On the road with a bike

July 24Nicolas Chevillot

Salut Nathael, comment va??? long time no see! Je suis en train de me lancer dans la fabrication d'un velo from scratch... je me rappele que t'avais une bonne technique avec le truc en carbone... t'as des bons plans la dessus? c'est chaud a faire? des sites webs??

.O))

8 hours agoNathael Pajani

Yop

8 hours agoNathael Pajani

Pour ce qui est des bons plans, non, pas vraiment, si ce n'est que j'achète ma fibre et ma résine sur le site de midi-bip (site de vente de produits de canoë-kayak)

Ce n'est certainement pas le moins cher, mais ça me va bien.

Préférer la résine époxy à la derakane (je sais plus trop pourquoi)

Sinon, sans moule c'est très chaud de faire des formes solides et pour un poids raisonnable.

Ce que je te conseille c'est de le faire en une pièce, mais c'est le plus compliqué : il faut faire deux demis moules (dans du bois par exemple, suffisamment épais pour ne pas plier, genre tripli 3cm dont tu collerais deux épaisseurs pour pouvoir creuser dedans pour chaque côté)

Il faut ensuite créer l'intérrieur de tes tubes en mousse expensive (par exemple) (ça peut-être une bonne étape pour tester ton moule en bois : tu en met sur un côté et tu plaques tes deux planches, comme ça tu testes l'alignement à moindre coût)

Je te conseille de vernir tes planches (en abusant du vernis) si tu veux avoir une chance de démouler

Ensuite, quand ton alignement est OK (faire un système d'encastrement qui permet d'aligner les deux parties sans hésitation) et que tu as un cadre en mousse, tu remets du vernis, et tu prépares ton cadre en mousse pour que la résine ne l'attaque pas, et ne pénètre pas à l'intérieur (trop de poids sinon)

Tu prépares tes pièces de tissus carbone (ou autre, mais je pense que le but est de faire un cadre carbone) en essayant de faire des pièces suffisamment petites pour être faciles à travailler, mais pas trop sinon elles ne prennent pas la forme voulue et c'est chiant à appliquer.

et ensuite vient la phase amusante : tout imbiber de résine avant que celle-ci commence à prendre, et recouvrir le cadre avec les pièces en fonction du nombre de couches voulues. (Fais des tests pour la solidité)

N'hésite pas à mettre des renforts aux intersections (double de fibre).

Il existe des bandes de tissus, et des "tubes" de tissus, que tu devrait pouvoir enfiller sur ton tube pour la première couche, mais cela implique de découper ton cadre "mousse" en morceaux, ce qui ne facilite pas la suite des opérations.

Par contre, je pense qu'intégrer une couche de tresse kevlar-carbone peut aider à absorber les chocs, et rendre le cadre plus résistant et plus agréable (le kevlar est souple en comparaison au carbone)

Pour les pièces mécaniques, points de fixation des freins, et autres joyeusetées, il faut prévoir de les incruster dans le cadre, en les faisant tenir dans le moule. Il est impératif de mettre les vis à l'intérieur, ou toute autre pièce qui devra être fixée dessus, et le top est de s'en servir pour les maintenir à la bonne position dans le moule.

Vala, ce à quoi je pense la comme ça à froid..

J'admire sérieusement l'initiative, mais j'ai peur que le résultat ne soit pas atteint avant plusieurs essais.

Tout compte fait, ce n'est pas si cher que ça un cadre carbone !

+++

Let´s start some stress calculations to design the frame size and material:

First I need to recall a bit of theory in mechanics...

And I started also some basic calculations on structurix. Here are the first results for a steal pipe (diameter 48,3mmm, width 2mm, length 2m, with 200kg in the middle. We´ll get quick an idea of our minimum requirements...

La réponse d´Aleksander:

Salut Olivier

En gros le diamètre de la baguette correspond à l'épaisseur de métal à souder
Pour l'ami-4 j'ai utilisé des baguettes de 1.6 et j'ai voulu souder des tubes trop fins de 1.2 mm d'épaisseurs
Donc pour du 1.2 mm il faut des baguettes de 1.2 ou moins
De plus j'ai mal imaginé un renfort qui était impossible à souder car les pièces formaient un angle trop fermé et cela m'a découragé

Avec des baguettes de 1.6 mm cela va encore pour des tubes de 1.5 mm
Il faut faire des essais sur des chutes pour trouver le bon courrant
La meilleure solution est d'utiliser des tubes de 1.6 mm d'épaisseur ou plus
Il existe des baguettes pour souder les tôles de carrosserie qui sont très fines
Mais il faut les trouver dans les commerces spécialisés
Il y a aussi la possibilité de souder par points successifs pour éviter de trop chauffer et perforer les tubes

Les aciers de construction ne sont pas trempés
Ce sont des aciers faiblement alliés
Et la soudure de ces aciers ne crée pas de trempe
Par contre il existe certains phénomènes de trempe locale avec certains aciers spéciaux : inox ou acier fortement allié

Si tu comptes construire un trike alors vient nous rendre visite sur le forum :
http://velorizontal.bbfr.net/

Amicalement
Aleksander Micsiz

Though upper arguments, some guys are still assembling their bike frame by stick welding. That´s tempting, it would allow more flexibility:

Tips for welding: http://en.openbike.org/wiki/Welding_tips

I contacted Aleksander Micsiz, from ami design (http://www.amidesign.ch/), who also stick-welded pretty nice frames - from steal squared sections -  in order to have his opinion on this subject.

Here is a good reference video of a steel trike frame welded with MIG, TIG, and brazing for different types of joints.
part 1, see greenspeed.com sticker at 1:40 part 2 see TIG vs. MIG comparison @ 4:50, brazing @ after 7:30

http://www.youtube.com/watch?v=jUnVeywtTXY&NR=1

And, for a foldable frame, used by everybody (Greenspeed, Barcroft, Bilenky,Longbikes,...), the solution seems to be the Bike Torque Coupling  BTC (http://www.sandsmachine.com/)

The Longbikes model fit even in two hard cases!

And a huge idea, the Tandem convertible Trike!!!

minus equals

Thank you BTC!

Pourquoi les roues assurant la direction pivotent elles autour d´un axe non vertical?  -> le concept de la chasse: La rotation de la roue autour d´un axe oblique élève le cadre et le pilote. La masse de l´ensemble crée donc une force de rappel qui ramène la roue dans la position d´équilibre. La force et donc la stabilité augmentent avec l´angle de l´axe à la verticale, appelé la chasse.

Le concept est très bien expliqué ici:

http://www.python-lowracer.de/francaise/geometry.html

Courbes ci-dessus: élévation du pilote en fonction de l´angle de chasse (angle de rotation de roue de 20°), pour différentes géométries.

Attention, il faut aussi ajouter de l´effet de pivotement de la roue sous son propre poids. La discussion qui suit est éclairante:

Quel est le meilleur angle de pivot?

En observant le graphe on pourrait conclure rapidement que le meilleur angle est de 53°, car c'est pour cet angle que le retour de direction est le plus marqué. Mais cet angle est encore trop faible pour éviter le phénomène d'auto-inclinaison de la roue (la roue pivote toute seule du fait de son poids).

J'ai fabriqué un python expérimental avec un angle de 53°. La tenue de route était très mauvaise car la partie avant se balancait sans arret d'un coté et de l'autre du vélo. J'ai donc augmenté pas à pas l'angle de chasse jusqu'à ce que le vélo soit réellement controlable, c'est à dire aux alentours de 63°.

63° est donc l'angle optimal ?

Oui, à peu près : l'angle de pivot précisément optimal est atteint quand le poids de la partie avant du vélo (qui inclut les jambes du pilote) est en équilibre avec le reste du vélo (incluant le reste du pilote). Il change donc avec chaque vélo, et chaque pilote. Pour être précis : c'est l'angle pour lequel le retour de direction compense l'auto pivotement de la roue.

Pour ceux qui privilégient la sécurité je recommande plutot un angle de 65°.

fiberglass: too flexible + risk to split in 2 parts for 3D frames

aluminium: 1/3 lighter than steel but also 1/3 weacker => bigger or thicker tubes and requires TIG (Tungsten Inert Gas) welding => tricky to weld

steel: arc welding is definitely not a good idea. The hight temperature will weacken the steel. Can be TIG (requires special steel alloys) or brazed. Last solution could be possible, with lugs (hard to make but stronger) of without (requires a perfect and solid joint!). Seems to be the best compromise.

LUGS: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Lug_on_steel_bicycle_frame.jpg

Here is an expert´s opinion:

I wouldn't recommend an arc/stick welder unless you are a very experienced welder using heavy guage mild steel tubing. Most people aren't precise enough to do this. High grade steel alloy bicycle frame tubing would be damage by the excess heat spread from this type of welding. High quality hand made lugged chromemolly or manganesemolly steel frames were usually silver brazed or brass brazed together. Luggless frame were traditionally brazed together with prescisely mitered joints. Modern luggless frames are usually mig or tig welded in a production setting, but often still brazed together by small volume handbuilders. I personally prefer to use a gas torch when building frames, but that is a personal preference. It is slower but quieter and there is no arc involved. I also learned this way before the other methods, a long time ago. If i wanted to build an aluminium frame, I would tig weld it Even if I were to make a frame out of old waterpipe, I wouldn't stick weld it. I do use a stick welder to fabricate with thick rusty metal, properly prepared, when I want really good penetration. My opinion is based on experienced gleaned from working in a bike shop where we built high end custom racing, touring, track and tandem bicycle frames and all phases of bicycle repair, including replacing damaged frame tubes in frames built by other makers.

out of:

http://www.motoredbikes.com/showthread.php?t=4742

Lattice frame. Arrière suspendu et cadre en treilli... Avec l´habillage qui va avec:

http://www.flickr.com/photos/b52_bent/

utahtrikes.com  => cheap and robust design . Un tel type de section doit être plus facile à souder!

We are not alone!! many people are making their own bikes and there's even a fair close to us!

http://www.e-h-b-e.eu/

30th of March close to Stuttgart ;o))

Wood could be an easy material to build from... well.. not really good for cycling...

Iron, steel, aluminium need some soldering expertise... especially aluminium which is very light but nearly impossible to make...

Light is carbon fibers, also this can be modeled as you wish. Is that hard to make?? will cost a little bit more of course but such a bike should be rather light, isn't it?

This guy seems to have some good expertise:

http://www.bmeres.com/carbonframe1.htm

Interesting french website: Ekopedia.

Describes the trike and compares the different types:

http://fr.ekopedia.org/Tricycle_couch%C3%A9

There's an interesting comparison of Tadpole/Delta and Python...

http://www.amidesign.ch/ch_vph-trike.htm

?? what is this...

well imagine you're pedalling a lot and get tired.. you want to have a rest so you stop pedalling... should the other one stop pedalling as well for you to relax??

Now what if we are going downhill and both want to relax?

Again the one that wants to stop pedalling can be in front or at the rear...

sounds complicated.. but some found a solution... I think there are some better solutions!

http://www.teamspirit.net/dv2.html

A tandem from Sun has an Independant Pedaling System (IPS):

http://sunbicycles.com/product_detail.php?short_code=EZ-Tandem+AX&cl1=recumbent

details of the system is yet to be understood... I think there exist freewheels that can be put directly on the crankset...

As I was trying to understand this camber angle stuff i tried to figure out how the transmission could look like...

Basically the wheel axle will not be aligned with the crankset... so putting a chain in between might be a bit difficult...

Maybe it will be easier with a belt drive:

http://www.carbondrivesystems.com/whycds.php?lang=us

Well many disadvantages...

You cannot easily control the length.. so if we want to adjust the dimensions of the bike (for different people) then it won't work..

Furthermore you cannot open the belt.. so you need special type of frame:

So we want to have 2 wheels at the back? (or at least that's my idea) but we see many designs with the rear wheels not vertical...

This is called camber angle... it took me quite some time to find out the technical term... here it is:

http://en.wikipedia.org/wiki/Camber_angle

So it seems it give more stability to the trike when it's turning. Interesting feature it seems even though it complicates the overall design of the rear train.

Wide variation of trikes...

http://www.utahtrikes.com/Trikes.html

Seems to be feasible... is it not overcomplicted??

http://www.utahtrikes.com/TRIKE-UTCQUAD.html

What is this Rohloff stuff about? speedhub??

A very nice presentation from the Rohloff website:

http://www.rohloff.de/en/technology/technical_cd/index.html

Baically here are pros and cons I can see:

Cons:

-More expensive than a standard hub system with front and rear gears like MTB

-Need a 'worn period' which means you need to make some kilometers with it before it gets optimal

-Need some maintenance? (not clear)

-Not a common thing to have. What if it breaks in the middle of Russia?

-Need some special spoke arrangement, but a tande, is anyway a bit special so that should not matter.

-System is meant to be mounted on a standard wheel. How to use it for a tricycle where it would be mounted on the rear 2 wheels?

Pros:

-Does not need a front derailleur which for a tandem simplifies a lot the design

-Gears are evenly spread over the whole range. In case of Rohloff SPEEDHUB 500/14, you have 14 gears which you control from top to bottom with only one hand!

-No need for a rear derailleur so the ride height of the bike can be lowered which will improve aerodynamics.

It's raining so it's the right time to look what can be found on the internet...

Some concept trikes!

http://www.ecofriend.com/entry/10-concept-trikes-that-run-green-on-electric-engines/

some webpages

http://challengebikes.com/index.php?language=fr&selection=trike-trike-fr

http://www.catrike.com/catbike_musashi.html

How surprising to see 2 trikes in front of my work building!!!

Here are the pics: