Resumo breve da história dos freios a tambor automobilísticos
O desenvolvimento dos componentes de freio do automóvel foi um obstáculo marcante para que este pudesse ser comercializado, uma vez que o sistema de freio é o principal sistema de segurança do veículo. No início do automóvel, este era derivado de carruagens, que antes, movidas por força animal, detinham um rústico sistema de freio no qual blocos de madeira eram forçados contra as rodas. Curiosamente, este arranjo mecânico em muito já se assemelhava ao futuramente conhecido, freio a tambor.
Os primeiros freios foram brevemente úteis, uma vez que as velocidades eram muito baixas, cerca de 10 a 20 mph. Entretanto, no fim do século 18 (1890), a Michelin introduziu os primeiros pneus para automóveis, e por consequência os freios de blocos de madeira se tornaram inúteis [1]. Além disso, a velocidade dos veículos já haviam aumentado, e os freios existentes até então, não eram mais adequados.
Em 1898 o inventor Elmer Ambrose Sperry projetou um veículo elétrico no qual seu sistema de freios utilizava um moderno freio a disco. Esse sistema, patenteado posteriormente em 1902 pelo engenheiro inglês Frederic William Lanchester, apresentou um problema no qual até hoje encontra-se em estudo, os ruídos induzidos pelo atrito [1]. Contudo, os freios a disco ainda demorariam a serem aplicados nos automóveis, uma vez que a tecnologia da época não permitia a aplicação de tal sistema em larga escala.
A história do sistema de freios de um automóvel até se confunde com a história dos freios a tambor, uma vez que os primeiros arranjos eram claramente freios a tambor de sapata externa. A primeira aplicação automotiva de um freio a tambor surgiu em 1899, no projeto de Gottlieb Daimler. Um sistema rústico de freio a tambor com cintas externas freava o tambor, para então reduzir a velocidade das rodas. Alguns desses sistemas não utilizam pedais, e sim alavancas, como no caso do freio projetado Wilhelm Maybach para um dos primeiros Mercedes, no qual cabos de aço em torno do tambor de freio eram forçados contra este.
Foi, também, em 1902 que surgiu um freio a tambor que se tornou padrão na indústria automotiva. O sistema era composto por duas sapatas com um material de atrito, provavelmente amianto, suportadas internamente por uma estrutura que tampava o tambor por de trás, o espelho. As sapatas eram forçadas contra a superfície interna do tambor, e então reduziam a velocidade das rodas. Aparecia então, uma variação do freio tambor, neste caso, com sapatas internas em um arranjo compacto e adequado a proposta automobilística.
Os freios a tambor com cinta ou sapatas externas continuaram sendo aplicados, pois seu desempenho era condizente com as necessidades da época. Entretanto, suas desvantagens eram latentes, estavam expostos a detritos, umidade e chuva, possuíam elevado nível de desgaste e, uma vez desacoplados, possuíam um pequeno atraso no contato da cinta com o tambor novamente. Dessa forma, logo foram substituídos pelos freios a tambor com sapatas internas. As vantagens destes eram evidentes, estavam protegidos pelo tambor, o arranjo de molas mantinham as sapatas o mais próximo possível do tambor sem tocá-lo, reduzindo então tempo de acionamento do freio.
Posteriormente, por volta de 1918 apareciam os primeiros sistemas de freios hidráulicos, derivados de sistemas aeronáuticos criados por Malcolm Logheed (futura Lockheed). Os freios hidráulicos foram um grande avanço, pois reduziam drasticamente a força de aplicação que o motorista deveria realizar para poder brecar efetivamente. Em 1921 o Model A Duesenberg tornou-se o primeiro automóvel de produção a utilizar sistema de freios hidráulicos nas quatro rodas [1].
Em 1924 a Chrysler instalou em seus veículos um sistema de freios hidráulicos baseados no sistema da Logheed, porém, re-projetado. O sistema hidráulico ainda era visto com certa desconfiança pelas grandes fábricas, uma vez que os freios de acionamento mecânico ainda se mostravam confiáveis, mesmo com toda suas desvantagens. Ford e General Motors, por exemplo, apenas aderiram ao sistema entre as décadas de 1930 e 1940.
Durante os anos 1920, mesmo com os sistemas hidráulicos se mostrando mais confortáveis para acionar, surgiam os primeiros veículos com sistema de amplificação da força do pedal. Em 1928 o Pierce Arrow foi o primeiro carro de produção a utilizar um servofreio a vácuo, também conhecido hidrovácuo [1]. No qual o vácuo necessário para o componente funcionar era fornecido por uma mangueira conectada ao coletor de admissão. Essa assistência de frenagem começou a ser amplamente utilizada na década de 1940, para tornar-se padrão nos anos 50. A partir daí, o que se viu na indústria automotiva foi o estabelecimento de uma configuração padrão de sistema de freios automotivo. No caso, o sistema de freios hidráulico com disco nas rodas dianteiras e tambor nas rodas traseira.
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Referências:
- BOSCH, Brakes, Brake Control and Driver Assistance System: Funcion, Regulation and Components. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2014.