Frein à bande

La bande de freinage est un mécanisme de freinage relativement simple mais très efficace. Son principe central consiste en une bande d’acier flexible doublée d’un matériau de friction qui s’enroule autour et se serre sur un tambour de frein (ou roue) en rotation, utilisant la friction pour arrêter ou ralentir sa rotation.

Vous pouvez l’imaginer comme le serrage d’une courroie autour d’un volant tournant : plus la courroie est serrée, plus le volant ralentit jusqu’à s’arrêter.

Composants principaux et principe de fonctionnement :

Tambour de frein : Monté sur l’arbre en rotation nécessitant le freinage, il tourne avec l’arbre.
Bande de frein : Une bande en acier flexible avec des garnitures de friction résistant à l’usure (similaires aux plaquettes de frein) fixées sur sa surface interne.
Actionneur : Un dispositif tel qu’un levier, un vérin hydraulique ou un vérin pneumatique qui serre ou desserre les deux extrémités de la bande de freinage.
Lorsqu’un freinage est nécessaire, l’actionneur serre la bande de frein, ce qui entraîne son enroulement autour du tambour de frein. Une friction importante se développe entre le revêtement de friction et la surface du tambour, convertissant l’énergie cinétique rotationnelle en énergie thermique pour obtenir une décélération ou un blocage.

Caractéristiques distinctives et évaluation professionnelle :

Avantage 1 : Effet d’auto-alimentation : C’est le principal avantage des freins à bande. À mesure que le tambour de frein tourne, il a tendance à « enrouler » la bande de freinage, amplifiant la force de freinage appliquée. Cela permet de générer un couple de freinage important avec une faible force d’actionnement. C’est pourquoi les freins à bande sont utilisés pour le maintien statique ou le freinage d’urgence dans de nombreuses applications lourdes.

Avantage 2 : Construction simple, coût faible : Comparé aux freins à disque ou à tambour complexes, il comporte moins de composants et est relativement simple à fabriquer et à entretenir.

Inconvénient 1 : Sensibilité directionnelle : l'effet d’auto-alimentation est généralement prononcé dans une seule direction de rotation. L’efficacité du freinage est significativamente réduite lors de la rotation inverse. Cela le rend inadapté aux applications nécessitant des performances de freinage équivalentes dans les deux directions.

Inconvénient 2 : Mauvaise dissipation de la chaleur : la grande surface de la bande de freinage enroulée autour du tambour restreint le flux d’air, entravant la dissipation de chaleur pendant le freinage. En conséquence, il n’est pas adapté aux applications nécessitant des freinages dynamiques fréquents et à haute énergie, car la perte de chaleur peut entraîner une défaillance du frein.

Inconvénient 3 : Usure inégale : La répartition de la pression sur la bande de freinage n’est pas entièrement uniforme, ce qui peut entraîner une usure inégale des garnitures.

Les freins à bande ne constituent pas une solution « universelle » ou « haute performance ». Tirant parti de leur fort effet d’auto-alimentation et de leur structure simple, ils servent de freins de parking statiques (Parking Brake) ou de freins de sécurité d’urgence (Emergency Brake) indispensables sur des équipements tels que treuils, grues, convoyeurs et bandes transporteuses. Cependant, pour des applications dynamiques nécessitant un contrôle précis, un freinage bidirectionnel et une dissipation efficace de la chaleur — comme les moteurs servo et les ascenseurs —, les freins à disque restent le choix supérieur.