En una bicicleta , el cassette o cluster [1] es el conjunto de múltiples piñones que se fija al buje de la rueda trasera . Un engranaje funciona con un desviador trasero para proporcionar múltiples relaciones de transmisión al ciclista. Los casetes vienen en dos variedades, ruedas libres o casetes , de los cuales los casetes son un desarrollo más reciente. Aunque los casetes y las ruedas libres realizan la misma función y lucen casi iguales cuando se instalan, tienen diferencias mecánicas importantes y no son intercambiables.
Una rueda libre (también conocida como bloque ) consta de una sola rueda dentada o un conjunto de ruedas dentadas montadas en un cuerpo que contiene un mecanismo de trinquete interno y se monta en un cubo roscado. Los bujes traseros roscados estaban disponibles en diferentes patrones de rosca según el país de fabricación, siendo las roscas francesas y británicas las más comunes. El hilo del British Cycle Engineers Institute (CEI) se adoptó como estándar internacional [ ¿cuándo? ] y ahora se conoce como ciclo estándar británico (BSC). Se trata de una rosca derecha estandarizada de 1-3/8″-24 TPI (M34,925×1,058 mm) sobre la que se atornilla una rueda libre estándar. [2] Esto permite montar diferentes marcas de ruedas libres en diferentes marcas de bujes.
La principal desventaja del diseño de rueda libre de múltiples ruedas dentadas es que el cojinete del lado motriz está ubicado dentro de la rueda libre y, a medida que se agregaron las ruedas dentadas con el tiempo, el cojinete se movió hacia adentro, más lejos del soporte del eje del lado motriz. Esto resultó en una mayor tensión de flexión sobre el eje , que puede doblarse o incluso romperse. Las ruedas libres de varias velocidades eran comunes en las bicicletas de alta calidad hasta finales de los años 1980. [3] Suntour — Maeda Industries (Japón) introdujo una rueda libre compacta de 6 velocidades que reducía el espacio entre las ruedas dentadas y tenía el mismo ancho que una rueda libre estándar de 5 velocidades, pero requería una cadena más estrecha que la estándar. El concepto fue copiado por los fabricantes europeos de ruedas libres Regina (Italia) y Maillard (Francia). [4] A medida que el número de ruedas dentadas en una rueda libre múltiple aumentó y se hizo físicamente más ancha, el diseño de rueda libre superó el problema de eje/cojinete asociado con las mazas roscadas y comenzó a reemplazar el diseño de rueda libre. Hoy [ ¿ cuándo? ] es raro encontrar una rueda libre en una bicicleta nueva con más de 7 velocidades. Algunas bicicletas nuevas de una sola velocidad , especialmente bicicletas BMX y utilitarias , y bicicletas multimarchas de gama baja continúan fabricándose y vendiéndose con ruedas libres.
Las fuerzas del pedaleo aprietan una rueda libre en el buje, por lo que no se requiere ninguna herramienta para instalarla. El mecanismo de trinquete evita que la rueda libre se afloje cuando se giran las ruedas dentadas en el sentido contrario a las agujas del reloj. Se puede quitar una rueda libre del cubo con una de las muchas herramientas específicas para quitar ruedas libres que encajan en una ranura o un conjunto de muescas en el extremo exterior de la rueda libre. La extracción a menudo requiere un esfuerzo considerable debido al gran par que aprieta la rueda libre durante el pedaleo, y algunas ruedas libres no se pueden quitar intactas. La futura extracción de una rueda libre se facilita engrasando las roscas de la rueda libre antes de la instalación.
Los casetes se distinguen de las ruedas libres porque tienen una serie de estrías rectas que forman la conexión mecánica entre las ruedas dentadas y el buje compatible con el casete, llamado buje libre , que contiene el mecanismo de trinquete. Todo el casete se sujeta al cubo mediante un anillo de seguridad roscado . Algunos sistemas de casete de finales de los 80 y principios de los 90 utilizan una pequeña rueda dentada roscada para sujetar las ruedas dentadas estriadas más grandes. Los casetes se parecen a las ruedas libres cuando están instalados, pero son claramente diferentes cuando se retiran, ya que no contienen un mecanismo de trinquete interno de la rueda libre.
Las ruedas dentadas de un casete generalmente se mantienen unidas mediante tres pequeños pernos o remaches para facilitar la instalación. Estos mantienen las ruedas dentadas y los espaciadores en el orden y posición correctos cuando se retiran del cuerpo de la rueda libre. Cuando es necesario reemplazar los piñones debido al desgaste o el usuario desea cambiar las relaciones de transmisión disponibles, solo se reemplazan los piñones, no el mecanismo de trinquete. Los casetes también permiten el uso de ruedas dentadas con menos dientes, como en los sistemas de microaccionamiento . [5]
El mecanismo de trinquete, conocido como cuerpo de buje libre, todavía es reemplazable en la mayoría de los bujes, pero forma una parte estructural del buje. Los sistemas de casete tienen una gran ventaja porque el cojinete del eje del lado motriz puede estar cerca del bastidor, en lugar de estar hacia el centro del eje detrás de la rueda libre. Esto reduce en gran medida la tensión en el eje trasero, lo que hace que los ejes doblados o rotos sean extremadamente raros.
Desde su introducción a finales de la década de 1970 [6], los casetes se han utilizado en un número cada vez mayor de bicicletas, empezando por las de gama alta y, con el tiempo, estando disponibles en bicicletas menos costosas. Hoy [ ¿ cuándo? ] la gran mayoría de las bicicletas con cambio de marchas utilizan este diseño más nuevo.
Con el tiempo, el número de ruedas dentadas en un engranaje ha aumentado, de 3 o 4 antes de la Segunda Guerra Mundial , a 5 utilizadas entre los años 1950 y 1970, hasta los 8, 9, 10, 11, 12 e incluso 13 en la década de 1970. Década de 2010 [ ¿cuándo? ] que se encuentra en las bicicletas modernas. A medida que se agregaron más piñones traseros, la combinación se hizo más amplia y el espacio entre los piñones se hizo más estrecho. Una de las formas de hacer espacio para esto fue aumentar la longitud del eje (medida como la distancia de la contratuerca - ANTIGUO. [7] ), lo que requirió más plato en el lado de tracción trasera con un cubo roscado para centrar la rueda. en el marco. El espacio entre las pestañas del buje no se redujo en los bujes roscados, sino que la longitud del eje aumentó de 120 mm ANTIGUO (5 velocidades/compacto-6) a 126 mm ANTIGUO (6 velocidades/compacto-7) hasta 130 mm ANTIGUO (7 velocidades -velocidad) para una bicicleta de carretera. La separación trasera de una MTB suele ser de 135 mm ANTIGUA. Otra ventaja de los bujes de cassette Shimano introducidos a partir de 1978 fue que las bridas del buje trasero estaban más separadas que las de un buje roscado, por lo que construyeron una rueda más resistente con menos plato y sin el problema de una mayor tensión en los rodamientos o fallas del eje.
Antes de la introducción del cambio indexado , el ancho de una rueda libre de 5 velocidades o compacta de 6 era de aproximadamente 32 mm; la introducción del cambio indexado supuestamente hizo necesario el espaciado estandarizado de las ruedas dentadas. Shimano y Campagnolo idearon estándares independientes, y SRAM luego siguió el ejemplo de Shimano con respecto al espacio entre las ruedas dentadas y el ancho del casete. El ancho de los primeros casetes Shimano de 6 y 7 velocidades era de 36 mm, y los primeros de 8 velocidades, de 40 mm. Luego, Shimano volvió a cambiar y estandarizó los casetes de 8 a 11 velocidades en 41,5 mm y los casetes de 7 velocidades de segunda generación en 38 mm. La ampliación del soporte de la rueda dentada en los bujes del casete a 41,5 mm resultó en una reducción de la distancia entre las pestañas del buje.
Para Shimano y SRAM, el espaciado de los casetes se desarrolló de la siguiente manera. Los primeros casetes Shimano de 7 velocidades tienen 36 mm de ancho y un espacio entre piñones de 3,65 mm, pero las palancas y los desviadores traseros no son compatibles con los casetes Shimano de 7 velocidades posteriores, que tienen 38 mm de ancho y un espacio entre piñones de 3,2 mm. Un cassette de 8 velocidades es 41,5 mm más ancho que un Shimano 7 de segunda generación. Esto da como resultado palancas de cambio funcionalmente compatibles, pero cuerpos de rueda libre específicos, o requiere el uso de un espaciador con un cassette de 7 velocidades en un buje de 8 velocidades. Los cassettes de 8 y 9 velocidades y los cuerpos de rueda libre tienen el mismo ancho (41,5 mm), pero los piñones de 9 velocidades están más juntos; Como resultado, las palancas de cambio no son compatibles, pero utilizan los mismos cuerpos de rueda libre. Este desarrollo continuó con los casetes de 10 velocidades, pero se diversificó para los casetes de 11 velocidades. Con ellos surgieron nuevos cuerpos de rueda libre que eran más anchos (Shimano de carretera de 11 velocidades) o completamente diferentes (SRAM XD, XDr, que difieren en ancho y ambos ofrecen espacio para un piñón de 10 dientes). Para 12 velocidades, Shimano también introdujo un nuevo cuerpo de rueda libre (Microspline).
Esta progresión ha proporcionado un ajuste más fino de la relación de transmisión; sin embargo, el uso de piezas metálicas más delgadas ha tenido el efecto de acortar la vida útil de la cadena y las ruedas dentadas debido al llamado " estiramiento " de la cadena. Esto se debe a la abrasión por fricción de las superficies de carga de la cadena, lo que provoca un alargamiento. Como tal, la cadena y las ruedas dentadas de un sistema de 9 velocidades requieren un reemplazo más frecuente que un sistema de 8 velocidades. [ cita necesaria ] El estrechamiento de las pestañas del cubo ha creado más plato en la rueda, lo que la debilita si todos los demás factores son iguales, pero las mejoras en la resistencia y confiabilidad de los radios y las llantas han más que equilibrado esto, y la rueda La fuerza es generalmente mayor a pesar del plato aumentado.
Las rampas de cambio son perfiles de dientes complejos, en las ruedas dentadas traseras y en los platos delanteros , diseñados para recoger y soltar la cadena durante el cambio. Permiten cambios bajo mayor carga de lo que antes era posible y cambios más suaves y limpios. Los diferentes sistemas tienen la marca Hyperglide de Shimano , UltraDrive de Campagnolo y OpenGlide de SRAM . La cadena en sí está fabricada específicamente para facilitar los cambios y para interactuar con las rampas de cambios de un fabricante en particular; El uso de un tipo diferente de cadena puede provocar cambios subóptimos.
Actualmente, con un buje de casete se puede utilizar una rueda dentada tan pequeña como de 8 dientes.
Lo más pequeño que puede llegar a ser un buje de rueda libre es 13t.