Freni a tamburo: come funzionano e quali sono i loro vantaggi?
Oggi esamineremo i freni a tamburo ed evidenzieremo i loro vantaggi, ma menzioneremo anche i loro svantaggi e daremo un'occhiata più da vicino a come funzionano. Con un freno a tamburo, la forza frenante agisce sulla superficie interna della carrozzeria (tamburo del freno), che è saldamente collegata al mozzo della ruota.
Durante la frenata, le ganasce del freno vengono premute dalle ganasce sulla superficie interna del tamburo, dove si crea l'attrito e quindi si crea la forza frenante.
Sommario
Le ganasce possono essere premute in due modi:
- Idraulicamente - utilizzando un rullo divaricatore = freno di servizio
- Meccanicamente - utilizzando una leva divaricatrice = freno di stazionamento
Freni a tamburo e loro costruzione:
I freni a tamburo sono composti da diversi componenti, vale a dire:
- Tamburo del freno
- Scudo del freno
- Ganasce del freno
- Dispositivo di espansione
1. Tamburo del freno
È realizzato in ghisa, acciaio fuso o una lega di metalli leggeri o altri metalli solidi che sono resistenti all'usura, ma dissipano anche il calore generato durante la frenata.
La superficie frenante del tamburo deve essere lavorata con precisione per garantire il miglior contatto possibile con le ganasce del freno. Il tamburo del freno è fissato alla ruota del veicolo mediante viti. La ruota e il tamburo del freno ruotano insieme.
Il tamburo del freno deve avere quanto segue:
- elevata resistenza all'usura
- costanza di forma, dimensioni
- elevata conducibilità termica
2. Protezione freno
La protezione del freno forma una presa per le ganasce del freno e altre parti del freno, che crea una forza di pressione (forza frenante) che agisce sul tamburo del freno. La protezione del freno è fissata saldamente all'asse del veicolo e non ruota.
3. Ganasce freno
Sono realizzati in lamiera d'acciaio e hanno la forma di una mezzaluna su cui è incollata la guarnizione del freno. La guarnizione dei freni è un materiale composito costituito da segatura di vari metalli e leganti. Le ganasce del freno vengono premute contro la superficie interna del tamburo del freno mediante un dispositivo distanziatore.
L'attrito tra le ganasce del freno e il tamburo del freno crea una forza frenante. Come accennato in precedenza, le ganasce possono essere premute in due modi, utilizzando un cilindro del freno idraulico (freno di servizio) o meccanicamente utilizzando una leva divaricatrice (freno di stazionamento).
4. Dispositivo spargitore
A seconda dell'esecuzione del freno, il dispositivo stenditore può essere uno o due rulli stenditori. Il rullo stenditore può avere uno o due pistoni. Dopo aver premuto il pedale del freno, la pressione del liquido dei freni viene trasferita al pistone, che si estende e quindi preme la ganascia del freno contro il tamburo.
Vantaggi dei freni a tamburo:
- la maggiore durata della guarnizione del freno rispetto a un freno a disco – collegamento più facile al freno a mano
- il meccanismo del freno si trova all'interno del tamburo ed è quindi protetto dallo sporco proveniente dall'ambiente circostante
Svantaggi dei freni a tamburo:
- sotto carico e frenate più lunghe, l'effetto frenante diminuisce
- può verificarsi una deformazione del tamburo del freno in caso di surriscaldamento
- effetto frenante più debole rispetto ai freni a disco
Oggi i freni a tamburo sono utilizzati principalmente sulle macchine da lavoro per la loro resistenza allo sporco (il loro uso nelle automobili è in declino, e i freni a disco li stanno sostituendo, ma alcune piccole city car sono ancora dotate di freni a tamburo, anche se solo su l'asse posteriore)