Arquero Sturmey

Sturmey-Archer era una empresa manufacturera originaria de Nottingham , Inglaterra. Producía principalmente engranajes para bujes de bicicletas , frenos y una gran cantidad de otros componentes para bicicletas, sobre todo durante su apogeo como subsidiaria de Raleigh Bicycle Company . En el pasado, también fabricaba bujes, cajas de cambios y motores para motocicletas .

La empresa fue fundada en 1902 por Henry Sturmey y James Archer bajo la dirección de Frank Bowden , el principal propietario de Raleigh. ^[1] En 2000, los activos y las marcas comerciales de Sturmey-Archer se vendieron a Sun Race de Taiwán , que pasó a llamarse Sun Race Sturmey-Archer Inc. y la producción se trasladó a Taiwán. ^[2]

Todos los bujes de engranajes Sturmey-Archer utilizan trenes de engranajes epicicloidales (planetarios) de diversa complejidad. El AW es el más simple, ya que utiliza un conjunto de engranajes planetarios con cuatro planetas. El AM utiliza tres planetas compuestos con piñones de diferentes tamaños mecanizados a partir de un eje común para acoplar la corona dentada y el engranaje solar por separado, mientras que los bujes de tres velocidades de relación cerrada y los de cuatro o más velocidades utilizan varios trenes de engranajes planetarios. Según el buje específico, estos pueden estar en serie entre sí, o se puede seleccionar uno u otro conjunto en cualquier momento mediante el bloqueo de un engranaje solar particular al eje.

En 1921, se introdujo el buje K como una versión actualizada y mejorada del buje X, más tarde FX (tras la introducción del roscado fino del eje); es el modelo X que fue fabricado bajo licencia por BSA como su buje de 3 velocidades hasta 1956. El nuevo modelo K de tres velocidades tenía relaciones de 75 %, 100 % y 133 %, lo mismo que el posterior AW, sin embargo, su funcionamiento interno era sustancialmente diferente. Lo más notable era el embrague deslizante con rampa de 6 puntas que estaba montado entre resortes, esto daba la ventaja de que era posible el movimiento lateral sin el movimiento de la palanca de cambios y permitía preseleccionar las marchas mientras se pedaleaba, la relación cambiaría cuando se relajara la fuerza del pedal, liberando el mecanismo para deslizarse hacia la nueva marcha y bajo la presión del resorte. Los dientes de embrague en rampa y el soporte con resorte también permitieron que el cubo K no tuviera una posición neutra entre el engranaje de transmisión directa "Normal" y el engranaje de sobremarcha "Alta", tanto la SW como la AW (hasta mediados de la década de 1990) tienen esta posición neutra. Los dientes de la corona dentada se moverían alrededor del embrague usando las rampas y los resortes si el cubo intentara engranar la marcha Normal y Alta al mismo tiempo, aunque permitir que esto suceda a través de cambios lentos puede causar un desgaste excesivo del embrague y dejar el cubo inoperativo. En la marcha Baja, esto no es un problema ya que los trinquetes de la marcha Baja pueden ser sobrepasados ​​por una marcha más alta, mientras que las marchas Normal y Alta usan los mismos trinquetes, lo que requiere una solución alternativa.

El buje K generó una versión Tricoaster con freno de contrapedal, designada KC, en 1921 y variantes de relación cerrada (KS) y relación media (KSW) en 1932 y 1933 respectivamente. Con la introducción de los frenos de tambor de 90 mm LBF/BF/BFC y LBR/BR/BRC en 1931, se presentó el primer freno de tambor Sturmey-Archer de 3 velocidades, el KB. Al KB se le unió en 1934 el freno de tambor tándem KT de 111 mm, parte de una familia de frenos de tambor de 111 mm junto con los frenos de tambor delanteros y traseros BFT y BRT (los frenos de tambor tipo BR no son bujes de engranajes y, en cambio, están roscados para piñones fijos o ruedas libres). El KT duró solo cuatro años, siendo reemplazado por el AT (freno de tambor de 111 mm basado en AW) en 1938, cuando el K fue reemplazado por el AW. Los modelos AT, BFT y BRT dejaron de producirse debido a las hostilidades en 1941 y nunca volvieron a entrar en producción.

A pesar de que el principal atractivo de los bujes Sturmey-Archer era su oferta de tres marchas cuando sus rivales solo contaban con dos, Sturmey-Archer produjo una gama de bujes de dos velocidades en la década de 1930. Esto comenzó con el T y el TF (bujes idénticos, F denotando un piñón fijo) en 1933, junto con una versión con un freno de tambor de 90 mm; con un funcionamiento con freno de varilla y rueda libre, esto era TB, con un funcionamiento con varilla y rueda fija , esto era TBF, mientras que se agregó una C a cualquiera de las designaciones para denotar frenos operados por cable en lugar de varillas. En realidad, un usuario final puede cambiar fácilmente entre fijo y libre, y varilla y cable intercambiando piezas comunes, aunque la carcasa del buje seguirá mostrando la designación de la configuración original de un buje determinado. Los T, TF, TB, TBF, TBFC y TBC tuvieron todos una reducción del 25% con respecto a la transmisión directa.

En 1936, se introdujo una transmisión de 2 velocidades con relación cerrada, denominada TC, que ofrecía una reducción del 13,46 % con respecto a la transmisión directa.

Los bujes fabricados en la década de 1930 tienen un sello de fecha en forma de número al final de la designación del modelo; esto se puede ver en ejemplos de todos los bujes mencionados en esta sección, así como en algunos bujes de las familias A y F. Un buje TC de 1936, por ejemplo, estaría marcado como TC6, TC 6 o TC-6.

El producto más conocido de Sturmey-Archer es el engranaje de buje de tres velocidades de relación amplia AW , introducido en 1938 (aunque patentado en 1936) y todavía en producción en una forma sustancialmente modificada a partir de 2018. Es el único sobreviviente de una gama mucho más grande de bujes de tres velocidades del modelo "A", incluido el AG Dynohub, el buje de freno de tambor AB de 90 mm, AM (relación media para ciclistas de "club"), el AC y AR (bujes de carreras de relación cerrada para contrarrelojistas) y el ASC (un piñón fijo único de tres velocidades ). En 1939 se lanzó un modelo AF de relación cerrada de cuatro velocidades, pensado como una relación cerrada de 3 velocidades con una marcha baja adicional para colinas, este se discontinuó en 1941 y fue reemplazado por el buje FC casi idéntico en 1947. 1939 también vio la introducción del buje de relación media de cuatro velocidades FM, que era mecánicamente muy similar al AF y FC.

Después de la guerra, en 1946, se introdujo el buje de relación amplia de cuatro velocidades FW y dio origen al buje FG Dynohub y al buje de freno de tambor FB de 90 mm. El FG llegaría a caracterizar el resultado del apogeo de las bicicletas modelo Raleigh Superbe, mientras que la relativa longevidad del FW se puede atribuir en gran medida a su implementación en bicicletas Moulton de alta gama durante la década de 1960 hasta su discontinuación en 1970.

La FW condujo al desarrollo de una serie de modelos de cinco velocidades "S5" internamente similares y, en 1994, Sturmey-Archer ya producía bujes de siete velocidades. La producción fue baja y, a mediados de la década de 2000, se dejaron de fabricar, ya que las bicicletas con bujes prácticamente habían pasado de moda.

La breve historia del buje de tres velocidades de relación amplia con brida media de la serie SW de Sturmey-Archer proporciona una sólida justificación de los méritos del diseño AW.

Sturmey-Archer Gears Ltd. diseñó el buje de tres velocidades de relación amplia y brida media tipo SW Mk. 1 en 1954 y comenzó su producción en 1955, con la intención de reemplazar la serie AW de bujes de brida grande que se pretendía discontinuar tras la introducción de la SW (los bujes AW todavía se producían en 1956, y es posible que hayan continuado durante toda la producción de la SW, a pesar de estar ausentes de los catálogos). ^[3]

En comparación con la reducción del 25 % en la primera marcha, la segunda marcha con transmisión directa y la tercera marcha con sobremarcha del 33,33 % de la AW, la SW ofrecía una relación de transmisión ligeramente más amplia, a la que Brian Hayes se refiere como relación de transmisión "superancha", ^[3] con una reducción del 27,7 % para la primera marcha, la segunda con transmisión directa y una tercera marcha con sobremarcha más alta del 38,4 %. Los conductores aprecian el funcionamiento casi silencioso de sus trinquetes "centrífugos" sin resortes (aunque a menudo se describe a los trinquetes como de funcionamiento centrífugo, de hecho funcionan mediante un movimiento de balanceo a medida que los dientes del trinquete de rueda libre pasan sobre ellos, empujándolos hacia adelante y hacia atrás en sus receptáculos ligeramente sobredimensionados).

Más pequeño y liviano que un buje AW, el SW fue descrito acertadamente, pero desafortunadamente, por Sturmey-Archer como alguien que tenía "menos piezas funcionales que cualquier otro buje de 3 velocidades de relación amplia" ^[4] y se pensaba que era menos costoso de fabricar que la serie AW que había estado en producción desde 1938.

El nuevo buje resultó ser lento para acoplar la transmisión porque el modo de acoplamiento de los trinquetes requería menos paradas de rueda libre y no se podía "cambiar previamente" como puede hacerlo un AW mientras se cambia a una marcha superior, y el predecesor del AW, el "K", puede hacerlo mientras se cambia en cualquier dirección. Esta preselección de marchas nunca fue defendida por Sturmey-Archer. Más preocupante aún es que los trinquetes únicos en forma de medialuna pueden tener problemas de deslizamiento, incluso con un ajuste correcto de la cadena de palanca, ya que el acoplamiento de solo dos de los tres trinquetes en cada rueda libre no es lo suficientemente estable como para mantener niveles normales de torque . Esto es más pronunciado en bujes que están pegajosos en el interior debido a una lubricación incorrecta y en los que se han desgastado debido a un mantenimiento deficiente o, con menos frecuencia, a un uso intensivo. ^[5] Se hicieron intentos para corregir los problemas que experimentó el SW, con ejemplos sobrevivientes que muestran dos métodos diferentes de retención de jaula planetaria (que requieren dos diseños de eje diferentes), tres diseños diferentes de anillo de trinquete de jaula planetaria, dos diseños diferentes de anillo de engranaje, dos diseños diferentes de embrague deslizante, dos diseños diferentes de trinquete y dos diseños diferentes de llave de eje, uno para cada uno de los dos diseños de varilla indicadora que se usaron con el SW, un diseño de indicación de dos piezas, a la izquierda, entre 1954 y mediados de 1958, que requiere una perforación simple en la llave del eje y un eje completamente perforado, y una llave de eje roscada menos común, para usar con un diseño de indicación de mano derecha tipo AW estándar, introducido aproximadamente al mismo tiempo que la recomercialización del AW a fines del verano de 1958 y que permite el uso de un eje parcialmente sólido.

Sturmey-Archer tenía la intención de que el SW reemplazara por completo el buje AW y había diseñado una familia completa de bujes de la serie SW. El SB estaba destinado a reemplazar el buje AB/ABC de 3 velocidades con freno de tambor de 90 mm, y el SG estaba destinado a reemplazar el buje de dinamómetro AG de tres velocidades "Dyno-Three". Tanto el SB como el SG habrían utilizado un conjunto modificado de componentes internos SW con una jaula planetaria acortada para facilitar la funcionalidad adicional en el lado izquierdo del buje. Existen dibujos técnicos tanto para el SB como para el SG y ambos aparecieron en catálogos, sin embargo, no hay evidencia de que ninguno de los dos bujes entrara en producción y el AB/ABC y el AG reaparecieron junto con el AW en 1958.

La AW había sido construida bajo licencia por The Hercules Cycle and Motor Company como el tipo A en la década de 1940 y como el tipo B en la década de 1950 (no hay diferencia funcional y la letra simplemente indica la década). Hercules también puso su nombre en los bujes SW, aunque estos son mucho menos comunes que los SW de la marca Sturmey-Archer.

Después del fracaso del SW en el mercado y el nuevo compromiso con el AW, Sturmey-Archer continuó licenciando ampliamente el diseño, y finalmente se fabricaron clones totalmente intercambiables del AW bajo marcas que incluían a JC Higgins, Sears, Austro-Daimler, Brompton, Brampton, SunTour y otras.

En 1966, Sturmey-Archer lanzó un nuevo buje de dos velocidades con un mecanismo de cambio de contrapedal similar al "Torpedo Zwei Gang Duomatic" de Fichtel y Sachs . El S2 (el primer buje de dos velocidades de Sturmey-Archer desde la desaparición de la serie T en 1941 y el último de dos velocidades que fabricarían en el Reino Unido) presentaba transmisión directa y una reducción de marcha del 28,6 %. Si bien la falta de necesidad de un cable de cambio podría haber llevado al S2 a ser una opción popular para bicicletas plegables y de ruedas pequeñas, la naturaleza de los cambios significaba que una bicicleta de ruedas pequeñas tendría dificultades para obtener una relación de marcha aceptablemente alta dentro de las limitaciones de a) el tamaño de sus ruedas, b) el tamaño mínimo de piñón que se podía montar y c) el tamaño máximo de rueda de cadena que se podía obtener. Por estas razones, no tuvo éxito comercial.

El cambio de marchas de la S2 se logró invirtiendo la acción del pedal de modo que la rueda dentada y el conductor giraran 1/4 de vuelta en sentido antihorario con respecto al eje (la cantidad de movimiento del pedal necesario para esto depende del engranaje). El proceso de cambio ascendente y descendente es el mismo, con el buje alternando entre marchas; existe el consiguiente riesgo de pasarse de la marcha deseada. La S2 no tiene equivalente al embrague deslizante que se ve en los diseños de buje Sturmey-Archer de 3 y 4 velocidades; de hecho, no hay movimiento lateral dentro del buje en uso.

Para lograr este modo radicalmente diferente de cambiar de marchas, el buje presentaba un impulsor único con un zócalo con llave de 4 estrías en el medio (similar a, aunque no intercambiable con, los impulsores AW posteriores "sin engranaje intermedio"), en el que se colocaba un manguito selector. Los 4 cortes en el manguito selector (2 poco profundos y 2 profundos, dispuestos de forma alternada) permitían que el manguito selector transmitiera el impulso desde el impulsor a las partes traseras de los dos trinquetes de engranaje alto únicos, con dichos trinquetes permitidos para acoplarse a la carcasa del buje para un impulso directo (corte profundo del manguito selector) o para desconectarse de modo que el impulso se transmita solo a la corona dentada (corte poco profundo del manguito selector). La corona dentada funciona entonces de la misma manera que en un buje AW, con el impulso del engranaje anular haciendo girar la jaula planetaria (a través de los engranajes planetarios) -y, por lo tanto, la carcasa- a una velocidad reducida.

El buje S2 cuenta con tres trinquetes de marcha baja montados en su jaula planetaria acortada, lo que requiere una pista de rueda libre de marcha baja con doce topes en lugar de los 10 que se encontrarían en un AW contemporáneo, esto significa que un S2 que gira en rueda libre en marcha baja hará un tictac más frecuente y más fuerte que un AW en marcha baja a la misma velocidad en una rueda del mismo tamaño. Debido a esta diferencia en la rueda libre izquierda (marcha baja) y la jaula planetaria corta, el S2 tiene un anillo de engranaje presionado en la carcasa cerca del medio, con el mecanismo ocupando poco más de la mitad del volumen de la carcasa y el resto quedando vacío. Por esta razón, el S2 tiene una carcasa única y sus partes internas no se pueden instalar en la carcasa de otro modelo.

El S2 es un buje poco común, del que solo se fabricaron 12.500 unidades y rara vez se comercializa. El buje se dejó de fabricar en 1972 y no debe confundirse con los bujes S2, S2C y S2K que actualmente fabrica Sun Race Sturmey-Archer en Taiwán.

Muchos consideran que los bujes Sturmey-Archer son una alternativa a los engranajes Derailleur , sin embargo, en muchos modelos de bujes Sturmey-Archer, ambos se pueden combinar para ofrecer una configuración con muchos de los beneficios de ambos sistemas: ofrecer más engranajes, más espaciados y sin dejar de ofrecer un rango general muy amplio.

La mayoría de los bujes de cambio Sturmey-Archer se pueden convertir a cambios híbridos instalando un desviador trasero en la bicicleta y encontrando un método adecuado para conectar más de una rueda dentada al controlador del buje.

En el caso de los ejes de "tres estrías", se puede añadir una rueda dentada adicional en lugar de los espaciadores, siempre que se tenga cuidado de garantizar que el espacio entre las ruedas dentadas no sea tan grande que la cadena caiga en ella en lugar de moverse entre las ruedas dentadas. También se han fabricado dos bloques de rueda dentada para estos bujes en el pasado, aunque ahora están obsoletos y son difíciles de encontrar.

Para los ejes deportivos de 12 estrías de finales de los años 1930 y 1940, se pueden hacer arreglos similares a los de un eje de 3 estrías, sin embargo, es probable que el abastecimiento de componentes sea un problema mayor en línea con la escasez general de estos ejes y las ruedas dentadas que se adaptan a ellos.

En el caso de los piñones roscados que se instalaron en los bujes de turismo antes de 1951, se puede instalar una rueda libre roscada estándar, aunque se debe tener cuidado de garantizar que haya suficiente espacio libre en el cuadro y suficiente enganche de la rosca para garantizar que la instalación sea segura. Es poco probable que más de tres piñones produzcan resultados satisfactorios.

Algunos bujes Sturmey-Archer, por su diseño, son fundamentalmente incompatibles con los engranajes híbridos y no se deben intentar configuraciones híbridas con ellos. Estos son:

• AF, FM, FC y AC debido al tren planetario secundario que se utiliza para hacer avanzar el engranaje solar en las marchas bajas y altas, esto hace que las partes internas giren mientras la bicicleta gira libremente y aplica tensión a la parte inferior de la cadena; esta tensión dañará la configuración del descarrilador. Por la misma razón, es normal que las bicicletas con estos bujes hagan girar los pedales cuando se los empuja hacia adelante, mientras que en otros bujes de cambio Sturmey-Archer esto indicaría un cono de rodamiento izquierdo demasiado apretado.
• Piñón fijo ASC Three Speed, además del motivo expuesto anteriormente, cualquier buje de piñón fijo es incompatible con el cambio por descarrilador debido a la necesidad de aplicar tensión de cadena en ambas direcciones al reducir la velocidad en una bicicleta de piñón fijo.

El Dynohub era el dinamo de buje (generador) de Sturmey-Archer para bicicletas. El modelo inicial GH12 de 12 voltios se presentó en 1936 y dos años más tarde lo siguió el GH8. Esta unidad de 8 voltios se dejó de fabricar en 1941 y se sustituyó en 1945 por la versión más ligera GH6 de 6 voltios, que se mantuvo en producción hasta 1984. El término "dynohub" a veces se aplica de forma genérica a los dinamos de buje de bicicleta, pero se originó como marca registrada y sigue siendo así.

La versión GH6 produjo una salida nominal de 6 V, 0,33 A (2 W) a partir de un imán de anillo de 20 polos con un estator que tiene un bobinado continuo. Las bombillas de los faros delanteros originales son de 6 V, 0,25 A (1,5 W) (por ejemplo, CRY5) y una bombilla trasera de 6 V 0,04 A (0,24 W) (por ejemplo, CRY8). Esto es diferente de un dinamo de bicicleta estándar moderno, aunque aún se pueden obtener reemplazos. ^{[6] Las sustituciones comunes son la bombilla} de faro estándar moderna de 2,4 W y una bombilla de luz trasera de 0,6 W. Un ciclista informa mucha más luz con una bombilla tipo 40 de 6,3 V, 0,25 A (1,6 W). ^{[7] Las conversiones} de LED son posibles y emitirán una luz mucho más brillante que las bombillas incandescentes o halógenas , aunque las alternativas de LED requieren la instalación de un regulador de voltaje y parpadearán 10 veces por revolución de la rueda si no están equipadas con un condensador o rectificador para suavizar la salida de corriente CA del Dynohub.

La potencia nominal se alcanzaba a unos 20 km/h (12 mph), con una velocidad de rotación de aproximadamente 160 rpm. El nombre dinamo implica una potencia de corriente continua , pero como es habitual con las dinamos de bicicleta (conocidas como generadores en Norteamérica), la potencia de salida era de corriente alterna .

Los dinamómetros se ofrecían como bujes delanteros y como bujes traseros con engranajes. El AG era un buje trasero AW de tres velocidades con dinamo incorporado, mientras que el FG era un dinamo combinado de manera similar con un FW de cuatro velocidades. Se planeó un dinamómetro SG "Super-Wide" de tres velocidades entre 1954 y 1960, pero nunca se fabricó. Un buje FG se puede convertir para tener 5 marchas utilizando los mismos métodos de modificación que se utilizarían para un FW para permitir engranajes solares seleccionables individualmente.

Los generadores de buje estuvieron ausentes de la gama de productos de Sturmey-Archer desde 1984 hasta la introducción en 2006 del buje delantero X-FDD , que combina un dinamo de 6 V, 0,4 A (2,4 W) o 0,5 A (3 W) con un freno de tambor de 70 mm . ^[8]

Los bujes de 8 velocidades XRF8, XRD8, XRR8 y XRK8 entraron en producción en serie en 2007. ^[9]

Sun Race Sturmey-Archer ha modificado el diseño y la fabricación en muchos aspectos; en comparación con el antiguo buje AW, el equivalente actual de tres velocidades (SRF3) ahora tiene una carcasa de aleación de aluminio para un peso más ligero (aún está disponible una versión 'Steelite' con carcasa de acero pintado, y con la marca AW). Según Schraner y Brandt, una carcasa de aleación de aluminio redujo la rotura de los radios debido a que el aluminio es más blando, lo que permite que el radio se asiente en la brida y disperse la tensión en la curva del radio sobre un área más amplia. ^{[10] [11]}

La empresa fabricó frenos de buje delantero a juego, como el modelo X-FD de 70 mm, que presenta cojinetes de cartucho sellados. [1]

En 2010, Sturmey-Archer lanzó una nueva gama de bujes Duomatic de 2 velocidades, reutilizando el nombre S2 de finales de los años 60. Estos bujes, denominados S2 (rueda libre), S2C (freno de contrapedal) y S2K (freno de disco de 6 tornillos), comparten sus principios generales de ingeniería con el S2 original, pero no comparten ningún componente interno. Ofrecen una marcha directa y una sobremarcha del 38 %, una mejora significativa en cuanto a facilidad de uso con respecto a la marcha de "submarcha" del S2 original.

En 2009, Sun Race Sturmey-Archer reintrodujo un buje de piñón fijo de tres velocidades, el S3X . ^[12] Esto proporciona relaciones de 100/75/62,5 (es decir, el engranaje superior es de transmisión directa y los demás se reducen a partir de él) y los componentes internos se basan en el buje de rueda libre de cinco velocidades más nuevo (de la misma manera que el ASC fijo original se basaba en el buje FC de cuatro velocidades contemporáneo).

Sturmey-Archer fabricó varios modelos de frenos de tambor de 70 mm y 90 mm con cuerpos de acero y aluminio.

El nombre Sturmey-Archer también se colocó en el motor de dos tiempos de 49 cc instalado en los primeros ciclomotores Raleigh , aunque en realidad era una reelaboración del "Trojan Mini-Motor" de Vincenti Piatti , y construido por la operación de motocicletas de BSA . ^[13]

• Comparación de engranajes de buje

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• Sitio web oficial