El juego de dirección es el conjunto de componentes de una bicicleta que proporciona una interfaz giratoria entre la horquilla de la bicicleta y el tubo de dirección de un cuadro de bicicleta . El tubo a través del cual pasa el tubo de dirección de la horquilla se llama tubo de dirección . Un juego de dirección típico consta de dos copas que se presionan en la parte superior e inferior del tubo de dirección. Dentro de las dos copas hay cojinetes que proporcionan un contacto de baja fricción entre la copa del cojinete y el tubo de dirección.
Los tubos de dirección y los juegos de dirección de las bicicletas tradicionales están dimensionados para un tubo de dirección de 25,4 mm (1 pulgada) de diámetro (también conocido como columna de la horquilla). Muchos fabricantes de cuadros y horquillas ahora construyen sus piezas alrededor de un tubo de dirección con un diámetro de 28,6 mm ( 1 pulgada ).+1 ⁄ 8 in). El diámetro más grande del tubo de dirección y del juego de dirección proporciona mayor rigidez a la parte de dirección de la bicicleta.
Tamaños comunes
Se están volviendo cada vez más comunes otros tamaños de tubo de dirección. [1]
La altura de la pila de un juego de dirección es la altura total ensamblada de los componentes del juego de dirección y, en el caso de un sistema sin rosca, la potencia, descontando las lengüetas que presionan contra el tubo de dirección y (en el caso de juegos de dirección con rosca) el grosor del sello superior de la contratuerca. La altura de la pila de un cuadro y una horquilla es la diferencia entre la longitud del tubo de dirección y la longitud del tubo de dirección. La altura de la pila es fundamental porque un juego de dirección con una altura de pila mayor que el cuadro y la horquilla no encajará; la contratuerca no se enroscará lo suficiente (con rosca) o no habrá espacio para la potencia (sin rosca). Si el juego de dirección tiene una altura de pila menor que el cuadro y la horquilla, se añaden espaciadores para compensar la diferencia.
Hay algunos tipos diferentes de juegos de dirección que se distinguen por la forma en que se mantienen en su lugar los cojinetes (con una tuerca de seguridad o con un vástago de sujeción ) o por dónde están ubicados (dentro o fuera del tubo de dirección).
Los juegos de dirección roscados se utilizan con horquillas que tienen un tubo de dirección roscado y son del tipo tradicional (como se muestra en la imagen anterior). Hay ocho partes en un juego de dirección roscado (de abajo a arriba): pista de la corona , cojinetes inferiores, copa del cuadro inferior (en la imagen como "pista del tubo de dirección inferior"), copa del cuadro superior (en la imagen como "pista del tubo de dirección superior"), cojinetes superiores, pista o cono superior, arandela, contratuerca.
El orden de instalación de un juego de dirección típico es el siguiente: el fabricante de la horquilla de la bicicleta corta el tubo de dirección a la longitud adecuada y se enroscan los 25–51 mm (1–2 in) superiores del tubo de dirección mediante un proceso de laminado . Este proceso garantiza que no se pierda material y que el tubo de dirección no se debilite como con un troquel o un torno. Las horquillas roscadas requieren que las roscas del tubo de dirección solo utilicen los 25–51 mm (1–2 in) superiores, por lo que las horquillas se venden en diferentes longitudes. Si es necesario utilizar una horquilla demasiado larga, es decir, que el tubo de dirección de la horquilla no esté roscado lo suficiente, un mecánico de bicicletas puede utilizar un troquel para extender las roscas. Esto no se recomienda si las roscas deben cortarse más de una pulgada o más. Como nota al margen, nunca se debe intentar enroscar un tubo de dirección sin roscar después de la fabricación, ya que esto debilitará el tubo de dirección. [ cita requerida ] Las roscas son normalmente de la norma ISO 1″-24 TPI (25,4×1,058 mm ), pero existen otras normas. El tubo de dirección puede ser refrentado y luego las cazoletas se presionan en el tubo de dirección utilizando una prensa especial que asegura que estén cuadradas y verdaderas. La corona de la horquilla puede ser refrentada y luego la pista de la corona se presiona sobre la corona de la horquilla con una prensa especial que también se asegura de que esté cuadrada y verdadera. Luego, los cojinetes se colocan en la parte superior de la pista de la corona, después de lo cual el tubo de dirección se inserta en el tubo de dirección. Los cojinetes superiores se colocan en la cazoleta superior y la pista superior se atornilla al tubo de dirección. Una arandela, frecuentemente una arandela con chaveta , se coloca en la parte superior de la pista superior y una contratuerca se atornilla encima de eso.
El ajuste del juego de dirección para eliminar el juego se realiza de la siguiente manera: se atornilla el cono o pista superior hasta que haga contacto con los cojinetes en la copa superior. Se aplica una ligera precarga girando el cono superior 1/8 o 1/4 de vuelta más. A continuación, se aprieta la contratuerca y se comprueba el juego de dirección y su funcionamiento suave. Se realiza el reajuste según sea necesario.
El vástago, de tipo pluma, se fija al tubo de dirección de la horquilla mediante un perno expansor que se ajusta a través del vástago desde la parte superior con una cuña en la parte inferior; el vástago se ajusta dentro del tubo de dirección y se puede ajustar a la altura correcta sin alterar el juego de dirección. Para liberar el vástago y ajustarlo, afloje el perno de la parte superior del vástago un par de vueltas y déle un golpe seco para desenganchar la cuña.
Al igual que los juegos de dirección sin rosca, los juegos de dirección con rosca también pueden ser internos. En el diseño interno, las pistas y los conos están incrustados en el tubo de dirección, lo que crea una apariencia ordenada y estilizada. No se ve ningún componente entre la corona de la horquilla y el tubo de dirección, excepto quizás un anillo de plástico, y solo la contratuerca sobresale de la parte superior del tubo de dirección. En la imagen que se muestra del conjunto de dirección de Brodie Quantum 2016, la contratuerca está oculta a la vista por una cubierta de plástico. Las secciones superior e inferior ensanchadas del tubo de dirección contienen los cojinetes. Un vástago de eje hueco se inserta en el tubo de dirección.
El juego de dirección sin rosca es un diseño más reciente. La patente estadounidense 5095770 es propiedad de Cane Creek Cycling Components y expiró el 29 de septiembre de 2010. Los juegos de dirección de este tipo suelen denominarse por la marca registrada de Dia-Compe (ahora Cane Creek) "Aheadset", [2] [3] y se fabrican bajo licencia. Al igual que un juego de dirección tradicional, utiliza dos juegos de cojinetes y cazoletas de cojinetes. A diferencia de un juego de dirección roscado, un juego de dirección sin rosca no tiene una pista de dirección superior roscada ni utiliza un tubo de dirección roscado. En cambio, el tubo de dirección se extiende desde la horquilla hasta el tubo de dirección y por encima del juego de dirección, y se mantiene en su lugar mediante la potencia sujeta en la parte superior.
Para ajustar un juego de dirección sin rosca es necesario ajustar el perno de precarga (o perno de tapa) en la tapa de la parte superior del vástago. Este perno está conectado a una tuerca de estrella que se introduce en el tubo de dirección y que actúa como un ancla al sujetar el interior del tubo de dirección con una fuerza hacia abajo. La tuerca de estrella se puede reemplazar por una cuña autoexpandible en algunos diseños. El perno comprime el vástago hacia abajo sobre los espaciadores, generalmente de aluminio, que a su vez comprimen las copas de los cojinetes del juego de dirección. El perno de precarga no sujeta la horquilla a la bicicleta; una vez que se establece la precarga, se deben apretar los pernos del vástago para asegurar la horquilla en su lugar. El ajuste se debe realizar de manera que no haya juego en los cojinetes, pero que permita que la horquilla gire suavemente sin atascarse ni producir una fricción excesiva.
En el sistema de dirección sin rosca, los espaciadores son importantes para colocar el vástago y el perno de precarga en la posición correcta en el tubo de dirección. Por lo tanto, la altura de la columna de dirección se vuelve importante. El tubo de dirección de la horquilla debe cortarse a la longitud adecuada para que deje al menos una parte del tubo de dirección sobresaliendo por encima del juego de dirección para que la columna de dirección se sujete; si el tubo de dirección se corta más largo que la columna de dirección, se utilizan espaciadores para rellenar el hueco entre la columna de dirección y la arandela de compresión cónica. Los ciclistas que buscan la mayor distancia entre el sillín y el manillar para lograr una mejor aerodinámica a menudo prescinden de los espaciadores y cortan el tubo de dirección para que coincida exactamente con la altura de la columna de dirección más la altura de la columna de dirección.
Cortar el tubo de dirección a su longitud mínima evita cambiar a una potencia más alta o a cazoletas de dirección con una altura de pila más alta. Cualquier aumento en la altura del manillar después de este corte requiere la compra de una nueva horquilla, una potencia con una elevación más angular (algunas potencias se pueden girar para una mayor altura) o un adaptador especial que se sujeta al tubo de dirección y proporciona una posición de sujeción más alta para la potencia original. Además, muchos ciclistas que pueden tener menos flexibilidad que un corredor experimentado pueden desear ganar más altura en el manillar, reduciendo la caída del sillín al manillar y proporcionando una posición de conducción más erguida y cómoda. Si un propietario simplemente desea reemplazar el juego de dirección con uno que tenga una altura de pila ligeramente mayor, es posible que un taller de bicicletas o un fabricante de cuadros puedan fresar o reafilar el tubo de dirección para ganar 1-2 mm adicionales de altura de pila sin tener que reemplazar la horquilla. Muchos tubos de dirección de horquilla sin rosca se cortan más largos de lo necesario para permitir ajustes y el tubo de dirección sobre el vástago está repleto de espaciadores que se pueden mover por encima o por debajo del vástago para ajustar con precisión la altura del manillar. A menudo, estos espaciadores son de aluminio o fibra de carbono , pero también hay espaciadores de titanio disponibles.
Un desarrollo relativamente reciente, los juegos de dirección integrados eliminan las copas de rodamiento superior e inferior en los juegos de dirección sin rosca y, en su lugar, asientan los rodamientos directamente contra el tubo de dirección del cuadro. Favorecidos a veces por su atractivo estético, los juegos de dirección integrados reducen la cantidad de piezas involucradas en el ensamblaje del juego de dirección. Los estándares prominentes para juegos de dirección integrados incluyen el "IS" de Cane Creek [4] y el estándar de Campagnolo , que no tiene nombre aparte del nombre del fabricante. Chris King, un fabricante líder de juegos de dirección, ofrece un argumento vehemente contra la implementación de juegos de dirección integrados. [5] La base del argumento de King es que los tubos de dirección con "asientos" de rodamiento están lejos de ser mecanizados con una precisión razonable. Por lo tanto, los rodamientos del cartucho de los juegos de dirección se asientan algo sueltos en el tubo de dirección de la bicicleta (en lugar de estar ajustados a presión). Durante el uso, los rodamientos, bajo cargas de empuje, se balancearán en sus asientos y dañarán fácilmente el material más blando del cuadro (a menudo aluminio , aunque algunos cuadros de titanio se fabrican para juegos de dirección integrados). Si el cuadro sufre daños suficientes, no quedaría otra opción que sustituirlo, especialmente si está hecho de aleación de aluminio (el titanio y el acero se pueden reparar, pero normalmente con un coste elevado para el consumidor). King también sostiene que el juego de dirección integrado es en gran medida una medida de reducción de costes para muchos de los grandes fabricantes de bicicletas, ya que los juegos de dirección integrados son algo más baratos y requieren menos tiempo para instalarse.
Los juegos de dirección internos, a los que a veces se denominan juegos de dirección semiintegrados, incluyen todas las piezas de los juegos de dirección sin rosca convencionales, pero ubican los cojinetes dentro del tubo de dirección, en lugar de afuera. A diferencia de los juegos de dirección integrados, los juegos de dirección internos aún emplean copas entre los cojinetes y el cuadro en sí. Los estándares destacados en juegos de dirección internos incluyen InSet de Chris King y ZeroStack de Cane Creek. Estos diseños utilizan un diámetro de tubo de dirección interno de 44,0 mm. [6] [7]
Los juegos de dirección roscados han sido reemplazados recientemente por juegos de dirección sin rosca en bicicletas de mejor calidad por varias razones:
Los auriculares roscados también tienen algunas ventajas:
Al menos un fabricante, Cane Creek, ofrece kits de cojinetes de dirección sin rosca para el mercado de accesorios que permiten cambiar el ángulo del eje de dirección . [8] Cuando todo lo demás permanece igual, esto altera el recorrido geométrico de la bicicleta.
Los cojinetes de dirección de las bicicletas suelen ser cojinetes de bolas , ya sean bolas sueltas, bolas enjauladas o preselladas en un cartucho; también hay cojinetes de agujas disponibles. [9]
Es importante distinguir los diferentes estándares de rodamientos de cartucho en los juegos de dirección integrados de 1⅛″. Hay tres estándares integrados que no son compatibles entre sí. Los números (45/45, 36/45, 36/36) hacen referencia al ángulo del rodamiento de cartucho que utilizan. Todos estos rodamientos tienen un aspecto similar.
Estándar Campagnolo: 45/45 (a menudo denominado estándar Campagnolo). Es común en cuadros de BMX y cuadros para dirt jump derivados de BMX (como el Transition Trail-Or-Park). También son comunes en bicicletas de carretera. Los tres fabricantes más comunes son Campagnolo, FSA y Cane Creek. Los tubos de dirección con este estándar tienen un diámetro interior de 42,0 mm.
Estándar Cane Creek: 36/45. Muy común en cuadros de bicicletas de montaña y en una buena cantidad de cuadros de carretera. La mayoría de los cuadros fabricados por Giant que tienen tubos de dirección integrados utilizan este estándar (lo que equivale a una gran cantidad de bicicletas). Dos fabricantes importantes: FSA y Cane Creek. Los tubos de dirección con este estándar tienen un diámetro interno de 41,1 mm y Cane Creek afirma que sus juegos de dirección CC Standard encajarán en un tubo de dirección Campagnolo Standard utilizando una cuña de 0,25 mm debajo de la tapa superior del juego de dirección.
Estándar FSA: 36/36. Nadie utiliza este estándar para juegos de dirección totalmente integrados (rodamientos colocados en el cuadro), excepto algunas marcas especializadas. Todavía hay muchos rodamientos 36/36, ya que se utilizan en todos los juegos de dirección semiintegrados (copa interna) de FSA y también en algunos de sus juegos de dirección estándar.
Los fabricantes de cuadros y auriculares han desarrollado varios estándares de tamaño: [10]
Las cazoletas de dirección tradicionales se introducen a presión en un tubo de dirección cilíndrico . Algunas dimensiones estándar del tubo de dirección en el cuadro (para los modelos tradicionales y semiintegrados/ZeroStack) son:
Los cuadros de bicicleta con dirección integrada tienen cazoletas mecanizadas directamente en el cuadro y el rodamiento se asienta directamente en el cuadro en lugar de hacerlo mediante cazoletas instaladas por separado. Se necesitan menos herramientas en comparación con las cazoletas de rodamiento tradicionales que deben presionarse en el cuadro con herramientas especiales (o un martillo y un bloque de madera).
Los juegos de dirección de las bicicletas, en particular los que no tienen guardabarros, están expuestos al agua y a la suciedad que arroja la rueda delantera, lo que provoca óxido y un desgaste rápido. Los juegos de dirección de mejor calidad utilizan juntas de goma o juntas tóricas (faldón antipolvo) para intentar impedir la entrada del agua, con distintos grados de éxito. Existen bandas externas de neopreno con cierre de velcro para envolver y proteger la pista inferior, y se pueden quitar para limpiarlas. Algunos ciclistas quitan la horquilla y la vuelven a montar con una sección de cámara de aire vieja sobre la pista inferior, que cumple la misma función, aunque con menos comodidad.
En bicicletas que se conducen solo en condiciones secas y/o con guardabarros, el modo de falla normal es una muesca progresiva en la dirección, descrita como "indexación" en el mundo de la bicicleta, causada por picaduras en las pistas o falso brinelling , aunque el término surge de un malentendido de la causa; el verdadero brinelling es causado simplemente por presionar la bola axialmente en la pista, y es casi imposible reproducir este daño incluso golpeando la corona de la horquilla repetidamente con un martillo. Las picaduras son mucho más profundas en la parte delantera y trasera del tubo de dirección, y en realidad son causadas por la flexión de las hojas de la horquilla, que se transmite al tubo de dirección. Esto desalinea los cojinetes y causa fretting , un movimiento de tensión grande y de pequeña amplitud que arranca el metal de las pistas en los puntos donde descansan las bolas. [11]
La solución es tener una interfaz de 45 grados en el juego de dirección donde se pueda acomodar este movimiento de flexión, preservando la alineación relativa de las pistas y permitiendo que los rodamientos de bolas tomen cargas puramente axiales y rotacionales. Los juegos de dirección con rodamientos de cartucho Shimano logran esto al permitir que los cartuchos se muevan en relación con las copas presionadas, mientras que los juegos de dirección con rodamientos de rodillos Stronglight, y la mayoría de los juegos de dirección sin rosca, ahora tienen pistas superiores e inferiores sueltas que pueden moverse en relación con las copas. Por lo tanto, los juegos de dirección modernos rara vez sufren de falsos efectos Brinelling.
Un fallo menos común en el juego de dirección es en realidad un fallo en el cuadro. El tubo de dirección puede estirarse, lo que permite que una copa del juego de dirección, que se supone que debe ajustarse con interferencia, se afloje en el tubo. Los cuadros sin tacos son los más vulnerables; en un cuadro con tacos, el taco refuerza la parte superior e inferior del tubo de dirección y generalmente evita que se estire de este tipo. Una copa suelta se puede arreglar con un compuesto de retención como Loctite 660, y algunos fabricantes producen copas ligeramente más grandes para hacer frente a esta situación. Por lo general, es la copa inferior la que se ve afectada.
Para proporcionar un tope de cable para frenos cantilever delanteros o frenos de tiro central, se puede incorporar una percha en el juego de dirección, ya sea como parte de la arandela entre la pista superior y la tuerca de seguridad en el caso de juegos de dirección roscados, o como parte de un espaciador entre la pista superior y el vástago en el caso de juegos de dirección sin rosca.
