El mecanismo de dirección Marles era un mecanismo de dirección con forma de reloj de arena y rodillos para vehículos propulsados mecánicamente, inventado por el inventor y empresario británico Henry Marles (1871-1955), que también dio su nombre a su empresa conjunta Ransome & Marles , un importante fabricante británico de cojinetes de bolas. Además de su facilidad de uso, el gran atractivo de la dirección Marles para los conductores era su falta de holgura.
Inventado en 1913, se volvió común desde la década de 1920 hasta mediados de la década de 1950. En los EE. UU., cuando la dirección asistida se hizo popular en la década de 1950, fue reemplazada principalmente por la dirección con tornillo sin fin y tuerca de bolas recirculantes , que incorporaban cojinetes de bolas. En Europa, el diseño de Marles fue reemplazado por un mecanismo de dirección de piñón y cremallera .
Un par de levas opuestas o superficies de levas conectadas a la columna de dirección accionan un eje de balancín transversal que lleva el brazo de dirección del vehículo. La diferencia radicaba en el uso de un contacto puramente rodante y no deslizante en los elementos de engrane de un mecanismo de dirección de tornillo sin fin y seguidor. [1]
Finalmente, su forma más popular fue un tornillo sin fin con forma de reloj de arena que se acopla a un seguidor de rodillos dentados dobles en el eje del balancín del brazo de dirección. El resultado es que se proporciona prácticamente el mismo apalancamiento de un bloqueo de dirección al otro. [1]
Marles Variomatic es el nombre comercial de un sistema de dirección asistida para automóviles de los años 60 y 70, que se caracterizaba por su relación de dirección variable . Fue desarrollado en 1961 por Adwest Engineering Co Ltd de Reading, Inglaterra, en conjunto con Bendix Corporation . El producto de Adwest se instaló en varios automóviles de lujo británicos de la época, incluidos el Aston Martin V8 , Daimler Sovereign , Jaguar 420 y Rover P6B 3500S .
El Variomatic es esencialmente un refinamiento del tipo de dirección asistida de "leva y rodillo", que se conoce en su lugar como "reloj de arena y rodillo". La caja de dirección contiene una leva de "reloj de arena" mecanizada con un ángulo de hélice variable para proporcionar la relación de dirección variable. [2] Al igual que otros sistemas de dirección asistida, el control de la asistencia eléctrica en respuesta a las entradas de la dirección se realiza a través de una válvula de control hidráulico en el eje de entrada de la leva. El fluido hidráulico presurizado se suministra al sistema mediante una bomba hidráulica independiente .
La asistencia hidráulica se realiza mediante un servopistón que opera en un cilindro integrado en la fundición de la caja de dirección. Los dientes de una cremallera que sobresale del pistón engranan con un sector de un engranaje recto mecanizado en el eje del sector. Un rodillo en el eje del sector engrana con la pista helicoidal de la leva y los dos juntos son responsables de proporcionar la relación variable. No se proporcionan topes de bloqueo externos, ya que están incorporados en la caja de dirección.
Al igual que otros sistemas de dirección asistida, la válvula de control es de tipo rotativo y consta de un rotor de válvula y una barra de torsión . El rotor de válvula es el eje de entrada al mecanismo de dirección y tiene seis ranuras longitudinales mecanizadas en su superficie exterior. Cuando no se aplica carga al volante, estas ranuras se encuentran entre seis ranuras en el manguito de la válvula y no se aplica asistencia hidráulica.
Cuando se aplica un esfuerzo de dirección en el volante, este se transmite al rotor, que transmite el esfuerzo a la leva en forma de reloj de arena por medio de la barra de torsión. El rotor normalmente está centrado en su manguito por la barra de torsión, pero el esfuerzo de dirección manual tuerce la barra de torsión, lo que permite que el rotor gire dentro de su manguito, abriendo el camino para que se aplique presión de fluido hidráulico a uno u otro lado del pistón del servo, ayudando así a girar las ruedas delanteras.
[3] La bomba hidráulica es del tipo de rotor de paletas, típicamente fabricada por Saginaw, y está conectada a la caja de dirección a través de mangueras flexibles de alimentación y retorno. El depósito de fluido está incorporado en la tapa del extremo de la bomba. Las presiones de funcionamiento típicas del sistema están en el rango de 7,8 a 8,8 MPa, y el medio de funcionamiento es el fluido de transmisión automática.
El paso variable de la leva da como resultado una relación de dirección variable, con la relación más baja en la recta y aumentando rápidamente hasta llegar a cualquier punto de giro. El aumento de la relación (que en el Jaguar 420 equivalía a una reducción de la relación de 21,6:1 a 13:1) se produce casi en su totalidad en el primer medio giro del volante desde la posición recta. El efecto es proporcionar una dirección muy ligera y relajada en la recta, con una mayor reacción en las curvas.
La principal ventaja del sistema Variomatic es la reducción de la cantidad de "giro del brazo" y del esfuerzo necesario para girar el volante, especialmente cuando hay que tomar muchas curvas. Por ejemplo, el sistema Variomatic, que se instalaba como opción en el Jaguar 420, requería solo 2-7/8 vueltas del volante de tope a tope , lo que se compara favorablemente con las 4-1/4 vueltas de tope a tope del sistema manual de bolas recirculantes Burman F.3 que era de serie en el 420, y las 3-1/4 [4] vueltas del sistema de dirección asistida Burman de relación constante opcional en el predecesor del 420, el Jaguar S-Type.
Aunque era un sistema avanzado para su época, el Variomatic tenía ciertos inconvenientes. Era más complicado y costoso que un sistema de asistencia eléctrica de relación constante. El sistema Variomatic también fue criticado por resultar demasiado ligero a alta velocidad, cuando un mayor peso tiende a dar al conductor más confianza para realizar ajustes precisos de la dirección. Sistemas posteriores de otros fabricantes ajustarían el comportamiento de la dirección en función de la velocidad en carretera.
Henry Marles también patentó una tapa de botella con forma de corona mejorada en 1906 y las botellas ya no necesitaban un abridor especial. [5]