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El mundo de los descarriladores

Fecha: 10.03.2014

Un informe técnico sobre descarriladores surgido como respuesta a una consulta de un lector, Ariel Rocchetti*. La estructura y el funcionamiento básico de los descarriladores delanteros y traseros. Los diferentes tipos de mecanismos y el porqué de cada uno de ellos.
El descarrilador es el mecanismo que permite mover la cadena de un engranaje a otro (plato a plato, corona a corona) en un sistema de relaciones de cambio variable de una bicicleta. Este sistema ha tenido su evolución, pero en la actualidad tanto el descarrilador delantero como el trasero consisten en una guía de cadena móvil que el ciclista opera remotamente a través de un cable Bowden desde un shifter montado en el manubrio (hasta no hace muchos años ese shifter estaba ubicado en el caño diagonal del cuadro). Cuando el ciclista opera el mando mientras pedalea, la modificación consiguiente de la tensión del cable mueve la guía de cadena de lado a lado, “descarrilando” a la cadena del engranaje en el que está girando y llevándola a otro engranaje.
La historia de los sistemas de descarrilamiento de cadena tiene ya más de 100 años. El escritor y ciclista francés Velocio (Paul de Vivie, 1853-1930) fue uno de los primeros en desarrollar un sistema de dos velocidades que utilizó en sus recorridos cicloturústicos alpinos. La mayoría de estos primeros desarrollos estaban basados en un sistema de rodillos, a lo que siguió un sistema de paletas montadas en la vaina inferior que se operaban desde un mando de una sola palanca ubicado en el caño diagonal. El paso siguiente fue el diseño en paralelogramo del descarrilador trasero (entre otros el Gran Sport de Campagnolo, año 1949) y la puerta final hacia el sistema actual la abrió Suntour en los años 60, cuando presentó el sistema de “paralelogramo sesgado o inclinado”, que le permitía a la pequeña polea guía superior (una ruedita dentada) mantener una distancia constante de las diferentes coronas, facilitando el pase de los cambios. Cuando la patente venció, todos los demás fabricantes adoptaron este diseño básico, que es el patrón universal de descarrilador trasero de hoy en día.
La última gran revolución la produciría Shimano en 1985, cuando presentó al mundo el sistema de cambios indexados (SIS). Hasta ese momento el cambio de marchas funcionaba a fricción: el ciclista movía una palanca ubicada en el caño diagonal lo suficiente para que la cadena pasara a la corona contigua, e inmediatamente debía ajustar sutilmente la manija para centrar la cadena en la corona de destino. A diferencia de este sistema tan impreciso y que necesitaba mucha práctica de parte del ciclista para funcionar correctamente, el sistema indexado funciona con un shifter que tiene un trinquete o crique que hace de tope del mando y que cuando presionamos o tiramos de éste mueve el cable y el descarrilador en distancias especéficas. El sistema indexado lo puede operar cualquier persona inexperta y es de tal precisión que sólo lo afecta el estiramiento del cable o el daño de algún componente.

 

DESCARRILADORES TRASEROS

Función y estructura
El descarrilador trasero tiene dos funciones: pasar la cadena de una corona de piñón a otra y absorber la “flojedad” de la cadena que se produce cuando pasamos a una corona de menor tamaño en el piñón o a un plato de menor tamaño en el plato/palanca. Para cumplir con esta segunda e importante tarea es que el descarrilador está ubicado en el extremo inferior del recorrido de la cadena, precisamente donde cuelga el exceso de ésta.
Si bien hay algunas diferencias, la mayor parte de los descarriladores traseros se basan en un mismo diseño y en los mismos componentes. Tienen una jaula que soporta dos pequeñas poleas dentadas que guían a la cadena a través de una forma de S. A la superior se la llama polea guía y a la inferior polea tensora. La jaula se mueve en su plano y es retenida por un resorte que la lleva a absorber la flojedad de la cadena. Pero también un brazo la desplaza hacia los lados, de modo de posicionarse bajo la corona indicada por el ciclista. Este brazo es un mecanismo de paralelogramo que al desplazarse mantiene a la jaula adecuadamente alineada con la cadena. El otro extremo de este brazo culmina en un punto de pivote que está fijado a la punta (en los cuadros modernos al fusible) del cuadro. El brazo pivotea en torno a este punto de fijación para mantener a la jaula a una distancia aproximadamente constante de las distintas coronas. Con uno o más tornillos ubicados en el brazo es posible regular la cantidad de desplazamiento lateral del brazo y la tensión del resorte.
Los descarriladores actuales pueden ser de plástico, acero, aluminio o carbono. Los puntos de pivote pueden estar basados en un buje o en un sistema de bolillas.

High o Low
De acuerdo al modo en que se aplica el funcionamiento del resorte, hay dos tipos de descarriladores traseros, el High Normal o Top Normal y el Low Normal o Rapid Rise.
El High Normal hace que la cadena retorne a la corona más pequeña cuando no hay tensión del cable. Éste es el patrón regular actual de los descarriladores Shimano, Sram y Campagnolo. Este sistema tiene como característica que facilita el paso a las coronas más pequeñas, por lo que es muy apreciado en las carreras de ruta, ya que en los sprints lo que se necesita es un rápido cambio a multiplicaciones muy elevadas, o sea a la corona más pequeña.
El Low Normal, inversamente, hace que la cadena retorne a la corona más grande cuando no hay tensión del cable. Otrora fue un diseño muy común, que se dejó de utilizar. Lo rescató Shimano hace poco más de una década con su sistema Dual Control, que funcionaba mejor con este tipo de descarrilador, pero que no tuvo aceptación universal. Sin embargo el sistema es muy propicio para el mountain bike, ya que los cambios de marcha más críticos son los que se hacen cuando se está escalando, donde los bikers se encuentran con obstáculos y giros cerrados, mientras que la transmisión soporta mucha carga. La ventaja de este sistema para el mtb es precisamente que los cambios a relaciones menores (o sea a coronas mayores) ocurren en la dirección de la descarga del resorte, haciendo que la operación del cambio sea más sencilla pese a la enorme carga que soporta la transmisión.

Largo de jaula
La distancia entre la polea guía (superior) y la polea tensora (inferior) es llamada largo de jaula. Este largo de jaula, combinado con el tamaño de las poleas, determina la capacidad del descarrilador para absorber la flojedad de la cadena. Asimismo, determina la capacidad total del descarrilador, que es la suma de la diferencia de medida (en dientes) entre el plato mayor y el menor más la diferencia de medida (en dientes) entre la corona mayor y la menor. Un número grande demanda una caja larga. Esto es típico en la transmisión de una mountain bike de cross country con tres platos. En el otro extremo, una rutera con sólo dos platos y un cassette de rango ajustado (baja diferencia de dientes entre la corona mayor y la menor) puede operar con un descarrilador de jaula corta o larga, aunque operará mejor con uno de jaula corta.
Shimano ofrece actualmente descarriladores de jaula larga con capacidad para 45 dientes y corta con capacidad para 33 dientes. Sram ofrece tres medidas: larga, con capacidad para 43 dientes, media para 37 dientes y corta para 30 dientes.
El sistema de jaula corta tiene algunos beneficios, aunque no son decisivos:
– Hay menor flexión en el paralelogramo lo que hace que el cambio de marcha sea más positivo.
– Con buena regulación del cable, ofrece un mejor cambio de marcha.
– Hay menor posibilidad de roce o enganche con objetos externos.
– Hay menor riesgo de que la jaula toque los rayos.
– Pesa algo menos.

Descarrilador-trasero-Sram-Red-jaula-corta

Descarrilador trasero Sram Red, jaula corta.

Descarrilador-trasero-Shimano-XT-jaula-larga

Descarrilador trasero Shimano XT, jaula larga.

Posición de la jaula
Hay básicamente dos métodos para que el descarrilador trasero mantenga la distancia apropiada entre la polea dentada superior y las coronas de piñón mientras el descarrilador se desplaza entre ellas:
– Shimano utiliza la tensión de cadena para pivotear la jaula. La ventaja de este sistema es que puede trabajar con la mayoría de los cassettes si la cadena tiene el largo apropiado. La desventaja es que los cambios de marcha ráidos de las coronas menores a las mayores sobre varias coronas a la vez pueden hacer que la jaula golpee contra las coronas antes que la cadena se desplace a las coronas mayores y haga pivotear a la jaula.
– Sram utiliza el diseño de su propio paralelogramo para pivotear la jaula. La ventaja de este sistema es que el descarrilador y la cadena saltan menos y que por más que pasemos de manera rápida varias coronas a la vez no hay manera de que la jaula toque las coronas. La desventaja es que se limitan las opciones de cassette que se pueden utilizar en cada descarrilador en particular.

Relación de accionamiento
La relación de accionamiento es la relación entre la cantidad de recorrido del shifter con la cantidad de recorrido del descarrilador que esto ocasiona. (Sin embargo, vale aclarar que para un correcto funcionamiento del sistema de cambios indexado, el producto de la relación de accionamiento y la extensión de cable movilizado debe ser igual a la distancia entre el centro de una corona al centro de la contigua.)
– Shimano utiliza una relación 2:1, de manera que una unidad de cable operada desde el shifter provoca aproximadamente el doble de movimiento del descarrilador. Este sistema se designa por defecto 2:1, en oposición al de Sram qué sí designa a su sistema 1:1.
– El 1:1 de Sram significa que una unidad de extensión de cable operada desde el shifter provoca aproximadamente la misma cantidad de movimiento en el descarrilador. Sram afirma que la ventaja de este sistema es su robustez, ya que es más resistente a los efectos de la contaminación. De todas maneras Sram hace también shifters que funcionen 2:1 para que sean compatibles con descarriladores traseros de Shimano, pero hay que aclarar que estos shifters no funcionan con los descarriladores traseros Sram 1:1.
– Campagnolo utiliza una relación aproximada de 1.4:1.
En general, los shifters que emplean una determinada relación de accionamiento no son compatibles con los descarriladores que utilizan una diferente, aunque hay excepciones y también hay algunos adaptadores.

 

DESCARRILADOR DELANTERO

Función y estructura
Este componente de la transmisión sólo tiene que mover la cadena de lado a lado entre los platos, aunque tiene que hacer esto en el sector superior del recorrido de la cadena, donde ésta está bien tirante. A esto se suma otra dificultad, que es que tiene que hacer este trabajo entre platos de gran diferencia de cantidad de dientes, en algunos casos nada menos que de 53 a 20.
Este descarrilador también tiene una jaula por cuyo interior circula la cadena. Cuando el descarrilador está correctamente regulado, la cadena sólamente tocará la jaula cuando accionamos el cambio de marcha. Esta jaula se mantiene en su lugar gracias a un brazo móvil que usualmente está implementado con un mecanismo de paralelogramo para mantener a la jaula correctamente alineada con la cadena mientras ésta se desplaza lateralmente. También en este caso hay dos tornillos que controlan los dos límites laterales del recorrido de la jaula.
Tal como los descarriladores traseros, éstos se construyen con plástico, acero, aluminio o carbono. Los puntos de pivote están usualmente basados en un buje.

Tiro de cable
– Tiro inferior: funciona mediante un cable que tira hacia abajo y es el más usado en bicicletas de ruta y en bicicletas de doble suspensión. A menudo el cableado pasa por debajo de la caja pedalera, por medio de una guía de cable.
– Tiro superior: es el más común en mountain bikes excepto doble suspensión. Aquí el cable tira hacia arriba. Usualmente el cable está ruteado a lo largo del caño superior, con topes de cable y un corto tramo de funda donde cambia la dirección del cable hacia abajo. Esta disposición es ventajosa para el mountain bike, ya que a diferencia del tiro inferior el cable no pasa por dejo de la caja, donde más contacto hay con la tierra, el agua y el barro y con eventuales golpes.
– Combinación de ambos: hay algunos modelos de descarriladores que pueden adaptarse a tiro inferior o superior indistintamente.

Tipos de jaula
– Doble: diseñadas para usar con sistemas de dos platos. Las placas interior y exterior son aproximadamente de la misma forma.
– Triple: diseñadas para usar con triple plato o con dos platos que difieren mucho en tamaño. En este caso, la placa interna baja hacia la caja pedalera, formando un arco con su cuerda hacia arriba, mientras que la placa externa tiene aproximadamente la misma forma que la de la jaula doble.

Tipos de Balanceo
– Bottom Swing: la jaula está montada en la parte inferior del paralelogramo. Es el sistema más difundido.
– Top Swing: la jaula está montada en la parte superior del paralelogramo. Este diseño fue hecho para poder colocar la abrazadera del descarrilador más cerca de la caja pedalera, para dejar lugar para componentes de suspensión trasera y permitir diferentes formas del caño piantón. La construcción más compacta de un descarrilador top swing puede hacer que no sea tan robusto como un descarrilador bottom swing. Los descarriladores top swing se utilizan generalmente cuando por diferentes razones no se puede usar un bottom swing. Una alternativa del top swing es utilizar un descarrilador denominado E-type (tipo E), cuya abrazadera no se instala en el caño piantón, sino en una placa montada en la zona de la caja pedalera.

Descarrilador-delantero-Campagnolo-tiro-inferior

Descarrilador delantero Campagnolo, tiro inferior

Tipos de montaje
– Abrazadera (clamp): la mayor parte de los descarriladores delanteros se ajustan al cuadro mediante una abrazadera que rodea al caño piantón. Estos descarriladores se ofrecen con abrazaderas de diferentes diámetros, para que se puedan instalar en una gran variedad de cuadros. Aunque también hay una tendencia a ofrecerlos con un único diámetro de abrazadera y un set de suplementos o arandelas para su adaptación a la medida del caño.
-Lengüeta (braze-on): mediante una lengüeta de montaje que forma parte del descarrilador se lo instala en un soporte o lengüeta fijado al caño pianton, mediante tornillos. Este tipo de descarrilador demanda un cuadro con la correspondiente lengüeta o soporte, o una abrazadera de adaptación colocada en el caño piantón que tenga la lengüeta de fijación correspondiente a la lengüeta del descarrilador.
– Tipo E (E-type): este tipo de descarrilador no se instala con una abrazadera alrededor del caño piantón sino al cuadro, a través de una placa montada en la zona de la caja pedalera y un tornillo roscado a un soporte en el caño piantón. Se los utiliza con frecuencia en las bicis de doble suspensión, que no ofrecen espacio para otro tipo de agarradera.
– DMD (Direct Mount Derraileur): inventado por Specialized para sus bicicletas de doble suspensión, este tipo de descarrilador está atornillado directamente a un soporte ubicado en la vaina inferior. El objetivo es solucionar los cambios del ángulo que la acción de la suspensión produce en cadena cuando ésta entra en la jaula del descarrilador delantero. Con este sistema, la cadena y el descarrilador se mueven solidariamente, permitiendo realizar bien el cambio de marchas cuando la suspensión está activa. No debemos confundir este sistema con el Direct Mount de Shimano, que usa un sistema distinto. Sin embargo, el sistema Direct Mount de Sram es compatible con el DMD, y algunos E-type de Shimano también pueden utilizarse con DMD si removemos la placa E-type.

Descarrilador-Sram-X0-direct-mount-tiro-superior

Descarrilador Sram X0 direct mount, tiro superior.

 

Descarrilador-delantero-Shimano-tiro-indistinto

Descarrilador delantero Shimano, tiro indistinto

 

*El que sigue es el texto de la consulta que dio origen a esta nota:
Me dirijo a ustedes como lector asiduo de Biciclub para plantearles una inquietud que hasta ahora no pude saldar ni a través de foros ni de consultas personales con bicicleteros, salvo en trazo grueso. Me gustaría saber cuáles son las razones y detalles sobre las variedades existentes en patas de cambio. Sí que los cassettes de piñones en general son de ruta o de mtb, siendo con poca diferencia entre la corona más chica y la más grande (ruta) y llegando a triplicar el tamaño entre la más chica y la más grande (mtb). No obstante, veo que hay patas de cambio cortas, medias y largas, shadow, tiro invertido, con roldanas chicas y grandes, etcétera. Me gustaría si pudieran hacer una nota explicativa sobre eso e inclusive ver posibles combinaciones en lo que refiere a conjuntos híbridos, urbanos, ruraleros, etc. Hasta qué punto la selección de una pata tiene que ver con el cassette y cuándo influye la configuración de los platos en relación con las diferencias de dientes (ejemplo: entre un plato de 44 y uno de 22).
Me parece que el tema da más para una nota que para una respuesta somera del Consultorio.
Saludos.

Ariel Rocchetti
Capital Federal

Nota publicada en Biciclub Nº210, junio 2012.

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Hablamos sobre: ABC, Mecánica

3 Responses to “El mundo de los descarriladores”

  1. Sres. Biciclub quiero comentarles que la nota sobre descarriladores ,a mi criterio personal me pareció muy buena muy util y sobre todo nos enseña sobre algo que no se aprende por el echo de practicar este deporte Gracias Atte. Jose E. medde

  2. Pablo dice:

    Hola, me gustó esta nota, resultó útil, pero me gustaría que hicieran una sobre cómo deberían usarse los cambios con eficiencia y que ofrece cada sistema según la cantidad. Saludos

  3. Marcelo Guaita dice:

    Excelente nota! Muy técnica y completa. Gracias!

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Nº 271 - Julio 2017

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