Das SwissAlpsWheel Konzept

Die Wichtigkeit der Räder

Ein Fahrrad begeisterter Mann erzählte mir eines Tages:
- "Benoit, ein Fahrrad ist ein Rahmen und Räder!"
Da habe ich angefangen, die Bedeutung der Räder auf meinem Fahrrad zu erkennen. Zu dieser Zeit machte ich viel Triathlon und so begann ich diese beiden Elemente im Rennrad zu "isolieren".
Heute, wenn ich mit Praktizierenden aller Ebenen rede, merke ich, dass, wie ich selbst vor ein paar Jahren, nur sehr wenige Leute eine Ahnung davon haben, wie sehr die Räder das Verhalten des Fahrrades beeinflussen.
Wenn ich von einem SwissAlpsWheel Wheel Test zurückkomme höre ich am häufigsten:
- "Ich dachte nicht, dass es so eindeutig sein würde"
In der Tat sind die Unterschiede die man empfindet enorm und wie ich bereits sagte, haben nur wenige Praktizierende eine Ahnung wie viel ein gutes Rad ausmacht.

 

Wie funktioniert ein Rad?

Außer bei bestimmten Verwendungszwecken (Lentikularrad, Piste, ...) muss ein Rad eine gewisse Flexibilität haben, um sich etwas zu biegen und wie ein Bogen zu wirken, indem die abgegebene Kraft zurückgegeben wird.
Ein sehr starres Rad, das sich unter der Anstrengung des Benutzers nicht biegt, wird weniger effizient sein als ein flexibles Rad, das einen "Feder" -Effekt erzeugt. Darüber hinaus ermüdet eine übermäßige Steifigkeit des Rades die Muskeln des Benutzers.
Umgekehrt kann ein zu weiches Rad bei zu hoher Belastung durchhängen. Dieser "Abbruch" geschieht wenn die Biegung größer als die Elastizitätskapazität ist.
Sie haben es verstanden, wir müssen ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Extremen finden.
Der Winkel der Speichen (ergeben durch die Nabengeometrie und die Geometrie der Felge), ihre Spannung und die Steifigkeit der Felge,  bestimmen die maximalen und minimalen Biegepunkte des Rades.

Die Herausforderung von SwissAlpsWheel besteht darin, Ihnen Räder anzubieten, die einem leichten Fahrer einen "Federungseffekt" geben können, ohne unter dem Gewicht oder der Kraft eines schweren Fahrers zu kollabieren!

 

Das Gewicht im Umfang

Ein rotierendes Rad dreht sich um seine Achse (die Nabe). Je größer das Gewicht der Felge ist, desto mehr erhöht sich die vom Rad gespeicherte Zentrifugalkraft. Dieses Phänomen wird auf einem 29 "Rad im Vergleich zu einem 27,5" Rad weiter verstärkt.
Testen Sie es selbst und drehen Ihr Rad in Ihren Händen. Machen Sie es ein erstes Mal ohne den Reifen und merken sich die Anstrengung, die Sie mit Ihren Händen ausüben müssen, um das Rad von rechts nach links zu drehen. Wiederholen Sie dann die Erfahrung mit dem montierten Reifen. Sie werden überrascht sein über die zusätzliche Kraft, die Sie brauchen, um das rotierende Rad zu drehen und den Winkel davon zu ändern.
Nachdem Sie sich dessen bewusst geworden sind, überlegen Sie sich den Effekt auf Ihr Fahrrad, das nicht nur ein Rad, sondern zwei hat!

Ein leichtes Paar Räder, besonders im Umfang, bedeutet weniger Energie zum Antreiben des Fahrrades, mehr Lebendigkeit in Richtungsänderungen und mehr Reaktionsfähigkeit beim Bremsen.

Es gibt leicht und leicht...

Wie Sie es in den vorherigen Zeilen bemerkt haben, bestehe ich darauf, dass der Gewichtsgewinn eines Rades so weit wie möglich im Umfang geschehen muss. 100g auf einem Rad zu gewinnen, hat keine großen Konsequenzen, wenn es auf der Nabe ist! Wenn diese 100g in den Speichen gewonnen werden, wird es spürbar sein. Wenn es jedoch auf der Felge ist, dann haben diese 100 gewonnenen Gramm maximale Effizienz.
Wenn Sie die Gewichte verschiedener Radpaare vergleichen, versuchen Sie ebenfalls zu bestimmen, wo dieser potenzielle Gewichtsgewinn liegt. Sie werden feststellen, dass nur wenige Hersteller über das Gewicht der Felgen Auskunft geben.

Die Anzahl der Speichen

Der Gewichtsgewinn an der Felge lässt mich an die Anzahl der Speichen denken, die man braucht, um ein gutes Rad zu bekommen. Seit einigen Jahren besteht der Trend, die Anzahl der Speichen zu reduzieren. Jenseits des "Aussehens" wird oft das Argument angefügt, dass das Gewicht des Rades reduziert werden soll. Auch wenn dieses Argument zulässig ist, ist es mit Vorsicht zu geniessen! Worin besteht der Vorteil, die Anzahl der Speichen zu reduzieren, wenn das Gewicht der Felge zunimmt, um die Festigkeit zu erhöhen? Braucht es ein Rad mit weniger Speichen auf einer verstärkten, schwereren Felge? Oder braucht es ein Rad mit etwas mehr Speichen auf einer leichten Felge? Sie haben es erraten, ich bin eindeutig für die zweite Lösung.
Der andere bestimmende Aspekt der Anzahl Speichen bezieht sich auf den Benutzer. Das Gewicht und die Kraft des Fahrers bestimmen seine Wahl. Ein starker und kräftiger Rennfahrer (Straße) wird häufig das Verhalten eines 28-Speichen-Hinterrads zu einem 24-Speichen-Rad bevorzugen.

Es gibt nicht nur das Gewicht

Ich habe die Anzahl der Speichen erwähnt, es ist Zeit, über ihre Qualität zu sprechen. Die Speiche wird bei der Herstellung der Räder oft vernachlässigt und manchmal sogar völlig vergessen. Und ich spreche nicht nur über Einsteigerräder ...! Aber was ist denn nun der Sinn der Speichen?

Ein Rad besteht aus drei Elementen: die Felge, die Speichen und die Nabe. Wie beim Wein gibt es Zusammenstellungen, die gut laufen ... und andere, die nicht funktionieren. Die Speichen dienen nicht nur zum Verbinden der Felge und der Nabe. Sie sind von größter Wichtigkeit, um dem Rad sein Charakter zu geben. Wie Sie sehen, sollte die Auswahl der einzelnen Komponenten nicht dem Zufall überlassen sein. Eine teure oder hübsche Nabe und eine top Felge mit einer zufälligen Speichen Wahl kombiniert ergibt absolut keinen Sinn.
Der Aufbau einer Fußballmannschaft mit den elf besten Spieler der Welt garantiert nicht, dass diese Mannschaft die Beste sein wird. Wenn zwischen den Spielern keine Symbiose entsteht, dann werden sich elf Individuen zusammen bewegen. Nichts mehr.

Jeder kann ein Rad zusammenbauen. Mann muss nur handwerklich begabt sein, Zeit und Geduld haben. Aber die ganze Herausforderung liegt in der Fähigkeit, dem Radsatz den Charakter zu geben, den man will. Es ist schwierig, lang, und es erfordert jahrelange Erfahrungen.

Die Wahl der Speichen und ihre mechanischen Eigenschaften, sowie die Wahl der Spannungen, die bei der Montage an die Speichen angelegt werden bestimmen ebenso wie die Nabe und die Felge, den Charakter des Rades.

 

Vorteile von von Hand montierten Räder

- Die Montage ist seriös gemacht (1). Die Speichen werden gezielt auf Newton Werte gestreckt, um das Radpaar zu optimieren.
- Die Montage ist seriös gemacht (2). Die Speichenspannungen sind so weit wie möglich aufeinander abgestimmt. Auf einem SwissAlpsWheel Rad beträgt der Unterschied zwischen der gespanntesten und lockersten Speiche etwa 2,5%. Ich habe bisher noch kein einziges Industrierad mit dieser Passgenauigkeit gesehen. Als ich die Räder des Europcar-Teams (jetzt Direct Energie) für die Tour de France vorbereitete, nahm ich die Spannung jedes Rades (ca. 45 Paar) vom Sponsor. Diese Räder waren vollkommen neu. Von den 90 geprüften Rädern konnte auf eine Anpassung nicht verzichtet werden. Natürlich können wir nicht sagen, dass sie schlecht montiert waren (angesichts ihres Preises wäre das eine Schande!), aber die Montage war nicht optimal. Und ich kann Ihnen versichern, dass Sie kein professioneller Rennfahrer sein müssen, um den Unterschied zu spüren!
- Sie kennen das Gewicht der Felgen. Nur wenige Marken geben über dieses Thema Auskunft.
- Sie kennen den Charakter des Radpaares. Auch hier gibt es wenig Information von den großen Herstellern.
- Die Räder altern besser. Durch eine präzise und optimale Montage ermüden die Räder weniger und halten länger.
- Sie können die Höhen zwischen den Vorder- und Hinterrädern mischen.
- Jede Komponente ist austauschbar und wiederverwendbar. Wenn Sie zum Beispiel Ihr Fahrrad wechseln und die neuen Zwischenachsen in Boost (MTB) sind, dann können Sie die Naben wechseln und die Felgen behalten. Je nach dem sind einige Speichen sogar wiederverwendbar.
- Sie können die Anzahl der Speichen nach Ihren Vorlieben wählen. Mehr oder weniger stark, mehr oder weniger schwer - der Benutzer kann seine Wahl treffen.

Ein wenig Technik
 

Überkreuzung von zwei Speichen

 

Um das Vorderrad (Strasse) zu montieren, bietet SwissAlpsWheel die Wahl zwischen einer radialen Speichenmontage (wie fast alle Vorderräder auf dem Markt heute) oder einer Anordnung von zwei gekreuzten Speichen. Das Interessante an dieser Montageart, die vor einigen Jahren sehr oft verwendet wurde, besteht darin, den Komfort zu erhöhen, indem das Rad frontal weniger steif gemacht wird. Dies hat zwei Konsequenzen.
Einerseis, reduziert es Vibrationen und Stöße auf dem Lenker (Ihre Hände werden Ihnen dankbar sein, besonders auf langen Abfahrten mit zum Teil schlechten Strassenverhältnissen).
Andererseits bleibt das Rad besser in Kontakt mit der Straße und bringt Ihnen somit eine gewisse Gelassenheit beim Bremsen, die Sie sofort als mehr Sicherheit empfinden werden.

Gut zu wissen ist, dass die Überkreuzung von zwei Speichen auf dem Vorderrad wieder auf Straßenfahrrädern erscheint, die mit Scheibenbremsen ausgestattet sind. In der Tat erfordert die Drehung, die eine Scheibenbremsung auf dem Rad bewirkt, dass die Speichen gekreuzt werden müssen.

 
 

Le ligaturage

Beaucoup de questions à propos des ligatures… mais elles sont principalement liées à l’efficacité en termes de rigidité. Alors, oui ou non, les roues sont-elles plus rigides lorsque les rayons sont ligaturés en leurs croisements ? Si la question est simple, la réponse est toutefois un peu plus complexe.

 

Encore faut-il préciser de quelle rigidité on parle. On peut facilement en distinguer trois :

 

  • La première qui vient à l’esprit est la rigidité latérale que l'on peut expliquer par les forces induites par le mouvement latéral exercé par le pédalage. Plus les roues sont rigides et plus la déformation des roues est réduite. On peut penser que moins elles se déforment et mieux le coup de pédale est transmis, ou autrement dit, plus le rendement est bon. Cependant, il faut nuancer cette vision des choses car plus les roues sont "verrouillées" et plus les forces vont solliciter la torsion du cadre et induire des sensations désagréables dues à l’inéquation entre ces deux éléments. De plus, il ne faut pas oublier que les muscles fatiguent d’autant plus vite qu’ils sont sollicités dans un contexte rigide.

  • La deuxième, souvent évoquée, est ce que l'on pourrait appeler la rigidité frontale. Celle-ci se traduit par le confort et les vibrations ressenties dans les mains. Plus une roue est rigide frontalement et plus les imperfections de la route vont être transmises entre la jante et la fourche (via les rayons et le moyeu). Une roue souple va mieux filtrer les chocs. Ces nuances de confort sont facilement identifiables lorsque l’on compare une roue montée en pneu de 23mm ou en 25mm. Le volume d’air plus important contenu dans un pneu de 25mm augmente le confort de façon significative.

  • La troisième rigidité, à laquelle on pense moins, se situe dans la torsion de la roue, entre le moyeu et la jante. Par exemple, sur une roue à disque, cette torsion est très sollicitée au freinage. Autre exemple, plus la roue est rigide et plus le "touché" sera ferme lorsqu'on appuie sur les pédales. C’est pour cela que certains vélos sont équipés d’une courroie en lieu et place d’une chaîne. La courroie s’allonge très légèrement au coup de pédale et sert d’amortisseur de couple. Le résultat se traduit par une légère perte de rendement, mais elle est compensée par une diminution de la fatigue musculaire.

 

 

D’autre part, la notion de "roue vivante" est forte chez Swissalpswheel car nous l'avons vu, une rigidité trop importante par rapport aux capacités physiques de l’utilisateur va diminuer sa performance et… son plaisir. Le vélo est un sport d’endurance et, mis à part pour certaines disciplines de la piste, l’effort peut être considéré comme long.

 

Pour résumer, ligaturer les rayons en leurs croisements aura assez peu d’influence sur la rigidité latérale, un peu plus sur la rigidité frontale et, plus encore sur la rigidité à la torsion de la roue. Si on considère tous les facteurs induisants la rigidité d'ensemble ressentie par l’utilisateur en condition réelle (car au final, c’est bien de cela dont il s’agit), comme la tension des rayons, la rigidité de la jante, le croisement des rayons, il apparaît que le ligaturage des rayons prend soudain une place très relative.

 

Malgré toutes ces nuances, il subsiste toutefois deux fonctions assez indiscutables du ligaturage. La première consiste à maintenir en place un rayon cassé. Il ne se met pas en travers, ne se prend pas dans les bases du cadre ou dans le dérailleur et au final, cela permet notamment en VTT, de finir son parcours sans trop de soucis. La deuxième fonction consiste à éliminer le "cliquetis" parfois agaçant que l’on entend sur certaines roues arrières (plutôt sur les vélos de route) lorsque l’on se met en danseuse. Ce "cliquetis" est très souvent dû au frottement des rayons à l’endroit de leur croisement. Il s’agit dans ce cas, de palier à un "défaut conceptuel" de la roue, qu’une augmentation des tensions des rayons n’a pas résolu.

La grande majorité des ligatures sont réalisées avec un fil de métal, enroulé autour du croisement des rayons et… soudé avec un peu d’étain pour le maintenir en place. Avec le recul et l’expérience, deux inconvénients notables apparaissent dans cette méthode.

Le premier est dû à l’impossibilité de dessouder les rayons en cas de casse de l’un d’eux. Résultat, si vous cassez un rayon, il faudra en changer deux ! De plus, si vous participez à un raid de plusieurs jours, il devient encore plus difficile de se dépanner ou de se faire dépanner.

Le deuxième inconvénient touche à la réalisation de la soudure. Pour que l’étain fonde, il faut le chauffer à un peu plus de 230°. Pour réaliser cela, il faut également chauffer les rayons à cette température. Ces rayons sont tendus à une valeur se situant entre 1000 et 1200 N. Nous savons que la chaleur dilate le métal… Alors quelles sont les conséquences liées à la chauffe à plus de 230° d’un rayon soumis à une telle tension ? Lorsqu’il refroidit, revient-il à son état d’origine ? Quelles sont les conséquences sur les propriétés mécaniques d’un acier soumis à un tel traitement (voir les rayons bleus sur la photo ci-contre) ?

Pour éviter cela, Swissalpswheel vous propose un ligaturage à froid, au fil de nylon. Pas de chauffe, et facile à démonter si besoin.

 

Das Mischen der Höhen

- Je flacher die Felge eines Rades, desto bequemer ist es zum Fahren, da es die Unebenheiten der Straße filtert. Im Gegenteil, je höher die Felge ist, desto mehr überträgt sie die Stöße auf das Fahrrad (frontale Starrheit).

- Je höher der Rand der Felge, desto höher ist der Eindringkoeffizient in die Luft. Allerdings ergibt das mehr Windwiderstand und kann dadurch bei starkem Wind schwer zu kontrollieren sein. Das Phänomen wird am Vorderrad verstärkt (Antrieb).

- Je höher der Rand der Felge, desto höher das Gewicht (für das selbe Modell). Ein größeres Gewicht an der Peripherie des Rades erhöht seine Trägheit, daher ist es schwieriger, das Rad anzutreiben oder seine Drehgeschwindigkeit zu verringern (Bremsen). Zudem muss die gyroskopische Kraft, die mit dem Gewicht an der Peripherie zunimmt ebenfalls berücksichtigt werden. Je höher diese gyroskopische Kraft ist, desto geringer wird die Lebendigkeit in den Kurven.

- Je höher der Rand der Felge, desto steifer ist sie seitlich.

Aus diesen Günden kann es interessant sein, die Höhe der Felgen bei der Montage Ihres Radpaares zu mischen. Es ist nicht ungewöhnlich, ein ziemlich hohes Hinterrad zu montieren, um eine gewisse Seitensteifigkeit zu gewährleisten, die starken Fahrern entgegenkommt, und ein ziemlich flaches Vorderrad zu montieren, um weniger Windwiderstand zu haben und somit das Risiko reduzieren, während eines Windstoßes abgeschoben zu werden.

Swissalpswheel bietet Ihnen die Möglichkeit, die Höhen Ihres Radpaares zu mischen. Eine Felge von 55 mm hinten und 35 mm vorne? Kein Problem! Wenn Sie auf der Suche nach einem Kompromiss zwischen Steifigkeit / Aerodynamik hinten und Leichtigkeit / geringer Windwiderstand vorne sind, dann kontaktieren Sie uns einfach.

 

Les jantes asymétriques

Pourquoi une jante asymétrique  ? C'est une question que l'on me pose de plus en plus souvent car ce type de jante connait un regain d'intérêt depuis quelques temps.

Ce concept n'est pas nouveau, loin s'en faut  ! On trouvait déjà ce type de cercle bien avant l'apparition du carbone dans le monde du vélo. Il s’agissait de jantes très "haut de gamme" réservées au montage des roues arrières route.

Par souci de simplification, nous allons d'ailleurs prendre pour exemple une paire de roues route (freinage traditionnel sur jante).

En théorie, pour qu'une roue travaille de la même façon sur le côté droit et sur le côté gauche, il faut que les rayons aient la même tension des deux côtés. Pour cela, il faut que les rayons soient implantés dans le moyeu à égale distance du centre. C'est le cas d'une roue avant. (schéma1)

Pour la roue arrière, le corps de roue libre prend une place importante sur le côté droit. Aussi, l'implantation des rayons droits se retrouve décalée vers le centre pour laisser la place aux pignons. (schéma 2) L’angle est donc différent entre les rayons droits et les rayons gauches. Plus l'angle (autrement appelé "le parapluie") formé entre le moyeu et les rayons est ouvert (rayons vers le centre), plus la tension des rayons doit être augmentée pour compenser la tension des rayons gauches et garder la jante au centre du vélo.

Pour rééquilibrer cette différence de tension, deux solutions :

Soit on décale également vers le centre du moyeu l'implantation des rayons gauches (schéma 3),

soit on décale vers la gauche l'implantation des rayons au niveau de la jante (schéma 3b). Dans ce cas, les trous ne sont plus au centre de la jante (car décalés vers la gauche) et on peut considérer qu'un côté de la jante est plus large que l'autre (jante asymétrique).

Ces deux solutions, décaler les rayons au niveau du moyeu ou décaler les rayons au niveau de la jante, ne rattrapent pas complètement les différences de tension, mais une partie seulement. C'est mieux que rien, n'est-ce pas  ?

 

La première solution est utilisée par certains fabricants de moyeux, mais elle affaiblit la rigidité latérale en réduisant la largeur totale de l'assise des rayons. Les deux flasques du moyeu sont très proches l'une de l'autre (schéma 4). Pour schématiser, imaginez un tabouret dont on réduirait l'écartement des pieds. Moins les pieds sont écartés, moins le tabouret est stable  !

La deuxième solution (jante asymétrique) a aussi ses limites. En effet, plus les trous sont décalés, plus le grand côté de la jante perd sa rigidité et devient fragile aux chocs (schéma 5). Ici comme ailleurs, les compromis sont nécessaires.

Inutile de vous préciser que l’association des deux solutions est largement employée.

On voit là toute l'importance de combiner la "géométrie" d'un moyeu (écartement et diamètre des flasques) avec celle d'une jante. Comme je l'ai déjà évoqué pour d’autres sujets, les assemblages des composants d'une roue (moyeu, rayons, jante) ne doivent pas se faire au hasard car les résultats peuvent varier du très bon… au très mauvais  !! 

Par exemple, un moyeu arrière vtt en version boost (148x12), n’a rien à voir en terme de géométrie avec son homologue 142x12. Les angles des rayons changent radicalement d’un moyeu à l’autre car les flasques ne sont pas aux mêmes endroits.

Autre exemple, le diamètre d’une roue VTT (26", 27,5" ou 29") conditionne la distance entre la jante et le moyeu. Les angles sont donc différents. Dans la même logique, la hauteur d’une jante influx également sur les angles des rayons. Plus une jante est haute, plus l’implantation des rayons sur la jante est proche du moyeu (Schéma 6) et donc, plus les angles sont fermés.

Une dernière chose à signaler. Pour un vélo à freinage disque (route ou VTT), la présence du disque sur la roue arrière décale l'implantation des rayons vers le centre du moyeu et... a pour conséquence de réduire la différence de tension des rayons droits et gauches.

Pour la roue avant, c'est la présence de ce même disque de frein qui crée, cette fois, la différence d'angle entre les rayons droits et gauches car il oblige la flasque gauche à se décaler vers le centre du moyeu (schéma 7). Décidément, la perfection n'est pas de ce monde  !!!

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