Construction de la chaîne

Il y a en fait deux types de maillons en alternance dans la chaîne à rouleaux. Le premier maillon est intérieur, avec deux plaques intérieures tenues par deux manchons ou douilles avec deux rouleaux qui tournent. Les maillons intérieurs alternent avec le deuxième type, le maillon externe, composé de deux plaques extérieures maintenues ensemble par des axes en passant par les manchons des maillons intérieurs. La chaîne "bushingless", sans bague, a un fonctionnement similaire, mais pas la construction, au lieu de séparer par des douilles ou manchons les plaques intérieures, les plaques sont embouties formant un tube sortant qui remplace la douille. Cela a l'avantage de supprimer une étape dans l'assemblage de la chaîne en réduisant l'ensemble à deux pièces par maillon.

La conception de la chaîne à rouleau réduit les frottements par rapport à une conception plus simple, entraînant une plus grande efficacité et moins d'usure. Les premières chaînes de transmission de puissance n'avaient ni rouleaux ni bagues, Les plaques intérieures et extérieures étaient assemblées par des broches au contact direct des dents du pignon, mais cette configuration entrainait une usure extrêmement rapide à la fois des pignons d'engrenage et des plaques. Ce problème a été partiellement résolu par le développement de chaînes baguées, avec les axes des plaques extérieures passant par les douilles ou manchons de raccordement des plaques intérieure. Cela répartissait l'usure sur une plus grande surface, mais les dents des pignons souffraient encore trop de la friction de glissement contre les douilles. L'ajout de rouleaux entourant les manchons de la chaîne et permettant un contact de roulement sur les dents des pignons a entraîné une excellente résistance à l'usure des roues dentées ainsi que de la chaîne. Il y a même une très faible friction, aussi longtemps que la chaîne est suffisamment lubrifiée. Une lubrification continue et propre des chaînes à rouleaux est de première importance pour un fonctionnement efficace.

Lubrification

Dans les systèmes de transmission ou de découpe, la lubrification des composants de la chaine est nécessaire à sa préservation. En milieu ouvert, le nettoyage et le graissage sont souvent effectués manuellement. C'est le cas, par exemple d'une chaîne de vélo ou cette opération se pratique en utilisant aussi quelques outils spécialisés.

Dans les transmissions de machines à haute vitesse, l'exigence d'une lubrification propre et continue nécessite la mise en œuvre de systèmes automatiques complexes et onéreux. Pour éviter ces coûts élevés, des utilisateurs adoptent une maintenance allégée et tolèrent plus de frottement, moins d'efficacité, plus de bruit et des remplacements plus fréquents. De nombreux fabricants tels que IWIS FLEXON, Tsubaki, Diamond, Morse, Renold, et Rexnord ont mis au point des matériels à entretien réduit, telles que les chaînes à rouleaux o-ring (la graisse est scellée par des joints toriques) et Duralube ou Lambda (avec des bagues en métal fritté imprégnées d'huile).

Comment bien entretenir le kit chaîne  ?

Pour conserver votre kit chaîne en bon état le plus longtemps possible, un entretien régulier s'impose. Cela passe d'abord par un nettoyage et un dégraissage de la chaîne, puis un graissage et enfin une vérification de la tension de chaîne.

Pour réaliser ces opérations, choisissez des produits adaptés à votre utilisation. En effet, certains sont spécifiquement étudiés pour des conditions d'utilisation particulières comme la pluie ou poussière.

Pour nettoyer une chaîne dont la saleté s'est incrustée, utilisez une brosse spéciale (comme celle-ci) ou simplement une brosse à dents ou un pinceau. En effet, les gravillons et autres impuretés coincés dans la chaîne ont un effet abrasif et accentuent l'usure. Cela même si la chaîne est bien graissée. Le nettoyage permet donc d’enlever les résidus extérieurs collés dans la graisse ou pris dans les maillons.

Et le dégraissage empêche l'accumulation excessive de graisse sur la chaîne . Ce qui pourrait finir par gêner sa bonne rotation. Vous pouvez utiliser un produit dédié (comme celui-ci par exemple), ou bien du pétrole désaromatisé. Néanmoins n'utilisez jamais d'essence car cela pourrait détériorer les joints toriques.

Un bon graissage signifie une dose de graisse adaptée (ni trop ni pas assez) et bien répartie sur l'ensemble de la chaîne. La force centrifuge poussant la graisse vers l'extérieur lorsque vous tournez la roue assez vite, le graissage de l'intérieur de la chaîne suffit.

Réalisez cette opération de préférence juste après avoir roulé. D'une part la graisse se répartie mieux sur une chaîne chaude. D'autre part, elle aura le temps de bien se fixer sur la chaîne.

En effet, graisser sa chaîne juste avant de prendre la route est le meilleur moyen de retrouver toute la graisse sur son lèche-roue. D'ailleurs, certains fabricants préconisent au moins deux heures d'attente avant de rouler.

Variantes de conception

Si la chaîne n'est pas utilisée pour supporter une grande charge (par exemple si ce n'est que la transmission de mouvement à partir d'un levier à main à un contrôle de l'arbre sur une machine, ou d'une porte coulissante sur un four), alors l'utilisation d'un des types les plus simples de chaîne est possible.

Inversement, lorsqu'on a besoin d'une chaîne supportant une forte charge, ou de grande résistance à l'usure, la chaîne peut être "siamoise" : au lieu de deux rangées de plaques sur les bords extérieurs de la chaîne, il peut y en avoir trois (chaîne "duplex"), quatre ("triplex"), ou plus, rangées de plaques parallèles, avec les douilles et les rouleaux entre chaque paire adjacente, et le même nombre de rangées de roues dentées en parallèle. Les chaînes de distribution sur les moteurs d'automobile, par exemple, ont généralement plusieurs lignes de plaques.

Les chaîne à rouleaux se font en plusieurs tailles. Selon les normes ANSI les chaînes sont numérotés, avec le chiffre des unités qui indique le type de chaîne (0 pour la chaîne standard, 1 pour la chaîne légère, 5 pour la chaîne baguées sans galets, etc.), et les autres chiffres indiquant le pas de la chaîne en huitièmes de pouce, ; selon cette classification les chaînes les plus communes sont les 40, 50, 60 et 80. Ainsi, une chaîne de bicyclette avec un pas de un demi pouce serait un #40 tandis qu'un pignon #160 aurait des dents espacées de 2 pouces, etc. Le pas métrique est exprimé en seizièmes de pouce, donc #8 métrique (08B-1) serait l'équivalent d'un ANSI #40.

La plupart des chaînes à rouleaux sont fabriquées à partir d'acier, ordinaire ou spécial; l'acier inoxydable est utilisé dans les machines de transformation des aliments ou dans d'autres endroits où la lubrification est un problème, et le nylon ou le laiton sont parfois pour la même raison.

La chaîne à rouleaux est normalement fermée au moyen d'un maillon maître (appelé aussi maillon rapide), qui est généralement fermé par un circlips en place de bague de friction ce qui permet de l'insérer ou le retirer avec des outils simples. Les chaines soumises à de plus fortes contraintes peuvent être livrées fermées ou ouvertes mais avec un maillon a riveter. Ainsi, le démontage nécessite des outils plus spécifiques qu'avec un maillon rapide. Le demi maillon est aussi disponible et est utilisé pour augmenter la longueur de la chaîne par un seul rouleau.

Utilisation

• Les chaînes à rouleaux sont utilisées dans les transmissions de faible à moyenne vitesse à environ 3 à 4 m/s, mais aussi à des vitesses plus élevées, autour de 10 à 18 m/s, les courroies trapézoïdales sont normalement utilisées en raison des problèmes d'usure et de bruit.
• La chaîne de bicyclette est une forme de chaîne à rouleaux. Les chaînes de vélos peuvent avoir un maillon maître, ou nécessiter un outillage pour l'installation et l'enlèvement. Une chaîne semblable, mais plus grosse, donc plus forte, est utilisée sur la plupart des motos, mais est parfois remplacée par une courroie ou un arbre de transmission, qui offrent un niveau de bruit plus faible et un moindre entretien (pas de lubrification).
• Dans les anciens moteurs d'automobiles aux États-Unis et dans d'autres pays, une chaîne à rouleaux relie l'arbre à cames au vilebrequin, générant moins de bruit qu'un engrenage comme utilisé dans les moteurs à très haute performance, et offrant plus de résistance que la courroie de distribution fréquemment utilisée sur des moteurs plus modernes. Beaucoup de moteurs automobiles modernes utilisent encore des chaînes à rouleaux.
• Les chaînes sont également utilisés dans les chariots élévateurs hydrauliques comme une poulie pour monter et descendre le porte charge, toutefois, ces chaînes ne sont pas considérées comme des chaînes à rouleaux, mais sont classés comme des chaînes de levage ou chaînes à mailles jointives.
• Les chaines de coupe des tronçonneuses ressemblent superficiellement à des chaînes à rouleaux, mais sont plus étroitement liés aux chaînes à mailles jointives. Elles sont mues par des formes en ergots sur les maillons qui servent également à guider la chaîne sur la barre.

Usure

L'effet de l'usure sur la chaîne est d'augmenter l'espacement des maillons, ce qui provoque un allongement de la chaîne. Ce n'est pas dû à un allongement du métal, comme un trop grand nombre d'ingénieurs et de mécaniciens pourraient intuitivement le penser, mais est dû à l'effet de l'usure des parties pivotantes. On pourrait dire que les rouleaux de la chaîne se desserrent par usure. Il est vrai qu'un câble ou un fil s'allonge. Un excellent exemple de l'étirement, c'est ce qui arrive au câble de frein de stationnement sur les véhicules à moteur. Ici, le métal "s'étire", il montre sa ductilité, et ainsi, il s'amincit et s'allonge au fil du temps. Même s'il est inhabituel d'user une chaîne jusqu'à ce qu'elle casse, une chaîne usée conduit à une grande augmentation du taux de l'usure du pignon d'entraînement et des pignons moteur avec lequel elle s'engrène. Les pignons ne peuvent pas modifier l'espacement de leurs dents pour correspondre à l'espacement de plus en plus large des maillons de la chaîne ou "pas".

L'usure due à une chaîne usagée est asymétrique. Cela creuse la face arrière des dents du pignon en forme de crochet caractéristique. Comme cette tendance progresse, les pignons commencent à accrocher les rouleaux de la chaîne, les empêchant de rouler sur la dent du pignon comme ils le devraient. Cela provoque des à-coups dans la transmission de la puissance; en vélo, par exemple, cela se traduit par le problème de chaîne qui "saute" hors de ses pignons. Dans des chaînes de distribution automobile, cela se traduit par un moment de cafouillage entre soupape et distribution, qui devient particulièrement évidente lorsqu'on observe l'allumage au stroboscope. Le seul remède dans ces cas d'usure extrême de la chaîne est de remplacer non seulement la chaîne, mais aussi les pignons meneur et mené.

Il est recommandé soit de suivre exactement la longueur d'une chaîne de distribution (la règle généralement admise de base est de remplacer une chaîne à rouleaux qui s'est allongée de 3% avec tendeur et de 1,5% sans), ou tout simplement le remplacer à intervalles d'utilisation fixes pour réduire l'usure des roues dentées. Ainsi, les économies sur les coûts d'entretien en lésinant sur la lubrification entraînent une augmentation des coûts de suivi d'usure et de remplacement. Ce besoin d'entretien fréquent, composé de lubrification, d'évaluation de l'usure, et de remplacement de la chaîne et/ou des pignons, représente le principal inconvénient de l'utilisation de la chaîne à rouleaux.

L'allongement de la chaîne est calculé par la formule suivante :

M = Longueur mesurée

S = Nombre de maillons mesurés

P = Pas

La tension de chaîne

La lubrification est l'occasion de vérifier également la tension de la chaîne. Pour ce faire, il faut tourner la roue dentée et identifier la position la plus tendue. Ne négligez pas cette étape car une chaîne trop tendue endommage les roulements de transmission.

 les systèmes pour tendre la chaîne peuvent varier. Réferrez-vous à la revue technique de votre machine pour obtenir la marche à suivre.

D'une manière générale sur machine, la préconisation se situe autour de 2-3cm de débattement (flèche rouge sur l'image). Cela doit être indiqué sur le bras oscillant ou dans la revue technique.

Attention, les deux côtés du bras oscillant doivent être réglés de façon homogène pour maintenir le bon alignement des roues.

Plusieurs signes, souvent liés, peuvent indiquer que votre kit chaîne a besoin d'être remplacé.

• si vous observez des points durs sur la chaîne, à l'arrêt ou en faisant tourner la roue dentée à la main. Deux maillons semblent grippés et forment un angle plus rigide que le reste de la chaîne. Il s'agit de la preuve la plus évidente qu'il faut remplacer votre kit chaîne. En effet, impossible de réparer ou enlever un point dur une fois apparu.
• si la tension de chaîne devient nécessaire de plus en plus fréquemment. Conséquence du premier point, s'il devient difficile, voire impossible de tendre correctement la chaîne alors vous avez certainement un point dur quelque part.
• si vous ressentez d'anormales vibrations . La rotation d'une chaîne usée présentant un ou plusieurs points durs manque de fluidité et provoque des à-coups., c'est le moment de vérifier votre chaîne !

Le verdict tombe, voici le temps de changer votre kit chaîne pour éviter qu'il ne casse et provoque un accident.

Cette opération nécessite un peu d'expérience et de matériel, mais si vous souhaitez vous lancer : suivez notre guide après avoir sélectionné le modèle de kit chaîne correspondant à votre deux-roues et à votre utilisation.

Maintenant que vous avez lu ces conseils, longue vie à votre  chaîne !

LE DÉRIVE CHAÎNE ET LA DÉRIVATION D'UNE CHAÎNE

Certes casser une chaîne de vélo n'arrive pas souvent, mais étant précautionneux, c'est une opération qu'il vaut mieux savoir effectuer : en course cela vous permettra de repartir, et lors des sorties dominicales, cela vous évitera de vous retrouver au milieu de nulle part, obligé de rentrer en transport ou d'appeler quelqu'un pour venir vous récupérer. 

Le matériel nécessaire

Pour dériver une chaîne, pas besoin d'aller chercher bien loin, il vous faudra un dérive-chaîne

C'est un outil relativement simple composé d'un corps et d'une pointe qui par l'intermédiaire d'une liaison hélicoïdale permet d'extraire ou de mettre en force l'axe qui lie un maillon mâle (le maillon intérieur) à un maillon femelle (le maillon extérieur) de la chaîne 

On trouve également des dérive-chaînes sur des multi-outils, c'est bien pratique, notamment lorsqu'on veut éviter d'emporter sa boîte à outils sur le vélo !

Remarque préliminaire

Avant tout chose, lorsqu'on pense « chaîne  », il faut toujours penser par « paire de maillons ». En effet, on ne peut lier deux maillons mâles ni deux maillons femelles entres eux. A savoir donc, si vous cassez un maillon ou un axe, vous devrez automatiquement enlever les deux maillons composant la paire. De même, lorsque vous souhaiterez réduire ou augmenter la longueur de votre chaîne, cela ne se fera que par paire de maillons (je ne parle pas ici des chaînes demi-maillons, peu répandues sur le marché des composants vélo).

Mise en pratique

La première fois, mieux vaut s'essayer sur une vieille chaîne non montée sur le vélo afin de bien comprendre la façon de faire.

• Positionner le dérive-chaîne de façon à ce que la pointe soit bien en face de l'axe de la chaîne.
• Tourner dans le sens du vissage (sens des aiguilles d'une montre) le levier permettant de faire avancer la pointe du dérive-chaîne vers l'axe de la chaîne. N'hésitez pas à forcer un peu, l'axe est parfois coincé dans les maillons.

• Pousser l'axe, sans pour autant le sortir complètement, sous peine de ne plus pouvoir le remettre. C'est la partie délicate de l'opération, il ne faut pas hésitez à y aller à tâtons en faisant sortir l'axe juste ce qu'il faut pour désassembler les deux maillons de la chaîne.

• Désassembler la chaîne.

• Pour information, voici ce qu'il ne faut pas faire.

• Enlever ou ajouter les maillons nécessaires afin d'obtenir la bonne longueur de chaîne.
• Il faut désormais remettre en place l'axe. Le seul problème qu'on peut rencontrer est de pousser l'axe de travers. C'est pourquoi il faut bien veiller à avoir la pointe du dérive chaîne, l'axe et les deux trous des maillons bien en face avant de renfiler l'axe.

• Une fois ce centrage bien effectué, il n'y a plus qu'a repousser l'axe en « vissant » la pointe du dérive-chaîne.

Il se peut que la chaîne ait un point dur au niveau des maillons échangés, dans ce cas, ne pas hésiter à bien faire bouger avec les mains les maillons, et éventuellement remettre un petit coup de dérive-chaîne de quelques mm de chaque côté afin que l'axe se replace au mieux.

Lorsque vous serez amenés à faire cette opération directement sur le vélo (si vous ne souhaitez pas utiliser d'attache rapide par exemple), n'hésitez pas à dérailler la chaîne que celle-ci ne soit pas tendue, et d'éviter ainsi des difficultés au moment du remontage de l'axe.