Velo Didact

2006
VELO DIDACTISE
Montage - démontage
Tests de différentes solutions techniques
6e Etude du fonctionnement d’un vélo
TECHNOLOGIE AU COLLEGE
www.a4.fr
VELO DIDACTISE
Montages - Démontages - Tests de différentes solutions techniques
Septembre 2006
Etienne Bernot - Jean Luc Mathey
Edité par la Sté A4

8 rue du Fromenteau
Z.A. Les Hauts des Vignes
91940 Gometz le Châtel
Tél. : 01 64 86 41 00 - Fax. : 01 64 46 31 19
www.a4.fr
SOMMAIRE DU DOSSIER
Présentation du projet
Activités proposées autour du vélo 02, 03
Réception du vélo didactisé 04
Montage sur le support 05
La panoplie de rangement. Les flasques de roues arrière 06, 07
Les outils nécessaires 08
Séquences proposées
Récapitulatif des séquences proposées 09 à 11
Fiche technique du vélo BOMBER 16 du commerce 12
Fonction d’usage et fonctions techniques 13, 14
Le banc d’essai vélo. Repérage des éléments 15
Montage de la selle, fonction “porter l’utilisateur” 16 à 19
Montage de la fourche, fonction “tourner” 20 à 23
Montage de la roue avant, fonction “rouler” 24 à 27
Montage du guidon, fonction “se diriger” 28 à 31
Montage de la roue arrière, fonction “se propulser” 32 à 36
Montage du frein arrière, fonction “freiner” 37 à 45
Fonctions sécurité, ergonomie, estime 46 à 48
CONTENU DU CDROM
Le CDRom de ce projet est disponible au catalogue de la Sté A4 (réf “CD BE V1”).
Il contient :
- Le dossier en versions FreeHand et PDF (lisible et imprimable avec le logiciel AcrobatReader).
- La modélisation 3D complète du produit dans ses différentes versions avec des fichiers 3D aux formats
SolidWorks, Parasolid et eDrawings.
- Des photos du produit, des images de synthèse, des perspectives au format DXF.
Ce dossier et le CDRom sont duplicables pour les élèves, en usage interne au collège
La duplication de ce dossier est autorisée sans limite de quantité au sein des établissements scolaires, à seules fins pédagogiques,
à la condition que soit cité le nom de l’éditeur : Sté A4. La copie ou la diffusion par quelque moyen que ce soit à des fins
commerciales n’est pas autorisée sans l’accord de la Sté A4.
La copie ou la diffusion par quelque moyen que ce soit en dehors d'un usage interne à l’établissement de tout ou partie du dossier
ou du CDRom ne sont pas autorisées sans l’accord de la Sté A4 .
Vélo didactisé Document professeur
Présentation du vélo “Bomber 16” didactisé

Parti pris pédagogique : simplicité et activité
Nous avons voulu proposer un matériel robuste et simple à étudier et à manipuler par des élèves de 6e et faciliter les activités
pratiques de montage / démontage dans le cadre des investigations menées autour du produit.
Nous avons aussi voulu que les élèves puissent tester le montage et le fonctionnement de différentes solutions techniques
(attaches rapides ou vis / écrou, paliers lisses ou roulements, etc).
Notre dossier n’est pas un cours de mécanique ni une étude exhaustive du vélo. C’est exclusivement le dossier de notre
vélo didactisé. Ce vélo est un support de cours à utiliser en parallèle avec vos différentes ressources comme vos manuels
scolaires.
Nous avons volontairement limité le champ des investigations proposées ;
plutôt avoir des objectifs simples et bien maîtrisés sur les parties mécaniques
les plus accessibles que de pécher par excès et se perdre sur
des études trop complexes au niveau 6e.
Choix du vélo
Parmi les vélos du commerce nous avons choisi un modèle
selon les critères suivant :
- dans une gamme pérenne pour l’approvisionnement
en pièces de rechange et pour vous permettre
de compléter votre équipement dans le temps
avec le même matériel,
- robuste pour supporter les démontages et remontages.
Vélo tout acier, en particulier les moyeux des roues (filetage
de la roue libre), finition tout chromé
(plus résistant que la peinture).
- simple pour faciliter les investigations par les élèves de 6e.
En particulier nous avons choisi un vélo sans dérailleur, à la fois
plus simple et plus robuste. L’élève sera amené à démonter
la roue libre et à la remplacer par une autre d’un nombre de dents différent.
Préparation du vélo
Nous faisons reconditionner et préparer le vélo “Bomber 16” pour permettre dans les meilleures conditions en classe
des activités de montage-démontage rapides et des tests de différentes solutions techniques.
- Présenter une situation simple et lisible aux élèves : élimination des éléments parasites de décor ;
élimination des feux, catadioptres et sonnette ; élimination du pare-chaîne et de la béquille ; élimination du frein avant.
(Pièces démontées fournies avec le vélo didactisé, regroupées dans un sachet à part).
- Permettre toutes les interventions des élèves sans avoir à manipuler

le cadre : montage sur un support stable
et ajustable en hauteur pour posage sur table ou au sol.
- Intervenir sans se salir : dégraissage des éléments mécaniques.
- Démonter facilement la direction et le guidon :

élimination du frein avant et déport du frein arrière sur le support
du vélo.
- Démonter facilement la transmission et la roue arrière :

roue libre débloquée, élimination du pare-chaîne.
- Aborder de façon simple la transmission : pas de dérailleur

mais 2 roues libres différentes à monter et tester.
- Tester différentes solutions techniques

avec des pièces spéciales fournies :
- Freinage : patins de frein dans différents matériaux,
- Guidage en rotation : paliers lisses à monter à la place des cages à billes de direction,
- Réglages : attache rapide de selle à monter à la place de l’attache type classique,
- Transmission : 2ème roue libre fournie avec un nombre de dents différent.
01
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Activités proposées autour du vélo

Avec le banc d’essai du vélo didactisé
Montage / démontage
du guidon
Essais avec deux cintres différents.
Réglage.
de la selle
Essais avec vis Montage / démontage
+ écrou ou attache rapide. de la colonne de direction.
Réglage. Essais avec paliers lisses
ou roulements à bille.
des patins de frein.
Réglage.
Essais avec patins
de différents matériaux.
de la roue avant.
Mise en position, serrage.
Montage / démontage Montage / démontage

de la roue arrière. de la roue libre
Réglage alignement et tension de la chaîne. Essais avec un nombre de dents différent.
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Vélo didactisé
Avec le vélo “Bomber 16” d’origine

Le vélo d’origine tel qu’il est commercialisé en magasins de cycles
permet par comparaison avec le vélo didactisé qui a été dépouillé des
éléments de sécurité, de confort et de décoration, d’aborder les
fonctions sécurité, ergonomie et estime.
- Fonction sécurité : sonnette, feux et catadioptres.

- Fonction ergonomie : béquille, carter de chaîne.
- Fonction estime : décoration.
Parti pris pédagogique

Nous avons pensé ce banc d’essai pour qu’il soit présenté démonté à chaque début de séquence :
Il sera à chaque fois demandé aux élèves de commencer par monter une partie du vélo,
d’en analyser le fonctionnement, éventuellement de réaliser des tests
en remplaçant certains éléments par d’autres.
- Cela nous a semblé mettre l’élève en situation plus active de recherche
et de réflexion, le contraignant à consulter ses documents et à analyser
le fonctionnement d’un système pour être capable de le monter et le
faire fonctionner, plutôt que de refaire à l’envers le démontage
préalablement mémorisé.
- Il sera aussi plus facile et plus rapide pour les élèves, de rendre le
banc d’essai dans son état initial démonté à la fin du cours.
- Il sera enfin beaucoup plus facile pour le professeur de contrôler un

banc d’essai démonté en fin de cours. La panoplie de rangement des
pièces (Réf. BE-V1D-PANO) disponible en option permet un rangement
et un contrôle encore plus pratiques.
Le banc d’essai dans son état démonté

de rangement et de début de séance.
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Réception du vélo didactisé

Conditionnement
Le vélo Bomber 16 didactisé est livré dans son carton d’origine
(dimensions hauteur 460 X longueur 940 X largeur 200 mm).
Contenu du colis
Lot 1 : cadre - roue arrière - pédalier - frein arrière.
Lot 2 : selle - tige de selle - potence - roue libre d’origine (16 dents) -
vis de béquille (à réutiliser pour la fixation du vélo sur le support) - pédale droite.
Lot 3 : cintre du guidon.
Lot 4 : fourche - roue avant - jeu de direction (cuvettes, cages à bille, écrous).
Lot 5 : pièces inutiles pour le banc d’essai : carter de chaîne - béquille- ensemble du frein avant
- pédale gauche - sonnette - catadioptres - feux avant et arrière.
Lot 6 : pièces spéciales fournies pour les essais : roue libre 18 dents - 2 paliers lisses de direction
- attache rapide de selle - 2 patins de frein PE - 2 patins de frein alu.
Lot 7 : pièces du support : socle - support de vélo - rallonge.
Lot 5
Lot 7
Lot 3
Lot 1 Lot 4
Lot 6
Lot 2
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Montage sur le support

Le support peut être monté à deux hauteurs :
- pour une utilisation posé sur table, ne pas monter la rallonge ;
- pour une utilisation posé au sol, utiliser la rallonge.
1) Fixer le support sous la platine de béquille en utilisant la vis de la béquille.

Attention au sens : support de frein vers l’avant du vélo.
Serrer avec une clé hexagonale de 8.
2) Fixer le support sur le pieds en intercalant éventuellement la rallonge.

Les éléments du support sont serrés par les vis M 10 x 20 (clé de 13).
3) Fixer le frein sur le support. Serrer avec une clé hexagonale de 5.
Vis de fixation sur le socle

(Réutilisation de la vis de fixation de la béquille)
CHC M10 X 20
Support du vélo
Vis de serrage
M10 X 20
Support de frein
Rallonge
(facultatif selon utilisation
du support sur table
ou au sol) Vis de serrage
M10 X 20
Socle
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Stockage et présentation - Panoplie de rangement - Réf. BE-V1D-PANO
La panoplie de rangement
(en option, réf. BE-V1D-PANO)
permet une présentation lisible des
pièces pour l’élève et facilite un
contrôle rapide en fin de séance.
Les pièces importantes sont tenues

par des clips métalliques.
Les plus petites pièces sont tenues
dans une mousse usinée à leurs
formes.
La panoplie de rangement est livrée en kit à monter.

Temps de montage : 4 minutes
Outillage nécessaire : tournevis cruciforme.
Contrôle des pièces de la panoplie : 2

1 X3 3
1 - Clips 21 mm. 8 pièces. X2
X8
2 - Clips 27 mm. 3 pièces.
3 - Demi clips 27 mm. 2 pièces.
4 - Vis TC 3 X 9,5 mm. 13 pièces.
5 - Panneau usiné avec mousse. 1 pièce.
1 1
4
X 13
1 3
1 Montage
1 1 Positionner les clips un par un sur la panoplie
2 et les fixer par une vis.
Serrer à peine chaque vis.
3 Les clips sont orientés automatiquement en les plaçant
dans leurs logements usinés sur la panoplie.
1
2 2
1
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Sécurité - Flasques de roue arrière - Réf. BE-V1-FLASQUE

La roue arrière lancée en rotation rapide au moyen du pédalier peut présenter un danger pour les doigts. Si un élève vient mettre un doigt dans
les rayons de la roue qui tourne, il peut se blesser.
Deux flancs en plastique transparent de part et d’autre de la roue peuvent être montés pour masquer les rayons. Cela peut éviter ce type
d’accident.
Un kit composé de deux flancs + les rivets de fixation est disponible sous la référence BE-V1- FLASQUE.
Le montage sur la roue s’effectue sans outil, en 30 secondes.
Flasque Flasque
Rivets “SnipSnap” Rivets “SnipSnap”

Jante
Flasques
Détail en coupe du montage

des flasques sur la jante
Kit flasque référence BE-V1- FLASQUE

Contenu : 2 flasques usinés + 8 rivets SnipSnap Ø 5,5 X longueur 8,5.
Aucun système ne peut garantir une sécurité totale.

Le banc d’essai du vélo n’est pas prévu pour être manipulé sans la présence du professeur.
Les élèves devront être mis en garde contre les risques de blessure.
Parmi les conseils que l’on peut donner, voici ceux qui nous ont paru importants :
- Ne jamais forcer sur un outil. Celui-ci peut “ripper”. Aucune opération préconisée sur ce banc d’essai ne nécessite de forcer.
- Ne jamais utiliser un outil à deux et ne jamais intervenir à deux simultanément sur le banc d’essai.
- Ne jamais lancer la roue en rotation rapide. Ne jamais lancer la roue en rotation sans avoir au préalable fait s’éloigner
les autres élèves.
- Ne jamais utiliser un outil inadapté. Choisir toujours le bon outil.
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Avant de commencer : les outils

Liste des outils nécessaires :
- Clé hexagonale 8 mm
- Clé plate ou à œil 15 mm
- Clé de direction (clé plate 30 mm)
- Clé de roue libre (outil spécial)
Le lot complet est disponible sous la référence BE-V1-OU1
Panoplie de rangement des outils

Pour un rangement et un contrôle rapides et faciles
Mousse usinée, contrecollée sur panneau PVC. Dimensions : épaisseur 16 mm X longueur 300 mm X largeur 200 mm.
Disponible en option ; Réf BE-V1D-PANO.
Conseils importants
Les outils ne doivent servir qu’au léger serrage après vissage à la main et au déblocage des pièces vissées.
La roue libre ne se visse qu’à la main et ne doit jamais être serrée. L’outil ne sert qu’au démontage.
En particulier pour la roue libre et pour l’écrou de direction, il ne faut jamais forcer pour visser, au risque de détruire le pas de vis.
Si cela arrivait, il conviendrait de limer les filets endommagés sur le moyeu.
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Séquences proposées 1/3

Introduction
Dans le cadre des activités élèves autour du vélo didactisé,
nous proposons de toujours commencer les activités avec le vélo démonté.
Il sera demandé aux élèves de monter telle ou telle partie et d’en analyser le fonctionnement :
- cela implique davantage les élèves dans leur effort pour comprendre le rôle et la position de chaque pièce
(ils ne pourront pas se contenter de mémoriser l’ordre de démontage et de reproduire le montage sans réflexion),
- il est plus facile pour les élèves et beaucoup plus rapide en fin de séquence de revenir à la situation de départ vélo démonté.
Cela facilite aussi le contrôle des pièces par le professeur.
* Nous suggérons d’utiliser la panoplie de rangement (réf BE-V1D-PANO) qui permet un repérage facile et un contrôle
rapide des pièces.
Exploitation pédagogique
Ce dossier traite exclusivement du vélo didactisé “Bomber 16” et n’a pas pour objet de proposer une démarche pédagogique
globale pour la 6e ni une progression pour l’étude du vélo en général.
Le choix des ressources complémentaires pour le cours et en particulier la structuration appartient au professeur (manuels scolaires,
ressources académiques, ...). Notre matériel doit être considéré comme un des supports nécessaires.
Ce dossier contient tous les documents techniques nécessaires relatifs au Vélo didactisé “Bomber 16” et des suggestions pour
des séquences pédagogiques avec des fiches élèves.
Fichiers volumiques (eDrawings)

Sur le CDROm du produit,
nous fournissons un fichier eDrawings spécifique pour chaque partie à démonter avec la vue éclatée préparée.
Pistes pédagogiques et séquences proposées autour du vélo didactisé sur banc d’essai.
Problèmes posés Matériel Activités proposées

* Thèmes abordés. Documents et ressources nécessaires
Fonction d’usage et fonctions - Caractéristiques techniques du Bomber 16 - Enoncer la fonction d’usage

techniques Pages 12 à 14 page 12 et http://www.intercycles.com/francais/cenfants.htm et les fonctions techniques du vélo étudié
- Quelles sont les caractéristiques du vélo - Fiche élève page 13 (Bomber 16).
Bomber 16 ? - Fichier Edrawings du vélo “bomber16” - Retrouver les désignations des pièces
- Quelle est sa fonction d’usage ? sur lequel on peut retrouver les noms en manipulant un fichier volumique.
- Quelles sont les fonctions techniques des différentes pièces : - Repérer les principaux éléments du vélo
d’un vélo ? “ Vélo complet.EASM”. sur un dessin.
- Repérer et nommer les principaux - Corrigé page 14
éléments d’un vélo ; les associer
à des fonctions.
* Choisir un produit / caractéristiques.
* Fonction d’usage / fonctions techniques.
* Vocabulaire spécifique.
Prise en main du banc d’essai. Page 15

- Quel est l’intérêt du banc d’essai sur pied ? Vélo didactisé sur banc d’essai. - Identifier la fonction du banc d’essai.
- Quelles sont les pièces qui seront - Fiche élève page 15. - Identifier et nommer les pièces de la
montées et démontées ? Nous ne vous proposons pas de corrigé panoplie.
* Fonction d’usage du banc d’essai. inutile pour cette fiche dont les réponses
Repérer et nommer sont évidentes pour le professeur.
des éléments du vélo.
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Fonction “porter l’utilisateur” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter la selle en testant
Pages 16 à 19 - Fiches élève pages 16 et 17. deux systèmes de serrage.
- Comment monter et régler la selle ? - Fichiers eDrawings (sur le CD) : - Régler la hauteur de la selle.
- Quelle différence y-a t-il entre deux modes “2 selle classique.EASM” - Compléter les 2 fiches (p 16 et 17).
de serrage ? “2 selle rapide.EASM”
* Vocabulaire technique : identifier et nommer - Corrigés pages 18 et 19.
les pièces de la fonction étudiée. Repérer
un ordre de montage et le représenter
par organigramme. Notions de serrage,
de réglage, de limites de réglage.
Etude de la fonction “tourner” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter la fourche
Pages 20 à 23 - Fiche élève page 20. en testant les deux modes de guidage
- Comment fonctionne le système - Eclaté et nomenclature page 21. par roulements ou paliers lisses ou sans
de direction du vélo ? - Fichiers eDrawings (sur le CD) : ces éléments. Tester le fonctionnement
- Quels sont les élément qui le compose ? “3 Direction Paliers lisses.EASM” en serrant plus ou moins (à la main
- Y a t-il différentes façons de le réaliser ? “3 Direction Roulements.EASM” ou avec outil sans forcer).
- Comment monter la direction ? - Corrigés pages 22 et 23. - Compléter les 2 fiches (p 20 et 21).
* Fonctions des pièces.
* Ordre d’assemblage.
* Matériaux.
* Guidage.
* Frottement / lubrification.
Etude le fonction “rouler” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter la roue avant.
Pages 24 à 27 - Fiche élève page 24. Tester les métaux de la jante
- Comment monter correctement une roue ? - Dessin éclaté roue avant page 25. et du moyeu avec un aimant.
- Quelle est la nature du guidage en rotation ? - Fichier eDrawings (sur le CD ): - Compléter les 2 fiches (p 24 et 25).
- Reconnaître des matériaux. “4 Roue avant.EASM”
* Fonctions des pièces. - Corrigés pages 26 et 27.
* Ordre d’assemblage.
* Adhérence / glissement.
* Métaux ferreux et non ferreux,
élastomères.
Etude le fonction “se diriger” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter le guidon
Pages 28 à 31 - Fiche élève page 28. et la potence en testant successivement
- Comment l’utilisateur peut-il diriger - Dessins éclatés du guidon page 29. le cintre d’origine et un cintre trop court
facilement son vélo ? - Fichiers eDrawings (sur le CD) : (on utilise la tige de selle).
- Quels réglages faut-il faire sur le guidon ? “5 Guidage normal.EASM” - Régler la hauteur du guidon
* Ergonomie. “5 Guidage tige selle.EASM” - Compléter les 2 fiches (p 20 et 21).
* Bras de levier. - Corrigés pages 30 et 31.
* Réglage.
Etude de la fonction “se propulser” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter la roue arrière.
Pages 32 à 35 - Fiche élève page 32. - Régler la roue arrière (alignement
- Comment monter correctement - Dessin éclaté de la transmission page 33. de la roue et tension de la chaîne).
la roue arrière ? - Fichiers eDrawings (sur le CD) : - Remplacer la roue libre et tester
- Comment le vélo avance-t-il ? “6 roue arrière 16 dents.EASM” la différence.
- Quels sont les éléments qui permettent “6 roue arrière 18 dents.EASM” - Compléter les 2 fiches (p 32 et 33).
de propulser le vélo ? - Corrigés pages 34 et 35.
- A quoi sert la roue libre ?
* Energie.
* Rapport de transmission.
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Etude de la fonction “freiner” - Vélo didactisé sur banc d’essai. - Monter et démonter les patins de frein.
Pages 37 à 43. - Fiche professeur page 37 - Régler les patins de frein.
- Comment fonctionnent les freins, - Fiches élève pages 38 et 39. - Remplacer les patins pour tester
comment doivent-ils être réglés ? - Dessin éclaté montage frein arrière page 40. différents matériaux.
- A quoi sert la roue libre ? - Dessin éclaté détail frein arrière page 41. - Compléter les fiches (p 38 à 41).
- Quel matériau est le plus adapté - Fichier eDrawings (sur le CD) :
pour le freinage ? “7 freins.EASM”
* Schématisation. - Corrigés pages 42 à 45.
* Matériaux.
* Frottement / glissement.
* Usure.
Travaux avec le vélo d’origine :

- fonction sécurité,
- fonction ergonomie,
- fonction estime.
Pages 46 à 48 - Vélo didactisé sur banc d’essai - Comparer le vélo didactisé avec le
- Repérer les éléments présents sur le vélo + vélo d’origine. vélod’origine.
d’origine et qui ont été ôtés du vélo - Fiche professeur et modèle du cahier Repérer les éléments liés
de banc d’essai. Les repérer et les classer élève page 46. aux fonctions sécurité, ergonomie,
par fonctions. - Fiche élève page 47. estime.
* fonction sécurité, - Corrigé page 48. - Répondre aux questions dans son cahier.
* fonction ergonomie, - Fichiers eDrawings (sur le CD) : - Compléter la fiche page 47.
* fonction estime. “Vélo didactisé.EASM”
“ Vélo complet.EASM”.
- Corrigés pages 46 et 48.
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Vélo didactisé Document élève
Fiche technique du vélo BOMBER 16 du commerce
Ci-dessus la page “Bomber 16” du site web réservé au professionnels marchands de cycles. Relever les quelques caractéristiques
importantes à fournir à un éventuel acheteur de ce vélo.
Adresses de sites internet (sept 2006) sur lesquels on retrouve la fiche technique du vélo Bomber 16
Site du fabriquant : http://www.intercycles.fr/francais/cenfants.htm
Site d’un revendeur : http://www.lerayonloisir.com/asp-boutique/boutique/302-velo-enfant-et-junior.htm
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Fonction d’usage et fonctions techniques

Fonction d’usage
Permettre à un enfant de 6 à 8 ans, encore inexpérimenté à vélo, de s’amuser et d’effectuer de courts trajets en tout terrain.
Fonctions techniques
Que doit posséder ce vélo pour répondre à sa fonction d’usage ?
- Porter l’utilisateur - Rouler - Tourner - Se diriger - Se propulser - Freiner - Se signaler - Assurer le confort de l’utilisateur
Séduire l’utilisateur.
Exercice 1 : indiquer autour du dessin chaque fonction technique et indiquer par des flèches les principaux éléments associés
à chacune d’elles.
Exercice 2 : Compléter le tableau
Fonctions techniques Eléments associés aux fonctions
- Porter l’utilisateur Selle

- Rouler
- Tourner
- Se diriger
- Se propulser
- Freiner
- Se signaler
- assurer le confort de l’utilisateur
- Séduire l’utilisateur
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Vélo didactisé Corrigé professeur
Fiche technique du vélo BOMBER 16 du commerce

Fonction d’usage et fonctions techniques
Caractéristiques importantes pour l’utilisateur
- VTT enfant
- Roues 16 pouces
- Couleur : chromé avec accessoires rouges
- Sans dérailleur
- Fourni avec éclairage à pile + sonnette + carter de chaîne.
- Prix 139,00 €
Freiner Se diriger
Porter l’utilisateur
Tourner
Assurer le confort
de l’utilisateur
Séduire l’utilisateur
Rouler
Se propulser Se signaler
Exercice 2 : Compléter le tableau
Fonctions techniques Eléments associés aux fonctions
- Porter l’utilisateur Selle

- Rouler Les deux roues.
- Tourner Fourche mobile, roue avant.
- Se diriger Cintre du guidon.
- Se propulser Pédalier, couronne, chaîne, roue libre, roue arrière.
- Freiner Poignées, câbles, étriers et patins.
- Se signaler Phares et feux, catadioptres, sonnette.
- assurer le confort de l’utilisateur Carter de chaîne, poignées, guidon réglable, selle réglable, béquille.
- Séduire l’utilisateur Revêtement chromé, marquages.
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Le banc d’essai vélo - Repérage des éléments

Une partie de l’étude et des tests à réaliser autour du vélo se feront à l’aide
du banc d’essai ci-dessous :
Banc d’essai vélo démonté Banc d’essai vélo entièrement monté
Pourquoi le cadre est-il fixé sur un socle ?
L’ensemble des éléments qui seront montés, démontés et testés est regroupé sur la panoplie ci-dessous
(sauf les 2 roues qui ne figurent pas sur la photo).
Au fur et à mesure des séances et des tests à réaliser, compléter le repérage de la photo en nommant les
différents éléments.
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Montage de la selle - Fonction “porter l’utilisateur”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la selle” (page 17).
2) Réaliser le montage de la selle sur le banc d’essai du vélo en utilisant le système classique
par vis / rondelle / écrou.
Indiquer l’ordre dans lequel les pièces doivent être montées (compléter l’organigramme).
Vis
Selle
4) Quelle est la fonction du système vis / rondelle / écrou ?
5) Réaliser le montage de la selle en remplaçant le système vis / rondelle / écrou

par l’attache rapide.
Quelle différence cela fait-il pour l’utilisateur ?
6) En fonction de quoi doit-on régler la hauteur de la selle ?
7) Quel débattement peut avoir le réglage de hauteur de selle ?

Qu’est-ce qui limite ce débattement ?
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Exercice
Compléter les repères sur les dessins. Indiquer les outils nécessaires pour le démontage
Montage par vis et écrou classiques Montage par attache rapide
Outils nécessaires :
vis / écrou Attache rapide
8 01 Entretoise d’attache rapide Formée de 2 pièces : cuvette polyéthylène + rondelle acier
Serrage Serrage
7 01 Ecrou d’attache rapide M 6 moleté

6 01 Levier avec axe d’attache rapide Axe M 6 x 43
5 01 Rondelle 8 x 16
4 01 Ecrou M8 - Borgne
3 01 Vis M 8 x 38
2 01 Tige de selle Ø 22 - Longueur 230
1 01 Selle
A 01 Cadre du vélo Monté sur support
Repère Quantité Désignation Caractéristiques
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Selle
Collège Classe VÉLO
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage avec vis-écrou classique

ou attache rapide
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Montage de la selle - Fonction “porter l’utilisateur”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la selle” (page 17).
2) Réaliser le montage de la selle sur le banc d’essai du vélo en utilisant le système classique
par vis / rondelle / écrou.
Vis
Selle
Cadre Rondelle
Tige de selle
Ecrou
4) Quelle est la fonction du système vis / rondelle / écrou ?

Cela permet le serrage du tube de selle à n’importe quelle hauteur.
Cela permet donc le réglage de la hauteur de selle.
5) Réaliser le montage de la selle en remplaçant le système vis / rondelle / écrou

par l’attache rapide.
Il n’y a plus besoin d’outil pour serrer et desserer le tube de selle.
Le réglage de la hauteur de selle devient plus facile et plus rapide.
6) En fonction de quoi doit-on régler la hauteur de la selle ?

La hauteur de la selle se règle en fonction de la taille de l’utilisateur.
Lorsque l’utilisateur est assis sur la selle, la jambe du côté de la pédale placée au plus bas doit être tendue.
7) Quel débattement peut avoir le réglage de hauteur de selle ?

Qu’est-ce qui limite ce débattement ?
Le débattement maximum de réglage est de environ 130 mm.
On ne peut pas monter le tube de selle trop haut car il risque de ne plus être correctement tenu
dans le tube du cadre. Il faut une longueur d’insertion minimum de environ 70 mm (le tube de selle porte
une gravure indiquant cette contrainte).
18
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Exercice
1 1
2 2
A A
3 6
5 7
4 8
Montage par vis et écrou classiques Montage par attache rapide
Outils nécessaires : Clés plates de 13 et de 15

vis / écrou Attache rapide
8 01 Entretoise d’attache rapide Formée de 2 pièces : cuvette polyéthylène + rondelle acier
Serrage Serrage
7 01 Ecrou d’attache rapide M 6 moleté

6 01 Levier avec axe d’attache rapide Axe M 6 x 43
5 01 Rondelle 8 x 16
4 01 Ecrou M8 - Borgne
3 01 Vis M 8 x 38
2 01 Tige de selle Ø 22 - Longueur 230
1 01 Selle
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Selle
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage avec vis-écrou classique

ou attache rapide
19
Montage de la fourche - Fonction “tourner”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la fourche (page 21).
2) Réaliser le montage de la fourche sur le banc d’essai du vélo en utilisant les cages à bille.
Roulement Roulement
ou Cadre ou
pallier pallier
3) Réaliser le montage de la fourche en remplaçant les cages à billes par les paliers lisses.
Quelle différence cela fait-il pour le fonctionnement, pour l’usure probable ?
4) Réaliser le montage de la fourche sans roulement ni paliers lisses. Tester le fonctionnement.

Qu’en déduire ?
5) Quelle est la fonction des cages à billes ou des paliers lisses ?
6) Colorier sur le dessin “montage de la fourche (page 21) les pièces d’usure, c’est à dire les pièces
qui subissent un frottement qui peut les user à la longue.
7) Par quel moyen peut-on limiter l’usure des pièces qui subissent un frottement ?
20
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Exercice
Montage sur paliers lisses Montage sur roulements
14 01 Ecrou de serrage Acier - Ø 25
13 01 Rondelle à ergot Acier - Ø 25,5 x 34 mm
12 01 Cuvette-entretoise Acier - Selon le montage, sert de cuvette pour les billes ou d’entretoise
roulement
une des 2
sur palier
11 02 Pallier lisse Polyéthylène Ø 25,6 x 26,6 mm

montage
Utiliser
pièces
selon
ou
10 02 Cage à bille Ø 30 x 37 - 16 billes acier Ø 3,90 mm

9 01 Fourche Acier chromé
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Fourche
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage de la fourche sur roulements

ou sur paliers lisses
21
Montage de la fourche - Fonction “tourner”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la fourche (page 21).
2) Réaliser le montage de la fourche sur le banc d’essai du vélo en utilisant les cages à bille.
Roulement Roulement
ou Fourche Cadre ou Cuvette Rondelle Ecrou
pallier pallier
3) Réaliser le montage de la fourche en remplaçant les cages à billes par les paliers lisses.
Quelle différence cela fait-il pour le fonctionnement, pour l’usure probable ?
Les paliers lisses permettent un fonctionnement correct de la fourche.
Avec les paliers lisses, la fourche tourne moins librement.
Il est probable que les paliers lisses vont s’user plus vite que les roulements
et que la fourche va prendre du jeu.
Pour l’utilisateur, les paliers lisses sont moins confortables car la direction sera plus dure.
Il faudra remplacer les paliers dès qu’ils seront usés car une direction qui prend du jeu est dangereuse.
4) Réaliser le montage de la fourche sans roulement ni paliers lisses. Tester le fonctionnement.

Qu’en déduire ?
Sans roulement ni paliers lisses, la fourche tourne mal. Il y a des frottements importants.
Avec les paliers lisses, la fourche tourne moins librement.
5) Quelle est la fonction des cages à billes ou des paliers lisses ?

Les cages à billes ou les paliers lisses assurent le maintien de la fourche tout en permettant sa rotation
avec un minimum de frottement.
Ces pièces assurent un guidage en rotation.
6) Colorier sur le dessin “montage de la fourche (page 21) les pièces d’usure, c’est à dire les pièces
qui subissent un frottement qui peut les user à la longue.
Montage sur roulement : cages à billes + cuvette-entretoise + cuvette sur le fourreau de fourche.
Montage sur paliers lisses : Paliers lisses uniquement car en matériau plus tendre que les autres pièces, ils vont s’user sans entamer les autres pièces.
7) Par quel moyen peut-on limiter l’usure des pièces qui subissent un frottement ?
On peut utiliser un lubrifiant comme de la graisse ou de l’huile qui limite le frottement entre les pièces.
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Exercice
14
13 14
12 13
11 12
10
A
A
11
10
9
9
Montage sur paliers lisses Montage sur roulements
Outils nécessaires : montage à la main + clé de direction 30 mm.

14 01 Ecrou de serrage Acier - Ø 25
13 01 Rondelle à ergot Acier - Ø 25,5 x 34 mm
12 01 Cuvette-entretoise Acier - Selon le montage, sert de cuvette pour les billes ou d’entretoise
roulement
une des 2
sur palier
11 02 Pallier lisse Polyéthylène Ø 25,6 x 26,6 mm

montage
Utiliser
pièces
selon
ou
10 02 Cage à bille Ø 30 x 37 - 16 billes acier Ø 3,90 mm

PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Fourche
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage de la fourche sur roulements

ou sur paliers lisses
23
Montage de la roue avant - Fonction “rouler”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la roue avant (page 25).
2) Réaliser le montage de la roue avant sur le banc d’essai du vélo en utilisant les cages à bille.
Montage roue avant

Roue avant sur fourche
3) Quel type de mouvement la roue a-t-elle ?
4) En observant l’axe de roue, pouvez-vous dire comment est réalisé le guidage en rotation ?
5) Moyeu et jante sont en métal. Comment déterminer si il s’agit d’acier (alliage ferreux)
ou d’aluminium ?
6) En quel type de matériau le pneu est-il fait ? Pourquoi ?
7) Y a-t-il un réglage à effectuer au montage de la roue ?
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Exercice
16 02 Ecrou Ø 10 à embase
15 01 Roue avant 16 pouces - Moyeu acier - Jante aluminium - Pneu caoutchouc
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Roue avant
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage de la roue avant
25
Montage de la roue avant - Fonction “rouler”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la roue avant (page 25).
2) Réaliser le montage de la roue avant sur le banc d’essai du vélo en utilisant les cages à bille.
Montage roue avant

Roue avant sur fourche
Fourche Montage des écrous

sur axe de roue avant
Ecrous
3) Quel type de mouvement la roue a-t-elle ?

La roue a un mouvement de rotation.
4) En observant l’axe de roue, pouvez-vous dire comment est réalisé le guidage en rotation ?
Il n’est pas nécessaire de démonter l’axe pour apercevoir des billes de roulement.
La graisse peut les masquer il suffit d’essuyer avec un chiffon.
La roue est guidée en rotation par roulement à bille.
Les billes ne sont pas encagées et le démontage éventuel ne se fera que sous la surveillance du professeur.
5) Moyeu et jante sont en métal. Comment déterminer si il s’agit d’acier (alliage ferreux)
ou d’aluminium ?
Avec un aimant on pourra constater que la jante est en aluminium et le moyeu en acier.
L’acier est magnétique alors que l’aluminium ne l’est pas.
6) En quel type de matériau le pneu est-il fait ? Pourquoi ?

Le pneu est réalisé en élastomère (caoutchouc synthétique).
C’est un matériau à la fois souple et qui présente de bonne qualité d’adhérence
(il ne glisse pas sur la route).
7) Y a-t-il un réglage à effectuer au montage de la roue ?

Il n'y a aucun réglage à réaliser au montage de la roue.
Son axe doit être calé bien en appui au fond des pattes de la fourche.
Sur certain pneus (mais ce n’est pas le cas ici) il y a un sens de rotation à respecter
26
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Exercice
15
16
Outils nécessaires : clé plate de 15
16 02 Ecrou Ø 10 à embase
15 01 Roue avant 16 pouces - Moyeu acier - Jante aluminium - Pneu caoutchouc
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Roue avant
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage de la roue avant
27
Montage du guidon - Fonction “se diriger”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage du cintre” (page 29).
2) Réaliser le montage du cintre sur le banc d’essai du vélo en utilisant le cintre large d’origine.
Opération 1 Opération 2 Opération 3 Opération 4
Assemblage de la potence Réglages
Pièces Pièces Pièces Pièces

Guidon + chape de guidon + 4 vis
3) Y a-t-il un sens de montage pour la potence ?
4) Expliquer comment fonctionne le serrage avec l’écrou biseauté. Compléter le schéma.
Tube de tête de fourche
Position Position
desserrée serrée
5) Réaliser le montage du guidon en utilisant le tube de selle comme cintre.

Quelle conséquence un tel montage aurait-il sur l’utilisation du vélo ?
6) Quels réglages sont possibles ? Comment le cintre doit-il être réglé ?
28
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Exercice
23 04 Vis de la chape CHC Ø M6 X Longueur 20
22 01 Vis de potence CHC Ø M8 X Longueur 160
21 01 Rondelle Ø 8 X 12
20 01 Chape de potence Aluminium laqué
19 01 Potence Acier chromé - Tube Ø 22
18 01 Ecrou biseauté Ø 21 - Filetage M 8
17 01 Cintre d’origine Acier chromé - Ø 22 - Largeur 570 mm
2 01 Cintre droit et étroit (tige de selle) Ø 22 - Largeur 230 mm - Réalisé avec la tige de selle
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Guidon
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage du cintre

2 options : cintre large ou étroit
29
Montage du guidon - Fonction “se diriger”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage du cintre” (page 29).
2) Réaliser le montage du cintre sur le banc d’essai du vélo en utilisant le cintre large d’origine.
Opération 1 Opération 2 Opération 3 Opération 4

Assemblage de la potence Montage de la potence sur la tête Montage du guidon sur la potence Réglages
de fourche
Pièces Pièces Pièces Pièces
Potence + écrou biseauté + Potence assemblée + vélo avec Guidon + chape de guidon + 4 vis Aucune pièce ajoutée
rondelle + vis de potence fourche montée Utiliser une clé hexagonale de 6
3) Y a-t-il un sens de montage pour la potence ?

Oui, la partie qui porte le cintre doit être dirigée vers l’avant.
4) Expliquer comment fonctionne le serrage avec l’écrou biseauté. Compléter le schéma.

Lorsque l’on serre la vis, l’écrou biseauté remonte
et vient glisser sur le bout biseauté de la potence
en se décalant de côté.
Ainsi il se coince à l’intérieur du tube de la tête de fourche.
Tube de tête de fourche
Potence
Vis de potence
Ecrou biseauté
Position Position
desserrée serrée
5) Réaliser le montage du guidon en utilisant le tube de selle comme cintre.

Quelle conséquence un tel montage aurait-il sur l’utilisation du vélo ?
On aurait peu de place pour monter les poignées et les freins.
Le vélo serait difficile à diriger car on manquerait de force pour le maintenir sur sa trajectoire.
Le bras de levier serait insuffisant.
Le cintre serait trop bas.
6) Quels réglages sont possibles ? Comment le cintre doit-il être réglé ?

La potence peut être réglée en hauteur (on ne peut pas la monter plus haut que le repère gravé dessus).
Le cintre peut s’incliner d’avant en arrière.
L’utilisateur doit avoir les bras légèrement fléchis et les avant bras horizontaux.
30
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Exercice
23
22 23
20
22 17 20
2
21 21
18 18
19 19
A A
9 9
Outils nécessaires : clé hexagonale de 6

23 04 Vis de la chape CHC Ø M6 X Longueur 20
22 01 Vis de potence CHC Ø M8 X Longueur 160
21 01 Rondelle Ø 8 X 12
20 01 Chape de potence Aluminium laqué
19 01 Potence Acier chromé - Tube Ø 22
18 01 Ecrou biseauté Ø 21 - Filetage M 8
17 01 Cintre d’origine Acier chromé - Ø 22 - Largeur 570 mm
2 01 Cintre droit et étroit (tige de selle) Ø 22 - Largeur 230 mm - Réalisé avec la tige de selle
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Guidon
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage du cintre

2 options : cintre large ou étroit
31
Montage de la roue arrière - Fonction “se propulser”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la roue arrière” (page 33).
2) Réaliser le montage de la roue arrière avec la roue libre 16 dents et monter la roue arrière dans le cadre.
Visser la roue libre à la main sur le moyeu sans la serrer sinon son démontage sera difficile.
ATTENTION : NE PAS FAIRE TOURNER VITE LA ROUE. NE PAS METTRE LES DOIGTS DANS LES RAYONS
Opération 1 Opération 2 Opération 3

Assemblage de la roue libre sur le Réglage de
moyeu de la roue arrière
Pièces Pièces Pièces
3) Y a-t-il un sens de montage pour la roue libre ?
4) Quels réglages doit-on réaliser sur la roue arrière avant de l’immobiliser par serrage ?
5) Quelle est la fonction de la roue libre ?
6) Rapport de transmission
Tester successivement le fonctionnement de la transmission avec la roue libre 16 dents
puis en la remplaçant par la roue libre 18 dents. Noter vos relevés d’observation dans le tableau.
1) Essai avec la roue libre 16 dents montée sur la roue arrière Pour un tour de pédalier, la roue arrière fait tours
2) Essai avec la roue libre 18 dents montée sur la roue arrière Pour un tour de pédalier, la roue arrière fait tours
Quels repères avez-vous utilisés pour compter le nombre de tours de la roue arrière ?
Que peut-on en déduire sur la distance parcourue pour un tour de pédale ?
Que peut-on en déduire sur l’effort à fournir par tour de pédalier ?
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Exercice
Compléter les repères sur les dessins.
Indiquer par des flèches les sens de rotation du pédalier, de la roue arrière et de la chaîne pour faire rouler le vélo en avant.
Indiquer les outils nécessaires pour le démontage.
27 01 Pédalier 38 dents - Monobloc
26 01 Chaîne KMC Z410 - 37 maillons
16 02 Ecrou Ø 10 - A embase
25b 01 Roue libre 18 dents Monovitesse 18 dents
2 options possibles
25a 01 Roue libre 16 dents Monovitesse 16 dents
24 01 Roue arrière 16 pouces - Moyeu acier - Jante aluminium - Pneu caoutchouc
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Roue arrière
Collège Classe VÉLO Transmission
TITRE DU DOCUMENT
Montage de la roue arrière
Nom Date
2 options : roue libre 16 ou 18 dents
33
Montage de la roue arrière - Fonction “se propulser”

1) Compléter le repérage des pièces sur le dessin “montage de la roue arrière” (page 33).
2) Réaliser le montage de la roue arrière avec la roue libre 16 dents et monter la roue arrière dans le cadre.
Visser la roue libre à la main sur le moyeu sans la serrer sinon son démontage sera difficile.
ATTENTION : NE PAS FAIRE TOURNER VITE LA ROUE. NE PAS METTRE LES DOIGTS DANS LES RAYONS
Opération 1 Opération 2 Opération 3

Assemblage de la roue libre sur le Montage de la roue arrière dans le Réglage de la position et serrage
moyeu de la roue arrière cadre tout en plaçant la chaîne de la roue arrière
Pièces Pièces Pièces
Roue libre + roue arrière Roue arrière équipée de sa roue Aucune pièce ajoutée
Vissage sans outil libre + cadre du vélo Utiliser une clé hexagonale de 15
3) Y a-t-il un sens de montage pour la roue libre ?

Oui, car si elle est montée à l’envers, elle n’entraîne pas la roue arrière lorsque l’on pédale en avant.
Il est plus difficile de la monter à l’envers car on ne peut pas la visser par les dents à cause du cliquet.
4) Quels réglages doit-on réaliser sur la roue arrière avant de l’immobiliser par serrage ?
Il faut régler la position de la roue de façon à :
- tendre la chaîne sans excès (la chaîne doit conserver un débattement vertical (flèche) de 1 cm),
- aligner la roue avec le cadre de façon que le pneu soit à distance égale des bras du cadre
à droite comme à gauche.
5) Quelle est la fonction de la roue libre ?

La roue libre ne permet l’entraînement de la roue arrière que dans un sens :
- lorsque l’on pédale en avant, on entraîne la roue arrière ;
- lorsque l’on pédale en arrière, on n’entraîne pas la roue arrière ;
Cela est très utile car on peut arrêter de pédaler sans stopper le vélo et la rotation de la roue arrière.
6) Rapport de transmission
Tester successivement le fonctionnement de la transmission avec la roue libre 16 dents
puis en la remplaçant par la roue libre 18 dents. Noter vos relevés d’observation dans le tableau.
1) Essai avec la roue libre 16 dents montée sur la roue arrière Pour un tour de pédalier, la roue arrière fait 2 tours
2) Essai avec la roue libre 18 dents montée sur la roue arrière Pour un tour de pédalier, la roue arrière fait 1,7 tours
Quels repères avez-vous utilisés pour compter le nombre de tours de la roue arrière ?
On utilise comme repères la valve de la roue et un bras du cadre.
Que peut-on en déduire sur la distance parcourue pour un tour de pédale ?
Plus la roue libre est grande (nombre de dents plus grand), moins le vélo avance par tour de pédalier.
Que peut-on en déduire sur l’effort à fournir par tour de pédalier ?
Plus la roue libre est grande, moins il y a à faire d’effort par tour de pédalier.
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Exercice
Indiquer par des flèches les sens de rotation du pédalier, de la roue arrière et de la chaîne pour faire rouler le vélo en avant.
16
27
26
25
24
Outils nécessaires : clé plate de 15 mm

27 01 Pédalier 38 dents - Monobloc
26 01 Chaîne KMC Z410 - 37 maillons
16 02 Ecrou Ø 10 - A embase
25b 01 Roue libre 18 dents Monovitesse 18 dents
2 options possibles
25a 01 Roue libre 16 dents Monovitesse 16 dents
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Roue arrière
Collège Classe VÉLO Transmission
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage de la roue arrière

2 options : roue libre 16 ou 18 dents
35
Vélo didactisé Fiche élève
Montage de la roue libre - Fonction “se propulser”

Le montage de la roue libre doit s’effectuer sans outil et sans forcer
Que se passe-t-il si au montage la roue libre n’est pas présentée parfaitement dans l’axe du moyeu ?
Qu’arrive-t-il si on force pour visser la roue libre alors qu’elle se bloque sur son pas de vis ?
Corrigé professeur
Montage de la roue libre - Fonction “se propulser”

Le montage de la roue libre doit s’effectuer sans outil et sans forcer
Que se passe-t-il si au montage la roue libre n’est pas présentée parfaitement

dans l’axe du moyeu ?
Les deux pas de vis de la roue libre et du moyeu ne peuvent s’ajuster et il est impossible de visser
la roue libre. Au bout d’une fraction de tour, la roue libre se bloque.
Qu’arrive-t-il si on force pour visser la roue libre alors qu’elle se bloque sur son pas de vis ?
On détériore le pas de vis et il est ensuite impossible de la monter.
Il faudrait alors limer les filets endommagés.
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Montage du frein arrière - Fonction “freiner”

Notes pour le professeur
Simplification du montage des patins
Le système d’origine de montage des patins est trop délicat et comporte trop de pièces pour qu’il soit facile de faire travailler
des groupes sur le banc d’essai :
- les petites pièces seront perdues,
- le système est difficile à décrypter pour de jeunes élèves de 6e,
- le réglage est délicat.
L’assemblage des entretoises et rondelles hémisphérique permet un réglage parfait des patins mais s’avère trop délicat pour
les jeunes de 6e.
En simplifiant le système et en éliminant les rondelles hémisphériques pour ne garder que les entretoises, on obtient un
fonctionnement correct même s’il n’y a plus autant de possibilités pour le réglage.
1 - Il faut compenser l’épaisseur perdue du fait de l’élimination des rondelles par le montage des entretoises
les plus épaisses (à l’origine, pour chaque patin, on dispose de deux entretoises d’épaisseurs différentes). Il convient
de récupérer sur le frein avant les deux entretoises épaisses.
2 - L’écrou de serrage d’origine ne se visse pas assez loin et doit être remplacé par un écrou 6 pans
(fourni sur les patins Alu).
Montage d’origine Montage simplifié pour les activités élèves
Situation de départ présentée aux élèves : la roue arrière est montée et réglée (centrée), les étriers ne portent
pas de patins mais le câble est en place dans sa chape (les élèves devront découvrir l’astuce qui consiste à démonter le
câble de la chape pour pouvoir ouvrir les étriers et intervenir sur les patins).
Sécurité
Il existe un risque qu’un élève se blesse en mettant la main dans les rayons de la roue.
En utilisation normale du banc d’essai, les élèves ne sont pas sensés lancer la roue à grande vitesse.
Pour limiter le risque d’accident, on peut monter deux flasques transparents de part et d’autre des rayons de la roue arrière.
Nous proposons un kit constitué de deux flasques transparents et des attaches nécessaires
sous la référence BE-V1-FLASQUE.
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Montage du frein arrière - Fonction “freiner” 1/2

1) Compléter le repérage des pièces sur les dessins “montage du frein arrière” (pages 40 et 41).
2) Monter les patins du frein arrière

Situation de départ : la roue arrière est montée et réglée (centrée), les étriers ne portent pas de patins.
ATTENTION : NE PAS FAIRE TOURNER VITE LA ROUE. NE PAS METTRE LES DOIGTS DANS LES RAYONS.
3) On constate qu’il est très difficile de monter les patins si les étriers ne peuvent pas s’écarter. Il faut les
libérer du câble qui les retient. Comment peut-on libérer les étriers sans outil et très facilement
4) Réglage des patins de frein : les patins doivent être positionnés correctement par rapport à la jante.
Compléter les schémas ci-dessous.
Pneu
Patin
Jante
Le réglage est-il bon ? Le réglage est-il bon ?

Pourquoi ? Pourquoi ?
Le réglage est-il bon ? Dessiner le patin positionné correctement

Pourquoi ?
5) Si le frein est bien réglé, les patins ne frottent pas au repos et dès que l’on commence à actionner
la poignée, les patins commencent à freiner sur la jante.
Comment peut-on régler cela sans utiliser d’outil ?
38
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1) Voici deux schémas qui représentent le fonctionnement du frein.
- Identifier et repérer sur le dessin par des flèches les différentes pièces
- Colorier en rouge les pièces qui bougent lorsque l’on actionne la poignée
et que le câble est tiré
2) Principe de fonctionnement. Compléter les commentaires sous les schémas.

Etrier droit Etrier gauche
Câble du frein arrière
Patins
Jante de
la roue arrière
Le frein est-il en position repos ou freinage ? Le frein est-il en position repos ou freinage ?
Décrire le fonctionnement du frein et de la roue : Décrire le fonctionnement du frein et de la roue :
3) Test de freinage avec des patins en différents matériaux :

- Patins caoutchouc noir d’origine.
- Patins polyéthylène couleur.
- Patin aluminium.
Dans un premier temps, évaluer au toucher les caractéristiques de chaque matériau :

- Dureté : (le matériau du patin est-il dur ou tendre ?)
- Adhérence sur une feuille de papier : (le matériau du patin glisse-t-il plus ou moins facilement ?)
Dans un second temps monter et régler correctement successivement les patins des trois matériaux.
Réaliser à chaque fois un test de fonctionnement sur le banc d’essai : lancer la roue par un tour de pédale
et freiner brutalement.
Que peut-on déduire de ces tests pour chaque matériau de patin ?
- Comment peut-on comparer les trois tests successifs, sur quel(s) critère(s) ?
- Quel est le matériau le plus adapté, pourquoi ?
- Quel est le matériau le moins adapté, pourquoi ?
Réponses à faire sur une page du cahier ou une feuille à part :

Le titre de la page sera : Compte rendu d’essais de patins de freins en différents matériaux.
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Exercice
32 01 Etrier droit Acier laqué
31 01 Etrier gauche Acier laqué
30 02 Ecrous 6 pans - M6
29 04 Entretoises Ø 6 x 12 - Hauteur 5,5
28 01 Patins Caoutchouc monté sur’ vis M6 X 25
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
AU COLLEGE A4 BANC D’ESSAI Frein arrière
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage du frein arrière sur le vélo
40
Exercice
Compléter les repères sur le dessin.
Colorier en orange les pièces qui peuvent servir au réglage du frein.
37 01 Butée réglable d’arrêt du câble de frein Butée réglable avec contre écrou sur la poignée
36 01 Poignée Câble complet avec gaine et embouts
35 01 Câble du frein arrière Câble complet avec gaine et embouts
34 01 Serre câble Composé d’une vis percée, d’un écrou et d’une rondelle
33 01 Chape du câble Acier - Montée sur l’étrier gauche
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Détail du frein arrière
41

1) Compléter le repérage des pièces sur les dessins “montage du frein arrière” (pages 40 et 41).
2) Monter les patins du frein arrière

Situation de départ : la roue arrière est montée et réglée (centrée), les étriers ne portent pas de patins.
ATTENTION : NE PAS FAIRE TOURNER VITE LA ROUE. NE PAS METTRE LES DOIGTS DANS LES RAYONS.
3) On constate qu’il est très difficile de monter les patins si les étriers ne peuvent pas s’écarter. Il faut les
libérer du câble qui les retient. Comment peut-on libérer les étriers sans outil et très facilement ?
On peut libérer la gaine du câble de la chape articulée sur l’étrier gauche.
En effet l’arrêt de la gaine sur la chape est constitué d’un trou ouvert sur un côté. Cela permet l’échappement
du câble et la libération des étriers.
4) Réglage des patins de frein : les patins doivent être positionnés correctement par rapport à la jante.
Compléter les schémas ci-dessous.
Pneu
Patin
Jante
Le réglage est-il bon ? Non Le réglage est-il bon ? Non

Pourquoi ? Le patin est trop haut Pourquoi ? Le patin n’est pas aligné avec la jante.
et frotte sur le pneu. D’un côté il frotte sur le pneu.
De l’autre côté il est dans le vide.
Le réglage est-il bon ? Non Dessiner le patin positionné correctement

Pourquoi ? Le patin est monté à l’envers et ne
suit pas la courbure de la jante.
5) Si le frein est bien réglé, les patins ne frottent pas au repos et dès que l’on commence à actionner
la poignée, les patins commencent à freiner sur la jante.
Comment peut-on régler cela sans utiliser d’outil ? On peut régler la tension du câble au niveau
de la poignée. Il suffit de visser ou dévisser la butée réglable pour tendre ou détendre le câble.
Si le câble est trop tendu, les patins frottent constamment. Si le câble est trop détendu, le freinage est
inefficace. Il ne faut pas oublier de serrer le contre écrou après le réglage.
42
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1) Voici deux schémas qui représentent le fonctionnement du frein.
- Identifier et repérer sur le dessin par des flèches les différentes pièces
- Colorier en rouge les pièces qui bougent lorsque l’on actionne la poignée
et que le câble est tiré
2) Principe de fonctionnement. Compléter les commentaire ssous les schémas.

Etrier droit Etrier gauche
Câble du frein arrière
Patins
Jante de
la roue arrière
Le frein est-il en position repos ou freinage ? Le frein est-il en position repos ou freinage ?
Le frein est en position repos. Le frein est en position freinage.
Décrire le fonctionnement du frein et de la roue : Décrire le fonctionnement du frein et de la roue :
Les étriers sont ouverts et les patins sont reculés Les étriers sont fermés et les patins sont en appui
de la jante. sur la jante.
La roue peut tourner librement. La rotation de la roue est freinée.
3) Compte rendu d’essais de patins de freins en différents matériaux.

Patins de frein en caoutchouc
Dureté apparente : matériau tendre.
Adhérence sur papier : ne glisse pas sans effort. S’use et laisse des traces sur le papier.
Patins de frein en polyéthylène

Dureté apparente : matériau dur.
Adhérence sur papier : glisse très facilement sans laisser de trace.
Patins de frein en aluminium

Dureté apparente : matériau très dur.
Adhérence sur papier : glisse facilement en marquant un peu le papier
Test des patins en fonctionnement.

Critère de comparaison : temps que la roue met pour s’immobiliser lors d’un freinage brutal.
La roue est à chaque fois lancée à la même vitesse et le freinage effectué avec la même force par le même opérateur.
Patins de frein en caoutchouc

Freinage immédiat. La roue se bloque brutalement.
Patins de frein en polyéthylène

Freinage en 2 secondes environ.
Patins de frein en aluminium

Freinage presque immédiat en environ 0,5 seconde. Bruit de frottement.
Conclusions : Les patins caoutchouc sont les plus efficaces.

Les patins polyéthylène sont inefficaces.
Les patins aluminium ont une efficacité qui semble convenable mais ils vont rayer la jante.
43
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Exercice
31 32
30
29
28
24
Outils nécessaires : clé plate de 10 mm

PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Montage du frein arrière sur le vélo
44
Exercice
Compléter les repères sur le dessin.
Colorier en orange les pièces qui peuvent servir au réglage du frein.
36
34 35 33
37
31
32
28 29 30
37 01 Butée réglable d’arrêt du câble de frein Butée réglable avec contre écrou sur la poignée
36 01 Poignée Câble complet avec gaine et embouts
35 01 Câble du frein arrière Câble complet avec gaine et embouts
34 01 Serre câble composé d’une vis percée, d’un écrou et d’une rondelle
33 01 Chape du câble Acier - Montée sur l’étrier gauche
PROJET PARTIE
TECHNOLOGIE
TITRE DU DOCUMENT
Nom Date Détail du frein arrière
45
Vélo didactisé Fiche professeur - Modèle du cahier de l’élève
Fonctions sécurité, ergonomie, estime

Sur le banc d’essai, le vélo didactisé a été simplifié par élimination de certains éléments :
- Eléments de sécurité (feux, sonnette, catadioptres, frein avant) obligatoires sur route.
- Eléments de conforts et d’ergonomie (béquille, carter de chaîne).
- Eléments décoratifs (autocollants posés sur le cadre).
Le vélo didactisé pourrait très bien fonctionner pour peu que l’on replace le frein arrière au guidon et que
l’on remonte la pédale gauche.
A quoi servent donc les éléments qui ont été démontés ?
Nous proposons une étude par fonction en partant de la comparaison entre le vélo simplifié du banc d’essai
et le vélo d’origine pour amener les élèves à réfléchir aux fonctions des pièces “superflues” absentes du vélo
didactisé.
On découvrira ainsi l’importance des fonctions sécurité, ergonomie et estime.
Il est difficile avec une simple fiche de faire identifier aux élèves ces trois fonctions sans leur souffler les
réponses. C’est pourquoi nous proposons ici un questionnement à soumettre aux élèves avec des réponses
type attendues. C’est au professeur de guider le débat et d’aider les élèves à identifier ces fonctions.
Les questions et le tableau seront à copier dans le cahier de l’élève, à coté de la fiche de la page 46.
Peut-on démonter le vélo de son banc d’essais et rouler directement avec ? Sinon, Pourquoi ?
Non, il manque une pédale et il faut remonter au moins le frein arrière sur le guidon.
Admettons que l’on ait remonté sur le vélo du banc d’essai les éléments indispensables pour pouvoir s’en
servir.
Si on compare avec le vélo d’origine, on constate que ce dernier comporte des éléments en plus.
Lister ces éléments.
- Frein avant.
- Béquille,
- Carter de chaîne
- Sonnette
- Phare avant, feu arrière, catadioptres y compris catadioptres de roues.
- Eléments de décor (sur le cadre et sur le carter de chaîne).
Dresser un tableau dans lequel on fera apparaître l’utilité de chacun de ces éléments, en les regroupant
par grandes fonctions.
Elément Utilité Grande fonction

Frein avant Permet de ralentir ou stopper le vélo Sécurité
Béquille Permet de maintenir le vélo debout à l’arrêt Confort, ergonomie
Carter de chaîne Evite de se salir, évite de s’accrocher dans la chaîne Confort, sécurité
Sonnette Permet de signaler sa présence par un signal sonore Sécurité
Phares et feux Permet de signaler sa présence la nuit Sécurité
Permet d’éclairer sa route la nuit Confort, sécurité
Eléments de décor Rendent le vélo plus beau, plus attrayant Séduire l’utilisateur
ou l’acheteur
Fonction d’estime
Citer d’autres éléments qui participent à ces fonctions

Sécurité : catadioptres des pédales, frein arrière, crampons des pneus.
Ergonomie et confort : selle rembourrée, poignée du guidon, largeur du guidon, forme des poignées
de frein, crampons des pédales, section des pneus.
Estime : traitement chromé du cadre, harmonie des couleurs (tous accessoires rouges).
Quels éléments auraient-ils pu être ajoutés sur ce vélo ?

Sécurité : protection mousse sur la barre du cintre et sur la potence, rétroviseur, écarteur (catadioptre
au bout d’une barre horizontale à gauche du vélo).
Ergonomie et confort : garde-boue, porte bagage, porte bidon d’eau, dérailleur, attaches rapides de roues,
peggs (cale pieds sur l’axe de roue arrière), compteur de vitesse, ...
Eléments de décor : cache valve alu de couleur, flasques de roues, ...
46
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Ergonomie, sécurité et estime autour du vélo Bomber 16

Voici deux photos qui représentent le vélo Bomber 16 :
- le vélo d’origine tel qu’il est commercialisé.
- le vélo simplifié du banc d’essai.
Nommer et indiquer par des flèches sur la photo du vélo d’origine tous les éléments
que l’on ne retrouve pas sur le banc d’essai.
VÉLO
VÉLO
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Ergonomie, sécurité et estime autour du vélo Bomber 16

Voici deux photos qui représentent le vélo Bomber 16 :
- le vélo d’origine tel qu’il est commercialisé.
- le vélo simplifié du banc d’essai.
Nommer et indiquer par des flèches sur la photo du vélo d’origine tous les éléments
que l’on ne retrouve pas sur le banc d’essai.
Sonnette
Feux arrière
Eléments de décor
Phare
Carter de chaîne
Béquille
Catadioptres
de roues
VELO D’ORIGINE
VELO DU BANC D’ESSAI
48
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2006

6e Etude du fonctionnement d’un vélo

Edité par la Sté A4

Présentation du vélo “Bomber 16” didactisé

- Permettre toutes les interventions des élèves sans avoir à manipuler

- Intervenir sans se salir : dégraissage des éléments mécaniques.

- Démonter facilement la direction et le guidon :

- Démonter facilement la transmission et la roue arrière :

- Aborder de façon simple la transmission : pas de dérailleur

- Tester différentes solutions techniques

Activités proposées autour du vélo

Montage / démontage Montage / démontage

Avec le vélo “Bomber 16” d’origine

- Fonction sécurité : sonnette, feux et catadioptres.

Parti pris pédagogique

- Il sera enfin beaucoup plus facile pour le professeur de contrôler un

Le banc d’essai dans son état démonté

Réception du vélo didactisé

Montage sur le support

1) Fixer le support sous la platine de béquille en utilisant la vis de la béquille.

2) Fixer le support sur le pieds en intercalant éventuellement la rallonge.

3) Fixer le frein sur le support. Serrer avec une clé hexagonale de 5.

Vis de fixation sur le socle

Stockage et présentation - Panoplie de rangement - Réf. BE-V1D-PANO

Les pièces importantes sont tenues

La panoplie de rangement est livrée en kit à monter.

Contrôle des pièces de la panoplie : 2

Sécurité - Flasques de roue arrière - Réf. BE-V1-FLASQUE

Rivets “SnipSnap” Rivets “SnipSnap”

Détail en coupe du montage

Kit flasque référence BE-V1- FLASQUE

Aucun système ne peut garantir une sécurité totale.

Avant de commencer : les outils

- Clé plate ou à œil 15 mm

- Clé plate ou à œil 14 mm

- Clé plate ou à œil 13 mm

- Clé plate ou à œil 10 mm

- Clé de direction (clé plate 30 mm)

- Clé de roue libre (outil spécial)

Le lot complet est disponible sous la référence BE-V1-OU1

Panoplie de rangement des outils

Séquences proposées 1/3

Fichiers volumiques (eDrawings)

Problèmes posés Matériel Activités proposées

Fonction d’usage et fonctions - Caractéristiques techniques du Bomber 16 - Enoncer la fonction d’usage

Prise en main du banc d’essai. Page 15

Séquences proposées 2/3

Séquences proposées 3/3

Travaux avec le vélo d’origine :

Fiche technique du vélo BOMBER 16 du commerce

Fonction d’usage et fonctions techniques

Exercice 2 : Compléter le tableau

Fonctions techniques Eléments associés aux fonctions

- Porter l’utilisateur Selle

Fiche technique du vélo BOMBER 16 du commerce

Exercice 2 : Compléter le tableau

Fonctions techniques Eléments associés aux fonctions

- Porter l’utilisateur Selle

Le banc d’essai vélo - Repérage des éléments

Banc d’essai vélo démonté Banc d’essai vélo entièrement monté