I freni: le pastiglie, la loro sostituzione e la centratura della pinza

Danybiker88

Redazione
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Torino
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Bentrovati al consueto appuntamento con il Tech Corner, per voi in esclusiva su MTB-forum.it!

Quest'oggi riprendiamo il discorso sui freni che avevamo cominciato nell'articolo:
Come tagliare i tubi e spurgare un freno Formula R1


Cercheremo di approfondire quello che riguarda le pastiglie e la loro sostituzione, elemento chiave in un impianto frenante. Non a caso l'efficacia di un impianto frenante, oltre alle sue caratteristiche tecniche e costruttive, dipende in larghissima misura dalla qualità delle pastiglie utilizzate e dalla loro tipologia.

Le pastiglie

Le pastiglie come detto sono l'elemento che ha il compito fisico di andare a contatto con il disco. Il principio di frenatura degli impianti a disco sfrutta l'attrito tra pastiglia e disco per ridurre la nostra velocità. Poiché l’insieme bici più biker in movimento possiede una certa energia cinetica, questa energia viene dispersa dall’impianto frenante sotto forma di calore.

Negli impianti a disco si raggiungono temperature piuttosto elevate (parliamo dell’ordine di alcune centinaia di gradi): per questo motivo tutto l’impianto dev’essere dimensionato per resistere anche ad alte temperature. La pastiglia dovrà quindi resistere ad elevate temperature senza “cuocersi” ovvero senza cambiare le sue caratteristiche fisico/meccaniche e il suo coefficiente di attrito.

La pastiglia è composta da più parti:



- Placca di supporto: su cui è incollato il ferodo ed ha il compito di interfacciarsi tra ferodo e pistoncino. La placca di supporto ha inoltre il compito di dissipare una parte del calore che si genera durante la frenata, riducendo il surriscaldamento dell’olio all’intero del circuito idraulico. Essendo costituita da materiale metallico svolge anche il compito di prevenire il danneggiamento del pistoncino in caso di eccessiva usura del ferodo. Talvolta la placca di supporto può avere un sistema di ancoraggio ai pistoncini, per permettere l’allontanamento delle pastiglie a frenata conclusa.
- Ferodo: il ferodo è la parte che va a contatto con il disco. Il ferodo mano a mano si consuma e quando risulta troppo usurato bisogna sostituire le pastiglie.
- Molla (non su tutti gli impianti): su molti impianti è presente una molla che si interpone tra le due pastiglie. Compito della molla è quello di spingere le pastiglie verso i pistoncini, in modo che non vadano a contatto con il disco quando non si frena.

Le pastiglie a parte qualche piccola differenza sulla placca di supporto (Alcuni modelli hanno la placca in ergal per ridurre il peso o in ceramica per ridurre il surriscaldamento del pistoncino e dell’olio) si differenziano per la tipologia di ferodo. Nonostante ogni produttore abbia i suoi ferodi, possiamo comunque distinguere tre categorie:
- Pastiglie organiche: nelle pastiglie organiche il ferodo è molto tenero e contengono una buona quantità di resine, gomma naturale e talvolta polimeri quali il kevlar.
Caratteristiche:
• buon comportamento a freddo: la frenata e subito pronta e potente anche ad impianto freddo. Vantaggiose su discese di tecnico lento con velocità di percorrenza basse e bisogno di una frenata subito pronta.
• maggiore potenza frenante
• la mescola tenera previene l’usura del disco
• scarsa durata
• scadente resistenza al surriscaldamento: sotto stress le pastiglie tendono a vetrificare con conseguente decadimento di prestazioni.

- Pastiglie sinterizzate o semi-metalliche: il ferodo viene realizzato tramite un processo di sinterizzazione e contiene in parte metalli ed in parte resine o altri polimeri utilizzati anche nelle pastiglie organiche. Il processo di sinterizzazione permette, senza pervenire a fusione, di saldare tra di loro le particelle del ferodo migliorandone la resistenza all’abrasione e la sua durezza.
Caratteristiche:
• discreto comportamento a freddo: le pastiglie richiedono di entrare in temperatura prima di generare la massima potenza frenante, tuttavia anche a freddo hanno una risposta accettabile.
• Durata superiore rispetto alle organiche, ma inferiore rispetto alle metalliche.
• Buona resistenza al surriscaldamento: anche ad alte temperature non si ha eccessiva perdita di prestazioni. Dissipano meglio il calore riducendo il rischio di surriscaldamento dell’impianto.
• La mescola intermedia usura solo in misura marginale il disco. Il disco si usura più che con le organiche ma meno che con le metalliche.

- Pastiglie metalliche: il ferodo delle pastiglie metalliche non è un blocco unico di metallo come farebbe pensare il nome, ma è generalmente costituito da ferro, rame, acciaio e grafite mischiati assieme. Per la natura dei suoi componenti è molto duro.
Caratteristiche:
• Eccellente tenuta al surriscaldamento: anche sotto stress le pastiglie difficilmente entrano in crisi.
• Scadente comportamento a freddo: le pastiglie frenano male se non sono in temperatura.
• Rumorosità a freddo.
• Il ferodo molto duro causa una rapida usura dei dischi.
• Scarsa potenza frenante.
Materiali quali la carbo ceramica non vengono utilizzati nelle MTB perché non si raggiungono temperature sufficientemente alte che permettano di poter sfruttare questo tipo di ferodo.

La sostituzione delle pastiglie.

Quando sono usurate la pastiglie vanno sostituite. L’operazione non è molto complicata, e una volta presa la mano si fa in pochi minuti. Vediamo come fare.

Alcune premesse:
- Non intervenire mai su impianti caldi e prestare attenzione che l’impianto si sia raffreddato.
- Non azionare la leva con le pastiglie smontate (se non per far fuoriuscire i pistoncini per la pulizia): potrebbe fuoriuscire un pistoncino con conseguente perdita di olio. Nulla di grave comunque: se succede bisognerà rimontare il pistoncino e spurgare l’impianto.
- Fare attenzione che le pastiglie non vadano a contatto con oli o grassi.
Materiale occorrente:
- Chiavi a brugola
- Caccia gomme robusto o chiave da 10 con estremità chiusa.
- Alcool isopropilico (in alternativa, ma meno efficace alcool denaturato)
Bene, mettiamoci al lavoro!

1) Rimozione pastiglie: prima di procedere alla sostituzione, occorre accertarsi che le pastiglie siano effettivamente da sostituire. Dobbiamo pertanto rimuoverle. L’operazione di rimozione varia a seconda dei modelli. Alcuni impianti permettono la rimozione delle pastiglie dall’alto senza smontare la ruota (come nel caso dei Formula The One di questo articolo), altri invece richiedono lo smontaggio della ruota per la rimozione delle pastiglie.
Vediamo come procedere nel caso dei Formula The One (procedura valida anche per tutti i Formula e altre marche con sistema di fissaggio pastiglie simile), per altri impianti l’operazione può essere diversa.
- Rimuoviamo l’anello Seeger e smontiamo l’asta di fissaggio pastiglie:


- Estraiamo tirando verso l’alto dall’apposita linguetta le pastiglie.


2) Ispezione pastiglie: posizioniamo le pastiglie su una superficie pulita (evitando che vadano a contatto con prodotti lubrificanti) e ispezioniamo lo spessore del ferodo:

In questo caso possiamo notare che lo spessore del ferodo è sufficiente e le pastiglie non sono da sostituire.
Controlliamo anche la modalità di usura del ferodo, in particolare che:
- L’usura sia uniforme in tutte le direzioni: un’usura non uniforme è segno che la pinza è centrata storta, ovvero non è in asse con il disco.
- L’usura sia uniforme su entrambe le pastiglie: se una pastiglia è più usurata dell’altra probabilmente un pistoncino è sporco e lavora male.

3) Rimozione ruota e posizionamento bicicletta: se non abbiamo rimosso la ruota per ispezionare le pastiglie, è ora di farlo.
Posizioniamo la bici in una posizione comoda per lavorare sulla pinza. Si può fissare la bici sul cavalletto o in alternativa capovolgerla: se l’impianto è ben spurgato non succede nulla anche se effettuiamo l’operazione a bici capovolta.
Attenzione nello spostare la bici a non azionare il freno senza pastiglie!

4) Pulizia pistoncino: ad ogni cambio pastiglie è buona norma pulire i pistoncini. Per pulire i pistoncini dobbiamo farli fuoriuscire leggermente uno alla volta, tenendo in sede l’altro pistoncino con il caccia gomme o la chiave chiusa da 10.
- Posizioniamo la chiave o il caccia gomme come in figura, in modo da tenere premuto uno dei due pistoncino in sede:

Possiamo utilizzare un caccia gomme robusto in plastica (consigliato specialmente su impianti con pistoncini in resina)...

...oppure l'estremità chiusa di una chiave da 10.

- Premiamo la leva in modo da far fuoriscire leggermente l’altro pistoncino.
- Puliamo con alcool isopropilico

- Rimandiamo in sede il pistoncino sempre con la chiave da 10 o con il caccia gomme. L’operazione può essere ripetuta nel caso di sporco molto insistente o di pistoncini molto pigri.
- Ripetiamo l’operazione per l’altro pistoncino.
Completata l’operazione di pulizia, accertiamoci che i pistoncini sino perfettamente a battuta, ovvero che non sporgano all’interno della pinza:


5) Rimontaggio pastiglie e ruota: rimontiamo le pastiglie, il perno di fissaggio e la ruota.


6) Centratura pinza preliminare (attacco PM): allentiamo le viti che fissano la pinza.
Posizioniamo la pinza in modo che la luce tra disco e pastiglia sia uguale dai due lati.
Stringiamo le viti e diamo alcune pompate. E’ normale che alle prime pompate la leva sembri andare a vuoto. Dopo qualche pompata la leva ritornerà normale.
In questo modo siamo sicuri che i due pistoni fuoriescano in maniera uniforme.
Possiamo ora procedere con l’operazione di centratura pinza (vedi apposito paragrafo).

La centratura della pinza (Post Mount).

Esistono due modi per centrare la pinza:
- Il metodo rapido: utilizzabile prevalentemente con dischi nuovi ed impianti abbastanza nuovi con pistoncini puliti. Da utilizzarsi soprattutto con il sistema Triallign di Avid (vedi appendice 1).
- Il metodo “visivo”: da utilizzarsi su impianti con dischi leggermente storti o con impianti con pistoncini non perfettamente puliti o in tutti i quei casi in cui la centratura rapida non da buoni risultati.
IL METODO RAPIDO.

Il metodo rapido consiste nel centrare la pinza semplicemente frenando.
- Allentiamo le viti di fissaggio della pinza con l’adattatore o con la forcella/telaio.
- Premiamo la leva freno: i pistoncini chiudendosi posizioneranno la pinza in posizione centrata.
- Tenendo premuta la leva (si può utilizzare un elastico) stringiamo le viti.


IL METODO VISIVO.
Il metodo visivo invece si basa sul principio di posizionare la pinza in modo che la luce tra il disco e le due pastiglie sia uguale da entrambi i lati.
Il vantaggio di questo metodo consiste nella possibilità di decentrare leggermente la pinza in modo da evitare che, anche se il disco non è perfettamente dritto, non si abbia contatto tra pastiglie e disco con conseguente rumore. Inoltre questa tecnica garantisce una centratura perfetta anche se uno dei due pistoncini è più pigro dell’altro.
- Allentiamo le viti di fissaggio della pinza con l’adattatore o con la forcella/telaio.
- Posizioniamo la pinza in modo che la luce tra disco e pastiglia ai due lati del disco uguale. Prestiamo attenzione inoltre che le pastiglie siano parallele al disco.

- Riavvitiamo le viti prestando attenzione che la pinza non si muova durante l’operazione di serraggio. Il movimento rotatorio della vita tende infatti a spostare leggermente la pinza. Per evitare questo problema basta tenere ferma la pinza con le dita dell’altra mano.

Appendice 1: il sistema Triallign® di Avid

Un piccolo accenno sul sistema Triallign di Avid che permette una più rapida centratura della pinza e garantisce il perfetto allineamento col disco.
Il sistema è composto da due coppie di rondelle coniche, ciascuna costituita da una rondella concava e una convessa, posizionate al di sopra e al di sotto della pinza:



In questo modo la pinza è libera di ruotare leggermente attorno all’asse longitudinale, in modo da posizionarsi perfettamente parallela al disco.

L'operazione di centratura diventa ancora più semplice, aumentando l'efficacia del cossi detto metodo rapido.

Appendice 2: la centratura delle pinze con attacco International Standard (IS)

Sebbene oramai questo standard sia poco adottato e la stragrande maggioranza dei produttori utilizza lo standard Post Mount, dedichiamo qualche riga alla centratura delle pinze IS.
La procedura di centratura delle pinze IS è concettualmente semplice: si aggiungono o si tolgono spessori (rasamenti) tra pinza e attacco in modo da traslare la posizione della pinza e centrarla sul disco.
Se concettualmente la procedura è semplice, da un punto di vista pratico è più lunga rispetto allo standard PM.
 

 

garret

Biker tremendus
26/9/09
1.382
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latina
scusa nn ho capito una cosa...ma tra il telaio e la struttura della pinza ci devono essere delle rondelle o no?perkè al posteriore tende ad allentarsi la pinza e le viti... (la mia paura è che a un certo punto mi parte tutto..
grazie
 

gargasecca

Biker pazzescus
17/8/05
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2.070
43
--Roma--
Bike
Rocky Mountain: Altitude 790MSL RE 2016 - Slayer SXC70 2009 - Cinelli The Machine 1992
Curiosità....ho impianto AVID....rimontando la pinza l'altro giorno...ho voluto fare una prova.
Ho messo le rondelle SOLO tra attacco PM e pinza....mentre tra pinza e vite di fissaggio non ho messo nulla.
Ho riscontrato SOLO un leggero "rumore" di risonanza del disco in fase di pedalata....ma nulla di "significante" in fase di frenata.
Pensate siano necessarie??
Controindicazioni??
o-o
 

figaro54

Biker perfektus
11/6/08
2.746
4
48
Artena (Roma)
ottimo articolo!!!

forse c'e' un piccolo errore di battitura:
Pastiglie Metalliche..............alla fine c'e' scritto "Scarsa potenza frenante".....a freddo non a caldo!?!? forse e' meglio aggiungerlo fra parentesi per non generare confusione visto che l'articolo lo spiega bene....ma non si sa' mai!!!!
 

belgarion

Biker superis
Ottimo articolo

Per la centratura della pinza posteriore con attacco IS, con i freni shimano SLX, dato che c'era in dotazione l'adattatore da IS a PM ho usato lo stesso sistema dell'attacco PM, ho avvitato a pacco l'adattatore, poi ho mollato leggermente le viti della pinza, ho pinzato poi ho stretto le viti, senza bisogno di rondelle di rasatura
 

sgamarco

Biker poeticus
27/5/08
3.633
19
Roma EST
Bike
- IBIS Mojo HD - Stumpjumper 29EVO
scusa nn ho capito una cosa...ma tra il telaio e la struttura della pinza ci devono essere delle rondelle o no?perkè al posteriore tende ad allentarsi la pinza e le viti... (la mia paura è che a un certo punto mi parte tutto..
grazie
prova a mettere una goccia di frenafiletti nuovo sulle viti che tengono la pinza al telaio...
 

sgamarco

Biker poeticus
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Curiosità....ho impianto AVID....rimontando la pinza l'altro giorno...ho voluto fare una prova.
Ho messo le rondelle SOLO tra attacco PM e pinza....mentre tra pinza e vite di fissaggio non ho messo nulla.
Ho riscontrato SOLO un leggero "rumore" di risonanza del disco in fase di pedalata....ma nulla di "significante" in fase di frenata.
Pensate siano necessarie??
Controindicazioni??
o-o
Forse le controindicazioni sono un non perfetto centraggio ed allineamento della pasticca sul disco...
 

Danybiker88

Redazione
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scusa nn ho capito una cosa...ma tra il telaio e la struttura della pinza ci devono essere delle rondelle o no?perkè al posteriore tende ad allentarsi la pinza e le viti... (la mia paura è che a un certo punto mi parte tutto..
grazie
Allora:
- tra telaio ed adattatore nessuna rondella
- tra pinza ed adattatore nessuna rondella
- sopra la pinza sotto la testa della vite ci va una rondella

Le rondelle vanno messe sotto le teste delle viti, anche di quelle degli adattatori.

Naturalmente il sistema Triallign è diverso e richiede le rondelle coniche anche sotto la pinza, tra adattatore e pinza...
 

Danybiker88

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Curiosità....ho impianto AVID....rimontando la pinza l'altro giorno...ho voluto fare una prova.
Ho messo le rondelle SOLO tra attacco PM e pinza....mentre tra pinza e vite di fissaggio non ho messo nulla.
Ho riscontrato SOLO un leggero "rumore" di risonanza del disco in fase di pedalata....ma nulla di "significante" in fase di frenata.
Pensate siano necessarie??
Controindicazioni??
o-o
Se non metti le rondelle coniche anche sopra la pinza, ovvero tra vite e pinza vanifichi tutti i vantaggi del sistema Triallign. La pinza non è più libera di ruotare attorno all'asse longitudinale e posizionarsi parallela al disco perchè mancano le rondelle coniche superiori. In pratica funziona come un sistema tradizionale, danni non ne fai.
 

Danybiker88

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ottimo articolo!!!

forse c'e' un piccolo errore di battitura:
Pastiglie Metalliche..............alla fine c'e' scritto "Scarsa potenza frenante".....a freddo non a caldo!?!? forse e' meglio aggiungerlo fra parentesi per non generare confusione visto che l'articolo lo spiega bene....ma non si sa' mai!!!!
Non è un errore. Le pastiglie metalliche avendo un ferodo più duro hanno una potenza frenante minore rispetto alle altre due tipologie di pastiglie.

Forse ti fai trarre in inganno dal fatto che sotto stress frenino meglio, ma questo è dovuto semplicemente al fatto che ad alte temperature, quando le altre pastiglie vanno in crisi, le metalliche si comportano ancora bene e quindi frenano meglio.
Tuttavia a caldo (ovvero a temperature intermedie, quando le pastiglie non sono fredde ma neppure surriscaldate) la potenza frenante delle metalliche è minore rispetto alle semi metalliche.
 

sgamarco

Biker poeticus
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Allora:
- tra telaio ed adattatore nessuna rondella
- tra pinza ed adattatore nessuna rondella
- sopra la pinza sotto la testa della vite ci va una rondella

Le rondelle vanno messe sotto le teste delle viti, anche di quelle degli adattatori.

Naturalmente il sistema Triallign è diverso e richiede le rondelle coniche anche sotto la pinza, tra adattatore e pinza...
ma per il problema di garrett che le viti tendono ad allentarsi, è sbagliato consigliare di mettere una goccia di frenafiletti?
 

Danybiker88

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Ottimo articolo

Per la centratura della pinza posteriore con attacco IS, con i freni shimano SLX, dato che c'era in dotazione l'adattatore da IS a PM ho usato lo stesso sistema dell'attacco PM, ho avvitato a pacco l'adattatore, poi ho mollato leggermente le viti della pinza, ho pinzato poi ho stretto le viti, senza bisogno di rondelle di rasatura
Giusto, hai fatto bene!

Infatti quello che conta è l'attacco della pinza freno. Se la forcella o il telaio è IS ma con l'adattatore lo trasformiamo in PM, allora potremo usare il metodo di centratura dei PM.

La procedura di centratura delle pinze IS con i rasamenti va utilizzata solo nel caso di pinza IS, non di attacco IS con adattatore PM.
 

sgamarco

Biker poeticus
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Il frenafiletti va sempre usato sulle viti di fissaggio dell'adattatore e della pinza.
Non a caso quando compri un impianto nuovo sulle viti è già applicata una goccia di frenafiletti.
Si, questo lo sapevo. In verità io ho trovato anche molte altre viti "impastate" di frenafiletti direttamente dalla casa sulle mtb...
Forse, nel caso di garrett il frenafiletti ha perso efficacia...?! :nunsacci:

:celopiùg:
 

samuelgol

Redazione
17/7/07
15.828
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Eppan an der Weinstrasse
Bike
Methanol
Posso usare l'alcool normale o altro prodotto (quale?) di facile reperibilità per la pulizia dei pistoncini in luogo dell'alcool isopropilico? Viceversa dove lo trovo in vendita quest'ultimo?

Si potrebbe anche lubrificarli?
 

gargasecca

Biker pazzescus
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Se non metti le rondelle coniche anche sopra la pinza, ovvero tra vite e pinza vanifichi tutti i vantaggi del sistema Triallign. La pinza non è più libera di ruotare attorno all'asse longitudinale e posizionarsi parallela al disco perchè mancano le rondelle coniche superiori. In pratica funziona come un sistema tradizionale, danni non ne fai.

Perfetto questo lo avevo capito.....quindi...se riesco a "centrare" a mano la pinza....posso star bene anche così.....o-o