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L’ANGOLO PIANTONE – Introduzione

lunedì, 5 luglio 2010

Per tutti coloro per i quali il telaio è uno sconosciuto, ma anche per coloro lo conoscono molto bene o pensano di conoscerlo, iniziamo un approfondimento tecnico sul parametro angolo tubo piantone.
L’angolo del tubo piantone, rappresenta, senza timore di essere smentiti, il principale parametro nella definizione della geometria di un telaio. Il tubo piantone origina dal movimento centrale e si sviluppa per alto dietro determinando due angoli rispetto al piano del terreno: un angolo anteriore ottuso, e un angolo posteriore acuto. L’angolo a cui sempre si fa riferimento nel definire l’inclinazione del tubo piantone è quello acuto posteriore (Fig.1).


Il tubo piantone incontrando il piano parallelo al terreno determina la formazione di due angoli: uno ottuso anteriore, e uno acuto posteriore che è quello utilizzato nell’indicare l’inclinazione del tubo stesso.

L’angolo di inclinazione del tubo piantone dei telai a catalogo delle principali aziende produttrici di telai da corsa è compreso fra i 72,5°  e i 75,5°(Fig. 2) .
Vi sono alcune aziende, che con termine inglese potremmo definire “border line”, le quali presentano a catalogo anche 71,0°, aziende propense a piantone arretrato, o 76,0°, aziende propense a piantone avanzato.


L’inclinazione del tubo piantone nei telai a catalogo (misure standard) presenti in commercio è compreso fra un angolo di 72,5° e uno di 75,5°(Fig. 2) .

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IL TELAIO

mercoledì, 19 maggio 2010

Il telaio costituisce l’elemento fisso, centrale attorno al quale si costruisce la bicicletta con la forcella, i componenti di connessione fra il telaio e il ciclista, il gruppo composto e le ruote con cui il mezzo entra a contatto con il terreno.
Il telaio rappresenta l’ossatura della bicicletta e la sua scelta deve essere fatta in funzione della morfologia del ciclista della specialità e del livello di utilizzo.
Un telaio può essere valutato sulla base di caratteristiche strutturali e sulla base di caratteristiche funzionali.

Caratteristiche strutturali del telaio
Le caratteristiche strutturali definiscono la specializzazione del telaio, ovvero la sua destinazione d’uso. Esse sono costituite:
- dagli elementi strutturali e dalle loro dimensioni;
- dalla geometria;
- dai materiali e sezione dei tubi;
- dal peso.

Elementi strutturali e loro dimensioni
Un telaio è costituito dall’unione di due triangoli: uno più grande, anteriore, e uno più piccolo posteriore.
Gli elementi che danno vita a questa struttura hanno ognuno un nome e un ruolo nella definizione delle caratteristiche del telaio.
Gli elementi che costituiscono un telaio da strada, da pista o da fuori strada sono: (FIG. 2 a Disegno dei due telai inviato via fax) sono:
il tubo piantone;
il tubo orizzontale;
il tubo di sterzo;
il tubo obliquo;
scatola del movimento centrale;
i forcellini posteriori 2 alti e 2 bassi (a formare il carro posteriore);
la forcella anteriore (a formare il carro anteriore).

Il  tubo piantone
Il  tubo piantone è l’elemento che origina dal movimento centrale e si dirige verso l’alto e posteriormente tanto da determinare con il piano orizzontale un angolo acuto (posteriore) che può variare, nei vari telai (strada, pista, fuori strada), da 72° a 76°.  Nonostante vi siano costruttori che misurano questo elemento in modo diverso, la modalità più diffusa e più corretta al fine della comparazione dei vari telai consiste nel rilevare la distanza compresa fra il centro del movimento centrale e il centro del tubo (o del suo prolungamento in caso di sloping) all’incrocio con la linea orizzontale che origina dal tubo di sterzo all’altezza dell’inserzione del tubo orizzontale o “ex-orizzontale”(sloping). Il alcune realizzazioni telaistiche tecnologicamente innovative realizzate per la MTB, il tubo piantone è solamente una linea che congiunge il centro del movimento centrale con il canotto reggisella. Il tubo piantone definisce l’altezza del telaio  che, nelle geometrie tradizionali coincide con il tubo reale, mentre con le geometrie “sloping” o innovative coincide con un tubo e/o una linea virtuali.
La funzione primaria del tubo piantone è quella di permettere il sostegno della sella nonché la sua regolazione in altezza e in modo indiretto, l’entità di arretramento della sella,  tramite il l’angolo di inclinazione, e la regolazione dell’altezza del manubrio, attraverso la correlazione con la lunghezza del tubo sterzo.
Il  tubo orizzontale (virtuale)
Il tubo orizzontale è l’elemento che origina dall’innesto con il tubo di sterzo e dirigendosi verso dietro, termina con l’incrocio con il tubo piantone. In caso di geometria “sloping” il tubo orizzontale rimane una proiezione orizzontale virtuale che origina dall’innesto del tubo superiore, non più orizzontale (ex orizzontale), con il tubo di sterzo, e termina sul canotto reggisella che rappresenta il prolungamento del tubo piantone.
La funzione primaria del tubo orizzontale è quella di determinare la lunghezza della bicicletta o in altro modo, la distanza del sistema di guida dalla sella.
Il  tubo di sterzo
Il tubo di sterzo è il tubo più avanzato del telaio. Si unisce superiormente con il tubo orizzontale o ex-orizzontale (telai “sloping”) e inferiormente con il tubo obliquo. La sua inclinazione è simile a quella del tubo piantone,  e la sua lunghezza, misurata al fine tubo nelle due estremità, è condizionata dalla lunghezza sempre del tubo piantone.
La funzione primaria del tubo di sterzo è quella di accogliere la forcella e di permettere con essa la guidabilità della bicicletta. L’altezza del tubo di sterzo, inoltre, condiziona l’entità dell’altezza del manubrio.
Il  tubo obliquo
Il tubo obliquo è il tubo che unisce il movimento centrale con il tubo di sterzo. Esso non costituisce una misura fondamentale nella definizione della geometria e della dimensione del telaio, in quanto rappresenta la conseguenza delle scelte fatte sulle tre tubazioni sopra descritte. La funzione primaria del tubo obliquo è quella di collegare la sede del sistema propulsivo, movimento centrale, con la sede del sistema di guida, tubo di sterzo. Nei telai moderni la sezione di questo tubo è volutamente variabile al fine di permettere un contenimento delle forze torsionali.
La scatola del movimento centrale
La scatola del movimento centrale rappresenta il cuore del progetto telaistico e l’elemento su cui confluiscono e su cui  si concentrano elevate sollecitazioni meccaniche. Da qui l’importanza che soprattutto negli ultimi anni i costruttori hanno dato a questo elemento anche grazie alle possibilità offerte dal carbonio.
I forcellini posteriori (2 alti e 2 bassi)
I forcellini posteriori sono gli elementi che permettono il collegamento della ruota posteriore al tubo piantone e del deragliatore posteriore del cambio. I due forcellini superiori originano dalla estremità superiore del piantone in prossimità dell’incrocio con il tubo orizzontale o ex orizzontale. I due forcellini inferiori originano dalla scatola del movimento centrale. Sia i forcellini superiori che quelli inferiori terminano nell’”uncino” che permette l’inserimento del mozzo della ruota posteriore.
La misura del forcellino inferiore intesa come la distanza fra centro del movimento centrale e mozzo posteriore, costituisce il carro posteriore.
I forcellini posteriori (2 alti e 2 bassi)
La scatola del movimento centrale rappresenta il punto focale del telaio, dove vi è la confluenza fra elementi di sostegno  (tubo piantone), elementi di propulsione(pedivella),  tramissione (forcellini –ruota) e di guida e controllo (obliquo).
Una tale confluenza di strutture e tensioni, richiede particolari caratteristiche meccaniche di robustezza e rigidità.
La forcella anteriore
La forcella anteriore è costituita, superiormente, da un tubo di innesto sul tubo di sterzo a cui viene e collegato l’attacco manubrio o pipa, e, inferiormente da due forcellini che servono da collegamento con la ruota anteriore. Ad essa vengono delegati due compiti estremamente importanti: 1) garantire un buon assorbimento delle sollecitazioni meccaniche verticali. 2) ottimizzare, attraverso l’entità del rake, la guidabilità del telaio.

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Come scegliere il canotto reggisella

lunedì, 26 aprile 2010

Il cannotto reggisella costituisce l’importante l’elemento di connessione fra telaio e sella. La sua scelta rappresenta un passaggio, a volte, fondamentale per la determinazione della posizione in sella e complessivamente per l’assetto biomeccanico del ciclista sulla bicicletta.
Le funzioni a cui deve assolvere il cannotto reggisella sono diverse. Prima fra tutte, deve connettere la sella con il telaio attraverso la simbiosi con il tubo piantone di cui rappresenta il naturale prolungamento. A questa prima funzione se ne accoda una seconda, un poco impropria, che consiste nella soddisfazione dei canoni estetici a cui noi, come italiani, siamo molto legati. Sotto il profilo biomeccanico il cannotto deve invece, assolvere alle funzioni di regolazione dell’altezza della sella, dell’arretramento rispetto alla verticale del movimento centrale e  alla regolazione dell’arretramento dell’inclinazione della superficie rispetto al piano orizzontale.
La funzione di regolazione della altezza della sella è strettamente legata alla caratteristica del diametro del cannotto e della sua lunghezza.
Dovendo entrare in simbiosi con il tubo piantone, il tubo reggisella viene realizzato in diversi diametri. Il principale, che per alcuni modelli rappresenta l’unico diametro disponibile, è costituito dal 27,2 mm e ciò al fine di soddisfare le esigenze della maggioranza dei telai in commercio il cui diametro interno del tubo piantone è appunto 27,2 mm.Ormai in declino l’acciaio, i materiali protagonisti nelle realizzazioni di questo elemento sono essenzialmente tre: alluminio, carbonio e titanio. L’alluminio, o con maggior precisione, la lega di alluminio, offre un buon compromesso fra rendimento meccanico e leggerezza ancor più esaltata nei diametri più ampi (> 29,0 mm). Sempre più richiesto vi è poi la fibra di carbonio realizzata tramite l’unione di più strati di tessuto ( minimo 3 ) con apposite resineVi sono infine realizzazioni che consistono nel rivestimento esterno in carbonio di un cannotto più stretto in alluminio. Sempre validi come rendimento meccanico e avvincenti sul profilo estetico.I cannotti in carbonio, soprattutto se in monoscocca, riescono a sconfiggere sul peso i concorrenti realizzati in alluminio o in titanio, sull’ordine dei 30-40 grammi in meno.
Le realizzazioni in titanio, infine, abbinano una indiscussa eleganza estetica alle nobili proprietà meccaniche tipiche del materiale. Il peso delle realizzazioni in titanio si affianca a quello dei cannotti in alluminio.
Rimangono da analizzare due importanti funzioni che il canotto reggisella deve garantire:
-    la prima è la regolazione dell’arretramento della sella rispetto alla verticale del movimento centrale;
-    la seconda riguarda la regolazione della inclinazione della sella rispetto al piano orizzontale.
Entrambe le funzioni sono consentite dalla testa del reggisella e dalle caratteristiche del morsetto di bloccaggio della sella.
Ferma restando, la presenza sul mercato di selle aventi una diversa lunghezza della slitta di bloccaggio, la possibilità di regolazione dell’arretramento della sella è fortemente condizionata dalla struttura della testa del reggisella.
In particolare, l’arretramento del lato anteriore del morsetto di bloccaggio rispetto alla linea di prolungamento del lato anteriore del cannotto rappresenta l’elemento fondamentale per questa regolazione.
L’entità di questo parametro, che da ora in poi definiremo “arretramento bloccaggio”, rappresenta o può rappresentare un elemento di valutazione fondamentale per la scelta di un cannotto reggisella.Per quanto riguarda la regolazione dell’inclinazione sella, essa risulta strettamente connessa  con  la tipologia del morsetto di bloccaggio dei cannotti presenti in commercio. L’entità della regolazione risulta comunque variabile +/- 4° -5° che in termini di millimetri rappresentano un’entità variabile di +7- 10 mm rispetto al piano orizzontale.
L’entità dell’ “arretramento del bloccaggio” reggisella, conduce ad un approfondimento sulla possibilità di intervenire virtualmente sulla correzione dell’angolo del tubo piantone, o meglio, sul suo principale effetto sulla posizione del ciclista che consiste nel definire le possibilità di regolazione dell’arretramento della sella rispetto alla verticale del movimento centrale.
Un angolo avanzato di tubo piantone 74° – 75° condizionerà un minore arretramento della sella rispetto a ad un telaio con angolo piantone di 72,5° – 73,5°.  Soprattutto in presenza di angolazioni superiori a 75° o inferiori ai 72° potrebbe risultare conveniente, sotto il profilo biomeccanico, l’utilizzo di canotti  con “arretramento del bloccaggio” vicino ai 40,0 mm nel primo caso e vicino a 0 mm nel secondo caso.
In particolare, dalla lettura della tabella n.1,  si può notare di quanto alle diverse altezze della sella, un maggiore “arretramento del bloccaggio” può modificare virtualmente l’effetto dell’angolo del tubo piantone.
Si può notare come il maggiore arretramento della sella permesso dall’ “arretramento del bloccaggio” corrisponde ad una correzione  virtuale dell’angolo piantone che a pari  valore di arretramento risulta più contenuta ad altezze più elevate.
Ad esempio, un “arretramento del bloccaggio” di 20,0 mm, determina una correzione virtuale dell’angolo piantone di 1,76° gradi su un’altezza sella di 65 cm, mentre di 1,35°, quasi mezzo grado in meno, ad una altezza sella di 85 cm.

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Le patologie che ci impongono di cambiare telaio – Parte 1

lunedì, 12 aprile 2010

Il modo con cui il ciclista si rapporta con la bicicletta deve risultare funzionale sia ai fini della prestazione atletica e sia ai fini della prevenzione di sovraccarichi muscolari e articolari spesso responsabili, principali o secondari, di alcune patologie.
La posizione in sella o assetto biomeccanico viene realizzata attraverso il posizionamento dei tre punti di contatto, sella, manubrio e pedali rispetto al movimento centrale del telaio.
La sella viene posizionata in altezza e arretramento rispetto al movimento centrale, il manubrio in distanza e in dislivello rispetto alla sella, e il pedale in distanza rispetto al movimento centrale. La regolazione di questi tre elementi non è illimitata ma è, al contrario, limitata entro dati valori definiti dalla dimensione del telaio.
Non è poco frequente incontrare colleghi e amici ciclisti che affermano di non trovarsi a proprio agio o addirittura di accusare dolori con la bicicletta attuale, e di desiderare un ritorno al bicicletta precedente. Altri ancora che si dicono demoralizzati per aver cambiato già diverse biciclette senza aver risolto problemi di tensioni e dolori che si ripresentano ad ogni uscita.
Il modo di pensare più diffuso è quello di attribuire la responsabilità di tali problemi al telaio non adeguato alle proprie dimensioni e proporzioni corporee.
Prima di giungere ad una tale conclusione occorre sgombrare il campo da altre ipotesi capaci di costituire una risposta altrettanto valida.
Anzitutto se il disagio o il dolore si presenta da una sola parte, ci si trova di fronte ad un problema di asimmetria o di deficit di funzionalità che determina un sovraccarico o un superlavoro su un lato rispetto all’altro. In situazioni simili il telaio, non ottimale, può rappresentare solo una concausa predisponente.
Nel caso, invece, in cui il disagio o il dolore si presenti sia a destra che a sinistra o nella colonna vertebrale è opportuno esplorare prima le possibilità di regolazione di altezza e arretramento sella, di distanza e scarto sella-manubrio e di lunghezza della pedivella.

Patologie e sovraccarico funzionale
Analizzando distretto per distretto possiamo individuare situazioni di sovraccarico e patologie a carico di arti superiori collo e schiena e arto inferiore
Patologie da sovraccarico dell’arto superiore
Le patologie da sovraccarico dell’arto superiore possono essere riunite in tre famiglie:
parestesie le cui vittime principali sono mani e polsi;
dolori tendinei e muscolari;
dolori articolari.
Tutte queste problematiche sono riconducibili a uno stress meccanico di compressione delle braccia dato da un conflitto di forze: quelle provenienti dal terreno e trasmesse dalla bici, e quelle provenienti dal peso del busto del ciclista in appoggio, e non in presa, sul manubrio.
La situazione che accentua questo tipo di compressione è quella di una distanza sella manubrio insufficiente e/o di uno scarto sella manubrio elevato. Nel caso in cui non si riesca a sopperire al problema tramite la regolazione dei parametri di assetto, il telaio risulta corto e basso, in una parola piccolo per le proporzioni del ciclista. Il maggior fuori sella necessario in un telaio più piccolo rende più difficile il raggiungimento di un adeguato scarto sella-manubrio; la posizione più corta determinata dalle dimensioni del tubo orizzontale rende più difficoltoso un corretto bilanciamento del peso fra braccia e bacino. In questa situazione le braccia risultano tese, in appoggio sul manubrio, quasi a “puntellare” la caduta del tronco; la posizione di appoggio, e non di presa (come dovrebbe essere), è quasi esclusivamente sulla parte superiore del manubrio, corna o parte orizzontale, solo raramente e con una certa difficoltà il ciclista riesce a tenere le mani nella posizione bassa.
Più raramente questo sovraccarico da compressione può essere determinato da una posizione eccessivamente lunga, favorita da un telaio lungo e abbinata a uno scarto sella manubrio elevato.
Sebbene alla base di questa sintomatologia vi sia sempre una posizione non ottimale del manubrio rispetto alla sella, vi sono altri elementi tecnici che possono accentuare le tensioni in arrivo alle mani, al polso e alle braccia come l’utilizzo di ruote con cerchi ad alto profilo, l’utilizzo di pneumatici a piccola sezione, l’utilizzo di una forcella rigida con rake ridotto e una regolazione non ottimale della rotazione del manubrio.
SEGUE NEL PROSSIMO POST…

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