Freehubs explicados: cómo funciona un freehub, tipos de cuerpo y compatibilidad

¿Qué es un freehub, cómo funciona y cuáles son los diferentes tipos?

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Por Pablo Norman

Publicado: 4 de agosto de 2023 a las 3:00 pm

Es un componente pequeño que tendemos a dar por sentado, pero el buje libre es una parte esencial de la mayoría de las bicicletas y realiza un trabajo vital. El freehub transmite la potencia de tu pedaleo a la carretera o al sendero y le da a tus piernas un descanso mientras estás en movimiento.

Para muchos ciclistas, es una cuestión de encajar y olvidar, pero suceden muchas cosas con el buje libre. Tiene algunas piezas mecánicas complicadas escondidas en su interior, que a veces necesitarán un poco de cuidado y ternura para que sigan funcionando bien.

Si siempre cambias el mismo por el otro cuando reemplazas el casete de tu bicicleta, es posible que no tengas que preocuparte mucho por la compatibilidad con el buje libre, pero eso también es más complicado de lo que parece.

Comenzaremos explicando los diferentes tipos de freehub y cómo funcionan sus partes internas, luego veremos los estándares de freehub y la compatibilidad de casetes.

La mayoría de las bicicletas le permiten dejar de pedalear pero seguir moviéndose o "deslizarse". En el caso de las bicicletas equipadas con cambios de cambio, esto suele deberse a un buje libre.

El buje libre es una extensión del lado derecho del buje de la rueda trasera.

Contiene un sistema que se acopla con el volante cuando estás pedaleando, para impulsarte hacia adelante, y que se desconecta cuando dejas de pedalear para que el volante siga girando sin que giren las marchas ni los pedales. Hay un mecanismo dentro del cuerpo del buje libre que acopla y desacopla la rueda de las ruedas dentadas.

En su superficie exterior, un buje libre tiene un conjunto de estrías sobre las cuales se desliza el casete (es decir, las ruedas dentadas) cuando se ensambla una bicicleta. En general, el casete comprende un conjunto de ruedas dentadas individuales o grupos de ruedas dentadas.

El número de ruedas dentadas del casete a menudo se denomina velocidades; por ejemplo, las 11 y 12 velocidades de los últimos grupos de bicicletas de carretera y los grupos de bicicletas de montaña tienen 11 o 12 piñones en la parte trasera.

Estos piñones a menudo se mantienen firmemente en su lugar mediante un anillo de bloqueo que se enrosca en el extremo del buje libre (aunque explicaremos algunas excepciones a continuación).

Verá que algunas marcas citan puntos de interacción y otras se refieren al ángulo de interacción de sus centros. El número de puntos de compromiso es el número de posiciones discretas en las que el buje libre puede bloquearse en la rueda en cada giro completo de la rueda, una vez que deja de girar libremente y comienza a pedalear.

Un giro completo de la rueda es de 360 ​​grados, por lo que el ángulo de enganche es 360 dividido por el número de puntos de enganche.

Entonces, una rueda libre con 36 puntos de compromiso, por ejemplo, tendrá un ángulo de compromiso de 360/36 = 10 grados. Si hay 72 puntos de compromiso, el ángulo de compromiso cae a 5 grados.

La gran mayoría de los bujes libres utilizan uno de dos sistemas diferentes (trinquete o trinquete) para enganchar el buje libre con la rueda cuando estás pedaleando y desengranarlo cuando estás girando libremente.

Dentro de cada uno, hay muchas variaciones en la forma en que están diseñados y hay algunos diseños especializados bien conocidos, como los bujes Chris King.

Explicaremos ambos sistemas aquí y luego sopesaremos los pros y los contras de cada uno.

En un buje libre con trinquete, el mecanismo de acoplamiento/desacoplamiento consta de varias palancas con resorte, llamadas trinquetes, que están en ángulo hacia afuera en una parte del buje de la bicicleta y se engranan con un anillo dentado en la otra parte del buje para transmitir potencia a la rueda. .

Los resortes empujan los trinquetes hacia afuera de sus alojamientos cuando pedaleas. Una vez que gira libremente, el ángulo de los trinquetes significa que se empujan hacia atrás contra los resortes y se deslizan sobre los dientes, produciendo el característico sonido de clic.

El número de trinquetes varía entre los diseños de rueda libre y puede ser de dos a seis.

Por lo general, están en el buje libre y se empujan hacia afuera dentro de los dientes del buje, pero también hay diseños en los que los trinquetes están en el borde interior de la brida del buje y miran hacia adentro, hacia los dientes del buje libre (como algunos diseños más antiguos de Reynolds), y aquellos en los que los trinquetes están en el centro del cuerpo del buje y engranan con los dientes en el borde exterior del buje libre (como algunas ruedas Mavic).

Para algunas rutas, se considera deseable un gran número de puntos de contacto (y, por tanto, un ángulo de contacto pequeño). La forma más sencilla para que un fabricante lo consiga es aumentar el número de dientes en el anillo impulsor.

Sin embargo, los dientes tendrán que ser más pequeños, al igual que los trinquetes, por lo que algunas marcas usan trinquetes con múltiples dientes para distribuir las cargas, o desplazan los trinquetes en una configuración de múltiples fases para que no todos los trinquetes se enganchen simultáneamente, reduciendo así el ángulo de compromiso.

Los bujes libres de Halo adoptan el enfoque de dientes múltiples para brindarle 120 puntos de compromiso. En lugar del perfil plano más habitual, sus trinquetes tienen forma de cuña, de modo que la fuerza del pedaleo los empuja con más fuerza contra los dientes del buje.

Vale la pena señalar que todo el par de pedaleo se transmite a través de los trinquetes, por lo que están sometidos a mucha fuerza y ​​deben recibir mantenimiento con regularidad para que sigan funcionando de manera efectiva, especialmente si conduce en condiciones húmedas o sucias o en un paraíso. No usé las ruedas por algún tiempo.

Un buje libre con trinquete tiene un par de anillos con dientes en sus caras internas que son concéntricos alrededor del eje y se juntan para transmitir la fuerza del pedaleo a la rueda trasera. Los dos anillos de trinquete generalmente se presionan entre sí mediante grandes resortes que rodean el buje libre y se ubican detrás de uno o ambos anillos.

Uno o ambos anillos de trinquete pueden deslizarse hacia adentro y hacia afuera en la rueda libre mediante estrías mecanizadas en sus bordes exteriores, que engranan con los dientes en la rueda libre y/o el cuerpo del cubo.

Los dientes del trinquete están en ángulo, por lo que cuando gira libremente, las caras en ángulo de cada anillo se deslizan entre sí, deslizándose contra la fuerza de los resortes. Cuando pedaleas, las caras planas se entrelazan entre sí para transmitir la fuerza motriz a la rueda.

Los bujes libres DT Swiss ahora se basan en el sistema de trinquete y vienen con entre 18 y 54 puntos de compromiso. Para algunos freehubs, puedes comprar trinquetes de repuesto que te permiten modificar el número de puntos de enganche.

En el sistema DT Swiss Ratchet estándar y en el Ratchet LN básico, ambos trinquetes se pueden mover en el cubo y se juntan mediante resortes.

En el Ratchet EXP más nuevo, un anillo de trinquete se enrosca en el cubo de la rueda, mientras que el segundo se desliza hacia adentro y hacia afuera sobre estrías dentro del buje libre para enganchar o desenganchar la rueda libre, empujada por un solo resorte. Este sistema es más ligero y se utiliza en las ruedas de alta gama de DT Swiss.

Los bujes Chris King tienen un sistema de trinquete que funciona de manera similar, pero con 45 o 72 puntos de compromiso, para una recuperación ultrarrápida, una vez que comienzas a pedalear. Con este diseño, es el trinquete interior el que se desliza sobre el buje para enganchar la rueda libre, dando a los bujes Chris King su característico abultamiento en el lado derecho.

El trinquete de Chris King se desliza sobre estrías en ángulo en el buje en lugar de las rectas de entrada y salida de los bujes de DT Swiss.

Eso significa que cuanto más fuerte pedaleas, más fuerte se juntan los dos trinquetes, por lo que hay incluso menos posibilidades de que se resbalen. Chris King afirma que su sistema puede soportar hasta tres veces la carga de torque de algunos competidores que ha probado.

Zipp también utiliza un sistema de trinquete, con 36 dientes, en sus bujes Cognition de gama alta instalados en sus ruedas NSW. En lugar de un resorte, utiliza seis imanes para empujar el anillo de trinquete interno hacia afuera en el buje para engancharlo con el trinquete en el buje libre.

Mientras que los bujes libres con trinquete tienen algunos puntos de contacto discretos entre los extremos de los trinquetes y los dientes con los que engranan, en un sistema basado en trinquete hay una mayor cantidad de puntos de contacto distribuidos en un anillo alrededor del interior del buje libre.

En teoría, una mayor cantidad de contactos basados ​​en anillos en un trinquete debería ser más confiable y transmitir mejor la fuerza, aunque en la práctica los sistemas basados ​​en trinquetes están lo suficientemente bien diseñados como para que esto no sea un problema si se les da mantenimiento regularmente.

Hay más posibilidades de desgaste con un sistema de trinquete, ya que hay una pequeña cantidad de superficies de contacto en lugar de los múltiples dientes entrelazados del trinquete. Si uno de los trinquetes falla o no se acopla de manera efectiva, existe un mayor riesgo de dañar las partes internas del buje libre y que el buje libre falle.

En algunas situaciones, un ángulo de participación más pequeño es beneficioso para una aceleración más rápida una vez que comienzas a pedalear. Es particularmente útil para escalar fuera de la carretera. Por otro lado, en las bicicletas de montaña con suspensión total, puede acentuar el contragolpe, donde la compresión de la suspensión tira de la cadena y gira hacia atrás, lo que también ejerce una tensión adicional en las partes internas del buje libre, que podría fallar.

Los trinquetes pueden parecer la opción obvia para aplicaciones de alto estrés, pero si el ángulo de enganche es la prioridad, un sistema de trinquete desplazado puede ser mejor. Industry Nine utiliza seis trinquetes desplazados en sus bujes libres Hydra que, combinados con un anillo impulsor de 115 dientes, producen 690 puntos de compromiso, lo que brinda un ángulo de compromiso de poco más de medio grado.

Por lo general, una rueda libre gira sobre sus propios cojinetes sellados y, a menudo, tiene cojinetes internos y externos para soportar la carga. Esto se suma a los cojinetes en el eje de la rueda, aunque DT Swiss, por ejemplo, mueve el cojinete de la rueda derecha para ubicarlo dentro del trinquete interno en sus bujes Ratchet EXP, para ayudar a soportar la carga.

La mayoría de los bujes libres utilizan rodamientos de cartucho reemplazables, pero algunos, como Shimano y Campagnolo, utilizan rodamientos de bolas sueltos sellados dentro del cuerpo del buje libre.

Los bujes libres Shimano se pueden reparar hasta cierto punto, pero cuando se desgastan, oficialmente necesitarás un buje libre completamente nuevo, ya que no están diseñados para ser desmontados, incluso si es técnicamente posible. Los bujes libres de Campagnolo y otras marcas son más fáciles de mantener.

Muchas ruedas utilizan cojinetes de acero, pero las ruedas más caras a veces utilizan cojinetes de cerámica por sus supuestos beneficios de rendimiento.

A menudo verás que se mencionan las ruedas libres. Una rueda libre tiene su mecanismo de trinquete integrado en el conjunto de ruedas dentadas, en lugar de ser parte del cubo de la rueda.

La rueda libre se atornilla a las roscas que forman una parte rígida del buje mediante una herramienta especial que engrana con las ranuras del cuerpo de la rueda libre.

Las ruedas libres son anteriores a los bujes libres. Todavía se encuentran en bicicletas más antiguas y en la mayoría de las bicicletas modernas de una sola velocidad. Sin embargo, han sido reemplazados por el buje libre en las bicicletas de varias velocidades, porque es más liviano y compacto, por lo que puede manejar piñones más pequeños y rangos de marchas más amplios.

Los bujes libres mueven los rodamientos más hacia afuera, lo que reduce la posibilidad de que se doble un eje.

También tiras el trinquete cada vez que cambias una rueda libre, pero lo conservas cuando cambias el casete en un sistema de rueda libre.

Ahora que hemos echado un vistazo al interior del buje libre, pasemos al exterior del buje libre, la parte en la que se monta el casete.

Hay muchos estándares diferentes utilizados por los diferentes fabricantes de transmisiones (principalmente Shimano, SRAM y Campagnolo), así como diferentes para los bujes libres de bicicletas de montaña y de carretera.

Algunos son intercompatibles, pero muchos no lo son, incluso si están diseñados para la misma cantidad de piñones, por lo que comprender qué tipo de buje libre tiene o necesita es clave al cambiar un casete, cambiar el buje libre o comprar un nuevo juego de ruedas.

El diseño de rueda libre más común es Shimano Hyperglide. Tiene 9 estrías elevadas en el exterior del cuerpo del buje libre que coinciden con las ranuras de las ruedas dentadas del casete.

Dos de estas estrías utilizan un ancho y espaciado diferentes a los demás, lo que significa que no puedes montar las ruedas dentadas al revés o en una posición incorrecta.

Los modernos cuerpos de buje libre Hyperglide se adaptarán a un casete compatible con Shimano/SRAM de 11 velocidades para ruedas de bicicleta de carretera.

También puede utilizar casetes estándar Shimano con 8, 9 o 10 velocidades, pero necesitará colocar un espaciador de 1,85 mm en el lado interior del casete para que encaje, además de un espaciador adicional de 1 mm para casetes de 10 velocidades.

También necesitarás utilizar un espaciador si quieres utilizar un casete de MTB en un buje libre de carretera de 11 velocidades, ya que los bujes libres de MTB Shimano/SRAM son un poco más estrechos.

Antes de que aparecieran las 11 velocidades, los bujes libres Hyperglide eran más cortos y generalmente aceptaban casetes de 8, 9 o 10 velocidades (aunque los casetes de 10 velocidades requieren un espaciador). Sin embargo, ciertas ruedas y bujes Shimano venían con bujes libres de solo 10 velocidades, que no eran compatibles con versiones anteriores.

Con el cambio de Shimano a 12 velocidades en sus nuevos grupos Dura-Ace Di2 R9200, la compañía de componentes ha actualizado su diseño de buje libre Hyperglide.

Shimano ha reducido el ancho de las estrías pero ha aumentado el número de ellas para aumentar la superficie y, por tanto, reducir las posibilidades de que las ruedas dentadas "muerdan" el cuerpo del buje libre.

Los casetes Ultegra R8100 utilizan el mismo buje libre HG de 11 velocidades que las generaciones anteriores.

Diseñado para usarse con los casetes de MTB de 12 velocidades de la marca japonesa, el buje Shimano Micro Spline tiene 23 estrías que son muy similares a las del nuevo buje libre de carretera de 12 velocidades.

Sin embargo, el diseño Micro Spline significa que los casetes pueden tener una pequeña rueda dentada de 10 dientes, en lugar de la rueda dentada más pequeña de 11 dientes que Hyperglide puede acomodar.

Aunque pueden parecer similares, los nuevos bujes libres Dura-Ace de 12 velocidades y Micro Spline de Shimano son diferentes y los casetes no son intercambiables en ninguno de los sistemas.

El sistema SRAM XD fue diseñado originalmente para acomodar casetes de bicicleta de montaña con una rueda dentada más pequeña de 10 dientes. Tiene un cuerpo más corto que un buje libre Shimano/SRAM normal de 11 velocidades.

El casete se conecta al buje libre con una combinación de estrías cortas y un área roscada en el cuerpo del buje libre.

Al instalar un casete nuevo, debe asegurarse de que las estrías del casete engranen con la rueda libre y luego apriete el casete en las roscas con una herramienta de casete estándar. El diseño significa que no hay un anillo de bloqueo separado.

A menudo escucharás que un freehub XD se llama controlador XD; significa lo mismo.

El estándar XDR (XD Road) de SRAM es esencialmente el mismo que el XD y funciona de la misma manera, pero es 1,85 mm más ancho para acomodar los casetes de carretera de 12 velocidades en sus grupos electrónicos inalámbricos eTap AXS.

Su ancho adicional significa que puedes colocar un casete SRAM XD MTB en un buje libre XDR si colocas un espaciador de 1,85 mm en el interior del casete. Pero eso significa que no se puede colocar un casete XDR en un juego de ruedas de bicicleta de montaña con un cuerpo de rueda libre XD.

Un buje libre Campagnolo estándar es compatible sólo con casetes Campagnolo, ya que tiene estrías más profundas que un cuerpo de buje libre Shimano/SRAM.

Al igual que Shimano/SRAM, hay un espaciado diferencial entre ejes para garantizar que solo puedas montar los piñones del casete individuales en una posición y una orientación. También hay un anillo de bloqueo diferente, incompatible con el de Shimano, que se utiliza para asegurar el casete en el buje libre.

Campagnolo utiliza un diseño de buje libre único para casetes de 9, 10, 11 y 12 velocidades, mientras que el buje libre N3W más nuevo también acepta casetes de 13 velocidades.

El último estándar de cuerpo de rueda libre N3W de Campagnolo ha sido diseñado para ser compatible con el grupo de bicicletas de gravel Campagnolo Ekar. Es 4,4 mm más corto que el cuerpo de un buje libre FW, por lo que es un poco más ligero, pero tiene el mismo patrón de estrías.

El cuerpo más corto permite a Campagnolo ofrecer casetes Ekar de 13 velocidades con piñones de hasta nueve dientes, lo que le brinda una gama realmente amplia con sus opciones de casetes de 9-36, 9-42 o 10-44 dientes.

La buena noticia es que el buje libre N3W es compatible con los casetes de carretera estándar de Campagnolo, a través de un adaptador que se inserta en el extremo del cuerpo del buje libre N3W. Campagnolo afirma que en el futuro sus juegos de ruedas vendrán con un cuerpo de rueda libre N3W de serie.

Verá en lo anterior que existen algunas oportunidades para usar algunos bujes libres con casetes para los cuales no fueron diseñados, generalmente usando espaciadores para agregar el ancho adicional necesario para colocar un casete más estrecho en un buje libre más ancho.

Sin embargo, las oportunidades de ampliar un buje libre para que quepa en un casete más ancho son más limitadas, y sólo el sistema Campagnolo N3W proporciona un adaptador para permitirlo.

Sin embargo, muchos fabricantes de juegos de ruedas venden ruedas con la opción de elegir diferentes estándares de rueda libre, por lo que si sabes qué tipo de cassette planeas usar, puedes comprar un juego de ruedas compatible.

Aunque algunos juegos de ruedas solo tienen una opción de rueda libre disponible, cada vez es más común poder comprar una rueda libre separada que combine con sus ruedas y le permita cambiar de estándar.

Tenemos un artículo dedicado y detallado sobre cómo reparar un freehub. Aunque es una de las tareas de mantenimiento de bicicletas más complicadas, no está más allá de las capacidades de un mecánico doméstico.

Algunos bujes libres están diseñados para retirarse de la rueda sin herramientas, mientras que otros requieren herramientas especializadas. Los bujes libres de DT Swiss necesitan un juego completo de herramientas diferentes para desmontarlos, mientras que otros se pueden conseguir con sólo un juego estándar de llaves Allen.

Al realizar el mantenimiento de su rueda libre, generalmente hay muchas piezas pequeñas que debe controlar, especialmente en sistemas basados ​​en trinquetes, por lo que trabajar de manera sistemática y cuidadosa es clave.

También debes utilizar la lubricación adecuada cuando vuelvas a montar tu rueda libre. Es probable que la grasa espesa atasque las partes internas y provoque que falle el buje libre; la mayoría de los fabricantes de mazas especifican sus propios lubricantes livianos.

Paul ha estado escribiendo sobre tecnología de bicicletas y analizando todo lo relacionado con el ciclismo durante casi una década. Estuvo cinco años en Cycling Weekly y también ha escrito para títulos como CyclingNews, Cyclist y BikePerfect, además de ser colaborador habitual de BikeRadar. En cuanto a la tecnología, ha cubierto todo, desde el ancho de la llanta hasta los últimos ciclocomputadores. Revisó algunas de las primeras bicicletas eléctricas para Cycling Weekly y cubrió su desarrollo hasta convertirlas en las máquinas sofisticadas que son hoy en día, convirtiéndose en un experto en todo lo eléctrico. A Paul le gustaba la grava incluso antes de que se inventara, andando en bicicleta de ciclocross por South Downs y por senderos embarrados a través de Chilterns. También incursionó en el ciclismo de montaña de fondo. Está muy orgulloso de haber recorrido la longitud de South Downs Way en una travesía y de haber cumplido su ambición de mucho tiempo de escalar el Monte Grappa en una bicicleta de carretera.

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