Frenos Flotantes

    El sistema de pinza flotante, consta de una pieza donde se suele anclar la pinza de freno y que en una de sus extremidades se articula con el propio eje de la rueda trasera y de otro conjunto de piezas que forman un mecanismo con el que se consigue generar un giro de la pinza diferente al giro que se experimenta las punteras del cuadro, y con esto se puede controlar la interacción en frenada que tiene la pinza de freno.

    El programa Simulador de Suspensiones es sólo capaz de analizar el efecto de frenos flotantes en monopivotes, donde la pieza donde se ancla la pinza se articula directamente con el cuadro. Este es por ejemplo el caso de la Foes Mono DHS (Figura 1). En estos casos lo que hace le programa Simulador de Suspensiones es transformar un diseño monopivote en uno multipivote con Horst Link, donde este último pivote se sitúa exactamente encima del eje principal, la pieza donde se ancla la pinza haría la función de los tirantes y la pieza que une estos "tirantes" con el cuadro sería la "bieleta". Al situar el Horst Link justo encima del eje de la rueda el Pivote Virtual no se concentra exactamente en el pivote principal, con lo que la interacción con la transmisión no se ve afectada en absoluto por el hecho de introducir el freno flotante. Sin embargo sí que se crea un Centro Intanstaneo de Rotación variable y con ello un Centro de Curvatura también variable que altera la trayectoria del punto de contacto (en el monopivote la rueda se consideraba unida a las vainas, ahora con el Horst link se considera unida a los tirantes) (Figura 2). La variación del Centro de Curvatura influye por una parte en la interacción natural del sistema en frenadas, esto es la introducción de la pinza flotante ejerce un doble efecto en la interacción con la frena, y de aquí el temor expuesto en la teoría de que quizás se este considerando dos veces el mismo efecto, pero tal como se menciono también en la teoría, la consecuencia de esto sólo será la de exagerar las diferencias entre modelos, con lo que se podrá seguir observando las tendencias de cada modelo que es lo que interesa. Lo que supone mayor problema es la influencia que se le ha dado al centro de curvatura en la absorción de impactos. Al introducir el freno flotante hemos cambiado la capacidad de absorción de impactos aún cuando no se esta frenando, y la lógica indica que no debería haber ninguna diferencia entre tener o no tener freno flotante cuando no se este utilizando el freno. Este problema se ha explicado en el apartado de la Absorción de impactos y de ella se deduce que la consideración de que con el freno flotante la rueda se ancla a los tirantes, podría conllevar una pequeña variación en el comportamiento de absorción. Luego se sabe que en la realidad la rueda sigue estando unida al basculante principal, por lo que en el análisis de los sistemas con freno flotante el Horst Link y el CC que este crea solo deberían ser utilizados para analizar el comportamiento en frenado y no en absorción.

Fig. 1: Foes Mono DHS

    Centrándose en el comportamiento en frenada, los distintos paralelogramos que se pueden formar combinando distantes longitudes de pieza de la pinza ("tirantes"), distintas longitudes de la pieza que une la pieza de la pinza  con el cuadro ("bieleta") y los distintos puntos de anclaje de esta pieza en el cuadro, pueden generar comportamientos muy elaborados en los que el giro de la pinza evolucione de una forma optimizada. De entre todas los posibles diseños, uno especial es el del paralelogramo perfecto en el que la "bieleta" esta anclada al cuadro a una distancia exactamente igual a la de los "tirantes" y en el que la "bieleta" tenga una longitud igual a la de las "vainas" (distancia entre el eje de la rueda y el pivote principal). Con este diseño la pinza no gira durante la compresión, con lo que la interacción debido a este efecto es nulo. En este estudio, se analizará este caso y otros dos; uno en el que la "bieleta" sea más corta que la "vaina" y otra en la que sea más larga (no se analizarán ni distintas longitudes de "tirantes", ni posibles anclajes de la "bieleta" al cuadro) (Figura 2). En la Foes Mono DHS, la longitud de las "vainas" es de 561,7 mm, con lo que las longitudes de la "bieleta" analizados han sido la de 500 mm, 561,7 mm y 567 mm.

                             Sin pinza flotante                                                                       Con pinza flotante (bieleta menor a la vaina)       

Con pinza flotante (bieleta igual a la vaina)                                          Con pinza flotante (bieleta mayor a la vaina)  

Fig. 2: Frenos flotantes con distinta longitud de "bieleta"

    Tal como se ha dicho y se puede corroborar en la Figura 3, con el "tirante" de la misma longitud de la "vaina", la pinza no gira. Si el "tirante" es menor a la "vaina" la pinza mantiene cierto giro positivo. Y si el "tirante" es mayor a la "vaina", el giro de la pinza será negativa.

                            Sin pinza flotante                                                                       Con pinza flotante (bieleta menor a la vaina)

Con pinza flotante (bieleta igual a la vaina)                                          Con pinza flotante (bieleta mayor a la vaina)  

Fig. 3: Giro de las pinzas

    Pero a la vez que se disminuye la interacción de la pinza se aumente la verticalización de la dirección en frenada. Si sin la pinza flotante (con interacción de la pinza del 43,6%) la verticalización de la dirección es de 2,1º, con la pinza flotante (para una interacción nula de la pinza) la verticalización es de 2,7º. Esto si bien se aumenta la sensibilidad de la suspensión en frenada, la bici es más inestable en frenada. Esto implica tener que buscar una solución intermedia, y para ello se puede jugar con una "bieleta" de menor longitud que la "vaina", para una "bieleta" de 500 mm por ejemplo la interacción de la pinza se reduce hasta el 29,6%, mientras que la verticalización de la dirección sólo aumenta hasta los 2,4º. Lo que no tendría nunca sentido es poner una "bieleta" mayor a la "vaina", puesto que la interacción de la pinza seguiría existiendo (-12,8% para 567 mm) y la verticalización sería muy grande (4ª para 567 mm). La longitud optima de la "bieleta" depende de las preferencias y sensibilidad del ciclista, de hecho en varios modelos de pinzas flotantes se puede regular la longitud de la "bieleta" para adaptarse a las preferencias del ciclista.