Bordes de bicicleta

UNA BREVE HISTORIA DEL BORDE

Desde el momento del neumático más antiguo (gracias Sr. Dunlop) hasta mediados de los años 80, la mejor (a veces única) opción era un neumático pegado a una llanta de perfil suavemente cóncava. Esas primeras llantas estaban hechas de material compuesto original de la naturaleza; madera. La madera es relativamente fuerte y ligera, pero no proporciona una superficie de frenado brillante, ese mismo frenado puede erosionar el borde rápidamente y toda la llanta puede deformar con cambios en la humedad. Las llantas metálicas eran un verdadero avance en llantas de madera en la mayoría de las formas.

En la década de 1950, las bicicletas recreativas tenían llantas clincher de acero, pero las bicicletas de carretera adecuadas todavía usaban individuales en llantas de aluminio. Finalmente en los años 80, los primeros neumáticos clincher de carrera (aunque no tan grandes para los altos estándares actuales) estaban disponibles para la venta.

Junto con llantas de aluminio, una bicicleta de carretera podría tener un sustituto bastante ligero para los solteros con la enorme ventaja de poder reparar de forma segura y sencilla un pinchazo en la carretera. Las bicicletas de carretera con llantas clincher en los años 70 tenían llantas de acero de 27" (630 mm). Las llantas de acero funcionaban muy bien en seco, pero el coeficiente de fricción en mojado estaba demasiado cerca de cero. Llantas de aleación del mismo tamaño que las individuales (622 mm) significaban que las ruedas eran libremente intercambiables (tren en clinchers, carrera en individuales).

Ahora el estado de la técnica es una llanta de carbono. Las primeras llantas de carbono eran solo para solteros, creando un modesto renacimiento para los neumáticos pegados. Ahora que tenemos una mejor comprensión de la fibra de fabricación de carbono, el clincher de carbono es una opción muy segura y ligera. Al igual que esas primeras llantas de madera y acero, las llantas de carbono no se detuvieron en la lluvia muy bien al principio. Las modificaciones tanto en la superficie de frenado como en la pastilla de freno significan que ahora mismo se pueden montar llantas de carbono bajo la lluvia sin demasiada preocupación.

Esos bordes de madera originales eran de madera maciza. El acero es muy fuerte y pesado por lo que las llantas clincher de acero son de una sola pared. Es decir, están construidos como un canal U abierto. Las llantas de aluminio baratas todavía se construyen de esta manera, pero no pasó mucho tiempo para que llegaran llantas de doble pared. Con una pieza transversal adicional en el centro de la U, la resistencia y durabilidad de la llanta se incrementa notablemente.

Una estructura en caja es mucho más fuerte que una estructura abierta.

La Figura 1 a 3 muestra las diferentes secciones transversales de llanta: 1 es una llanta de aleación de una sola pared (las de acero carecen de los canales tubulares, pero el aluminio realmente requiere eso), 2 es una llanta de doble pared que realmente debe llamarse doble piso), 3 es una llanta de carbono sin estructura interna. Al fabricarse se trasladaban al carbono adoptaban las mismas formas de doble pared que se habían perfeccionado para llantas de aluminio. El problema es que el carbono es un material muy diferente al aluminio y sólo recientemente hemos aprendido que las formas alternativas pueden funcionar muy bien para el carbono. Irónicamente parece que la opción de llanta de una sola pared es la óptima para algunos usos (particularmente llantas anchas y poco profundas), mientras que las llantas de sección profunda continuarán como una variación de #3.

CIENCIA MATERIAL

Una lección rápida en algunos términos de ciencia material.

El aluminio es isotrópico – es el mismo en todas las direcciones. El carbono es anisotópico – claramente no es lo mismo en todas las direcciones (y se necesita mucho trabajo de diseño para que actúe de esta manera si ese es el resultado deseado). Algunas partes de la llanta (área del agujero del radio, la pista de freno y las paredes laterales que mantienen la presión de los neumáticos) están bajo mucha tensión, mientras que otras partes (el centro de la pared lateral entre los dos pisos) están más o menos a lo largo de la conducción. El carbono permite mucho menos material en las paredes laterales en comparación con el aluminio.

El aluminio es dúctil: puede doblarse sin romperse. El carbono no es conocido por su naturaleza dúctil – tiende a romperse bajo un gran impacto. Si absolutamente tiene que pasar por un paseo en una llanta (como algunos tipos de carreras de MTB que restringen los cambios de equipo) entonces esa llanta debe ser de aluminio. Si usted tiene un coche de repuesto detrás de usted entonces usted debe estar utilizando carbono.

Frenado

Hasta hace muy poco todas las bicicletas de carretera de rendimiento utilizaban frenos de llanta. La llanta resulta ser un 'rotor' de freno muy grande y funciona muy bien en ese papel. ¿O lo hace? Nunca he montado un borde de madera en la mojada, pero estoy seguro de que la madera barnizada contra almohadillas de goma vintage no proporcionó el rendimiento de frenado más tranquilizador. Y una vez que usaste el barniz comiste en la madera estructural del borde no es conocida por su naturaleza dúctil - tiende a romperse bajo gran impacto. Si absolutamente tiene que pasar por un paseo en una llanta (como algunos tipos de carreras de MTB que restringen los cambios de equipo) entonces esa llanta debe ser de aluminio. Si usted tiene un coche de repuesto detrás de usted entonces usted debe estar utilizando carbono.

Una mejor comprensión de la fabricación de fibra de carbono significa que el clincher de carbono es ahora una opción muy segura y ligera.

Las llantas de acero frenan muy bien en seco, pero casi no en absoluto en mojado. El compromiso era poner textura en la pista de frenos para que la almohadilla tuviera algo que agarrar, pero significaba un compromiso ruidoso en el frenado todo el tiempo (rendimiento seco degradado a cambio de un rendimiento húmedo delgado).

Las llantas de aluminio frenan muy bien en mojado, pero dependiendo del compuesto de la almohadilla y las condiciones locales es posible llevar a través de las llantas en un período muy corto de tiempo cuando se mojan. Las llantas de aluminio recubierto de cerámica fueron una solución a esto, principalmente dirigida a la parte de ciclismo de montaña de las cosas, pero también bastante popular en las llantas de la carretera durante un tiempo. El revestimiento cerámico era muy duradero (en detrimento de las almohadillas) pero muy frágil; se despejó si lo golpeaste demasiado fuerte.

El frenado se ha mejorado notablemente en las llantas de fibra de carbono mediante la adición de acabados texturizados, hasta cierto punto a expensas de una vida útil reducida de la almohadilla.

Las llantas de carbono no son inherentemente buenas para frenar. Las llantas tempranas eran de hecho terribles. Todavía recuerdo la primera vez que corrí contra un tipo en llantas de carbono con el hedor y el ruido que hizo en cada gran descenso realmente me desaconsejado de la idea. Pero las pastillas de freno y las orugas de freno mejoraron. La mayoría de las ruedas ahora se envían con almohadillas emparejadas que están diseñadas como un par para trabajar juntas.

Las estructuras de carbono terminadas se producen calentando tela de carbono y resina en un molde. Es posible que haya notado a algunas compañías de llantas hablando de su alta resina Tg , la temperatura a la que la resina pasa de sólido a vidrio (un estado semi-sólido que hace un terrible trabajo de resistencia a la presión del aire en el neumático) ha aumentado con los años de desarrollo. Aquellos de ustedes que bajan las colinas rara vez tocan sus frenos son bastante seguros en llantas bajas de Tg. Aquellos de ustedes que viajan con cautela hacia abajo, constantemente en los frenos, están poniendo mucha energía térmica a través de sus llantas y están en peligro de explotar literalmente sus llantas.

Este comportamiento explosivo muy desagradable incluso ocurrió en una carrera Pro recientemente cuando neutralizaron el descenso en un día ridículamente caluroso - todo el grupo cabalgó suavemente por la colina juntos en el calor de casi 50 grados y muchos pilotos tuvieron problemas con las ruedas.

Muchas llantas Tg modernas y altas junto con sus pastillas de freno emparejadas son incapaces de alcanzar la temperatura Tg en circunstancias normales, un excelente desarrollo.

Eso está en seco. ¿Pero qué hay de la humedad? Bueno, la mayoría de las llantas de carbono no cambian demasiado en mojado. Algunos modelos tienen algo añadido a la capa exterior de la pista de frenos (casi como el revestimiento cerámico en llantas de aleación, pero no en capas) para mejorar el rendimiento de frenado. Las fibras de vidrio, el basalto y las texturas interesantes son solo un par de ejemplos.

Los frenos de disco están teniendo una introducción difícil en las filas profesionales - muchos profesionales no quieren ir disco en absoluto. Pero es evidente que los frenos de disco eliminan la dualidad de la función de la llanta permitiendo que la forma de la llanta sea dictada únicamente por funciones de sujeción de neumáticos y/o aerodinámica sin cuidado con la durabilidad y sin tener que soportar el gran apretón de las almohadillas. También significa que un pequeño a moderado temblor en la rueda no molestará al piloto, ya que ya no se frota en las almohadillas. Los discos también funcionan muy bien bajo la lluvia.

Los perfiles de llantas continúan evolucionando con la llegada de los frenos de disco y los neumáticos tubeless, que necesitan un hombro adicional en el perfil. Algunas marcas incluso han lanzado llantas sin gancho.

DESGASTE DEL BORDE

Usando la llanta como rotor de freno eventualmente desgastará la llanta. También puede ser un extremo catastrófico, ya que la presión de aire en el neumático hace que la pared de llanta muy delgada explote hacia afuera. Por lo general, termina con más de un gemido, ya que las llantas ahora abultadas se frotan en los frenos haciendo que el propietario busque asesoramiento profesional mucho antes de que ocurra lo explosivo. Muchas llantas ahora tienen una pequeña depresión perforada en la superficie de frenado desde la parte posterior. Cuando aparece este agujero es una ventana literal en el hecho de que el borde está desgastado.

ANCHO DE LA LLANTA

Recuerdo haber comprado una bicicleta hace unos 20 años. Cada bicicleta que miré tenía neumáticos de 18 o 20 mm de ancho. ¡Intenta encontrar un neumático de 18 mm en estos días! Incluso el omnipresente neumático de carretera de 23 mm está dando paso a neumáticos más anchos y de 25 mm (mi bicicleta de carreras tiene un 24 mm delante y un 26 mm atrás como escribo esto). En muchos tipos de vehículos diferentes (desde bicicletas hasta coches y autobuses y motos) la relación óptima entre neumáticos y llantas es de alrededor de 1,5:1.

Por lo tanto, ese neumático de 18 mm debe ser feliz en una llanta de 12 mm de ancho (dimensión interior) y, de hecho, las llantas en ese momento variaban de 11 a 13 mm de ancho. perfecto.

Significaba que un neumático de 23 mm era tan grande como podía ir razonablemente. Echa un vistazo a las anchuras actuales de la llanta – 17-18mm es donde está. Lo que significa que un 23 mm es tan pequeño como se puede ir con seguridad, un 25 mm es tal vez un poco estrecho y el neumático de 28 mm que solía reservarse para neumáticos de turismo son una opción práctica para competir en carreteras difíciles.

PROFUNDIDAD DEL BORDE

Las llantas clásicas, hechas de madera o aluminio u otros materiales, sólo eran lo suficientemente altas como para proporcionar una pista de frenos, de unos 15 mm de profundidad. Estas llantas de sección de caja eran lo más ligeras posible y bastante fuertes. Pero no son aerodinámicos. Escribí en la primera entrega cómo el Shamal, la primera rueda aerodinámica y también la primera rueda entera, lideró el cambio en la industria de piezas de ruedas a conjuntos de ruedas. El Shamal era un borde muy profundo que proporcionaba claros beneficios aerodinámicos en comparación con las llantas de caja poco profundas comunes en ese momento. Ahora echa un vistazo al catálogo de cualquier empresa de ruedas. Debe haber llantas poco profundas de 25 mm (escalada pura), llantas de 35 mm o llantas de 50 mm (una buena profundidad total que todavía puede escalar pero también es rápida en el piso), llantas de 60 mm (conseguir un poco pesado para las grandes montañas y un poco aterrador en vientos cruzados) y más de 110 mm de llantas (sólo se adapta a los esfuerzos tranquilos y planos de tipo contrarreloj). Literalmente un borde para cada situación.

AGUJEROS HABLADOS

Con prácticamente todas las ruedas, el borde se convierte en un aro redondo y luego los orificios de radio se perforan en el material. Esto era cierto para las llantas de madera y sigue siendo cierto para la mayoría de las llantas de carbono. Un problema con el carbono, sin embargo, son las fibras reales de las que el material obtiene su fuerza. La perforación corta a través de un montón de fibras. Esto significa que el área del agujero del radio tiene que ser más gruesa que óptima para retener la fuerza adecuada después de la perforación. Muy pocas empresas están haciendo sus llantas con los agujeros de radio moldeados desde el principio para evitar este problema.

Los clinchers de carbono de Irwin integran fibras cerámicas en la pista de frenos para mantener las temperaturas de las llantas muy por debajo de Tg crítico para un frenado más seguro en situaciones de descenso largo.

En la mayoría de las llantas, los orificios del radio se desplazan ligeramente hacia la brida del cubo de la que proviene el radio. El primer orificio después del agujero de la válvula puede ser hacia el lado de la unidad o el lado que no conduce. Si bien no importa cuando construyes una rueda la primera vez si estás usando un borde zurdo o diestro, cuando llega el momento de reconstruir el borde es mejor usar la misma mano.

Algunas llantas son asimétricas. Todos los orificios de radio se desplazan hacia un lado de la rueda. En las ruedas traseras esto aumenta el ángulo de refuerzo de los radios de la parte delantera y disminuye el ángulo de los radios laterales. Lo que ayuda a igualar la diferencia de tensión entre ellos. Esto también se puede utilizar para ruedas de freno de disco delanteros con el desplazamiento que va al lado de la unidad esta vez porque el rotor está en el lado apagado.

La variación relativamente común final en la perforación del agujero del radio es poner el doble de radios en el lado de la unidad que en el lado apagado. Dado que los radios laterales de la unidad corren aproximadamente el doble de apretados que los radios laterales apagados, poner el doble de radios laterales de accionamiento realmente iguala la tensión del radio.

Solía haber un arte real para seleccionar el borde correcto para el trabajo y luego hacer coincidir ese borde con el número correcto y el estilo de los radios antes de encontrar un buen constructor para montar la rueda para usted. Ahora los fabricantes de ruedas hacen todo el trabajo duro para usted y simplemente elija una rueda que incluya la llanta que necesita. Sin embargo, todavía es el caso de que la llanta es el factor determinante en el propósito de la rueda.