Vite passate e presenti della guarnizione del freno
Le guarnizioni dei freni sono le superfici di consumo nei sistemi frenanti, come le guarnizioni dei freni a tamburo e le pastiglie dei freni a disco utilizzate nei veicoli da trasporto.
Storia
Le guarnizioni dei freni furono inventate da Bertha Benz (la moglie di Karl Benz che inventò la prima automobile brevettata) durante il suo storico primo viaggio in auto a lunga distanza nel mondo nell'agosto del 1888. Le prime guarnizioni dei freni in amianto furono sviluppate nel 1908 da Herbert Frood.
Struttura e funzione
Le guarnizioni dei freni sono composte da un materiale relativamente morbido ma tenace e resistente al calore con un elevato coefficiente di attrito dinamico (e idealmente un identico coefficiente di attrito statico) tipicamente montato su un supporto metallico solido utilizzando adesivi o rivetti ad alta temperatura. L'insieme completo (incluso rivestimento e supporto) viene quindi spesso chiamato blocco del freno o ganascia del freno. Il coefficiente di attrito dinamico "μ" per la maggior parte delle pastiglie di attrito standard è solitamente compreso tra 0,35 e 0,42. Ciò significa che una forza di 1000 Newton sul blocco darà una forza frenante risultante vicina a 400 Newton. Esistono alcune pastiglie d'attrito da corsa che hanno un µ molto elevato compreso tra 0,55 e 0,62 con un eccellente comportamento alle alte temperature. Queste pastiglie hanno un alto contenuto di ferro e solitamente superano le prestazioni di qualsiasi altra pastiglia di attrito utilizzata con dischi di ferro. Sfortunatamente nulla è gratis e queste pastiglie ad alto attrito µ si usurano rapidamente e consumano anche i dischi a un ritmo piuttosto rapido. Tuttavia rappresentano un'alternativa molto conveniente ai materiali più costosi.
Poiché la guarnizione è la parte del sistema frenante che converte l'energia cinetica del veicolo in calore, la guarnizione deve essere in grado di resistere alle alte temperature senza usura eccessiva (che porta a frequenti sostituzioni) o formazione di gas (che causa l'attenuazione dei freni, una diminuzione della potere frenante del freno).
Grazie alla sua efficacia, l'amianto crisotilo era spesso un componente delle guarnizioni dei freni. Tuttavia, studi come quello del 1989 del National Institutes of Health hanno mostrato che una percentuale insolitamente elevata di meccanici dei freni era affetta da mesotelioma pleurico e peritoneale, entrambi legati all'esposizione al crisotilo e all'amianto. Le autorità sanitarie pubbliche generalmente raccomandano di non inalare la polvere dei freni, il crisotilo è stato vietato in molti paesi sviluppati e in via di sviluppo, come Australia, Cina, ecc. alla fine del 2003, e il crisotilo è stato progressivamente sostituito nella maggior parte delle guarnizioni e dei blocchi dei freni da altre fibre come il aramidi sintetiche.
Manutenzione
Quando il rivestimento è usurato, il supporto o i rivetti entreranno in contatto con i rotori o i tamburi durante la frenata, causando spesso danni che richiedono la rilavorazione o la sostituzione dei tamburi o dei rotori. Un fastidioso fischio provocato dalla linguetta di segnalazione è il tipico segnale che le pastiglie devono essere sostituite; se lo stridio viene ignorato per troppo tempo, il risultato tipico sarà un danno al tamburo o al rotore (di solito accompagnato da un suono o una sensazione sgradevole).
