Les écrous de rayon sont orientés par rapport à leurs trous sur la jante afin de s'aligner avec l'angle des rayons. L'objectif est d'éviter toute courbure du rayon à son entrée dans l'écrou, car le filetage à cet endroit constitue un point faible. Après de nombreux cycles de charge, les rayons peuvent se rompre au niveau du filetage. La forme de l'écrou et de la jante détermine l'angle de rayon admissible. Cet angle est le produit de la taille du moyeu et de la jante, du nombre de rayons et de leur croisement.
Aujourd'hui, les jantes sont souvent plus petites (650 mm au lieu de 700 mm, 20 pouces pour les vélos pliants, cargos et électriques, etc.). Les moyeux peuvent être plus grands (générateur, vitesses intégrées, moteurs électriques, etc.). Ces combinaisons engendrent des angles de rayons plus problématiques.
L'angle idéal d'un rayon est de 90°, sans courbure. Les angles latéraux générés par la largeur et le déport du moyeu sont rarement inférieurs à 80° et la plupart des combinaisons jante-écrou les gèrent correctement. Les angles à prendre en compte se situent dans le plan de la jante et dépendent de ses dimensions et de celles du moyeu.
Grin propose un excellent calculateur de rayons, parmi de nombreuses autres ressources précieuses. Il détermine l'angle rayon-jante et, soit dit en passant, fonctionne avec les rayons jumelés (un autre sujet). Les écrous peuvent facilement viser des angles d'entrée de 80 à 90 degrés. Des angles inférieurs à 75 degrés sont possibles. En dessous de 70 degrés, la plupart des composants ne peuvent pas y répondre et cela nécessite une attention particulière. Solutions :
1/ Pliez le rayon avec une pince ou une clé de façon à ce qu'il pénètre dans la jante à l'angle de l'écrou, un processus lent mais efficace.
2/ Percer des trous plus grands pour que les écrous de rayon puissent pivoter plus librement ; une option peu pratique, voire déconseillée, sur de nombreuses jantes.
3/ Réduisez le nombre de croisements du rayonnage pour obtenir un angle plus proche de 90°. Malgré une géométrie de couple sous-optimale, de nombreux monteurs optent pour cette solution. Comme l'explique Grin : « Malgré l'idée reçue selon laquelle il ne faut pas utiliser de rayonnage radial sur les roues motrices, l'expérience montre que ce n'est pas vraiment un problème avec les grands moyeux montés sur de petites jantes. » L'essor fulgurant du vélo électrique ne sera pas freiné, même si des jantes adaptées ne sont pas encore disponibles.
4/ Les jantes pourraient résoudre ce problème, par exemple avec un renflement au niveau de chaque rayon. Les motocyclistes l'ont compris il y a un siècle : il suffit de percer la jante pour obtenir l'angle requis. Voilà une solution qui optimise l'angle des rayons et la transmission du couple. Le cyclisme ne tardera pas à adopter cette solution.
Anticipez les angles des rayons et planifiez en conséquence. Une solution technique à ce problème exige une initiative de la part des fabricants de jantes. Espérons que ce soit bientôt, pour que je puisse enfin cesser d'envier les roues de moto !
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Lawrence
novembre 02, 2021
What about the angle of the spoke relative to the hub?
Ideally the spoke should be tangent to the hub flange to maximize the area under shear in the hub flange. But do this matter if the hubs are the modern day star flange, direct pull design?