FR2609135A1 - Differential device with torque transfer - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE DIFFERENTIEL A TRANSFERT DE COUPLE
La présente invention se rapporte un dispositif de tifférentiel transfert de couple entre les deux sorties de mouvement qui s'applique notamment aur les véhicules de tourisme P quatre roues motrices.TORQUE TRANSFER DIFFERENTIAL
The present invention relates to a torque transfer differential device between the two movement outputs which applies in particular to passenger vehicles P four-wheel drive.
On connatt des dispositifs transfert de couple entre les sorties de mouvement du type blocage de différentiel par frottement mécanique. Ce blocage est assuré par un coupleur consistant en un embrayage a disques multiples. Ces dispositifs présentent l'inconvénient de n'intervenir que pour la même différence entre les vitesses de sortie de mouvement. De plus, la réponse est brutale, du type tout ou rien.There are known torque transfer devices between the movement outputs of the differential lock type by mechanical friction. This blocking is ensured by a coupler consisting of a multiple disc clutch. These devices have the disadvantage of intervening only for the same difference between the motion output speeds. In addition, the response is brutal, all or nothing.
D'autres dispositifs de différentiels a transfert de couple entre les sorties de mouvement utilisent des systemes visqueux.Other differential transfer devices between the motion outputs use viscous systems.
Ce type de dispositif est plus progressif, mais il intervient toujours pour la même différence de vitesses entre les sorties de mouvement.This type of device is more progressive, but it always occurs for the same difference in speeds between the motion outputs.
De plus, tous ces dispositifs font appel a des systemes supplémentaires, ce qui entratne une augmentation du poids, de l'encombrement et du prix.In addition, all these devices require additional systems, which leads to an increase in weight, size and price.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de différentiel qui integre la fonction transfert de couple entre les sorties de mouvement dans l'encombrement existant, tout en permettant de piloter ce transfert de couple suivant un seuil de différence de vitesses qui peut être réglable.The object of the present invention is to provide a differential device which integrates the torque transfer function between the movement outputs in the existing space, while allowing this torque transfer to be controlled according to a speed difference threshold which can be adjustable.
A cet effet, le dispositif de différentiel. selon l'invention, comprend un bottier qui reçoit le mouvement et dans lequel sont logés des satellites qui engrenent avec deux planétaires solidaires chacun d'un arbre de sortie de mouvement. Le dispositif comporte des anneaux flottants qui remplissent chacun des volumes compris entre deux satellites adjacents, une noix centrale et le bottier, de manière a obtenir entre chacun des satellites et les deux planétaires une pompe hydraulique.For this purpose, the differential device. according to the invention, comprises a case that receives the movement and in which are housed satellites which mesh with two planetaries integral each with a movement output shaft. The device comprises floating rings which each fill volumes between two adjacent satellites, a central nut and the shoemaker, so as to obtain between each of the satellites and the two planets a hydraulic pump.
L'ensemble des chambres d'aspiration et l'ensemble des chambres de refoulement sont raccordés par un circuit de liaison comportant un système 9 striction, qui est contrôlé au moyen d'un dispositif de régulation de débit de manière à permettre de transférer une partie du couple d'une sortie de mouvement sur l'autre.All the suction chambers and all the discharge chambers are connected by a connection circuit comprising a necking system 9, which is controlled by means of a flow regulation device so as to allow a part to be transferred. of the torque of one movement output on the other.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le bottier est en deux demi-parties ayant un logement sphérique qui coopère avec la surface externe sphérique des satellites. La noix centrale a une partie sphérique qui coopère avec la surface interne sphérique des satellites. Chacun des planétaires a le front externe sphérique qui coopère avec le logement sphérique du bottier et a le front interne sphérique qui coopère avec la partie sphérique de la noix centrale. Chacun des anneaux flottants a - une surface interne sphérique qui coopère avec la partie sphérique de la noix centrale et une surface externe sphérique qui coopère avec le logement sphérique du bottier, - deux surfaces coniques concaves opposees qui coopèrent avec chacun des deux planétaires, - deux surfaces coniques concaves opposées qui coopèrent avec chacun des satellites adjacents.According to one embodiment of the invention, the boot is in two half-parts having a spherical housing which cooperates with the spherical external surface of the satellites. The central nut has a spherical part which cooperates with the spherical internal surface of the satellites. Each of the planets has the spherical external front which cooperates with the spherical housing of the shoemaker and has the spherical internal front which cooperates with the spherical part of the central nut. Each of the floating rings has - a spherical internal surface which cooperates with the spherical part of the central nut and a spherical external surface which cooperates with the spherical housing of the shoemaker, - two opposite concave conical surfaces which cooperate with each of the two planetary, - two Conical opposite concave surfaces which cooperate with each of the adjacent satellites.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chacune des chambres des pompes hydrauliques, ayant la même fonction à un instant donne, c' est--dire aspiration ou refoulement, est raccordée respectivement à un canal unique. According to one embodiment of the invention, each of the chambers of the hydraulic pumps, having the same function at a given instant, that is to say suction or discharge, is connected respectively to a single channel.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit de liaison consiste en un canal qui débouche dans une chambre annulaire afin de relier le canal unique de refoulement et le canal unique d'aspiration.According to one embodiment of the invention, the connection circuit consists of a channel which opens into an annular chamber in order to connect the single delivery channel and the single suction channel.
Le système a striction est assuré par un tiroir qui pénètre dans le canal de liaison, ledit tiroir étant manoeuvré par une butée à billes.The system with necking is ensured by a drawer which penetrates into the connection channel, said drawer being maneuvered by a ball bearing.
Le dispositif de différentiel présente ainsi l'avantage d'intégrer dans la structure même du différentiel la fonction de transfert de couple entre les deux sorties de mouvement. De plus, cette fonction peut être pilotée facilement suivant un seuil qui peut avoir la valeur désirée. Enfin, le dispositif selon l'invention peut être adapté facilement dans un encombrement existant et il n'entrain pas d'augmentation sensible de poids, de volume et de prix. Ce dernier avantage est particulièrement important dans les véhicules de tourisme modernes, où la place disponible pour les organes mécaniques est de plus en plus réduite.The differential device thus has the advantage of integrating the torque transfer function between the two movement outputs into the very structure of the differential. In addition, this function can be easily controlled according to a threshold which can have the desired value. Finally, the device according to the invention can be easily adapted in an existing space and it does not result in a significant increase in weight, volume and price. This latter advantage is particularly important in modern passenger vehicles, where the space available for mechanical parts is increasingly reduced.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit le mode de réalisation donné a titre d'exemples en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe suivant un plan passant par l'axe des sorties de mouvement et par l'axe des satellites d'un dispositif de différentiel selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue développée de l'ensemble des planétaires avec les satellites et les anneaux flottants selon l'invention. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description which follows the embodiment given by way of examples with reference to the appended drawings in which - Figure 1 is a section along a plane passing through the axis of the outlets movement and by the axis of the satellites of a differential device according to the invention; - Figure 2 is a section along II-II of Figure 1 - Figure 3 is a developed view of all the planets with the satellites and the floating rings according to the invention.
Le dispositif de différentiel selon l'invention comprend un bottier 1 qui reçoit le mouvement. Des satellites 4 sont logés l'intérieur du bottier 1 et engrènent avec deux planétaires 5 et 6, qui sont solidaires chacun d'un arbre de sortie de mouvement référencé respectivement 7 et 8.The differential device according to the invention comprises a boot 1 which receives the movement. Satellites 4 are housed inside the case 1 and mesh with two planets 5 and 6, which are each secured to a motion output shaft referenced 7 and 8 respectively.
Selon l'invention, des anneaux flottants 9 remplissent chacun des volumes compris entre deux satellites 4 adjacents, une noix centrale 10 et le bottier 1. La noix centrale 10 est disposée entre les planétaires 5 et 6 et entre les satellites 4. Ces anneaux 9 permettent d'obtenir ainsi une pompe hydraulique entre chacun des satellites 4 et les deux planétaires 5 et 6.According to the invention, floating rings 9 each fill volumes between two adjacent satellites 4, a central nut 10 and the case 1. The central nut 10 is disposed between the planet wheels 5 and 6 and between the satellites 4. These rings 9 thus make it possible to obtain a hydraulic pump between each of the satellites 4 and the two planets 5 and 6.
L'ensemble des chambres d'aspiration et l'ensemble des chambres de refoulement, ainsi créés, sont raccordés par un circuit de liaison qui comporte un systeme a striction. Ce système a striction est contrôlé au moyen d'un dispositif de régulation de débit de manière a permettre de transférer une partie du couple d'une sortie de mouvement sur l'autre.All of the suction chambers and all of the discharge chambers, thus created, are connected by a connection circuit which includes a necking system. This necking system is controlled by means of a flow control device so as to transfer part of the torque from one movement output to the other.
Comme on peut le v-oir sur les figures 1 et 2, le bottier 1 est en deux demi-parties référencées 2 et 3, qui ont un logement sphérique 11. Le logement sphérique il coopère avec la surface externe sphérique 12 des satellites 4. La noix centrale 10 a une partie sphérique 13, qui coopère avec la surface interne sphérique 14 des satellites 4.As can be seen in FIGS. 1 and 2, the case 1 is in two half-parts referenced 2 and 3, which have a spherical housing 11. The spherical housing it cooperates with the spherical external surface 12 of the satellites 4. The central nut 10 has a spherical part 13, which cooperates with the spherical internal surface 14 of the satellites 4.
Chacun des planétaires 5 et 6 a un front externe sphérique 15, qui coopère avec le logement sphérique 11 du bottier 1. Chacun des planétaires 5 et 6 a également un front interne sphérique 16, qui coopère avec la partie sphérique 13 de la noix centrale 10.Each of the planetaries 5 and 6 has a spherical external front 15, which cooperates with the spherical housing 11 of the case 1. Each of the planetaries 5 and 6 also has a spherical internal front 16, which cooperates with the spherical part 13 of the central nut 10 .
Chaque anneau flottant 9 a - une surface interne sphérique 17 qui coopere avec la partie sphérique 13 de la noix centrale 10, - une surface externe sphérique 18 qui coopère avec le logement sphérique il du bottier 1, - deux surfaces coniques concaves référencées 19 et 20, qui sont opposées et qui coopèrent avec chacun des deux planétaires 5 et 6, - deux surfaces coniques concaves référencées 21 et 22, qui sont opposées et qui coopèrent avec chacun des satellites 4 adjacents.Each floating ring 9 has - a spherical internal surface 17 which cooperates with the spherical part 13 of the central nut 10, - a spherical external surface 18 which cooperates with the spherical housing il of the boot 1, - two concave conical surfaces referenced 19 and 20 , which are opposite and which cooperate with each of the two planets 5 and 6, - two concave conical surfaces referenced 21 and 22, which are opposite and which cooperate with each of the adjacent satellites 4.
La noix centrale 10 comporte un réseau de canalisations, non représenté sur les figures, qui regroupe toutes les chambres de pompes hydrauliques ayant la même fonction a un instant donné, c 'est-è-dire l'aspiration ou le refoulement. Ceci permet ainsi de relier ces chambres a un canal unique référencé respectivement 23 et 24.The central nut 10 comprises a network of pipes, not shown in the figures, which groups together all the hydraulic pump chambers having the same function at a given instant, that is to say the suction or the discharge. This thus makes it possible to connect these chambers to a single channel referenced 23 and 24 respectively.
Le circuit de liaison consiste en un canal 25 qui débouche dans une chambre annulaire 26. Le système à striction est assuré par un tiroir 27, qui pénètre dans le canal 25 et qui est manoeuvré par une butée à billes 28.The connection circuit consists of a channel 25 which opens into an annular chamber 26. The necking system is ensured by a slide 27, which enters the channel 25 and which is operated by a ball bearing 28.
Le fonctionnement des pompes sera décrit en développant les pièces sphériques sur le plan de la figure 3, afin d'en faciliter la compréhension. Les planétaires 5 et 6 deviennent des crémaillères, les satellites 4 deviennent des pignons cylindriques.The operation of the pumps will be described by developing the spherical parts on the plane of Figure 3, in order to facilitate understanding. The planets 5 and 6 become racks, the satellites 4 become cylindrical gears.
Les anneaux flottants 9 possèdent six surfaces qui deviennent - deux surfaces planes parallèles au plan de coupe de la figure 3, qui coopèrent avec les flasques desdites pompes, c'est- -dire le logement sphérique 11 du bottier 1 et la partie sphérique 13 de la noix centrale 10 ; - deux surfaces planes, qui sont respectivement en contact avec le sonnet des dents de chaque crémaillère et qui sont en fait les surfaces coniques concaves 19 et 20 ; - deux surfaces cylindriques concaves et opposées qui sont respectivement en contact avec le sommet des dents de chaque pignon cylindrique adjacent et qui sont en fait les surfaces coniques concaves opposées 21 et 22.The floating rings 9 have six surfaces which become - two flat surfaces parallel to the cutting plane of Figure 3, which cooperate with the flanges of said pumps, that is to say the spherical housing 11 of the boot 1 and the spherical part 13 of the central nut 10; - two flat surfaces, which are respectively in contact with the sonnet of the teeth of each rack and which are in fact the concave conical surfaces 19 and 20; - two concave and opposite cylindrical surfaces which are respectively in contact with the apex of the teeth of each adjacent cylindrical pinion and which are in fact the opposite concave conical surfaces 21 and 22.
Lorsque la première crémaillère (planétaire 6) se déplace vers la droite par rapport a la seconde crémaillère (planétaire 5), les pignons cylindriques (satellites 4) tournent suivant le sens indiqué par la flèche et un effet de pompe engrenages est produit huit fois dans le cas de la figure1 chaque chambre étant référencée A pour 11 aspiration et R pour le refoulement.When the first rack (planetary 6) moves to the right with respect to the second rack (planetary 5), the cylindrical pinions (planets 4) rotate in the direction indicated by the arrow and a gear pump effect is produced eight times in the case of FIG. 1 each chamber being referenced A for 11 aspiration and R for the delivery.
Chaque anneau 9 est muni d'un double perçage mettant en communication les chambres A entre elles et les chambres R entre elles. Toutes les chambres A sont reliées entre elles et toutes les chambres R sont reliées entre elles pour aboutir à un canal unique 23 ou 24, comme on l'a vu précédemment. Each ring 9 is provided with a double bore placing the chambers A in communication with one another and the chambers R with each other. All the chambers A are interconnected and all the chambers R are interconnected to result in a single channel 23 or 24, as we have seen previously.
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