Clavette

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Note sémantique

"Clavette" désigne aussi, dans le jargon de L'Heureux Cyclage, une coordination locale des ateliers vélo

Montage à clavette d'un pédalier sur son axe, vue en écorché

Description

  • Clavette (A=tête, B=corps, C=méplat, D=tige filetée)

  • Manivelle à clavette (A=trou d’emmanchement de l’axe, B=trou de montage de la clavette, C=filets de montage de la pédale)

  • Axe à clavette (A=extrémité, B=méplat, C=cône)

  • Un pédalier à clavette (mono-plateau)

Les clavettes sont de petites pièces cylindriques biseautées et munies d'une extrémité filetée, qui servent à bloquer en position les manivelles de pédaliers sur l’axe du boîtier de pédalier. Ce type de pédalier n'est plus fabriqué, on ne le trouve que sur des vélos anciens. On distinguera les parties suivantes :

  • a) La tête de la clavette qui servira de point d’appui lors du montage de la clavette sur la manivelle. Son diamètre doit être compatible avec celui des trous de la manivelle permettant le montage.
  • b) Le corps biseauté de la clavette. Son épaisseur peut varier suivant la quantité de matière enlevée pour créer le biseau. Cette épaisseur sera déterminante lors du choix de la clavette, une clavette trop fine ou trop épaisse ne permettant un montage durable de la manivelle.
  • c) Le méplat de la partie biseauté du corps. Il doit être parfaitement plat, sur toute sa longueur et sa largeur sans traces d’usure (creux ou bosses). Il ira s’appuyer contre le méplat de l’axe de pédalier. Sa pente (en général de 7%) doit être la même sur les deux clavettes, à gauche comme à droite, sinon les manivelles ne seront pas alignées à 180°.
  • d) La tige filetée permettra de sécuriser ou de réaliser le montage de la clavette avec un écrou et une rondelle.
  • e) La longueur totale de la clavette doit être suffisante pour que la tête et la tige filetée débordent de la manivelle, une clavette trop courte ne permettant pas un montage durable de la manivelle.

Variantes

Il existe (au moins) quatre diamètres standards de clavettes et des formes différentes. Vérifier qu'une clavette est du bon diamètre avant de replacer la manivelle sur l'axe: son extrémité la plus large doit pouvoir rentrer dans le trou de clavette de la manivelle.

Quelques clavettes parmi les plus communes[1] :

Clavettes
Origine Diamètre Longueur Filetage Méplat
ISO 9,5 mm (3/8") 43 mm M7x100 pente modérée
Anglais 9,5 mm (3/8") 43 mm 6,7mm x 26 tpi pente modérée
Steyr 9,5 mm 45 mm 1/4" x 26 tpi sur toute la longueur
Allemand, commun 9,5 mm 43 mm M7x100 pente modérée
Thompson, adulte 9,5 mm 42,5 mm 1/4" x 26 tpi pente modérée
Japonais, standard 9,5 mm 41,3 mm M6x100
Japonais, parfois 9,5 mm 41,3 mm 1/4" x 26 tpi
Français 9,0 mm 40 ou 43 mm M7x100 pente modérée
Italien, commun 9,0 43 mm 7mm x 26 tpi court avec forte pente
Allemand, parfois 9,0 mm 43 mm 1/4" x 26 tpi
Peugeot, récent 9,0 mm 42 mm M7x100 pente modérée
Peugeot, ancien 9,0 mm 37,5 mm M6x100 sur toute la longueur
Peugeot, ancien[2] 8,7 mm 40 mm M6x100 sur toute la longueur
Italien, parfois 8,5 mm 41,5 mm 7mm x 26 tpi
Windsor 8,5 mm 41,5 mm 1/4" x 26 tpi court avec forte pente
Thompson, enfant 8,0 mm 43 mm 1/4" x 26 tpi pente modérée

Les têtes de clavette ont en général un diamètre de 9,5 mm (anglais, asiatique, allemand) ou de 9 mm (français ou italien).

Compatibilité

Montage à clavette d'un pédalier sur son axe, vue en écorché.

Compatibilité axe/manivelle : en général japonais et anglais sont interchangeables, français et italien sont interchangeables. Le diamètre de l’axe est en général de 16 mm (nominal, effectif 15,9 mm) ou de 5/8" (anglais, effectif 15,75 mm).

La compatibilité entre la clavette et la manivelle dépend du diamètre de la tête de clavette. Attention, les deux trous de la manivelle ne sont pas toujours identiques. Se baser sur le trou le plus large. Il est possible de vérifier le diamètre d'une clavette sur la règle à rayons Park Tool. On peut facilement fabriquer une jauge à clavette en perçant 4 trous sur une plaque métallique aux diamètres suivants :9,5mm, 9mm, 8,5mm et 8mm.

La compatibilité entre la clavette et l’emmanchement de l’axe dans la manivelle ne peut être vérifiée que lors du montage. Elle dépend essentiellement de l’épaisseur du corps et de la longueur de la clavette. La tête de la clavette doit dépasser d’environ 5 mm pour qu’elle puisse déborder après montage et la tige filetée doit déborder suffisamment pour qu’on puisse y visser l’écrou début ou en fin de montage.

Les pentes du méplat des clavettes droite et gauche doivent être identiques, sinon les manivelles ne seront pas alignées. Pour la même raison, les deux clavettes doivent être montées tête-bêche.

Réparation

Diagnostic avant démontage

Jeu

Pour vérifier la présence d’un jeu, maintenir fermement une des manivelles et tenter de faire pivoter l’autre manivelle. Les manivelles ne doivent pas bouger. Attention, un jeu dans le boîtier de pédalier peut donner l’impression d’un jeu dans les manivelles. Pour savoir du quel côté provient le jeu, il faut bien observer l’extrémité de l’axe : si elle ne tourne pas lorsqu’on fait pivoter la manivelle, le jeu provient de ce côté-ci, sinon le jeu provient de l’autre manivelle. Contrôler des deux côtés : on peut avoir un jeu sur les deux manivelles.

Le jeu peut être dû à :

Alignement

Les deux manivelles doivent être alignées à 180°.

Causes possibles d’un mauvais alignement :

  • Les clavettes ont été montées dans le même sens sur les deux manivelles ⇒ démonter et remonter une des clavettes dans le bon sens.
  • La pente du méplat de deux clavettes n’est pas la même ⇒ démonter les deux clavettes, les remplacer par des clavettes neuves, remonter.

Démontage

L'extraction d'une clavette est souvent une opération difficile ; comme la clavette a été enfoncée de force, elle a pu être déformée à l'usage et rouillée. De nombreuses techniques diverses sont utilisées -- allez voir la page dédiée: Démonter une clavette

Diagnostic après démontage

  • Clavette matée et foutue

  • Clavette en plutôt bon état

Une clavette est en bon état si son côté biseauté est bien plat et régulier, sans accrocs et sans usure ; et si le filetage est intact. Le cas échéant, il faut la remplacer.

L’acier de la clavette est plus tendre que celui de l’axe ou de la manivelle. En général seule la clavette doit être remplacée, mais il arrive parfois qu’il faille aussi remplacer ces pièces :

  • Les trous de montage de la clavette peuvent être ovalisés sur la manivelle.
  • Le méplat de l’axe peut être abîmé.

Montage

Controverse

Il y a pas mal de désaccords sur la façon de serrer la clavette. Les adeptes de la manière douce arguent qu’enfoncer la clavette à coup de marteau n’est pas nécessaire et que cela risque d’abîmer la clavette. Cela favoriserait alors la création d’un jeu dans les manivelles et compliquerait le démontage futur de la clavette. Les partisan-es de la manière forte rétorquent qu’avec la manière douce, la clavette ne sera pas suffisamment serrée, favorisant là aussi l’apparition d’un jeu dans les manivelles. Comme pour la plupart des controverses concernant la mécanique cycle, chaque façon de procéder a ses avantages et ses inconvénients, et pourrait être plus ou moins appropriée selon le vélo, la pratique, le terrain, la morphologie del cycliste ou le style de pédalage.

On peut distinguer quatre écoles, décrites ici du procédé le plus doux à la manièce la plus forte :

  • Les adeptes de l’école tout en douceur, se contentent d’une simple clé et serrent la clavette en vissant tout simplement l’écrou jusqu’à butée sur la manivelle. Avantages : sans danger ni outil spécifique, pas de risque d’abîmer le corps de la clavette par un serrage excessif. Inconvénients : la clavette doit être assez longue pour qu’on puisse y visser l’écrou avant serrage, risque important d’abîmer les filets de la clavette dont l’acier est particulièrement tendre, risque de serrage insuffisant et d’apparition d’un jeu dans la manivelle.
  • Les adeptes de l’école Jo la débrouille, ont dégotté une presse à clavette dans un marché aux puces ou l’ont fabriqué. C’est un outil dédié qui sert aussi bien au démontage qu’au montage de la clavette. Avantages : sans danger, pas de risque d’abîmer la clavette ou les filets par un serrage excessif. Inconvénients : risque de serrage insuffisant et d’apparition d’un jeu dans la manivelle.
  • Les adeptes de l’école petit à petit, utilisent conjointement clé et marteau et alternent vissage de l’écrou et frappe sur la tête de la clavette pour serrer la manivelle. Avantages et inconvénients : peu de risque d’abîmer la clavette par une frappe excessive ou d’un serrage insuffisant, la clavette doit être assez longue pour qu’on puisse y visser l’écrou avant serrage, montage potentiellement dangereux.
  • Les adeptes de l’école karaté, frappent de toute leur force sur la clavette au marteau en s’aidant d’une enclume à clavette. Avantages : montage possible avec une clavette trop courte ou ayant la tige filetée abîmée. Inconvénients : risque d’abîmer la clavette par une frappe excessive, montage dangereux.

Outils de montage

  • Clés mixtes

  • Presse à clavette à vis

  • Marteau

  • Enclume à clavette

En dehors d’une clé pour dévisser, visser ou serrer l’écrou de la clavette (en général une clé de 11), d’un chasse goupille et d’un marteau pour chasser la clavette si nécessaire, on pourra utiliser d’autres outils selon la méthode préférée : avec une presse à clavette à vis ou au marteau.

Presse à clavette

La presse à clavette est décrite ici : Presse à vis.

Marteau

Le marteau doit être à panne plate, une massette par exemple. L’opération n’est pas sans danger : projection possible d’éclats métalliques, frappe pouvant dépasser les 120 décibels. Réaliser l’opération dans un local isolé et se munir d’équipements de protection : gants, lunettes de protection et casque anti-bruit.

Pour faciliter la frappe, on pourra aussi utiliser une deuxième massette, qui sera placée au dessus de la clavette. On frappe alors sur cette massette au lieu de taper directement sur la tête de la clavette : la cible est plus large et cela limite le risque d’esquinter le cadre ou un plateau par erreur. Attention, cela augmente par contre le risque de projection d’éclats métalliques.

Enfin, les adeptes de la manière forte se muniront aussi d’une enclume à clavette qui servira d’appui pour éliminer l’effet ressort dû à l’élasticité de l’acier du cadre. Sans point d’appui, la clavette risque ne pas être suffisamment enfoncée. Si on n’a pas cet outil sous la main, une pièce métallique plate suffisamment élevée peut faire office d’enclume.

Montage des manivelles

Montage à clavette d'un pédalier sur son axe, vue en écorché.

Pour éviter tout angle entre les deux manivelles, il peut être intéressant de remplacer les 2 clavettes. Attention, encore une fois pour que les 2 manivelles soient bien dans le même alignement, chacune des clavettes doit être enfoncée dans le sens inverse de l'autre. Le plat du biseau de chaque clavette doit être positionné pour venir en appui sur la partie plate de l'axe du pédalier. On peut retenir comme moyen mnémotechnique que le côté pas-de-vis de la clavette se trouve vers le bas quand la pédale est dirigée vers l'avant et c'est plus joli comme ça au pédalage. L’avantage mécanique procuré par ce type de montage (manivelle vers l’avant) est par contre sujet à controverse.

Nettoyer la clavette, les trous de la manivelle et le méplat de l’axe sans graisser. Certain-es conseillent d’appliquer de la graisse sur la partie plate de l'axe du pédalier ainsi que sur la clavette afin de faciliter un démontage ultérieur. Ce n’est pas recommandé car cela favorisera l’apparition d’un jeu dans la fixation de la manivelle et une usure précoce de la clavette. Surtout si la clavette est légèrement trop étroite ou pas suffisamment enfoncée.

Si l’autre manivelle est déjà montée, la maintenir à l’aide d’une sangle ou d’un bout de chambre à air pour qu’elle ne puisse plus bouger. Monter la manivelle pédale vers l’avant. Attention, les deux trous de la manivelle ne sont pas toujours identiques, la tête de la clavette doit alors être placée du côté du trou le plus large. Positionner la manivelle de manière à apercevoir le maximum de jour dans le trou de la clavette. Enfoncer la clavette à la main, le méplat de la clavette face au méplat de l’axe. Suivant la méthode choisie, graisser légèrement la tige filetée, puis monter rondelle et écrou et visser légèrement celui-ci ou donner un léger coup de marteau sur la tête de la clavette, afin que la clavette ne puisse plus bouger.

Vérification du montage

Vérifier ensuite le montage :

  • La tête de la clavette doit dépasser d’environ 5 mm. Si elle ne dépasse pas assez, on risque de ne pas pouvoir l'enfoncer suffisamment pour un montage durable. La clavette est alors trop fine et doit être remplacée par une autre plus épaisse.
  • On doit pouvoir visser l’écrou. Celui-ci doit être vissé ou la tige filetée doit déborder de l’autre trou. Si ce n’est pas le cas, on risque de ne pas pouvoir visser suffisamment l’écrou lors du serrage ou en fin de montage. La clavette est alors trop courte et doit être remplacée par une autre plus longue.
  • L’extrémité de l’axe devrait arriver à fleur de la manivelle. Un axe qui déborde ou qui reste en dépression fausse le contrôle d’épaisseur de la clavette, on risque alors de monter une clavette trop fine. Toutefois cela peut être effectué volontairement : il reste possible de faire glisser l’axe de quelques millimètre vers l'intérieur ou vers l'extérieur pour ajuster la ligne de chaîne.
  • Si l’autre manivelle est déjà montée, vérifier si les manivelles sont bien alignées à 180°. Si ce n’est pas le cas, vérifier la position de la clavette sur l’autre manivelle. On doit apercevoir l’écrou vissé sur la tige filetée de la clavette. Si l’écrou est monté au-dessous sur l’autre manivelle, la clavette doit être montée dans l’autre sens. Si l’écrou est monté au-dessus sur l’autre manivelle, le montage est bien correct, mais les méplats des deux clavettes n’ont pas la même pente. Il est alors préférable de remplacer les deux clavettes par des pièces neuves.

En cas de difficulté pour trouver une clavette ayant la bonne épaisseur, il est toujours possible de limer une clavette.

Serrage

La suite du montage varie suivant la méthode choisie : avec une clé (tout en douceur), une presse à vis (Jo la débrouille), une clé et un marteau (petit à petit) ou un marteau et son enclume (karaté).

Serrage avec une clé

Donner éventuellement un léger de coup de maillet pour bien mettre en place la clavette, puis visser l’écrou pour l’enfoncer et la serrer, tout en douceur. Attention, à ne pas abîmer le filetage de la clavette par un serrage excessif. Son acier est tendre et les filets peuvent se détruire rapidement. Si la clavette est particulièrement longue, vérifier que l’écrou et sa rondelle sont toujours en appui contre la manivelle lors du serrage. Si le corps de la clavette est visible derrière la tige filetée, rajouter une rondelle pour que l’écrou reste en appui contre la manivelle.

Suivre ensuite les recommandations de la section Fin du montage.

Serrage avec une presse

Placer la partie creuse de la presse à clavette en appui du côté de la tige filetée. Visser ensuite la vis jusqu'à ce qu’elle bute contre la tête de la clavette. Visser ensuite en forçant suffisamment pour enfoncer la clavette. Merci Jo la débrouille !

Suivre ensuite les recommandations de la section Fin du montage.

Serrage avec clé et marteau

L’utilisation d’un marteau n’est pas sans danger : projection possible d’éclats métalliques, frappe pouvant dépasser les 120 décibels. Réaliser l’opération dans un local isolé et se munir d’équipements de protection : gants, lunettes de protection et casque anti-bruit.

Il faut éviter de taper sur les plateaux ou le cadre lors de la frappe.

Visser l’écrou jusqu’à ce qu’il soit en appui contre la manivelle. Donner un coup de marteau sur la tête de la clavette. Après enfoncement de la clavette, un jour doit apparaître entre manivelle et écrou. Resserrer à nouveau l’écrou et refaire une frappe au marteau. Tant que vous tapez et que l'écrou peut encore se serrer, il vous faut continuer (petit à petit la clavette fait son nid). Quand l’écrou ne bouge plus, ce sera tout bon ! Attention, si la clavette est particulièrement longue, l’écrou et sa rondelle peuvent être bloquées par le corps de la clavette derrière la tige filetée. Rajouter si nécessaire une rondelle pour que l’écrou soit toujours en appui contre la manivelle.

Suivre ensuite les recommandations de la section Fin du montage.

Serrage avec marteau et enclume

L’utilisation d’un marteau n’est pas sans danger : projection possible d’éclats métalliques, frappe pouvant dépasser les 120 décibels. Réaliser l’opération dans un local isolé et se munir d’équipements de protection : gants, lunettes de protection et casque anti-bruit.

Il faut éviter de taper sur les plateaux ou le cadre lors de la frappe.

Mettre le vélo au sol en appui contre un mur ou l’établi. Placer l’enclume à clavette en appui sous la manivelle, la tige filetée vers le trou de l’enclume. Si on n’a pas d’enclume à clavette sous la main, une pièce métallique plate suffisamment élevée peut faire l’affaire.

Pour faciliter la frappe, on pourra aussi utiliser une deuxième massette, qui sera placée au dessus de la tête de la clavette. On frappe alors sur cette massette au lieu de taper directement sur la clavette : la cible est plus large et cela limite le risque d’esquinter le cadre ou un plateau par erreur. Attention, cela augmente par contre le risque de projection d’éclats métalliques.

Prendre le temps de bien viser, il faut éviter de taper sur le cadre ou un plateau du pédalier. Taper fort. Fort et précis, comme au karaté.

Fin du montage

Vérifier que les manivelles sont bien alignées et qu'elles n'ont pas de jeu. La tête de la clavette doit encore déborder suffisamment pour qu’on puisse ré-enfoncer la clavette si nécessaire. Si l’écrou n'est pas déjà vissé, la tige filetée doit déborder suffisamment de l’autre côté pour qu’on puisse y mettre rondelle et écrou. Si on peine à serrer correctement la clavette (jeu persistant), il peut être judicieux de changer de méthode.

Si l’écrou n'est pas déjà vissé, enfiler une rondelle sur la tige filetée. Rajouter d’autres rondelles si le corps de la clavette est visible pour que l’écrou puisse être en appui contre la manivelle. Graisser légèrement les filets. Visser l’écrou et serrer jusqu’à butée. Attention: ne serrez pas trop fort l'écrou, au risque d’abîmer le filetage de la clavette.

Resserrer une clavette

Avec le temps il peut arriver qu'un clavette se déforme et que la manivelle prenne du jeu par rapport à l'axe du pédalier (il ne s'agit pas d'un jeu de l'axe lui-même qui réclame de resserrer la cuvette réglable du boîtier de pédalier). Si ce jeu est minime, on peut tenter de rebloquer cette clavette en resserrant la clavette suivant votre méthode préférée.

Si le jeu est très important, il est probable que la clavette soit trop abîmée, il faudra donc la retirer pour la remplacer.

Limer une clavette

Lorsqu’on ne trouve pas la clavette adéquate, il est toujours possible de prendre une clavette légèrement plus épaisse et de la limer. La précision est primordiale et l’acier de la clavette est tendre, le meulage doit donc être effectué à la main avec une lime plate.

Coincer la clavette sur un étau, le méplat à l’horizontal pour ne pas fausser la pente. Bien garder la lime à l’horizontal pour éviter d’arrondir le plat. Il faudra enlever plus de matière sur la partie large du plat (vers la tige filetée) que sur la partie fine (vers la tête). Brosser régulièrement la lime pour éviter l’accumulation de la limaille.

On peut aussi limer une clavette pour lui donner la même pente que l’autre clavette, mais le résultat est assez hasardeux.

Réemploi

Ne pas jeter les clavettes ayant une tige filetée abîmée mais un méplat en bon état. Une clavette adéquate (pas trop fine), montée correctement (suffisamment enfoncée) à l’aide de la méthode karaté peut tenir plusieurs années sans problèmes même si l’écrou est absent.

Par contre, si la tige filetée est en bon état (ainsi que le méplat), ne pas oublier de remettre l’écrou et la rondelle sur la clavette avant de ranger celle-ci. Suivant l’origine de la clavette, il peut y avoir plusieurs diamètres ou pas de vis différents. La recherche du bon écrou peut s’avérer très fastidieuse.

Notes

  1. ↑ (en) Sutherland's handbook for bicycle mechanics, 6th edition.
  2. ↑ Mesure effectuée sur un vélo Peugeot, probablement des années 1950, dans l’atelier Un p’tit vélo dans la tête de Grenoble. Cette clavette était encore dans le catalogue Algi en 2010.
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