Ciclismo - Preparazione al Ciclismo





Il Movimento Centrale
di Mosè Necchio

Seppur poco visibile perché ben protetto all’interno dell’apposita scatola, il Movimento Centrale, costituisce parte integrante del sistema trasmissione. Questi, infatti, con la sua lunghezza influenza una serie di parametri tra di loro concatenati che se non opportunamente considerati rendono vano, se non impossibile, la perfetta regolazione di buona parte della trasmissione stessa. Di primo acchito, l’affermazione potrebbe sembrare un po’ esagerata. Obiettivo di questo articolo è di analizzare il movimento centrale ed il ruolo che assume sul sistema trasmissione. 

La genesi

rmov1.gif (6416 bytes)Il particolare, nel corso dell’evoluzione della bicicletta, non ha subito radicali cambiamenti. In effetti, l’elemento è sempre stato caratterizzato da un albero sostenuto, in prossimità delle estremità, da supporti che col tempo si sono evoluti da bronzine, a gabbie di sfere, a cuscinetti. La parte che in effetti si è modificata maggiormente sono le estremità che accolgono le pedivelle. Da sistemi con perno traversale e vite di bloccaggio, attualmente ancora largamente utilizzato nelle biciclette da passeggio, a sistemi con quadro conico che ben conosciamo, per finire con le recenti versione Shimano con profili scanalati adottata nei nuovi gruppi strada e mountain bike. A parziale beneficio del nostro portafoglio è intervenuta un’ulteriore tendenza che ha portato dall’avere un movimento centrale sigillato, cioè con parti non sostituibili, a un insieme completamente smontabile ma soprattutto revisionabile.

Morfologia

Le parti costituenti un movimento centrale non sono moltissime. La macchina, meccanicamente parlando, è costituita da un albero d’acciaio (o titanio) di lunghezza opportuna, ricavato per forgiatura o per lavorazione dal pieno. Alle estremità del perno sono presenti tronchi di piramide o comunemente detti "Quadri conici" che hanno lo scopo di alloggiate e bloccare le pedivelle. Il perno viene supportato da una copia di cuscinetti che ne garantiscono inoltre la perfetta rotazione e centraggio rispetto la scatola di contenimento ricavata nel telaio. Per finire, ma rimando alle illustrazioni per maggiori chiarimenti, il tutto viene bloccato dalle relative ghiere e distanziale. Le pedivelle vengono, come in parte anticipato, bloccate attraverso i quadri conici e dall’azione di due bulloni che vengono avvitati sui relativi fori, generalmente filettati da M8X1, anch’essi ricavati longitudinalmente sul perno del movimento centrale. Seppur molto semplice, il movimento centrale si può presentare con "Vestiti" diversi. Alcune aziende preferiscono sistemi ermetici, cioè il tutto sigillato e non smontabile, mentre altre forniscono il tutto completamente smontabile e revisionabile per la sostituzione, ad esempio, delle parti che si consumano: nella maggior parte dei casi i cuscinetti. Come risulta visibile dall’immagine d’apertura, i sistemi di bloccaggio al telaio possono variare da ghiere esterne a ghiere interne o addirittura a sistemi molto semplici costituiti da due anelli elastici (seeger) che tengono in posizione cuscinetti e perno centrale attraverso le relative cave ricavate nella scatola del movimento stesso. A complicare il tutto intervengono inoltre gli standard e le consuetudini adottate dai vari costruttori. Possiamo, infatti, trovare telai, e di conseguenza movimenti centrali, con filettature realizzate secondo due tendenze denominate "Filetto italiano" o "Filetto inglese". Da precisare, inoltre che le ghiere di serraggio del sistema sono filettate una destrorsa, e l’opposta sinistrorsa. In dettaglio: la parte destra del telaio (rispetto il senso di marcia) presenterà una filettatura sinistrorsa, mentre la parte sinistra una filettatura destrorsa. Il tutto finalizzato ad evitare l’allentamento delle ghiere ad opera di vibrazioni o altro. Le ghiere possono essere a scomparsa oppure parzialmente esterne, da svitarsi attraverso chiavi a compasso, a forcella oppure poligonale interna. C’è di che sbizzarrirsi !

Le forze in gioco

rmov2.gif (5553 bytes)Le forze che agiscono sull’albero durante l’azione della pedalata portano a sollecitare l’organo meccanico a torsione ed in minima parte a flessione. Rotture dell’albero sono rarissime: queste generalmente sono imputabili a difetti di fabbricazione o di trattamento termico. Il materiale impiegato può variare da acciai più o meno nobili a materiali esotici quali le leghe di titanio impiegate per la costruzione di movimenti centrali particolarmente leggeri e resistenti: sul mercato si possono reperire "Gioielli" da meno di 150 gr di peso. Il tutto, come avrete certamente immaginato, regolamentato dal nobile principio commerciale che il prezzo è inversamente proporzionale al peso: più un pezzo è leggero e più risulta costoso. Le parti che in effetti possono usurarsi nel tempo sono essenzialmente i cuscinetti e le guarnizioni di tenuta. I primi hanno una durata limitata non solo a causa delle sollecitazioni ma anche a causa di agenti esterni quali: sporcizia, variazione di temperatura ma soprattutto ... eccesso di pulizia attraverso idropulitrici con acqua in pressione. Infatti, l’acqua che fuoriesce dall’ugello della pistola erogatrice vince la tenuta ermetica delle guarnizioni e penetra, insieme alla sporcizia che pensavamo di eliminare, all’interno degli interstizi esistenti tra ralle, sfere e grasso, evacuando quest’ultimo e rendendo le parti interne ... umide e quindi soggette all’azione della corrosione (ruggine) e abrasione causata dallo sfregamento dei granelli sabbia. Da un punto di vista teorico, la durata dei cuscinetti dipende dalle dimensioni degli stessi quindi da un coefficiente di carico che varia da tipo a tipo, dal numero di giri, dall’impiego, dal tipo di lubrificazione, ecc. Risulta molto difficile per noi, comuni mortali, programmare con esattezza il momento esatto per la sostituzione dei cuscinetti o, in caso di sistemi ermetici, dell’intero movimento centrale. Di conseguenza il tutto viene da se. Tuttavia, con una efficace manutenzione preventiva, la vita dell’insieme può prolungarsi sensibilmente.

La linea catena

rmov3.gif (8605 bytes)Scatola, movimento centrale, pedivella destra e corone condizionano quello che viene comunemente definito dagli addetti ai lavori "Linea catena" o LC. Questo parametro, spesso trascurato oppure addirittura sconosciuto, è di fondamentale importanza per tutto il sistema di trasmissione. Questi, espresso in millimetri, rappresenta la distanza esistente tra la mezzeria del telaio e piano di rotazione della mezzeria dei denti della corona: considerando, per comodità, una bicicletta con un solo rapporto anteriore. La LC risulta tuttavia molto importante anche per trasmissioni doppie o triple indipendentemente dal numero di rapporti al pignone. Nella trasmissione a singola velocità è fondamentale il raggiungimento di un perfetto allineamento tra corona e pignone. Seppur la catena è in grado di flettere lateralmente, con l’utilizzo una trasmissione mal allineata tenderà ad usurarsi precocemente ed in modo non omogeneo. Tuttavia, anche per trasmissioni a più velocità, dove la catena "Lavora" non in linea, la LC è di importanza determinante. La LC di conseguenza dipende da diversi fattori: dalla larghezza della scatola, dalla lunghezza del perno del Movimento Centrale e dalla posizione relativa assunta dalla corona che a sua volta dipende dalla pedivella destra. Non sempre tuttavia potremmo trovarci in presenza di una scatola movimento centrale perfettamente simmetrica rispetto la mezzeria del telaio; perciò il movimento centrale relativo avrà adeguate caratteristiche. Tornando alla LC, questa condiziona la distanza tra i forcellini posteriori ovvero la larghezza tra le battute del mozzo posteriore. Al fine di ottenere coincidenza tra la mezzeria di cerchio-pneumatico, la campanatura della ruota dovrà essere realizzata di conseguenza. Entrando un po’ più in dettaglio su quanto avviene per la ruota posteriore, è da rilevare che nel caso di trasmissioni multiple (pignone a più velocità) l’asse di mezzeria del cerchio non coincide con la mezzeria delle flange di alloggiamento dei raggi. Tra i due piani può esistere uno scostamento, chiamato "Offset" dagli addetti ai lavori, contenuto tra 7¸ 8 mm. Ne consegue che l’offset condiziona l’angolo dei raggi che risulta differente tra lato destro e lato sinistro della ruota. In altre parole, i raggi del lato pignone/ruota libera risulteranno un po’ più prossimi alla verticale che quelli presenti sul lato opposto; questi saranno inoltre più corti e maggiormente sollecitati. Come potrete notare, la LC condiziona un bel po’ di regolazioni. In caso di doppia corona anteriore, la LC è riferita alla mezzeria tra i due piani di rotazione delle corone stesse; per la tripla la LC è riferita alla corona centrale. Nelle trasmissioni multiple l’ottimale LC non è ricercata al fine di ottimizzare di consumi di materiali o rendimenti, bensì per l’ottimale funzionamento di cambio e deragliatore che dovranno consentire qualsiasi combinazione di rapporti evitando interferenze tra catena e parti mobili del sistema cambio-deragliatore.

Il perno

rmov4.gif (13980 bytes)Dalla chiacchierata sulla linea catena, si può facilmente intuire che al fine di preservare la LC voluta dal progettista del telaio o della guarnitura, si dovrà agire sulla lunghezza del perno del movimento centrale. La misure prodotte dai principali costruttori variano da poco più di 100 a oltre 130 mm con progressione variabile di millimetro a millimetro: una notevole gamma di lunghezze proporzionata all’importanza assunta dalla LC. Ulteriore fattore che interviene a complicare la vita sono la consuetudine di realizzare telai con larghezza della scatola del movimento variabile in funzione del fatto che questi sia di provenienza americana, 73 mm, oppure italiana, 68 mm MTB e 70 mm strada.
Ulteriori aspetti legati al perno concorrono a complicarci la vita. La forma e le dimensioni del quadro conico sono regolamentati da normative che ne definiscono tutti gli aspetti dimensionali e di tolleranza di realizzazione. Purtroppo l’industria ciclistica ha la possibilità di seguire due strade diverse. Infatti esistono ben due standard di quadro conico: uno secondo ISO (di definizione europea) e l’altro secondo lo standard giapponese JIS. In Europa è largamente utilizzata la prima normativa, tuttavia, importando parecchi componenti dall’estero: dal Giappone e dagli USA, non è raro imbatterci in movimenti centrali costruiti adottando questo secondo standard. In realtà le differenze dimensionali sono simili. Entrambe le normative prevedono che la conicità totale sia di 4° (2° di semiconicità) mentre la differenza risiede sulla dimensione del lato del quadro misurato sull’estremità superiore: 12.6 per l’ISO e 12.65 per il JIS (al netto delle tolleranze). Anche se 5 centesimi di millimetro potrebbero risultare trascurabili, in realtà, in presenza di una calettamento conico la posizione della guarnitura sul perno risulta differire di quasi un millimetro che provoca un diverso valore di LC. La stessa considerazione vale anche per le guarniture provenienti da oltre oceano che spesso prevedono un diverso standard e tenderanno ad avvicinarsi maggiormente alla scatola del movimento centrale.


Gli standard in uso non sempre consentono una totale compatibilità dei particolari: una irrisoria differenza di 0.05 mm del quadro conico porta uno spostamento longitudinale di quasi un millimetro.

La manutenzione

rmov7.gif (10568 bytes)Quanto segue non è per ovvie ragioni applicabile ai sistemi a "Cartuccia" non disassemblabili. La manutenzione di un movimento centrale è relativamente semplice. Relativamente, in quanto risultano necessari attrezzi ed estrattori che normalmente non sono presenti tra gli utensili di casa. La sequenza di smontaggio del movimento centrale dalla sua sede prevede anche la rimozione di entrambe le pedivelle che nella maggior parte dei casi deve essere eseguita utilizzando l’apposito estrattore avvitato sulle pedivelle stesse. Inoltre, alcuni sistemi prevedono per lo smontaggio utensili venduti solo unicamente ai meccanici specializzati. Ipotizzando di disporre tutta la strumentazione idonea la manutenzione si riduce al controllo del gioco del perno sui cuscinetti e all’ingrassaggio periodico del calettamento conico tra perno e pedivelle. È inoltre consigliabile controllare periodicamente il bloccaggio e la posizione relativa di tutto il sistema rispetto la scatola movimento. Per ultimo, ma non meno importante è la forza con cui vengono serrati i bulloni di bloccaggio delle pedivelle sul perno. Questa deve essere adeguata ma non eccessiva. Infatti, se la coppia di serraggio applicata è eccessiva, la pedivella tende a penetrare più del previsto variando la LC ma soprattutto potrebbe essere sollecitata in modo anomalo con conseguenze imprevedibili per la durata. La coppia consigliata per questi bulloni è di circa 3.5 Kg.mt (30¸ 35 N.mt).

Le tendenze

Il movimento centrale Shimano rappresentato nelle illustrazioni rappresenta l’ultimo grido in fatto di moda e tendenza dei costruttori di gruppi ed accessori.
Analizzando più in dettaglio l’ "Oggetto" scopriamo che, oltre alla vistosa assenza del quadro conico sostituito da un rivoluzionario sistema di trascinamento a profili scanalati, il sistema di fissaggio della pedivella con bullone da M8x1 è stato sostituito da un nuovo tipo di bullone dal diametro ben più grande. La centratura sul perno della guarnitura e della pedivella sinistra è affidata ad una porzione di albero rettificato e calibrato posta in prossimità della zona scanalata. Il tutto realizzato con lavorazioni meccaniche di precisione e completamente smontabile per revisioni ed eventuali riparazioni. Ulteriore novità è costituita dal doppio impiego di gabbie a sfera e a rulli per il sostentamento e la rotazione del perno. Fortunatamente la casa giapponese non ha cambiato anche il sistema di fissaggio al telaio ... Questi, infatti, rimane come da tradizione a ghiere esterne e di diametro e passo tradizionali: italiano o inglese.

In conclusione ...

rmov8.gif (11647 bytes)Con l’introduzione dei nuovi gruppi, la Shimano sta tentando un colpo commerciale non indifferente che potrebbe avvantaggiarla nei confronti dei concorrenti diretti e non per gli anni a venire purtroppo a discapito di noi potenziali clienti. Il colosso giapponese, infatti, con il rivoluzionario sistema di calettamento delle pedivelle, desidera imporre un nuovo standard che potrebbe spiazzare tutte quelle aziende che producono componenti ed accessori alternativi. Da un punto di vista strategico-aziendale, la scelta giapponese è sicuramente ambiziosa ma da un altro punto di vista un po’ presuntuosa. Il fatto di tentare di forzare il mercato in una direzione diversa dalla standardizzazione dei componenti, o per lo meno delle loro caratteristiche morfologiche principali, obbligherà coloro che adotteranno i componenti giapponesi a sottostare ad una politica di prezzi monopolistica.
Fortunatamente, ma non so quanto durerà, la principale concorrente, la Campagnolo, sembra non stia seguendo l’esempio Shimano quindi una bella fetta di utenti continuerà ad utilizzare componenti intercambiabili, facilmente reperibili sul mercato ma soprattutto con prezzi in concorrenza.
Ben venga il libero mercato e gli standard.

Copyright Mosè Necchio 1998
necchiom@yahoo.com
per avere ulteriori chiarimenti consultate il  sito Rally del PO


 

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