Changer les patins

Description

Le freinage est optimal lorsque les deux patins arrivent avec puissance pile-poil sur la jante au même endroit et rapidement au même moment.

Pour régler correctement un frein sur jante, il faut d’abord s’assurer que la roue est bien centrée et dévoilée, puis que le câble est suffisamment tendu (avec puissance, rapidement) et coulisse correctement dans les gaines. Après avoir placé les patins comme il faut (pile-poil sur la jante au même endroit), on effectue si besoin quelques réajustements, la tension du câble par exemple, et on termine par le centrage des freins (au même moment).

Le placement des patins varie suivant le type de fixation et de sabot des patins mais aussi du type de frein.

Pièces concernées

• Patins
• Freins
• Barillet

Outils utilisés

• Clé mixte de 10 ou
• Clé mâle hexagonale de 5.

Et éventuellement

• 2 clés à molette,
• couteau,
• 2 élastiques larges,
• lime plate,
• pince à bec,
• pince tire-câble,
• troisième main.

Réparation

Arc de cercle des patins lorsque les mâchoires pivotent

Le positionnement des patins varie suivant leur fixation, si elle est pourvue ou non de rondelles sphériques mais selon le type de frein, plus exactement de la position relative des pivots par rapport aux patins. En pivotant, les mâchoires forment en effet un arc de cercle dont le sens et l’amplitude varie suivant cette position. Les patins n’arrivent alors pas de façon similaires sur la surface de freinage de la jante :

• Sur les freins à tasseaux, les mâchoires devraient être positionnées à la verticale lorsque le levier de frein est actionné pour que le freinage soit optimal au moment où les patins viendront s’appuyer sur la jante. Pour visualiser cette verticale on trace une ligne entre le pivot et la rainure du bras où les patins seront fixés. Lorsqu’on actionne les freins, les mâchoires vont alors dessiner un arc de cercle ascendant : les patins seront un peu plus haut lors du freinage qu’ils ne l’étaient au repos. L’amplitude de l’arc de cercle dépend de la distance entre les pivots et l’axe de fixation des patins. Plus cette distance sera courte et plus les patins monteront vers le haut. Par contre, lorsque la gomme commencera à être usée, le fin du mouvement en arc de cercle sera descendant et les patins seront un plus bas que prévu :
  • Sur les freins cantilever les patins neufs sont plus épais et sont en en général positionnés au repos à plusieurs millimètres de la jante. Avec l’usure, l’arc de cercle devient alors suffisamment important pour créer des problèmes :
    • Si un patin usé n’est pas positionné suffisamment haut, il risque de descendre trop bas lors du freinage et le bas du patin sera en dessous de la jante, créant un freinage insuffisant et une usure encore plus inégale de la gomme. Mais il y a pire, plus l’usure sera prononcée, plus le patin ira vers le bas au risque que les patins passent sous la jante et heurtent les rayons de la roue. Sur les freins cantilever, les patins doivent donc être positionnés le plus haut possible sur la jante; en faisant attention toutefois à ce qu’un patin monté trop en haut ne vienne pas frotter contre le pneu lors du freinage. Les patins pour cantilever sont souvent taillés en biseau sur la partie supérieure de la gomme pour éviter que celle-ci ne touchent les pneus lorsqu’elle descend vers la surface de freinage.
    • Si la surface de la gomme était parallèle à la jante en position de repos, elle arrivera en biais lors du freinage, et sa puissance sera amoindrie. Pour éviter ce problème, on peut rallonger le câble de liaison pour écarter suffisamment les patins afin que la gomme arrive bien en face de la surface de freinage lorsque le levier de frein est actionné. Une autre solution est de monter des patins biseautés afin que la gomme arrive bien à plat sur la jante. Dans ce cas lors du montage, le biais des patins doit former une sorte de V, la partie large de la gomme étant placée plus bas que la partie étroite.
  • Sur les freins à tirage direct, les patins neufs sont mois épais et sont toujours montés plus près de la jante, l’arc de cercle descendant est alors beaucoup plus léger, donc moins de problèmes.
• Sur les freins à étrier, les pivots ne sont pas positionnés de la même façon suivant le type d’étrier :
  • Sur les freins à tirage central, les pivots sont eux aussi positionnés latéralement à peu près à la verticale de la fixation des patins. Par contre, comme les pivots sont au dessus des patins, l’arc de cercle dessiné par les mâchoires lors du freinage sera en général plutôt ascendant. On a donc des problèmes similaires à ceux propres aux freins cantilever, moins importants mais inversés : les patins doivent être positionnés plus bas sur la jante pour éviter qu’ils ne touchent les pneus lorsqu’ils seront trop usés et ils devraient être aussi légèrement biseautés avec la partie large de la gomme positionnée plus haute que la partie étroite à moins qu’il soit possible de monter des rondelles sphériques sur la fixation.
  • Sur les freins à tirage latéral à simple pivot, comme le pivot est central, l’arc de cercle sera très légèrement descendant, donc moins de problèmes.
  • Par contre, sur les freins à tirage latéral à double pivot, le pivot d’un des bras est central avec un arc de cercle légèrement descendant alors que celui de l’autre bras est latéral et plus proche de la fixation des patins. Son arc de cercle sera alors ascendant, comme celui d’un frein à tirage central : ce patin doit donc être positionné au repos un peu plus bas que l’autre.

Montage des fixations

Avant de procéder au montage des fixations, il est plus commode de détendre le frein, en décrochant le câble de liaison, le coude V-Brake ou le détache-rapide. Au pire, on détendra le câble, mais on peut aussi enlever la roue.

Lorsque les fixations comportent des rondelles sphériques, le montage doit suivre un ordre précis pour ces dernières puissent jouer pleinement leur rôle :

• 

  Patins à tige avant montage sur des bras cantilever : A) patin à tige, B) côté creux du bras, C) côté bombé du bras, 1) vis trouée, 2) rondelle à trou large, 3) rondelle à trou étroit, 4) écrou.

• 

  Patin à tige monté sur un bras cantilever.

• Sur les patins à tige, la rainure de chaque bras du frein doit être perpendiculaire à la surface de freinage de la jante. Cette rainure comporte une partie creuse d’un côté (B) et une partie bombée de l’autre (C). On enfile la tige du patin (A) dans la tête trouée de la vis (1). On place ensuite la rondelle à trou large (2), le côté plat et cranté en appui contre la tige du patin. Puis on introduit la tige fileté de la vis dans la rainure de bras du frein, la partie bombée de la rondelle (2) en appui contre la partie creuse du bras (A). On place alors la rondelle à trou étroit (3) de l’autre côté, la partie creuse en appui contre la partie bombée du bras (B). On visse enfin l’écrou (4) modérément pour que l’ensemble ne bouge pas trop lors du positionnement du frein.

• 

  Patin à vis longue avant montage sur un bras à tirage direct : A) patin à vis, B) côté patin, C) côté écrou, 1) rondelle creuse, 2 & 3) rondelle bombée, 4) rondelle creuse, 5) rondelle plate, 6) écrou.

• 

  Patin à vis longue monté sur un bras à tirage direct.

• Sur les patins à vis longue, la rainure de chaque bras du frein doit être parallèle à la surface de la jante et plate des deux côtés. On enfile d’abord une des deux rondelles creuses (1) dans la vis (A) du patin. Ces rondelles n’ont pas la même épaisseur : on met le plus souvent la plus large en premier, mais lorsque la jante est particulièrement large, il est préférable de commencer par la plus étroite pour que les mâchoires soient le plus possibles parallèles à la jante lorsque le montage sera terminé et que le levier sera en position de repos. Ensuite on enfile une des deux rondelles bombées (2), la partie sphérique en appui contre la rondelle creuse (1). On introduit ensuite la vis du patin dans la rainure du bras de frein, la partie plate de la rondelle (2) en appui contre le bras (B). On place alors l’autre rondelle bombée (3), la partie plate en appui contre le bras (C), puis l’autre rondelle creuse (4), la partie sphérique en appui contre la rondelle bombée (3). On met enfin la petite rondelle plate (5) et on visse l’écrou (6) modérément pour que l’ensemble ne bouge pas trop lors du positionnement du frein.

• 

  Patin à vis courte équipé de deux rondelles sphériques.

• 

  Patin à vis courte externe.

• Certains patins à vis courtes comportent aussi des rondelles sphériques. On rencontre deux types de modèles :
  • Deux rondelles sphériques, une creuse et une bombée sont enfilées entre le patin et le bras du frein.
  • Le pourtour du patin d’où sort la vis est bombée et une rondelle creuse en enfilée sur la vis, la partie creuse en appui contre la partie bombée.

Sur certains patins, la vis est externe au lieu d’être sertie au sabot.

Positionnement des patins

Les patins doivent être alignés correctement en hauteur et sur la courbe de la jante. Certaines fixations comportent des rondelles sphériques permettant de réaliser facilement deux autres alignements (parallélisme et pincement) des patins par rapport à la surface de freinage de la jante. En leur absence, il existe toutefois certaines astuces permettant d’effectuer tous les réglages.

Le positionnement des patins doivent être révisé lorsqu’on entend des couinements ou un bruit de frottement intermittent lors du freinage ou bien quand on constate que l’usure de la gomme est inégalement répartie.

Sens du montage

• 

  Patin à sabot ouvert.

• 

  Patin asymétrique.

• 

  Patin incurvé

• 

  Patin à ailette.

• 

  Patin avec biseau latéral.

• 

  Patin avec biseau de face.

• 

  Patin avec usure inégale.

• 

  Patin « ventouse ».

Sur beaucoup de patins neufs une flèche indique quelle partie doit être orientée vers l’avant et une lettre L ou R indique quel patin doit être monté à gauche (left) ou à droite (right) du vélo. Si ces indications sont absentes, on doit prendre en compte ceci :

• Si le sabot est ouvert à une des extrémités et fermé de l’autre, la partie fermée doit toujours être orientée vers l’avant, pour que la gomme ne soit pas éjectée du sabot lors du freinage.
• Si le patin est asymétrique, la partie courte doit toujours être orientée vers l’avant et la partie longue vers l’arrière, pour un freinage optimal.
• Si le patin est incurvé, la courbe du patin doit épouser celle de la jante, pour éviter que les extrémités du patin ne touchent le pneu lors du freinage.
• Si le patin comporte une ailette, celle-ci doit être orientée vers le bas.
• Si l’un des côté du patin est en biseau, de part et d’autre de la vis, ou plus biseauté que l’autre, il doit être monté sur le haut, ce biais servant à éviter que le patin ne touche le pneu lorsque le frein est actionné.
• Si le profil de la gomme a une face légèrement biseautée verticalement, il faut soit supprimer ce biseau au couteau ou à la lime plate, soit l’orienter vers le haut ou le bas en fonction de l’arc de cercle dessiné par le patin lorsque les bras du frein pivotent.
• Les patins de récup’ sont souvent légèrement plus usés d’un côté (avant-arrière), la partie la plus usée doit être placée vers l’arrière. Il sera alors inutile d’effectuer l’alignement horizontal.

Si la gomme d’un patin de récup’ comporte une usure inégale, elle doit d’abord est rabotée au couteau ou à la lime plate avant le montage. Si le profil de la gomme a une face creusée, la patin risque de coller à la jante comme une ventouse lorsque le levier du frein sera relâché.

Alignement de la hauteur

En général, les patins doivent arriver à mi-hauteur de la surface de freinage de la jante. Trop haut, ils risquent de toucher le flanc du pneu et de le faire éclater par échauffement. Trop bas, la gomme va se creuser en s’usant formant une ventouse empêchant le frein de revenir en position de repos lorsque le levier du frein sera relâché. Au pire on risque même l’accident si un patin touche les rayons de la roue. Toutefois l’alignement en hauteur peut varier suivant le type de frein et l'arc de cercle formé par le patin :

• Pour un frein cantilever, on placera les patins le plus en hauteur possible en prenant garde à ce que la gomme ne frotte pas contre le pneu.
• Pour un frein à étrier à tirage central, on placera les patins le plus bas possible en évitant que la gomme ne passe sous la jante et ne se creuse en s’usant.
• Pour un frein à étrier à double pivot, le patin fixé au bras rattaché au pivot latéral sera placé au repos plus bas que l’autre de manière à ce que les deux patins arrivent à même hauteur lorsque le levier de frein est actionné.

Alignement tangentiel

Les patins doivent suivre la courbe de la jante. Si l’une des extrémités, avant ou arrière, de la gomme est placée plus haute que l’autre, elle risque de toucher le flanc du pneu lors du freinage. Attention à bien maintenir les patins lorsqu’on effectue le serrage final des fixations pour éviter qu’ils ne pivotent et perdent cet alignement.

Alignement parallèle du patin sur la jante

La gomme doit arriver face à la surface de la jante lors du freinage. Si la gomme du patin ne touche la jante que sur sa partie supérieure ou inférieure, le freinage sera moins puissant et le patin s’usera de manière inégale. La façon dont la gomme arrive sur la surface de freinage dépend de l’arc de cercle des bras lorsqu’ils pivotent et du profil de la jante qui peut ne pas être vertical si elle est ancienne. Si la fixation des patins comporte des rondelles sphériques, c’est souvent facile. Si elle en est dépourvue, il faudra parfois biseauter légèrement la gomme des patins pour respecter cet alignement. Sur certains patins neufs, la gomme est déjà biseautée pour réaliser plus facilement cet alignement, notamment lorsque les surfaces de freinage de la jante ne sont pas verticales.

Alignement horizontal ou pincement

Pour un freinage optimal l’avant du patin devrait rentrer au contact de la jante un peu avant la partie arrière. Si on ne respecte pas ce pincement (toe-in), les patins neufs risquent couiner lors du freinage. Il y a plusieurs procédés :

• Si la fixation des patins comporte des rondelles sphériques, on peut poser des élastiques larges sur la partie arrière du patin lorsqu’on réalise le positionnement pour créer un dégagement d’environ un millimètre sur l’arrière.
• Sans rondelles sphériques, si l’étrier est en acier pas trop épais, on peut tordre légèrement les deux extrémités de l’étrier à l’aide de deux clés à molette pour créer le pincement.
• On peut enfin raboter légèrement l’arrière de la gomme.
• Sur les patins à triple densité, le composant arrière est en général conçu pour éviter ces couinements.
• On peut aussi tout simplement attendre que l’usure des patins finisse par supprimer ce bruit. Toutefois, un frein qui couine reste un excellent avertisseur pour écarter les piétons indélicats circulant dans un aménagement cyclable.

Remplacement des patins

Avant d’installer des patins neufs, il faut resserrer le ou les barillets (butées réglables). Ils pourront alors être à nouveau desserrés au fur à mesure de l’usure des patins pour rapprocher la gomme de la jante.

Faites attention, à ce que les patins soient à bonne distance de part et d’autre de la jante, surtout s’il s’agit de patins à tige. Sur les freins à tasseaux, la ligne partant du pivot à la rainure des bras doit être verticale lorsque les freins sont actionnés.

Quelques astuces pour mettre plus facilement les patins en position :

• Resserrer suffisamment l’écrou ou la vis de fixation des patins pour que ceux-ci ne partent pas dans tous les sens lors du positionnement.
• Rapprocher suffisamment la gomme de la surface de freinage, le positionnement sera plus facile, surtout en présence de rondelles sphériques. On peut utiliser une « troisième main » ou une pince tire-câble mais il existe d’autres techniques plus pratiques pour mettre en place des patins à vis longue. Elles ne marchent pas toujours, mais quand ça fonctionne, on gagne un temps précieux :
  • Actionner les freins pour que les patins soient en appui sur la jante. Grâce aux rondelles sphériques, les patins vont s’aligner automatiquement. Vérifier que la position est correcte et resserrer la fixation des patins. Relâcher les freins. Donner un dernier coup de serrage en maintenant fortement les patins d’une main pour qu’ils ne pivotent pas par mégarde.
  • Mieux encore, après avoir resserré les barillets, les desserrer de deux tours (frein à tirage direct). Tendre le câble jusqu’à ce que les patins touchent la jante. Utiliser ensuite l’astuce précédente. Resserrer à nouveau les barillets pour créer le dégagement nécessaire afin que les patins ne frottent plus contre la jante lorsque la roue est en mouvement.

Remplacement des cartouches

Il existe deux types de fixation de cartouches :

• une goupille sur le côté supérieur du sabot, en général pour patins à vis longue;
• ou une vis à l'arrière du sabot, en général pour patin à vis courte.

Pour remplacer la cartouche :

• Revisser à fond le barillet pour dégager la place nécessaire aux nouvelles cartouches. Si la tension du câble n’a été rectifiée qu’à l’aide du barillet depuis la dernière pose, les patins devraient être positionnés correctement après montage.
• Dégager les freins à l’aide du détache-rapide ou oter la roue pour faciliter le remplacement.
• Enlever la goupille en s’aidant d’une pince à bec ou dévisser la vis de fixation avec un tournevis.
• Pousser l’ancienne cartouche vers l’arrière. Utiliser éventuellement une pince si la cartouche peine à glisser du sabot.
• Inspecter l’arrière de la nouvelle cartouche. Pour savoir dans quel sens la monter, une flèche indiquant le sens du montage est parfois présente, sinon rechercher la fente prévue pour accueillir la goupille ou la vis de fixation.
• Glisser la nouvelle cartouche jusqu’à butée dans le sabot puis placer la goupille ou la vis de fixation.
• Faire de même de l’autre côté.
• Remettre les freins en position à l’aide du détache-rapide ou remonter la roue sur le vélo.
• Vérifier le bon positionnement des patins. Rectifier leur position ou la tension du câble si nécessaire.