SKF y la empresa sueca Haldex, especializada en sistemas para vehículos, han desarrollado conjuntamente un avanzado sistema para los extremos de las ruedas de los camiones. Se caracteriza por llevar un freno de pinza con discos de freno duales, y ofrecer una excelente facilidad de mantenimiento gracias al uso de unidades de rodamientos SKF para los cubos de las ruedas.

Los frenos de disco tienenun historial bastante largo en el diseño de los automóviles. Sin embargo, en vehículos de uso comercial, especialmente camiones pesados, el uso de frenos de disco es relativamente nuevo. Ello se debe a que en estos vehículos de 40 toneladas de peso un sistema hidráulico no ha sido un medio de transmisión realmente práctico para sus frenos. Además, hasta mediados de la década de 1990 los frenos puramente neumáticos no alcanzaron el nivel de madurez preciso para un uso práctico. Los pioneros fueron Scania y Mercedes, pero tuvieron que transcurrir otros diez años antes de que el último fabricante de camiones europeo adoptara los frenos de disco.

Los frenos de pinza deslizante con un disco en cada pinza son estándar hoy en día en camiones y remolques, pero queda mucho campo para la innovación tecnológica. En definitiva, los extremos de las ruedas deben cumplir las mismas expectativas que el resto del camión. La tendencia reinante está orientada más que nunca a incrementar su eficiencia disminuyendo el peso y reduciendo los costes. Joakim Gripemark, ingeniero de desarrollo de Haldex explica lo que esto significa en cuanto a las fuerzas de frenado del freno, es decir, el «mordisco» del freno. «Prevemos que en un futuro se precisarán fuerzas de frenado 35 kNm, en comparación con las actuales de aproximadamente 27 kNm.»

 

Desde el punto de vista técnicono supondría ningún problema adaptar los frenos de pinza deslizante a estas fuerzas enormes. No obstante, debido al refuerzo necesario, el resultado sería un componente excesivamente abultado, difícil de incorporar en el vehículo, sobre todo en el eje frontal, donde el espacio disponible es extremadamente limitado. Por ello, para Haldex resultó lógico diseñar un freno de pinza fija con disco doble. Gracias a la pinza fija, toda la unidad no supera la anchura de los frenos de pinza deslizante utilizados hoy en día. Además, no se precisa un apoyo.

La labor de desarrollo, iniciada en el año 2000, parecía tan prometedora, que se les animó a los ingenieros a que desarrollaran un extremo completo para las ruedas. SKF intervino en esta fase del proyecto gracias a su gran experiencia como fabricante de unidades de rodamientos para cubos de rueda, contribuyendo con una unidad compacta, integrada y personalizada. Diseñada para funcionar libre de mantenimiento durante un millón de kilómetros, cuenta con una importante ventaja: cuando los discos están desgastados, pueden extraerse fácilmente de los ejes tan pronto como se haya desmontado la pestaña de la rueda y se haya abierto el dispositivo de fijación.

Haldex tenía muy buenas razones para elegir a SKF como colaborador. La empresa había comenzado a fabricar unidades de rodamientos para cubos de rueda compactas para camiones en 1990. Hasta la fecha, SKF ha producido más de cinco millones de ellas, por lo que es el fabricante con mayor experiencia del mundo en este campo.

El sistema «ModulD» desarrollado en colaboración con Haldex incorpora una unidad de rodamiento para los cubos de las ruedas con un diseño tan delgado que la interacción entre el rodamiento, la grasa y los retenes tiene un ajuste muy preciso. Se ha diseñado para una vida de servicio de un millón de kilómetros. En el diseño de esta unidad se usaron programas de cálculo sofisticados que ya en la etapa de laboratorio permitieron prever las condiciones prácticas de trabajo. Las pruebas de campo demostraron que podía alcanzarse la impresionante vida de servicio de un millón de kilómetros.

Los ingenieros utilizarontodas sus artimañas para la fijación del freno. El disco está posicionado en los dientes del cubo integrado. Aquí, cinco muelles inteligentemente diseñados permiten el desplazamiento lateral, para asegurar el juego y la compensación por el desgaste. También garantizan que el contacto entre el cubo y el disco no sea demasiado directo, para evitar una evacuación de calor excesiva en el cubo. El disco prácticamente flota en el cubo y, como consecuencia de ello, el ruido generado es extremadamente bajo. El hecho de que las tensiones térmicas en el cubo se mantienen lo más bajas posible es vital para que el cubo alcance una vida de servicio larga y, al mismo tiempo, significa menos tensión para los neumáticos.

Otra ventaja de este mecanismo es que las pastillas pueden cambiarse fácilmente sin tener que desmontar la pestaña de la rueda ni otros componentes.

 

Bajo ciertas condiciones,el disco doble y las pastillas de freno triples pueden durar unos 500.000 kilómetros. De modo que coincide la sustitución de pastillas y discos, y el tiempo de mantenimiento de los remolques no es superior a seis horas.

Equipado con el nuevo cubo y ejerciendo la fuerza de frenado usual de hoy en día, «el extremo para ruedas SKF-Haldex pesa aproximadamente un 15% menos que las actuales soluciones convencionales,» destaca Andreas Richter, vicepresidente de marketing de Haldex Brake Products en Landskrona, Suecia. «Después de todo, esto supone normalmente 25 kilogramos por eje,» añade Joakim Gripemark, ingeniero del proyecto.

El nuevo sistema de frenado ofrece incluso más ventajas. Su diseño modular lo convierte en un paradigma de adaptabilidad. Esta característica no sólo permite una amplia gama de especificaciones diferentes, sino que también permite su actualización. «Es importante que el cliente pueda usar el eje antiguo y su mangueta» dice Matthias J. Haupt, vicepresidente de marketing de la unidad de negocio de camiones de SKF. Concretamente, esto significa que el nuevo cubo es apropiado para casi todos los ejes si el diámetro de agujero de la unidad de rodamientos es entre 80 y 105 milímetros.

El propio freno también es muy versátil. Haldex usa discos con un diámetro de 21 pulgadas en todas las ruedas de 22,5 pulgadas. El resultado es un producto de peso optimizado que ahorra hasta 90 kilogramos en la suspensión de los tres ejes. Usando el mismo cubo y unidad de fijación pero con un disco de 19,5 pulgadas, el sistema modular de Haldex también permite construir un freno de pinza fija para ruedas de 19,5 pulgadas. Esto debería despertar un gran interés entre los transportistas con enormes remolques, que son escépticos ante los nuevos neumáticos del tamaño 455/40 R 22,5. Esta variante también es atractiva para todos aquellos que prestan una atención especial al peso. «En comparación con los extremos de las ruedas convencionales de 22,5 pulgadas, reducen el peso por eje en el orden de 35 kilogramos,» destaca Joakim Gripemark.

El sistema Haldex-SKF también es apropiado para mayores fuerzas de frenado. Con un diseño más robusto (y por tanto, un peso algo mayor) y provisto de un disco de freno dual, el freno de disco doble con pinza fija está bien preparado para fuerzas de frenado de hasta 35 kNm, requeridas sin duda en el futuro. Joakim Gripemark está convencido de que «la capacidad de los frenos de pinza deslizante es suficiente para hasta 30 kNm; sin embargo, si se necesitan 35 kNm, no queda otro remedio que usar frenos de pinza fija.»

Tanto en Europa como en Estados Unidos se están realizando pruebas de campo con los nuevos extremos para las ruedas, no sólo en remolques sino también en ejes frontales de camiones. En ellos sobre todo, el diseño compacto del equipo probablemente generará una gran demanda, al menos cuando se trata de la suspensión de rueda independiente para el eje de la dirección. «La fase de desarrollo la terminamos en 2006,» dice Andreas Richter, señalando que ahora el freno de pinza fija ya está listo para una producción en serie.

Por ejemplo, el fabricante de ejes europeo Gigant presentó el freno en abril de 2007 en la feria comercial Solutrans de Lyon, Francia, como equipo estándar en sus ejes. SKF ha mantenido una larga relación con T&G GmbH, la empresa comercializadora de la marca Gigant. El Grupo Gigant está ubicado en Dinklage, Alemania, y tiene plantas de producción en Alemania, Francia y el Reino Unido. Vende ejes, sistemas de suspensión, depósitos de aire a presión y otros productos de la marca Gigant a la industria de remolques de todo el mundo.