Cet article a été traduit de l’allemand. Malgré tout notre soin, certains termes techniques peuvent être imprécis. La version allemande fait foi.
L’article précédent montrait comment l’échappement commande la marche du mouvement. Avant de contrôler son fonctionnement, il vaut cependant la peine d’examiner de près le rouage. Ses roues et ses pignons doivent transmettre la force motrice jusqu’à l’échappement aussi régulièrement que possible et avec peu de pertes. Si un seul de ces engrènements travaille mal, une perte de force dans le rouage peut être attribuée à tort à l’échappement.
Cet article traite donc exclusivement des engrènements entre roue et pignon. L’engagement entre la roue d’échappement et l’ancre fera l’objet de la prochaine partie de la série.
Ce que doit offrir un bon engrènement
On ne reconnaît pas un bon engrènement au seul fait que le rouage tourne. Ce qui compte, c’est la régularité avec laquelle la menée passe d’une dent de la roue à la suivante.
Pour le contrôle, on freine le pignon correspondant assez fermement pour bien « sentir » l’engrènement – mais pas au point de faire éclater la pierre inférieure. On fait ensuite avancer la roue très lentement, dent par dent. Pour distinguer précisément les différents défauts, Schultz recommande un mouvement d’environ une à deux dents par seconde. Le passage doit alors paraître parfaitement doux au toucher : sans arc-boutement, sans chute, sans secousse ni à-coups sensibles.
Si l’on fait passer la roue trop vite dans l’engrènement, plusieurs dents peuvent défiler en un bref instant. Les petites irrégularités restent alors facilement cachées. Seul le fait de tâter lentement l’engrènement permet de reconnaître si les dents engrènent de façon continue ou si la transmission de la force est régulièrement interrompue ou freinée.
La pression sur le pignon doit être suffisante pour que l’engrènement se fasse réellement sentir. Il faut toutefois éviter une pression trop forte, car la pierre inférieure peut être endommagée, en particulier avec les petits pignons. Le contrôle demande donc non seulement de l’attention, mais aussi un dosage soigneux de la force.
Schultz distingue cinq groupes de défauts fondamentaux à prendre en compte lors de l’examen :
- L’engrènement est trop profond.
- L’engrènement est trop superficiel.
- Les dents de la roue n’ont pas de jeu, ou pas assez, dans les vides entre les ailes du pignon.
- Le pignon est trop grand ou trop petit par rapport à la roue.
- La forme des dents de la roue ou du pignon est défectueuse.
S’y ajoutent d’éventuels problèmes aux pivots et aux paliers. Une résistance en tournant ne prouve donc pas encore que la profondeur d’engrènement est fausse. Un pivot tordu ou qui coince, une roue qui ne tourne pas rond, quelques dents irrégulières ou une forme de dents inadaptée peuvent aussi nuire à la marche.
L’ébat n’est pas la profondeur d’engrènement
L’ébat et la profondeur d’engrènement doivent être jugés séparément. Les deux caractéristiques sont certes liées, mais elles ne décrivent pas le même constat.
On appelle ici ébat l’espace libre entre la dent de la roue et le vide entre les ailes du pignon. Cet espace doit exister dans toutes les positions du couple roue-pignon. S’il manque complètement ou par endroits, les dents peuvent coincer.
La grandeur de l’ébat n’indique toutefois pas de façon fiable si la roue et le pignon engrènent trop profondément ou trop superficiellement. Un engrènement peut avoir beaucoup d’ébat et être tout de même trop profond. Inversement, un engrènement trop superficiel peut s’accompagner d’un ébat relativement faible.
De même, un engrènement peut paraître régulier et doux au toucher alors que l’ébat est insuffisant. Cela ne signifie pas automatiquement que la roue et le pignon engrènent trop profondément. Corriger la profondeur d’engrènement ne supprimerait alors pas forcément la cause et pourrait même dégrader une marche jusque-là douce.
Un ébat trop faible devient particulièrement critique lorsque de la saleté pénètre dans l’engrènement. De petites impuretés suffisent à remplir un vide entre les ailes au point de bloquer la marche. Schultz insiste en particulier sur le dernier engrènement du rouage : à la roue de seconde, la force motrice encore disponible est plus faible, si bien qu’une résistance supplémentaire peut y avoir un effet particulièrement marqué.
Pour le contrôle, on immobilise le pignon et on pousse prudemment la roue contre lui. On vérifie ensuite en au moins six à huit endroits si la roue peut être légèrement déplacée dans un sens et dans l’autre. L’examen en plusieurs endroits est important, car l’ébat n’est pas forcément le même sur toute la circonférence.
De cette façon, on peut repérer en même temps les endroits où la roue ne tourne pas rond. Il faut en outre examiner les dents de la roue à la loupe afin de ne pas laisser passer des dents isolées trop épaisses, trop courtes ou irrégulières d’une autre manière. Un défaut local ne doit pas être interprété hâtivement comme une profondeur d’engrènement fausse dans son ensemble.
Distinguer la chute de l’arc-boutement
Quand on le tâte lentement, un engrènement défectueux se signale souvent par un à-coup qui revient régulièrement. Pour la suite du jugement, il est décisif de savoir si cet à-coup provient d’une chute ou d’un arc-boutement, c’est-à-dire d’un accrochement.
Avec la chute, la dent de la roue qui sort perd le contact avec l’aile du pignon avant que la dent suivante ne prenne la menée. Il se produit entre les deux un court chemin libre. La roue avance alors un instant sans transmettre de force au pignon.
Lors du contrôle lent, ce chemin libre se perçoit comme une petite chute. Suit d’abord un passage relativement doux, avant que le phénomène ne se répète à la dent suivante. L’engrènement ne paraît donc pas guidé en continu, mais interrompu à un rythme régulier.
Avec l’arc-boutement, ce chemin libre fait défaut. La dent suivante de la roue rencontre trop tôt l’aile suivante du pignon et doit vaincre une résistance sensible. En continuant de tourner, on a l’impression que la dent de la roue doit franchir une bosse. Après un passage un peu plus facile, une nette résistance réapparaît à la dent suivante.
Les deux défauts nuisent à la transmission de la force de manière différente. Avec la chute, aucune force n’est transmise au pignon pendant le chemin libre. Avec l’arc-boutement, une partie de la force motrice sert à vaincre la résistance entre les dents. Un engrènement qui s’accroche fortement peut affaiblir considérablement le flux de force jusqu’à l’échappement et, au pire, l’interrompre complètement.
Une marche rapide peut masquer ces différences. Qui fait passer plusieurs dents d’un seul à-coup dans l’engrènement ne perçoit peut-être qu’un cahotement général. Seul le contrôle lent, dent par dent, permet de distinguer la brève interruption de la chute de la résistance croissante de l’arc-boutement.
Du symptôme à la cause
La chute et l’arc-boutement sont d’abord des observations faites au toucher, mais pas encore des diagnostics complets. Derrière un même symptôme peuvent se cacher des causes géométriques différentes.
En présence d’une chute, deux causes principales entrent en ligne de compte : l’engrènement peut être trop profond, ou le pignon trop petit par rapport à la roue. Avec un engrènement trop profond, la distance entre les deux axes, c’est-à-dire la position des cercles primitifs, n’est pas juste. Avec un pignon trop petit, la profondeur d’engrènement peut en revanche être juste en principe, alors que le diamètre du pignon ne convient pas à la roue.
L’arc-boutement peut lui aussi avoir deux causes différentes. Soit l’engrènement est trop superficiel, soit le pignon est trop grand par rapport à la roue. Avec un engrènement trop superficiel, la roue et le pignon sont trop éloignés l’un de l’autre. Avec un pignon trop grand, l’entraxe peut en revanche être juste, alors que la dent suivante de la roue rencontre quand même trop tôt l’aile suivante du pignon.
Il en résulte le classement de base suivant :
- Chute : engrènement peut-être trop profond, ou pignon peut-être trop petit.
- Arc-boutement ou accrochement : engrènement peut-être trop superficiel, ou pignon peut-être trop grand.
- Ébat insuffisant : constat à part entière, pas automatiquement un engrènement trop profond.
- Marche irrégulière : contrôler en outre la forme des dents, le faux-rond, les pivots et les paliers.
Cette distinction est décisive pour la suite du jugement. La cause d’un défaut doit être reconnue avant de décider d’une correction. Un pignon trop petit ou trop grand peut certes rendre l’engrènement théoriquement incorrect ; mais si l’on parvient à le régler pour qu’il passe en pratique doucement et sans arc-boutement, la marche n’en est pas forcément affectée. Ce qui reste décisif, c’est donc l’interaction entre profondeur d’engrènement, taille du pignon, forme des dents et marche réellement perçue au toucher.
Là où l’engrènement est visible, l’observation à la loupe complète le toucher. Si un contrôle visuel direct est impossible en raison de la construction du mouvement, le fait de tâter lentement l’engrènement prend une importance particulière. Dans le doute, un compas aux engrenages réglé sur l’entraxe peut aider à juger plus précisément la denture hors du mouvement.
Contrôler d’abord, intervenir ensuite
L’ébat, la profondeur d’engrènement, la chute et l’arc-boutement décrivent des propriétés différentes d’un couple roue-pignon. Qui les confond trop vite risque de corriger au mauvais endroit.
La démarche fiable commence par tâter lentement l’engrènement. On contrôle ensuite l’ébat, le faux-rond, les dents de la roue une par une, la taille du pignon ainsi que l’état des pivots et des paliers. Ce n’est que lorsque le symptôme perçu a été rattaché à une cause réelle que l’on peut décider quel remède est techniquement défendable.
Les procédés de réparation concrets – par exemple corriger l’entraxe, retoucher ou remplacer une roue, ou encore mettre en place un pignon adapté – constituent une étape de travail à part. Pour le diagnostic, la règle est d’abord : toute résistance n’est pas un engrènement trop profond, tout jeu n’est pas un ébat suffisant et tout à-coup n’a pas la même cause.
Dans la prochaine partie, nous nous tournerons vers la roue d’échappement et l’ancre. Nous y retrouverons des notions comme la profondeur d’engrènement et la chute, complétées par le réglage en hauteur, le chemin perdu et le tirage. La « chute » de l’échappement à ancre désigne alors un autre phénomène que le chemin libre entre roue et pignon traité ici.
