Patins

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Description

Les patins (pads en anglais, le terme désignant aussi les plaquettes pour freins à disque), sont les pièces qui permettent le freinage du vélo lorsque, poussées par les bras du frein, elles entrent en contact avec la surface de freinage de la jante. Elles vont toujours par paire.

Composants

Un patin est composé de trois partie : la gomme qui ira frotter contre le flanc de la jante lorsque le levier de frein est actionné ; le sabot, structure métallique qui maintient la gomme ; et une tige filetée ou non qui permet la fixation du patin sur un des bras du frein.

Fixation

patin à vis

patins à tige

Lors leur fixation (mounting) sur le frein, on doit aligner la gomme des patins par rapport à la surface de freinage de la jante. Il faut distinguer plusieurs types d’alignements :

• Chaque bras de frein est muni d’une rainure verticale qui permet d’aligner la hauteur du patin sur la hauteur du flanc de la jante (alignement de la hauteur = vertical height alignment). Si le patin est trop haut, il ira frotter contre le pneu risquant l’éclatement de celui-ci, s’il est trop bas le freinage sera moindre et l’usure de la gomme inégal.
• La tige permet de pivoter le patin pour que la gomme soit alignée sur la courbe de la jante (alignement tangentiel = tangent alignment). Si l’angle est incorrect, une partie du patin ira frotter contre le pneu risquant l’éclatement de celui-ci, le freinage sera moindre et l’usure de la gomme inégal.
• Certaines fixations sont équipées de rondelles sphériques qui requièrent deux autres alignements :
  • L’alignement de l’angle de la tige (vertical face alignment) permet de s’assurer que la verticale de la gomme est bien parallèle à la verticale de la jante. Si l’angle n’est pas correct, la gomme ira heurter la jante d’abord par le haut ou par le bas : le freinage sera moindre et le patin s’usera de manière inégal. Lorsque le patin est dépourvu de rondelles sphériques, les patins devraient être naturellement bien en face de la jante, à moins que les bras du frein ne soient tordus.
  • L’alignement horizontal (horizontal face alignment) permet de s’assurer que les parties avant et arrière de la gomme iront bien heurter la jante au même moment. Lorsque le patin est dépourvu de rondelles sphériques, les patins devraient être naturellement bien alignés, l’avant et l’arrière de la gomme à même distance de la jante ; à moins que les bras du frein ne soient tordus. Les rondelles sphériques permettent de régler le pincement (toe-in) : dans l’idéal, la partie avant des patins devraient être légèrement plus proches (0,5 à 1 mm) de la jante que l’arrière. Lors du freinage la rotation de la roue va tirer sur les patins le forçant à s’écarter légèrement : le réglage du pincement permet d’anticiper cette torsion pour que les patins soient bien parallèles à la jante au plus fort du freinage.

Il y a deux types de fixations qui dépendent de l’orientation de la rainure des bras du frein permettant l’installation des patins :

• Lorsque la rainure est parallèle à la jante, on peut y fixer des patins à vis (threaded pads). Il y a deux types de patins à vis :
  • Les patins à vis courtes, sont conçus pour les freins à étrier. La plupart sont dépourvues de rondelles sphériques, mais il en existe certaines qui en ont deux afin de permettre le réglage du pincement : une creuse en appui contre le bras de frein et une bombée en appui contre le sabot du patin.
  • Les patins à vis longues, sont conçus pour les freins récents à tasseaux : freins à tirages direct et certains cantilever. Ils ont quatre rondelles sphériques : deux bombées en appui de part et d’autre contre la rainure du bras de frein, et deux creuses épousant chaque bombée des deux côtés.
• Lorsque la rainure est perpendiculaire à la jante (certains étriers à tirage central, la plupart des cantilever et les anciens freins à tirages direct) on peut y fixer des patins à tige (smooth pads). La tige peut être crantée, les rainures suivant l’axe de la tige, ou lisse avec quelques rainures perpendiculaires à l’axe. La tige est enfilée dans une vis à œillet (ressemblance avec une fixation de tringle de garde-boue mais en plus gros) qui est en général pourvue de deux rondelles sphériques, une creuse à trou large en appui contre le patin et une bombée à trou plus fin en appui contre le bras du frein qui permettent le réglage du pincement.

Les patins à tige permettent aussi de régler la distance de la gomme par rapport à la jante. Dans l’idéal, les bras du frein doivent être verticaux, parallèles à la jante, lorsque les leviers de freins sont actionnés. On peut aussi faire ce réglage grossièrement sur les patins à vis longues en invertissant les rondelles creuses : celles-ci ont en effet deux épaisseurs différentes pour qu’on puisse adapter le frein lorsqu’on remplace la roue par une autre, plus large ou plus étroite.

Sabot

Certains modèles, en particuliers ceux montés sur les systèmes de frein en étrier (souvent sur les vélos de course) sont pourvus d'une armature en métal qui permet parfois de changer la gomme.

Gomme

La gomme est souvent plus allongée sur les patins à vis longues : les freins à tirages direct exigent en effet une surface de frottement plus grande lors du freinage. Parfois, les deux parties n'ont pas la même longueur de part et d'autre de la tige fileté du patin : la partie la plus longue doit alors être orientée vers l'arrière.