Objet Technique ETUDE DU VÉLO

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1 Objet Technique ETUDE DU VÉLO

2 NOTICE D UTILISATION Vélo 12 pouces Réf. : INTRODUCTION Mise en garde : Le vélo livré pré monté n'a pas vocation à circuler sur la route. Il s'agit d'un support à une activité pédagogique. Les documents disponibles sur notre site Internet relatifs au montage et démontage du vélo ainsi que les réglages qui y sont détaillés ont été écrits dans un but pédagogique aidant à la découverte du fonctionnement de celui-ci. EN AUCUN CAS CE VELO NE DOIT ETRE UTILISE POUR SE DEPLACER COMPOSITION 1

3 Le vélo est constitué principalement : - D un cadre avec la roue arrière, et les éléments de transmission pré monté (sauf les pédales) - D une roue avant - D un guidon - D un tube de direction - D une fourche avec cages à billes et éléments de montage - D une selle - D un ensemble étrier de frein pré monté avec câble et poignée de frein - De vis écrous nécessaires à l ensemble du montage du vélo - De 2 roues d équilibrage - D une notice constructeur CARACTERISTIQUES Vélo 12 pouces Livrée avec toutes les pièces nécessaires au montage UTILISATION Exploitation pédagogique : - Observation et compréhension du fonctionnement du vélo - Etude des fonctions par petits groupes d élèves. Manipulations élèves : - Montage / démontage - Etude du frein - Etude de la direction - Etude de la transmission ENTRETIEN ET RANGEMENT Support technique Cet appareil est garanti 2 ans. Pour tous problèmes, réparations, réglages ou pièces détachées, adressez-vous à : Support technique JEULIN BP EVREUX CEDEX FRANCE 2

4 FICHES D ACTIVITES Vélo 12 pouces Réf. : L équipe pédagogique composée de formateurs vous propose ci-après les fiches d activités et d évaluations autour de ce vélo. Remarque : les dimensions des clés indiquées dans les fiches d activités et l animation PowerPoint sont données a titre indicatif, et peuvent varier en fonction des lots d arrivage des vélos. De même le calcul du nombre de tour de roue arrière peut varier en fonction du nombre de dents du plateau et du pignon qui dépendent aussi du lot d arrivage. Découvrez les autres produits de notre offre pour le programme de Technologie 6 ème. Vélo Didactique A découvrir notre gamme complète dans le catalogue Technologie Vélo Maquette fonctionnelle Freinage Transmission Guidage A patins Démultiplication Direction A disque, Trottinette Trottinette A bande Entraînement Cédéroms 3

5 LE FONCTIONNEMENT DE L OBJET TECHNIQUE Séquence 1 Montage et démontage du vélo Fiche élève Nom Prénom : Classe : Pour cette séquence tu as à ta disposition : - Un vélo en kit. - Le diaporama «montage du vélo» qui te donne les différentes étapes à suivre pour faire le montage. - Des outils (clés, tournevis, ) 1. Montage/Démontage du vélo a. Effectue le montage du vélo en suivant les différentes étapes du diaporama. b. À la fin de chaque étape, complète la colonne démontage du vélo. c. Propose un ordre de démontage du vélo en numérotant les différentes étapes dans la colonne de droite. MONTAGE DU VÉLO DÉMONTAGE DU VELO Montage des roues d équilibrage Démontage des roues d équilibrage 1 1. Dévisser l écrou avec une clé plate Nº S assurer que la pièce guide est correctement insérée dans son emplacement. 3. Introduire le support métallique dans l axe de la roue. 4. Insérer la rondelle dans l axe de la roue. 5. Insérer l écrou dans l axe de la roue. 6. Serrer l écrou avec une clé plate Nº Procéder de la même façon avec la deuxième roue d équilibrage. 1. Desserrer l écrou Montage de la roue avant Démontage de la roue avant 2 1. Retirer de part et d autre de l axe de la roue, l écrou, la rondelle et la clavette. 2. Insérer l axe de la roue dans son emplacement. 3. Insérer la clavette dans son emplacement. 4. Insérer la rondelle. 5. Insérer l écrou de serrage. 6. Serrer l écrou avec une clé plate Nº Procéder de la même façon à l autre extrémité de l axe de la roue. 1. Desserrer l écrou de serrage 4

6 Montage de la direction Démontage de la direction 3 1. Retirer le contre-écrou, la rondelleécrou, la cuvette et la cage à billes supérieure. 2. Insérer la fourche dans le tube de direction. 3. Placer la cuvette et la cage à billes supérieure. 4. Visser la rondelle-écrou sur la fourche. 5. Ajuster le serrage de la rondelleécrou pour permettre à la fourche de tourner normalement. 6. Placer le contre-écrou. 7. Maintenir la rondelle-écrou avec une main et serrer le contre-écrou avec une pince multiprise (ou une clé plate Nº 29). 8. Insérer la colonne de direction dans le tube de direction. 9. Visser l écrou de serrage avec une clé plate Nº Dévisser l écrou de serrage Montage des pédales Démontage des pédales 4 1. Insérer une pédale dans le pédalier. 2. Amorcer le vissage avec les doigts. 3. Serrer complètement la pédale avec une clé plate Nº Procéder de la même façon avec l autre pédale. 1. Desserrer complètement une pédale Montage de la selle Démontage de la selle 5 1. Insérer la selle dans son emplacement dans le cadre du vélo. 2. Régler la hauteur de la selle. 3. Serrer l écrou avec une clé plate Nº Desserrer l écrou 5

7 Montage du levier de frein Démontage du levier de frein 6 1. Compresser les 2 becs de l étrier avec une main. 2. Desserrer l écrou avec une clé plate N Bien positionner l encoche de l écrou avec celle de la poignée du levier de frein. 4. Introduire l extrémité supérieure du câble dans la poignée du levier de frein. 5. Positionner le câble dans son logement sur la poignée du levier de frein puis dans l écrou. 6. Retendre le câble au niveau de l étrier en serrant l écrou avec une clé plate N Introduire le levier de frein dans le guidon. 8. S assurer que le levier de frein est bien orienté vers l avant. 9. Visser avec un tournevis plat. 10. Introduire la poignée dans son emplacement. 1. Retirer la poignée (côté levier de frein) Montage de l étrier Démontage de l étrier 7 1. Retirer de l étrier l écrou, la rondelle et la rondelle de guidage. 2. Positionner l étrier sur la roue et introduire l axe de fixation dans son emplacement. 3. Introduire la rondelle de guidage puis le garde-boue. 4. Introduire la rondelle. 5. Introduire l écrou et le serrer avec une clé plate Nº Desserrer complètement l écrou Montage de l avertisseur sonore Démontage de l avertisseur sonore 8 1. Placer la sonnette sur le guidon. 2. Insérer la vis de fixation. 3. Visser la vis à l aide d un tournevis cruciforme. 6

8 2. Synthèse a. Pour comprendre le fonctionnement d un mécanisme ou d un objet technique, on peut être amené à le démonter puis à le remonter. À ton avis quelles sont les autres raisons qui conduisent à démonter puis à remonter un mécanisme ou un objet technique? (coche 2 bonnes réponses) L utiliser Le réparer Procéder à des réglages Compter le nombre de vis b. Observe bien le système du freinage à patins du vélo. Quelle est la procédure à suivre pour démonter le câble? Explique comment tu ferais ce démontage avec ton propre langage c. Auras-tu besoin d outils pour démonter le mécanisme de freinage étudié? (Coche la bonne réponse) Oui Non Si tu as répondu oui, quels sont les outils qui te seront utiles pour ce démontage et ce remontage? Si tu as répondu non, explique pourquoi. 7

9 LE FONCTIONNEMENT DE L OBJET TECHNIQUE Séquence 2 Les fonctions techniques du vélo Fiche élève Nom Prénom : Classe : 1. LA FONCTION FREINAGE Pourquoi le vélo peut-il ralentir ou s arrêter? Comment cette fonction technique peut-elle être assurée? 1.1. Réglage de la position des patins Etape 1 : Réglage du système de freinage Pour obtenir une efficacité maximale lors du freinage, il faut que toute la surface des patins frotte sur la jante. Pour cela tu vas régler leurs positions. 1. Desserre l écrou de fixation d un des patins (photo 1). 2. Demande à ton camarade de maintenir avec sa main l étrier en position serrée (photo 2). 3. Déplace le patin et positionne-le pour que la totalité de la surface en caoutchouc touche la jante (photo 3). 4. Serre l écrou avec une clé plate N Effectue la même opération sur l autre patin (photo 4). Photo 1 Photo 2 Photo 3 Photo 4 8

10 1.2. Réglage de la longueur du câble Dans cette partie, on règle le dispositif de freinage pour que la roue se retrouve bloquée dès que le levier de frein se retrouve serrer à mi-course. Levier de frein Position repos Levier de frein Position mi-course Levier de frein Position bloquée 1- Desserre l écrou de fixation du câble en acier 2- Demande à un camarade de maintenir le levier de frein serré à mi-course (photo 5). 3- Demande à un deuxième camarade de maintenir avec sa main l étrier en position serrer contre la jante (photo 6). 4- Tendre au maximum le câble en tirant sur son extrémité à l aide d une pince (photo 7). Attention : Toujours maintenir le levier en position de serrage à mi-course et l étrier serré. 5- Tout en gardant le câble tendu, visse l écrou de serrage du câble (photo 8). Si tu n y arrives pas tout seul demande de l aide à un camarade. Photo 5 Photo 6 Photo 7 Photo 8 9

11 Lorsque l on actionne le levier de frein a. le câble effectue un mouvement de (coche la bonne réponse) translation dans la gaine rotation dans la gaine b. les patins effectuent un mouvement de (coche la bonne réponse) translation par rapport à l axe de fixation de l étrier rotation par rapport à l axe de fixation de l étrier Etape 2 : Utilisation du dispositif de freinage Cette partie à pour but de vérifier le bon fonctionnement du dispositif de freinage du vélo Décris la fonction technique assurée par ce système a. Demande à ton camarade de soulever la roue avant en prenant le vélo par le guidon. Fais tourner la roue puis actionne le levier de frein. Que se passe-t-il? Décris l action observée par une phrase simple. b. Quels sont les éléments mobiles lorsque l on actionne le système de freinage? 2.2. Schématisation du fonctionnement observé Complète le schéma, de la page suivante, représentant les différentes étapes du fonctionnement du système de freinage à patins du vélo. Aide-toi de l exemple déjà traité et des listes suivantes : Les éléments du système sont : - Les patins - Le câble - L étrier - La roue Les actions sont : - Arrête de tourner - Exerce une pression sur la jante par l intermédiaire des patins - Frottent sur la jante - Coulisse dans la gaine et agit sur l étrier 10

12 Elément 1 Levier de frein Action 1 : Tire sur le câble avant Elément 2 Action 2 : Elément 3 Action 3 : Elément 4 Action 4 : Elément 5 Action 5 : Complète le texte ci-dessous : Aide-toi des mots que tu as déjà utilisés pour faire tes exercices JE RETIENS Le principe de fonctionnement du système de freinage à patins : On appuie sur qui fait coulisser le dans la.... Le câble agit sur l qui exerce une pression sur la.. par l intermédiaire des.. La.. ralentit et se bloque. Ce système permet un freinage en puissance et sans effort grâce à ses étriers parallèles qui permettent un appui perpendiculaire des patins sur la jante. 11

13 2. LA FONCTION DIRECTION Pourquoi le vélo peut-il changer de direction? Comment cette fonction technique peut-elle être assurée? Quels sont les différents types de guidage utilisés? Etape 1 : Réglage du jeu de direction 1.1 Observation des éléments constituant le jeu de direction Dans cette partie, on identifie les éléments cachés du système de direction du vélo. a. Desserre complètement le contre-écrou et la rondelle-écrou (photo 9). Contre-Ecrou Rondelle-Ecrou Cage à billes Cuvette Tube de direction Epaulement de la colonne de direction Photo 9 b. Fais glisser le tube de direction de telle sorte à voir les cuvettes et les cages à billes (photo 10) Photo 10 En position serrée, les billes sont en contact avec la rondelle-écrou (coche la bonne réponse) Vrai Faux 12

14 c. Déplace l ensemble vers le haut de la colonne de direction. Déplace aussi le tube de direction et observe la cuvette inférieure et sa cage à billes (photo 11). Photo 11 En position serrée, les billes sont en contact avec l épaulement de la colonne de direction (coche la bonne réponse) Vrai Faux 1.2 Réglage du jeu de direction Dans cette partie on observe les effets du réglage du jeu de direction sur le fonctionnement du système de direction. A. Jeu maximum 1. Remets en place la cuvette inférieure, le tube de direction et la cuvette supérieure. Maintien l ensemble et introduis la rondelle-écrou. Visse-la jusqu à observer 2 ou 3 filets du filetage au dessus de la rondelle (photo 12). Photo Visse le contre-écrou et serre-le à la main en maintenant la rondelle-écrou en position bloquée. 3. Soulève le cadre du vélo d une main (photo 13) a. fais tourner le guidon avec l autre main. Décris ce qui se passe. b. déplace le guidon de haut en bas. Décris ce qui se passe. Photo 13 13

15 c. L ensemble rondelle-écrou et contre-écrou a pour rôle (coche la bonne réponse) B. Jeu nul d empêcher le mouvement de translation de la colonne de direction dans le tube de direction. d empêcher le mouvement de rotation de la colonne dans le tube de direction. 1. Serre au maximum, à la main, la rondelle-écrou, puis effectue ½ tours à l aide d une pince multiprise (photo 14). Serre ensuite le contre-écrou tout en maintenant la rondelle-écrou en position bloquée. Utilise pour cela la pince multiprise. Photo Soulève le cadre du vélo d une main et fais tourner le guidon avec l autre main. a. Décris ce qui se passe. b. Cette observation s explique par le fait qu un trop grand serrage de l ensemble rondelle-écrou et contre-écrou engendre (coche la bonne réponse) l écrasement des billes de la cage à billes supérieure contre la rondelle-écrou et les empêchent donc de rouler. l écrasement des billes de la cage à billes inférieure contre l épaulement de la colonne de direction et les empêchent donc de rouler. C- jeu normal 1. Desserre de quelques tours l ensemble contre-écrou et rondelle-écrou. 2. Serre au maximum à la main la rondelle-écrou, maintien-la en position bloquée et serre le contreécrou à l aide d une pince multiprise. 3. Soulève le cadre du vélo d une main et a. fais tourner le guidon avec l autre main. Décris ce qui se passe. b. déplace le guidon de haut en bas. Décris ce qui se passe. 14

16 Etape 2 : Utilisation du système de direction 2.1. Décris la fonction technique assurée par le système Le guidage en rotation de la fourche a. Quel est le rôle des cages à billes du système de direction? (coche la bonne réponse) Faciliter la rotation de la colonne de direction (direction souple) Guider en rotation la colonne de direction b. Quel est le rôle du tube de direction? (coche la bonne réponse) Faciliter la rotation de la colonne de direction (direction souple) Guider en rotation la colonne de direction Complète le texte ci-dessous : Aide-toi des mots que tu as déjà utilisés pour faire tes exercices JE RETIENS Principe de fonctionnement : On tourne le.. selon la direction à suivre. Celui-ci entraîne en rotation la.. par l intermédiaire de la.. de direction. La fourche oriente ainsi la.. dans la direction à suivre ; le vélo change de direction. Le tube de direction assure le guidage en rotation de la colonne de direction. Á chaque extrémité du tube de direction les (ou cages à billes) optimisent la précision de la rotation du système. 15

17 3. LA FONCTION TRANSMISSION Comment l objet peut-il se déplacer? Quels sont les éléments qui permettent de transmettre le mouvement? Etape 1 : Observation du fonctionnement du système de transmission Cette étape va te permettre d identifier les différents éléments constituant le système de transmission ainsi que le rôle de chacun d eux Identification des éléments du système de transmission 1. Complète la légende de l illustration ci-dessous en utilisant les mots suivants : Pédale pédalier plateau - chaîne ; pignon ; roue arrière Photo Pour optimiser la rotation du pédalier et de la roue arrière des éléments non visibles ont été utilisés. De quels éléments s agit-il? (coche la bonne réponse) Les roulements à billes Les écrous de serrage 1.2- Rôle des éléments du système de transmission 1. La pédale permet de poser le pied et d entraîner en rotation (coche la bonne réponse) le pédalier la roue arrière 2. Quand le pédalier effectue un tour, le plateau effectue (coche la bonne réponse) 0 tour 1 tour 2 tours 3. La chaîne permet de transmettre le mouvement de rotation (coche la bonne réponse) du plateau vers le pignon du pignon vers le plateau 16

18 4. Quand le pignon effectue un tour, la roue arrière effectue (coche la bonne réponse) 0 tour 1 tour 2 tours 5. Complète le schéma bloc du système de transmission par chaîne du vélo. Aide-toi de l exemple déjà traité et des listes ci-dessous : Les éléments sont : Pédales et pédalier - Roue arrière Pignon - Chaîne - Plateau Les actions sont : Transmet le mouvement du plateau au pignon - Propulse le vélo - Transmettent l effort musculaire exercé par les jambes au plateau - Entraîne la roue en rotation - Entraîne la chaîne Elément 1 Jambes du cycliste Elément 2 Action 1 : Exercent une force musculaire sur les pédales ce qui les met en mouvement Action 2 : Elément 3 Action 3 : Elément 4 Action 4 : Elément 5 Action 5 : Elément 6 Action 6 : 17

19 Etape 2 : Utilisation du système de transmission Cette étape va te permettre d identifier le rapport de vitesses du vélo. 1. Demande à un camarade de soulever la roue arrière du vélo en la prenant par la selle (photo 15). Photo Place la pédale de gauche en position haute et aligne le pédalier avec le tube de selle. Celui-ci te servira de repère pour compter le nombre de tours qu effectue la pédale (photo 17). Photo Immobilise le pédalier et tourne la roue arrière jusqu à aligner le repère marqué dessus avec celui de l écrou (photo 18). Ces repères te serviront à compter le nombre de tours qu effectue la roue arrière. Remarque : Si il n y a aucun repère demande à ton professeur un marqueur et trace un trait pour obtenir des repères similaires à ceux de la photo (photo 18). Photo 18 18

20 4. Demande à un camarade de se placer du côté des repères de la roue et de compter le nombre de tours qu elle effectue. Fais 9 tours de pédale. Remarque : Pour que l observation soit la plus fiable possible, tourne lentement la pédale tout en freinant légèrement la roue avec ton doigt (photo 19). Photo 19 Combien de tours effectue la roue arrière? (coche la bonne réponse) 0 tour 9 tours 14 tours 5. Calcule le rapport de vitesses de la bicyclette. Complète les emplacements marqués par des pointillés. Nombre de tours de la roue arrière... R = = =... Nombre de tours de la pédale 9 On peut en conclure que la roue arrière tourne fois plus vite que les pédales. Dispositif de roue libre Soulève la roue arrière par la selle, fais un tour de pédale et arrête toi. Que fait la roue arrière? (coche la bonne réponse) Elle s arrête de tourner Elle continue de tourner dans le même sens Elle continue de tourner mais en sens inverse Complète le texte ci-dessous : JE RETIENS Aide-toi des mots que tu as déjà utilisés pour faire tes exercices Principe de fonctionnement : Le système de transmission par.. permet la propulsion du vélo en convertissant la force.. fournie par le mouvement des du cycliste en énergie... Le système plateau/chaîne/pignon permet de démultiplier la vitesse de.. de la par rapport à celle du pédalier. 19

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