Les pièces qui font rouler votre vélo
Les roulements sont des composants souvent négligés qui donnent réellement vie à votre vélo. Vous ne pouvez pas diriger, rouler, pédaler ou avoir une transmission fonctionnelle sans roulements.
Les roulements se trouvent dans vos moyeux, boîtier de pédalier, casque, pivots de suspension, pédales, manettes… la liste est longue – en gros, tout ce qui bouge sur votre vélo aura une sorte de roulement.
Dans ce guide, nous passerons en revue les différents types de roulements couramment utilisés sur un vélo, comment mesurer les roulements de votre vélo, ce qui rend un roulement meilleur qu’un autre et comment entretenir les roulements.
Les différents types de roulements utilisés sur un vélo
La bille libre, la bille en cage, les douilles, l’aiguille et la cartouche sont les principaux styles de roulement trouvés dans les cadres et composants de cyclisme. Ici, nous expliquons en quoi chaque type de roulement diffère d’un autre.
Douilles
Une douille (également connue sous le nom de douille ou palier lisse) est un type de palier lisse utilisé dans les supports antichocs, les roues de poulie moins chères et les manettes de vitesse.
Une bague est le type de roulement le plus simple et n’est qu’un manchon qui se trouve entre deux surfaces pour réduire la friction.
Roulements à billes libres (également connus sous le nom de roulements « cuvette et cône »)
Un système de roulement à billes libre comprend :
- Roulements à billes desserrés
- Une coupelle dans laquelle reposent les roulements
- Un cône, qui applique une précharge aux roulements
Les surfaces de contact de la cuvette et du cône sont usinées pour une finition lisse qui correspond au profil des roulements, et c’est sur cela qu’ils fonctionnent.
Les roulements à billes libres sont couramment utilisés partout sur les vélos d’entrée de gamme, y compris les moyeux, les boîtiers de pédalier et les casques.
Dans le haut de gamme, la plupart des marques se sont éloignées des roulements à billes lâches, bien que Shimano et Campagnolo soient des récalcitrants notables, les deux utilisant des roulements à cuvette et à cône de très haute qualité dans la plupart de leurs moyeux. Shimano utilise également des roulements lâches dans ses pédales.
Bien qu’ils soient les plus âgés, à bien des égards, ils peuvent être supérieurs. Ils sont à contact angulaire (plus sur cela plus tard), relativement faciles à entretenir et peuvent fonctionner exceptionnellement s’ils sont bien ajustés.
Les roulements à billes libres sont parfois maintenus dans un dispositif de retenue, également appelé cage (d’où le nom de «roulements en cage»). Celui-ci est généralement en acier embouti et maintient les roulements à billes libres les uns des autres.
Bien que souvent associés au bas de gamme, les roulements en cage ne sont pas universellement mauvais – les roulements CULT de Campagnolo, qui présentent d’excellentes caractéristiques de performance, sont des roulements en cage. Les roulements Hellbender Neo de Cane Creek sont une autre approche intéressante du concept.
Roulements à cartouche
Les roulements à cartouche sont le type de roulement le plus couramment utilisé sur tout sauf les vélos les moins chers.
Il s’agit d’une unité monobloc qui est, généralement, pressée dans un alésage de roulement.
Un roulement à cartouche radial typique est composé de :
- Une race extérieure
- Une race intérieure
- Roulements à bille
- Une cage/dispositif de retenue pour maintenir les roulements en place
- Et deux joints sur chaque face du roulement pour empêcher la saleté d’entrer
Ces roulements ne peuvent pas être ajustés ou entièrement démontés.
Les systèmes de cartouche nécessitent de la précision pour bien fonctionner mais, à mesure que la technologie de fabrication a évolué, ils sont devenus de plus en plus utilisés en raison des tolérances toujours croissantes dans les alésages du moyeu, du cadre et des composants.
Roulements à aiguilles
Les roulements à aiguilles, également appelés roulements à rouleaux, sont relativement rares dans le monde du cyclisme.
L’exception concerne les pédales et très occasionnellement les casques, mais même dans ce cas, ils ont perdu beaucoup de terrain au profit de technologies plus récentes et moins chères.
Dans un roulement à aiguilles, au lieu de roulements à billes, les roulements eux-mêmes sont cylindriques.
Ils peuvent créer des plates-formes roulantes et stables incroyablement fluides, en particulier sous des charges élevées, mais dans l’industrie du cyclisme, on a tendance à les éviter en raison des dépenses et des complications liées à la création de bonnes surfaces de contact.
Lorsqu’ils ne sont pas accouplés correctement, ils ont tendance à se fatiguer rapidement. Les roulements à aiguilles sont souvent remplacés par plusieurs rangées de roulements à cartouche pour obtenir le même effet.
Tailles de roulements de vélo expliquées
Tailles de roulements à billes lâches
Les tailles de roulements à billes libres sont déterminées par le diamètre du roulement à billes lui-même. Ceci est généralement exprimé en fraction de pouce : 3/16 po (4,7625 mm).
La taille exacte du roulement requis différera d’un composant à l’autre.
Il est généralement possible de remplacer également le cône dans une configuration de roulement à billes lâche, mais les coupelles (en particulier dans les moyeux) sont moins souvent remplaçables.
Tailles des roulements à cartouche
La taille d’un roulement à cartouche est déterminée par son diamètre intérieur (ID), son diamètre extérieur (OD) et sa largeur.
Les mesures prennent la forme de ’15x24x5mm’ ou similaire.
Ils ont souvent un identifiant universel correspondant, qui dans le cas du roulement susmentionné, serait 6802, par exemple.
Avec les pieds à coulisse, vous pouvez mesurer une cartouche, ce qui vous permet de trouver un remplacement assez facilement.
Les casques présentent une caractéristique unique en ce sens qu’ils ont des courses inclinées. Leur dimensionnement pourrait ressembler davantage à « 46,9 x 7 x 45° » pour identifier respectivement le diamètre extérieur, la largeur et les mesures angulaires de la bague de roulement.
En ce qui concerne les performances, d’une manière générale, plus la bille à l’intérieur du roulement est grosse, mieux c’est, car l’augmentation du diamètre a un facteur exponentiel pour augmenter le contact. Plus de contact signifie une répartition plus uniforme des forces et se traduit par de meilleures performances de roulement et une meilleure durabilité.
Plusieurs grands fabricants de roues ont poussé vers des roulements plus grands ces dernières années et il y a des dimensions de moyeu toujours croissantes à montrer.
Cartouche radiale vs angulaire
Deux types de roulements à cartouche sont couramment utilisés dans les vélos : radial et contact angulaire.
Roulements radiaux
Les roulements radiaux sont les plus courants car ils sont moins chers. Ils tentent de porter la charge dans une direction véritablement radiale, c’est-à-dire verticale en termes de moyeux, de manivelles, de pivots de suspension ou de poulies de dérailleur.
Par la suite, ils sacrifient une petite quantité de performances car les forces à l’intérieur de ces pièces mobiles ont généralement un vecteur non radial associé. En conséquence, ils doivent compenser par des tolérances réduites.
En bref, il y a moins de précision associée aux systèmes de cartouches radiales. En tant que tels, ils n’ont aucune application directionnelle – il n’y a ni intérieur ni extérieur.
Comme avantage, parce qu’ils dépendent légèrement moins de la tolérance, ils peuvent être utilisés dans des applications moins coûteuses.
Roulements à contact oblique
Inversement, les roulements à contact oblique nécessitent des tolérances serrées car ils sont directionnels. Il y a un composant intérieur et extérieur, et ils peuvent être comparés aux systèmes de coupe et de cône à l’ancienne en termes de conception.
Ils complètent les charges radiales et latérales exercées avec les composants rotatifs d’un vélo, mais nécessitent des tolérances extrêmes dans les alésages d’accouplement pour obtenir un ajustement précis et des performances de roulement.
Pour la plupart, le contact angulaire est l’application la plus appropriée pour les moyeux, les manivelles et la suspension. Cependant, de nombreux moyeux et cadres ne possèdent pas l’alésage correspondant pour compléter la précision de la cartouche angulaire.
Cette précision est à l’origine de la réputation de marques telles que Industry 9, Chris King, White Industries, Phil Wood et Alchemy Wheel Works.
Qu’est-ce qui fait qu’un roulement est de haute qualité ?
Vous verrez généralement des roulements appelés « ABEC » suivis d’un nombre (par exemple, ABEC 1, 3, 5, 7 et 9).
En bref, plus le nombre est élevé, meilleure est la qualité du roulement. Il sert de métrique approximative « bon, meilleur, meilleur », mais Chuck Panaccione d’Enduro Bearings dit que cette norme fait défaut.
Ce que la norme ABEC qualifie est le diamètre d’alésage (une variation acceptable de la taille du trou de roulement intérieur), le parallélisme (variation de largeur) et le faux-rond du chemin de roulement radial (variations de la rainure dans laquelle les billes reposent).
Mais Panaccione a précisé que le système ABEC renonce à la manipulation de charge, à la précision de la balle ou à la dureté Rockwell (dureté du matériau).
Les gens d’Enduro Bearings soutiennent que, pour les vélos, les matériaux sont bien plus importants que les cotes ABEC et que pour la plupart des applications, ABEC 3 et 5 conviennent à tout ce qui concerne le vélo.
En ce qui concerne les cotes 7 et 9, ce niveau de précision concerne les équipements qui voient des rotations par milliers ou centaines de milliers par minute – un peu exagéré pour le cyclisme.
Petit guide des joints
Les roulements à cartouche sont généralement scellés avec deux joints en caoutchouc sur chaque face du roulement.
Ils peuvent sembler être un sujet sec et ennuyeux (jeu de mots), mais ils ont une grande incidence (eyyy) sur les performances globales d’un roulement.
Il y a trois considérations majeures concernant les joints : le frottement, la protection et la facilité d’entretien.
Le frottement est un point de discorde majeur pour les roulements à cartouche, et même si moins c’est mieux, un peu de frottement peut être une indication de protection.
Le travail du joint n’est que cela – pour garder la graisse à l’intérieur et les contaminants à l’extérieur.
Mais une fois que vous avez une contamination, pouvez-vous nettoyer et entretenir votre cartouche sans endommager le joint ?
Pour la plupart des roulements de qualité, y compris tous les roulements fabriqués par Enduro Bearings, Panaccione assure « avec une petite lame et une main prudente, les joints peuvent être retirés de la bague intérieure pour l’entretien ».
De quoi sont faits les roulements ?
Les roulements sont fabriqués à partir d’une vaste gamme de matériaux. Certains exemples incluent l’acier au chrome, l’acier inoxydable 440C, l’acier inoxydable XD15 super azote et le nitrure de silicone (paliers en céramique).
De manière générale, plus le matériau est dur, mieux c’est, mais il y a un point de rendements décroissants.
En fin de compte, trop dur signifie que les balles peuvent devenir cassantes, ce qui n’est pas mieux que trop mou.
Équilibrer l’application du roulement (moyeu, manivelle, pivot de suspension, etc.), le niveau de service que vous êtes prêt à fournir et le choix d’un budget sont autant de considérations que les marques doivent prendre en compte lors de la spécification des roulements.
Comment entretenir les roulements
Comme toute pièce mobile de votre vélo, les roulements nécessitent un entretien. Les intervalles d’entretien seront plus longs sur les roulements de meilleure qualité, mais aucun roulement n’est vraiment « adapté et oublié ».
Une installation correcte joue également un rôle important dans la longévité des roulements.
Cela peut sembler assez simple, mais le désalignement dû à des installations incorrectes est une cause importante d’usure prématurée.
De plus, si vous travaillez avec des roulements à contact oblique, les joints sont de couleurs différentes pour une raison : les joints noirs sont destinés à faire face à l’axe central, tandis que les rouges doivent être orientés vers l’extérieur.
Un bon entretien des roulements se termine par une bonne lubrification, qui peut être n’importe quoi, de la graisse collante imperméable au lubrifiant fin sans frottement.
En fonction de l’application, du type de système de roulement utilisé, de la fréquence d’entretien et du type d’exposition à l’environnement auquel le système est soumis, dictera le meilleur lubrifiant.
Pour plus d’informations, consultez notre guide détaillé sur l’entretien des roulements.
