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La scelta del telaio della MTB

L'evoluzione tecnica avuta in questi ultimi anni, nel campo delle 2 ruote è stato impressionante.

La mountainbike, arrivata in Italia grazie all'importazione dall'America ha visto impegnate inizialmente due importanti aziende italiane quali Rossin e Cinelli, e ha vissuto il momento di maggiore felicità a partire dagli anni 1985-'86 fino ai primi anni '90.

Deve la sua diffusione a confronto della bici da corsa, per l'idea di tempo libero e libertà che ha dato con le sue forme e la sua versatilità. Da tale data ad oggi, è stato un continuo migliorarsi, andando ad intervenire su pesi, qualità dei materiali, solidità.

La struttura della bici maggiormente interessata, è senza dubbio il telaio: parte che ha subito le maggiori modifiche, sia nella ricerca della giusta geometria, sia nel giusto compromesso tra i materiali di costruzione, così da portare dopo la realizzazione dei primi telai d'acciaio a tentare la via dell'alluminio (materiale più leggero, ma con caratteristiche di stress, differenti dall'acciaio), al titanio (sicuramente fino ad oggi il più leggero, ma anche il più costoso), il carbonio (con particolarità di costruzione che lo hanno reso fino ad oggi un ibrido, difficile da abbinare ad altri materiali e con pochi estimatori all'attivo).

Oggi l'alluminio è diventato uno dei materiali principi nelle costruzioni dei telai, tale successo si deve al fatto che con la scoperta di trafilature a freddo, sezioni differenziate, sistemi di giunzione differenti l'alluminio si presenta ad essere il materiale che ancor più riesce ad offrire un ragionevole compromesso tra costi, pesi e durata.

Telaio bicicletta costituito da tibo orizzontale, tubo verticale e obliquo

Il Telaio

È costituito da una struttura principale di forma pressappoco triangolare e da un triangolo posteriore. Il triangolo principale è composto:

• dal tubo orizzontale (tra la sella e lo sterzo);
• dal tubo piantone o verticale (tra la sella e i pedali);
• dal tubo obliquo o traversale (tra i pedali e lo sterzo, che è il più lungo.

Il tubo dello sterzo, al quale giungono l'orizzontale e l'obliquo, conferisce alla struttura una forma che per la verità, non è esattamente triangolare, ma trapezoidale; in esso è inserito il canotto della forcella.

Il tubo piantone e tubo obliquo sono uniti tra loro per mezzo della scatola del movimento centrale, dalla quale partono anche i tubi posteriori inferiori (o foderi posteriori orizzontali), che si uniscono a quelli superiori (foderi posteriori verticali) attraverso i forcellini, tra i foderi verticali vi è un rinforzo detto ponticello alto, mentre il rinforzo tra i foderi orizzontali è detto ponticello basso. I forcellini hanno una forma ad uncino: in essi trova alloggiamento il mozzo della ruota posteriore; proprio per favorire la centratura della ruota. Sul forcellino destro vi è un occhiello per fissare il corpo del cambio.

Tipi di giunzioni

Tutti i tubi che compongono il telaio, compresi quelli della forcella anteriore rigida, sono generalmente in leghe d'acciaio al cromomolibdeno, in alluminio, in titanio o carbonio e possono essere resi solidali tra loro in due modi:

• attraverso l'uso di giunzioni microfuse, dette anche raccordi o pipe, nei quali vengono infilati i tubi di acciaio e saldati (mediante un procedimento detto brasatura) solitamente facendo penetrare dell'ottone, senza così surriscaldare i tubi stessi oltre quelle temperature che ne alternerebbero le caratteristiche meccaniche;
• senza giunzioni microfuse, cioè unendo i tubi "testa a testa" (a vivo) attraverso tre tipi di saldature: ad arco, il materiale di apporto viene ottenuto da un elettrodo o da un filo fuso da un passaggio di corrente elettrica, viene solitamente impiegato per la realizzazione di telai economici; a cannello, utilizzando anche in questo caso ottone; oppure al TIG, utilizzando cioè un gas inerte che protegge il microambiente in cui avviene la saldatura, per il quale viene utilizzando un elettrodo di tungsteno, consentendo di non alterare sensibilmente le caratteristiche meccaniche dei tubi congiunti.

Tipi di Telaio

Telai rigidi, sono le bici apparentemente più semplici in quanto non ammortizzate, per questo rappresentano la categoria più vasta ed essendo anche meno complesse di tutte le altre, sono l'ideale soprattutto per chi comincia. Una bici rigida va definita come la più sensibile, precisa e meglio guidabile tra tutte le esistenti, in fuoristrada non sono l'ideale per viaggiare veloci, ed il fruitore ideale della bici rigida è proprio quello che inizia a fare mountainbike.

Questo tipo di telaio privo di qualsiasi elemento ammortizzante che non fosse legato all'elasticità della gommatura e del telaio viene realizzato in acciaio ed anche in alluminio con rari casi per il titanio utilizzando forcelle di acciaio.

Un primo prototipo venne presentato alla fine degli anni ottanta da Tom Ritchey che utilizzò una forcella della giapponese Tange, che vedeva accoppiare cannotto e foderi in acciaio per mezzo di una piastra in alluminio imbullonata, che ha presentato sicuramente il trampolino di lancio delle prime forcelle ammortizzate.

 

Front suspended, è con l'inizio degli anni novanta che la tipologia della mtb cambia aspetto, vengono sperimentate le soluzioni più fantasiose per le varie tipologie di forcelle ed anche i telai si adeguano alla scelta adottata dal mercato, consideriamo in quest'analisi una front suspended l'evoluzione di una mtb rigida, in quanto la prima si evolve dalla seconda solo per la forcella ammortizzata.

Sono ormai la maggior parte delle mtb in giro e nelle vetrine dei negozi, e lo stesso si verifica sui campi di gara. Questo tipo di telaio riesce a coniugare tantissimi fattori: guidabilità e leggerezza, semplicità di manutenzione e quasi sempre il prezzo.

La caratteristica comune delle mtb front suspended (anche chiamate hard tail e/o soft tail) è il materiale e la forma delle tubazioni che sono in grado di produrre livelli di elasticità anche molto diversi. Sotto sforzo il comportamento di un telaio è strettamente legato alle caratteristiche specifiche del materiale con cui è realizzato, alle scelte progettuali, alle modalità costruttive ed in particolare dalla geometria dei "carri" posteriore e anteriore. Il "carro" posteriore si presenta con quattro tubi che affiancano la ruota posteriore che si chiamano foderi, in genere vengono presi a coppie: avremo quindi i foderi verticali e i foderi orizzontali.

• I foderi verticali, possono essere di tipo tradizionale o di tipo "monostay". Nel primo caso partono dai forcellini posteriori e si congiungono solo nel punto di contatto con il triangolo anteriore. Nel caso in cui siano di tipo monostay, si congiungono invece poco al di sopra della ruota posteriore, in corrispondenza di un moncone di tubo che singolarmente raggiunge il nodo sella. I foderi di un sistema monostay essendo più corti, la loro rigidità sarà maggiore di quella dei sistemi tradizionali. Entrambi i sistemi presentano poi un'alternativa ingegnosa che serve ad aumentare l'elasticità: fa riferimento al nome snake (serpente) e consiste nel curvare ad "s" i foderi in modo che si deformino elasticamente quando vengano compressi (cioè quando la ruota impatta un ostacolo), avremo quindi degli "snake stays" più confortevoli rispetto alle versioni dirette
  
• I foderi orizzontali, possono essere anche di tipo snake oltre che di tipo tradizionale; quelli in alluminio in più possono essere collegati alla scatola del movimento centrale tramite un elemento ad "Y" (forgiato o ricavato dal pieno, lo joke) che serve ad aumentare la rigidità torsionale del carro ed a semplificare la realizzazione del nodo più delicato del telaio.

A livello geometrico, un carro posteriore è considerato di lunghezza normale quando misura circa 425 mm dal centro della ruota al centro della scatola del movimento; quelli più lunghi sono più elastici, docili ed adatti alla guida veloce, mentre quelli più corti sono ideali in salita, reattiva e altrettanto nervosa.

Un caso particolare di carro posteriore è quello che contraddistingue il modello di mtb front detta soft tail, contraddistinta da un carro posteriore più elastico del normale, "elasticizzato" perché progettato per sfruttare al meglio le caratteristiche di deformabilità del materiale, ne esistono di due tipi:

1. semi-rigido: si presentano in genere con i foderi verticali visibilmente arcuati e con foderi orizzontali più sottili del normale, sono in genere in acciaio e titanio offrendo un'escursione appena percettibile ad occhio nudo, permettendo di smorzare le vibrazioni trasmesse dal terreno influenzando molto poco il rendimento della pedalata,
2. semi-ammortizzato: l'escursione in questo caso è visibile ad occhio nudo, in pratica sfruttano il sistema monostay che al posto del moncone centrale presenta una vera e propria unità ammortizzante, anche in questo caso i foderi orizzontali sono più sottili del normale, materiale preferito è il titanio.

 

Full suspended, sono essenzialmente di due categorie:

quelle contenute (realizzate pensando alle gare cross country) e quelle esagerate (realizzate pensando alle gare downhill).

Le prime full suspended vennero realizzate con concezioni tecniche molto vicine ai modelli front dalle quali prendono origine, questi tipi di full sono state definite "non attive".

Fu assai aspro il dibattito tra chi riteneva che una sospensione posteriore dovesse essere bloccabile in salita, sia con mezzi meccanici (blocco dell'ammortizzatore) che con sistemi dinamici dovuti alla tensione della catena (per poi essere attiva solo in discesa).

Nel 1990 grazie alla fantasia e all'ingegno di piccoli costruttori (Mert Lawwill) sono stati introdotti i primi prototipi di sospensioni "attive", che hanno visto la loro consacrazione nel 1996 con l'introduzione del giunto "Horst" grazie al suo inventore Horst Leitner abbinate alla sospensione MacPherson a fulcro basso. Le caratteristiche salienti di una sospensione attiva possono essere così riassunte:

• baricentro della sospensione in posizione intermedia tra le corone, più il baricentro è vicino alla corona media, meno la sospensione verrà influenzata dalla tensione della catena durante la pedalata. Se il baricentro è più in basso della corona media si innescano fenomeni di DISC (Drivetrain Induced Suspension Compression) che portano alla compressione della sospensione a ogni pedalata. Con il baricentro più alto della corona maggiore si avverte il fenomeno di Biopacing, esatto contrario del DISC, che produce comunque un ondeggiamento altrettanto fastidioso, con l'aggravante di combinare al Biopacing anche il Pedal-Feedback, ovvero la reazione in senso contrario alla pedalata quando la sospensione viene attivata da un urto
• giunto "Horst", con la presenza del giunto Horst la bici è totalmente attiva in tutte le situazioni. Molte sospensioni vengono considerate attive pur senza la presenza del giunto Horst che permette infatti alla bici di rimanere attiva anche durante la frenata.
  

Le bici a sospensioni "totalmente attive" possono essere di tipo MacPherson o a parallelogramma deformabile (GT, Specialized, FRM, Dart, DM, Manitou, Sunn, etc...).

Le sospensioni "parzialmente attive" sono di tipo monoshock, in quanto non sono dotate di giunto Horst (Santa Cruz, Mountain Cycle, Cannondale, Marin, Scott, Trek, etc...).

Quelle "semiattive" dette URT non dispongono del giunto Horst e funzionano a seconda che il pilota sia seduto oppure in piedi sui pedali (Gary Fisher, Klein, etc...).

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