La serie sterzo è quel componente fondamentale che permette alla forcella di ruotare all’interno del telaio e consente così di manovrare lo stesso e indirizzare la bicicletta. Si tratta in sostanza di un gioco di cuscinetti che, lavorando su delle sedi apposite, permettono la rotazione della forcella minimizzando gli attriti. Parte integrante di una serie sterzo, la pista di scorrimento inferiore viene installata a pressione sul tubo della forcella, per posizionarsi sulla testa della stessa e consentire così l’accoppiamento con il cuscinetto. La pista di scorrimento inferiore è un anello in acciaio che s’installa a pressione sul tubo della forcella. La pista esce dalla fabbrica con un diametro più piccolo rispetto al tubo forcella, in modo che venga calzata a pressione e non si possa spostare accidentalmente. Questo elemento, spesso chiamato cono della forcella, è l'anello che si trova in basso al cannotto della forcella. Se viene danneggiato o se è diverso dalla vostra nuova serie sterzo bisogna sostituirlo.
Anatomia e componenti fondamentali della serie sterzo
Gli elementi fondamentali che compongono una serie sterzo sono i due cuscinetti, di cui uno lo troviamo all’estremità superiore del tubo sterzo e uno alla sua estremità inferiore. In realtà una serie sterzo non è composta solo dai cuscinetti ma da una serie di elementi tutti da montare secondo un rigoroso ordine, che generalmente è il seguente:
- Pista inferiore della serie sterzo: viene inserita a pressione e con un certo sforzo alla base del cannotto della forcella e deve arrivare completamente a battuta. Alcune forcelle (ad esempio la Ohlins RXF 36) non necessitano di questo elemento in quanto la testa della forcella è realizzata in pezzo unico con il cannotto conificato, che incorpora un profilo di accoppiamento con il cuscinetto inferiore della serie sterzo in modo da evitare appunto l’utilizzo della pista inferiore della serie sterzo. In genere si tratta di una scelta orientata ad una maggiore rigidità di insieme.
- Cuscinetto inferiore: è costituito da sfere che lavorano con un contatto di tipo angolare (da cui il termine ACB - Angular Contact Bearing).
- Calotta inferiore: in essa trova alloggiamento il cuscinetto inferiore.
- Dado ad expander (o ragnetto nel gergo): viene inserito all’interno del cannotto forcella e serve a registrare il precarico dei cuscinetti.
- Calotta superiore: vi trova alloggiamento il cuscinetto superiore.
- Cuscinetto superiore: vale quanto detto per il cuscinetto inferiore.
- Anello di centraggio: di forma conica, serve ad allineare il cannotto forcella con l’asse dei cuscinetti.
- Coperchio del cuscinetto superiore: si appoggia direttamente sul cuscinetto superiore provvedendo a una chiusura ermetica a protezione da acqua e sporco.
- Tappo serie sterzo: oltre al tappo comprende anche la vite che serve a tirare su il cannotto forcella nella fase di registrazione del precarico.
Inserire la pista di scorrimento: tempistiche e attrezzatura
Inserire la pista di scorrimento sul tubo forcella è un’operazione semplice che non impegna per più di cinque minuti. Per procedere correttamente è necessaria una pressa manuale: si tratta di un utensile specifico di forma cilindrica. Potete acquistare le presse dalle case che producono utensili per ciclomeccanica oppure costruirvela voi. L'operazione consiste nell'avvitare manualmente il cono della forcella attorno al perno finché non risulta fermo. Per i modelli dotati di split ring (anello tagliato), questo si posizionerà da solo senza la necessità di utilizzare il manicotto conico o la pressa.
In caso di anelli chiusi tradizionali, bisogna terminare di spingerlo sul perno colpendo moderatamente, ma con decisione, sulla maniglia del cono o tramite l'attrezzo specifico finché non arriva a battuta sulla testa della forcella. Al contrario, quando occorre rimuoverlo, il cono della forcella viene pressato sul cannotto e bisogna estrarlo con un attrezzo specifico: l’estrattore del cono. Esiste un attrezzo relativamente costoso per questo bisogno (tra 250 e 450€), pertanto in alcuni casi è meglio chiedere ad un'officina specializzata per effettuare questa operazione se non si dispone della strumentazione adeguata.
L'installazione della forcella
Tipologie di serie sterzo: Standard e Differenze
Il costruttore del telaio, nel momento in cui lo realizza, determina il tipo di serie sterzo che vi dovrà alloggiare, secondo i tre standard attualmente in voga. La serie sterzo si caratterizza in base al modello di calotte che sono associate ai cuscinetti. Alcuni produttori di telai utilizzano due modelli di calotte diverse tra la parte superiore e quella inferiore del tubo sterzo.
- A calotte esterne o tradizionale (EC - External Cup): i cuscinetti alloggiano all’interno di calotte posizionate esternamente al telaio. Ciascuna calotta è costituita da una bussola che va inserita a pressione all’interno del tubo sterzo mediante una pressa manuale. Risulta determinante la rigidità strutturale della calotta. Presenta un’altezza della calotta importante all’esterno del telaio.
- Integrata (IS - Integrated System): in questo caso i cuscinetti alloggiano direttamente all’interno del tubo sterzo e, quindi, senza necessità di calotta. L’installazione in questo caso non necessita di alcuno strumento particolare ma richiede una certa precisione nella realizzazione della pista di alloggiamento interna al tubo sterzo.
- Semi-integrata (ZS - Zero Stack): i cuscinetti alloggiano all’interno di calotte a loro volta inserite quasi completamente all’interno del tubo sterzo, tranne che per un piccolo spallamento esterno. Anche in questo caso, come per le calotte esterne, l’installazione avviene a pressione mediante una pressa manuale. Tra i tre tipi di serie sterzo questo è quello che richiede il diametro più grande del tubo sterzo.
Per poter assemblare qualsiasi forcella con qualsiasi telaio i produttori propongono oggi una grande quantità di componenti, fino a vendere separatamente delle calotte alte e basse per soddisfare i montaggi più particolari. Comunque i modelli EC e ZS sono molto simili; l’unica cosa che può distinguerli è l'altezza dello spessore che rimane visibile all'esterno del telaio dopo il montaggio.
Identificazione tramite lo standard S.H.I.S.
Con l’avvento dei cannotti forcella di tipo conificati (tapered), ovvero con diametro di 1-1/8″ superiormente e 1.5″ inferiormente, si è reso necessario realizzare uno standard di identificazione dei vari tipi di serie sterzo, denominato S.H.I.S. (Standardized Headset Identification System). Vediamo quindi come interpretare le indicazioni fornite dallo S.H.I.S., con il seguente esempio di codice di identificazione: EC34/28.6 | ZS55/40.
Il codice si compone di due parti separate da una linea verticale. La prima parte riguarda la calotta superiore e la seconda parte quella inferiore. Sia la calotta superiore che quella inferiore recano due lettere, seguite da due numeri separati da una barra. Le due lettere indicano il tipo di serie sterzo: EC per esterna, ZS per semi-integrata e IS per integrata. Il numero prima della barra indica il diametro interno del tubo sterzo del telaio, in millimetri. Il numero dopo la barra indica invece il diametro esterno del cannotto forcella, con l’indicazione di un decimale nel caso della calotta superiore. Se siete equipaggiati con una serie sterzo conica, avrete due indicazioni SHIS differenti per la parte alta e quella bassa.
Guida ai diametri dei tubi forcella
Come qualunque aspetto delle biciclette, nemmeno le serie sterzo seguono standard fissi, bensì propongono diametri differenti. Ecco una guida per riconoscere il tipo di serie sterzo installato in base al diametro del tubo forcella:
- Diametro tubo forcella 25.4mm (1″): si tratta di una serie sterzo da 1 pollice, facilmente reperibile su biciclette vintage o di bassa gamma. Possono essere di tipo italiano (diametro interno tubo sterzo 30,05mm), giapponese (30,1mm), americano (32,5mm) o francese (29,85mm).
- Diametro tubo forcella 28,6mm (1 1/8″): questo diametro può appartenere a una serie sterzo filettata delle MTB di prima generazione oppure a una serie sterzo Ahead moderna. Per valutare quale delle due sia, dovete osservare l’estremità del tubo e vedere se vi è presenza o meno della filettatura.
- Diametro tubo forcella 31,8mm (1 1/4″): presente su vecchie MTB americane o su alcuni tandem.
- Diametro tubo forcella 38,1mm (1,5″): divenuta lo standard per le biciclette moderne, specialmente in formato conico (tapered), dove il diametro alla base è 1,5″ e si riduce a 1 1/8″ nella parte superiore dove viene agganciato lo stem.
Serie sterzo filettate vs Ahead: un salto tecnologico
Le serie sterzo disponibili sul mercato sono essenzialmente due: quelle filettate e quelle Ahead, dette anche threadless (senza filetto). Le serie sterzo filettate sono costituite da due piste inserite all’interno del telaio con un montaggio a interferenza. Su queste piste scorrono i cuscinetti, che possono essere a sfere libere o ingabbiate. Una calotta viene installata sulla testa della forcella, mentre la calotta superiore viene avvitata sul tubo della forcella filettato. Nel caso delle serie sterzo filettate, l’attacco manubrio è di tipo classico e viene chiamato "pipa".
Le serie sterzo Ahead sono state introdotte dalla casa americana Cane Creek e hanno soppiantato lo standard tradizionale. Qui il compito che era assolto dalla pipa è demandato al tubo forcella, che è più lungo. Al suo interno viene inserito un "ragnetto". L'introduzione del sistema Ahead presenta notevoli vantaggi:
- Eliminazione dei filetti: evita il rischio di spanare le filettature della forcella.
- Velocità di montaggio: un meccanico impiega meno tempo per l’installazione.
- Risparmio di peso: una serie sterzo Ahead pesa meno di una filettata.
- Sensazione di guida: il manubrio è fissato in modo più diretto al tubo forcella, migliorando stabilità e rigidezza.
- Facilità di manutenzione: si può revisionare con un’unica chiave a brugola, a differenza delle chiavi ingombranti necessarie per le filettate.
Soluzioni moderne di integrazione e tecnologie avanzate
Negli ultimi anni il design delle bici si è spostato sempre di più verso l'integrazione totale dei cavi. Aziende come FSA (Full Speed Ahead) hanno sviluppato soluzioni all'avanguardia per gestire questa complessità.
- ACR (Aerodynamic Cable Routing): soluzione OEM per integrare i cavi all'interno mantenendo rigidità e allineamento preciso del cockpit.
- SMR-II (Smart Cable Routing): pensato per chi vuole flessibilità, può essere full o semi-integrato.
- ICR (Internal Cable Routing): nata dalla collaborazione con vari brand, permette il passaggio dei cablaggi per luci e accessori.
- VAS (Vibration Absorption System): lo smorzamento integrato nel cuscinetto stabilizza lo sterzo.
- SRS (Steer Stop): un sistema che limita la rotazione dello sterzo per prevenire danni ai cavi o al telaio in caso di caduta.
I cuscinetti rappresentano il cuore del sistema. I modelli HPB (High Performance Bearing) utilizzano anelli in acciaio inox di altissima qualità con un rivestimento chimico che aumenta la resistenza alla corrosione. La gabbia interna è in un polimero ad alte prestazioni con micro-lubrificazione integrata, creando una barriera contro i contaminanti. La linea X-Bearing rappresenta invece una scelta equilibrata per chi cerca durata superiore allo standard ma con un prezzo più accessibile.
Quando è necessaria la manutenzione? Sintomi e segnali
Poiché la serie sterzo è un componente fondamentale per la guidabilità, è opportuno controllarla periodicamente. Un buon programma prevede la pulizia e l’ingrassaggio almeno una volta all’anno, o due se si pratica off-road. Ecco i sintomi che indicano la necessità di intervenire:
- Sterzo duro o a scatti: probabilmente la serie sterzo è troppo serrata e le sfere hanno inciso la pista (effetto "Brinnelled").
- Sterzo lasco: nonostante il serraggio, permangono giochi. Le sfere potrebbero essere usurate.
- Rumore di sabbia: le gabbiette delle sfere potrebbero essersi rotte.
- Rumore graffiante: formazione di ruggine dovuta alla mancanza di grasso.
- Bici ferma da tempo: il grasso potrebbe essersi inquinato o seccato.
- Uso in condizioni estreme: pioggia, fango e neve dilavano il lubrificante.
- Acquisto di una bici nuova: spesso le bici nuove mancano di una quantità adeguata di grasso nei cuscinetti.
Revisione completa della serie sterzo filettata: guida passo passo
Per effettuare una completa revisione di una serie sterzo tradizionale sono necessari alcuni strumenti: chiave a brugola da 5mm, martello di gomma, chiavi per serie sterzo (24-36mm), grasso al litio, sgrassatore e un pennello.
- Rimuovete la ruota anteriore: per liberare la forcella.
- Svitate la vite della pipa: allentate senza estrarla completamente.
- Rimuovete l’espansore: battete con il martello di gomma (usando un pezzo di legno come protezione) sulla testa della vite per sbloccare la pipa.
- Rimuovete controdado e rondella: utilizzate la chiave apposita.
- Rimuovete la calotta superiore: tenete ferma la forcella per evitare che cada.
- Estraete la forcella e i cuscinetti: mettete i componenti a bagno in un liquido sgrassatore.
- Pulite il tutto: rimuovete sporcizia, ruggine e vecchio grasso dalle piste e dal tubo.
- Mettete il grasso nelle piste di scorrimento: riempite le sedi superiore e inferiore con grasso al litio.
- Riposizionate i cuscinetti: montate le gabbiette ricordando che le sfere devono guardare verso le piste.
- Rimontate la forcella: inserite il tubo nel telaio.
- Avvitate la calotta superiore: mettete grasso sulla filettatura e avvitate fino a battuta.
- Inserite la rondella di spessore: fate attenzione al dente di posizionamento.
- Avvitate il controdado: senza stringere eccessivamente in questa fase.
- Inserite la pipa: verificate l’altezza desiderata.
- Montate la ruota anteriore: ricordate di chiudere i freni.
- Allineate lo sterzo: mettetevi a cavalcioni della ruota per centrare la pipa.
- Regolate lo sterzo: serrate la calotta superiore fino a eliminare i giochi garantendo fluidità di rotazione.
Manutenzione delle serie sterzo moderne Ahead e Integrate
La tecnica di manutenzione rimane relativamente la stessa che si tratti di un gioco di direzione integrato, semi-integrato o esterno. Bisogna prima smontare l’attacco manubrio (stem), la forcella e la ruota anteriore. Può aiutare lavorare su un piedistallo da officina. Ritirate il tappo superiore e l'anello di centraggio. Poi, rimuovete le cartucce dei cuscinetti e ispezionate i pezzi. Se uno di essi è arrugginito o grippato, se non gira più correttamente, bisogna sostituirlo. La cartuccia di ricambio deve essere esattamente identica, altrimenti occorrerà sostituire l'intero insieme.
Pulite l'interno del tubo di sterzo e tutta la parte alta della forcella, insistendo sulla zona che viene a contatto con la cartuccia inferiore (la pista di scorrimento inferiore). Utilizzate un degraissant e un panno. Applicate generosamente del grasso per bici, idealmente anti-grippante, a livello delle battute e in basso al cannotto della forcella. Ingrassate anche l'interno e l'esterno delle cartucce dei cuscinetti e rimontate tutti i pezzi nell'ordine corretto.
L'installazione della forcella
Strumenti per la rimozione e l'installazione delle calotte
Se le calotte all'interno del telaio sono danneggiate, devono essere rimosse. Inserire l'estrattore di calotte nel tubo sterzo fino a fare passare le griffe sotto le calotte stesse. Colpite poi sull'altra estremità dell'estrattore con un mazzuolo fino alla completa estrazione. Per l'installazione delle nuove calotte, utilizzate l'apposita pressa finché non sono a perfetto contatto con il telaio. Prima di installare i cuscinetti, ricordate sempre di ingrassare abbondantemente i loro alloggiamenti.
La scelta della serie sterzo corretta può essere semplificata utilizzando strumenti digitali come il configuratore FSA Easy Headset, un database costantemente aggiornato che include modelli di biciclette attuali e passati, aiutando meccanici e appassionati a identificare i ricambi precisi per il proprio telaio.