FR2630799A1 - Differentiel a roues coniques, notamment pour vehicules automobiles - Google Patents
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Abstract
Dans un différentiel 7 à roues coniques, la coquille 11 comporte, outre deux roues coniques de sortie 12, trois roues satellites coniques 14 mobiles en rotation sur des tourillons 15 d'un support 16 par lesquels celui-ci est logé de la coquille 11 de façon à pouvoir pivoter de manière limitée autour du point d'intersection du plan des axes 19 des tourillons 15 avec l'axe de rotation 17 de la coquille 11. On obtient ainsi une charge uniforme des roues satellites coniques 14, même en présence de " faux rond ", et l'agencement de trois tourillons 15 permet d'obtenir un système statiquement déterminé. L'invention s'applique aussi bien aux différentiels avec blocage automatique limité qu'à ceux sans blocage.
Description
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L'invention concerne un différentiel à roues coniques, notameent pour véhicules automobiles, comportant une coquille de différentiel entraînée et montée à rotation dans un carter, coquille dans laquelle deux roues coniques de sortie sont montées à rotation coaxialement A son axe de rotation et sont en prise avec des roues satellites coniques qui sont reçues à rotation sur des tourillons agencés perpendiculairement à l'axe de rotation, lesquels prennent appui avec
solidarisation en rotation, dans la coquille du différentiel.
Dans de tels différentiels à roues coniques, les supports de roues satellites sont munis d'un ou deux axes qui, en règle générale, sont agencés en situation fixe et sur lesquels deux ou quatre roues
satellites coniques sont agencées à rotation.
La transmission du couple de rotation par deux roues satellites coniques est souvent impossible, du fait des couples de rotation
élevés, ou conduit alors à une trop forte usure des flancs des dents.
Si l'on utilise quatre roues satellites coniques, les charges sur les flancs des dents ne sont pas égales: les roues satellites coniques sont sollicitées inégalement. Cela se produit notamment dans le cas des inévitables défauts de centrage des roues satellites coniques. Cela se produit encore si le support est reçu à coulissement axial. Les problèmes précités n'ont pas encore pu être résolus, môme en fixant trois roues satellites coniques sur un support fixé à la coquille du
différentiel, ou coulissant.
Certes, on connaît déjà une étoile de différentiel avec six tourillons, composée de deux étoiles à trois branches. Ces deux étoiles de différentiel comprenant chacune trois tourillons suont toutefois solidarisées l'une A l'autre par une liaison positive et, en outre, deux
roues satellites coniques sont montées à rotation sur chaque tourillon.
Cette configuration a pour effet que les deux étoiles à trois branches associées pour constituer un support de roues satellites présentant six tourillons se comportent coame un seul support de roues satellites coniques. Les inconvénients sont donc identiques à ceux rencontrés par exemple dans le cas d'un support de roues satellites à quatre tourillons. Par ailleurs, ce différentiel connu par le brevet allemand DE-OS 30 00 128, conçu pour des véhicules utilitaires, a pour but
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d'autoriser une double réduction. Pour cette raison, deux roues coniques sont agencées sur chaque tourillon, à des positions radiales différentes. Partant de cela, l'invention a pour but de réaliser un différentiel à roues coniques dans lequel il y aura automatiquement une répartition uniforme de la charge sur toutes les roues satellites
coniques devant participer à la transmission du couple de rotation.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que trois roues satellites coniques sont prévues, lesquelles sont séparées les unes des autres par des intervalles périmétriques; par le fait que les tourillons sur lesquels les roues satellites coniques sont montées à rotation sont agencés, en se trouvant dans un plan, sur un support central qui est reçu dans la coquille par ses tourillons, de façon à pouvoir s'écarter de sa position d'intersection orthogonale de l'axe de rotation de la coquille en pivotant de manière limitée autour du point d'intersection. Ce point d'intersection se rapporte notamment à l'intersection dudit axe de rotation de la coquille et du plan
contenant les axes des tourillons.
Cette configuration a pour résultat que le support avec les roues satellites coniques peut se positionner lui-même de manière que, par exemple les faux ronds des roues satellites puissent être compensés, tout comme les inégalités de répartition de charge qui en
résultent. On bénéficie alors d'une moindre usure des flancs des dents.
En outre, du fait du principe mis en oeuvre, on obtient une répartition améliorée de la charge, grâce aux trois tourillons. Il s'établit un système statiquement déterminé. De préférence, les tourillons sur le suppor-t sont séparés par des intervalles périmétriques égaux, ou encore correspondant à une division de 120'. Une division inégale est
toutefois également possible.
Dans un développement de l'invention, il est prévu que les extrémités des tourillons du support sont reçues, avec solidarisation en rotation, dans des rainures de la coquille du différentiel qui
s'étendent parallèlement à l'axe de rotation.
Pour réduire leur sollicitation en pression, les taurillons comportent, en leurs extrémités radialement extérieures, des méplats parallèles au plan contenant Ieur axe et l'axe de rotation, méplats par lesquels ils prennent appui contre les flancs des rainures en s'y appliquant. Pour faciliter le positionnement du support avec les tourillons, il est proposé que les surfaces terminales des tourillons présentent du Jeu par rapport à la surface du fond des rainures. En variante, il est possible que les surfaces terminales des tourillons soient aménagées en tant que surfaces partielles d'un cylindre dont le centre est le point d'intersection de l'axe de rotation de la coquille et du
plan contenant les axes de tous les tourillons.
En autre, dans un autre développement de l'invention, visant à ce que le différentiel soit un mécanisme bloquant automatiquement de manière limitée, il est prévu que le support présente un alésage oentral par lequel passe, avec du jeu, un premier arbre de sortie qui est solidarisé en rotation A une roue conique de sortie et qui, en outre, en son extrémité traversant le support, est lié au moyeu de l'accouplement conjugué produisant un couple de freinage, et que l'autre
roue conique de sortie est solidarisée au carter de l'accouplement.
On prévoit alors de préférence de réaliser l'accouplement sous
la forme d'un accouplement à fluide visqueux.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront
plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à
titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dont les figures représentent - la figure 1, un schéma de chaîne cinématique d'entraînement d'un véhicule automobile à roues avant motrices; - la figure 2, une coupe longitudinale d'un différentiel à roues coniques ouvert; - la figure 3, une coupe transversale ne montrant que la coquille du différentiel avec le support de roues coniques et les roues satellites coniques; - la figure 4, en coupe partielle, une vue en élévation d'un différentiel à roues coniques, bloquant automatiquement de manière
limitée, sans carter.
La figure 1 montre le schéma d'une chaîne cinématique d'entraînement d'un véhicule automobile dont les deux roues avant 1 et 2 sont entraînées. Les deux roues arrière 3 et 4 sont simplement tractées. L'entraiînement du véhicule par le moteur 5 s'effectue par l'intermédiaire de la boite de vitesses 6, de l'agencement de différentiel à roues coniques 7, et des arbres d'entraînement 8 et 9 attaquant les roues avant 2, 1. L'agencement de différentiel à roues coniques 7 peut être réalisé soit en tant que différentiel ouvert soit en tant que différentiel à blocage automatique limité. Dans le cas de la réalisation à blocage automatique limité, un accouplement générant
un couple de freinage est associé au différentiel à roues coniques.
Dans ce qui suit, on va décrire la réalisation du différentiel à
roues coniques ouvert en se référant aux figures 2 et 3 des dessins.
Le différentiel à roues coniques 7 comprend un carter 10 dans lequel une coquille de différentiel 1Il est montée à rotation autour de l'axe de rotation 17. La coquille 11 reçoit un entraînement de la boîte de vitesses via une roue dentée non représentée. Deux roues coniques de sortie 12, 13 sont agencées A rotation, coaxialement A l'axe de rotation 17 de la coquille 11 du différentiel, dans cette dernière. Les deux roues coniques de sortie 12, 13 sont liées, pour transmission de couple via les arbres d'entraînement 8, 9, chacune à une roue avant 1, 2. Entre les deux roues coniques de sortie 12, 13 est agencé un support 16 de satellites qui possède, répartis périmétriquement, des tourillons 15 dont les axes 19 se trouvent dans un plan. Sur ces tourillons 15 sont montés à rotation des satellites ou roues coniques de compensation 14 engrenant chacun avec les deux roues coniques de sortie 12 et 13. Les tourillons 15 du portesatellites ou support 16 sont reçus, avec solidarisation en rotation, par leurs extrémités, dans des rainures 18 dans la surface intérieure 34 de la coquille 11 du différentiel. Les rainures 19 s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 17 de la coquille 11. Les extrémités des tourillons 15 sont munies, dans les deux sens de rotation, de méplats 20 qui s'appliquent contre les flancs. 21 des rainures 18. Les surfaces terminales 22 des tourillons 15 présentent du Jeu par rapport à la surface 23 du fond des rainures 18. En outre, les rainures 18 sont dotées d'une étendue axiale de valeur telle que le support.16 puisse se déplacer, au moins
dans certaines limites, par rapport à la coquille 11 du différentiel.
Le support 16 est reçu & pivotement limité autour du point S d'intersection du plan contenant les axes 19 des taourillons avec l'axe de rotation 17 de la coquille 11 du différentiel. Cette possibilité de pivotement limité permet de régler-positionner d'une part le support 16 et, d'autre part, les roues satellites coniques 14 de manière qu'il y ait une répartition de charge uniforme. Des bagues de portée 35 sont agencées entre les surfaces extérieures des roues satellites coniques 14 et la surface intérieure 34 de la coquille 11 du différentiel. On obtient ainsi un contact surfacique et un appui des roues satellites
coniques 14 vis-à-vis de la coquille 11 du différentiel.
Sur la figure 4, on a représenté un différentiel à roues coniques, 7, bloquant automatiquement de manière limitée. Quant au principe, la forme de réalisation et l'agencement des roues satellites coniques 14, des roues coniques de sortie 12, 13 et du support 16 avec les tourillons 15 correspondent à l'exemple de réalisation selon les figures 2 et 3. Dans la coquille 11 du différentiel à roues coniques, 7, on a toutefois agencé en plus un accouplement pour engendrer un couple de blocage. L'accouplement est désigné par 25. Il est réalisé sous la forme d'un accouplement à fluide visqueux. La roue conique de sortie 12 est dotée d'une collerette 28 qui est une partie du carter 27 de l'accouplement 25. Ce carter 27 de l'accouplement comporte en outre une chemise 30 et, appliqué à son autre extrémité, un flasque 29. En outre, l'accouplement 25 présente un moyeu 26. Des disques ou lamelles sont agencés dans le volume annulaire compris entre la chemise 30 et
le moyeu 26 de l'accouplement. On a prévu deux Jeux de disques 31, 32.
Les disques 32 sont des disques extérieurs séparés les uns des autres par des bagues d'écartement 33 et solidarisés en rotation en étant maintenus dans des dentures de la chemise 30. Les disques 31 sont des disques intérieurs qui sont associés, avec solidarisation en rotation, au moyeu 26 de l'accouplement, au moyen de dentures. Les disques extérieurs 32 et' intérieurs 31 sont disposés en alternat. L'arbre d'entraînement 8 servant à entrainer la roue avant 2 est solidarisé en rotation, par un téton, à la roue conique de sortie 13. En outre, l'arbre d'entraînement 8 traverse UL alésage 24 dans le support 16 et, par une denture dans un alésage du moyeu 26 de l'accouplement, est également solidarisé esu rotation & celui- ci. La roue conique de sortie 12 est solidarisée à l'arbre d'entraînement 9 par l'intermédiaire de la collerette 18, de la chemise 30 et du flasque 29. A cette fin, l'arbre d'entraînement 9 est reçu, avec solidarisation en rotation, dans un prolongement cylindrique du flasque 29. La partie du volume intérieur de l'accouplement 25 non occupée par les disques 31, 32 est remplie au moins partiellement d'un liquide visqueux, par exemple une huile silicone. La valeur adoptée pour le jeu radial entre la surface extérieure de l'arbre d'entraînement 8 et la paroi de l'alésage 24 dans le support 16 est telle que la mobilité par pivotement, limitée, du support 16 avec les tourillons 15, par rapport à la coquille 11 du
différentiel, ne soit pas compromise.
En cas d'apparition de coefficients d'adhérence différents sur les deux roues avant 1 et 2, l'accouplement à fluide visqueux engendre un couple de freinage, Jusqu'à l'établissement d'un équilibre sur les deux roues satellites coniques de sortie 17, 13. Ce fonctionnement est
connu en soi.
Afin de simplifier le dessin, le carter dans lequel la coquille
11 du différentiel est montée n'est pas représenté sur la figure 4.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homne de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du
cadre de l'invention.
REVEIDICATIONS
1. Différentiel à roues coniques, notament pour véhicules automobiles, comportant une coquille de différentiel entraînée et montée à rotation dans un carter, coquille dans laquelle deux roues coniques de sortie sont montées à rotation coaxialement à son axe de rotation et sont en prise avec des roues satellites coniques qui sont reçues à rotation sur des tourillons agencés perpendiculairement à l'axe de rotation et logés de façon immobile en rotation, dans; la coquille du différentiel, caractérisé par le fait qu'il comporte -trois roues satellites coniques (14) séparées les unes des autres par des intervalles périmétriques et que les tourillons (15) portant les roues satellites coniques (14) mobiles en rotation déterminent par leurs axes (19) unplan et sont montés sur unsupport central (16) qui est logé dans la coquille (11) à l'aidede sestourillons (15), de façon à pouvoir s'écarterde laposition d'intersectionorthogonale (S) dudit plan avec l'axe de rotation (17) de la coquille (11) en pivotant de
manière limitée autour du point d'intersection (S).
2. Différentiel selon revendication 1, caractérisé par 'le fait que les extrémités des tourillons (15) du support (16) sont reçues, avec solidarisation en rotation, dans des rainures (18) de la coquille
(11), lesquelles s'étendent parallèlement à l'axe de rotation (17).
3. Différentiel selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'en leurs extrémités radialement extérieures, les tourillons (15) sont munis de méplats (20) parallèles au plan contenant leurs axes (19) et l'axe de rotation (17), méplats par lesquels ils prennent appui
en s'appliquant contre les flancs (21) des rainures (18).
4. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3,
caractérisé par le fait que les surfaces terminales (22) des taurillons (15) présentent du Jeu par rapport à la surface du fond (23) des
rainures (18).
5. Différentiel selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les surfaces terminales (22) des tourillons (15) sont aménagées en tant que surfaces partielles d'un cylindre dont le centre est le point d'intersection CS) de l'axe de rotation (17) de la coquille (11) et du
plan contenant les axes (19) de tous les tourillons (15).
6. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les tourillons <15) forment entre eux des angles de division inégaux. '7. Différentiel réalisé de manière à bloquer automatiquement de façon limitée, caractérisé par le fait que le support <16) présente un alésage central (24) par lequel passe, avec du Jeu, un premier arbre de sortie (8) qui est solidarisé en rotation à une roue conique de sortie (13) et qui, en outre, en son extrémité traversant le support <16), est lié au moyeu (26) de l'accouplement conjugué (25) produisant un couple de freinage, et par le fait que l'autre roue conique de sortie (12) est
solidarisée au carter (27) de l'accouplement (25).
8. Différentiel selon revendication ?, caractérisé par le fait
que l'accouplement (25) est un accouplement à fluide visqueux.
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