Cajas de Dirección Mecánicas – Tipos de Tornillo Sin Fin

Sistema de Dirección

MECANISMOS DE LA DIRECCIÓN (CAJA DE DIRECCIÓN)

      Sus funciones son:

  • Transformar el movimiento giratorio del volante en un movimiento basculante de la biela de mando de la dirección o bien en un movimiento oscilatorio de la cremallera.
  • Reducir la aplicación de la fuerza que aplica el conductor para girar las ruedas, mediante la desmultiplicación de 14:1 a 22:1 o en los vehículos equipados con servo dirección 14:1 a 18:1
  • Impedir la transmisión al volante de vibraciones y golpes producto del golpe de las ruedas con la carretera.

 

Existen diferentes tipos de mecanismos de dirección:

  1. Mecanismos de dirección de movimiento giratorio
  • Caja de dirección de tornillo y elementos deslizantes
  • Caja de dirección de bolas circulantes
  • Caja de dirección de tornillo sin fin
  • Caja de dirección de tornillos sin fin y rodillo
  • Caja de dirección de tornillo sin fin y cremallera
  • Caja de dirección de tornillo sin fin y dedo re rodadura

 

  1. Mecanismos de dirección de movimiento oscilante
  • Caja de dirección de cremallera con paso de dientes invariable

  

MECANISMOS DE DIRECCION DE MOVIMIENTO GIRATORIO

  • Caja de dirección de tornillo y elementos deslizantes

Consiste en un tornillo de dirección en el cual se desplaza axialmente la tuerca de dirección al girar el volante.

Mediante una serie de elementos deslizantes dispuestos en el perímetro de la tuerca de la dirección se transmite el movimiento de la tuerca de dirección y con ello a la biela de mando de la dirección, unida rígidamente a la horquilla. La biela de mando de la dirección ejecuta un movimiento de hasta aproximadamente 90 grados.

El desgaste es relativamente elevado en este tipo de dirección, siendo especialmente desventajoso el hecho de que no pueda ser reajustado el juego de la tuerca de dirección.

caja de direccion de tornillo y elementos deslizantes

  • Caja de dirección de bolas circulantes

Se han impuesto al mecanismo por rozamiento de rodillos debido al rozamiento relativamente elevado existentes en los mecanismos de dirección por tornillo.

El tornillo y la tuerca de dirección poseen una línea de bolas dispuestas en un canal helicoidal del mecanismo de dirección por bolas circulantes. Ya que la unión se realiza mediante bolas, las vueltas de la roscas no entran en la rosca, es decir, las vueltas de rosca del tornillo forman un canal de rodadura y deslizamiento para las bolas.

Al girar el tornillo de la dirección, las bolas se desplazan por los canales en dos circuitos cerrados. Mediante dos tubos de retorno de bolas se efectúa el retorno de las mismas. Mediante una corta cremallera, fresada en la tuerca de dirección, se desplaza la biela mando de la dirección por medio de un segmento dentado.

La ventaja del mecanismo de dirección por bolas circulantes consiste en que funciona prácticamente exento de desgaste. El juego longitudinal del tornillo de dirección y del eje de la biela de mano puede reajustarse.

caja de direccion de bolas circulantes

 

  • Caja de dirección de tornillo sin fin y cremallera

El mecanismo de dirección por tornillo sin fin y cremallera posee un tornillo cilíndrico, el cual hace girar un segmento dentado de dirección mediante su movimiento de ida y vuelta.

La biela de mando de la dirección va fijada rígidamente al segmento dentado de dirección y puede ejecutarse un movimiento basculante de hasta 70 grados.

Una característica de los mecanismos de dirección por tornillo sin fin son las grandes desmultiplicación, por ejemplo 22:1. La desmultiplicación se efectúa de forma lineal.

Una desventaja de este sistema es el elevado grado de desgaste debido al rozamiento de deslizamiento entre el segmento dentado de la dirección y el tornillo sin fin cilíndrico. Este sistema exige además un elevado par de fuerza a ejercer sobre el volante.

caja de direccion de tornillo sin fin y cremallera

 

  • Caja de dirección de tornillo sin fin y rodillo

Este mecanismo de dirección posee un tornillo sin fin y rodillo en vez del segmento dentado.

El tornillo sin fin no es cilíndrico, sino estrechado en su parte central (tornillo sin fin globoide). De esta forma, el rodillo de dirección accionado por el tornillo sin fin, puede efectuar un movimiento sobre su punto medio al girar el volante, girándose el eje del brazo de mando y rígidamente, en movimiento basculantes de hasta 90 grados.

Las ventajas de este sistema son el reducido desgaste, la suavidad de funcionamiento y el reducido espacio necesario. Puede reajustarse la holgura de la dirección y no presenta juego alguno en marcha en línea recta.

caja de direccion de tornillo sin fin y rodillo

 

  • Caja de dirección de tornillo sin fin y dedo de ranura

Este sistema posee un tornillo sin fin con un paso de rosca irregular.

Al girar el tornillo sin fin hace rodar el dedo cónico de rodadura sobre los flancos del tornillo sin fin. Con ello se desplaza el dedo de rodadura. Este movimiento se trasforma en un movimiento basculante de la biela de mando de la dirección a través de del eje de la biela de mando.

Las ventajas que presenta este sistema son el reducido desgaste y la suavidad de funcionamiento. Puede ajustarse el juego longitudinal del tornillo sin fin y del brazo de mando, así como la holgura existente entre el dedo de la rodadura y el paso de rosca del tornillo sin fin.

La desmultiplicación se hace en forma progresiva gracias al paso de rosca irregular del tornillo sin fin.

caja de direccion de tornillo sin fin y dedo de ranura

 

REFERENCIAS

http://www.aficionadosalamecanica.net/direccion.htm

https://es.slideshare.net/efrain1-9/sistema-de-direccion-14009412?next_slideshow=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_sin_fin

 

Vea nuestro próximo artículo sobre:

  1. Mecanismos de dirección de movimiento oscilante
  • Caja de dirección de cremallera con paso de dientes invariable

 

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