Wedge Brake

Un freno en cuña es un tipo de freno de tambor muy potente y relativamente compacto que se acciona internamente mediante un émbolo en forma de cuña. A diferencia de diseños de tambor más comunes con leva en S o cilindro de rueda hidráulico, el freno en cuña utiliza la física simple pero efectiva de un plano inclinado para generar una inmensa ventaja mecánica, lo que resulta en una fuerza de frenado excepcionalmente alta. Este diseño lo convierte en una solución preferida para camiones de gran peso, remolques y maquinaria industrial especializada donde se exige una potencia de parada o de sujeción extrema.

Principio de funcionamiento: Multiplicación de la fuerza

El núcleo del diseño del freno en cuña es su actuador. En lugar de una leva giratoria, un émbolo lineal con dos superficies anguladas (en cuña) se sitúa entre dos rodillos o pasadores correspondientes en los extremos de las zapatas de freno. El principio de funcionamiento es el siguiente:

1. Actuación: Cuando se aplica el freno (generalmente mediante presión de aire o líquido hidráulico), el émbolo se desplaza linealmente entre los rodillos.
2. Acción de cuña: A medida que las superficies inclinadas de la cuña avanzan, empujan los rodillos con una fuerza tremenda.
3. Expansión de zapata: Este movimiento hacia afuera de los rodillos obliga a las zapatas de freno a expandirse y presionar contra la superficie interior del tambor de freno, generando la fricción necesaria para reducir o detener el vehículo.

El ángulo poco profundo de la cuña crea un significativo efecto de multiplicación de la fuerza. Una cantidad relativamente pequeña de fuerza de entrada del actuador se convierte en una enorme fuerza hacia fuera en las zapatas, que da al freno en cuña su potencia característica.

Características clave y aplicaciones

• Relación excepcional potencia-tamaño: La principal ventaja del freno de cuña es su capacidad para generar un par de frenado muy alto en un diseño compacto, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado pero altas demandas de rendimiento.
• Métodos de accionamiento: Los frenos de cuña son versátiles y pueden ser diseñados para accionamiento neumático (aire) o hidráulico, permitiendo su integración en diversos sistemas de vehículos pesados.
• Configuraciones a prueba de fallos: Al igual que otros frenos de servicio pesado, pueden incorporarse en cámaras de freno de resorte (como se ve en los diseños de WABCO), proporcionando una función de freno de estacionamiento y de emergencia a prueba de fallos donde los resortes aplican el freno y la presión de aire se usa para liberarlo.

En resumen, el freno en cuña es una solución de frenado especializada valorada por su brillante uso de la ventaja mecánica. Es un diseño robusto y potente elegido para aplicaciones exigentes donde maximizar la fuerza de frenado en un paquete compacto y fiable es el objetivo principal de la ingeniería.