BE834378A

BE834378A - Differentiel a glissement limite avec des moyens de commande d'embrayage

Info

Publication number: BE834378A
Application number: BE160832A
Authority: BE
Priority date: 1974-10-10
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1976-04-12
Also published as: JPS5170376U; JPS5634193Y2; US4041804A

Description


  Différentiel à glissement limité avec des moyens de commande d'embrayage. 

  
La présente invention concerne un différentiel poux des véhicules sur roues, et elle se rapporte plus particulièrement à un différentiel à glissement limité, du type

  
à résistance variable, commandé par un embrayage automatique

  
Les différentiels classiques dépendent normalement

  
de la résistance de frottement qui y est créée de façon propre ou dans des dispositifs annexes tels que les paquets de plaques d'embrayage à charge préalable, associés aux roues dentées d'essieux,ou les dispositifs de blocage positif pour transférer le couple d'entraînement à une roue sans glissement, pendant le fonctionnement du véhicule. la capacité de transfert de couple dans ces différentiels est normalement limitée et s'avère souvent insuffisance pour propulser adéquatement le véhicule lorsque ses roues rencontrent des conditions de traction non équilibrées. Ces  derniers différentiels à glissement limité comprenaient 

  
des moyens pour transférer un couple important à une roue  sans glissement pendant le 'fonctionnement du véhicule, mais ces dispositifs étaient compliqués et il en résultait  qu'ils étaient sujets à des pannes. A ce point de vue, des brevets intéressants sont les brevets des Etats-Unis d'Amérique Lies. 1.750.981 ; 2.894.416 ; 2.985.035 ; 3.077.835;

  
3.<1>09.323 ; 3.158.042 ; 3.229.550 ; 3.237.483 et 3.724.289.

  
Suivant ce qui a été dit précédemment, un but de l'invention est de procurer un différentiel à glissement limité , relativement simple et compact, pour percevoir automatiquement le mouvement différentiel des roues dentées d'essieux d'un véhicule sur roues et créer automatiquement une force de résistance à couple élevé pour retarder leur mouvement.

  
Un autre but de l'invention est de procurer un dispositif de commande automatique original pour la création efficace de la grandeur désirée de la résistance de frottement au glissement des roues pendant les phases choisies de fonctionnement du différentiel.

  
Un autre but de l'invention est de créer un couple d'entraînement en fonction d'une résistance de frottement et d'accoupler efficacement ce couple par un agencement original de roues planétaires et de couronne flottante, aux essieux d'entraînement, pour retarder ainsi la rotation différentielle des essieux et ainsi restreindre le glissement des roues.

  
 <EMI ID=1.1> 

  
tous les effets centrifuges fâcheux sur les moyens de commande du différentiel, provoqués par la rotation du système.

  
En s'exprimant en gros, on peut dire que la présente invention concerne un ensemble différentiel comprenant une paire de roues dentées d'essieux disposées l'une à côté de l'autre coaxialement, montée chacune sur un essieu d'entraînement monté à rotation. Le différentiel contient un élément porteur monté dans le différentiel pour tourner par rapport à l'essieu d'entraînement. En outre, le différentiel comprend des moyens à roues dentées planétaires, montés de façon à pouvoir tourner sur l'élément porteur pour engrener avec les roues dentées d'essieux de façon à permettre, d'une  <EMI ID=2.1> 

  
dentée d'essieu relativement à l'autre roue dentée d'essieu.;  Le différentiel comprend également des moyens associés pour' fonctionnement avec l'élément porteur et avec les moyens à  roues dentées planétaires pour diminuer la rotation diffé-  rentielle de l'une des roues dentées d'essieux par rapport l'autre roue dentée d'essieux. En outre, le différentiel comprend des moyens de commande pour actionner les moyens associes pour fonctionnement avec le porteur et les moyens constitués par les roues dentées.

  
Les buts de l'invention apparaîtront à la lecture  de la description suivante et à la considération-des dessins joints au présent mémoire, sur lesquels: <EMI ID=3.1> 

  
d'un différentiel à glissement limité, réalisant des as-  pects nouveaux de la présente invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe agrandie du  différentiel de la figure 1, montrant une partie des moyens  de commande originaux pour la mise en action hydraulique de l'embrayage ;
- la figure 3 est une vue en coupe agrandie, considé- <EMI ID=4.1> 
- la figure 4 est une vue en coupe agrandie, considé&#65533;] <EMI ID=5.1> 

  
En se référant à la figure 1, on voit que la présenté forme de réalisation de l'invention est constituée par un différentiel 10 qui comprend un ensemble porteur 12 monté

  
 <EMI ID=6.1> 

  
enveloppe ou carter 18. L'enveloppe ou carter 18 est montée de manière à ne pas pouvoir tourner sur un véhicule ,d'une façon classique. Le différentiel 10 comprend aussi six roues

  
 <EMI ID=7.1> 

  
en 22 et 24, un ensemble d'embrayage 26, une roue dentée  annulaire ou couronne flottante 28, et une paire de roues  dentées d'essieux différentiels, juxtaposées coaxialement, ;
30 et 32, reliées par cannelures aux essieux d'entraînement
34 et 36, respectivement. Les roues dentées 22 et 24 sont montées à rotation sur des broches 38 qui sont fixées au porteur <1>2. Les roues dentées planétaires 22, 24 sont arrangées en paires décalées pour engrener entre elles dans la moitié centrale de chaque roue dentée et pour engrener à leur tour avec une roue dentée d'essieu 30 ou une roue den-  tée d'essieu 3 2.

   Dans la présente forme de réalisation, les ! roues dentées planétaires 22, 24 consistent en trois paires de-roues dentées décalées chaque fois, comme montré à la figure 4,disposées à intervalles angulaires égaux autour de l'axe longitudinal des essieux d'entraînement, avec leurs! i axes parallèles à l'axe des essieux d'entraînement 34, 36 et\ à distances égales de ceux-ci. 

  
En se référant à la figure 1, on voit que l'arbre  d'entraînement 40 pénètre dans le carter 18. Le pignon  d'entraînement 42, formé sur une extrémité de l'arbre d' en-  traînement 40, engrène avec une roue dentée 44, attachée par des boulons 46 au porteur 12 pour transmettre de l'énergie au différentiel 10. Le palier à rouleaux 48 permet à  l'arbre d'entraînement 40 de tourner par rapport au carter 

  
18. Pendant le fonctionnement normal du véhicule, la rota-  tion de l'arbre d'entraînement 40 fera tourner le porteur 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
<1> 2 à son tour donne une rotation aux roues dentées d'essieux  30 et 32 et aux essieux d'entraînement 34 et 36, par l'in- _____ termédiaire de six roues dentées planétaires identiques 22,

  
24. Avec les roues dentées d'essieux 30 et 32 tournant à

  
même vitesse, les roues dentées planétaires 22, 24 ne tourne ront pas sur le porteur 12 mais tourneront comme un ensemble autour de l'axe longitudinal des essieux d'entraînement

  
34, 36 en même temps que les roues dentées d'essieux 30, 32

  
et le porteur 12. Sauf en ce qui concerne le carter 18,

  
puisque l'ensemble différentiel tout entier tourne et qu'il n'y a pas de mouvement relatif entre des éléments quelconques de l'ensemble, le couple produit par l'arbre d'entraînement 40 et le pignon 4 2 est divisé également sur les essieux 34 et 36. Cependant, si une résistance moindre est rencontrée par l'une ou l'autre des roues, la roue d'entraînement d'essieu , attachée à l'essieu de cette roue, accélérera. On supposera que la roue attachée à l'essieu

  
34, est celle qui commence à tourner lorsque la roue 30 accélère et commence à tourner par rapport à l'ensemble différentiel. Comme la roue dentée 30 et la roue dentée 32 sont reliées entre elles par les roues dentées planétaires

  
<2><2>, 24 , la roue dentée 32 sera entraînée vers l'arrière

  
par rapport au porteur 12 et la roue 32 ralentira ou éventuellement s'arrêtera. Lorsque ce mouvement différentiel se produit, toutes les roues planétaires 22, 24 tourneront sur' leur broche 38 et toutes les roues dentées de l'ensemble différentiel 10 tourneront par rapport à l'ensemble porteur

  
<1><2> pour permettre cette action différentielle. Ce mouvement différentiel permet à la roue qui tourne sur elle-même de continuer à tourner tandis que la roue attachée à l'essieu

  
36 reste stationnaire et que tout le couple est transféré à l'essieu 34 et à la roue attachée qui tourne sur elle-  même.Le véhicule est ainsi dans un état d'immobilité et le mouvement différentiel éprouvé doit être arrêté pour que 

  
le véhicule se déplace à nouveau.

  
La présente invention concerne principalement des moyens pour un transfert efficace du couple à la roue qui ne tourne pas sur elle-même, pour ainsi arrêter ou tout au moins diminuer ce mouvement différentiel excessif et indésirable. Ces moyens comprennent l'emploi de roues dentées planétàres 22, 24, l'emploi d'une couronne dentée flottante ?8 comme moyen pour associer les roues planétaires 22, 24 avec les moyens d'embrayage, les moyens d'embrayage et les moyens de commande pour commander le degré de mise en action des moyens d'embrayage.

  
Les moyens d'embrayage selon la présente invention exigent seulement un seul ensemble d'embrayage à disques multiples 26 dans lequel les disques d'embrayage intercalés extérieurs sont montés à cannelures par leur diamètre extérieur sur la roue dentée formant couronne flottante 28, tandis que les disques d'embrayage intercalas entre eux, intérieurs, 52, sont montés à cannelures par leur diamètre intérieur sur le porteur 12. Si on le désire ainsi, les disques d'embrayage 50, 52 peuvent être plus nombreux et

  
de préférence plus minces pour augmenter ainsi la force de l'embrayage. Un piston annulaire 54 est monté de manière à

  
 <EMI ID=9.1> 

  
pour comprimer sélectivement les disques d'embrayage les uns contre les autres et contre une plaque d'appui d'embrayage 58 pour commander le degré d'actionné ment de l'embrayage 26. 

  
1 Les moyens de commande du différentiel 10 comprennent des moyens répondant à. la vitesse, à rotation différentielle pour engendrer un fluide sous pression, qui est alors mis en communication avec la chambre d'actionnement d'embrayage

  
56. Les moyens répondant à la vitesse comprennent des 

  
1 moyens de pompage qui fonctionnent en réponse à la rotation différentielle des essieux d'entraînement. La pression du fluide engendré par la pompe est fonction de la vitesse

  
de la rotation diff érentielle.

  
En se référant aux figures 1 et 2,on voit que les moyens de pompage comprennent plusieurs pistons de pompe 60  montés pour avoir un raouvement alternatif parallèlement à  l'axe des essieux d'entraînement dans les alésages 62 formés dans la roue dentée d'essieu 3 2. Les pistons 60 sont obli- :

  
 <EMI ID=10.1> 

  
64 de la roue dentée d'essieu 30 par un ressort 66 (comme montré à la figure 2). Par conséquent, lorsque la rotation différentielle se produit, la face de came 64 fait que les  pistons de pompe 60 prennent un mouvement alternatif dans .  les alésages 6 2 puisque la came 64 tourne par rapport aux pistons 60. Cette action de mouvement alternatif met sous pression le fluide hydraulique pour être envoyé à la chambre d'actionnement d'embrayage 56. Comme on peut le voir, plus grande est la vitesse de la rotation différentielle dans l'un ou l'autre sens, plus grande est la pression du fluide hydraulique. Egalement, le montage des pistons de pompe 60 axialement, comme décrit ici, empêche tous les effets centrifuges provoqués par la rotation d' essieu' ou de porteur d'affecter fâcheusement le fonctionnement du piston 60 ou l'écoulement du fluide. 

L.

  
Le fluide hydraulique est fourni aux alésages 62 à partir d'une source d'huile à basse pression 68 par les passages 70 et 72 et la valve d'arrêt 76. Lorsque les pistons 60 ont un mouvement alternatif, le fluide dans la cavité 62 et dans le passage 74 est mis sous pression et la valve d'arrêt 76 est fermée de force tandis que la valve d'arrêt 78 est ouverte de force. Le fluide sous pression , s'écoule alors à travers la valve d'arrêt 78 et le passage
80 et de là dans la chambre d'actionnement d'embrayage 56, en faisant ainsi que le piston d'embrayage 54 vienne en coopération avec l'ensemble d'embrayage 26. Lorsque l'ensemble d'embrayage 26 est engagé par la force de -compression, le mouvement entre les roues dentées d'essieux 30,32 ' et le porteur 12 est restreint en raison de l'action de blocage de la couronne tentée flottante 28 et du porteur 12,

  
 <EMI ID=11.1> 

  
est complètement engagé, le mouvement différentiel s'arrête. En se référant à nouveau à l'exemple donné précédemment de  rotation différentielle, provoquée par la rotation sur elle-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
couple de réaction dans ce cas, lorsque l'embrayage 26 s'engage , est transféré à la roue dentée 3 2, provoquant l'entraînement à plein couple, en faisant ainsi tourner la roue qui est attachée à l'essieu 36. De cette façon, le mouvement différentiel est amené à cesser. Cependant, une fois que le mouvement différentiel cesse, l'action de pompage s'arrête aussi. L'embrayage 26, par conséquent, commencera

  
à se dégager lorsque le fluide sous pression s'écoule à partir de la chambre d'actionnement de l'embrayage 56, en passant par les orifices 82. 

  
Le volume d'huile envoyé à la chambre d'actionnement :  d'embrayage 56 est déterminé principalement par la vitesse relative ou rotation qui se présente entre les essieux  d'entraînement 34, 36 , comme mentionné précédemment. Pour  donner une commande plus précise de la pression de fluide  constituée dans la chambre d'actionnement d'embrayage et pou permettre un écoulement rapide à partir de celui-ci lorsque l'action différentielle cesse, les orifices 82 sont convenablement dimensionnés par rapport à la capacité volumétriqu de la source d'huile à basse pression 68, et au déplacement des pistons de pompe 60 pour assurer une fuite de pression commandée pour une grandeur donnée de l'action différentiell

  
Par conséquent, dans le cas où un état de traction médiocre continue à exister, le mouvement différentiel a lieu de nouveau et l'embrayage 26 sera mis sous pression

  
à nouveau par l'action des-moyens de pompage, comme décrit précédemment. Cet engagement et dégagement alternés de l'ensemble d'embrayage 26 se poursuivront pour autant qu'une  roue éprouve moins de résistance que l'autre. Dans des condi:
tions de roulement toujours mauvaises, une vitesse différentielle lente permanente se présentera comme fonction des orifices 82, avec les moyens de pompage pompant juste assez de fluide sous pression pour maintenir la pression requise sur l'ensemble d'embrayage 26. De cette façon, une force 

  
de couple permanente peut être appliquée à la roue qui est dans de bonnes conditions de traction, et le véhicule conti-, nuera à se déplacer.

  
Comme décrit, tous les éléments essentiels pour limiter l'action différentielle et pour relâcher les mécanismes de blocage sont autonomes dans l'ensemble différentiel. Au-cune commande séparée du blocage ou du déblocage de l'action n'est possible - ou dans ce cas désirable - par l'opérateur du véhicule. 

REVENDICATIONS

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
sur un essieu d'entraînement monté pour tourner; un porteur monté dans le différentiel pour tourner par rapport aux essieux d'entraînement; des moyens à roues dentées planétaires montés à rotation sur le porteur pour engrener avec les roues dentées d'essieux pour permettre différentiellement

  
à une roue dentée d'essieu de tourner plus rapidement que l'autre roue dentée d'essieu ; des moyens associés pour fonctionnement avec le porteur et avec les moyens à roues dentées planétaires pour diminuer la rotation différentielle de la première roue dentée d'essieu par rapport à l'autre. roue dentée d'essieu; et des moyens de commande pour ac-

  
 <EMI ID=15.1> 

  
et aux moyens à roues dentées planétaires.

Claims

2.- Différentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens à roues dentées planétaires comprennent au moins une paire de roues dentées planétaires, cette paire étant en coopération par engrènement d'une des roues avec l'autre, l'une de chaque paire de roues dentées planétaires étant également en coopération par engrènement avec l'une des roues dentées d'essieux, l'autre de la paire de roues dentées planétaires étant également en coopération par engrènement avec l'autre roue dentée d'essieu .

3.- Différentiel suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens à roues dentées planétaires 1 <EMI ID=16.1>

paires décalées, disposées radialement à intervalles angulaires égaux autour de l'axe longitudinal des essieux d'entraînement et dont les axes sont parallèles à l'axe desdits essieux d'entraînement et à distances égales de celui-ci.

4.- Différentiel suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens associés pour fonctionnement

<EMI ID=17.1>

comprennent une couronne dentée .,flottante coopérant par engrènement avec la première paire de roues dentées plané- taires, et des moyens à embrayage reliant entre eux la couronne dentée annulaire et le porteur, pouvant être ac- tionnés par les moyens de commande pour fixer la couronne annulaire flottante en empêchant son mouvement par rapport au porteur.

5.- Différentiel suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent des moyens répondant à la vitesse de rotation différentielle pour commander automatiquement le degré d'actionnement des moyens d'embrayage pour diminuer la rotation différentielle entre les essieux d'entraînement.

6.- Différentiel suivant la revendication 5, carac- j

i térisé en ce que les moyens répondant à la vitesse compren-

<EMI ID=18.1>

d'essieu mentionnée en premier lieu ,pour être mise en rotation par celle-ci, et des moyens de pompage reliés pour fonctionnement à l'autre roue dentée d'essieu pour être mis en rotation par celle-ci et actionnés en réponse à une différence de vitesse de rotation entre les roues dentées d'essieux, et où les moyens répondant à la vitesse comprennent encore des moyens pour fournir un fluide de travail aux moyens de pompage et pour fournir un fluide sous pression résultant, produit par les moyens de pompage, à une chambre d'actionnement des moyens d'embrayage.

7.- Différentiel suivant la revendication 6, carac- térisé en ce que les moyens de pompage comprennent un corps de pompe définissant plusieurs alésages, plusieurs pistons montés dans ces alésages, et des moyens élastiques pour faire buter les pistons contre la came en engendrant ainsi une action de mouvement alternatif en réponse à une vites- ; se de rotation différentielle entre les roues dentées d'es- sieux.

8.- Différentiel comprenant une paire de roues dentées d'essieux, juxtaposées coaxialement, montée chacune

sur un essieu d'entraînement monté pour rotation; un porteur monté dans le différentiel pour tourner par rapport à l'essieu d'entraînement; des moyens à roues dentées capables

de tourner, montés sur le porteur pour engrener avec les roues dentées d'essieux pour permettre différentiellement

à l'une des roues dentées d'essieux de tourner plus rapidement que l'autre roue dentée d'essieu ; des moyens d'embraya ge montés sur le porteur et répondant à la rotation différentielle des roues dentées d'essieux ; une couronne dentée flottante associée pour fonctionnement au porteur et aux roues dentées d'essieux et actionnée par les moyens d'embrayage pour diminuer la rotation différentielle de l'une des roues dentées d'essieux par rapport à l'autre roue den- tée d'essieux; et des moyens de commande peur actionner les moyens d'embrayage.

y.- Différentiel suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent une came; reliée pour fonctionnement à l'une des roues dentées d'es- ; sieux et des moyens de pompage reliés pour fonctionnement à l'autre roue dentée d'essieu pour être mis en rotation par celle-ci et actionnés en réponse à une différence de vitesse de rotation entre les roues dentées d'essieux, et

où les moyens de commande comprennent encore des moyens pour fournir un fluide de travail aux moyens de pompage et pour fournir du fluide sous pression résultant, produit par les moyens de pompage, aune chambre d'actionnement des moyens d'embrayage.

10.- Différentiel suivant la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un corps

de pompe définissant plusieurs alésages, plusieurs pistons montés dans les alésages, et des moyens élastiques pour faire buter les pistons contre la came en engendrant ainsi une action de mouvement alternatif en réponse à une différence de vitesse de rotation entre les roues dentées d'essieux.