Schema del Cilindro Freno: Ogni Componente Etichettato e Spiegato

Uno schema del cilindro freno mostra due elementi sovrapposti: un cilindro di servizio che converte la pressione dell'aria in forza sull'asta di spinta per le frenate normali, e, sugli assi motore e rimorchio, un cilindro a molla di stazionamento imbullonato dietro di esso che fa l'opposto — utilizza una grande molla di potenza a spirale per azionare il freno quando l'aria si perde o viene scaricata deliberatamente. L'aria entra dalla porta di servizio, preme su un diaframma in gomma e spinge fuori un'asta di spinta; l'asta fa oscillare la leva a slack, che ruota l'albero a camme a S e spinge le ganasce contro il tamburo. Tutto il resto nel cilindro esiste per sigillare quell'aria, guidare quell'asta o contenere quella molla.

Un punto che lo schema chiarisce subito: si tratta di un attuatore puramente pneumatico. Non c'è fluido, non c'è cilindro maestro né linea idraulica coinvolta, quindi qualsiasi cosa bagnata sull'alloggiamento è acqua o spruzzi stradali infiltrati. Di seguito la panoramica etichettata, metà per metà, seguita da come appare ciascun componente quando si guasta.

Il cilindro freno di servizio, dal davanti al retro

Immaginate il cilindro tagliato in due per lungo, staffa di montaggio a sinistra, asta di spinta in uscita verso la leva a slack.

La misura del cilindro è la superficie effettiva del diaframma in pollici quadrati — un Tipo 30 ha circa 30 in² di superficie utile. Raddoppiare la superficie significa circa raddoppiare la forza in uscita alla stessa pressione, motivo per cui cambiare le misure dei cilindri su un asse non è mai un'improvvisazione sul campo. Misure e corsa sono trattate più nel dettaglio nella pagina delle misure dei cilindri.

La metà a molla di stazionamento (il doppio corpo)

Imbullonato dietro il cilindro di servizio si trova un contenitore sigillato con un proprio diaframma o pistone e una grande molla di potenza fortemente avvolta. Nello schema appare come un secondo cilindro rivolto in direzione opposta, e funzionalmente è esattamente questo.

• Molla di potenza — immagazzina forza meccanica sufficiente ad azionare il freno senza alcuna aria nell'impianto. È il freno di stazionamento ed emergenza.
• Diaframma o pistone lato molla — quando la porta di trattenuta (emergenza) è in pressione, l'aria comprime la molla e la trattiene.
• Asta dell'attuatore e tenuta centrale — la molla spinge in avanti quest'asta, che a sua volta spinge fuori l'asta di spinta del servizio.
• Perno di rilascio (vite di messa in sicurezza), rondella e dado — un perno filettato che riavvolge meccanicamente la molla di potenza in modo che il freno possa essere rilasciato senza aria.
• Fascetta — sui cilindri moderni la sezione a molla è saldata o aggraffata e non è revisionabile. Solo i disegni più vecchi usano una fascetta imbullonata, ed è quella la configurazione pericolosa.

Sicurezza: non tagliare, molare o svitare mai la fascetta di un contenitore a molla di stazionamento. Una molla di potenza compressa può rilasciarsi con forza sufficiente a causare lesioni gravi o mortali. Metterla in sicurezza prima con il perno di rilascio, oppure sostituire l'intero doppio corpo come unità sigillata — vedere come mettere in sicurezza un cilindro freno.

Come si comportano le due metà a pressioni diverse

Leggere uno schema è più semplice quando lo si collega a ciò che indicano i manometri. Le soglie esatte variano in base a valvola, veicolo e mercato, quindi trattate i valori seguenti come intervalli tipici e non come valori di specifica, e fate riferimento al manuale di assistenza aggiornato del costruttore del veicolo per qualsiasi valore da impostare o da usare come limite di scarto.

Poiché entrambe le metà agiscono sulla stessa asta, un cilindro che non si rilascia può essere un problema del lato molla — mancanza di aria di trattenuta, o parti interne corrose — piuttosto che un problema dei freni a tamburo. Individuare quale metà è guasta prima di smontare la ruota fa risparmiare molto tempo.

Porte e tubazioni nello schema

Un cilindro combinato ha due collegamenti aria e almeno uno sfiato:

1. Porta di servizio — alimentata dalla valvola relè; la pressione sale e scende con l'azionamento del pedale.
2. Porta emergenza / trattenuta — alimentazione costante dal circuito di comando del freno di stazionamento; scaricarla aziona le molle di stazionamento.
3. Foro di sfiato o scarico — deve essere rivolto verso il basso e rimanere libero, altrimenti il cilindro trattiene acqua e l'asta di spinta si arrugginisce.

Invertire le due linee durante la sostituzione di un cilindro è un errore classico: il freno trascina o si rifiuta di rilasciarsi, e il comando di stazionamento non si comporta come previsto. Etichettare entrambi i tubi prima di scollegarli.

Come appare ciascun componente quando si guasta

• Diaframma — forellini o una spaccatura lungo la linea di flessione. Sintomo: perdita udibile al cilindro, corsa lunga, perdita di pressione in un test di tenuta a impianto azionato.
• Anello di fascetta — corrosione o bulloni allentati che fanno trafilare aria intorno al bordo del diaframma.
• Molla di richiamo — debole o rotta, così l'asta si ritrae lentamente e le ganasce restano leggermente in contatto.
• Asta di spinta e forcella — asta piegata, perno della forcella usurato, controdado allentato. Tutto questo si manifesta come corsa eccessiva o incostante alla leva a slack.
• Molla di potenza — spira rotta per corrosione. Il freno può non parcheggiare correttamente, oppure si sente un colpo secco e si trova il cilindro inattivo.
• Perno di rilascio — grippato nell'alloggiamento, per cui il cilindro non può essere messo in sicurezza per il traino. Molto comune sui rimorchi ad alto chilometraggio.
• Alloggiamento — ruggine passante al foro di scarico, solitamente su unità che hanno passato inverni con sale stradale.

Un controllo rapido sul campo: caricare completamente l'impianto, bloccare le ruote, far tenere a qualcuno un'azionamento pieno, e ispezionare da sotto con uno spruzzino di acqua saponata. Bolle sul giunto o sull'apertura dell'asta condannano il cilindro. Poi rilasciare le molle e verificare che ogni asta rientri completamente.

I cilindri si sostituiscono in coppie abbinate sullo stesso asse, stesso tipo e stessa classe di corsa, così entrambe le ruote producono la stessa forza alla stessa pressione. Se si sta ordinando, tenere insieme numero di tipo, corsa e dimensioni delle porte con il resto dei componenti impianto frenante ad aria di qualità OE, così l'intero gruppo ruota resta coerente.

Una volta che si sa leggere lo schema, il resto del gruppo ruota segue di conseguenza: la corsa dell'asta di spinta indica la regolazione, la regolazione indica lo stato della leva a slack, e la leva a slack indica lo stato dell'albero a camme e delle ferodi dietro il tamburo. La panoramica sul cilindro freno collega questi elementi tra loro.