Freno a tamburo
Il freno a tamburo è costituito da un cilindro rotante (detto tamburo) solidale col sistema da frenare e da uno o più ceppi realizzati in materiale d'attrito atti ad esercitare una forza sul cilindro e che prendono il nome di ganasce.
Il ceppo può essere sia interno che esterno al rullo. Un esempio del tipo interno è quello delle automobili, un esempio del tipo esterno è quello dei carri.
Storia[modifica | modifica wikitesto]
L'invenzione del freno a tamburo si fa risalire a Louis Renault nel 1902.
Comando e azionamento dei freni[modifica | modifica wikitesto]
Il comando dei freni può essere:
- Leva
- Pedale
I freni possono essere azionati tramite vari sistemi:
- Idraulico
- Pneumatico
- Meccanico
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Il sistema di azionamento del freno può essere[1]:
- Simplex, i ceppi freno sono infulcrati da un lato e azionati da un unico sistema sul lato opposto.
- Duplex, i ceppi freno hanno un fulcro e una camma o cilindro d'azionamento autonomi.
- Uni-Servo, i ceppi freno sono collegati tra loro, uno dei due ceppi è infulcrato, mentre il secondo è azionato dal comando d'azionamento
- Duo Servo, i ceppi freno sono collegati tra loro e sono azionati entrambi dal comando d'azionamento.
- Duo-Duplex, i ceppi freno sono azionati da entrambi i lati dal comando d'azionamento.
Tamburo e piatto[modifica | modifica wikitesto]
Il freno a tamburo può essere vincolato al telaio in vari modi:
- Fisso; questo è il sistema più comune, caratterizzato da un bloccaggio del freno con l'elemento che lo sorregge
- Oscillante; caratterizzato dall'uso di un braccio, che assieme alla sospensione crea una struttura snodata, che modifica l'azione del freno durante i trasferimenti di carico.
Il tamburo può essere caratterizzato da alcune soluzioni per migliorarne il raffreddamento:
- Alettature disposte lungo il perimetro del tamburo parallele alla rotazione dello stesso o inclinate, come nel caso dell'Alfa Romeo Giulietta 750, permette un controllo delle temperature esterne del tamburo
- Prese d'aria disposta sul piatto del tamburo, permette un migliore controllo delle temperature interne del tamburo e dei ceppi freno, inoltre permette una migliore pulizia interna favorendo l'espulsione della polvere creata durante l'azione frenante, soluzione utilizzata principalmente sulle motociclette, alcuni esempi sono la Triumph T25SS e la Triumph Daytona T100T degli anni '70.
Ceppi[modifica | modifica wikitesto]
I ceppi possono essere disposti:
- Internamente disposizione più comune
- Esternamente i ceppi invece che essere posti dentro al tamburo sono posti al suo esterno
Inoltre il ceppo può essere:
- Infulcrato il ceppo è fissato da un lato su un perno che fa da fulcro e dall'altra parte viene azionato contro il tamburo
- monofulcro i ceppi vengono incernierati su un unico perno
- multifulcro ciascun ceppo ha il suo perno di rotazione
- Flottante il ceppo è collegato tramite il suo centro al centro di una leva, la quale da un lato ruota su un fulcro e viene azionata dal lato opposto
Il materiale d'attrito può essere:
- Uniforme la superficie del materiale di attrito è omogeneo e con soluzione di continuità
- Intagliato la superficie del materiale d'attrito è caratterizzato da intagli o solchi inclinati[2]
Calcolo del loro potere frenante[modifica | modifica wikitesto]
L'azione frenante è calcolabile attraverso la forza di pressione esercitata perpendicolarmente alla superficie del rullo dal ceppo.
In particolare denominando Fn la forza normale esercitata sul cilindro si ha:
dove: h rappresenta la distanza fra il centro di rotazione del ceppo e la sua estremità S rappresenta la forza applicata all'estremità del ceppo b rappresenta la distanza fra il centro di rotazione del ceppo ed il punto nel quale è applicata Fn f rappresenta il coefficiente di attrito e dipende dai materiali di realizzazione del ceppo e del cilindro a rappresenta la distanza fra il punto di rotazione del ceppo ed il punto di applicazione di Fn, proiettata sul piano perpendicolare a "b"
Adesso è banale ottenere Il momento resistente (Mr)
Caratteristiche dinamiche[modifica | modifica wikitesto]
Contrariamente a quello che si pensa, i freni a tamburo raggiungono livelli di decelerazione assai più elevata rispetto a quella raggiungibile da un impianto con pinze e dischi.
In particolare, l'efficacia frenante di un freno a tamburo, a parità di forza di chiusura, diametro del disco e coefficiente di attrito pastiglia-disco, vale dalle tre alle quattro volte quella di un freno a disco, a seconda che i ceppi siano "avvolgenti" o "svolgenti".
Inoltre tali impianti frenanti una volta diseccitati non generano attrito, cosa che si ha negli impianti a disco, dove nei primi istanti del disinnesco le pastiglie rimangono leggermente premute sul disco, dato che le pompe frenanti non hanno la capacità di richiamare i pistoncini della pinza frenante alla loro sede, quindi un minimo di pressione rimane sulle pastiglie che rimangono premute sul disco, anche se per poco tempo.
Utilizzo[modifica | modifica wikitesto]
L'uso di questo sistema sta via via scomparendo a causa delle enormi temperature che il complesso frenante raggiunge, portandolo facilmente a un fenomeno di dissolvenza o come viene chiamato più frequentemente in inglese fade o fading. Tale fenomeno porta a una diminuzione della forza frenante e può arrivare anche a deformare l'impianto frenante. Non esistendo un adeguato sistema di raffreddamento del tamburo, i sistemi a disco risultano assai più efficienti nelle condizioni di stress. È questo il motivo per cui i freni a tamburo vengono montati in genere solo sulle ruote posteriori, cioè quelle che lavorano meno in frenata, oltre a permettere un'integrazione più semplice del freno a mano.
Note[modifica | modifica wikitesto]
- ^ Freni
- ^ How to restore, su racinglargeframes.it. URL consultato il 3 luglio 2015 (archiviato dall'url originale il 4 luglio 2015).
Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]
Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]
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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]
- (EN) drum brake / brake drum, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
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