Frenos de tambor

Frenos de tambor

Ing. Jim Palomares Anselmo

http://forogilda.foroperu.org/

Esquema del Sistema de Frenos

Introducción del freno de tambor

• El tambor gira con la rueda.• El mecanismo de freno se monta en una placa de

apoyo que no gira.• El freno de tambor posee un cilindro de rueda que

convierte la presión hidráulica del cilindro maestro en la fuerza para mover la zapata y presionar al tambor.

• A diferencia de los frenos de disco, los frenos de tambor necesitan ajuste. Existen dos tipos de frenos de tambor, el freno duoservo y el freno no servo.

Introducción del freno de tambor

Cilindro de rueda

• Se emplean para convertir la presión hidráulica en la fuerza mecánica necesaria para aplicar los frenos.

Cilindro de rueda

• Posee dos pistones que responden en forma simultánea hacia direcciones opuestas a la presión hidráulica.

• El cilindro de rueda es casi siempre de hierro colado o de aluminio. El barreno del cilindro en el cual operan los pistones y las copas, es liso y rectificado.

• Existen dos sellos que se llaman copas. Los labios de la copa están cara a cara entre si.

• Hay unas piezas metálicas en forma de cono que se llaman expansores y se ubican en cada extremo del resorte. No todos lo poseen.

Cilindro de rueda

Cilindro de rueda• Cada extremo del cilindro está protegido con una

capucha de hule. Algunas capuchas se ubican al exterior del cilindro (fig. anterior) y otras en escalones inferiores.

Cilindro de rueda

• La siguiente figura muestra el tornillo purgador que se emplea para purgar el sistema de frenos.

Cilindro de rueda

• También en la figura anterior se muestran los eslabones. A continuación otras formas de eslabones:

Cilindro de rueda

• Cuando se aplican los frenos, la presión hidráulica genera una fuerza sobre los pistones.

• Cuando esta fuerza supera los resortes de retroceso, las zapatas se mueven hacia afuera y presionan el tambor del freno.

• Cuando se sueltan los frenos, los resortes de retroceso mueven las zapatas a su posición inicial.

Cilindro de rueda

Cilindro de rueda

• En algunas oportunidades se emplea un cilindro de rueda por cada zapata. Este se puede deslizar:

Cilindro de rueda

• Existe otra variación de cilindro de rueda como el escalonado. Un pistón posee mayor fuerza que la otra:

Frenos de tambor duoservo

• Se denominan así cuando en rotación del tambor (rueda) se autoenergizan (friccionan) las zapatas, se llama también freno de zapata de guía y seguidora.

• Necesitan menos fuerza en el pedal para lograr el mismo efecto de frenado.

• La zapata más cercana a la parte delantera del vehículo es la primaria, y la de atrás es la secundaria.

• El cilindro de rueda viene fijo a la placa de apoyo en la parte superior de las zapatas.


• Encima del cilindro de rueda, se instala el perno de anclaje. Los resortes de retroceso sujetan las partes superiores de las zapatas.

• Los resortes de retroceso también sujetan las zapatas contra los eslabones.

• En su parte inferior se separan mediante el tornillo de ajuste, acompañado del resorte de ajuste. En una de las figuras posteriores el resorte de ajuste se engancha de zapata a la palanca de ajuste y en la otra figura de zapata a zapata.




• Cuando se aplican los frenos, el cilindro de rueda convierte la presión hidráulica en fuerza sobre los pistones que mueven ambas zapatas.

• Las fuerzas de fricción entre las zapatas y el tambor arrastran las zapatas con el tambor y hacen girar las zapatas hacia afuera, alejándolas de sus puntos de pivoteo.

• Las fuerzas de fricción de la zapata primaria pasan a la secundaria a través del tornillo de ajuste.


• Las fuerzas de fricción que se acumulan en la zapata secundaria, llegan a superar la fuerza del cilindro de rueda poniéndose en contacto con el perno de anclaje.

• Cuando la zapata secundaria trata de girar o pivotear hacia afuera, presiona con mayor fuerza al tambor.

• De esta aplicación se deduce que la zapata secundaria realiza la mayor parte del frenado.


Ajustadores automáticos Duoservo

• Es necesario ajustar las zapatas en los frenos duoservo con la finalidad que el cilindro de rueda pueda mover las zapatas hacia el tambor.

• Se hace el ajuste mediante el conjunto del tornillo de ajuste. La tuerca posee una rosca interna en un extremo y esta ranurada en el otro para acoplarse a la balata y evitar que gire.

• Los dos extremos del tornillo están separados mediante una rueda dentada que se llama rueda de estrella.



• En la figura anterior, cuando se gira el tornillo de ajuste en la dirección correcta, el conjunto se alarga.

• Esto a su vez, expande las zapatas en sus extremos inferiores. Este ajuste se puede hacer en forma manual para hacer girar la rueda de estrella.

• Desde 1963, los frenos duoservo en los vehículos estadounidenses nuevos vienen equipados con ajustadores automáticos.


• En la siguiente figura, al frenar hacia adelante, la zapata primaria se jala tratando de separarse del perno de anclaje y la secundaria se fuerza hacia adentro del perno de anclaje.

• Cuando se frena en reversa, se efectúa lo contrario,• Los frenos duoservo utilizan el movimiento de la

zapata secundaria que trata de alejarse del perno de anclaje al frenar en reversa para hacer que los ajustadores automáticos operen.

• Existe un ajustador automático que consta de un cable y el otro de una palanca.


Ajustador automático tipo cable accionado al soltar los frenos.

• En la siguiente figura se observa que el extremo del ojillo del cable se acopla al perno de anclaje.

• El cable pasa después rodeando la guía de cable y se engancha en la palanca de ajuste.

• El resorte de ajuste se instala entre la zapata primaria y la palanca de ajuste, ocasionando que este último (palanca) haga contacto con la rueda de estrella.



• En la figura anterior, cuando se aplican los frenos y el vehículo se mueve en reversa, el tambor del freno jala la zapata secundaria y la separa del perno de anclaje (Ver diapositiva # 26).

• Cuando se mueve la zapata secundaria, se mueve también la palanca de ajuste, acoplándose en el siguiente diente de la rueda de estrella.

• Cuando se sueltan los frenos, el resorte de ajuste jala la palanca de ajuste hacia abajo, y hace girar


• la rueda de estrella del tornillo de ajuste y expande un poco las zapatas

• El ajuste solo se realiza cuando existe desgaste de la balata y la fuerza y el movimiento que se efectúa sobre la zapata secundaria es suficiente para que la palanca avance un diente de la rueda de estrella. Nótese que la fuerza para hacer girar la rueda de estrella esta suministrada completamente por el resorte.

Ajustador automático tipo cable accionado al aplicar los frenos.

• En la siguiente figura se observa que el extremo del ojillo del cable se acopla al perno de anclaje.

• El cable pasa entonces rodeando su guía y se engancha en la palanca de ajuste. El cable se conecta a la palanca de ajuste a través del resorte de supresión.

• Este diseño muestra que el resorte de la zapata secundaria engancha directamente entre las zapatas y no hace contacto con la palanca de ajuste.



• En la figura anterior, cuando se aplican los frenos y el vehículo se mueve en reversa, el tambor del freno jala la zapata secundaria y la separa del perno de anclaje (Ver diapositiva # 26).

• Cuando se mueve la zapata secundaria, la palanca de ajuste se mueve. Con ello se tensiona el cable, lo cual jala hacia arriba la palanca de ajuste, haciendo girar el tornillo de ajuste y expandiendo las zapatas.


• El ajuste no se lleva a cabo en cada aplicación de frenos en reversa.

• El ajuste solo se realiza cuando existe desgaste de la balata y la fuerza y el movimiento que se efectúa sobre la zapata secundaria es suficiente para que la palanca avance un diente de la rueda de estrella.

Ajustador automático tipo palanca accionado al liberar los frenos.

• Como se muestra en las tres figuras siguientes, un extremo del eslabón de accionamiento se acopla al perno de anclaje.

• El otro extremo engancha en la palanca de accionamiento, la cual hace contacto con la rueda estrella del tornillo de ajuste.

• El resorte de retroceso de la palanca se instala entre la palanca de accionamiento y la zapata secundaria.





• En las tres figuras anteriores, cuando se aplican los frenos y el vehículo se mueve en reversa, el tambor del freno jala la zapata secundaria y la separa del perno de anclaje (Ver diapositiva # 26).

• A medida que se mueve pivotea la palanca hacia abajo en la parte inferior. Si el recorrido de la palanca es suficiente, queda acoplada con el siguiente diente de la rueda de estrella.


• Cuando se sueltan los frenos, el resorte de retroceso de la palanca hace que regrese a su posición original. Con ello se hace girar la rueda de estrella y se expande un poco las zapatas.

• El ajuste solo se realiza cuando existe desgaste de la balata y la fuerza y el movimiento que se efectúa sobre la zapata secundaria es suficiente para que la palanca de accionamiento avance un diente de la rueda de estrella.

Ajustador automático tipo palanca accionado en aplicación de frenos.

• En las siguientes tres figuras se observa que un extremo del eslabón de accionamiento se acopla al perno de anclaje.

• El otro extremo engancha a la palanca de accionamiento. Esta palanca se enlaza con un trinquete que se mantiene en contacto con la rueda estrella del tornillo de ajuste.

• El resorte de retroceso de la palanca está instalado entre el trinquete y la zapata secundaria.





• En las tres figuras anteriores, cuando se aplican los frenos y el vehículo se mueve en reversa, el tambor del freno jala la zapata secundaria y la separa del perno de anclaje (Ver diapositiva # 26).

• Cuando se mueve la zapata, la palanca pivotea, esto hace que la palanca y el trinquete giren hacia abajo en la parte inferior, haciendo girar al tornillo de ajuste y


• Expandiendo un poco las zapatas de frenos.• Cuando se sueltan los frenos, el resorte de

retroceso de la palanca hace que está y el trinquete se muevan de regreso hacia arriba.

Frenos básicos de zapatas guía y seguidora.

• Las dos siguientes figuras poseen dos zapatas cada una, accionadas en un lado por el cilindro de rueda y ancladas en el otro extremo.

• En este caso solo se autoenergizan la zapata delantera al frenar moviéndose el vehículo hacia adelante, y solo se puede autoenergizar la zapata trasera cuando se frena en reversa.


• Debido a su alta autoenergización, el freno duoservo se empleó mucho. Debido al mayor número de vehículos con tracción delantera y frenos de disco, los frenos de tambor de zapatas guías y seguidoras se adaptan al empleo de las ruedas traseras.




• En las dos figuras anteriores la zapata más cercana al frente del vehículo es la zapata guía, ya que la mayor parte del frenado se hace con la rueda girando hacia adelante.

• La zapata más cercana a la parte posterior del vehículo es la seguidora.

• El cilindro de rueda esta fijo a la placa de respaldo, en general cerca de la parte superior. EN ESTE CASO NO SE EMPLEAN PERNO DE ANCLAJE.


• En la mayor parte de las veces, el resorte de retroceso está conectado entre las dos zapatas justo abajo del cilindro de rueda.

• En la parte inferior, las dos zapatas se mantienen sujetas contra UN ANCLA FIJA.

• En la siguiente figura, la fuerza de fricción entre la balata y la zapata guía y el tambor tienden a arrastrar la zapata y hacerla girar hacia afuera con respecto a su punto de pivoteo, que es el ancla.



• En la figura anterior, la zapata guía queda atrapada oprimiendo al tambor con una fuerza mayor que la que suministra el cilindro de rueda. La zapata guía es autoenergizada. Sucede lo contrario con la zapata seguidora.

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