Cadena de bicicleta

Una cadena de bicicleta es una cadena de rodillos que transfiere la potencia de los pedales a la rueda motriz de una bicicleta, propulsándola así. La mayoría de las cadenas de bicicleta están hechas de acero al carbono o aleado, pero algunas están niqueladas para evitar la oxidación o simplemente por estética.

Historia

Los diseños de cadena obsoletos que se usaban anteriormente en las bicicletas incluían la cadena de bloques, la cadena de eslabones saltados y la cadena de palanca Simpson. Las primeras cadenas tenían un diseño simple, sin casquillos. Estos tenían problemas de confiabilidad inherentes y un poco más de fricción (y pérdidas de eficiencia mecánica) que las cadenas modernas. Teniendo en cuenta estas limitaciones, los hermanos Nevoigt, de la empresa alemana de bicicletas Diamant, diseñaron en 1898 la cadena de rodillos, que utiliza casquillos. Más recientemente, la "cadena de rodillos sin cojinetes" El diseño ha reemplazado a la cadena con casquillo. Este diseño incorpora la superficie de apoyo del buje en la placa lateral interna, con cada placa creando la mitad del buje. Esto reduce la cantidad de piezas necesarias para ensamblar la cadena y reduce los costos. La cadena también es más flexible lateralmente, lo cual es necesario para los engranajes de cambios modernos, porque la línea de la cadena no siempre es recta en todas las selecciones de engranajes.

La primera patente de casquillos de rodillos macizos fue presentada por la empresa Renold Chain en 1880.

Los primeros ejemplos de bicicletas accionadas por cadena incluyen la Guillemot and Meyer de 1869, la Lawson de 1879, la McCammon de 1884, la Starley Rover de 1884 y la Diamant de 1895.

Antes de la bicicleta de seguridad, las bicicletas no tenían cadenas y los pedales generalmente se conectaban directamente a la rueda motriz, lo que limitaba la velocidad máxima por el diámetro de la rueda y generaba diseños con ruedas delanteras lo más grandes posible. Se inventaron varios mecanismos de articulación para aumentar la relación de transmisión efectiva, pero con un éxito limitado. El uso de la transmisión por cadena permitió que la ventaja mecánica entre la transmisión y las ruedas dentadas impulsadas determinara la velocidad máxima, lo que permitió a los fabricantes reducir el tamaño de la rueda motriz por seguridad. También permitió el desarrollo de marchas variables, lo que permitió a los ciclistas ajustar su marcha sobre la marcha, al terreno o la inclinación de la carretera y su fuerza, obteniendo una cadencia eficiente y viable a varias velocidades.

Eficiencia

La cadena de una bicicleta puede ser muy eficiente desde el punto de vista energético: un estudio informó eficiencias de hasta el 98,6 %. El estudio, realizado en un ambiente de laboratorio limpio, encontró que la eficiencia no se vio muy afectada por el estado de lubricación. Una rueda dentada más grande dará una transmisión más eficiente porque mueve el punto de presión más lejos del eje, poniendo menos tensión en los rodamientos, reduciendo así la fricción en la rueda interior. Se descubrió que una tensión de cadena más alta es más eficiente: "En realidad, esto no está en la dirección esperada, basado simplemente en la fricción".

Mantenimiento

La mejor manera de lubricar una cadena de bicicleta es una pregunta que suele debatirse entre los ciclistas. Los lubricantes líquidos penetran en el interior de los eslabones y no se desplazan fácilmente, pero atraen rápidamente la suciedad. "Seco" Los lubricantes, que a menudo contienen cera o teflón, son transportados por un solvente que se evapora y se mantienen más limpios durante el uso. La regla cardinal para una larga vida útil de la cadena es nunca lubricar una cadena sucia, ya que esto arrastra partículas abrasivas hacia los rodillos. Las cadenas deben limpiarse antes de la lubricación. La cadena debe secarse después de que el lubricante haya tenido suficiente tiempo para penetrar los eslabones. Un enfoque alternativo es cambiar la cadena (relativamente barata) con mucha frecuencia; entonces el cuidado adecuado es menos importante. Algunas bicicletas utilitarias tienen protectores de cadena completamente cerrados, que prácticamente eliminan el desgaste y el mantenimiento de la cadena. En las bicicletas reclinadas, la cadena suele pasar por tubos para evitar que se ensucie y para mantener la pierna del ciclista libre de aceite y suciedad.

Eliminación

En la mayoría de las bicicletas verticales, la cadena pasa por el triángulo trasero derecho formado por la vaina derecha y el tubo del sillín. Por lo tanto, una cadena debe separarse (o "romperse") a menos que el triángulo se pueda dividir (generalmente el soporte del asiento). La cadena se puede romper con una herramienta de cadena o en un eslabón maestro. Un eslabón maestro, también conocido como eslabón de conexión, permite insertar o quitar la cadena con herramientas más simples, o incluso sin herramientas, para limpiarla o reemplazarla.

Algunos diseños de cadena más nuevos, como las cadenas de 10 velocidades Shimano y Campagnolo, requieren el uso de un pasador de repuesto especial al instalar o reinstalar una cadena separada. Una alternativa a este proceso es instalar un enlace maestro, como SRAM Power Link o Wippermann Connex.

Desgaste

El desgaste de la cadena, a menudo engañosamente llamado estiramiento de la cadena, se convierte en un problema con el ciclismo extenso. El desgaste es la remoción de material de los bujes y pasadores (o medio buje, en el diseño de Sedis, también llamado "sin buje", donde el buje es parte de la placa interna) en lugar del alargamiento de las placas laterales. La tensión creada por el pedaleo es insuficiente para provocar esto último. Porque el espacio de eslabón a eslabón en una cadena gastada es mayor que 1⁄ Con una especificación de 2 pulgadas (12,7 mm), esos eslabones no encajarán con precisión en los espacios entre los dientes de las ruedas dentadas, lo que provocará un mayor desgaste de las ruedas dentadas y posiblemente saltos de cadena en los trenes de transmisión del desviador, en los que la tensión del pedaleo hace que la cadena se deslice hacia arriba sobre la parte superior de los dientes de la rueda dentada y salte a la siguiente alineación, lo que reduce la transferencia de potencia y hace que el pedaleo sea incómodo.

Dado que el desgaste de la cadena se ve fuertemente agravado por la entrada de suciedad en los eslabones, la vida útil de una cadena depende principalmente de qué tan bien se limpie y lubrique, y no depende de la carga mecánica. Según el uso y la limpieza, una cadena puede durar solo 1000 kilómetros (600 millas) (por ejemplo, en uso a campo traviesa o en todo tipo de clima), de 3000 a 5000 km (2000 a 3000 mi) para cadenas de cambio bien mantenidas, o más de 6000 kilómetros (4000 mi) para cadenas de alta calidad perfectamente preparadas, cadenas de un solo engranaje o cadenas de engranaje central con un protector de cadena de cubierta completa.

La cadena niquelada también confiere cierta autolubricación a sus piezas móviles, ya que el níquel es un metal relativamente resistente a la abrasión.

Las tasas de desgaste de la cadena son muy variables. Una forma de medir el desgaste es con una regla o regla de maquinista. Otro es con una herramienta de desgaste de cadena, que normalmente tiene un "diente" de aproximadamente el mismo tamaño que se encuentra en una rueda dentada. Se colocan en una cadena bajo una carga ligera, y si el diente se cae por completo, se debe reemplazar la cadena.

Veinte medios eslabones en una cadena nueva miden 10 pulgadas (254 mm) y se recomienda reemplazarlos antes de que la cadena vieja mida 10+1⁄16 pulgadas (256 mm) (0,7 % de desgaste). Un límite más conservador es cuando 24 semieslabones en la cadena antigua miden 12+1⁄16 pulgadas (306 mm) (0,5 % de desgaste). Si la cadena se ha desgastado más allá de este límite, es probable que también se desgasten las ruedas dentadas traseras, seguidas en casos extremos por los platos delanteros. En este caso, el 'saltar' mencionado anteriormente puede continuar incluso después de reemplazar la cadena, ya que los dientes de las ruedas dentadas se habrán desgastado de manera desigual (en casos extremos, en forma de gancho). Reemplazar los piñones y los platos desgastados después de perder la ventana de reemplazo de la cadena es mucho más costoso que simplemente reemplazar una cadena desgastada.

Tamaños

La cadena que se usa en las bicicletas modernas tiene un 1⁄2 pulgada (12,7 mm) de paso, que es la distancia desde el centro de un pasador a otro, estándar ANSI n.º 40, donde las 4 pulgadas "#40" indica el paso de la cadena en octavos de pulgada; y la norma ISO 606 (métrica) #8, donde el 8 indica el paso en dieciseisavos de pulgada. El diámetro de su rodillo es 5⁄16 pulgadas (7,9 mm).

1976: Shimano fabricó brevemente su propio sistema específico para pista Dura-Ace de 10 pasos con 10 mm (3⁄ Paso de 8 pulgadas) (aproximadamente) entre 1976 y 1980, llamado Shimano Dura-Ace 10 de paso. El sistema de paso Shimano 10 es incompatible con el estándar ANSI n.° 40 (1/2″), p. cadenas, ruedas dentadas, etc., y fue prohibido por la Asociación Japonesa de Keirin, lo que contribuyó a su desaparición.

Ancho

Las cadenas vienen en 3⁄32 en (2,4 mm), 1⁄8 en (3,2 mm), 5⁄32 en (4,0 mm), o 3⁄16 en anchos de rodillos (4,8 mm), el ancho interno entre las placas internas. 1⁄8 en (3,2 mm) cadenas se utilizan normalmente en bicicletas con una sola rueda dentada trasera: aquellas con frenos de contrapedal, engranajes de buje, engranajes fijos como bicicletas de pista o bicicletas BMX. Cadenas con 3⁄32 in (2,4 mm) Los rodillos anchos se utilizan generalmente en bicicletas con desviadores, como bicicletas de carreras, de turismo y de montaña. Las ruedas dentadas fijas y las ruedas libres también están disponibles en 3⁄32 en (2,4 mm) de ancho para que las bicicletas de piñón fijo y de una sola velocidad se puedan configurar para usar el 3⁄32 cadenas de 2,4 mm (pulgadas). Finalmente, las cadenas con 5⁄32 en (Los rodillos de 4,0 mm) de ancho se utilizan en bicicletas de carga y triciclos.

Con las bicicletas equipadas con desviador, el ancho externo de la cadena (medido en el remache de conexión) también es importante, ya que las cadenas no deben ser demasiado anchas para el piñón o se rozarán con el siguiente piñón más grande, ni demasiado estrechas como para que se rompan. caer entre dos ruedas dentadas. Las cadenas también se pueden identificar por la cantidad de ruedas dentadas traseras que pueden soportar, entre 3 y 13, y la lista a continuación permite medir una cadena de origen desconocido para determinar su idoneidad.

• 6 velocidades – 7.3 mm⁹.₃₂ in) (Shimano HG), 7.1 mm (⁹.₃₂ (SRAM, Shimano IG)
• 7 velocidades – 7.3 mm9.32in) (Shimano HG), 7.1 mm (9.32(SRAM, Shimano IG)
• 8 velocidades – 7.3 mm9.32in) (Shimano HG), 7.1 mm (9.32(SRAM, Shimano IG)
• 9 velocidad – 6.5 a 7.0 mm (1.4 a 9.32en) (todas las marcas)
• 10 velocidad – 6.0 a 7.0 mm (1.4 a 9.32(Shimano, Campagnolo)
• 10 velocidad (flecha) – 5.88 mm (7.32in) (Campagnolo, KMC)
• 10 velocidad (Narrow, Direction) – 5.88 mm (7.32in) (Shimano CN-5700, CN-6700, CN-7900)
• 11 velocidades - 5,5 a 5,62 mm7.32 a 7.32in) (Campagnolo, KMC, Shimano CN-9000)
• 12 velocidades - 5,3 mm13.64in) (SRAM)
• 13 velocidad - 4.9 mm de ancho - Campagnolo Ekar

The Wikibook, "Bicycle Maintenance and Repair ", has more details on this topic.

Longitud

Las cadenas nuevas generalmente vienen en una longitud estándar, lo suficientemente larga para la mayoría de las aplicaciones de bicicletas verticales. Se debe quitar la cantidad adecuada de eslabones antes de la instalación para que el tren de transmisión funcione correctamente. Los eslabones de conexión del pasador se pueden empujar con una herramienta de cadena para acortarlos y se pueden agregar eslabones adicionales para alargarlos.

En el caso de los engranajes del desviador, la cadena suele ser lo suficientemente larga para que se pueda cambiar al plato delantero más grande y al piñón trasero más grande sin atascarse, y no tan larga que, cuando se cambia al plato delantero más pequeño y al la rueda dentada trasera más pequeña, el desviador trasero no puede tomar toda la holgura. Cumplir estos dos requisitos solo es posible si el desviador trasero es compatible con el rango de marchas que se utiliza en la bicicleta. En general, se acepta como desaconsejable utilizar las combinaciones de engranajes grande/grande y pequeño/pequeño, una práctica conocida como encadenamiento cruzado, debido a la tensión y el desgaste de la cadena.

En el caso de bicicletas de una sola velocidad y cambios de buje, la longitud de la cadena debe coincidir con la distancia entre la biela y el buje trasero y los tamaños del plato delantero y la rueda dentada trasera. Estas bicicletas suelen tener algún mecanismo para pequeños ajustes como punteras horizontales, extremos de pista o un mecanismo excéntrico en el buje trasero o en la caja de pedalier. En casos extremos, puede ser necesario un medio eslabón de cadena.

Variaciones

Para reducir el peso, las cadenas se han fabricado con pasadores huecos y con cortes en los eslabones. También se han fabricado cadenas de acero inoxidable para resistir la corrosión y titanio para reducir el peso, pero son caras. Una tendencia reciente son las cadenas de varios colores, y al menos un fabricante ofrece un modelo de cadena específico para bicicletas eléctricas.

Fabricantes

Entre los fabricantes destacados de cadenas para bicicletas se incluyen:

• Renold
• Campagnolo
• Rohloff AG
• KMC Cadena
• Shimano
• SRAM
• Wippermann