La serie sterzo, un poco di teoria

Conosco ciclisti capaci di alambiccare per ore improbabili pastrocchi alla ricerca del sistema definitivo per lubrificare la catena, spendere centinaia di euro per togliere pochi grammi alla specialissima, discutere per ore sul watt in più o in meno che ti garantisce quel determinato cuscinetto o se la scorrevolezza migliora o peggiora aumentando o togliendo uno 0,1 bar di pressione e poi trascurano completamente la serie sterzo.
Che non ti aiuta a migliorare la prestazione, è vero, ma ti rende la bici guidabile e sicura.
Perché senza serie sterzo una bici non la teniamo in strada, se riusciamo a non cadere è solo perché lo sterzo è libero di ruotare a destra e sinistra. Se non ci credete fate una prova: bloccate il manubrio in posizione dritta e provate a pedalare: dopo pochi cm siete già a terra. Anzi no, non provate, fidatevi e basta ed evitate di farvi male.

Continuo con l’abitudine di dividere l’articolo in più parti, iniziando con la parte teorica e mi autocito, nel senso che prendo alcune note del libro “La bici perfetta” perché è importante anzitutto conoscere e apprezzare l’importanza di questo piccolo componente, senza il quale non avremmo mai goduto dell’andare in bicicletta.

Fatti una bicicletta, non te ne pentirai, se sopravvivi.
Mark Twain


Non ho memoria della mia prima volta in bicicletta senza rotelle; ero troppo piccino e del resto non ricordo nemmeno la mia prima bicicletta, forse doveva essere una Graziella.
Ricordo però perfettamente quando le rotelle le ho tolte alla bicicletta di mia figlia, ché le ho sempre trovate pericolose per la loro tendenza a fare da perno in curva.
La piccolina aveva meno di tre anni e io la portai, rigorosamente senza che la madre se ne accorgesse, su un prato ben livellato, nella speranza che il terreno soffice limitasse i danni delle cadute che di sicuro ci sarebbero state.

All’inizio la vedevo cascare ogni volta dopo pochi metri, in modo apparentemente inspiegabile. Poi mano a mano, perseverando, la distanza prima della solita caduta è aumentata, mentre io la osservavo tirare il manubrio a destra e sinistra come una forsennata, e siccome non ricordavo la mia prima volta senza le rotelle, mi ha preso l’ansia in attesa dell’ennesimo, inevitabile, contatto con il suolo.
Invece la pargola mi ha sorpreso (ma fino a un certo punto, in realtà sapevo cosa stava accadendo), perché sterzando stava mantenendo l’equilibrio; pian piano le trazioni a destra e sinistra si sono fatte più leggere, meno intense, fino a divenire impercettibili all’occhio. Ecco, mi sono detto, mia figlia ha appena imparato ad andare in bicicletta e non lo dimenticherà più. Come si va in bici, non quel primo giorno.

Ed è un peccato che non conservi il ricordo, perché quel pomeriggio estivo ha imparato non solo ad andare in bici ma, senza essersene resa conto, l’intelletto ha avuto la meglio sull’istinto, scoprendo una preziosa verità: per non cadere in bicicletta dobbiamo sterzare, e dobbiamo farlo nello stesso verso della caduta.
Probabilmente nessuno di voi ricorda la sua prima volta in bici, ma tutti quelli che sono genitori ricordano la prima volta in bici dei figli e avranno rivissuto la scena.

Non ho scelto la citazione di apertura a caso; mi piacerebbe avere una parte infinitesimale del talento di Mark Twain, ma sono un modesto artigiano della parola e ricorro all’unica mossa possibile: lo cito, mentre narra il suo approccio con il velocipede in un saggio intitolato Domare il biciclo.
In questo modo appaio colto e mi tolgo dall’impiccio di provare a scrivere qualcosa che un vero scrittore ha narrato come io non riuscirei a fare.
“…Se per esempio mi ritrovavo a cadere verso destra, per un impulso del tutto razionale abbassavo con forza la barra dello sterzo dall’altro lato, ma così facendo violavo una legge e proseguivo nella caduta. La legge richiedeva infatti l’azione opposta: bisognava girare la grande ruota nella direzione in cui si sta cadendo”.

Ecco, il trucco dell’equilibrio in bicicletta è tutto qui: bisogna sterzare nella stessa direzione della caduta, in modo che il baricentro torni sopra la base di sostegno, quando cioè la linea verticale che passa per il centro di gravità, il baricentro appunto, cade all’interno della sua base d’appoggio.
Sicuramente molti avranno sentito parlare dell’effetto giroscopico: la ruota tende per inerzia a mantenere il proprio asse rotatorio parallelo a se stesso. E a molti di voi sarà stato spiegato che è per questo che una bici prosegue dritta. L’effetto giroscopico c’è, ma in verità la bici prosegue dritta perché muoviamo di continuo lo sterzo.
Fate un test: bloccate il manubrio della vostra bicicletta e provate ad avanzare. Non riuscirete a percorrere nemmeno pochi centimetri; e non insistete sennò rischiate di farvi male. Se fosse solo l’effetto giroscopico a mantenere in equilibrio la bicicletta, raggiunta una velocità sufficiente non dovreste avere problemi. Invece no, la bici non resterà mai in equilibrio con lo sterzo bloccato.

Il primo veicolo di cui si ha notizia certa che abbia montato due ruote in linea, e su cui il guidatore è riuscito a procedere senza cadere, è la Laufmaschine, costruita nel 1815. Non aveva pedali, si avanzava a spinta stando seduti a cavalcioni come le biciclette per i più piccini. E sapete perché il protociclista non cadeva? Perché la Laufmaschine aveva lo sterzo.

1339 Draisina

Si narra che nemmeno il suo inventore, il barone Karl Drais von Sauerbronn, fosse davvero consapevole di cosa avesse creato e dell’importanza rivestita dal sistema di sterzo per mantenere l’equilibrio. Leggenda vuole che se ne sia reso conto solo dopo essersi lanciato in discesa lungo il versante di una collina e, sollevando entrambi i piedi dal suolo, abbia scoperto di poter mantenere l’equilibrio.
La Laufmaschine, nota anche come «draisina» (dal nome del suo inventore), non ebbe successo: «il nulla del giorno» la definì il poeta John Keats. Postuma si è però presa la sua rivincita, visto che le bici per piccini senza pedali sono incentivate proprio perché favoriscono lo sviluppo dell’equilibrio.
Dalla Laufmaschine alla Safety Bicycle corrono settant’anni. Che non sono trascorsi invano; anzi, sono stati ricchi di esperimenti, soprattutto durante la seconda metà del secolo.
Nel 1869 una rivista scientifica statunitense pubblicava un articolo manifestando sorpresa che un velocipede, il veicolo a due ruote con l’anteriore molto grande e la trasmissione diretta su questa stessa ruota, riuscisse a mantenere la posizione verticale.
Ammetto che un’analoga sorpresa coglie pure me: guidare un velocipede non è impresa alla portata di tutti, tanto che nacquero allora innumerevoli «scuole guida» e – come sostenevano all’epoca i maligni – l’ortopedia compì un balzo in avanti. Per fortuna mia e vostra ci pensò Starley, e adesso siamo liberi di goderci la bicicletta senza cadere, o quasi.

Ecco, credo adesso sia più chiaro quanto la serie sterzo sia fondamentale su una bicicletta e quanto sia importante dedicarle le attenzioni che merita, perché a lei il duplice compito di consentire la rotazione dello sterzo (e quindi la guidabilità) e sopportare tutte le sollecitazioni che dalla strada passando lungo la forcella arrivano fino a questo componente.

Componente complesso perché formato da diverse parti e dove una più di tutte è fondamentale: il cuscinetto, anzi i cuscinetti superiore e inferiore e come mantenerli efficienti lo vedremo nel prossimo capitolo. Qui preferisco attingere ancora dal mio libro e continuare con l’esposizione teorica.

 

Quelle che noi vediamo all’esterno sono le calotte, quando ci sono, perché la serie sterzo non è integrata, mentre ai cuscinetti posti all’interno è dato il ruolo di garantire il movimento e assorbire i colpi. È facile intuire che devono essere di alta qualità.

La prima distinzione che va fatta è tra serie sterzo filettate e non filettate (in inglese threaded le prime e aheadset le seconde).

La serie sterzo filettata è composta di diverse parti e si caratterizza per la calotta superiore e il dado di chiusura filettati femmina, mentre la filettatura maschio è ricavata sul tubo della forcella.
La forza di serraggio della calotta superiore determina la stabilità, che deve rappresentare il compromesso tra l’assenza di giochi e la necessaria scorrevolezza. Una serie sterzo troppo serrata (il discorso vale anche per quella non filettata, che ha però diverso sistema di regolazione) renderà la bici inguidabile, con quello che gli inglesi chiamano «effetto shimming», ossia il continuo ondeggiamento del manubrio, e danneggerà irrimediabilmente i cuscinetti e le sedi di scorrimento. Una serie sterzo troppo lenta renderà l’avantreno instabile, soprattutto in frenata e in discesa.

La serie sterzo filettata esiste in due dimensioni diverse – non una sola, come per motivi a me ignoti leggo spesso nei forum a tema ciclistico presenti in rete – ossia da 1 pollice e da 1 pollice e 1/8.
È anche vero che la proporzione nella diffusione di questi due standard è nettamente a favore della misura minore, e ciò forse ha generato l’errore di ritenere quella da 1 pollice l’unica serie sterzo filettata in commercio, ma modelli che impiegano la misura da 1 pollice e 1/8 esistono, oltre alla possibilità di imbattersi in qualche anziana mountain bike che ne faceva uso.

Una serie sterzo filettata è composta di molte parti separate che diventano un insieme unico dopo l’installazione, dove ogni componente lavora in simbiosi con quelli adiacenti. La qualità delle lavorazioni e dei materiali è perciò importante, così come il corretto montaggio.

 

1340 Serie sterzo 1 pollice con scritte

Abbiamo:

  1. pista inferiore, detta anche ralla. È un anello sagomato da collocare nella parte finale del tubo forcella, con il profilo disegnato per accogliere il cuscinetto inferiore. Va installato a pressione mediante un apposito attrezzo, un tubo sagomato con diametro interno uguale a quello del cannotto della forcella;
  2. cuscinetto inferiore. Solitamente ingabbiato, è a sferette sciolte nelle bici più antiche o di bassa qualità;
  3. calotta inferiore. Va inserita a pressione nella parte bassa del tubo sterzo del telaio e «copre» il cuscinetto inferiore;
  4. calotta superiore. Va inserita a pressione nella parte alta del tubo sterzo del telaio e funge da sede per il cuscinetto superiore;
  5. cuscinetto superiore. Solitamente ingabbiato, è a sferette sciolte nelle bici più antiche o di bassa qualità;
  6. calotta filettata. Si congiunge con la calotta superiore e «copre» il cuscinetto superiore. Il suo serraggio determina il comportamento della serie sterzo;
  7. rondella inchiavettata. Ha una piccola asola che deve essere inserita nella scanalatura presente sul tubo forcella. Non tutte la hanno, però; di solito a questa si aggiungono altre rondelle normali, prive cioè dell’asola, che servono a spessorare la serie sterzo;
  8. dado di chiusura filettato. Ha il solo compito di mantenere il corretto serraggio della calotta filettata. Che in pratica vuol dire mantenere la giusta regolazione di tutta la serie sterzo.

Inorridisco quando vedo meccanici o semplici ciclisti che «…con due colpi di martello la monto!». No, per favore, non commettete un simile delitto. La serie sterzo deve essere installata al telaio e alla forcella con gli attrezzi giusti (una pressa e un tubo per la pista inferiore), avendo cura di stendere un velo di grasso prima.

1341 Pressa serie sterzo 01 1342 Pressa serie sterzo 02

Sono attrezzi che costano parecchio e un ciclista normale non ne ha bisogno. Montare una serie sterzo presuppone che stiamo lavorando su un telaio nudo, cioè montando da zero una nuova bicicletta. È un’operazione che non eseguiamo quotidianamente, quindi la spesa, anche se ne dovessimo installare una decina, non avrebbe senso. Meglio affidarsi al meccanico, uno però che abbia in bella vista sul pannello gli attrezzi giusti, non un martellatore.

Serie sterzo filettate e non filettate hanno praticamente la stessa foggia, cambia solo il sistema di chiusura.

1343 Serie sterzo non filettata

 

  1. pista inferiore detta anche ralla, un anello sagomato da collocare nella parte finale del tubo forcella, con il profilo disegnato per accogliere il cuscinetto inferiore. Va installato a pressione mediante un apposito attrezzo, un tubo sagomato con diametro interno uguale a quello del cannotto della forcella;
  2. cuscinetto inferiore sigillato. Mai a sfere sciolte o ingabbiate, alcune versioni possono prevedere un anello aperto con la funzione di mantenere il cuscinetto posizionato;
  3. calotta inferiore. Va inserita a pressione nella parte bassa del tubo sterzo del telaio e «copre» il cuscinetto inferiore. Alcune versioni possono prevedere un anello in gomma con funzione protettiva;
  4. calotta superiore. Va inserita a pressione nella parte alta del tubo sterzo del telaio e funge da sede per il cuscinetto superiore;
  5. cuscinetto superiore sigillato. Mai a sfere sciolte o ingabbiate, è sempre presente un anello aperto con la funzione di mantenere il cuscinetto posizionato;
  6. calotta di chiusura. Si congiunge con la calotta superiore e «copre» il cuscinetto superiore. Può contenere una guarnizione in gomma con funzione protettiva;
  7. ragnetto. Chiamato anche spider o expander (dipende dal materiale del canotto forcella e dal tipo di serie sterzo), il ragnetto si inserisce all’interno del tubo forcella con un apposito attrezzo per assicurarsi la perfetta centratura. Insieme al tappo di chiusura e alla vite di serraggio assicura chiusura e regolazione della serie sterzo;
  8. tappo di chiusura. Ha la funzione di alloggiare la vite di tensionamento e fungere da «battuta» per la serie sterzo in modo da regolarne il funzionamento;
  9. vite di tensionamento. Chiude la serie sterzo e gestisce la sua regolazione (nell’immagine ragnetto, tappo e vite sono assemblati).

Nelle serie sterzo a calotte queste ultime sono in bella vista, mentre quelle semintegrate in realtà sono anch’esse serie sterzo a calotte, solo che le calotte non sono visibili, dal momento che sono inserite completamente nel tubo di sterzo.

Gli elementi che la compongono sono praticamente gli stessi, con le calotte (ovviamente di foggia diversa) e i cuscinetti che lavorano all’interno del tubo sterzo. Secondo alcuni è un vantaggio, per altri no. Personalmente non trovo vantaggi tecnici, anzi, credo che i cuscinetti finiscano con l’essere maggiormente stressati. Non nascondo però che l’insieme risulti gradevole da un punto di vista estetico e, per coloro cui può servire, contribuisce ad abbassare l’altezza complessiva del manubrio, con benefici effetti sulla posizione aerodinamica.

Diverse sono le serie sterzo integrate, chiamate così perché prive di calotte: le sedi dei cuscinetti, infatti, sono ricavate direttamente nel tubo di sterzo. Ciò comporta una certa difficoltà di approvvigionamento per un ciclista che voglia sostituire i cuscinetti. Non per l’operazione in sé, davvero semplice, quanto per identificare il giusto cuscinetto sigillato, che dovrà avere non solo il diametro adatto ma anche il profilo corretto per adeguarsi all’angolo di sterzo. In ogni caso è facile reperire uno strumento di misurazione che ha il preciso scopo di misurare dimensioni e angolo della serie sterzo, per poter acquistare il giusto cuscinetto.

Come si può vedere nella immagine in basso le sedi dei cuscinetti sono ricavate direttamente nel tubo sterzo.

1344 Tubo sterzo serie sterzo inegrata

Mancando le calotte, il numero di componenti è inferiore; per il resto (cioè pista inferiore, cuscinetti, anello di fermo, ragnetto…) c’è tutto.

Le misure appena indicate non sono le uniche, anche se a essere pignoli negli ultimi anni più che a essere variate le dimensioni delle serie sterzo sono aumentate quelle dei tubi sterzo e queste ultime, o meglio i produttori, hanno dovuto adeguarsi.
Mentre le serie sterzo filettate sono sempre solo da 1 pollice o da 1 pollice e 1/8, quelle non filettate possono essere da 1 pollice, 1 pollice e 1/8, miste da 1 pollice e 1/8 per la parte superiore e 1 pollice e 1/5 o 1 pollice e 1/2.
Miste perché molti telai adottano una forma asimmetrica per il tubo sterzo, dove la parte inferiore, maggiormente sollecitata, ha un dimensionamento superiore.
Per fortuna nostra molti produttori di serie sterzo hanno in listino calotte e cuscinetti in vendita separatamente. Ciò ci consente di poter scegliere singolarmente parte inferiore e superiore e procedere all’abbinamento.

Una soluzione che si è fatta strada nel mondo delle mountain bike è la serie sterzo eccentrica, che consente di variare l’angolo di sterzo senza modificare il telaio.
Il sistema è semplice nella struttura: i fori delle calotte non sono perfettamente in asse ma dissastati secondo un angolo prestabilito, che può essere compreso tra lo 0,5° e i 3°. In questo modo il tubo della forcella andrà nel telaio con un’angolazione diversa da quella determinata dal solo angolo del tubo sterzo.
Seppure elementare nella struttura, la modifica non è da prendere alla leggera. Variando l’angolo di sterzo si incide in modo notevole sulle geometrie della bici. È vero che molti parametri restano uguali, ma ho ripetuto fino alla noia che la bici deve essere armonia, e variare l’angolo di sterzo, che significa modificare rake, avancorsa, avantreno, passo… insomma un bel po’ di fattori, non è come cambiare un paio di pedali. È un’operazione da fare solo con la supervisione o almeno i consigli di qualcuno davvero esperto.

Termina questo lungo articolo, forse un poco noioso con tanta teoria; la prossima volta vedremo come smontare, curare regolare e rimontare una serie sterzo, sia filettata che no.

Sono Fabio Sergio, giornalista, avvocato e autore.
Vivo e lavoro a Napoli e ho dato vita a questo blog per condividere la passione per la bici e la sua meccanica, senza dogmi e pregiudizi: solo la ricerca delle felicità sui pedali. I pulsanti in basso ti permettono di trovarmi sui tuoi social.

COMMENTS

  • Ricordo benissimo il giorno che ho imparato ad andare in bici…o meglio…le ore successive all’aver imparato ad andare in bici…ne porto ancora la cicatrice sul mignolo della mano destra! 😉

  • Francesco

    Ciao, ti volevo chiedere una cosa, quando descrivi la serie sterzo per forcella filettata al punto 7 descrivi la rondella inchiavettata, che ha una piccola asola che va inserita nella scanalatura sul tubo forcella e dici anche che non tutti i tubi forcella ce l’hanno…ecco io ho un tubo forcella senza la scanalatura e non potendo mettere questa rondella inchiavettata in pratica lo sterzo mi si allentava in continuazione, infatti penso che la funzione di tale rondella è proprio quella di impedire lo svitamento. Il problema l’ho risolto mettendo del frenafiletto, ma comunque dopo un tot di tempo si allenta e comunque non è una solzione che mi da sicurezza. Come potrei risolvere il problema?vabbè la più semplice sarebbe fare la scanalatura con un attrezzo tipo dremel e mettere la rondella…ma mettere una rondella spaccata? Pensi ci possa essere una soluzione alternativa a quella di fare la scanalatura?
    Grazie.

    • Ciao Francesco, la rondella aiuta a evitare lo svitamento, ma anche senza non dovresti avere questo problema. Di fatto è il dado superiore che deve essere ben serrato e impedisce alla serie sterzo di allentarsi.
      Lavora bene su quello, tenendo ferma la calotta con altra chiave altrimenti la serri troppo e rovini i cuscinetti.
      Se ugualmente si svita non è questione di rondella ma di serie sterzo che ormai, anzi le calotte che ormai si sono usurate e non tengono più.
      Nei successivi articoli a questo c’è la procedura pratica.

      Fabio

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