La chiave dinamometrica: cos’è, come è fatta e a cosa serve

Avvitare e svitare viti, perni e dadi sul telaio in carbonio della vostra bicicletta è un’operazione delicatissima che chiede una precisione chirurgica e per svolgerla non bastano gli attrezzi che spesso ci portiamo in tasca per le emergenze.

È qui che entra in gioco la chiave dinamometrica: uno strumento che permette di avvitare viti, dadi e bulloni in modo controllato, cioè misurando la forza di serraggio (detta coppia).

Ogni elemento da avvitare sulla vostra bicicletta sarà serrato al giusto valore di coppia, ovvero saranno stretti con la giusta forza dalla chiave. L’unità di misura nel Sistema Internazionale che misura questa forza detta “momento meccanico” è il Newton/metro o Nm.

La chiave dinamometrica, attrezzo amico indispensabile per ciclisti e ciclomeccanici.

La chiave dinamometrica, attrezzo amico indispensabile per ciclisti e ciclomeccanici.

Perché occorre serrare le viti alla giusto valore di coppia?

Serrare un giunto alla coppia indicata è un’operazione importante, necessaria per evitare problemi seri all’intera struttura, sia che si parli dei componenti di una bicicletta sia di quelli di un aereo o di un impianto industriale.

Inoltre, serrare una vite alla coppia nominale non è in sé una garanzia di una avvitatura corretta e stabile nel tempo, come vedremo dalle problematiche elencate sotto.

Lo scopo principale di viti, dadi e bulloni è quello di tenere uniti due componenti con la giusta forza per evitare che si separino durante l’uso. Il termine “precarico” si riferisce all’applicazione di un carico su un bullone subito dopo il serraggio: è dunque la forza che tiene insieme due parti all’interno del giunto.

L’entità del precarico è fondamentale poiché, se il carico sui bulloni è troppo elevato, troppo ridotto o non uniforme, il giunto può rompersi.

Perché avviene questo? Perché tale forza fa allungare in modo elastico la vite, o il bullone, ma se il carico è eccessivo la deforma snervandola fino a portarla al punto di rottura.

Un serraggio che si presenta come ottimale può nascondere diversi problemi che possono condurre all’allentamento o alla rottura del giunto quali:

– Disallineamento tra vite e giunto
– Eccessivo attrito che su un telaio in carbonio può anche produrne la rottura
– Foro ostruito
– Eccessivo rilassamento del giunto
– Giunto serrato alla coppia sbagliata
– Vite errata
– Errore dell’operatore
– Problema con l’avvitatore o chiave dinamometrica usata per il serraggio

Ogni giunto sulle nostre biciclette ha evidenziata la forza di serraggio corretta, espressa in Nm cioè Newton/metri.

Come fare per essere certi della qualità dei serraggi?

Per assicurarsi della bontà della propria avvitatura occorre innanzitutto conoscere le specifiche di ciò che andiamo a serrare: verificare il valore di coppia di serraggio e la posizione in cui deve essere inserita la vite affinché essa lavori correttamente.

Quindi la prima cosa da fare è acquisire le informazioni corrette, poi si sceglie lo strumento adatto, ovvero una chiave dinamometrica che raggiunga il valore di serraggio richiesto.

Le aziende, per garantire i loro prodotti, implementano dei sistemi di controllo di qualità dei serraggi e in alcuni casi è chiesta la certificazione di tali sistemi.

Riassumendo per punti per verificare la qualità di un serraggio occorre:

• Conoscere la caratteristica coppia/angolo del giunto
• Studiare la meccanica del giunto stesso
• Utilizzare un avvitatore adeguato o una chiave dinamometrica
• Implementare un sistema di controllo qualità verificando che i serraggi siano corretti alla fine dell’assemblaggio

In più, i serraggi critici devono essere “certificati”. La coppia sul giunto deve essere prodotta da uno strumento calibrato e i parametri di serraggio devono essere tracciati, associati al pezzo di produzione e conservati in un database.

La chiave dinamometrica: un po’ di storia

La chiave dinamometrica fu inventata nel 1918 da Conrad Bahr, impegnato a lavorare sulla rete idrica di New York. Egli doveva evitare un eccessivo serraggio dei bulloni dei tubi che permettevano il passaggio del vapore sotterraneo nelle condutture.

Da lì l’impiego della chiave dinamometrica si è consolidato ed esteso alle diverse necessità della meccanica, come il serraggio delle viti della testata dei motori. Sono state create chiavi dinamometriche capaci di elevati serraggi e a controllo elettronico, ma per quanto riguarda le biciclette le chiavi che ci interessano sono quelle più semplici a scatto e in particolare che hanno un serraggio massimo di 20 Nm (Newton/metro).

Una delle bussole intercambiabili da montare in testa a una chiave dinamometrica.

Come è fatta la dinamometrica a scatto

La dinamometrica a scatto è la chiave più precisa e più diffusa, si presenta come un cricchetto composto da un’asta o barra con impugnatura ergonomica e antiscivolo e la testa, che è il cricchetto. Quest’ultima ospita le bussole che sono intercambiabili a seconda della misura della vite da stringere.

Sull’impugnatura è presente una scala graduata che può essere agevolmente impostata su un valore di coppia o più semplicemente valore di serraggio espresso in Nm. Tale valore si imposta ruotando la parte posteriore dell’impugnatura o un’asta di manovra estraibile e si legge sul quadrante presente sull’impugnatura della chiave.

Il cuore della chiave è il meccanismo interno alla barra che permette, una volta impostato il valore di coppia espresso Nm, di affrancare la vite esattamente a quel valore di serraggio.

La chiave, ruotando sulla vite, produrrà un sonoro scatto una volta raggiunto il valore stabilito. Tale meccanismo può essere a molla o a barra di torsione.

Il meccanismo più comune e diffuso è quello a molla, ad esempio le chiavi Beta utilizzano questo sistema. La molla entra in tensione quando si va a impostare il valore di serraggio desiderato. A ogni utilizzo, la molla necessita di essere scaricata onde evitarne lo snervamento.

L’altro meccanismo invece, il sistema a barra di torsione, lavora con un dente di scatto e un cursore che viene posizionato lungo un binario a seconda del valore di coppia che si desidera sviluppare. Tale sistema, creato dalla tedesca Stahlwille, permette di sviluppare la tensione solo nel momento in cui la chiave inizia a lavorare sulla vite e non in fase di settaggio, garantendo una maggiore precisione della chiave nel tempo.

In ogni caso le chiavi, qualunque sia il sistema montato, hanno bisogno di essere registrate periodicamente (ogni due anni circa) affinché lavorino in modo preciso.

Come è intuibile, più è di qualità la chiave più il serraggio risulterà preciso.

La scala graduata in evidenza sull’impugnatura di una chiave dinamometrica a scatto.

Chiavi dinamometriche elettroniche

Le chiavi dinamometriche elettroniche sono state introdotte nel mercato nel 2007 della milanese SCS Concep, specializzata nella progettazione di soluzioni per il serraggio e il controllo qualità sulle linee di produzione.

Vengono prodotte anche dalle altre aziende del settore come la sopraccitata Beta. In questo caso abbiamo a che fare con chiavi complesse per serraggi elevati e che necessitano una garanzia di precisione. L’utilizzo di tali strumenti è rivolto al campo dell’aereonautica, automobilistico e della grande industria.

Alcune fra le tante chiavi dinamometriche elettroniche acquistabili online.

Tiriamo le somme

Riassumendo, per la manutenzione della nostra bici in cabronio occorre una chiave dinamometrica a scatto con un calibro che va da un minimo di 2-4 Nm a un massimo di 20 Nm. La potrete trovare sia in negozi di ferramenta specializzati che acquistare online.

La chiave deve avere il nottolino di dimensione adeguata per essere usato con un set di bussole (di solito da ⅜” di pollice a massimo ¼”) adatto per il serraggio di dadi, viti a brugola e Torx, in modo da coprire l’intera gamma di viti presenti sulle biciclette.

Le chiavi sono disponibili sia nelle versione di serraggio destrorso sia di serraggio sinistrorso, ciò permette di lavorare più comodamente, anche in posizioni e condizioni difficili.

Una questione di prezzo

Il nostro consiglio è: non lesinate sul prezzo. Le chiavi dinamometriche troppo economiche rischiano di essere poco precise, meglio affidarsi a una buona chiave di marca e avere una garanzia sulla precisione dello strumento, oltre che indicazioni per il servizio di controllo della taratura.

Tenete presente che il prezzo di una chiave dinamometrica di qualità senza le bussole è sui 100 euro. Questa cifra è utile per orientarsi nella scelta, diffidate dei kit economici che invadono la rete o i discount.

Certo, non tutti vogliono o possono permettersi una cifra simile per una chiave, quindi la cosa migliore è di rivolgervi al vostro meccanico e fargli controllare periodicamente i vari serraggi.

Se invece proprio non volete fare a meno di questo strumento nella vostra personale officina, scegliete chiavi di qualità come Beta, Stahlwille o Usag oppure su quelle prodotte da case che lavorano per la componentistica bici. Per esempio Shimano commercializza una chiave dinamometrica sotto il marchio Pro: con 115 euro potrete avere a disposizione una chiave da 3 a 15 Nm con un mini set di bussole ad hoc per la bici.

In ogni caso basta fare una ricerca online per trovarne in vendita con le caratteristiche e i prezzi più vari su tantissimi eShop, Amazon compreso.

Quella a scatto è la versione più diffusa tra le chiavi dinamometriche.

Come usare correttamente la chiave dinamometrica

Ogni componente della vostra bici porta stampato il valore di serraggio in Nm. Quindi in realtà la questione è molto semplice: basta andare vicino alla vostra vite o bullone, leggere il valore scrittole accanto e impostare la vostra chiave sul settaggio indicato.

Montate la bussola della giusta misura e inserite la chiave nella vite e fatela ruotare fino a quando sentirete lo scatto che indica che la vite è serrata correttamente.

Nell’infografica che abbiamo prodotto attraverso le indicazioni di un meccanico esperto che lavora quotidianamente con le bici top di gamma, abbiamo estratto i valori più comuni di serraggio delle viti sui telai in carbonio. Ovviamente si tratta di valori indicativi, utili per avere un’idea dei serraggi e qualora i valori non siano riportati sulle componenti.

Le principali viti che serve controllare con la dinamometrica sono quelle del collarino sella, dell’attacco sella, l’attacco manubrio e infine quelle delle pedivelle.

Generalmente una delle operazioni più effettuate sulla bici è quella di alzare e abbassare la sella, specie nella ricerca del corretto posizionamento tra altezza e arretramento sella. Essendo uno dei punti su cui si interviene con più frequenza, se si agisce con superficialità, perché sembra un’operazione banale, si rischia di rompere il collarino o spanare la testa della brugola.

Come utilizzare la chiave dinamometrica in 6 punti

Un poco d’ansia per la vostra “prima volta” con la dinomometrica? Non c’è alcun problema, con la nostra guida passo per passo andrà tutto bene. Se siete al primo utilizzo della chiave caricatela e fatela scattare un po’ di volte in modo da oliare il meccanismo interno.

1 – Controllare sulla bici o sul componente il valore di serraggio. È scritto accanto alla vite o bullone da affrancare. Non andate a caso: rischiate di fare danni se non addirittura di rompere il telaio.

2 – Impostate la chiave dinamometrica sul valore che avete letto. La tacca della scala graduata dovrà essere posizionata su quel valore. Solitamente questo si ottiene facendo ruotare la parte posteriore dell’impugnatura.

3 – Scegliete la bussola con la forma e la misura adatta alla vite da affrancare. Montatela tenendo presente che ogni chiave possiede un suo metodo di bloccaggio per l’inserimento delle bussole, verificate di applicarlo correttamente.

4 – Inserite la bussola nella vite e iniziate ad affrancare. Quando il serraggio raggiunge il valore di coppia che avete impostato la chiave scatta, producendo un sonoro click e un viaggio a vuoto. Ciò indica che la vite è serrata al valore richiesto.

5 – Dopo l’uso assicuratevi di azzerare la scala graduata a Nm 0 se la vostra chiave monta un sistema a molla, in modo che la molla non resti in tensione. Questo garantirà una maggiore durata nel tempo della precisione dello strumento. Se invece avete una chiave con un sistema a barra di torsione questa operazione non sarà necessaria.

6 – Verificate la taratura. Ogni anno o due, a seconda di quanto indicato sul manuale della vostra chiave, essa dovrà essere registrata per verificarne la taratura e dunque la precisione.