FR2619429A1 - Coupleur hydraulique utilisable notamment comme differentiel entre les essieux avant et arriere d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Le carter 9 de ce coupleur forme en même temps sa partie d'accouplement externe 10, solidaire en rotation avec une première série de disques 1, 2 axialement coulissants. La partie interne 11, en forme de manchon cannelé intérieurement, est solidaire en rotation avec une seconde série de disques 3. Le reste du carter est rempli d'un liquide de haute viscosité tel que l'huile silicone. Pour conférer à cet appareil des caractéristiques couple transmis-vitesse différentes suivant le sens de rotation, afin d'éviter certains inconvénients sur un véhicule à deux ou à quatre roues motrices, les disques 1, 2 de la première série sont de deux types et sont pourvus de déformations constituant des saillies coopérantes.

Description

L'invention concerne un accouplement à frottement visqueux ou coupleur

hydraulique utilisable notamment comme différentiel Longitudinal dans la partie de transmission d'un véhicule automobile comprise entre les essieux avant et arrière, comprenant deux séries de disques et un carter à l'intérieur duquel sont disposés les disques et qui est par ailleurs rempli en partie au moins avec un liquide visqueux, les disques d'une série portant sur leur bord extérieur des dents réparties circonférentiellement, qui sont reçues dans des cannelures ménagées parallèles à l'axe de rotation à l'intérieur de la partie externe du coupleur, de manière

que ces disques soient solidarisés en rotation mais puissent cou-

lisser dans cette partie externe, les disques de l'autre série présentant une ouverture centrale dont le bord porte des dents reçues dans des cannelures axiales ménagées sur le côté extérieur de la partie interne du coupleur, de manière que ces disques soient solidarisés en rotation avec la partie interne tout en pouvant coulisser sur elle, les disques de la première série alternant avec ceux de la seconde série et les disques d'au moins une série étant

maintenus à distance les uns des autres.

Il est connu de disposer les disques d'au moins une série de disques d'un tel coupleur pour qu'ils aient mutuellement des distances axiales fixes par rapport à la partie associée du

coupleur, la partie externe par exemple.

Il est possible de faire en sorte que les disques coor-

donnés à la partie interne du coupleur soient également maintenus à une distance déterminée les uns des autres, donc également des disques solidaires en rotation de l'autre partie du coupleur

(brevet GB 1 357 106).

Il est connu en outre, par le document DE-OS 36 04 771, de

rendre l'espacement des disques variable.

Le couple transmissible par le coupleur dépend notamment

de l'intervalle entre deux disques placés l'un à côté de l'autre.

En cas de mouvements relatifs entre les disques des deux séries d'un tel coupleur hydraulique connu, il s'établit un couple de

réaction. Ces exécutions connues ont l'inconvénient que l'appa-

rition d'une différence entre les vitesses de rotation des deux

parties du coupleur fait passer celui-ci à la position de transmis-

sion d'un couple, quelle que soit la cause de la différence entre

les vitesses de rotation. Or, cette particularité est un inconvé-

nient lorsque le véhicule équipé d'un tel différentiel à auto-

blocage - car c'est ainsi qu'agit le coupleur hydraulique -

présente en plus un système antiblocage automatique des roues au

freinage. Un autre inconvénient, se manifestant en cas d'utili-

sation du coupleur hydraulique pour faire participer à la propul-

sion du véhicule les roues non commandées constamment de l'essieu normalement traîné, est que, par exemple en cas de blocage des roues avant motrices au freinage, les roues de l'essieu arrière, non entraînées normalement, risquent également d'être bloquées, ce

qui peut provoquer le dérapage du véhicule.

Partant de cet état de la technique, l'invention vise à créer un coupleur hydraulique qui possède des caractéristiques

couple-vitesse différentes pour ses deux sens de rotation, c'est-à-

dire qui se comporte comme une roue libre dans le sens de rotation

opposé au sens de rotation principal.

A cet effet, selon l'invention, un coupleur hydraulique comme défini au début est caractérisé en ce que la première série est composée de disques de deux types, qui sont pourvus de déformations constituant des saillies dirigées axialement les unes vers les autres, les disques d'un des deux types pouvant tourner circonférentiellement dans une mesure limitée par rapport à ceux de l'autre type, et que les déformations sont disposées en dehors

des surfaces actives de la seconde série de disques.

On obtient ainsi que, dans un sens de rotation, à savoir le sens de rotation principal, dans lequel doit être transmis un couple d'un essieu à l'autre, le coupleur réagit immédiatement. Par contre, dans l'autre sens de rotation, les disques sont espacés au maximum les uns des autres, c'est-à-dire que l'intervalle entre leurs surfaces actives est agrandi. Le couple transmissible est réduit en conséquence. L'influence mutuelle possible du coupleur hydraulique et du système antiblocage, de même qu'une mauvaise tenue de route du véhicule au freinage, sont évitées dans une large

mesure. Par exemple, en cas de blocage des roues avant d'un véhi-

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cule à traction avant, les roues arrière peuvent continuer à tour-

ner sans que le mouvement relatif ainsi produit entre les disques de la première et de la seconde série entraîne l'établissement d'un

couple notable.

Selon un premier mode de réalisation du coupleur, il est prévu que les disques de la première série, montés rotatifs dans une mesure limitée par rapport à l'autre type de disques de la

même série, sont disposés avec leurs dents et avec du jeu circonfé-

rentiel dans les cannelures de la surface cannelée ou denture de la partie correspondante du coupleur et que les deux types de

disques de la première série sont pourvus de déformations coopé-

rantes, faisant axialement saillie d'un côté ou des deux côtés de leurs faces dirigées l'une vers l'autre et qui sont par ailleurs planes. Les dispositions relatives des déformations sont choisies de manière que les disques soient maintenus à un espacement minimal

ou à un espacement maximal les uns des autres.

Selon une variante, il est possible que les disques de la première série, montés rotatifs dans une mesure limitée par rapport à l'autre type de disques de la même série, soient disposés dans les cannelures de la surface cannelée ou denture de la partie correspondante du coupleur et qu'un disque, appartenant à la première série et présentant des déformations faisant saillie de ses deux faces par ailleurs planes, est prévu chaque fois entre

deux disques de la première série ayant des faces planes continues.

Suivant l'exécution, il est donc possible aussi que seu-

lement chaque deuxième disque d'une série soit pourvu de déforma-

tions. Il est préférable que les déformations soient prévues sur les disques coordonnés à la partie externe du coupleur. Elles sont

disposées de préférence dans la fente radiale entre le bord exté-

rieur des disques coordonnés à la partie interne du coupleur et

l'alésage de la partie externe du coupleur.

Il est cependant concevable aussi de disposer les défor-

mations dans la fente radiale formée entre le bord intérieur des disques coordonnés a la partie externe du coupleur et la périphérie

de la partie interne du coupleur.

Au cas o seulement chaque deuxième disque de la première série est pourvu de déformations, un autre mode de réalisation de l'invention prévoit que les déformations sont réalisées sur les

dents, notamment par l'inclinaison des dents en direction axiale.

Il est possible de prévoir un ressort axial agissant sur les disques pour contribuer au rappel de ceux-ci à une position o leur espacement est minimal. Il n'est cependant pas indispensable de prévoir un tel ressort car l'effet de pompage engendré par le mouvement relatif assure également l'approche axiale mutuelle des disques. Enfin, une autre caractéristique de l'invention prévoit que l'angle de rotation relative du second type de disques de la première série, par rapport à la partie associée du coupleur, correspond à la course angulaire des déformations depuis leur application contre la face opposée jusqu'à l'appui mutuel des

saillies formées par elles.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de

deux exemples de réalisation préférés mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 montre dans sa moitié supérieure le principe de la disposition relative des disques lors d'une rotation dans le sens de rotation principal et, dans la moitié inférieure, le principe de la disposition relative des disques lors d'une rotation en sens contraire;

- les figures 2 et 3 sont des représentations qui corres-

pondent respectivement à la moitié supérieure et à la moitié infé-

rieure de la figure 1, mais pour des disques présentant des défor-

mations sur les deux côtés;

- la figure 4 est un détail, en coupe transversale, illus-

trant la disposition des disques (appelés ci-après disques exté-

rieurs) dans la partie externe du coupleur; - la figure 5 est un détail montrant la disposition de disques présentant des déformations dans la région de Leur denture, lors d'une rotation dans le sens de rotation principal; - la figure 6 est une représentation semblable, mais pour la rotation en sens contraire; - la figure 7 représente une partie d'un disque portant des déformations selon une variante de réalisation par rapport à celle de la figure 5; - les figures 8 et 9 sont des vues en plan partielles d'un disque extérieur d'un premier type et d'un disque extérieur d'un second type; - la figure 10 est une vue en plan d'un disque intérieur (solidarisé en rotation avec la partie interne du coupleur); et - la figure 11 est une vue schématique moitié en coupe

axiale d'un coupleur hydraulique selon l'invention.

On décrira d'abord la construction du coupleur hydrau-

lique en référence à la figure 11. Cet appareil, désigné globa-

lement par la référence 8, possède un carter 9 avec une partie externe 10 du coupleur, de forme essentiellement cylindrique et creuse, à laquelle se raccorde rigidement une paroi radiale 25, s'étendant radialement vers l'intérieur, ainsi qu'un couvercle 26

qui s'étend également, pour l'essentieL, radialement vers l'inté-

rieur, et une partie interne 11 du coupleur, réalisée à la façon

d'un manchon cylindrique.

Dans son alésage 21, la partie externe 10 du coupleur présente une denture 12 avec des cannelures ou rainures 7 (figure 4) parallèles à l'axe de rotation x-x et réparties dans le sens de la circonférence de l'alésage 21. La partie interne 11 possède

extérieurement une denture 13 dont les dents sont également paral-

lèles à l'axe de rotation x-x. La partie interne 11 peut être accouplée par des cannelures intérieures 17 à un organe menant ou mené, tandis que la partie externe 10 peut être accouplée de façon analogue à un organe menant ou mené par des cannelures prévues sur sa surface extérieure. L'espace intérieur 22 du carter 9 contient deux séries de disques d'accouplement: une première série formée de disques extérieurs 1 d'un premier type et de disques extérieurs

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2 d'un second type, ainsi qu'une seconde série de disques inté-

rieurs 3. Ces derniers (voir figure 10) possèdent une denture 16 par laquelle ils sont en prise avec la denture 13 (cannelures ou rainures) de la partie interne 11 du coupleur. La denture 16 est

formée sur le bord de l'ouverture centrale 23 des disques inté-

rieurs 3, pouvant coulisser axialement, suivant l'axe de rotation x-x, par rapport à la partie interne 11 du coupleur. Deux types de

disques 1 et 2 sont coordonnés à la partie externe 10 et à sa den-

ture 12. Ils se distinguent par leur disposition dans la denture 12 (voir les figures 4 à 6). Les disques extérieurs 2 du second type

présentent sur leur bord extérieur une denture 15 qui est complé-

mentaire à la denture 12 de la partie externe 10 en ce sens

qu'elle permet seulement le coulissement axial des disques con-

cernés par rapport à la partie externe 10. Circonférentiellement, la liaison d'entraînement en rotation entre les dentures 15 et 12

est pratiquement sans jeu (figures 4 et 9).

Les disques extérieurs 1 du premier type présentent également un denture 14 sur leur bord extérieur. Cependant, leurs dents sont plus petites, circonférentiellement, que les rainures trapézoldales de la denture 12 de la partie externe 10, si bien que les disques de ce type peuvent non seulement coulisser axialement, mais effectuer en plus un mouvement de rotation par rapport à la

partie externe 10 du coupleur, sur un angle a déterminé (figures 4-

6 et 8).

La partie externe 10 et la partie interne 11 du coupleur

peuvent tourner l'une par rapport à l'autre. Des joints d'étan-

chéité 28 sont prévus entre ces deux parties d'une part et entre le couvercle 26 et la partie externe 10 d'autre part. Enfin, le coupleur comprend, dans une zone 30, un ressort axial 27 appuyé

d'un côté sur le couvercle 26 et de l'autre sur l'un des disques.

Ce ressort tente en permanence d'approcher les disques 1, 2 et 3 jusqu'à l'obtention d'un espacement minimal entre eux. La partie restante de l'espace intérieur 22, celle qui n'est pas occupée par les disques extérieurs 1, 2, les disques intérieurs 3 ou les autres éléments prévus dans cet espace, est remplie en partie au moins par un liquide de grande viscosité, une huile silicone par exemple. Grâce à la conformation particulière des disques extérieurs 1, 2 et des disques intérieurs 3, ainsi qu'a leur position relative, les disques 1, 2 et 3 peuvent être maintenus, soit à un espacement minimal, soit à un espacement maximal les uns des autres. On obtient ainsi, selon le sens de rotation, la transmission d'un couple minimal ou la transmission d'un couple maximal.

La conformation - prévue pour obtenir ce mode de fonction-

nement - des disques extérieurs 1, 2 et des disques intérieurs 3 sera décrite ci-après en référence aux figures 1 à 10. La figure 1, servant à illustrer le principe de l'action des déformations,

montre dans sa moitié supérieure la position de deux disques exté-

rieurs 1 et 2 d'une série de disques l'un par rapport à l'autre et par rapport à un disque intérieur 3 dans le cas d'une rotation dans le sens de rotation principal. Les deux disques extérieurs 1 et 2 sont maintenus à un espacement minimal A déterminé l'un de l'autre par une bague d'espacement 4 portée par la partie externe 10 du coupleur. Un disque intérieur 3 se trouve entre les deux disques extérieurs 1 et 2. Les bagues d'espacement 4 assurent également un certain espacement des disques extérieurs 1, 2 par rapport aux

disques intérieurs 3.

La figure 1 montre un exemple o les deux disques exté-

rieurs 1, 2 sont pourvus de déformations, désignées par 5 et 6. Le disque extérieur 1 présente ainsi une déformation 6 obtenue par repoussage dans une direction, tandis que l'autre disque extérieur 2 présente une déformation 5 dirigée en sens contraire par rapport à la déformation 6. Cette dernière forme une saillie sur la face 19 par ailleurs plane du disque extérieur 1 et la déformation 5 fait une saillie sur la face 18, également plane par ailleurs, du disque extérieur 2. Les deux déformations 5 et 6 sont prévues sur des parties des disques 1 et 2, de manière qu'elles ne perturbent pas la coopération de ces disques extérieurs avec le disque intérieur 3. Dans ce but, les déformations 5 et 6 sont disposées dans la

fente radiale 20 formée entre le bord extérieur 24 du disque inté-

rieur 3 et l'alésage 21 de la partie externe 10 du coupleur

(figure 11).

Ainsi qu'il ressort de la figure 4, le disque extérieur 1 est reçu par sa denture 14 dans des rainures de la denture 12 de la partie externe 10 du coupleur. Les dents formant la denture 14 du disque 1 sont plus courtes, dans leur étendue circonférentielle, c'est-à-dire dans le sens de la périphérie, autour de l'axe de rotation x-x, que les rainures 7 de la denture 12. Dans chaque rainure 7 subsiste donc, à côté d'une dent 14, un intervalle ou jeu circonférentiel S. Ce jeu correspond à la possibilité de rotation d'un angle " du disque extérieur 1 dans les rainures 7 de la denture de la partie externe 10, donc par rapport à cette

dernière et aux autres disques extérieurs 2.

Les déformations 5 et 6 sont seulement représentées sché-

matiquement sur les figures 1 et 2. Lors d'une rotation contrai-

rement au sens de rotation principal N, le disque extérieur 1 reste initialement à la même position, jusqu'à ce que les dents 14 aient changé de position de butée par rapport à la partie externe du coupleur, de la position de butée contre le flanc gauche des rainures 7 selon la figure 4 à la position contre le flanc droit de

ces mêmes rainures. Lors de cette rotation relative, les défor-

mations 5 et les déformations 6 se placent les unes en face des autres et les deux types de disques 1 et 2 sont en même temps écartés les uns des autres. La moitié inférieure de la figure 1 montre la disposition relative des déformations 5 et 6 ainsi obtenue. Les deux disques extérieurs 1 et 2 visibles sur cette figure présentent alors l'espacement maximal B. Les explications qui précèdent sont valables aussi pour le mode de réalisation selon les figures 2 et 3. La seule différence

avec l'exécution selon la figure 1 est que chacun des disques exté-

rieurs 1, 2 est pourvu de deux déformations 5, 5a ou 6, 6a, l'une formant une saillie sur la face 18 et l'autre formant une saillie sur la face 19. Cette conformation a pour résultat que tous les

disques 1, 2 et 3 du coupleur sont écartés ou approchés mutuel-

lement de manière essentiellement uniforme.

Il est possible d'utiliser les déformations 5, 6 des disques extérieurs 1, 2 aussi, simultanément, pour garantir

l'espacement minimal A entre les disques extérieurs 1 et 2.

Il est possible encore de produire les mouvements des disques extérieurs 1 et 2,-entre leur espacement minimal A et leur espacement maximal B, de la manière illustrée dans l'exemple des

figures 5 et 6.

Ces figures montrent seulement un détail de la disposition des dentures 14 dans les rainures 7 de la denture 12 de la partie externe 10 du coupleur. De plus, le fonctionnement sera seulement décrit en référence à une dent d'une denture 14 et une rainure 7 de la denture 12. Comme on peut le voir sur la figure 5, les disques 1, 2 et 3 présentent un espacement minimal entre eux, ce qui correspond à leur disposition relative pour la transmission du couple maximal dans le sens de rotation principal N. L'un des disques extérieurs, par exemple le disque 1 représenté à gauche,

présente une dent 14 disposée avec le jeu S - dans le sens circon-

rentiel autour de l'axe de rotation x-x de ce disque - dans une rainure 7 de la denture 12. La dent 14 peut donc parcourir la distance séparant son application contre l'un des flancs de la rainure 7 de l'autre position de butée contre le flanc opposé de cette rainure, distance qui correspond au jeu S. Les dents des autres disques extérieurs 2 sont inclinées, de manière qu'elles constituent les déformations 5, 6. La déformation 5 du disque 2

représenté le plus à gauche coopère avec le premier disque exté-

rieur 1 du côté gauche, tandis que la deuxième déformation 6 coopère avec le deuxième disque extérieur 1 à partir de la gauche sur la figure 5. S'il se produit un mouvement relatif entre les disques extérieurs 1 et la rainure 7, de sorte que la dent 14 du disque I passe de la position représentée sur la figure 5 à celle de la figure 6, elle vient en contact, par son arête 29, avec la surface de la déformation 5 ou 6 correspondante et se déplace le

long d'elle, provoquant ainsi l'écartement axial des disques exté-

rieurs 1 et 2, de telle sorte que l'intervalle entre eux passe de l'espacement minimal A à l'espacement maximal B. L'inclinaison des

dents du disque extérieur 2 du second type, pour créer les défor-

mations 5, 6, peut être effectuée comme représenté sur les figures 5 et 6, mais il est possible aussi de pratiquer d'abord une courbure relativement forte vers l'extérieur et d'orienter la dent

ensuite à peu prés parallèLe à La surface active du disque exté-

rieur 2 concerné (figure 7).

La conformation des différents disques 1, 2 et 3 ressort

des figures 8 à 10.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Coupleur hydraulique, utilisable notamment comme différentiel longitudinal dans la partie de transmission d'un véhicule automobile comprise entre les essieux avant et arrière, comprenant deux séries de disques et un carter à l'intérieur duquel sont disposés les disques et qui est par ailleurs rempli en partie au moins avec un liquide visqueux, les disques d'une série portant sur leur bord extérieur des dents réparties circonférentiellement, qui sont reçues dans des cannelures ménagées parallèles à l'axe de rotation à l'intérieur de la partie externe du coupleur, de manière

que ces disques soient solidarisés en rotation mais puissent cou-

lisser dans cette partie externe, les disques de l'autre série présentant une ouverture centrale dont le bord porte des dents reçues dans des cannelures axiales ménagées sur le côté extérieur de la partie interne du coupleur, de manière que ces disques soient solidarisés en rotation avec la partie interne tout en pouvant coulisser sur elle, les disques de la première série alternant avec ceux de la seconde série et les disques d'au moins une série étant maintenus à distance les uns des autres, caractérisé en ce que la première série est composée de disques (1, 2) de deux types, qui sont pourvus de déformations (5, 6) constituant des saillies dirigées axialement les unes vers les autres, les disques d'un des deux types pouvant tourner circonférentiellement dans une mesure limitée par rapport à ceux de l'autre type, et que les déformations (5, 6) sont disposées en dehors des surfaces actives de la seconde

série de disques (3).

2. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques (1) de la première série,montés rotatifs dans une mesure limitée par rapport à l'autre type de disques (2) de la même série, sont disposés avec leurs dents (14) et avec du jeu circonférentiel dans les cannelures (7) de la surface cannelée ou denture (12) de la partie (10) correspondante du coupleur et que les deux types de disques (1, 2) de la première série sont pourvus de déformations (5, 6) coopérantes, faisant axialement saillie d'un côté ou des deux côtés de leurs faces (18, 19) dirigées l'une

vers l'autre et qui sont par ailleurs planes.

3. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques (1) de la première série,montés rotatifs dans une mesure limitée par rapport à l'autre type de disques (2) de la même série, sont disposés dans les cannelures (7) de la surface cannelée ou denture (12) de la partie correspondante (10) du coupleur et qu'un disque, appartenant à la première série et présentant des déformations (5, 6) faisant saillie de ses deux faces (18, 19) par ailleurs planes, est prévu chaque fois entre

deux disques de la première série ayant des faces planes continues.

4. Coupleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les disques (1, 2) de la première série sont coordonnés à la

partie externe (10) du coupleur.

5. Coupleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les déformations (5, 6) sont agencées dans la fente radiale (20) entre le bord extérieur (24) des disques (3) coordonnés à la partie interne (11) du coupleur et l'alésage (21) de la partie

externe (10) du coupleur.

6. Coupleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les déformations (5, 6) sont prévues sur les dents (15),

lesquelles sontinclinées à cet effet en direction axiale.

7. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques (1, 2, 3) sont chargés par un ressort axial (27) qui tente de les approcher mutuellement jusqu'à l'obtention d'un

espacement minimal (A) des disques.

8. Coupleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'angle de rotation relative (a) du second type de disques (1) de la première série, par rapport à la partie associée (10) du coupleur, correspond à la course angulaire des déformations (5, 6) depuis leur application contre la face (18, 19) opposée jusqu'à

l'appui mutuel des saillies formées par elles.