Guía del comprador de bujes de engranajes internos

¿Qué es un buje de engranaje interno, cómo funcionan y quién los fabrica?

Esta competición se ha cerrado

Por Pablo Norman

Publicado: 6 de junio de 2023 a las 2:00 p.m.

Un buje de engranaje interno proporciona múltiples marchas en una bicicleta en una unidad cerrada alojada dentro del buje trasero.

Casi todas las bicicletas con cambios cuentan ahora con un sistema de cambio. Pero durante mucho tiempo, los bujes de engranajes internos, también conocidos como "engranajes de buje", fueron el mecanismo de cambio preferido.

Todavía puedes comprar una variedad de bicicletas con bujes de engranajes internos, pero se ven más comúnmente en bicicletas diseñadas para andar en ciudad.

En este caso, la capacidad de cambiar cuando está parado y los bajos requisitos de mantenimiento ofrecen una ventaja atractiva sobre otros tipos de transmisión.

Los bujes de cambio también funcionan bien con bicicletas eléctricas, y algunos bujes de cambio ofrecen transmisiones completamente automáticas.

Aunque todavía están disponibles bujes de engranajes de dos y tres velocidades, los sistemas más nuevos ofrecen siete, ocho o 14 marchas; incluso hay una opción de variación continua.

La distribución de engranajes en los bujes de engranajes internos modernos puede ser tan grande o mayor que la mayoría de los sistemas de cambio.

En esta guía detallada para el comprador, describiremos todo lo que necesita saber sobre los bujes de engranajes internos, sus ventajas y desventajas, cómo se comparan con las transmisiones por desviador y las opciones disponibles.

Los bujes de engranajes internos proporcionan entre dos y 14 relaciones de transmisión a través de un conjunto de engranajes alojados dentro del buje trasero de una bicicleta.

El buje generalmente se gira mediante una transmisión de una sola velocidad, con una sola rueda dentada trasera que transfiere potencia al buje.

El funcionamiento exacto de un cubo de engranajes internos difiere de un modelo a otro pero, en términos generales, dentro del cubo hay conjuntos de engranajes planetarios, como los que se utilizan en muchas cajas de cambios automáticas de automóviles.

Las ruedas dentadas se engranan constantemente, con embragues de bloqueo y desbloqueo de cambios para cambiar qué marchas están activas, mientras que las que no están en uso están inactivas dentro del cubo.

En los sistemas más antiguos, el cambio se iniciaba mediante un cable desde el manillar que iba hasta el centro del buje.

Algunos bujes de cambio todavía utilizan este mecanismo, pero ahora también hay disponibles bujes de cambio internos electrónicos e inalámbricos.

En algunos casos, el buje del cambio también incorpora un freno de contrapedal, donde el freno se acciona dando marcha atrás, o un freno de tambor (la variante de Shimano se llama freno de rodillo). Otros bujes de engranajes tienen soportes estándar para un rotor de freno de disco, mientras que algunos usan frenos de llanta para frenar.

El principal beneficio de un cubo de engranajes internos es que sus engranajes son... internos.

Eso significa que están protegidos del clima, lo que resulta en bajos requisitos de mantenimiento.

El buje de engranajes Rohloff, por ejemplo, sólo necesita un cambio de aceite cada año para mantenerlo funcionando en óptimas condiciones, según la marca.

Shimano dice que sus bujes deben recibir servicio cada dos años después de un servicio inicial de 12 meses.

Aún necesitarás mantener la parte externa de la transmisión. Sin embargo, como suelen ser de una sola velocidad, generalmente son más fáciles de limpiar y mantener que una transmisión con desviador.

La línea de cadena recta de la parte externa de "velocidad única" de la transmisión significa que hay menos desgaste en la cadena y menos pérdidas por fricción.

Los fabricantes también pueden utilizar componentes de transmisión más anchos y resistentes, que generalmente son más duraderos.

Esa línea de cadena simple también significa que los cubos de engranajes internos se pueden combinar con una transmisión por correa. Estos pueden proporcionar un rendimiento casi libre de mantenimiento y también tienden a ser más limpios que una cadena.

Otro beneficio de un cubo de engranaje interno es que los engranajes planetarios siempre están engranados.

Esto significa que los cambios pueden ser muy suaves y se requieren menos ajustes rutinarios. También puedes cambiar de marcha sin pedalear, lo cual resulta útil, especialmente cuando estás detenido en un semáforo.

Los bujes de engranajes internos pueden transmitir cargas elevadas, por lo que son una buena opción para usar con un motor de bicicleta eléctrica.

Los cambios de marcha también suelen ser más rápidos que con un sistema de cambio, y si se utiliza un cambio de buje electrónico, incluso son posibles los cambios de marcha automáticos en las bicicletas eléctricas.

El principal inconveniente de un buje de engranaje interno es su peso.

Incluso los sistemas más simples empiezan con alrededor de 1 kg. Los sistemas más complejos con más de tres velocidades pueden superar los 2 kg.

La excepción es el sistema de engranajes de buje de dos velocidades clasificado, que pesa alrededor de 500 g (más información sobre este sistema a continuación). Classified afirma que pesa solo alrededor de 20 g más que un plato doble típico y un desviador delantero que está diseñado para reemplazar.

Los bujes de engranajes internos también pueden ser costosos. Un buje de engranajes Rohloff de 14 velocidades tiene un precio de más de £1000/$1500 y un sistema Classified cuesta alrededor de £2000/$2500.

Los bujes de cambio de Shimano son mucho más baratos y cuestan alrededor de £250/$250.

Aunque eso no es mucho dinero en efectivo en términos de componentes de ciclismo, para las bicicletas híbridas donde se usan normalmente, es una parte importante del costo adicional para una bicicleta nueva.

Los bujes de la talla de Sturmey-Archer se pueden conseguir por tan solo £70, pero generalmente son bastante pesados.

Mientras que, con un sistema de desviador, es comparativamente fácil reemplazar el cassette por uno que le proporcione un conjunto diferente de relaciones de transmisión, con un buje de engranajes no podrá limitarse al rango que proporciona el buje. Sin embargo, puedes hacer que el alcance total sea más fácil o más difícil cambiando la rueda libre y/o los platos.

Si algo sale mal, el mantenimiento es más complejo y probablemente más caro que un sistema de cambio.

Arreglar un pinchazo también suele ser mucho más difícil que con un desviador. La mayoría de los bujes se mantienen en su lugar con tuercas de 15 mm, lo que significa que tendrás que llevar una llave contigo cuando viajes.

Debido a que son resistentes a la intemperie, los engranajes de cubo suelen ser muy confiables.

Los engranajes orbitales en su interior están engranados continuamente y, por lo tanto, a diferencia de las ruedas dentadas del desviador, no están sujetos al desgaste ni a la carga de los dientes debido al cambio.

Una de las principales causas de problemas con los sistemas de cambio es que la patilla del cambio se desalinea, lo que provoca cambios incorrectos y un funcionamiento ruidoso.

Es poco probable que se produzca una desalineación de los engranajes en un buje: sólo las piezas externas, como los cables de cambio, pueden dañarse o corroerse y necesitar reemplazo. Esto puede afectar la calidad del turno.

Los desviadores también son propensos a sufrir daños. Sin piezas que cuelguen, los cubos de engranajes están mejor protegidos.

Los principales diferenciadores entre los bujes de cambio y los sistemas de cambio son el peso adicional y el precio del buje de cambio.

Sin embargo, los cubos de engranajes también pueden ser menos eficientes que los sistemas de cambio bien mantenidos porque hay más fricción en el mecanismo.

Rohloff afirma que su eficiencia es comparable a la de un sistema de cambio, entre el 95 y el 98,5 por ciento. Señala que la eficiencia de los engranajes de cambio depende en gran medida del desgaste de los componentes y del grado de encadenamiento cruzado.

Para algunos ciclistas, la facilidad para alterar las relaciones de transmisión disponibles y distribuir un sistema de cambio que proporciona un cambio de cassette puede ser un atractivo. Sin embargo, no es probable que sea un factor significativo para la mayoría de las bicicletas en las que se utilizan bujes de cambio.

Los sistemas de cambio de alta gama ofrecen más relaciones de transmisión que un buje de cambios, aunque cabe señalar que con un juego de platos doble suele haber cierta superposición de relaciones.

Tenga en cuenta que más relaciones de transmisión no equivalen necesariamente a un rango mayor. En teoría, es posible que tenga más opciones en un rango determinado, pero no necesariamente más rango.

Un cubo de engranajes, por otro lado, generalmente está diseñado para proporcionar una progresión más uniforme de engranajes, incluso si el número total es menor.

Los bujes de engranajes con las especificaciones más altas también ofrecen tanto o más rango entre relaciones más bajas y más altas como un sistema de cambio, aunque el rango de los sistemas de menor precio puede ser menor.

Otra opción de cambio interno para bicicletas es una caja de cambios. Esto utiliza una tecnología similar a la de un cubo de engranajes, pero coloca los engranajes en el extremo del juego de bielas de la transmisión.

Tiene ventajas similares de confiabilidad y capacidad de cambiar mientras está parado, pero los mismos inconvenientes de peso y precio en relación con un sistema de cambio. Sin embargo, la ubicación central ayuda con la distribución del peso.

Pinion es el fabricante de cajas de cambios más conocido.

Sus cajas de cambios están fabricadas en Alemania y proporcionan hasta 18 velocidades. Sin embargo, requieren un cuadro de bicicleta diseñado específicamente para la caja de cambios y, al igual que el buje de cambio Rohloff, son caros.

Los bujes de engranajes internos son una opción que se ofrece en algunas bicicletas nuevas en lugar de un desviador.

Normalmente se trata de híbridos urbanos, en los que la resistencia a la intemperie, la alta fiabilidad y el bajo mantenimiento son ventajas.

Otras bicicletas en las que puede encontrar un buje de cambio interno incluyen bicicletas de carga, por razones similares, y bicicletas híbridas eléctricas. En ambos casos, el alto rendimiento de par y la facilidad de cambio son ventajas.

Puede encontrar ejemplos especializados de prácticamente todos los tipos de bicicletas disponibles con un buje de cambio interno. Aparecen en algunas bicicletas de turismo, de gravel y de montaña, por ejemplo.

Sí, puedes convertir la mayoría de las bicicletas para que utilicen un buje de engranaje interno, porque hay bujes de engranaje disponibles que se adaptan a los espacios estándar entre bujes.

Tenga en cuenta que, además del propio buje, necesitará que se incorpore a una rueda. Podrías reutilizar las llantas existentes, pero necesitarás radios nuevos, porque un buje de engranaje suele ser más ancho que un desviador o un buje de una sola velocidad.

La construcción de ruedas es un arte y, a menos que tenga experiencia, es mejor dejarla en manos de un experto, lo que significa más gastos. Puede encontrar ruedas prefabricadas que incorporan un cubo de engranajes, pero no suelen estar disponibles.

Las bicicletas diseñadas alrededor de un cubo de engranaje interno incluirán alguna forma de tensar la cadena, generalmente punteras horizontales que le permiten deslizar la rueda hacia adelante y hacia atrás, tensando la cadena.

Si su bicicleta fue diseñada para un sistema de cambio, es casi seguro que necesitará un tensor de cadena.

La mayoría de las bicicletas con desviador utilizan punteras verticales, que no ofrecen movimiento hacia adelante o hacia atrás. El desviador, en cambio, tensa la cadena.

Un tensor de cadena suele ser una polea con resorte que tensa el tramo inferior de la cadena. Por lo general, son económicos y funcionan bien.

También tendrás que deshacerte del desviador delantero si tienes varios platos.

Además, las palancas de cambio para desviadores tienden a utilizar diferentes relaciones de tracción de cable en comparación con los bujes de engranajes internos, por lo que también necesitarás palancas de cambio nuevas.

Si desea un cubo de engranaje con freno de rodillo o de montaña incorporado, deberá anclar el brazo de acción a su marco.

En algunos casos, el cuadro debe diseñarse específicamente para funcionar con esto; es posible que un cuadro estándar no esté construido con la fuerza suficiente para soportar la carga adicional del brazo del freno.

Las principales marcas que venden cambios de buje tradicionales de varias velocidades son la alemana Rohloff, con su costoso buje de 14 velocidades; Shimano con una gama de opciones que tienen entre tres y ocho velocidades, y el siempre confiable Sturmey-Archer, que produce bujes con entre tres y ocho marchas.

La mayoría de los cambios de buje están dirigidos a ciclistas de ocio y viajeros, pero un sistema más nuevo es el buje Clasificado. Es liviano, electrónico inalámbrico y ofrece solo dos marchas, pero es una opción de rendimiento diseñada para funcionar como reemplazo de un juego de platos dobles y un desviador delantero.

La marca alemana Rohloff fabrica un solo producto: su casi legendario Speedhub.

El Speedhub incluye 14 marchas con un rango de marchas del 526 por ciento.

Existe una amplia gama de variantes que se pueden utilizar con frenos de disco o de llanta.

Hay opciones de cambios electrónicos y mecánicos disponibles, así como versiones compatibles con fat bikes. Los ciclistas de montaña también cuentan con ejes espaciados Boost.

Rohloff se jacta del bajo mantenimiento de su buje: un cambio de aceite anual es el único requisito de servicio, según la marca.

Dice que también funciona bien con bicicletas eléctricas y ofrece cambios en 180 milisegundos.

Sin embargo, es muy caro y cuesta más de £1.000/$1.500. También es pesado, pesa cerca de 2 kg según la variante.

Shimano ofrece tres sistemas de engranajes de buje.

Su producto estrella es la gama Alfine, que está disponible en variantes de 8 y 11 velocidades.

El buje Alfine de 11 velocidades tiene un rango de marchas del 409 por ciento y se puede utilizar en bicicletas eléctricas y no eléctricas.

Pesa poco menos de 1,7 kg y acepta un rotor de freno de disco.

La variante de 8 velocidades tiene un peso similar y una gama de marchas del 307 por ciento.

Además de las versiones de cambio mecánico, los bujes Alfine están disponibles en encarnaciones de cambio electrónico Di2.

El buje de cambio Shimano Nexus está disponible con tres, siete u ocho velocidades.

El rango de marchas máximo es del 307 por ciento para el buje de ocho velocidades, para el cual hay opciones de cambio mecánico y Di2.

Los pesos rondan los 1,6 kg, pero la carcasa de acero del buje de siete velocidades significa que el buje de engranajes pesa alrededor de 2 kg. La variante de tres velocidades sólo tiene cambios mecánicos y pesa menos de 1 kg.

Shimano también tiene un sistema de engranajes de buje como parte de sus transmisiones de bicicletas eléctricas STEPS.

Este es de cinco velocidades y está disponible en versiones de cambio electrónico y mecánico. También están disponibles versiones con freno de rodillo o de montaña.

Las versiones de cambio electrónico se pueden configurar para que funcionen con la electrónica del motor para proporcionar cambios automáticos.

Si has husmeado en el cobertizo de tus abuelos, al menos en el Reino Unido, es posible que hayas encontrado una bicicleta de acero oxidada con un engranaje de buje trasero Sturmey-Archer.

La marca existe desde hace más de 100 años y su producto principal es su cambio de buje de tres velocidades, accionado por una palanca de cambios con aspecto de maleza atornillada al manillar.

Casi cualquier bicicleta con más de una marcha fabricada en el Reino Unido solía tener un buje Sturmey-Archer, hasta la invasión francesa con sus novedosos desviadores en la década de 1950 (una palabra francesa y un invento que en realidad es anterior a el engranaje del cubo).

Los tiempos pasan y Sturmey-Archer ahora fabrica engranajes de buje con hasta ocho velocidades y opciones anodizadas en colores. También sigue ofreciendo bujes combinados de freno de tambor y engranaje.

Los bujes Sturmey-Archer utilizan el mismo sistema de engranajes planetarios que Rohloff y Shimano. Los pesos de los bujes Sturmey-Archer comienzan alrededor de 1 kg.

Un recién llegado al mercado de bujes de cambio internos es la marca belga Classified.

Mientras que los otros bujes de engranajes internos anteriores están destinados a reemplazar el desviador trasero y el cassette, el sistema Classified reemplaza el desviador delantero y los platos dobles.

Está diseñado para funcionar con un desviador trasero y el casete de 11 o 12 velocidades propio de Classified.

Un buje clasificado te ofrece solo dos relaciones de transmisión, equivalentes a las dos que ofrece un juego de platos dobles, y los ciclistas pueden elegir las relaciones equivalentes a las proporcionadas por un juego de platos dobles estándar, semicompacto, compacto o subcompacto, dependiendo del Tamaño del plato único elegido.

Se afirma que el sistema Classified es más rápido que un desviador delantero, además las marchas se acoplan constantemente, por lo que puedes cambiar bajo carga y no hay riesgo de que la cadena se deslice o se produzca un cambio incorrecto al cambiar las relaciones.

Se activa mediante una conexión inalámbrica entre una palanca de cambios electrónica y el buje. También puede ejecutar una palanca de cambios satelital, lo que permite que el concentrador Classified funcione con grupos mecánicos.

Classified afirma tener un peso similar al de un sistema de cambio estándar 2×11 o 2×12, lo que elimina una de las desventajas de otros sistemas de engranajes de buje.

Ahora también está disponible para bicicletas de montaña.

Los bujes de engranajes Enviolo funcionan de manera un poco diferente a otros sistemas, proporcionando engranajes continuamente variables.

En lugar de engranajes, las bolas dentro del cubo transmiten potencia. El eje de rotación de las bolas se cambia manualmente mediante un cambio giratorio o automáticamente. Esto permite una variación continua de la relación de transmisión.

Con el sistema automático, usted especifica la cadencia deseada y el buje ajusta automáticamente el cambio para mantenerla en el nivel definido. Cuando te detengas, automáticamente reducirá la marcha para facilitar el arranque.

Se puede conectar al controlador de un sistema de bicicleta eléctrica para proporcionar un único punto de control. Las marchas Enviolo ofrecen una gama de marchas de entre el 256 y el 380 por ciento.

Hay opciones de frenos de disco, de llanta y de rodillo, y modelos diseñados para bicicletas de carga eléctricas que pueden soportar cargas de hasta 100 Nm. El peso de un buje Enviolo comienza en alrededor de 2 kg y sube hasta 2,4 kg o más para las opciones de servicio pesado.

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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