On trouve sur Internet d'innombrables forums où l'on trouve des plaintes concernant des fourches RockShox ou Fox trop dures, ou encore une faible sensibilité aux petits chocs. La discussion finit par attribuer la dureté et l'insensibilité de la fourche à l'amortisseur, aux joints ou au ressort pneumatique, et tourne en rond sans trouver de solution satisfaisante. On néglige systématiquement le châssis et le système de bagues, principaux responsables des frottements et des sensations de dureté, bien plus importants que ceux des joints principaux ou des joints de ressort pneumatique. Il existe des solutions pour remédier aux sensations de dureté dues aux frottements du châssis, qui font généralement une différence considérable. Réduire les frottements du châssis permet d'obtenir de bien meilleurs résultats lors du réglage des amortisseurs et des ressorts.
Presque toutes les fourches de VTT modernes sont télescopiques, ce qui signifie qu'elles reposent sur le mouvement coulissant d'un tube à l'intérieur d'un autre. La plupart des fourches utilisent une configuration « conventionnelle » où les plongeurs supérieurs coulissent dans des fourreaux inférieurs moulés d'une seule pièce, comme illustré à la figure 1 ci-dessous. .
Figure 1 : Schéma montrant le tube de support, les bagues et le tube de jambe inférieur.
Les plongeurs sont généralement anodisés durs, une technologie épaisse et durable, conçue pour les applications mécaniques où ils sont soumis à des mouvements de glissement et à l'abrasion. Glisser directement sur le métal de la partie inférieure de la fourche les endommagerait immédiatement, détruisant ainsi la fourche. Pour éviter tout dommage, les plongeurs coulissent sur une bague. Les bagues des fourches de VTT modernes sont constituées d'une fine couche de PTFE sur un support en aluminium, laminé en forme ronde puis pressé dans la partie inférieure de la fourche, comme illustré à la figure 2 ci-dessous. Le PTFE à la surface de la bague est extrêmement glissant et souple, ce qui prévient efficacement l'usure des plongeurs et permet un mouvement fluide et une faible friction. Cependant, le PTFE seul ne garantit pas une friction suffisante ; une lubrification à l'huile est également nécessaire pour réduire encore davantage la friction. Pour une lubrification optimale, un mince film d'huile doit être présent entre le plongeur et la bague, ce qui nécessite un léger jeu entre la bague et le plongeur pour former un film d'huile. C'est là que les problèmes commencent à survenir avec les bagues de fourche de vélo de montagne.
Figure 2 : Bague typique utilisée dans les fourreaux inférieurs des fourches de vélo de montagne.
Les bagues de fourche sont installées dans le moulage inférieur par ajustement serré. Cela signifie que le diamètre extérieur de la bague est légèrement supérieur à celui du trou d'installation et qu'elle est maintenue en place uniquement par un frottement important résultant de cette interférence. Les bagues sont installées dans ce que l'on appelle un « siège » (figure 3), utilisé tel quel dans le moulage des fourches inférieures, sans post-usinage afin de réduire les coûts de fabrication. Ces sièges ne font pas l'objet d'un contrôle qualité complet et peuvent engendrer des problèmes pour des lots entiers de fourches.
Figure 3 : Siège de bague moulé dans un moulage de jambe inférieure.
La source la plus fréquente de frottement dans les fourches est la forme ovale ou non des bagues ou des sièges. Plusieurs facteurs contribuent à cette forme. Lors de leur fabrication, les bagues de fourche sont constituées d'une bande d'aluminium plate recouverte d'une fine couche de PTFE. Ces bandes sont ensuite découpées à une longueur très spécifique et laminées en forme cylindrique, ce qui explique la présence d'une fente dans la bague et non d'une seule pièce ronde continue. Le laminage permet généralement d'obtenir une forme cylindrique et constitue un procédé économique permettant de produire rapidement et à moindre coût de grandes quantités de bagues. Pour obtenir une forme ronde, le support en aluminium est très mou, avec peu de mémoire, ce qui empêche la bague de se rouvrir une fois la forme cylindrique obtenue. Cet aluminium mou est facilement sujet à des déformations permanentes. L'autre facteur contribuant à la forme ovale est la forme ovale des sièges de bague après la coulée, un phénomène fréquent sur certains modèles de fourreaux. Si une bague est installée dans une fourche dont la selle est ovale, elle risque d'être encore ronde après son installation… Parfait, alors quel est le problème ? Le problème est dû à la méthode de fabrication de la bague, avec son support en aluminium très tendre et peu mémorisable. À mesure que la fourche roule et que la bague est sollicitée par le plongeur lors des chocs et des sauts, elle finit par se déformer et épouser la forme de la selle. Si la selle est ovale, la bague le sera aussi. Si votre fourche vous a donné d'excellentes sensations à l'état neuf, mais que ses performances se sont dégradées après un certain temps d'utilisation et qu'une révision ne l'a pas ramenée à son niveau initial, ou ne l'a rendue agréable que pendant une demi-course, la bague a pris la forme de la selle ovale. La raison pour laquelle une bague ovale est une source importante de frottement est qu'une fois ovale, elle n'entre en contact avec le plongeur qu'en quelques points, et non sur une surface plus large, comme illustré à la figure 4 ci-dessous. Ce contact en quelques petits points seulement, au lieu d'une surface plus large, augmente considérablement la pression de surface de la bague contre le plongeur, pression qui peut être bien supérieure à celle supportée par le film d'huile. Cette pression de surface élevée arrache le film d'huile de l'interface entre le plongeur et la bague, provoquant un frottement excessif, faute de film d'huile soutenant cette interface, ce qui rend la fourche dure. Les sièges de bague ovales dans les fourreaux inférieurs sont plus fréquents sur les fourches dont le diamètre extérieur n'est pas entièrement soutenu par le siège, comme celles dont les rainures derrière la bague permettent l'écoulement de l'huile.
Figure 4 : Point de contact du montant sur une bague hors-rond conduisant à des pressions de surface extrêmement élevées auxquelles le film d'huile ne peut pas résister, ce qui crée finalement un frottement excessif et une sensation de fourche dure.
Heureusement, il existe une solution aux bagues excentriques et trop serrées : le calibrage/roulage des bagues, qui résout ces problèmes de manière permanente. L'outil de brunissage consiste à insérer un mandrin en acier de taille exacte dans la bague pour déformer la couche de PTFE, la tête de brunissage étant elle-même ronde. Cela laisse également un jeu optimal pour un film d'huile parfait. Cette solution corrige les bagues excentriques et serrées, car une fois la bague ajustée à son logement excentrique, elle ne peut plus se déformer. Les têtes de brunissage sont conçues pour être plus grandes que la taille finale souhaitée de la bague, car le PTFE présente un léger retour élastique et se rétracte légèrement après le passage de l'outil.
Il est important de se rappeler que les bagues s'adaptent aux sièges de fourche excentrés pendant l'utilisation. Si vous dimensionnez/polissez une fourche neuve qui n'a pas encore été utilisée ou qui n'a été utilisée que peu de temps, il faudra la repasser ultérieurement avec l'outil de polissage. Le dimensionnement/polissage des bagues ne les adaptera pas à un siège excentré. La fourche peut être incroyablement confortable au début, puis s'avérer très désagréable peu de temps après : les bagues ont pris la forme du siège et nécessitent un nouveau polissage avec l'outil de dimensionnement/polissage.
Les fabricants de fourches à suspension ne devraient-ils pas effectuer cette opération en usine avant l'expédition ? Le coût du dimensionnement et du rodage des bagues en usine serait extrêmement élevé et peu rentable. Il est plus économique de garantir les fourches défectueuses que d'effectuer cette procédure en usine. De plus, comme la bague nécessite un certain temps d'utilisation pour s'adapter à une selle excentrée, il est inutile que le fabricant effectue cette opération en usine, car elle devra de toute façon être effectuée ultérieurement.
La largeur des fourreaux inférieurs au niveau du moyeu n'affecte-t-elle pas le frottement de la fourche en pressant la bague dans un sens ou dans l'autre contre les plongeurs ? Ne faudrait-il pas les aligner pour minimiser le frottement ? Oui, cela affecte le frottement. De nombreuses fourches sont équipées d'un axe flottant pour faciliter l'alignement des fourreaux inférieurs avec les plongeurs, mais cet alignement pose deux problèmes. Le premier est que seules les bagues inférieures se déplacent réellement latéralement. Les bagues supérieures sont proches de l'arche, qui constitue le point d'appui de la flexion. Si les plongeurs ne sont pas concentriques avec les bagues supérieures ou inférieures, il n'y a donc aucun moyen de remédier à ce problème, sauf en remplaçant des pièces. Le deuxième problème est que cela suppose que les plongeurs ou les plongeurs inférieurs sont écartés l'un de l'autre, parallèlement à l'axe, alors que ce n'est presque jamais le cas. Les fourches à essieu flottant doivent être exploitées au maximum pour minimiser les frottements, mais il ne suffit pas de s'assurer que les essieux inférieurs de l'essieu ont la bonne largeur. Dimensionner/polir une bague pour l'arrondir et l'ouvrir légèrement permet également de réduire les frottements, car cela offre un léger dégagement dans toutes les directions.