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Lo sapevi che… storia dei freni a disco

di Redazione - 12/05/2024

Testo di Marco Visani, fotografie Carlo Di Giusto

Meglio quando fermarsi dentro o fuori? Perché la differenza fondamentale tra un freno a disco e uno a tamburo è tutto qui. Nel primo ci sono due ceppi (in pratica, due lunette in materiale d’attrito) le quali, quando si preme il pedale, si allargano verso l’esterno, bloccando il cilindro entro il quale sono contenute. Questo cilindro, il tamburo propriamente detto, è solidale alla ruota e di conseguenza la rallenta sino a fermarla.

Nel freno a disco succede l’esatto contrario: l’elemento fondamentale è un disco di lamiera, più grande e sottile del tamburo, e la forza frenante viene esercitata su di esso da un elemento esterno: una pinza meccanica (il caliper) che lo stringe, toccandolo non direttamente (sennò vedremmo scintille a ogni frenata), ma grazie all’interposizione di elementi porosi: le pastiglie.

Dentro o fuori?

Attivare il freno da fuori invece che da dentro presenta un vantaggio sostanziale: smaltisce molto meglio il calore, quindi conserva più a lungo una migliore efficienza nell’utilizzo prolungato. In più, il freno a disco non teme l’acqua e non richiede una registrazione periodica, ma solo – in termini di manutenzione – il cambio delle pastiglie.

E prima che sia da buttare (perché prima o poi comunque si consuma) possono passare anche più di 300 mila chilometri, specie se si fa un uso prevalentemente autostradale o con andatura regolare della vettura. Ci sono ulteriori vantaggi. Oltre che più potente, è anche meglio modulabile e più facile da controllare col pedale per evitare il bloccaggio delle ruote (questo discorso vale ovviamente per gli impianti d’antan, privi di abs).

Un viaggio nel tempo

Siamo abituati a considerare i freni a disco un’invenzione relativamente moderna. Se è vero che massivamente si sono diffusi a partire dagli anni 60, in realtà le loro origini sono molto più lontane. Tutto ha inizio nel 1902 quando l’ingegnere inglese Frederick William Lanchester inventa questo dispositivo e lo applica a un’automobile di sua costruzione. Sia pure rudimentale, la struttura di base è la medesima che ancora conserva.

Fino alla vigilia della seconda guerra mondiale la loro applicazione è lenta e discontinua, con dischi che talora vengono applicati alla trasmissione o varianti con più dischi sulla stessa ruota. Siamo nel campo della sperimentazione pura e, soprattutto, a cavallo tra automobile e aeronautica, in un’epoca in cui c’è ancora molta contaminazione tra questi due mondi.

Solo nel 1940, alla 500 Miglia di Indianapolis, i freni a disco scendono definitivamente – anzi, letteralmente – in pista. Li montano due vetture, una Lencki-Special e una Miller. È un fuoco di paglia, ma solo temporaneamente. Subito dopo la guerra la Dunlop brevetta un disco unico su cui agiscono tre coppie di pastiglie, pensato per le vetture da corsa.

In quegli anni di tentativi, non sempre felici, esiste persino chi immagina un’integrazione tra dischi e tamburi. Plymouth e Chrysler, per esempio, che tra la fine degli anni 30 e i primi 50 racchiudono all’interno di un tamburo alettato, all’apparenza normalissimo e giusto un po’ più grande del solito, due dischi che scorrono sul loro asse fino a strisciare contro la superficie che li contiene. In pratica, grazie ad alcuni cilindri idraulici, questa coppia di dischi svolge la funzione che normalmente viene attribuita alle ganasce.

Sono invece dei veri dischi, proprio come li conosciamo al giorno d’oggi, quelli prodotti dalla Goodyear e montati sulla piccola roadster Hot Shot dall’americana Crosley. Peccato che, trattandosi di una marca non primaria, per di più vicina al tracollo economico, quasi nessuno se ne accorga.

Grazie Motorsport

Come spesso succede sono le corse, in questo caso la 24 Ore di Le Mans del 1954, a consacrarne la validità. Infatti, nel corso di quell’edizione, dopo che a Coventry ci lavoravano già da due anni, la Jaguar D-Type monta freni a disco Dunlop. Staccano meglio degli altri e, soprattutto, non mandano a vuoto il pedale. Ciò nonostante, delle tre auto schierate, quella di Stirling Moss e Peter Walker è costretta al ritiro proprio da noie all’impianto frenante. Un’altra però è seconda e, da quel momento in poi, è un crescendo.

Nel 1955 la Citroën DS monta i dischi all’avantreno. Nel 1959 la Jaguar MK2 li adotta su tutte e quattro le ruote. Addirittura, un aftermarket di gran moda sulla berlina inglese è la “pastiglia” applicata sul coperchio del vano bagagli che avverte tramite un triangolo rosso, che si tratta di un’auto disc brakes, esortando dunque a rispettare le distanze. Nomi come Dunlop, Girling, Lockheed, Dba e Ate, diventano rapidamente familiari nel vocabolario degli appassionati, quasi come lo sono Solex, Weber o SU quando si parla di carburatori.

Verso la metà degli anni 60 i dischi sembrano rapidamente destinati a rimpiazzare i tamburi anche su vetture di classe medio-piccola, che li montano sulle quattro ruote: succede sulla Renault 8 (1962), l’Autobianchi Primula (1964) e la Fiat 124 (1966). Negli anni 70 si assiste invece a una generale diffusione degli impianti misti (cioè con i dischi solo davanti) in una logica di contenimento dei costi.

Spazio alle performance

Inoltre, sulle vetture ad alte prestazioni, sin dagli anni 60 il disco viene forato radialmente per favorire ulteriormente lo smaltimento del calore prodotto dall’azione frenante. L’idea, anche in questo caso, risale a molto tempo prima: il brevetto inglese è del 1933, ma servono anni prima che venga messa a punto. In alternativa ai fori per la ventilazione del disco – e, quindi, per il suo ancora più efficace raffreddamento – ci sono intagli sullo spessore.

Non per migliorare la dispersione termica, ma per ottimizzare l’azione frenante, oltre che per ridurre le masse non sospese, i dischi vengono talora montati on board, ovvero all’uscita del differenziale. Succede per esempio all’avantreno dell’Alfa Romeo Alfasud (1971) o al retrotreno dell’Alfetta (1972). I freni entrobordo non sono tuttavia un’esclusiva legata alla presenza dei dischi: anche le bicilindriche Citroën, che sino al 1978 montavano quattro tamburi, li avevano comunque così, sull’asse anteriore.

Semmai, vista la difficoltà di raggiungerli in tale posizione, i dischi – meno complessi nella manutenzione – risultano più indicati dei tamburi. Specie in seguito all’adozione generalizzata dell’antibloccaggio, i freni a disco equipaggiano oggi la larga maggioranza della produzione automobilistica mondiale, a eccezione di alcune city car (ma persino di qualche elettrica) rimaste fedeli ai tamburi al posteriore.

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