Cambiare l’angolo di sterzo in poche semplici mosse

di Daniel Naftali

Angoli di sterzo sempre più aperti: da un lato è moda, ma non solo. Un angolo sterzo più aperto è sicuramente vantaggioso in molte situazioni. I produttori l’hanno capito ed ormai si vedono, anche su bici enduro-all mountain, geometrie che fino a pochi anni fa erano considerate prettamente discesistiche.

Ma per variare l’angolo di sterzo è per forza necessario cambiare il telaio? Si può modificare l’angolo sterzo della nostra bicicletta senza comprarne una nuova? Vedremo in quest’articolo alcune semplici soluzioni per poter poter giungere a questo risultato mantenendo inalterato il telaio.

L’angolo sterzo

Avevamo già parlato dell’angolo sterzo, ma un piccolo ripassino non fa mai male. Tradotto in inglese come “head angle”, con il termine angolo di sterzo si indica l’inclinazione della forcella rispetto al terreno.

L’angolo sterzo si misura prendendo come riferimento la parte posteriore della forcella, come in figura.

L’angolo sterzo quindi sarà sempre un angolo acuto (minore di 90°), generalmente compreso tra i 72° ed i 61°, a parte qualche rara eccezione. Poiché spesso si fa confusione sulla terminologia, ricordiamo che per convenzione si definisce angolo “aperto” un angolo sterzo più piccolo, ovvero un angolo che posiziona la forcella più orizzontale. Si definisce angolo “chiuso” un angolo sterzo più ampio che posiziona la forcella più verticale. Un angolo sterzo di 69° sarà quindi più chiuso di un angolo da 67°.

Inutile ricordare che l’angolo di sterzo è estremamente importante nel determinare le caratteristiche di guida di una bicicletta. Senza scendere nei dettagli, possiamo dire che un angolo sterzo più aperto rende la bici più stabile sul veloce, meno tendente al ribaltamento e fa si che la forcella assorba meglio gli ostacoli. Un angolo sterzo più chiuso invece migliora la maneggevolezza e l’agilità della bici.
Per chi volesse approfondire, rimando alla lettura dell’articolo: http://www.mtb-forum.it/community/fo…d.php?t=188143

Nonostante il mercato offra tantissimi telai, tutti con soluzioni geometriche differenti, capita spesso che la bicicletta dei nostri sogni non abbia le geometrie che avremmo voluto oppure che vogliamo vogliamo modificare le geometrie della nostra bicicletta per migliorarne il comportamento.

Vedremo qui di seguito alcune soluzioni che permettono di ottenere questo risultato.

Altezza della forcella

Un primo parametro che influenza l’angolo sterzo è l’altezza della forcella. Come sappiamo non tutte le forcelle sono alte uguali. A seconda dell’escursione, dell’altezza e delle dimensioni della testa e di alcune scelte progettuali, l’altezza della forcella può variare da modello a modello, così come aumenta in proporzione all’escursione per ovvie necessità geometriche.

Come parametro di riferimento per l’altezza della forcella si considera solitamente la cosiddetta altezza “axle to crown”, ovvero la misura della distanza tra il centro dell’asse ruota e la parte superiore della testa, dove va in battuta la pista della serie sterzo. Si tratta infatti della misura di riferimento per determinare l’angolo di sterzo.

A seconda dell’altezza della forcella infatti lo stesso telaio può assumere angoli di sterzo differenti. Ad esempio, montando una forcella più alta si ottiene un angolo più rilassato o meglio più aperto.

Scegliendo quindi opportunamente la forcella in fase di montaggio si possono ottenere delle geometrie differenti.

C’è però da notare una cosa. Variando l’altezza della forcella non si interviene esclusivamente sull’angolo sterzo, ma si modificano tutte le geometrie del telaio. Oltre ad aumentare leggermente il passo, si va ad intervenire in maniera piuttosto netta anche sull’angolo sella e sull’altezza del movimento centrale, nonché sull’altezza del manubrio da terra. In generale possiamo dire che ad una forcella più alta corrisponde si un angolo sterzo più aperto, ma anche un angolo sella più rilassato ed un passo più lungo, nonché un movimento centrale più alto ed un’altezza manubrio maggiore.

Per determinare con facilità in quale modo varierà l’angolo di sterzo sostituendo la forcella, troverete qui di seguito un pratico foglio excel che, tramite alcune formule trigonometriche, consente di ottenere il valore di angolo sterzo che la nostra bicicletta andrà ad avere con la nuova forcella, fornendo alcuni valori come l’angolo sterzo originale, il passo, l’altezza della forcella di serie e di quella che si vuole montare. Poiché il telaio è una struttura rigida, anche l’angolo sella varierà allo stesso modo dell’angolo sterzo. Se ad esempio l’angolo sterzo aumenta di 1°, anche l’angolo sella aumenterà di 1°.

Tech Corner – variazione angolo di sterzo.xls

Non dimentichiamoci poi che ogni telaio prevede una massima altezza di forcella che è in grado di ospitare. Montare una forcella più alta comporta maggiori sollecitazioni al telaio che, se non previste in fase di progettazione, possono comportare la rottura della scatola sterzo. Insomma è meglio informarsi sulle specifiche previste dal produttore per evitare spiacevoli incidenti o rotture non coperte da garanzia…

Stack della serie sterzo

Se cambiare la forcella è una soluzione molto efficae, purtroppo non sempre è fattibile, sia per ragioni di costo, sia perché non esistono forcelle di tutte le altezze. Un sistema molto semplice ed economico per ottenere lo stesso risultato consiste invece nel cambiare lo stack inferiore della serie sterzo.

Lo stack, che si potrebbe tradurre in maniera approssimativa con il termine italiano “spessore” o “sporgenza”, è la misura di quanto fuoriesce la calotta della serie sterzo rispetto al telaio.

Come si vede dalla foto alcune serie sterzo prevedono una calotta esterna di altezza variabile. A seconda di quanto è alta la calotta si hanno misure differenti di stack. Le serie sterzo a calotta esterna (che prevedono quindi uno stack maggiore di zero) si chiamano “external cup” abbreviate generalmente con la sigla EC.

Non tutte le serie sterzo però hanno la calotta esterna. Alcune scatole sterzo (da 44 o più mm di diametro) infatti consentono di posizionare i cuscinetti all’interno del telaio, eliminando quindi la parte esterna della calotta.

In questo caso si parla di serie sterzo “zero stack” (abbreviato con la sigla ZS) in quanto lo stack inferiore della serie sterzo rimane prossimo a zero.

Se quindi la nostra bicicletta monta una serie sterzo zero stack, risulta evidente che montando una serie sterzo a calotta inferiore esterna (EC, quindi con uno stack inferiore maggiore di zero) si ottiene un effetto analogo a quello di montare una forcella più alta, ovvero si apre l’angolo di sterzo. Viceversa passando da una serie sterzo con calotta esterna ad una zero stack, si ottiene un angolo sterzo più chiuso. Ovviamente però, come visto nel paragrafo precedente, anche in questo caso andremo ad intervenire sia sull’angolo sella, sull’altezza del movimento centrale che sul passo.

I produttori di serie sterzo offrono diversi prodotti, così che su scatole sterzo dai 44 mm in su sono spesso disponibili serie sterzo a calotta inferiore esterna o interna.

Serie sterzo zero stack ed a calotta esterna. Il mercato offre tantissime soluzioni.

Chiaramente il range di variazione dello stack è per forza di cose molto limitato, ma già con 1 cm di stack in più si ottiene un apertura dell’angolo di sterzo di mezzo grado.

Serie sterzo eccentriche

Una soluzione molto più efficace, ma purtroppo spesso molto costosa, prevede l’utilizzo di serie sterzo eccentriche. Le serie sterzo eccentriche, la cui più nota è senza dubbio la Cane Creek Angleset, consentono di variare l’inclinazione del cannotto della forcella rispetto al telaio, consentendo di variare l’angolo di sterzo mantenendo inalterate le altre geometrie (altezza movimento centrale ed angolo sella).

Il principio di funzionamento di queste serie sterzo è molto semplice. Il sistema si basa su due calotte eccentriche, ovvero che hanno il foro per ospitare il cannotto fuori asse.

In questo modo, abbinando due calotte, una con il foro arretrato ed una con il foro avanzato è possibile variare l’inclinazione della forcella rispetto alla scatola sterzo. Il risultato è che con le opportune calotte si può aprire o chiudere l’angolo sterzo di 0,5-1-1,5°.

Come si vede dal disegno non sempre sono necessarie due calotte. Spesso è sufficiente una sola calotta eccentrica per ottenere la variazione dell’angolo di sterzo, il che rende questo tipo di soluzione molto versatile ed adatta ai diversi standard di scatola sterzo.

Naturalmente, per assicurare una corretta distribuzione degli sforzi tra cannotto della forcella e telaio, le superfici di contatto devono essere sufficientemente ampie. Per questo motivo la calotta della serie sterzo risulta doppia. La parte esterna presenta un incavo semisferico (parte viola) mentre la parte interna (arancione), che va a contatto con il cannotto ed in cui si fissa il cuscinetto, risulta convessa sempre a sfera e con la stessa curvatura della parte estena, in modo che si abbia una superficie di contatto abbastanza ampia indipendentemente dall’inclinazione della forcella.
Infatti, a seconda della lunghezza della scatola sterzo, cambia, seppur di poco, l’angolo di inclinazione del cannotto della forcella. E una cosa facilmente intuibile… Se la scatola sterzo è più lunga, a parità di calotte utilizzate, il cannotto risulterà meno inclinato. Viceversa in una scatola sterzo più corta si otterrà un’inclinazione maggiore. Per garantire quindi la compatibilità della serie sterzo con ogni lunghezza di scatola sterzo è stato quindi previsto quest’incastro sferico.

Una cosa su cui spesso si fa confusione è che queste serie sterzo non consentono una variazione continua dell’angolo di sterzo, ma solo di parametri prefissati (+- 0,5-1-1,5°). Inoltre per passare da un valore all’altro è necessario cambiare la o le calotte, visto che per ogni valore di variazione è prevista una calotta specifica più o meno arretrata/avanzata. La stessa calotta, a seconda del verso di montaggio, consente invece di aprire o chiudere l’angolo sterzo del valore prefissato.
Insomma queste serie sterzo consentono di variare l’angolo sterzo, ma solo di valori prefissati. Non bisogna poi dimenticare che per effettuare la modifica è necessario smontare completamente la serie sterzo e sostituire le calotte, che comunque essendo intagliate, si montano e smontano con estrema facilità. Un’operazione non difficile, ma che comunque non può essere effettuata sul campo.

Come abbiamo detto in precedenza, l’utilizzo delle serie sterzo eccentriche consente di variare l’angolo di sterzo mantenendo inalterate altre geometrie come l’angolo sella, l’altezza del manubrio da terra e del movimento centrale. Questo comporta un grandissimo vantaggio per chi ad esempio vuole aprire l’angolo di sterzo, mantenendo allo stesso tempo un angolo sella piuttosto verticale, in modo da mantenere una buona pedalabilità del mezzo.

Angleset montata su una Intense 951 FRO: si noti come il cannotto della forcella risulti evidentemente inclinato rispetto all’asse della scatola sterzo. In questo caso, utilizzando le calotte +-1,5° l’effetto è particolarmente evidente.

Qualcuno particolarmente attento però potrebbe far notare che andando a posizionare la forcella più orizzontale, l’altezza del manubrio per forza scende. La lunghezza della forcella rimane infatti invariata, ma se la posizioniamo più distesa, per forza di cose il manubrio risulta più basso. E’ banale geometria. Di conseguenza anche l’angolo sella dovrebbe diventare più verticale ed il movimento centrale abbassarsi. Questo non contrasta con quanto detto prima?

La risposta a questa domanda è presto detta. Da un punto di vista teorico si ha certamente una variazione delle altre geometrie del telaio, ma si tratta di variazioni talmente piccole da essere trascurabili. Facendo un rapido calcolo e determinando di quanto varia l’altezza del manubrio da terra, ce ne rendiamo subito conto.

Abbiamo visto diverse soluzioni, alcune simili, alcune differenti da loro. Seppure l’obiettivo sia sempre lo stesso, il risultato che si ottiene è diverso a seconda dei vari casi.
Non c’è una soluzione migliore delle altre, tutto dipende da quello che si vuole ottenere.

Con questo è tutto, appuntamento alla prossima settimana!