FR2668806A1 - Device forming an epicycloid gear train used in a four-wheel drive vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device forming an epicycloid gear train. The device is characterised in that it comprises, interposed between each spider gear (14) and spider (11), friction means (17, 18) capable of attenuating the shocks (impacts) brought about by the take up of transmission play upstream of the epicycloid gear train. The present invention finds an application in four-wheel drive vehicles.

Description

La présente invention concerne un dispositif formant train épicycloldal utilisé dans un véhicule à quatre roues motrices. The present invention relates to a planetary gear train device used in a four-wheel drive vehicle.

La figure 1 représente la cinématique de transmission de couple d'une boîte de transfert 1 faisant partie d'un groupe moto-propulseur d'un véhicule à quatre roues motrices. L'arbre secondaire 2 de la boîte de vitesse (non représentée) porte le pignon du couple réducteur 3 qui entraîne l'arbre d'entrée 4 de la boîte de transfert 1 par la couronne du couple réducteur 5 solidaire de l'arbre 4 et en engrènement avec le pignon 3. FIG. 1 represents the kinematics of torque transmission of a transfer case 1 forming part of a power train of a four-wheel drive vehicle. The secondary shaft 2 of the gearbox (not shown) carries the pinion of the reducing torque 3 which drives the input shaft 4 of the transfer case 1 by the crown of the reducing torque 5 secured to the shaft 4 and meshing with the pinion 3.

L'arbre d'entrée 4 est solidaire du planétaire central 6 du train épicycloldal ayant fonction de différentiel répartiteur de couple entre le différentiel avant 7, dont le boîtier 8 est solidaire de la couronne extérieure 9 du train épicycloldal, et la couronne du couple conique 10 solidaire du porte-satellites 11 du train épicycloidal, laquelle couronne 10 engrène avec le pignon du couple conique 12 porté par l'arbre de sortie 13 de la boîte de transfert 1. L'arbre de sortie 13 entraîne l'arbre d'entrée du pont arrière (non représenté) par l'intermédiaire d'un arbre de transmission (non représenté) disposé longitudinalement au véhicule.Le principe de fonctionnement du train épicycloldal est tel que les pignons satellites doubles 14, logés à l'intérieur de la couronne 9, ne sont amenés à avoir un mouvement relatif par rapport au porte-satellites 11 qu'en cas de vitesses de rotation différentes entre le planétaire central 6 et la couronne extérieure 9, c'est-à-dire entre les roues avant et les roues arrière du véhicule. L'un des cas induisant un tel écart de vitesses est le rattrapage des jeux de la chaîne cinématique, lorsque le moteur passe par exemple d'un mode de freinage moteur à un mode d'accélération.Dans ce cas, le couple moteur commence par rattraper les jeux dans les dispositifs en amont du train epicycloidal (embrayage, bote de vitesse), puis les jeux en aval qui comprennent d'une part les jeux du différentiel avant 7 et des transmissions transversales avant pour la sortie vers l'avant et d'autre part les jeux du couple conique de sortie de la bote de transfert 1, de la transmission longitudinale, du couple conique du pont arrière, du différentiel arrière et des transmissions transversales arrière pour la sortie vers arrière. The input shaft 4 is integral with the central sun gear 6 of the planetary gear train having the function of a torque distributor differential between the front differential 7, the housing 8 of which is integral with the outer ring 9 of the planetary gear train, and the ring gear of the bevel gear 10 secured to the planet carrier 11 of the planetary gear, which crown 10 meshes with the pinion of the bevel gear 12 carried by the output shaft 13 of the transfer case 1. The output shaft 13 drives the input shaft rear axle (not shown) via a drive shaft (not shown) arranged longitudinally to the vehicle. The operating principle of the planetary gear train is such that the double planet gears 14, housed inside the crown 9, are brought to have a relative movement relative to the planet carrier 11 only in case of different rotational speeds between the central sun gear 6 and the outer ring 9, this is ie between the front wheels and the rear wheels of the vehicle. One of the cases inducing such a difference in speed is the backlash of the kinematic chain, when the engine switches for example from an engine braking mode to an acceleration mode. In this case, the engine torque begins with make up for the clearances in the devices upstream of the epicyclic gear (clutch, gearbox), then the downstream clearances which include, on the one hand, the clearances of the front differential 7 and the front transverse transmissions for the outward forward and d on the other hand, the games of the bevel torque output from the transfer case 1, of the longitudinal transmission, of the bevel torque of the rear axle, of the rear differential and of the rear transverse transmissions for the output to the rear.

Les jeux de la sortie avant étant les plus faibles, ils sont rattrapés les premiers. Les pignons satellites 14 ne se mettent qu'alors à tourner sur leurs axes 15 afin d'autoriser l'écart de vitesse précité et donc de terminer de rattraper les jeux de la sortie arrière. Ces derniers, plus importants, permettent au moteur et à l'en- sembie des organes de transmission vers l'arrière de prendre une vitesse qui, conjuguée à leurs inerties, provoque à la fin du rattrapage un choc au niveau du pont arrière préjudiciable au confort des occupants du véhicule. The games of the front outlet being the weakest, they are caught first. The satellite pinions 14 only then start to rotate on their axes 15 in order to authorize the abovementioned speed difference and therefore to finish making up for the play in the rear output. The latter, more important, allow the engine and the assembly of the rearward transmission members to take up a speed which, combined with their inertia, causes a shock at the rear axle which is detrimental to the rear end. comfort of vehicle occupants.

La présente invention a pour but d'éviter, voir même d'éliminer, le choc susmentionné. The object of the present invention is to avoid, or even eliminate, the above-mentioned shock.

Pour cela, l'invention propose un dispositif formant train épicycloidal utilisé dans un véhicule à quatre roues motrices et servant de différentiel répartiteur de couple entre le différentiel avant, dont le boîtier est solidaire de la couronne extérieure du train épicycloidal, et la couronne du couple conique entraînant l'arbre de transmission longitudinale, laquelle est solidaire du porte-satellites du train épicycloidal et qui est caractérisé en ce qu'il comprend, interposés entre chaque pignon satellite et le porte-satellites, des moyens de friction aptes à diminuer les chocs induits par le rattrapage de jeux de transmission en aval du train épicycloidal lorsque le moteur du véhicule passe par exemple d'un mode de freinage moteur à un mode d'accélération ou inversement.  For this, the invention provides a device forming a planetary gear train used in a four-wheel drive vehicle and serving as a torque distributor differential between the front differential, the housing of which is secured to the outer ring of the planetary train, and the torque ring bevel driving the longitudinal transmission shaft, which is integral with the planet carrier of the planetary gear train and which is characterized in that it comprises, interposed between each planet gear and the planet carrier, friction means capable of reducing shocks induced by the correction of transmission clearances downstream of the planetary gear train when the vehicle engine goes for example from an engine braking mode to an acceleration mode or vice versa.

De préférence, les moyens de friction comprennent deux rondelles élastiques disposées de part et d'autre de chaque pignon satellite en étant solidaires en rotation de celui-ci et en appui respectivement sur les deux flasques du porte-satellites. Preferably, the friction means comprise two elastic washers arranged on either side of each satellite pinion while being integral in rotation with the latter and bearing respectively on the two flanges of the planet carrier.

Avantageusement, les deux rondelles élastiques associées à un pignon satellite sont en appui sur les deux flasques précités par l'intermédiaire de deux rondelles d'appui solidaires en rotation respectivement des deux flasques du porte-satellites. Advantageously, the two elastic washers associated with a satellite pinion are in abutment on the two aforementioned flanges by means of two support washers integral in rotation respectively with the two flanges of the planet carrier.

Chaque rondelle élastique est solidarisée au pignon satellite associé par deux méplats conjugués réalisés respectivement dans la rondelle élastique et sur une portion cylindrique extrême correspondante du pignon coaxiale à l'axe de rotation de ce dernier. Each elastic washer is secured to the associated pinion gear by two conjugate flats produced respectively in the elastic washer and on an extreme cylindrical portion corresponding to the pinion coaxial with the axis of rotation of the latter.

Chaque rondelle d'appui est solidarisée au porte-satellites par deux méplats conjugués réalisés respectivement sur la rondelle d'appui et dans le flasque correspondant du porte-satellites. Each support washer is secured to the planet carrier by two conjugate flats produced respectively on the support washer and in the corresponding flange of the planet carrier.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 représente la cinématique de transmission de couple d'une bote de transfert d'un véhicule à quatre roues motrices
- la figure 2 représente les pignons satellites doubles suivant la flèche II de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2
- la figure 4 est une une vue partielle en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ; et
- la figure 5 est une vue partielle en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which
- Figure 1 shows the kinematics of torque transmission of a transfer box of a four-wheel drive vehicle
- Figure 2 shows the double planet gears along arrow II of Figure 1
- Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 2
- Figure 4 is a partial sectional view along the line IV-IV of Figure 3; and
FIG. 5 is a partial sectional view along the line VV in FIG. 3.

En se reportant aux figures 2 à 5, la référence 16 désigne les deux flasques parallèles du porte-satellites 11 à l'un desquels est solidarisée la couronne du couple conique 10. Les axes 15 de rotation des pignons satellites T4 sont solidarisés aux flasques 16 perpendiculairement à ceux-ci en étant également répartis angulairement. La figure 3 montre un pignon satellite supérieur 14 monté rotatif sur son axe 15 de façon conventionnelle tandis que la partie inférieure de cette figure montre un pignon satellite 14 monté sur l'axe 15 conformément à l'invention. Referring to Figures 2 to 5, the reference 16 designates the two parallel flanges of the planet carrier 11 to one of which is secured the crown of the bevel gear 10. The axes 15 of rotation of the satellite pinions T4 are secured to the flanges 16 perpendicular to them while also being distributed angularly. Figure 3 shows an upper satellite gear 14 rotatably mounted on its axis 15 in a conventional manner while the lower part of this figure shows a satellite gear 14 mounted on the axis 15 according to the invention.

Ainsi, selon l'invention, des moyens de friction sont interposés entre chaque pignon satellite 14 et les flasques 16 du porte-satellites 11 de façon à diminuer les chocs induits par le rattrapage de jeux de transmission en aval du train épicycloidal. Ces moyens de friction comprennent de préférence deux rondelles élastiques 17 disposées de part et d'autre de chaque pignon satellite 14 en étant solidaires en rotation de celui-ci et venant en appui respectivement sur les deux flasques 16 du porte-satellites 11 par l'intermédiaire de deux rondelles d'appui 18 solidaires en rotation respectivement des deux flasques 16. Chaque rondelle élastique 17 comporte un méplat 17a réalisé dans son diamètre interne et pouvant s'engager sur un méplat de forme conjuguée 14a usiné sur une portée cylindrique 14b elle-même usinée dans le flanc correspondant du pignon satellite 14 coaxialement à l'axe de rotation de celui-ci. L'assemblage à deux méplats 14a, 17a assure ainsi la liaison en rotation d'une rondelle élastique 17 au pignon satellite correspondant 14, étant bien entendu que d'autres modes de liaison en rotation sont possibles. Chaque rondelle d'appui 18 est engagée au moins partiellement dans la paroi latérale interne correspondante d'un flasque 16 et comporte un méplat 18a réalisé sur la rondelle 18 et s'engageant dans un méplat de forme conjuguée 16a du flasque 16 de façon à être solidarisée en rotation au flasque 16. Thus, according to the invention, friction means are interposed between each satellite pinion 14 and the flanges 16 of the planet carrier 11 so as to reduce the shocks induced by the correction of transmission clearances downstream of the planetary gear. These friction means preferably comprise two elastic washers 17 arranged on either side of each satellite pinion 14 while being integral in rotation with the latter and coming to bear respectively on the two flanges 16 of the planet carrier 11 by the intermediate of two support washers 18 integral in rotation respectively with the two flanges 16. Each elastic washer 17 comprises a flat 17a made in its internal diameter and capable of engaging on a flat of conjugate shape 14a machined on a cylindrical bearing 14b itself- even machined in the corresponding flank of the satellite pinion 14 coaxially with the axis of rotation thereof. The assembly with two flats 14a, 17a thus ensures the rotational connection of an elastic washer 17 to the corresponding satellite pinion 14, it being understood that other modes of rotational connection are possible. Each support washer 18 is engaged at least partially in the corresponding internal side wall of a flange 16 and has a flat 18a formed on the washer 18 and engaging in a flat of conjugate shape 16a of the flange 16 so as to be secured in rotation to the flange 16.

Chaque rondelle élastique 17 est montée de telle façon à lui assurer un appui plat sur la rondelle d'appui correspondante 18. L'effort nécessaire pour mettre la rondelle élastique 17 à plat est donc réparti sur la section de recouvrement de la rondelle et impose pour permettre la rotation de chaque pignon satellite 14 par rapport au porte-satellites 11, et dont de chaque rondelle élastique 17 par rapport à la rondelle d'appui correspondante 18, que le pignon satellite 14 soit soumis à un couple minimum qui est fonction du coefficient du frottement entre les rondelles 17, 18, de la section de recouvrement et de l'effort développé par les rondelles élastiques 17. Tant que ce couple n'est pas atteint, les pignons satellites 14 et donc le différentiel répartiteur peuvent être considérés comme bloqués. Le couple moteur passe intégralement par la sortie au jeu le plus faible et donc par l'avant. I1 n'y a donc pas de rattrapage de jeu arrière et donc pas de choc. Lorsque le couple devient suffisant, les pignons satellites 14 tournent progressivement sur leurs axes 15 et permettent aux jeux de la sortie arrière d'être rattrapés, mais d'une manière plus progressive par rapport à un montage classique et l'énergie du choc final est donc plus faible. Each elastic washer 17 is mounted in such a way as to provide it with a flat support on the corresponding support washer 18. The effort necessary to put the elastic washer 17 flat is therefore distributed over the covering section of the washer and requires for allow the rotation of each satellite pinion 14 relative to the planet carrier 11, and of which each elastic washer 17 relative to the corresponding support washer 18, that the satellite pinion 14 is subjected to a minimum torque which is a function of the coefficient friction between the washers 17, 18, the overlap section and the force developed by the elastic washers 17. As long as this torque is not reached, the planet gears 14 and therefore the distributor differential can be considered to be blocked . The engine torque goes entirely through the lowest clearance output and therefore from the front. There is therefore no backlash adjustment and therefore no shock. When the torque becomes sufficient, the planet gears 14 gradually rotate on their axes 15 and allow the games of the rear output to be caught, but in a more progressive manner compared to a conventional assembly and the energy of the final impact is therefore weaker.

Le raisonnement ci-dessus s'applique aussi bien pour un passage du moteur d'un mode de freinage moteur à un mode d'accélération que pour le passage du moteur du mode d'accélération au mode de freinage moteur. The above reasoning applies as well for a passage of the engine from an engine braking mode to an acceleration mode as for the passage of the engine from acceleration mode to engine braking mode.

Le dispositif conforme à l'invention permet donc de diminuer efficacement les chocs induits par le rattrapage des jeux de transmission en aval de l'arbre de sortie 13 de la bote de transfert 1.  The device according to the invention therefore makes it possible to effectively reduce the shocks induced by the take-up of the transmission clearances downstream of the output shaft 13 of the transfer box 1.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Dispositif formant train épicycloidal utilisé dans un véhicule à quatre roues motrices et servant de différentiel répartiteur de couple entre le différentiel avant (7), dont le boîtier (8) est solidaire de la couronne extérieure (9) du train épicycloldal, et la couronne du couple conique (10) entraînant l'arbre de transmission longitudinale, laquelle couronne (10) est solidaire du porte-satellites (11) du train épicycloidal, caractérisé en ce qu'il comprend, interposés entre chaque pignon satellite (14) et le porte-satellites (11), des moyens de friction (17, 18) aptes à diminuer les chocs induits par le rattrapage de jeux de transmission en aval du train épicycloidal lorsque le moteur du véhicule passe par exemple d'un mode de freinage moteur à un mode d'accélération ou inversement. 1. Device forming an epicyclic train used in a four-wheel drive vehicle and serving as a torque-distributing differential between the front differential (7), the housing (8) of which is integral with the outer ring (9) of the epicyclic train, and the crown of the bevel gear (10) driving the longitudinal drive shaft, which crown (10) is integral with the planet carrier (11) of the planetary gear, characterized in that it comprises, interposed between each satellite pinion (14) and the planet carrier (11), friction means (17, 18) capable of reducing the shocks induced by the correction of transmission clearances downstream of the planetary gear train when the vehicle engine goes for example from an engine braking mode to an acceleration mode or vice versa. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de friction précités comprennent deux rondelles élastiques (17) disposées de part et d'autre de chaque pignon satellite (14) en étant solidaires en rotation de celui-ci et en appui respectivement sur les deux flasques (16) du porte-satellites (11). 2. Device according to claim 1, characterized in that the abovementioned friction means comprise two elastic washers (17) arranged on either side of each planet gear (14) being integral in rotation thereof and in support respectively on the two flanges (16) of the planet carrier (11). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux rondelles élastiques (17) associées à un pignon satellite (14) sont en appui sur les deux flasques (16) précités par l'intermédiaire respectivement de deux rondelles d'appui (18) solidaires en rotation respectivement des deux flasques. 3. Device according to claim 2, characterized in that the two elastic washers (17) associated with a pinion gear (14) are supported on the two flanges (16) above via respectively two support washers ( 18) integral in rotation respectively with the two flanges. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque rondelle élastique (17) est solidarisée au pignon satellite associé (14) par deux méplats conjugués (17a, 14a) réalisés respectivement dans la rondelle élastique (10) et sur une portion cylindrique extrême correspondante (14b) du pignon (14) coaxiale à l'axe de rotation (15) de ce dernier. 4. Device according to claim 2, characterized in that each elastic washer (17) is secured to the associated satellite pinion (14) by two conjugate flats (17a, 14a) produced respectively in the elastic washer (10) and on a cylindrical portion corresponding end (14b) of the pinion (14) coaxial with the axis of rotation (15) of the latter. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque rondelle d'appui (18) est solidarisée au porte-satellites (11) par deux méplats conjugués (18a, 16a) réalisés respectivement sur la rondelle d'appui (18) et dans le flasque correspondant (16) du porte-satellites (11).  5. Device according to claim 3, characterized in that each support washer (18) is secured to the planet carrier (11) by two conjugate flats (18a, 16a) produced respectively on the support washer (18) and in the corresponding flange (16) of the planet carrier (11).
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