In un progetto congiunto, la SKF e la svedese Haldex hanno sviluppato un gruppo ruote avanzato per i veicoli commerciali, caratterizzato da un sistema frenante a pinza e doppio disco, che, grazie all’impiego delle unità mozzo compatte SKF, presenta una notevole facilità di manutenzione.

Nella progettazionedelle autovetture i freni a disco hanno già una lunga storia, mentre in quella dei veicoli commerciali, specialmente degli autocarri pesanti, sono relativamente nuovi. Questo è dovuto al fatto che, per frenare veicoli che normalmente pesano circa 40 tonnellate, l’idraulica non è un mezzo di trasmissione della potenza abbastanza pratico. D’altro canto è solo dalla metà degli anni ’90 che i freni pneumatici hanno raggiunto il livello di maturità necessario. Due costruttori, Scania e Mercedes, sono stati i pionieri in questo campo, ma ci sono voluti più di dieci anni prima di vedere l’ultimo costruttore di autocarri europeo passare ai freni a disco.

I freni a disco con pinza flottante sono standard sia negli autocarri sia nei rimorchi, anche se tecnicamente potrebbero essere parecchio migliorati. Dopo tutto i progressi dei gruppi ruota non possono che andare di pari passo con quelli dei mezzi nel loro complesso. La tendenza è verso una maggiore efficienza abbinata a minore peso e a costi minori. Secondo il parere l’ing. Joakim Gripemark, progettista della Haldex, in futuro è probabile che occorreranno coppie di serraggio di circa 35 kNm rispetto alle attuali 27 kNm.

 

Dal punto di vista tecniconon ci sarebbero problemi ad adattare gli odierni freni a disco con pinza flottante a coppie di tale entità, ma, dato che i componenti dovrebbero avere maggiori dimensioni, ci sarebbero problemi d’ingombro, specie sugli assali anteriori dove di spazio ce n’è molto poco. Questo ha indotto la Haldex a studiare un freno a doppio disco e pinza fissa. Grazie a quest’ultima, l’intero gruppo non è più largo di quello con pinza flottante e in più non richiede un supporto.

Lo sviluppo ebbe inizio nel 2000 e immediatamente si dimostrò assai promettente. La SKF venne subito interessata in quanto azienda di profonda esperienza nella costruzione di unità mozzo. Essa propose una speciale unità di ridotto ingombro, studiata per un funzionamento esente da manutenzione di un milione di chilometri e che porta con sé un considerevole vantaggio: quando i dischi sono usurati, si possono facilmente estrarre dall’assale una volta smontata la flangia e aperto il dispositivo di bloccaggio.

Ci sono stati buoni motivi per scegliere come partner la SKF, che ha iniziato a produrre in serie unità compatte per i mozzi ruota degli autocarri già nel 1990. Avendo prodotto finora più di cinque milioni di tali unità, è il costruttore che ha la maggiore esperienza nel settore.

La soluzione “ModulD” sviluppata in collaborazione con la Haldex prevede un’unità mozzo assai snella in cui trovano una giusta combinazione cuscinetto, tenute, grasso lubrificante e durata di esercizio. Per la sua realizzazione sono stati utilizzati sofisticati programmi di calcolo al fine di tenere conto delle prevedibili condizioni di lavoro su strada. Nelle prove su strada è stata dimostrato che una durata di esercizio di un milione di chilometri è effettivamente raggiungibile.

Gli ingegneri dedicarono il massimo impegno nell’attacco del freno. Il disco è sistemato sull’albero scanalato del mozzo integrato. Cinque molle speciali ne permettono lo spostamento laterale per compensare l’usura e il gioco e fanno anche sì che il contatto tra il mozzo e il disco non sia troppo stretto per evitare un eccessivo sviluppo di calore nel mozzo. Il disco praticamente è flottante sul mozzo e di conseguenza la rumorosità è alquanto contenuta. Il fatto che le sollecitazioni termiche sul mozzo siano ridotte al massimo è di vitale importanza per la durata del mozzo stesso e per i pneumatici, che vengono meno sollecitati.

Un altro vantaggio di questa soluzione è che le pastiglie si possono facilmente sostituire senza dover smontare la flangia o gli altri componenti.

In certe condizioni il doppio disco e le tre pastiglie possono raggiungere i 500.000 chilometri. Quindi la sostituzione dei dischi e delle pastiglie può avvenire contemporaneamente e il tempo di intervento per i rimorchi non supera le sei ore.

 

Munito della nuovaunità mozzo e con le coppie di serraggio attuali, il gruppo ruote SKF-Haldex pesa circa il 15 percento in meno delle soluzioni tradizionali, come ci tiene a dichiarare Andreas Richter, Vice President Marketing della Haldex Brake Products di Landskrona (Svezia). Dopo tutto si tratta di circa 25 kg per assale, aggiunge l’ing. Gripemark.

Il nuovo sistema di frenatura offre altri vantaggi. Grazie all’esecuzione modulare, il nuovo gruppo ruota è un modello di adattabilità. Le sue caratteristiche non permettono solo di soddisfare un’ampia gamma di esigenze, ma danno la possibilità di sfruttare le parti esistenti. “E’ importante che il cliente possa utilizzare il vecchio assale con i relativi perni”, dichiara Matthias J. Haupt, Vice President Marketing della Business Unit Trucks SKF. In concreto questo significa che, se il diametro del foro dell’unità cuscinetto sta tra gli 80 e i 105 millimetri, il nuovo mozzo si adatta a quasi tutti i perni.

Anche il freno, di per sé, è estremamente versatile. Per le ruote da 22,5 pollici la Haldex usa dischi da 21 pollici di diametro. Ne risulta una variante di peso ottimale, che fa risparmiare fino a 90 kg per una sospensione a tre assi. Usando lo stesso mozzo e lo stesso gruppo pinze, ma un disco da 19,5 pollici, il sistema modulare Haldex permette anche la costruzione di un freno a pinza fissa per le ruote da 19,5 pollici. La cosa dovrebbe essere particolarmente interessante per gli operatori di grossi rimorchi, che sono incerti quando si tratta dei nuovi pneumatici 455/40 R 22,5. Questa variante dovrebbe interessare anche tutti coloro che sono attenti ai problemi di peso: “rispetto ai gruppi ruota tradizionali da 22,5 pollici, si ha un riduzione di peso per assale dell’ordine di 35 kg”, fa notare l’ing. Gripemark.

 

Il sistema Haldex-SKFè anche idoneo per le coppie di serraggio più elevate. Con una costruzione più robusta (e con un piccolo peso in più), munita di un doppio disco, il freno è in grado di sopportare coppie di serraggio di 35 kNm che saranno certamente quelle applicate in futuro. L’ing. Gripemark è convinto che i freni con pinza flottante siano sufficienti per coppie di 30 kNm, ma, se si passa a 35 kNm, non ci sia alternativa ai freni con pinza fissa.

Le prove su strada con i nuovi gruppi ruota sono in pieno svolgimento in Europa e negli USA, non solo sui rimorchi, ma anche sugli assali anteriori degli autocarri, dove, grazie al ridotto ingombro, dovrebbero essere particolarmente apprezzati, almeno nel caso degli assali sterzanti con le sospensioni indipendenti. Andreas Richter segnala di aver terminato nel 2006 lo stadio di sviluppo e di essere pronti per la produzione di serie dei freni con pinza fissa.

 

In aprile l’europea Gigant,ha presentato alla fiera Solutrans di Lione il freno come soluzione standard per i propri assali. La SKF intrattiene da lungo tempo relazioni con la T&G GmbH, che commercializza il marchio Gigant. Il Gruppo Gigant ha sede a Dinklage, in Germania, e possiede stabilimenti in Germania, Francia e Regno Unito. L’azienda vende all’industria dei rimorchi di tutto il modo assali, sospensioni, serbatoi di aria compressa e altri prodotti di marca Gigant.