Una horquilla de bicicleta es la parte de una bicicleta que sujeta la rueda delantera.
Una horquilla normalmente consta de dos palas unidas en la parte superior mediante una corona de horquilla. La corona suele estar al frente. La mayoría de las horquillas de suspensión tienen un arco que conecta los dos lados de las bases (la parte conectada al eje). A menudo está delante de los montantes (el eje sobre el que se deslizan las bases), pero no siempre. Por encima de la corona, un tubo de dirección une la horquilla a la bicicleta y al manillar (a través de una potencia ), lo que permite al ciclista dirigir la bicicleta. El tubo de dirección de la horquilla interactúa con el cuadro a través de cojinetes llamados dirección montados en el tubo de dirección .
En la parte inferior de la horquilla, los extremos de la horquilla sujetan la rueda. Por lo general, el eje está atornillado a la horquilla o un pincho de liberación rápida pasa a través de un eje hueco, sujetando el eje a la horquilla. Una puntera de bicicleta (puntera, extremo del cuadro o extremo de la horquilla) es una ranura en el cuadro o la horquilla donde se fija el eje de la rueda.
El término horquilla también se utiliza a veces para describir la parte de una bicicleta que sostiene la rueda trasera, [1] que en las bicicletas ordinarias o de centavo del siglo XIX también era una horquilla de cuchillas. En la mayoría de los diseños de bicicletas modernas, la rueda trasera ahora está unida a un triángulo trasero que comprende el tubo del sillín , un par de tirantes y un par de vainas , en lugar de una horquilla real, pero el uso de la horquilla trasera persiste. [1]
Las horquillas tienen varias dimensiones clave que incluyen: desplazamiento, longitud, ancho, longitud del tubo de dirección y diámetro del tubo de dirección.
Las horquillas de bicicleta suelen tener un desplazamiento o inclinación ( que no debe confundirse con un uso algo diferente de la palabra inclinación con respecto a las horquillas de motocicleta ), que coloca los extremos de la horquilla delante del eje de dirección. Esto se logra curvando las hojas hacia adelante, inclinando las hojas rectas hacia adelante o colocando los extremos de la horquilla delante de la línea central de las hojas. Este último se utiliza en horquillas de suspensión que deben tener palas rectas para que funcione el mecanismo de suspensión. Las hojas curvas de la horquilla también pueden proporcionar cierta absorción de impactos.
El propósito de esta compensación es reducir la " traza ", la distancia que el punto de contacto con el suelo de la rueda delantera recorre detrás del punto donde el eje de dirección cruza el suelo. Demasiado camino hace que resulte difícil girar una bicicleta.
Las horquillas para bicicletas de carreras tienen un desplazamiento de 40-55 mm. [2] Para bicicletas de turismo y otros diseños, se debe tener en cuenta el ángulo de la cabeza del cuadro y el tamaño de la rueda al determinar la compensación, y existe una gama estrecha de compensaciones aceptables para brindar buenas características de manejo. La regla general es que un ángulo de cabeza más flojo requiere una horquilla con más desplazamiento, y las ruedas pequeñas requieren menos desplazamiento que las ruedas grandes.
La longitud de la horquilla generalmente se mide paralela al tubo de dirección desde la parte inferior de la pista del rodamiento inferior hasta el centro del eje de la rueda delantera. [3] Un estudio realizado en 1996 sobre 13 horquillas de carretera de 700c encontró una longitud máxima de 374,7 mm y una mínima de 363,5 mm. [ cita necesaria ]
El ancho de la horquilla, también llamado espaciado, se mide colinealmente con el eje de la rueda delantera entre los bordes interiores de los dos extremos de la horquilla. La mayoría de las horquillas modernas para adultos tienen un espacio de 100 mm. [4] Las horquillas para bicicletas de montaña de descenso diseñadas para ejes pasantes tienen un espacio de 110 mm. [4]
El tubo de dirección está dimensionado para acomodar solo los cojinetes de dirección, en el caso de un juego de dirección con rosca, o para contribuir a la altura deseada del manillar, en el caso de un juego de dirección sin rosca.
Al dimensionar una horquilla para un cuadro , el diámetro de la horquilla o del tubo de dirección (1″ o 1⅛″ o 1½″) no debe ser mayor que el del cuadro, y la longitud del tubo de dirección debe ser mayor pero aproximadamente igual a la longitud del tubo de dirección más la altura de la pila del auricular . Hay kits de adaptadores disponibles para permitir el uso de una horquilla de 1” en un cuadro diseñado para un tubo de dirección de 1⅛” o una horquilla de 1⅛” en un cuadro de 1½”.
Los fabricantes de bicicletas de alta gama, tanto de carretera como de montaña, han adoptado tubos de dirección cónicos como estándar de facto, con un diámetro exterior de 1⅛ ″ en la parte superior y un diámetro exterior de 1½ ″ en la parte inferior. [5]
Las palas deben tener la longitud adecuada para acomodar la rueda deseada y tener la cantidad correcta de inclinación para proporcionar la geometría de dirección aproximada prevista por el diseñador del cuadro. La longitud funcional de la horquilla normalmente se expresa en términos de longitud de carrera del eje a la corona (AC). Además, el eje de la rueda debe encajar en los extremos de la horquilla (normalmente un eje macizo o hueco de 9 mm, o un eje pasante de 20 mm). Algunos fabricantes han introducido horquillas y bujes compatibles con estándares patentados, como el eje de 24 mm de Maverick, el eje pasante Specialized de 25 mm y el sistema Lefty de Cannondale.
Los tubos de dirección de la horquilla pueden tener rosca o no, dependiendo del juego de dirección utilizado para fijar la horquilla al resto del cuadro de la bicicleta . Si es necesario , se puede roscar un tubo de dirección de acero sin rosca con una matriz adecuada . El paso de la rosca suele ser de 24 hilos por pulgada, excepto en algunos Raleigh antiguos que utilizan 26. [6]
En la mayoría de las bicicletas de montaña , la horquilla contiene un conjunto de amortiguadores , en cuyo caso las palas suelen consistir en tubos telescópicos superior e inferior y se denominan "patas". El recorrido de la suspensión y las características de manejo varían según el tipo de bicicleta de montaña para el que está diseñada la horquilla. Por ejemplo, los fabricantes producen diferentes horquillas para cross-country (XC), descenso y freeride. Las horquillas diseñadas para carreras XC suelen ser más ligeras, menos robustas y tienen menos recorrido de suspensión que las diseñadas para terrenos más accidentados y condiciones más extremas.
Los fabricantes populares de horquillas de suspensión incluyen Cannondale, Fox, SR Suntour, Manitou, Marzocchi y RockShox. [7]
El diseño de las horquillas de suspensión ha avanzado en los últimos años y las horquillas de suspensión se han vuelto cada vez más sofisticadas y diversas en diseño. La cantidad de recorrido de suspensión disponible ha aumentado con el tiempo. Cuando se introdujeron las horquillas de suspensión, se consideró suficiente un recorrido de 80 a 100 mm para una bicicleta de montaña de descenso. Normalmente, esta cantidad de recorrido se utiliza ahora en disciplinas XC, y las horquillas de descenso ofrecen ahora entre 150 y 200 mm de recorrido para afrontar terrenos extremos. Este no es el límite del recorrido de la horquilla de suspensión; por ejemplo, el Marzocchi Super Monster T ofrece 300 mm (12 pulgadas) de recorrido. [8]
Otros avances en el diseño incluyen recorrido ajustable que permite a los ciclistas adaptar el recorrido de la horquilla al perfil específico del terreno. Normalmente, se necesita menos recorrido de suspensión para terrenos cuesta arriba o planos que para terrenos cuesta abajo. Los diseños avanzados también suelen incluir la capacidad de bloquear la horquilla para eliminar o reducir drásticamente el recorrido de la horquilla para una conducción más eficiente sobre secciones lisas del terreno. En ocasiones, este bloqueo se puede activar de forma remota mediante un cable y una palanca en el manillar.
El amortiguador suele estar formado por dos partes: un muelle y un amortiguador o dashpot . El resorte puede implementarse con una bobina de acero o titanio, un elastómero o incluso aire comprimido. La elección del material del muelle influye decisivamente en las características de la horquilla en su conjunto. Las horquillas con resortes helicoidales suelen ser más pesadas que los diseños que utilizan resortes de aire comprimido, pero se diseñan más fácilmente para exhibir una respuesta lineal y Hookiana a lo largo de su recorrido. Reemplazar las bobinas de acero con bobinas de titanio en un diseño puede disminuir el peso del diseño pero genera un aumento en el gasto. Los resortes neumáticos utilizan la propiedad termodinámica de los gases de que sus presiones aumentan a medida que se comprimen adiabáticamente. Como el "resorte" lo proporciona aire en lugar de una bobina de metal, las horquillas con resortes neumáticos suelen ser más ligeras. Esto hace que su uso sea más común en los diseños XC. Otra ventaja de este tipo de diseño de horquilla es que la constante del resorte se puede ajustar ajustando la presión del aire. Esto permite adaptar la horquilla al peso del ciclista. Una desventaja de este diseño es la dificultad para lograr una respuesta lineal, ya que la presión varía aproximadamente de manera inversa (no lineal) con el volumen de un gas. A medida que la horquilla se comprime, aumenta la constante elástica efectiva de la horquilla. Aumentar el volumen de aire dentro del resorte puede reducir este efecto, pero en última instancia el volumen del resorte es limitado, ya que debe estar contenido dentro de la dimensión de la hoja de la horquilla.
El amortiguador generalmente obliga al aceite a pasar a través de una o más aberturas pequeñas o pilas de cuñas en la horquilla de suspensión. En algunos modelos, el resorte, el amortiguador o ambos se pueden ajustar según el peso del ciclista, el estilo de conducción, el terreno o cualquier combinación de estos u otros factores. Los dos componentes se pueden separar con el mecanismo de resorte en una pala y el amortiguador en la otra.
Se han probado muchas variaciones de diseño de horquillas a lo largo de los años. Varios todavía están en uso hoy.
Algunos han empleado enlaces para proporcionar la acción mecánica en lugar de depender de elementos telescópicos. Otros, en particular Cannondale, utilizan un único amortiguador integrado en el tubo de dirección, encima de la corona. Otro desarrollo reciente notable en la tecnología de horquillas es el Lauf Spring, que utiliza ballestas compuestas para proporcionar amortiguación y absorción de impactos mecánicos, al tiempo que ofrece una reducción de peso considerable en comparación con los diseños convencionales [9].
Algunos fabricantes, como Cannondale y Strida , ofrecen una horquilla con una sola pata. Muchas de las horquillas de una sola hoja de Cannondale, llamadas Lefty, son horquillas de suspensión, ya sea en configuración convencional o invertida. Estas horquillas utilizan rodamientos de agujas lineales sobre pistas octogonales para transmitir el par de dirección a la rueda, mientras que las horquillas de suspensión convencionales de dos palas utilizan cojinetes lineales tubulares. El uso de una horquilla Lefty requiere un buje Lefty especial, que se fija al extremo de la horquilla mediante un tornillo que presiona el buje sobre el eje que está fijado a la horquilla.
Las horquillas de pista tradicionalmente tienen hojas de sección redonda en lugar de la sección ovalada que se usa en las bicicletas de carretera, en parte porque una sección redonda es más rígida bajo las fuerzas laterales impuestas por los sprints frecuentes, pero principalmente porque los neumáticos de carreras en pista siempre son estrechos y no requieren el espacio adicional que se brinda. por láminas ovaladas. Las hojas redondas necesitan una corona de horquilla especial con casquillos redondos adecuados. No se pueden perforar horquillas para freno delantero si la bicicleta está destinada a usarse únicamente en un velódromo. La holgura entre el neumático y la parte inferior de la corona de la horquilla suele ser inferior a 5 mm.
No todas las horquillas giran sobre rodamientos instalados en un tubo de dirección. Las horquillas de las bicicletas Stridas y Pedersen giran alrededor de un eje externo a la horquilla, apoyado en dos puntos diferentes del cuadro. Una nueva tendencia en las bicicletas de triatlón es similar, llamada horquilla de bayoneta o de dirección externa, pero los cojinetes de pivote están en la parte superior e inferior de algo que todavía se parece a un tubo de dirección. [10]
Las horquillas se han fabricado en acero , aluminio , fibra de carbono , titanio , magnesio y varias combinaciones. Por ejemplo, una horquilla puede tener palas de fibra de carbono con una corona, un tubo de dirección o extremos de horquilla de aluminio.
En las horquillas rígidas, el material, la forma, el peso y el diseño de las horquillas pueden afectar notablemente la sensación y el manejo de la bicicleta. Las horquillas de fibra de carbono son populares en las bicicletas de carretera porque son livianas y también porque pueden diseñarse para disminuir y absorber las vibraciones de la superficie de la carretera.
También ha habido ejemplos de tenedores de madera. [11] [12] [13] Sin embargo, estos no han sido comunes en la era moderna.
Las horquillas pueden tener puntos de fijación para frenos, portabultos y guardabarros. Estos pueden estar ubicados en la corona, a lo largo de las palas y cerca de los extremos de la horquilla. Suelen ser orificios, roscados o no, y pueden estar ubicados en pestañas que sobresalen.
El término "horquilla trasera" se utiliza a veces para referirse a la parte del cuadro que sujeta la rueda trasera.
La horquilla de la Triad SL es lo que generalmente se conoce como horquilla de estilo bayoneta o de dirección externa.
Cada parte de la Splinter Bike está hecha de madera contrachapada de abedul, Lignum Vitae, Ekki o un viejo palo de escoba.
El cuadro, la horquilla y la potencia de la bicicleta Lagomorph de tamaño mediano, de 18 pulgadas (45,72 cm), están fabricados con trozos de nogal negro americano.
Esta construcción inicial era una bicicleta mayormente sólida con un tubo de sillín de aluminio envuelto en un laminado delgado, un gran tubo de dirección de madera con una funda de metal para el tubo de dirección, una horquilla de madera sólida con extremos de horquilla de metal y una tija de sillín de madera.
