En los tiempos de las bicicletas de acero y aluminio, e incluso en los primeros cuadros de carbono, los sistemas de cajas de pedalier y de dirección trabajaban con estándares bien definidos.
En el caso de las cajas de pedalier y para carretera trabajábamos fundamentalmente con dos anchos, 68 mm para todos y 70 mm en el caso de los italianos. Los tipos de roscado eran básicamente tres: BSA (rosca inglesa – roscado en lado derecho invertido-), francesa e italiana (estas sin rosca derecha invertida), a los cuales había que añadir la suiza, que era igual que la francesa con roscado derecho invertido.
Para las cajas de dirección se trabajaba fundamentalmente con dos tipos de roscados y con diámetros que solo diferían en 2mm.
El proceso que seguíamos los mecánicos era hacer los roscados en la caja de pedalier (en el caso de la caja flotante Mavic no había roscas, pero se debía hacer un mecanizado cónico), garantizando la perpendicularidad al cuadro y en el caso de la horquilla, también realizar la rosca y limar una pequeña parte de ella para poner una arandela de seguridad (ver imagen 1).
1 pulgada
Para realizar esta mecanización se debía disponer de las herramientas adecuadas para hacer los roscados y garantizar su alineamiento, era pues necesario un conocimiento y habilidad profesional para garantizar buenos resultados.
Centrándonos primero en las cajas de dirección, vemos que las direcciones roscadas tenían un sistema de potencia, fijada con un expansor, que nos permitía regular en altura la misma. A principios de temporada podíamos llevar una postura más erguida y a medida que acostumbrábamos nuestro cuerpo podíamos bajar para mejorar la aerodinámica. El sistema era extremadamente fácil de ajustar, podíamos regularlo para personas con requerimientos distintos en la misma bicicleta y una vez ajustado no era fácil que hubiese juego, excepto por desgaste extremo.
En el caso de la dirección ahead, debemos cortar el tubo de dirección a la altura necesaria (ver imagen 2) y eso condiciona cualquier cambio o ajuste posterior, por tanto, se recurre a dejar los antiestéticos aros de ajuste y así tener un poco de juego en caso de cambio de usuario o de posición corporal (ver imagen 3a y 3b).
La dirección ahead se fija con una araña dentro del tubo dirección (quien esto escribe considera este sistema una gran chapuza, barata, pero chapuza) o con un expansor copiado de las antiguas potencias (¡que ironía!).
¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de cada sistema?
Dirección roscada
Ventajas
- Regulación de altura extremadamente fácil.
- Posibilidad de juego (desajuste mecánico) reducida.
- Intercambio de componentes de diferentes marcas muy facilitado.
- Gran rigidez.
- Elegancia en el diseño.
Inconvenientes
- Montaje más difícil, necesaria más capacitación profesional del mecánico.
- No existen soluciones cónicas (diferente ancho en extremo inferior y superior de tubo de dirección) aunque sería perfectamente posible.
- Necesidad de herramientas específicas complejas.
- Peso incrementando.
Dirección ahead
Ventajas
- Montaje más fácil, no necesaria una gran capacitación profesional del mecánico.
- Existen soluciones cónicas, que confieren gran rigidez al conjunto.
- Facilidad en el cambio de longitud de potencia, sin desmontaje de sistemas de frenado y cambio.
- Tiempo de montaje muy corto y sin herramientas específicas complejas.
- Ligereza.
Inconvenientes
- Regulación dificultosa de la altura de la dirección, se necesitan aros de ajuste o arriesgarse a cortar el tubo de dirección (irreversible)
- Posibilidad de juego alta, con el consiguiente desgaste de rodamientos y peligro en la conducción.
- Rigidez comprometida en caso de un mal mantenimiento.
Personalmente, como ingeniero, la solución roscada me parece más robusta y una solución mecánica más elegante y segura. La dirección ahead permite una mayor ligereza y profesionales mecánicos menos capacitados, con una gran reducción de los tiempos de montaje.
Seguramente la dirección ahead se impuso por la facilidad y coste de industrialización, y en menor medida por su ligereza.
Bajando por el tubo diagonal pasamos de la caja de dirección a la caja de pedalier.
En el pasado el mantenimiento de la posición del eje y sus rodamientos era por roscado (una rosca es simplemente un plano inclinado helicoidal y este asegura el rozamiento necesario para inmovilizar las piezas, ver imagen 4a y 4b). En los sistemas actuales, como el press fit, este rozamiento de inmovilización se logra por la presión que ejerce el propio cuadro sobre los rodamientos, un sistema que requiere de presión extrema para montaje y desmontaje y que puede dañar los rodamientos si los queremos reaprovechar en su mantenimiento. El eje ya no es independiente, si no que va unido a las bielas, de manera que la rigidez del conjunto es muy alta. Veamos la comparación entre los dos sistemas.
Caja de pedalier tradicional con eje independiente y cazoletas roscadas
Ventajas
- Intercambio de componentes de diferentes marcas muy facilitado.
- Elegancia en el diseño.
- Facilidad para hacer conjuntos sellados de mantenimiento nulo y sin necesidad de ajuste.
- Rodaje más fino, con menor calidad de rodamientos.
Inconvenientes
- Montaje más difícil, necesaria más capacitación profesional del mecánico.
- Necesidad de herramientas específicas complejas.
- Peso incrementando.
- Rigidez menor con eje independiente.
- Regulación compleja.
- Posibilidad de juego (desajuste mecánico) elevada; excepto en cajas selladas.
Cajas Press Fit
Ventajas
- Montaje más fácil, no necesaria una gran capacitación profesional del mecánico.
- Tiempo de montaje muy corto y sin herramientas específicas complejas.
- Ligereza.
- Gran rigidez.
Inconvenientes
- En montaje y desmontaje los rodamientos sufren y el cuadro sufre grandes variaciones de presión.
- Mantenimiento difícil para aficionados.
- Múltiples estándares y diseños que complican la elección de distintos fabricantes.
- Los rodamientos son sellados, pero no el conjunto eje-rodamiento, lo cual deja expuesto al eje y a su deterioro prematuro.
- Necesidad de rodamientos de alta calidad para un rodaje fino.
Otros sistemas se realizaron también, como la típica cazoleta roscada de Shimano (ver imagen 5), en lugar de presionada, lo cual facilita el mantenimiento y la duración del rodamiento y su posterior reutilización, aunque sigue siendo imposible el sellado del conjunto eje-rodamientos.
Como siempre en la tecnología, y la bicicleta no es una excepción, hay cambios, unos que realmente aportan soluciones y otros que son impuestos por que son un beneficio económico para los fabricantes. También hay cambios por emulación de lo realmente necesario en competición o a la inversa si el fabricante quiere masificar una nueva solución tecnológica que obligue a la actualización, y consiguiente gasto económico, del parque existente.
La opinión del que esto escribe en su doble faceta de ingeniero y mecánico es que no se consiguen unas prestaciones muy superiores a las que ya se tenían. Para el caso de las direcciones ahead mi humilde opinión es que más que una mejora, para el usuario no profesional es una “peora”, ya que se ha de ajustar más frecuentemente e impide los pruebas en cambios de postura. La rigidez no se ve mejorada y si se introdujesen tubos de dirección cónicos en direcciones roscadas, probablemente fuesen superiores; de hecho, ya empiezan a verse sistemas de expansión con rosca en la parte superior del tubo de dirección.
Para el caso de cajas de pedalier, donde prima la rigidez, la solución de solidarizar el eje con las bielas ha aportado ligereza y la mencionada rigidez, eso sí, pagando el precio de un rodaje duro, inferior al conseguido con rodamientos de menor calidad en los sistemas antiguos (ver video 1), podéis hacer la prueba en vuestras bicis Press Fit actuales, el pedalier dará del orden de dos vueltas máximo antes de pararse.
Como conclusión personal del que esto escribe, decir que mejor caja de dirección roscada que ahead, como no nos queda más remedio que ahead, pues al menos que sea con expansor, no con araña. Por lo que respecta a cajas de pedalier, mejor los sistemas actuales, pero con rodamientos cerámicos de alta calidad y si puede ser con cazoletas roscadas, para no tener que tirar los rodamientos cada vez que hagamos mantenimiento.
La evolución, a veces, puede también convertirse en involución.
Texto y fotos por Xavier Palacios-Albacar (@xpalaciosalbaca)
Incluido en el nº5 de High Cycling (especial Vuelta)