Η ρόδα του ποδηλάτου

Πρώτα θα δούμε πώς είναι φτιαγμένη η ρόδα του ποδηλάτου, σε μια προσπάθεια να μελετήσουμε ώστε να καταλάβουμε την κατασκευή της, για να μπορέσουμε να τη διορθώσουμε και να τη συντηρήσουμε σωστά.

Αυτό δεν φαίνεται με την πρώτη ματιά, αλλά η ρόδα του ποδηλάτου είναι μια καταπληκτική κατασκευή. Η βασικότερη λειτουργία της είναι η ελαστικότητα: πρέπει να λειτουργεί ως ανάρτηση για να απορροφά τους κραδασμούς - και έτσι να καταπονείται λιγότερο και ο αναβάτης και ο σκελετός. Η καταπόνηση του αναβάτη σημαίνει κούραση (νευρική και μυική) και η καταπόνηση του σκελετού σημαίνει μικρότερη ζωή ιδίως για τους σύγχρονους σκελετούς από υλικά όπως το αλουμίνιο τα ανθρακονήματα κλπ.. Παλιότερα οι σκελετοί κατασκευάζονταν συνήθως από ειδικό ατσάλι (χρωμιομολυβδαίνιο), το οποίο ως ατσάλι μπορεί να καταπονείται "επ΄ άπειρον" εάν τα φορτία που δέχεται είναι κάτω από κάποιο θεωρητικό όριο. Όμως τα σύγχρονα υλικά γενικά "έχουν μνήμη" δηλ. οι καταπονήσεις δρουν αθροιστικά, το υλικό διαρκώς υποβαθμίζεται, και θεωρητικά θα έρθει μία στιγμή κατά την οποία το υλικό θα καταρρεύσει σε κάποιο σημείο μέγιστης καταπόνησης. Για τον σκελετό το σημείο αυτό είναι συνήθως τα πίσω και κάτω ψαλίδια. Η αναγκαιότητα της απορρόφησης των κραδασμών για την προστασία του σκελετού είναι ο βασικός λόγος που έχει γενικεύσει τη χρήση της μπροστινής ανάρτησης, επειδή όμως η πισινή ανάρτηση δεν είναι επιθυμητή (χάνεται δύναμη του αναβάτη και το ποδήλατο "πάει σαν βάρκα") το πισινό μέρος του σκελετού μένει έκθετο και δέχεται τα ισχυρότερα σοκ.

Έχει σημασία λοιπόν η ρόδα και να είναι κατασκευασμένη σωστά και να συντηρείται σωστά, ώστε να βοηθά στην απορρόφηση των κραδασμών.

Η ζάντα της ρόδας συνήθως είναι από αλουμίνιο, γιατί το βάρος της ζάντας είναι πολύ σημαντικός παράγοντας. Οι παλιοί ποδηλάτες λέγανε ότι 10 γραμμάρια στη ζάντα χρειάζονται 1 κιλό δύναμη στο πετάλ. Η ζάντα κινείται συνέχεια και με μεγάλη ταχύτητα, δέχεται δηλαδή μεγάλα δυναμικά φορτία, και έχει πολύ σπουδαία δουλειά να κάνει καθώς σηκώνει όλα τα βάρη και όλοι οι κραδασμοί περνάνε από αυτή από το δρόμο στον σκελετό και τον αναβάτη. Η δε πισινή ρόδα ακόμα περισσότερο, γιατί σηκώνει και περισσότερο βάρος και επίσης έχει και την κίνηση (πετάλ).

Οι ακτίνες πρέπει να είναι από μέταλλο άριστης ποιότητας, τυπικά από ατσάλι που έχει μεγάλη ελαστικότητα. Στο μέγιστο πρέπει να αντέχουν δύναμη μέχρι και 150 κιλά η καθεμιά σε έναν βαρύ και δυνατό ποδηλάτη. Το σύστημα "λάστιχα + ζάντες + ακτίνες" λειτουργεί ως "αναρτήσεις" του ποδηλάτου. Οι ακτίνες τραβάνε τη ζάντα στο κέντρο και έτσι η ρόδα κρατιέται "με τη δική της δύναμη". Το αλγεβρικό άθροισμα των συνολικών στατικών θετικών και αρνητικών δυνάμεων στη ρόδα είναι μηδέν. Όταν το ποδήλατο κινείται όμως προστίθενται εκτός από τα στατικά φορτία και δυναμικά φορτία, και στη ρόδα γίνεται ένα πανηγύρι δυνάμεων. Τα δυναμικά φορτία είναι σε όλα τα επίπεδα: ακτινικά (κατά τη διεύθυνση κέντρο περιστροφής-σημείο επαφής με το δρόμο) πλευρικά (κατά τη διεύθυνση αριστερά-δεξιά) και στρεπτικά (στις στροφές ως ροπές κατά τον κάθετο άξονα). Τα ατυχήματα με σπασμένες ζάντες και ακτίνες οφείλονται γενικά στα δυναμικά φορτία, ενώ τα στατικά φορτία βοηθάνε να μένει η ρόδα στη θέση της. Τα δυναμικά φορτία οφείλονται στο πεταλάρισμα, το φρενάρισμα και τις ανωμαλίες του δρόμου. Τα φορτία αυτά είναι πολύ ισχυρά και πραγματικά κάθε ρόδα σταδιακά υφίσταται κόπωση και χειροτερεύει.


Στατικά φορτία

Δυνάμεις μεταφέρονται διαρκώς από το έδαφος στο κέντρο, συμπιέζοντας τις ακτίνες στο κάτω μέρος. Οι κάτω ακτίνες λοιπόν κονταίνουν και χάνουν δύναμη, ενώ οι υπόλοιπες γύρω μοιράζονται τις μεγαλύτερες δυνάμεις. Δηλ. λίγες ακτίνες στη βάση στην επαφή με το έδαφος σηκώνουν το βάρος. Το πόσες είναι αυτές έχει να κάνει με τη σκληρότητα της ζάντας. Για να το καταλάβεις αυτό κάνε το εξής πείραμα. Βάλε κάποιον να καθίσει στο ποδήλατο, και να κινείται μπρος-πίσω, και εσύ τσίμπησε με το νύχι μία ακτίνα κατά τη διάρκεια αυτής της κίνησης, για να διαπιστώσεις την διαφορά στον ήχο: όταν η ακτίνα φτάνει κάτω ο ήχος της πέφτει γιατί χάνει σε δύναμη. Η ακτίνα είναι μία χορδή, που όταν αυξάνει η δύναμη ανεβαίνει η συχνότητα του ήχου, ενώ όταν μειώνεται η δύναμη η συχνότητα πέφτει. Τη σημασία αυτού του ήχου θα τη δούμε παρακάτω. Η κανονική τάση μιας ακτίνας της πισινής ρόδας και της δεξιάς πλευράς χωρίς φορτίο είναι περίπου 50 κιλά, ενώ όταν εσύ ασκείς ένα γερό πεταλάρισμα οι ακτίνες της πισινής ρόδας που επιφορτίζεται και με την μετάδοση της κίνησης μπορεί να έχουν σημειακή τάση μέχρι 100 κιλά.


Δυναμικά φορτία

Μια τυπική ρόδα έχει συνήθως 36 ακτίνες. Υπάρχουν και περιπτώσεις 40 ακτίνων (πχ. σε διπλά ποδήλατα όπου οι δυνάμεις και οι απαιτούμενες αντοχές είναι μεγαλύτερες), όπως και με λιγότερες ακτίνες (μέχρι και 8 σήμερα με τη χρησιμοποίηση ισχυρότατων κραμάτων στις ζάντες και ακτίνες) σε αγωνιστικά ποδήλατα όπου η μείωση του βάρους και η αεροδυναμική έχουν μεγαλύτερη σημασία από την μακροπρόθεσμη αντοχή της ρόδας.

Με αυτά η αντοχή της ρόδας του ποδηλάτου είναι εκπληκτική σε σχέση με το βάρος της!

Η γεωμετρία της ρόδας

Οι ακτίνες συνδέουν το κέντρο με τη ζάντα. Ξεκινούν από δύο επίπεδα του κέντρου, γιατί η ρόδα πρέπει να έχει σταθερότητα και στις πλευρικές δυνάμεις - χωρίζονται επομένως στις ακτίνες της δεξιάς πλευράς και αυτές της αριστερής πλευράς.


Η ανάγκη για αντοχή και πλευρικά απαιτεί ακτίνες στις 2 πλευρές

Για να έχει η ρόδα σταθερότητα στις δυνάμεις περί τον άξονα περιστροφής (η δύναμη του ποδηλάτη για την πίσω ρόδα και επίσης φρενάρισμα και στις δυο), οι ακτίνες της κάθε πλευράς δεν ξεκινούν ακτινικά από το κέντρο αλλά φάλτσα σε ζευγάρια που διασταυρώνονται μεταξύ τους. Από τις δυο προηγούμενες συνθήκες, συνάγεται ότι ο αριθμός των ακτίνων είναι πάντα πολλαπλάσιος του 4 (2Χ2).



Σε μια ρόδα πλεγμένη σωστά, το κάθε ζευγάρι μαζί με το κοντινότερο ζευγάρι της απέναντι πλευράς σχηματίζει μια τετράδα ακτίνων (η κάθε ακτίνα από την ομόλογή της της απέναντι πλευράς διαφέρει γωνιακά «μισή τρύπα») και η κάθε τετράδα αφήνει ένα κενό από την προηγούμενη και από την επόμενη - σε ένα τέτοιο κενό πρέπει να βρίσκεται η βαλβίδα ώστε να μπορεί εύκολα να τοποθετηθεί η τρόμπα για το φούσκωμα της ρόδας.



Για να μπορούν οι ακτίνες της κάθε πλευράς να απομακρύνονται από το κέντρο χωρίς να εμποδίζει η μια την άλλη στο σημείο που σταυρώνουν, οι μισές ξεκινούν από την εσωτερική πλευρά προς τα έξω και οι μισές από την εξωτερική πλευρά προς τα μέσα. Δηλ. σε μια ρόδα 36 ακτίνων, από τις 18 της μιας πλευράς οι 9 περνούν από μέσα προς τα έξω (και προς τα μπρός / πίσω) και οι άλλες 9 από έξω προς τα μέσα (και προς την άλλη κατεύθυνση ως προς πίσω ή εμπρός). Οι 2 ακτίνες που σχηματίζουν το κάθε ζευγάρι δεν διασταυρώνονται "κανονικά" χωρίς να ακουμπούν, αλλά τις βάζουμε "ανάποδα" χτυπώντας δηλαδή η μια πάνω στην άλλη. Έτσι "συγκρούονται" για να στραβώνουν και να αποκτούν μια έξτρα ελαστικότητα (και η ρόδα συνολικά συνεπώς), ώστε και οι ακτίνες να μην σπάνε εύκολα από τις δυνάμεις και η ρόδα να συμπεριφέρεται κατά περισσότερο σαν ανάρτηση.

Στην πισινή ρόδα, πρέπει να υπάρξει έξτρα χώρος για τα γρανάζια. Αυτό σημαίνει ότι οι ακτίνες της δεξιάς πλευράς είναι λίγο μικρότερες από αυτές της αριστερής πλευράς (στην πράξη δεν χρησιμοποιούνται διαφορετικού μήκους ακτίνες) και η πίσω ρόδα είναι "φακοειδής". Οι της δεξιάς πλευράς σηκώνουν τις μεγαλύτερες τάσεις, γιατί το επίπεδο της ζάντας δεν περνά ακριβώς από το κέντρο περιστροφής του κέντρου αλλά από το κέντρο του άξονα της ρόδας. Αυτή η τελευταία απαίτηση δημιουργεί μεγάλες τάσεις στις ακτίνες της δεξιάς πλευράς και γι΄ αυτό η ακτινολόγηση μιας πισινής ρόδας θέλει μεγαλύτερη προσοχή (στην πράξη συνήθως δεν φέρνουμε τη ζάντα ακριβώς στο κέντρο αλλά δίνουμε μια μικρή απόκλιση για να περιορίσουμε το πρόβλημα). Συνήθως αν σπάσει ακτίνα, θα είναι στη δεξιά πλευρά της πίσω ρόδας.



Ειδικά στην πισινή ρόδα, η πισινή ακτίνα σε κάθε ζευγάρι σταυρωμένο πρέπει να ξεκινά από μέσα προς τα έξω (και η άλλη μπροστινή ακτίνα από έξω προς τα μέσα), επειδή οι μπροστινές ακτίνες των ζευγαριών σηκώνουν τις ισχυρές δυνάμεις στο πεταλάρισμα (ροπή προς τα εμπρός) οπότε στα σταυρώματα η μπροστινή ακτίνα που δέχεται την τάση αυτή θα πιέζει το σταύρωμα προς τα μέσα ώστε να μην υπάρχει ο κίνδυνος να χτυπήσει το σανζμάν στις ακτίνες όταν ο αναβάτης θα χρησιμοποιεί την 1η ταχύτητα στις ανηφόρες και στις ορθοπεταλιές.


Όταν ο αναβάτης πεταλάρει δυνατά στην πρώτη ταχύτητα το σανζμάν πλησιάζει επικίνδυνα τις ακτίνες. Πρέπει λοιπόν το πλέξιμο της ρόδας να έχει γίνει ώστε η ακτίνα του ζευγαριού που τραβάει να σπρώχνει την άλλη προς τα μέσα.

Όπως βλέπεις η ρόδα του ποδηλάτου είναι μια πραγματικά έξυπνη κατασκευή! Για να καταλάβεις τα προηγούμενα, πάρε στα χέρια σου μια ρόδα και διαβάζοντας ξανά αυτά, προσπάθησε να τα δεις στην πράξη. Θα εκπλαγείς με την εξυπνάδα της κατασκευής της ρόδας σου.

Ακτινολόγηση

Είναι πιο απλό απ΄ ότι φαντάζεσαι, αρκεί να ακολουθήσεις μερικούς κανόνες. Μετά από την περιγραφή της κατασκευής που προηγήθηκε, είναι εύκολο να κατανοήσεις τη διαδικασία. Για κάποιον που έχει εμπειρία, η ακτινολόγηση απ΄ ευθείας στο ανεστραμμένο ποδήλατο είναι εύκολη υπόθεση, αλλά στην αρχή θα ήταν καλύτερο να χρησιμοποιήσεις μια βάση ακτινολόγησης ή να κατασκευάσεις μία αυτοσχέδια.

Το πρώτο που πρέπει να κάνεις: ελέγχεις τις τάσεις των ακτίνων. Πιάνεις τα ζευγάρια των ακτίνων και τα σφίγγεις για να νοιώσεις τις δυνάμεις. Αυτή την ενέργεια πρέπει να την κάνεις συνεχώς και πάντα στις ρόδες σου.



Ο ακτινολόγος είναι ένα μικρό φτηνό εργαλείο, που πρέπει να έχεις μαζί σου πάντα στο σακκουλάκι με τα εργαλεία. Τις πιο χαλαρές ακτίνες τις σφίγγεις με τον ακτινολόγο και τις πιο σφιχτές τις χαλαρώνεις, όχι περισσότερο από 1 στροφή την κάθε φορά και πάντα επεμβαίνοντας στις πιο χαλαρές ή τις πιο σφιχτές της ρόδας. (Για να αποκτήσεις μια εικόνα, να νοιώσεις πόση περίπου πρέπει να είναι η κανονική τάση, δεν έχεις παρά να δοκιμάσεις με το χέρι τις ρόδες μιας κανονικής ρόδας.) Το ζητούμενο είναι να φέρεις τις ακτίνες περίπου στην ίδια τάση. Αν τα κεφαλάκια των ακτίνων έχουν σκουριάσει και δε γυρνάνε, ρίξε λάδι και στα 36 και άφησε λίγη ώρα να εισχωρήσει το λάδι.

Έχεις να διορθώσεις τη ρόδα στις εξής δύο κατευθύνσεις: πλευρικά (αριστερά-δεξιά) και κάθετα (πάνω-κάτω). Οι μεν πλευρικές αποκλίσεις κάνουν το φρενάρισμα και τις στροφές επικίνδυνες, οι δε κάθετες αποκλίσεις σε κάνουν να χορεύεις όταν δεν το θέλεις.



Στρίβοντας το κεφαλάκι της ακτίνας με τον ακτινολόγο σφίγγουμε/ξεσφίγγουμε την ακτίνα. Τα κεφαλάκια πρέπει πάντα να είναι λαδωμένα για να μη σκουριάζουν και να περιστρέφονται όταν χρειαστεί. Εάν μία ρόδα χρειάζεται συχνά ακτινολόγηση, αυτό θα συμβαίνει γιατί οι τάσεις των ακτίνων δεν είναι ομοιόμορφες. Αυτό μπορεί να οφείλεται είτε στο ότι η ακτινολόγηση δεν έχει γίνει σωστά, είτε στο ότι η ζάντα είναι χτυπημένη και απαιτεί ανομοιόμορφες τάσεις ακτίνων.

Προσοχή: και πριν αρχίσεις την ακτονολόγηση αλλά και όταν τελειώσεις πρέπει η τάση όλων των ακτίνων να είναι περίπου η ίδια. Αν παρατηρήσεις μεγάλη παραμόρφωση της ζάντας και αν οι ακτίνες είσαι σίγουρος ότι είναι του ίδιου μήκους, αυτό σημαίνει ότι η ζάντα είναι στραβή και καλύτερα να αντικατασταθεί (αν είναι σοβαρά χτυπημένη). Ειδικά στην πίσω ρόδα δεν ξεχνάμε ότι το επίπεδο της ζάντας δεν διέρχεται ακριβώς από τη μέση του κέντρου αλλά λίγο προς τη δεξιά πλευρά, επειδή θέλουμε χώρο για τις ταχύτητες. Αυτό είναι το μεγαλύτερο μυστικό στην αντοχή της ρόδας: οι ομοιόμορφες τάσεις των ακτίνων.

Βρίσκεις κάθε φορά το σημείο της μέγιστης απόκλισης και διορθώνεις το πολύ τις 2-3 ακτίνες πριν και τις 2-3 μετά από το σημείο αυτό προς την κατεύθυνση που πρέπει (σφίγγεις / χαλαρώνεις). Σε μια σωστά ακτινολογημένη ρόδα, δεν είναι μόνο η ζάντα που δεν έχει με την περιστροφή αποκλίσεις, αλλά συμβαίνει και κάτι άλλο πολύ σημαντικό: οι ακτίνες έχουν ΤΗΝ ΙΔΙΑ ΤΑΣΗ ώστε οι δυνάμεις στη ρόδα να κατανέμονται ΟΜΟΙΟΜΟΡΦΑ και έτσι η ρόδα να έχει τη μεγαλύτερη αντοχή.

Η μεγάλη ακρίβεια δεν έχει σημασία. Μπορείς να δοκιμάζεις την τάση των ακτίνων με το αυτί: χτυπώντας τις ακτίνες με ο νύχι ακούς τον ήχο. Προχωρώντας σιγά-σιγά και πάντοτε ελέγχοντας όλη τη ρόδα πριν προχωρήσεις στην επόμενη επέμβαση, σε 20 λεπτά θα έχεις κερδίσει δυο σημαντικά πράγματα: θα έχεις αποκτήσει μια σωστή ρόδα και θα απορείς πόσο καλός μάστορας είσαι και δεν το ήξερες.

Επείγουσα κατάσταση: επιδιόρθωση χτυπημένης ζάντας

Αν μετά από πτώση ή δυνατό χτύπημα η ζάντα στράβωσε, μην πανικοβάλεσαι. Ίσως μπορέσεις να τη διορθώσεις. Η ακόλουθη μέθοδος μπορεί κάποτε να αποβεί σωτήρια στη μέση του πουθενά.

Βρίσκεις ένα κομμάτι λεπτό σκοινί ή σύρμα γύρω στο 1,5 μέτρο, δένεις (δεν χρειάζεται κόμπος, δυο γυρίσματα αρκούν) με το σκοινί τεντωμένο τα σταυρώματα των ζευγαριών των ακτίνων της κάθε πλευράς, πρώτα στη μια πλευρά και έπειτα συνεχίζεις στην άλλη. Αφού συμπληρώσεις τους δύο κύκλους και των δύο πλευρών, ξεβιδώνεις τα κεφαλάκια των ακτίνων και ελευθερώνεις τη ζάντα. Το σκοινί συγκρατεί τις ακτίνες στη θέση τους. (Βέβαια η δουλειά μπορεί να γίνει και χωρίς το σκοινί από κάποιον που ξέρει το πλέξιμο της ρόδας, απλώς θα χάσεις χρόνο στη συναρμολόγηση). Χτυπάς τη ζάντα με ό,τι βρεις - σφυρί πέτρα κλπ. - και τη φέρνεις στα ίσια της (περίπου). Για τον έλεγχο της επιπεδότητας την ακουμπάς σε μια επίπεδη επιφάνεια (πχ. άσφαλτο) ή χρησιμοποιείς το μάτι απλώς αφού τα στραβώματα στο κάθετο επίπεδο δεν θέλουν μεγάλη λεπτομέρεια. Όμως τα στραβώματα στο κάθετο επίπεδο (πάνω-κάτω) είναι πιο δύσκολα και ενοχλητικά και κάνεις το εξής τέχνασμα: τοποθετείς ένα κομμάτι της ζάντας που ΔΕΝ έχει χτυπηθεί (που έχει τη σωστή καμπύλη) σε μια επίπεδη επιφάνεια και με ένα μολύβι (ή πετραδάκι ή καρφί κλπ.) χαράζεις ένα κομμάτι σωστής καμπύλης, και στη συνέχεια το χρησιμοποιείς αυτό ως οδηγό για το ίσιασμα του χτυπημένου σημείου. Αφού ισιάσεις τη ζάντα, συναρμολογείς τη ρόδα και ακτινολογείς. Όλη αυτή τη διαδικασία χρειάστηκε κάποτε να τη δοκιμάσω. Κατεβαίνοντας ένα απόγευμα στο έρημο Βέρμιο με την προσοχή στραμμένη σε ένα κοπάδι σκυλιά έπεσα με δύναμη σε μια πολύ άσχημη λακκούβα. Πρόλαβα με ένα πήδημα να προστατέψω την μπροστινή ρόδα, αλλά η πισινή χτυπήθηκε πολύ άσχημα. Αδιαφορώντας για τα σκυλιά (με το θυμό που είχα ούτε αρκούδα δεν θα τα έβγαζε πέρα μαζί μου), βγάζω τον ακτινολόγο και ξεσφίγγω ακτίνες. Χτυπώ τη ζάντα με δυο πέτρες και σε μια ώρα ήμουνα στο δρόμο του γυρισμού. Την επόμενη μέρα και στην άνεση του σπιτιού, έβγαλα πάλι τη ζάντα και την ίσιωσα με επιμέλεια. Αυτή τη ρόδα τη φορούσα χρόνια μετά.