Cadena de bicicleta

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

Los diseños de cadenas obsoletos que se usaban anteriormente en bicicletas incluían la cadena de bloques , la cadena de eslabones salteados y la cadena de palanca Simpson . Las primeras cadenas tenían un diseño simple, sin bujes. Estas tenían problemas de confiabilidad inherentes y un poco más de fricción (y pérdidas de eficiencia mecánica) que las cadenas modernas. Con estas limitaciones en mente, los hermanos Nevoigt, de la empresa alemana Diamant Bicycle Company , diseñaron la cadena de rodillos en 1898, ^[1] que usa bujes. Más recientemente, el diseño de "cadena de rodillos sin bujes" ha reemplazado a la cadena con bujes. Este diseño incorpora la superficie de apoyo del buje en la placa lateral interna, y cada placa crea la mitad del buje. Esto reduce la cantidad de piezas necesarias para ensamblar la cadena y reduce el costo. La cadena también es más flexible lateralmente, lo que es necesario para los cambios de marcha modernos, porque la línea de la cadena no siempre es recta en todas las selecciones de marcha. ^[2]

La primera patente de un rodillo de buje macizo fue presentada por la empresa Renold Chain en 1880.

Los primeros ejemplos de bicicletas accionadas por cadena incluyen la Guillemot y Meyer de 1869, ^[3] la Lawson de 1879 , la McCammon de 1884, ^[4] la Starley Rover de 1884 y la Diamant de 1895. ^[1]

Antes de la bicicleta de seguridad , las bicicletas no tenían cadenas y los pedales normalmente se sujetaban directamente a la rueda motriz, lo que limitaba la velocidad máxima por el diámetro de la rueda y daba como resultado diseños con ruedas delanteras lo más grandes posibles. Se inventaron varios mecanismos de enlace 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 las ruedas dentadas motrices e impulsadas determinara la velocidad máxima, lo que permitió a los fabricantes reducir el tamaño de la rueda motriz para mayor seguridad. También permitió el desarrollo de engranajes variables , lo que permite a los ciclistas ajustar su engranaje sobre la marcha, al terreno o la inclinación de la carretera y su fuerza, obteniendo una cadencia eficiente y funcional a varias velocidades.

Una cadena de bicicleta puede ser muy eficiente energéticamente: un estudio informó eficiencias de hasta el 98,6 %. ^[5] El estudio, realizado en un entorno de laboratorio limpio, descubrió que la eficiencia no se vio afectada en gran medida por el estado de lubricación. ^[5] Una rueda dentada más grande proporcionará una transmisión más eficiente porque aleja el punto de presión del eje, lo que ejerce menos tensión sobre los cojinetes y reduce así la fricción en la rueda interior. Se descubrió que una mayor tensión de la cadena era más eficiente: "En realidad, esto no es en la dirección que se esperaría, basándose simplemente en la fricción". ^[5]

La mejor manera de lubricar una cadena de bicicleta es una pregunta que se debate con frecuencia entre los ciclistas. ^[6] Los lubricantes líquidos penetran en el interior de los eslabones y no se desplazan fácilmente, pero atraen rápidamente la suciedad. Los lubricantes "secos", que a menudo contienen cera o teflón , son transportados por un disolvente 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. ^[7] Las cadenas deben limpiarse antes de la lubricación. La cadena debe secarse después de que el lubricante haya tenido suficiente tiempo para penetrar en 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 que encierran completamente la cadena , lo que prácticamente elimina el desgaste y el mantenimiento de la cadena. En las bicicletas reclinadas, la cadena a menudo pasa por tubos para evitar que recoja suciedad y para mantener la pierna del ciclista libre de aceite y suciedad.

En la mayoría de las bicicletas verticales , la cadena pasa por el triángulo trasero derecho formado por la vaina derecha y el tubo del asiento. Por lo tanto, la cadena debe separarse (o "romperse"), a menos que se pueda dividir el triángulo (normalmente, la vaina del asiento). La cadena se puede romper con una herramienta para cadenas o en un eslabón maestro. Un eslabón maestro , también conocido como eslabón de conexión, permite insertar o quitar la cadena con herramientas más sencillas, o incluso sin herramientas, para limpiarla o sustituirla. ^[6]

Algunos diseños de cadenas más nuevos, como las cadenas de 10 velocidades de 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 eslabón maestro, como un SRAM Power Link o un Wippermann Connex. ^[8]

El desgaste de la cadena, a menudo llamado engañosamente estiramiento de la cadena , se convierte en un problema con el ciclismo extenso. El desgaste es la eliminación de material de los bujes y pasadores (o medios bujes, en el diseño de Sedis, también llamados "sin bujes", donde el buje es parte de la placa interior) en lugar de la elongación de las placas laterales. ^[9] La tensión creada por el pedaleo es insuficiente para causar esto último. Debido a que el espaciado de eslabón a eslabón en una cadena desgastada es más largo que la especificación de 1 ⁄ 2 pulgada (12,7 mm), esos eslabones no encajarán con precisión en los espacios entre los dientes de las ruedas dentadas. Esto puede resultar en un mayor desgaste de las ruedas dentadas y posiblemente "salto de cadena" en transmisiones con descarrilador, en las que la tensión del pedaleo hace que la cadena se deslice hacia arriba sobre las partes superiores de los dientes de la rueda dentada y se mueva ("salte") a la siguiente alineación, reduciendo la transferencia de potencia y haciendo que el pedaleo sea incómodo.

Dado que el desgaste de la cadena se agrava considerablemente con la entrada de suciedad en los eslabones, la vida útil de una cadena depende principalmente de lo bien que se limpie y lubrique, y no depende de la carga mecánica. ^[7] Dependiendo del uso y la limpieza, una cadena puede durar solo 1000 kilómetros (600 millas) (por ejemplo, en uso campo a través o en todo tipo de clima), de 3000 a 5000 km (2000 a 3000 mi) para cadenas de descarrilador bien mantenidas, o más de 6000 kilómetros (4000 mi) para cadenas de alta calidad perfectamente cuidadas, cadenas de un solo engranaje o cadenas de engranaje de buje con una protección de cadena de cubierta completa . ^{[10] [11]}

La cadena niquelada también confiere una medida de autolubricación a sus partes móviles, ya que el níquel es un metal relativamente poco irritante . ^{[ dudoso – discutir ]}

Los índices de desgaste de la cadena son muy variables. Una forma de medir el desgaste es con una regla o regla de maquinista. ^[12] Otra forma es con una herramienta de desgaste de cadena, que normalmente tiene un "diente" de aproximadamente el mismo tamaño que el de una rueda dentada. Se colocan en una cadena bajo una carga ligera y, si el diente se hunde por completo, se debe reemplazar la cadena.

Veinte medios eslabones de una cadena nueva miden 10 pulgadas (254 mm) y se recomienda reemplazarlos antes de que la cadena vieja mida 10 pulgadas (254 mm).+1 ⁄ 16 pulgadas (256 mm) (0,7 % de desgaste). ^[6] Un límite más conservador es cuando 24 medios eslabones de 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 los piñones traseros y, en casos extremos, los platos delanteros. En este caso, es probable que los "saltos" mencionados anteriormente continúen incluso después de reemplazar la cadena, ya que los dientes de los piñones se habrán desgastado de manera desigual (en casos extremos, en forma de gancho). Reemplazar los piñones y platos desgastados después de que se haya perdido la ventana de reemplazo de la cadena es mucho más costoso que simplemente reemplazar una cadena desgastada.

La cadena que se utiliza en las bicicletas modernas tiene un paso de 1 ⁄ 2 pulgada (12,7 mm) , que es la distancia entre el centro de un pasador y el de otro, según la norma ANSI n. ° 40, donde el 4 en "n.° 40" indica el paso de la cadena en octavos de pulgada; y la norma ISO 606 (métrica) n.° 8, donde el 8 indica el paso en dieciseisavos de pulgada. El diámetro de su rodillo es de 5 ⁄ 16 pulgadas (7,9 mm). ^{[ cita requerida ]}

Si bien el diagrama de vista ampliada que se muestra aquí muestra que el tipo más antiguo tiene bujes completos, la cadena de bicicleta moderna tiene "medios bujes" formados en las placas laterales internas, a las que Sheldon Brown se refiere como "sin bujes" y "sin bujes" . ^[6]

1976: Shimano fabricó brevemente su propio sistema específico para pista Dura-Ace de 10 pasos con  un paso de 10 mm ( 3 ⁄ 8 ^{in) (aproximadamente) desde aproximadamente 1976 [13]} hasta 1980 ^[14] , llamado Shimano Dura-Ace de 10 pasos. El sistema Shimano de 10 pasos es incompatible con el estándar ANSI #40 (1/2″) p. ej. cadenas, piñones, etc., ^{[15] [16]} y fue prohibido por la Asociación Japonesa de Keirin , lo que contribuyó a su desaparición. ^[13]

Las cadenas vienen en anchos de rodillo de 3 ⁄ 32  pulgadas (2,4 mm), 1 ⁄ 8  pulgadas (3,2 mm), 5 ⁄ 32  pulgadas (4,0 mm) o 3 ⁄ 16  pulgadas (4,8 mm), el ancho interno entre las placas interiores.

• Las cadenas de 3 ⁄ 32  in (2,4 mm) se utilizan generalmente en bicicletas con descarriladores, como bicicletas de carreras , de turismo y. ^[17] (Los piñones fijos y las ruedas libres también están disponibles en anchos de 3 ⁄ 32  in (2,4 mm), por lo que las bicicletas de piñón fijo y de una sola velocidad se pueden configurar para usar cadenas más estrechas y ligeras de 3 ⁄ 32  in (2,4 mm)).
• Las cadenas de 1 ⁄ 8  in (3,2 mm) se utilizan normalmente en bicicletas con una sola rueda trasera: aquellas con frenos de contrapedal , engranajes de buje , piñones fijos como bicicletas de pista o bicicletas BMX .
• En bicicletas de carga y triciclos se utilizan cadenas de 5 ⁄ 32 pulgadas  (4,0 mm).

En las bicicletas con desviador, el ancho exterior de la cadena (medido en el remache de conexión) también importa, porque las cadenas no deben ser demasiado anchas para el piñón o la cadena rozará el siguiente piñón más grande, y las cadenas no deben ser demasiado estrechas, lo que les permite caer entre dos piñones.

Las cadenas también se pueden identificar por la cantidad de ruedas dentadas traseras que pueden soportar, entre 3 y 13. La siguiente lista permite medir una cadena de origen desconocido para determinar su idoneidad.

• 6 velocidades: 7,3 mm ( ⁹ ⁄ ₃₂ pulgadas) (Shimano HG), 7,1 mm ( ⁹ ⁄ ₃₂ pulgadas) (SRAM, Shimano IG)
• 7 velocidades: 7,3 mm ( 9 ⁄ 32  pulgadas) (Shimano HG), 7,1 mm ( 9 ⁄ 32  pulgadas) (SRAM, Shimano IG)
• 8 velocidades: 7,3 mm ( 9 ⁄ 32  pulgadas) (Shimano HG), 7,1 mm ( 9 ⁄ 32  pulgadas) (SRAM, Shimano IG)
• 9 velocidades: 6,5 a 7,0 mm ( 1 ⁄ 4 a 9 ⁄ 32  in) (todas las marcas)
• 10 velocidades: 6,0 a 7,0 mm ( 1 ⁄ 4 a 9 ⁄ 32  in) (Shimano, Campagnolo)
• 10 velocidades (estrecho) – 5,88 mm ( 7 ⁄ 32  in) (Campagnolo, KMC)
• 10 velocidades (Estrecho, Dirección) – 5,88 mm ( 7 ⁄ 32  in) (Shimano CN-5700, CN-6700, CN-7900)
• 11 velocidades: 5,5 a 5,62 mm ( 7 ⁄ 32 a 7 ⁄ 32  pulgadas) (Campagnolo, KMC, Shimano CN-9000)
• 12 velocidades - 5,3 mm ( 13 ⁄ 64  pulgadas) (SRAM)
• 13 velocidades - 4,9 mm de ancho - Campagnolo Ekar ^[18]

El Wikilibro, "Mantenimiento y reparación de bicicletas", tiene más detalles sobre este tema.

Las cadenas nuevas suelen tener 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 que conectan los pasadores se pueden sacar con una herramienta para cadenas para acortarlos, y se pueden agregar eslabones adicionales para alargarlos. ^[19]

En el caso de los cambios de marcha, la cadena suele ser lo suficientemente larga como para que se pueda cambiar al plato delantero más grande y al piñón trasero más grande sin atascarse, y no tan larga como para que, cuando se cambia al plato delantero más pequeño y al piñón trasero más pequeño, el desviador trasero no pueda absorber toda la holgura. Cumplir ambos requisitos solo es posible si el desviador trasero es compatible con el rango de marchas que se utiliza en la bicicleta. Se acepta ampliamente que no es aconsejable utilizar las combinaciones de marchas grande/grande y pequeña/pequeña, una práctica conocida como encadenamiento cruzado, debido a la tensión y el desgaste de la cadena. ^[20]

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 las medidas del plato delantero y del piñón trasero. 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 el pedalier . En casos extremos, puede ser necesario un medio eslabón de cadena.

Con el fin de reducir el peso, se han fabricado cadenas con pasadores huecos y con recortes en los eslabones. ^[21] También se han fabricado cadenas de acero inoxidable para resistencia a la corrosión ^[22] y de titanio para reducción de peso, pero son caras. ^[23] Una tendencia reciente son las cadenas de varios colores, y al menos un fabricante ofrece un modelo de cadena específicamente para bicicletas eléctricas . ^[24]

Entre los fabricantes de cadenas de bicicletas más destacados se incluyen:

• Renold
• Campagnolo
• Rohloff AG
• Cadena KMC
• Shimano
• Memoria RAM
• Wipperman

• Cambio de marchas de bicicleta
• Bicicletas sin cadena

• Wikilibros Mantenimiento y reparación de bicicletas: consulte la sección sobre cadenas
• Animación del sistema de cambios Shimano