Freni a dischi idraulici

Freni a dischi idraulici

I freni multi-disco, grazie alla loro considerevole coppia ed all'impiego dell’accoppiamento d’attrito acciaio/rivestimento sinterizzato, noto per la sua forte resistenza all'usura, vengono utilizzate in tutte le casistiche applicative, specialmente in quelle più gravose.

La lubrificazione ed il raffreddamento possono essere realizzati anche dall'interno, ovvero attraversando il pacco dei dischi che, disponendo di superfici d’attrito molto ampie, ammettono un considerevole lavoro di innesto. Le frizioni ed i freni a comando idraulico si contraddistinguono, oltre che per la loro notevole sicurezza di funzionamento, anche per l’assenza di usura e di manutenzione.

Serie 0022: Sono freni negativi a molle con apertura a comando idraulico per funzionamento in bagno d’olio o a secco.

Questi freni di sicurezza a dischi multipli sono disponibili nelle versioni con flangia esterna chiusa oppure aperta, per consentire il passaggio dell’albero.

In relazione alle esigenze d’impiego, i dischi per funzionamento in olio possono essere lubrificati. inumidendoli al primo montaggio, oppure caricando olio nel pacco dei dischi. In assenza di energia il freno può essere sbloccato col comando d’emergenza. Accoppiamento d’attrito: acciaio/rivestimento sinterizzato per funzionamento a secco o in olio. Pressione di esercizio: max. 320 bar. Alimentazione dell’olio: statica sul cilindro non rotante. Applicazioni: ideali per l’accoppiamento ai motori idraulici nei comandi di sollevamento o di autotrazione, si impiegano anche nella costruzione di macchine di sollevamento per applicazioni di sicurezza.



L'azione della pressione dell'olio contrasta la pressione dovuta alle molle ed i dischi sono liberi di muoversi assialmente permettendo all'albero di ruotare. Si riottiene l'azione frenante togliendo la pressione dell'olio.

I freni sono una componente fondamentale di qualsiasi mezzo a motore, compresi i trattori. In questi ultimi, il sistema più comune – sia nei mezzi gommati che cingolati – è quello di frenatura a disco in bagno d’olio: nei cingolati i freni sono solitamente di tipo meccanico, mentre nei gommati prevalgono i freni idraulici in entrambi gli assali. In particolare, negli assali anteriori si distinguono i freni centrali (che agiscono sull’albero di trasmissione principale, cioè prima del differenziale) e i freni periferici (situati direttamente sulle scatole dei riduttori laterali), mentre negli assali posteriori i freni agiscono principalmente sui semiassi. Sono tre i principali componenti di questo tipo di sistema frenante: analizziamoli in dettaglio e impariamo le più basilari e importanti operazioni di manutenzione.

Sistemi di azionamento

L’impianto frenante può essere azionato con sistemi sia meccanici che idraulici. I sistemi meccanici, che come detto sono principalmente utilizzati dai trattori cingolati, possiedono un sistema di tiranteria rigido che collega il pedale del freno al dispositivo di carico sui dischi di attrito. Tali sistemi non necessitano di particolari operazioni di manutenzione, ma è comunque consigliabile controllare periodicamente che l’usura non danneggi la corsa necessaria a garantire un corretto effetto frenante. A tal fine, molto importanti sono i congegni di richiamo, che consistono in diverse molle costruite per impedire i vari inconvenienti del sistema frenante (dal surriscaldamento alla perdita di efficienza dovuta all’usura).

I sistemi idraulici, che sono quelli più diffusi, sono invece formati da una pompa a pistone in cui la spinta del conducente sul pedale si converte in una spinta idraulica tramite un fluido interposto, erroneamente chiamato "olio" dalla maggior parte degli operatori, ma che in realtà ha delle caratteristiche di densità e resistenza alle basse e alte temperature diverse da quelle dei lubrificanti.

Questi ultimi sistemi sono i più moderni e vantaggiosi, sia per il collegamento che per la ripartizione della forza degli assali. Per il collegamento, il sistema idraulico permette delle applicazioni più semplici dal punto di vista costruttivo, grazie al duttile posizionamento dei tubi. Ma il punto di forza dei sistemi idraulici sta nella possibilità di variare facilmente la frenata tra l’assale anteriore e posteriore, aumentando o riducendo i carichi.

Le pompe idrauliche risultano così efficienti grazie alla perfetta tenuta del pistone centrale, garantita a sua volta da uno o più anelli di gomma che col passare del tempo si possono usurare sul profilo esterno e non garantire più la frenata originale. Ma l’inconveniente può essere risolto tramite due operazioni, che variano a seconda dei ricambi distribuiti dal costruttore (che può fornire le singole guarnizioni di tenuta oppure l’intera pompa, senza dunque dare la possibilità di intervenire sui componenti interni).

Ma prima di montare il ricambio risulta fondamentale eliminare tutta l’aria presente nel circuito: le officine specializzate effettuano questa operazione tramite delle apposite strumentazioni, mentre chi la voglia svolgere autonomamente ha bisogno di un aiutante. E’ infatti necessario che una persona sia al posto di guida allo scopo di attivare e rilasciare la pompa, mentre l’altra dovrà aprire l’estursore con il dispositivo di tenuta a vite. Mentre si effettua questa procedura è importante evitare i pompaggi a vuoto e cercare di aprire l’impianto solo quando è messo in pressione dall’operatore al posto di guida: in caso contrario, il rischio è di provocare accidentali entrate di aria in circuito, che risulterebbero difficili da eliminare. Al termine dell’operazione si può procedere al montaggio del ricambio, cercando di riempire con l’apposito fluido ogni componente prima di serrare le connessioni. L’ultimo consiglio da ricordare è quello di tenere sempre cotto controllo il livello del fluido dentro la vaschetta principale durante la manutenzione, dato che un eventuale abbassamento fino al punto di pescaggio del pistone può determinare un ulteriore ingresso di aria.

Dispositivi di collegamento e ripartizione dei carichi

Le connessioni possono essere rigide di metallo o flessibili di gomma, ed entrambe le tipologie devono essere oggetto di un’elevata attenzione. Riguardo ai condotti metallici, può capitare (soprattutto nei collegamenti inferiori) che essi vengano a contatto con il terreno o con i residui vegetali e schiacciati contro il telaio o il motore, oppure che, a causa delle vibrazioni, venga a mancare la tenuta a livello delle giunzioni con gravi rischi sulla sicurezza durante la frenata. Per evitare tutto ciò, è fondamentale svolgere un periodico controllo visivo dell’intero percorso delle connessioni e ripristinare gli elementi che hanno ceduto. Riguardo invece ai tubi in gomma, il procedimento appena illustrato non è sufficiente, e va accompagnato da un’attenta ispezione delle deformazioni interne, che possono provocare frenate irregolari. Nel caso si effettuino delle sostituzioni, è opportuno acquistare dei materiali con le stesse caratteristiche costruttive, possibilmente originali.

Da ultimo, il livello del liquido della vaschetta (posizionata solitamente sopra la pompa): quando l’impianto frenante funziona correttamente, il circuito non perde, perciò se si nota che il liquido è calato bisogna immediatamente trovare il guasto.

L’organo frenante

Il freno vero e proprio è formato da uno o più dischi e dalle superfici di contatto, le quali sono solidali a un pistone posizionato nel fianco esterno da un lato, e alla scatola del differenziale dall’altro. La manutenzione all’organo frenante richiede delle attrezzature specifiche, in grado di muovere componenti di una certa massa, quali i riduttori e i semiassi. In questo caso, però, l’usura è più contenuta rispetto ai due precedenti componenti, perciò le sostituzioni sono molto rare. Più attenzione va invece posta agli elementi di tenuta sul pistone, solitamente rappresentati da anelli di gomma a sezione non circolare. Tali elementi servono infatti sia a garantire il carico del pistone, sia a mantenere separato il fluido utilizzato dall’impianto frenante dall’olio lubrificante.