à voir en bloquant le moyeu intérieur sur une table)
Pierre.

Bonjour Pierre,

Je ne pense pas qu'il y ait un roulement. Il doit pouvoir s'en passer. Il n'y a pas beaucoup de poids sur ses semi-guidons : Il y a juste le poids des semi-guidons (désolé pour la répét).
Sur un vélo droit, pour une fourche, le roulement est nécessaire parce qu'il encaisse la moitié du poids sur vélo+cycliste.
Si tu regardes la longueur pivot-demi/guidon (au dessus) par rapport au pivot-rotule (en dessous), il ne doit pas trop forcer. Sur les videos que tu peux voir sur internet (cherche "fwdrws" sur youtube), il ne force pas.

Mine de rien, je me demande ou il a pu se procurer ce genre de rotule....
Dans un magasin de machine agricole ?

Passionnant, félicitations.
Juste un conseil en passant, a propos de
" Résultat des premiers essais de démarrage : instable, je n'arrive pas à trouver l'équilibre"
Avant de modifier le vélo en croyant que le problème vient de lui il est plus sage d'avoir pris le temps de s'habituer à rouler avec pendant suffisamment longtemps. Cela pourrait éviter des modifications qui s'avéreraient inutiles par la suite (expérience vécue d'une chasse modifiée et remise ensuite au point de départ).

Si ce n'est pas indiscret, tu es dans quel coin de la drôme ?

J'aimerais bien que ce soit très facile à conduire, idéalement que le vélo soit stable à zéro main. Il faut que ça ne frotte pas du tout pour que la roue puisse d'elle même pivoter pour faire retrouver l'équilibre au cycle. J'ai même peur que les rotules ne soient trop dures.

J'ai finalement commandé des rotules M5 et M6 sans trop de soucis. Je focalisais sur l'angle de débattement de la rotule, mais je peux en réalité me contenter de moins. Je ne pense pas avoir besoin de timonerie, car la roue ne touche le cadre qu'en partie basse (du fait de l'angle de l'axe de direction) et il doit y avoir assez de place pour passer en direct (le câble était presque droit).

Il ne reste plus qu'à attendre de les recevoir..
Pierre.

Bravo pour cette belle roue et nouvelle technique de construction. Pour les rotules "uniball" tu as CSR, entre autres. Elle ont un angle de débattement axial de 14° ; si tu veux plus il te faut des rotules sur boule, débattement 30°. Perso pour un essai j'avais récupéré des rotules de barre stabilisatrice de ma 406. On en trouve des neuves sur les sites de vente de pièces (moi j'en ai commandé chez leader pièces auto car il y a plusieurs type et ils donnaient les dimensions).
Petite suggestion : si tu mets une roue de 20" à l'avant tu devrais gagner un peu de rayon de braquage, mais perdre un peu en confort.

Etrange et belle réalisation. Je me pose une question bête. Vu les dimensions du roulement, diamètre géant mais parois fines (enfin je sais pas trop), est-ce que la tension des rayons, ou plutôt les inévitables différences de tension entre rayons ne va pas provoquer des microdéformations des bagues du roulement, qui du coup ne va plus bien tourner "rond"? La même question s'applique aux contraintes différentielles sur les rayons provoquées tout simplement par le poids (ou sa moitié) du pilote qui s'appuie dessus....

Pour les rotules, j'ai en effet acheté des "uniball" M5 et M6 (je choisirai selon le ressenti de solidité). Le débattement est +/-13°.
La roue avant est déjà une 20". l'axe de direction n'est pas centré, afin d'avoir moins de débattement à l'arrière (là où doivent passer le cadre et la chaîne) qu'à l'avant (où il faut seulement que le pédalier ne touche pas la roue).
Le roulement est un KA080CP0-RBC. C'est très souple (grosse déception quand je l'ai reçu), et ce sont les couronnes alu internes et externes qui donnent toute la rigidité. La tension des rayons s'exerce aussi sur ces couronnes.

Pierre

sur le mosquito, on a des rotules M5 sur les bielles de direction, ya quasi pas d'efforts...

Through Hub Front Wheel Drive Recumbent Bike

Sur cette vidéo, un placement avec axe de pédalier intérieur à la roue évoquera une sensation de conduite se rapprochant de celle l'étude de l'étude de Pierre

https://www.youtube.com/watch?v=hlmSso9NxmE

"... l'étude de Pierre ..."   
Les anglais l’ont déjà réalisé 

Même le frein est intégré !

Auteur anglais

http://www.bhpc.org.uk/b2ornotb2.aspx

Intéressant.

C'est quoi la réf de ton roulement (un lien vers un fournisseur ? )

Par rapport à ces exemples de roue avec moyeux creux, le fait d'utiliser un diamètre de roulement plus grand permet de mettre le pédalier non pas au centre, mais décalé vers le haut. Ceci est assez important, car avec une roue de 20" (pour conserver un rayon de braquage correct), un pédalier avec des manivelles assez longues (>150mm) et une position relativement allongée, les talons risquent d'être trop proches du sol si le pédalier est centré.
Par ailleurs, un grand diamètre de roulement permet de reculer l'axe de direction par rapport au centre de la roue et d'augmenter un peu le rayon de braquage (ou de réduire le Q-factor, c'est au choix !). L'écart entre roulements étant amélioré au niveau de l'axe de direction interne, l'effort est moindre, les roulements plus petits et/ou le risque de casse plus faible.
Perso, je me suis surtout inspiré de motos ayant une roue avant dans ce style. On n'invente rien. On transforme.
Je crois que ça ouvre des possibilités nouvelles, notamment si quelqu'un réussit à développer une mécanique de traction avant (avec boite de vitesse "à la Rohloff" et cardan ou joint homocinétique). Et frein à disque aussi tant qu'on y est. Ça semble jouable sur le papier. De là à le faire en vrai..
Roulement KA080CP0-RBC sur :
http://commerce.sage.com/RBC_FRANCE
(tiens, il a pris +25% en quelques semaines.. N'importe quoi ces tarifs. J'imagine qu'en cherchant un peu, on doit trouver 3 fois moins cher en Asie..)
Pierre

Non! l’ “Auteur anglais” c’est Jonathan Woolrich
Et le vélo  Hocus Pocus  

Merci pour les infos sur le roulement.... pas loin de 500.- CHF   

Inventeur du TroisRoues a écrit:

Through Hub Front Wheel Drive Recumbent Bike

Sur cette vidéo, un placement avec axe de pédalier intérieur à la roue évoquera  une sensation de conduite se rapprochant de celle l'étude de l'étude de Pierre

https://www.youtube.com/watch?v=hlmSso9NxmE

HF61
Wouah !
Hyper ingénieux ce système (si on oublie le Q-factor digne d'un cowboy)
A haute vitesse, il louvoie pas mal. (Typique de tous les TD ? )
Pourtant le tube de direction est trés couché -> ca devrait être plutôt stable.

La "roue avant creuse" est un des chapitres des évolutions du RatRacer de Mike Burrows.

Dans cet article MB évoque la problématique de la hauteur du pédalier lorsque l'axe correspond avec celui du moyeu de la roue.

http://bikefix.co.uk/ratracer-story-sinking-ever-lower



A la vue du montage monobras de la roue arrière ces anglais pourraient bien être accusés de collaboration !?!

De l'ingénieur britannique Jack Difazio ...

... moyeu à direction central 

C'est nickel ces rotules ! Pas de jeu, peu de frottement. Résultat :




Au final, la direction marche bien. Pas vraiment très solide coté guidon, mais c'est bien mieux.
J'ai aussi rigidifié un peu le cadre à l'arrière en collant du contreplaqué. Le poids grimpe vite fait mais ça tortille légèrement moins.
Il faut effectivement un petit temps pour s'habituer à l'équilibre. Mais je peux maintenant rouler avec ce vélo, encore très très souple quand même..
Reste l'axe de pédalier, usiné en plastique, alors faut pas appuyer fort coté pédale gauche !  ce qui est gênant, car chez moi, ce n'est pas très plat.
Quelqu'un aurait-il une idée pour réaliser facilement un axe de pédalier allongé ? (J'ai un boitier standard scellé bas de gamme).
Merci, Pierre.