In breve: il cambio della bicicletta serve a ridurre e/o equilibrare gli sforzi durante la pedalata in funzione delle proprie capacità e preparazione.
TEORIA
Rapporto di trasmissione
pendice m = albero conduttore o motore
pendice u = albero condotto o utilizzatore
Nel caso della bicicletta la trasmissione è quasi sempre di moltiplicazione.
Velocità e sforzi
Nel moto rotatorio
Momento: M = F*r (F=forza, r=raggio)
Potenza: P = M*ω (ω=velocità angolare)
Dalle formule sopra si deduce che se aumenta il raggio diminuisce il numero di giri e viceversa, per cui si pedala di meno; per contro la coppia e di conseguenza la forza che si deve esercitare è maggiore.
Sviluppo metrico
Ogni volta che noi posizioniamo la catena attraverso il comando delle leve, su una determinata corona anteriore e su un pignone posteriore, selezioniamo un rapporto di marcia. Questo rapporto ci consente di sviluppare una data distanza ad ogni colpo di pedale.
Sviluppo metrico = 2πr * i
i = rapporto di trasmissione = n. denti della corona / n. denti del pignone
r = raggio della ruota posteriore
2πr = circonferenza della ruota posteriore
TRASMISSIONE
COMPONENTI
Un gruppo cambio o trasmissione si compone di:
• Leve cambio
A causa dello spostamento in avanti o indietro delle leve del cambio, il cavetto di acciaio o si tira, provocando lo spostamento del deragliatore verso l’interno e la salita della catena al pignone (corona) adiacente più grande; o si allunga la sua marcia in modo che esso si allenti di quel tanto che consente al deragliatore, azionato da una molla, di far scendere la catena.
Una volta i comandi del cambio erano posizionati sul tubo obliquo ed era la sensibilità del ciclista che individuava la corretta ubicazione del cambio.
Oggi i comandi sono disposti sul manubrio o integrati alle leve del freno o sotto forma di pulsanti o manopole e funzionano a scatto, per cui la posizione del deragliatore è precisa, per contro è più laboriosa la sua manutenzione.
• Cavi, guaine e registri
I cavi d’acciaio trasmettono i comandi ai deragliatori, abbinando lo spostamento delle leve a quello dei meccanismi di cambio. Essi sono lubrificati, in modo da permettere il loro scorrimento all’interno della relativa guaina senza grossi attriti.
La loro lunghezza è regolabile poiché, all’estremità che giunge al deragliatore, il filo è bloccato sul meccanismo grazie ad appositi regolatori di tensione (registri). Un estremo del cavo è dotato di un fermo per l’incastro al comando manuale, l’altro estremo è tagliato ed è protetto da un tappino capocorda in alluminio.
La guaina cambio è il rivestimento protettivo del cavetto (evita il passaggio di acqua e sporcizia), essa è costituita da un tubo flessibile stretto e lungo, caratterizzato da un’anima metallica spiraliforme rivestita in materiale plastico (teflon).
La guaina parte dai comandi del cambio sul manubrio ed arriva ai deragliatori; in alcuni telai, non passa all’esterno dei tubi bensì all’interno.
Di solito la guaina è tagliata a misura ed i suoi estremi sono protetti da un capoguaina (tappino forato) che si infila ad incastro nei registri.
• Corona
Ingranaggi più grandi della trasmissione del moto dai pedali alla ruota.
• Guarnitura
Insieme delle moltipliche anteriori della bicicletta (corona) e della pedivella che le sostiene.
Gli ingranaggi sono montati sulle razze che partono dalla pedivella destra (il supporto si chiama ragno – spider) mediante viti.
La guarnitura classica comprende un ingranaggio maggiore da 53 o 52 denti ed uno interno da 39 o 42 denti.
• Pacco pignoni
Il pacco pignoni (cassetta), è l’insieme dei pignoni installati sul mozzo della ruota posteriore, sui quali va ad agire il deragliatore, facendo salire o scendere la catena a seconda del rapporto scelto.
• Catena
• Deragliatore anteriore
Esso serve per far passare la catena dalla corona più grande a quella più piccola e viceversa; è composto da un binario di metallo (forcella o gabbia) che sposta lateralmente la catena della bici per consentire la sua collocazione sulle diverse corone; inoltre si ha la regolazione di fine corsa del cavetto.
• Deragliatore posteriore
Come quello anteriore serve a far passare la catena dal pignone più grande a quello più piccolo e viceversa.
Esso si compone di:
- Bilanciere: è il corpo sul quale agisce il filo del cambio: ad ogni variazione del rapporto cambia la tensione del cavo che agisce su una molla, la quale mantiene in posizione il bilanciere. Ad ogni scatto della leva corrisponde l’allineamento con un determinato pignone della cassetta.
- Gabbia: è un corpo metallico formato da due lame di acciaio fissate tra loro con due viti. Le stesse viti fanno da asse di rotazione alle due piccole ruote dentate su cui scorre la catena.
- Forcellino: collega il telaio al deragliatore, esso ha una sporgenza sulla quale va fatta poggiare l’unghia del deragliatore. Questa placchetta preme contro il forcellino, permettendo così al bilanciere di avere la resistenza adeguata per spostarsi.
- Vite: serve a fissare il deragliatore al forcellino
L’escursione del deragliatore è limitata da due viti di regolazione, inoltre si ha la regolazione di fine corsa del cavetto.
Il deragliatore si sposta con un movimento definito a parallelogramma, questo cinematismo ha lo scopo di recuperare la parte di catena in eccesso tenendola sempre in tensione.
Sviluppo verde: corona e pignone piccoli, il percorso della catena è breve, per cui le due piccole ruote dentate impongono alla catena un giro articolato.
Sviluppo rosso: corona e pignone grandi, il percorso della catena è lungo, per cui le due piccole ruote dentate sono sulla diagonale.
Sviluppo nero: corona grande e pignone piccolo, il percorso della catena è medio, per cui le due piccole ruote dentate sono circa sulla verticale.
TIPI di RAPPORTI
Consigliati
Pianura: rapporto lungo o alto, (corona grande davanti e pignone piccolo dietro), si percorre più metri a ogni rotazione completa del pedale, ma essendo un rapporto duro, si fa più fatica.
Salita: rapporto corto, (corona piccola davanti e pignone grande dietro), si percorre meno metri a ogni rotazione completa del pedale, ma si fa meno fatica.
Percorsi misti: si utilizzano rapporti di volta in volta più opportuni.
Fattori che influenzano la scelta dei rapporti
• Stato di forma
• Allenamento: avere gamba
• Disponibilità rapporti e tipo di trasmissione: possibilità di avere un ampio spettro di rapporti
• Condizioni del terreno: in presenza di terreno sconnesso è conveniente selezionare un rapporto abbastanza agile
• Scorrevolezza pneumatico: con pneumatici più scorrevoli, gonfiati a pressioni maggiori e con sezioni più strette, è possibile usare rapporti più lunghi.
CORONE e PIGNONI
La catena può spostarsi in una gamma di pignoni che le consentano di lavorare in modo parallelo al telaio.
• Fig. 1: Con la corona anteriore più grande si può usare la prima metà della cassetta pignoni (dal più piccolo all’intermedio). La catena è efficiente.
• Fig. 2: con la corona anteriore più piccola si può usare la seconda metà della cassetta pignoni (dall’intermedio al più grande). La catena è efficiente.
• Fig. 3: la catena lavora quasi in diagonale rispetto al telaio; per cui subisce una forte tensione e le maglie si torcono in modo inusuale. Questa situazione provoca una usura precoce della catena, sollecita notevolmente i denti della corona, tira e torce la gabbia del deragliatore posteriore e la catena sfrega contro la lama interna del deragliatore anteriore consumandola. La catena è inefficiente.
Consigli pratici per una buona cambiata
– Utilizzare la regola del meno 2: con la corona grande non usare i due pignoni più grandi, con la corona piccola non usare i due pignoni più piccoli.
– Rimanere seduti quando si cambia: si evitano ulteriori tensioni sulla catena.
– Non cambiare sotto sforzo: (vedere sopra)
– Cambiare in anticipo rispetto la salita: non si sottopone la catena ad eccessiva tensione
– Aumentare la velocità della pedalata prima di cambiare: consente alla catena, soprattutto nel passaggio da una corona/pignone piccola ad una grande, di risalire con più facilità.
Apro una parentesi: lo stesso principio veniva applicato con la doppietta, quando si cambiava le marce nelle auto di una volta (per non grattare), si eseguiva in successione: folle – accelerata – marcia. Laborioso, ma si aveva il gusto della guida.
cjalzumit 