El mecanismo de piñón y cremallera ha sido indispensable desde su invención por Carl Benz hace más de cien años. El siguiente artículo explica por qué este invento fue tan importante para el desarrollo del automóvil y ofrece más información interesante sobre la dirección de cremallera piñón.
El simple principio con el que un sistema de dirección de piñón y cremallera convierte un movimiento rotatorio en un movimiento lineal, combinado con otra invención de Carl Benz, la mangueta de dirección, hizo posible equipar los vehículos de motor con un volante redondo. La sencillez de la construcción y la fiabilidad son las razones por las que los sistemas de dirección de piñón y cremallera son el tipo más común de sistema de dirección instalado en los vehículos de motor hoy en día.
Estructura y funcionamiento de un sistema de dirección de piñón y cremallera
Una de las ventajas de la dirección de piñón y cremallera es su diseño básicamente sencillo, que no ha cambiado significativamente desde que Carl Benz la inventó. La sencillez de su diseño se traduce en un funcionamiento muy fiable de este sistema de dirección. El sistema de dirección consta de pocas piezas. El volante está conectado a una rueda dentada a través de la columna de dirección. La rueda dentada se sitúa en el extremo inferior de la columna de dirección, en una carcasa, y engrana con la cremallera. Ambas partes juntas, tanto la rueda dentada como la cremallera, forman el mecanismo de dirección. La cremallera se mueve en un tubo. Los extremos de la cremallera están conectados a los tirantes mediante rótulas. Para evitar que entre suciedad o humedad en el tubo con la cremallera, los extremos del tubo están sellados con fuelles de goma que pueden moverse junto con los tirantes. Cuando el conductor gira el volante, la rueda dentada empuja la cremallera en la dirección correspondiente y mueve los muñones de dirección y, por tanto, las ruedas delanteras a través de los tirantes.
Para garantizar un funcionamiento con el menor juego posible, un elemento de presión accionado por resorte presiona la cremallera contra la rueda dentada. Cambiando la parte dentada de la cremallera hacia el exterior, es posible conseguir una transmisión variable del movimiento de rotación. Esto hace posible que la dirección funcione de forma bastante directa alrededor de la posición central y que se requiera menos esfuerzo al girar el coche por completo. En la actualidad, los sistemas de dirección de piñón y cremallera que funcionan de forma puramente mecánica solo se encuentran en modelos de vehículos antiguos. Los sistemas modernos de dirección de cremallera están equipados con asistencia eléctrica o hidráulica (dirección asistida).
Mantenimiento y reparación
La dirección de piñón y cremallera generalmente dura toda la vida útil del automóvil. Sin embargo, es importante comprobar regularmente el estado de los fuelles. Las grietas en los fuelles pueden permitir que la suciedad y la humedad penetren en la carcasa de la cremallera de dirección y en el mecanismo de dirección. Puede producirse corrosión y desgaste excesivo de los cojinetes y piezas de la caja de cambios. En muy raras ocasiones, puede ocurrir que la cremallera de dirección esté tan desgastada que sea necesario sustituir las piezas. En tal caso, es muy recomendable sustituir siempre el engranaje y la cremallera juntos y cambiar también los rodamientos.
