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Dispositif de commande pour différentiels
La présente invention est relative aux différentiels pour automobiles, navires à deux hélices etc... et elle concerne un dispositif de commande au moyen duquel on peut agir sur la différence de vitesse entre les essieux moteurs partant du différentiel.
En ce qui concerne les automobiles, on a déjà proposé d'utiliser des différentiels comportant un dispositif de com- mande d'une nature telle que l'on peut empêcher la différence de vitesse entre les deux essieux moteurs de dépasser une certaine valeur maximum, ce qui permet de transmettre une partie de la force motrice à l'une des roues motrices sans que l'autre roue soit en prise par friction aveo la route.
On a également proposé d'utiliser un volant en combinaison avec ce dispositif de commande de façon à pouvoir maintenir sensiblement oonstante, pendant un court moment, la différence entre les vitesses de rotation des roues motrices.
La présente invention permet de régler positivement, pendant un temps quelconque désiré, la différence de vitesse entre les deux essieux moteurs du différentiel, à n'importe
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quelle valeur désirée, tout en maintenant sur chaque essieu le coupe optimum.
On va décrire ci-dessous plus en détail l'invention en se référant aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemple deux formes de réalisation de l'invention conve- nant particulièrement dans le cas de différentiels pour au- tomobiles.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un différentiel comportant un système de commande suivant une forme de réa- lisation de l'invention.
La fig. 2 représente de façon analogue à la fig. 1 un différentiel comportant une forme de réalisation plus simple du système de commande selon l'invention.
Les deux essieux moteurs 1 et 2 sortant du différentiel sont montés dans un carter 3, appelé carter de différentiel, lequel, dans le cas actuel, ne se différencie sensiblement du carter des différentiels ordinaires que parce que l'un des côtés se prolonge de façon à former un manchon qui, se- lon la forme de réalisation, entoure l'essieu 1. Chacun des essieux 1 et 2 oomporte, sur leurs extrémités en regard, une roue centrale correspondante 4 qui engrène avec deux ou plusieurs satellites 5 dont les axes 6 sont enfilés dans un couvercle 7 faisant partie du carter 3 du différentiel. Le carter 3 porte de façon oonnue le grand pignon d'angle qui est actionné, de façon connue, par l'arbre à oardan, par l'intermédiaire d'un petit pignon d'angle. Le carter de dif- férentiel est monté à rotation dans des paliers à billes et rouleaux 9 et 10, respectivement.
Conformément à l'inven- tion, le satellite 5 porte une denture supplémentaire 5' qui engrène en permanence avec une roue d'angle 11 à deux faces qui constitue l'une des roues centrales d'un deuxième dif- férentiel comportant des satellites 12 et une deuxième roue centrale 13. Les deux dernières roues centrales sont coa-
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xiales avec les roues centrales 4 et sont montées sur la partie en forme de manchon du carter 3. Les satellites 12 tournent sur des pivots 14 qui sont rigidement fixés sur une pièce annulaire 15 munie de dents 16 à vis sans fin en- grenant avec une vis 17. La roue centrale 13 ci-dessus men- tionnée est également en forme de roue d'angle à deux faces et constitue, avec une roue d'angle 18 normalement bloquée sur le carter 5 et des satellites 19, un dispositif de changement de marche.
La roue 18 est montée à rotation sur le manohon 3 et comporte des épaulements 20 sur la partie oentrale de la roue. Une bague 22, pouvant coulisser longitudinalement sur le manchon 3 mais non se déplacer.angulairement sur lui, par suite de rainures longitudinales 2I et de saillies cor- respondantes de ce manchon, comporte des épaulements venant en prise avec les épaulements 20 dans la position extrême de droite de la bague 22. Dans cette position, la roue 18 tourne avec le manchon 3.
Le satellite 19 tourne sur un pivot 23 rigidement fixé à une bague 24 qui est reliée, à l'aide d'axes 25, à une en- veloppe fixe 26 pour les pignons du différentiel et l'engre- nage à vis 16, 17. Cette enveloppe est reliée de façon é- tanche à ltenveloppe 27 entourant le différentiel principal.
Les satellites 19 tournent sur des axes fixes tandis que les axes 14 des satellites 12 partioipent à la rotation de la pièce annulaire 5 sur l'essieu 1, lorsque la vis 17 tourne.
Un avantage spécial du différentiel commandé selon l'invention consiste en ce que l'on peut monter les organes de freinage du véhicule de façon que le carter de différen- tiel soit freiné directement et que les forces de freinage soient transmises aux roues par l'intermédiaire du différen- tiel. En conséquence, on a représenté sur les dessins le moyeu 88 du tambour de frein comme calé sur l'extrémité ex- térieure du manchon 3, extrémité qui comporte un contre
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écrou 29. Cet écrou maintient en place tous les organes mon- tés sur le manchon 3. Avec ce tambour de frein, on peut ob- tenir un effet de freinage constamment uniforme sur les roues arrière ce qui est pratiquement impossible lorsque l'on uti- lise des freins distincts sur les roues motrices et un diffé- rentiel non commandé.
Etant donné que l'on peut supprimer les tambours de frein sur les roues, il est possible d'obte- nir une roue plus légère ce qui est avantageux pour les accé- lérations et les décélérations.
Sur les dessins, on voit également une partie 30 d'un joint universel pour un essieu articulé, ce joint étant ao- couplé à l'essieu 1.. Entre le moyeu 28 du tambour de frein et une enveloppe de roulement pour le roulement à billes 10, est intercalée une garniture î, le roulement 10 étant fixé à l'enveloppe 26 à l'aide de vis. De même, entre le manohon 3 et l'essieu moteur 1, est intercalé, à leurs extrémités extérieures, un garnissage 33. Pour maintenir la bague 15 en place, une bague de blocage 34 est fixée sur l'enveloppe 26 à l'aide de vis.
Le grand pignon d'angle 8 étant actionné, les roues oen- trales 4, la roue 11 et la roue 18 tournent, pour des vites- ses de rotation égales entre elles des essieux 1 et 2. à la même vitesse, dans le même sens, pourvu que la roue 18 soit bloquée sur le manchon 3 qui en fait est calé sur le pignon d'angle 8. Les satellites 19 entraînent la roue 13 en sens inverse de la roue 18. De ce fait, les satellites 12 (dans le cas de l'hypothèse faite), tournent sur des pi- vots fixes c'est à dire que les axes 14 n'effectuent aucun déplacement par rapport à l'enveloppe 27. Par suite la ba- gue 15 et la vis 17 peuvent être mutuellement verrouillées lorsque les essieux 1 et 2 tournent en synchronisme l'un avec l'autre.
Pour mieux faire comprendre le fonctionnement du dis-
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positif de commande selon l'invention, on va maintenant dé- crire le mouvement des différentes pièces en supposant que l'un des essieux, à savoir l'essieu 2, est maintenu fixe, tandis que le grand pignon conique 8 est mis en rotation.
En ce cas, le satellite 5, 5' effectue un roulement sur la roue centrale fixe 4 de l'essieu 2 et l'essieu 1 est mis en rotation à vitesse double de celle du pignon conique 8. Dans ces conditions, le pignon 11 tourne à une vitesse qui, dans le type représenté, est sensiblement double de celle du pi- gnon conique 8 et du.carter 3 du différentiel respeotivement.
Le pignon 18 du dispositif de changement de marche, calé sur le manchon 3, tourne en synchronisme avec le pignon conique; par suite le pignon 13 tourne à la même vitesse, en sens oon- traire.
En ce cas, la vis 17 tourne dans un sens tel que la ba- gue 15 tourne dans le même sens que le pignon 11, à une vi- tesse sensiblement égale au quart de celle du pignon 11 ou, en d'autres termes sensiblement à une vitesse moitié de celle du carter de différentiel.
D'après le cas particulier ci-dessus, on peut faire la déduction générale que, dans le cas d'une différence entre les vitesses de rotation des essieux 1 et 2, la vis 17 tourne à une vitesse qui est proportionnelle à cette diffé- rence, ou, en d'autres termes, proportionnelle au mouvement du satellite 5, 5'. Ceci est vrai, quels que soient le sens du mouvement et la vitesse propre du earter de différentiel.
La vis 17 peut être faite avec un pas si faible qu'elle soit irréversible de sorte que la bague 15'ne peut tourner .à moins que la vis 17 ne soit mise en mouvement de façon correspondante Cet engrenage à vis irréversible convient particulièrement lorsque l'on utilise pour la vis un sys- tème d'entraînement ayant un faible couple puisque, dans ce cas, des forces instantanées exceptionnellement élevées pro-
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venant des essieux 1 et 2 ou des roues motrices du véhicule ne peuvent pas influer dans une mesure appréciable sur le mouvement du système moteur.
Le système moteur peut consister en un moteur distinct, de préférence un moteur électrique ou en des organes moteurs accouplés au moteur du véhicule ou à des pièces aotionnées par ce moteur et il sert comme moteur de commande pour les satellites du différentiel principal au moyen duquel moteur les essieux 1 et 2 peuvent être animés, de façon positive, de vitesses de rotation réciproques cor- rectes à tout moment.
Le système moteur accouplé à l'organe de commande doit être fait de façon telle que sa vitesse d'entraînement dépende de la courbure de la route et de la vitesse de marche du vé- hicule. Ainsi, on peut utiliser des dispositifs régulateurs accouplés d'une part, par exemple, au carter du différentiel du véhicule, et d'autre part, au volant du véhicule ou à d'autres organes de direction accouplés avec le volant.
Dans le cas où l'on utilise pour l'organe de commande un système moteur purement mécanique, ce système doit comprendre, de façon appropriée, un dispositif de changement de vitesse à variation de vitesse continue.
Par suite du dispositif de blocage réglable du pignon 18, ci-dessus décrit, il est possible à tout moment de mettre le dispositif de commande selon l'invention hors d'action en met- tant la bague de blocage 22 hors de prise d'avec les épaule- ments 20 du pignon 18 ce qui par exemple, peut se faire auto- matiquement dès que le moteur électrique de commande ne re- çoit plus de courant. En ce cas, le différentiel fonctionne comme un accouplement ordinaire non commandé.
Sur la fig. 2, on a représenté un mode de construction selon l'invention, simplifié, convenant particulièrement pour les automobiles. La simplification consiste sensiblement en
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ce que le différentiel principal 4, 5, 8 est constitué par un différentiel tout à fait normal, de type connu, dans lequel les satellites 5 ne comportent pas une denture sup- plémentaire 5' contrairement à ce qui a lieu dans le pre- mier exemple de réalisation. Le pignon d'angle à deux faces 11 ci-dessus mentionné est remplacé par un pignon 'd'angle ordinaire 11' fixé sur une partie 3"en forme de manchon du carter de différentiel 3, cette partie 3" entourant l'es- siau moteur 1.
En direction de l'extrémité extérieure de l'essieu moteur 1, il est prévu, à la suite du pignon 11', comme dans le premier exemple de réalisation, les satellites 12, le pignon d'angle à deux faces 13 et les satellites 19 lesquelles engrènent avec un pignon d'angle 18' calé sur l'essieu moteur 1. Un palier à billes 35 est placé entre la partie 3" en forme de manchon du carter de différentiel 3 et une partie 36 du carter extérieure du différentiel, cette partie 36 étant réunie au moyen de boulons 37 à l'au- tre partie 27' du carter extérieur.
Les différentiels auxiliaires contenant les satellites 12 et 19, ainsi que la roue à vis 15 et la vis 17 ne sont pas modifiés en ce qui concerne leur oonstruotion. L'enve- loppe 26 a une forme un peu différente et son extrémité ex- térieure entoure un palier à billes 38 dont le chemin de rou- lement intérieur porte oontre un moyeu cylindrique 39 du pignon 18' oalé sur l'essieu. L'extrémité intérieure de l'enveloppe 26 est fixée sur la partie 36 à l'aide de bou- lons 40. Le pignon d'angle 13 à deux faces est également porté, en ce cas, par un palier à billes 4I.
Le dispositif de commande suivant la fig. 2 fonctionne exaotement suivant le même principe que celui de la fig. 1.
Dans les deux cas, la vis 17 est reliée au satellite 5.
Dans le premier exemple de réalisation, la liaison est ob- tenue à l'aide de la denture 5' tandis que- dans le deuxiè-
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me exemple l'essieu moteur 1 lui-même et les deux différen- tiels auxiliaires servent d'organe de transmission entre la vis et le satellite 5 du différentiel principal.
On a une forme de réalisation de l'invention encore plus simple en supprimant les satellites 19 ci-dessus décrits, ainsi que les pivots 23 et la bague 24, tandis que le pignon 13 avec le palier 41 est remplacé par le pignon 18' (fig. 2) qui est calé sur l'essieu 1, Les satellites 12 coopèrent alors, d'une part, avec le pignon 11 ou 11' respeotivement et, d'autre part, avec le pignon 18'.
Il est évident, en ce cas, que la vis 17 doit être ao- tionnée à une certaine vitesse initiale, correspondant à la vitesse du carter de différentiel 3, si les essieux 1 et 2 doivent tourner en synchronisme et doit avoir une vitesse supplémentaire ou être soumise à un retard au cas où l'es- sieu 1 doit tourner respectivement à une vitesse plus grande ou plus faible que l'essieu 2.
Il est évident qu'un différentiel muni d'un dispositif de commande selon l'invention présente de nombreuses possi- bilités d'application en outre de oelle de l'exemple ci- dessus. De façon générale, l'invention est applicable dans tous les cas où deux machines ou autres dispositifs méoani - ques doivent être entrainés à des vitesses différentes et réglables à partir d'un même moteur. Comme exemple, on peut citer un système d'hélices pour navires comportant un arbre moteur principal et deux hélices susceptibles d'ê- tre aotionnées à des vitesses différentes en vue de manoeu- vrer le navire. Le moteur de commande accouplé à l'organe de commande peut également constituer le moteur principal de l'installation tandis'que l'arbre à oardan du différentiel est maintenu bloqué.
Dans certains cas, une combinaison
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des deux variantes est préférable, combinaison suivant la- quelle un moteur de commande sert à actionner l'arbre à car- dan et un autre moteur de commande l'organe de commande.
L'invention peut être évidemment appliquée à d'autres types de différentiels que celui représenté sur les dessins et décrit oi-dessus sans pour cela sortir du cadre de la présente in- vention.