Rinforzare le ruote: la legatura dei raggi

Occupiamoci di una tecnica parecchio “old school”, uno di quei segreti che i meccanici di biciclette si tramandavano da capofficina a garzone: la legatura dei raggi. Si tratta di una soluzione per aumentare la resistenza dei raggi, migliorare la reattività della ruota e renderla più aggressiva, infatti era appannaggio quasi esclusivo dei corridori professionisti.

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Una tecnica che poi si è persa ma che sta riscoprendo una nuova giovinezza grazie all’espansione delle ruote da 29″ del mondo della mtb che, soprattutto nell’ambito corsaiolo, ha riproposto i medesimi problemi di rigidezza con cui hanno avuto a che fare qualche decade prima i meccanici delle squadre corsa del ciclismo su strada. In questo articolo vedremo in cosa consiste, a chi è indicata e come si effettua la legatura dei raggi.

I benefici della legatura dei raggi

Perché mettere in atto questa tecnica? Quali sono i vantaggi? Legare i raggi significa creare un punto di contatto fisso tra due raggi che incrociano. Attenzione però, legare i raggi non significa saldarli assieme, bensì creare un punto di unione che accorcia il braccio del raggio, aumentando la resistenza alla flessione. In una ruota i raggi hanno la funzione di tiranti e lavorano in tensione, poiché quando si effettua la centratura, a ciascun raggio viene conferita una tensione meccanica che lo stira e che permette di sopportare i carichi verticali applicati. Osserviamo una ruota:

Alcuni raggi partono dalla flangia del mozzo e arrivano al cerchio seguendo una traiettoria che va nella stessa direzione della rotazione, mentre altri raggiungono il cerchio lungo una direttrice opposta. I raggi che raggiungono il cerchio con una direttrice che ha lo stesso senso della rotazione della ruota sono detti “puntoni” mentre quelli opposti sono detti “tiranti”. Quando noi mettiamo in rotazione una ruota, la forza che trasmettiamo sui pedali si trasferisce dalla catena al mozzo e percorre l’intera lunghezza dei raggi, fino a giungere al cerchio. Nel momento della rotazione i raggi puntoni hanno il compito di “spingere” questa forza, mentre i tiranti di “tirarla” e la distribuzione di questi momenti è perfettamente identica, ovvero la forza rotazionale risultante è la somma della forza tirante e di quella spingente. Ovviamente a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, come diceva un certo Isaac Newton, e in questo caso le forze espresse dai raggi tendono a farli flettere e maggiore sarà la flessione quanto più lunga sarà la porzione di raggio tra i due vincoli, cioè quanto maggiore sarà la distanza tra la flangia del mozzo e il nipplo (in meccanica un vincolo è un sistema che limita il moto di un sistema).

Per questo dicevo che la riscoperta si deve all’utilizzo del formato 29″ sulle mtb, poiché aumentando la lunghezza del raggio senza però modificarne la struttura (per evitare aumenti di peso) la flessione si è fatta più palese rispetto alle vecchi ruote da 26″. Legando i raggi all’altezza dell’incrocio si va a creare un terzo vincolo intermedio, che diminuisce la distanza e quindi il momento flettente che si applica sul raggio.

Vi faccio un esempio banale che risale alle lezioni di meccanica applicata:
prendete il manico di una scopa e fatelo poggiare su due sedie e provate a spingere nel mezzo. Il manico fletterà di qualche millimetro. Ora provate a mettere una terza sedia nel mezzo e a spingere nel mezzo delle due parti sospese. La flessione è diminuita. Il principio è lo stesso, solo che applicato alla ruota: la prima sedia è la flangia del mozzo, la seconda è il nipplo e il manico di scopa è il raggio. Inserendo un terzo supporto (quindi legando i raggi) si aumenta la resistenza alla flessione.

Per chi è indicata la legatura dei raggi

Legare i raggi è un’operazione abbastanza complessa e pugnettosa, che andrebbe messa in atto solo se ve ne fosse davvero la necessità. Ecco i casi più comuni per cui la legatura più risultare vantaggiosa:
• Ruote con pochi raggi: nelle ultime decadi è avvenuta una costante ricerca della leggerezza e della semplicità costruttiva che ha condotto le case produttrici a diminuire il numero di raggi sulle ruote che dai canonici 36 sono diventati 32-28-24 o addirittura 20. Va da sé che rimanendo identica la forza trasmessa al mozzo, diminuendo il numero di raggi aumenterà la forza applicata su ciascuno di essi, per cui legare gli incroci di una ruota con pochi raggi consente di migliorarne la rigidezza;
• Raggiature con pochi incroci: quando si effettua una raggiatura, i raggi vengono fatti incrociare tra loro e in base al numero di incroci si definisce il tipo di raggiatura, che può essere radiale (ovvero dove i raggi raggiungono il cerchio senza che s’incrocino tra loro), in seconda, in terza o in quarta. Ogni volta che un raggio incrocia un altro aumenta la rigidità, per cui meno incroci vi sono meno la ruota risulta rigida. La legatura dei raggi è una buona soluzione per ruote raggiate in 2° o in 3° mentre è pressoché inutile su ruote raggiate in 4°;
• Diametri ruota da 700c: come dicevamo più lungo è un raggio maggiore la sua flessione, per questo la legatura ha un senso su ruote da strada o cicloturismo da 700c o da mtb da 29″ mentre ha poco senso su diametri da 27,5″ o 26″;
• Ricerca della reattività: se il vostro obiettivo è la massima trasmissione di potenza alla ruota, evitando le dispersioni, allora la legatura può migliorare la prestazione della stessa, poiché minore sarà l’inflessione del raggio maggiore la potenza trasmessa al cerchio e ridotte le dispersioni di energia (quando un raggio flette e poi torna alla posizione originaria compie un lavoro meccanico, che è il risultato di uno spostamento moltiplicato per la forza applicata, che si disperde). Quindi se siete amatori da strada o biker che gareggiano su circuiti XC o XCM, legare i raggi vi consentirà di avere ruote più reattive ma anche più rigide con una aumento della trasmissione delle vibrazioni.

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Legatura dei raggi: attrezzatura, tempistiche e difficoltà

Per legare i raggi abbiamo bisogno di:

• Filo di rame: si può prendere un cavo elettrico, tagliarlo e sfilare i filamenti di rame racchiusi all’interno;

• Stagnatore: si tratta del saldatore elettrico per saldare lo stagno, si trova nei negozi di bricolage ed è molto utilizzato da chi effettua lavori elettrici, poiché si usa per saldare i circuiti stampati;
• Stagno: filo metallico da 0,5mm realizzato in lega di stagno (60%) e piombo (40%), di solito venduto in rocchetti;
• Pasta flussante: una pasta dedicata, costituita da cloruro di zinco, per stagnare;
• Straccio di cotone e detergente: per pulire i raggi a fine lavori;
• Tronchese: per tagliare il filo di rame (che però di solito si spezza a mano)

Legare i raggi è un’operazione che richiede pazienza e manualità, per cui mettete in conto almeno un’ora per ruota, a cui si aggiungerà il tempo per il controllo della centratura finale. Avendo a che fare con stagnatore, pasta flussante ecc..la difficoltà è abbastanza elevata per cui, se non volete cimentarvi per paura di un brutto risultato potete chiedere al vostro negoziante di fiducia se può farlo per voi oppure a un amico che si diletta con i circuiti stampati (ovvero che smanetta coi videogiochi).
La legatura dei raggi passo-passo.

Step 1: mettete la ruota su un piano

Togliete la ruota dal telaio, sgrassate i raggi (se sono sporchi) e poggiate il tutto su un tavolo o un banco da lavoro, per lavorare comodi

Step 2: Legare l’incrocio

L’incrocio da legare è il vertice del triangolo che si forma partendo dal mozzo. Prendete il filo di rame e fatelo poggiare sul raggio anteriore, dopodiché effettuare 5-6 passaggi per legare insieme i due raggi e poi passate dietro e tirate verso di voi, bloccando così i passaggi in modo che non si allentino. Potete seguire questo schema:

Strappate via l’eccedenza a mano o con il tronchese. L’incrocio deve presentarsi così:

Step 3: Saldare il rame

Passiamo ora alla stagnatura. Prendete il pennellino e cospargete il filo di rame di pasta flussante, fate poggiare il filo di stagno sopra la legatura e poi stagnate con il saldatore elettrico. La corrente farà fondere lo stagno, che correrà sul rame e si applicherà su tutta la legatura, fissandola definitivamente. Con la punta dello stagnatore lavorate la saldatura per arrotondarla e renderla più estetica.

Un chiarimento: noi qui stiamo legando i raggi e saldando il filo di rame con lo stagno, non stiamo saldando i raggi! I raggi sono costituiti di acciaio armonico che ha bisogno di temperature elevate per fondere, ottenibili solo con delle saldatrici a inverter che generano archi elettrici di elevata potenza, mentre il saldatore elettrico per stagno lavora a temperature molto basse che non influenzano minimamente il comportamento meccanico dei raggi.

Step 4: Ripetere l’operazione per tutti gli incroci restanti

Legati tutti gli incroci, dopodiché stagnateli e eliminate eventuali eccedenze di filo di rame con le tenaglie

Step 5: Pulite le saldature

Con panno di cotone e sgrassatore (ma va bene anche acqua corrente) pulite tutte le saldature, poiché la pasta fissante ha un potere decapante, ovvero corrosivo nei confronti dell’acciaio.

Step 6: Controllate la centratura

La legatura dei raggi comporta un minimo di variazione della tensione nei raggi, poiché tende a distribuirsi in maniera differente, visto che abbiamo aggiunto un vincolo al movimento flettente. Meglio mettere la ruota sul centraruote e controllarne la centratura.

Consigli pratici

La legatura dei raggi è comunque un procedimento che lavora su un componente importante e talvolta molto costoso come le ruote e che quindi va effettuato in maniera “professionale”, evitando soluzioni bizzarre del tipo:
• Usare filo da pesca: quello che mantiene solida la legatura non è tanto il filo di rame quanto la successiva saldatura, per cui legare i raggi con filo da pesca in nylon non permette di raggiunge il grado di solidità necessario e si rivelerebbe solo una perdita di tempo;
• Usare filo di ferro: far passare del filo di ferro tra i raggi e poi stringerlo con le tenaglie non è una buona idea poiché innanzitutto è antiestetico e in seconda battuta tende a chiudere troppo l’incrocio, rischiando di piegare i raggi;
• Saldare i raggi tra loro: ripeto che la tecnica ha lo scopo di legare i raggi tra loro aumentando la solidità dell’incrocio e realizzando un vincolo, che però non impedisce ai raggi di muoversi, dilatarsi e di mantenere le proprie caratteristiche di tirante o puntone. Per questo evitate di prendere in mano il saldatore a Tig o l’elettrodo e di dare un punto di saldatura all’incrocio, perché rischiereste di compromettere le caratteristiche tecnologiche dell’acciaio per via del calore apportato, annullereste la funzione di tirante-puntone, la ruota sarebbe impossibile da centrare e se i raggi fossero zincati, saldare sullo zincato dà vita a fumi cancerogeni;

Concludendo

Se la procedura vi ha incuriosito, il mio consiglio è di provarci, magari con una ruota soltanto (meglio la posteriore) e di effettuare un giro e valutare le sensazioni. Come sempre vi ricordo che non c’è nessun miglior metro di giudizio che la vostra personale opinione e il feeling che la bicicletta vi restituisce, poiché in sella ci sarete voi e dovrete rimanerci nel miglior modo possibile.