FR2853706A1 - Spherical differential blocking method for vehicle, involves rotating pinions around axis of rotation to align perforation with central openings of satellite parts and positioning disc between parts and cut off zones of pinions - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte, d'une part, à un procédé de blocageThe present invention relates, on the one hand, to a method of blocking
d'un différentiel sphérique destiné à être intégré dans un véhicule automobile, et a spherical differential intended to be integrated in a motor vehicle, and
d'autre part, à un différentiel sphérique bloquant obtenu selon ce procédé. on the other hand, to a blocking spherical differential obtained according to this process.
Dans certains types de bancs d'essais, par exemple pour rechercher le couple maximal pouvant être affecté à chaque roue du véhicule, il est nécessaire de s'affranchir de l'effet différentiel des roues dudit véhicule. In certain types of test benches, for example to find the maximum torque that can be allocated to each wheel of the vehicle, it is necessary to overcome the differential effect of the wheels of said vehicle.
Récemment, les constructeurs automobiles ont mis au point un nouveau type 10 de différentiel, dit " différentiel sphérique ". Un tel différentiel comprend un boîtier comportant une cavité sphérique dans laquelle est logée une coque plastique déformable servant de support de glissement à des pignons planétaires et des pignons satellites, ces pignons présentant un fond sphérique épousant la forme de ladite coque. Recently, car manufacturers have developed a new type of differential, called "spherical differential". Such a differential comprises a housing comprising a spherical cavity in which is housed a deformable plastic shell serving as a sliding support for planetary gears and planet gears, these gears having a spherical bottom matching the shape of said shell.
Il a alors été proposé, pour de tels différentiels sphériques, et afin de s'affranchir de l'effet différentiel, de réaliser un blocage par soudure des pignons planétaires sur les pignons satellites. Néanmoins, un tel procédé de blocage présente des inconvénients très importants. Tout d'abord, il a été 20 constaté que la chaleur générée au cours de la soudure provoque la fonte de la coque plastique déformable logée dans la cavité. De plus, il en résulte un hyperstatisme découlant du positionnement aléatoire des pignons planétaires lors de la soudure. Enfin, il est bien évidemment impossible de réutiliser le boîtier du différentiel après l'essai. It was then proposed, for such spherical differentials, and in order to overcome the differential effect, to achieve a locking by welding of the planetary gears on the planet gears. However, such a blocking method has very significant drawbacks. First of all, it has been observed that the heat generated during the welding causes the deformable plastic shell housed in the cavity to melt. In addition, this results in hyperstatism resulting from the random positioning of the planetary gears during welding. Finally, it is obviously impossible to reuse the differential housing after the test.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients cités précédemment, et concerne à cet effet un procédé de blocage d'un différentiel sphérique pour véhicule automobile, ce différentiel comprenant un boîtier comportant une cavité sensiblement sphérique destinée à servir de logement à 30 deux pignons planétaires et à deux pignons satellites partiellement sphériques, des ouvertures latérales permettant d'accéder à cette cavité depuis l'extérieur, et des perforations latérales opposées, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - tronquer chaque pignon planétaire dans deux zones diamétralement 35 opposées, - introduire les deux pignons planétaires dans la cavité, - réaliser deux pièces satellites présentant chacune un orifice central, - positionner chaque pièce satellite à l'intérieur de la cavité de façon à ce qu'elle vienne en butée contre une zone tronquée de chaque pignon planétaire, - faire pivoter les pignons planétaires autour de leur axe de rotation jusqu'à ce que les orifices centraux des deux pièces satellites soient alignés avec les perforations latérales opposées du boîtier, - glisser et fixer une tige de blocage dans les perforations latérales du boîtier et les orifices centraux des pièces satellites. The object of the present invention is to solve the drawbacks mentioned above, and for this purpose relates to a method of blocking a spherical differential for a motor vehicle, this differential comprising a housing comprising a substantially spherical cavity intended to serve as a housing with two pinions planetary and two partially spherical planet gears, lateral openings allowing access to this cavity from the outside, and opposite lateral perforations, characterized in that it comprises the steps consisting in: - truncating each planetary gable in two zones diametrically opposite 35, - introduce the two planetary gears into the cavity, - make two satellite parts each having a central orifice, - position each satellite part inside the cavity so that it comes into abutment against an area truncated from each planetary gear, - rotate the pigs planetary nons around their axis of rotation until the central orifices of the two satellite parts are aligned with the opposite lateral perforations of the housing, - slide and fix a locking rod in the lateral perforations of the housing and the central orifices of the parts satellites.
Il est ainsi possible de bloquer un différentiel sphérique à l'issue du procédé selon l'invention. De plus, il doit être noté que ce procédé est tout à fait réversible puisque le boîtier du différentiel peut être réutilisé après démontage, tout d'abord, de la tige de blocage, puis des pièces satellites, et enfin des 15 pignons planétaires partiellement tronqués. Il suffit alors d'intégrer des pignons planétaires et des pignons satellites standards afin d'obtenir un différentiel sphérique pouvant fonctionner de façon classique. Dans le procédé selon l'invention, il doit être bien compris qu'une pièce satellite correspond à un pignon satellite sans denture. It is thus possible to block a spherical differential at the end of the process according to the invention. In addition, it should be noted that this process is completely reversible since the differential housing can be reused after dismantling, first of all, the locking rod, then the satellite parts, and finally the partially truncated planetary gears. . It then suffices to integrate planetary gears and standard planet gears in order to obtain a spherical differential capable of operating in a conventional manner. In the method according to the invention, it should be clearly understood that a satellite part corresponds to a satellite pinion without teeth.
Par ailleurs, il doit être bien compris que les étapes du procédé selon l'invention ne doivent pas nécessairement être exécutées dans l'ordre évoqué précédemment. En effet, les pignons planétaires et les pièces satellites adéquats seront généralement fabriqués bien avant que les étapes de montage 25 proprement dites soient mises en oeuvre. Furthermore, it should be understood that the steps of the method according to the invention do not necessarily have to be carried out in the order mentioned above. In fact, the planetary gears and the suitable satellite parts will generally be produced well before the actual assembly steps are implemented.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend une étape intermédiaire consistant à positionner une rondelle intercalaire entre chaque pièce satellite et les zones tronquées des deux pignons planétaires qui lui sont 30 associées. Ces rondelles sont avantageusement réalisées dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du matériau dans lequel sont fabriqués les pièces satellites. Il est ainsi possible d'éviter que les pièces satellites soient prématurément endommagées dans les régions en contact avec les zones tronquées des pignons planétaires. 35 Préférentiellement, avant de faire pivoter les pignons planétaires autour de leur axe de rotation afin d'aligner les orifices centraux des deux pièces satellites avec les perforations latérales opposées du boîtier, on glisse une première tige dans les deux orifices centraux desdites pièces satellites. Par conséquent, 5 lorsque l'alignement est obtenu, en glissant la tige de blocage dans l'une des deux perforations latérales du boîtier, la première tige est chassée par la perforation latérale opposée. Advantageously, the method according to the invention comprises an intermediate step consisting in positioning an intermediate washer between each satellite part and the truncated zones of the two planetary gears which are associated therewith. These washers are advantageously made of a material having a hardness greater than that of the material from which the satellite parts are produced. It is thus possible to prevent the satellite parts from being prematurely damaged in the regions in contact with the truncated zones of the planetary gears. Preferably, before rotating the planet gears around their axis of rotation in order to align the central orifices of the two satellite parts with the opposite lateral perforations of the housing, a first rod is slipped into the two central orifices of said satellite parts. Consequently, when the alignment is obtained, by sliding the locking rod into one of the two lateral perforations of the housing, the first rod is driven out by the opposite lateral perforation.
Préférentiellement encore, on positionne un anneau de serrage autour du 10 boîtier afin de maintenir la tige de blocage en place. Also preferably, a clamping ring is positioned around the housing in order to hold the locking rod in place.
La présente invention se rapporte également à un différentiel sphérique bloquant pour véhicule automobile, ce différentiel comprenant un boîtier comportant une paroi interne délimitant une cavité sensiblement sphérique 15 destinée à servir de logement à deux pignons planétaires et à deux pièces satellites partiellement sphériques, des ouvertures latérales permettant d'accéder à cette cavité depuis l'extérieur, et des perforations latérales opposées, caractérisé en ce que: - chaque pignon planétaire présente deux zones tronquées 20 diamétralement opposées, chacune des deux pièces satellites présente un orifice central et est positionnée à l'intérieur de la cavité de façon à venir en butée contre une zone tronquée de chaque pignon planétaire, - les orifices centraux des deux pièces satellites sont placés dans 25 l'alignement des deux perforations latérales du boîtier après pivotement adéquat des deux pignons planétaires autour de leur axe de rotation, - une tige de blocage est glissée et bloquée dans les perforations latérales du boîtier et les orifices centraux des pièces satellites. 30 Avantageusement, une coque déformable est préalablement introduite dans la cavité et est apte, d'une part, à rester plaquée contre la paroi interne dudit boîtier, et d'autre part, à servir de support de glissement aux deux pignons planétaires. The present invention also relates to a spherical blocking differential for a motor vehicle, this differential comprising a housing comprising an internal wall delimiting a substantially spherical cavity 15 intended to serve as a housing for two planetary gears and two partially spherical satellite parts, lateral openings allowing access to this cavity from the outside, and opposite lateral perforations, characterized in that: - each planetary pinion has two diametrically opposite truncated zones 20, each of the two satellite parts has a central orifice and is positioned at the interior of the cavity so as to abut against a truncated zone of each planetary pinion, the central orifices of the two satellite parts are placed in alignment with the two lateral perforations of the housing after adequate pivoting of the two planetary pinions around their axis of rotation, - a locking rod is slid and blocked in the lateral perforations of the housing and the central orifices of the satellite parts. Advantageously, a deformable shell is previously introduced into the cavity and is able, on the one hand, to remain pressed against the internal wall of said housing, and on the other hand, to serve as a sliding support for the two planetary gears.
Avantageusement encore, une rondelle intercalaire est positionnée entre chaque pièce satellite et les zones tronquées des deux pignons planétaires qui lui sont associées. Ces rondelles sont de préférence réalisées dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du matériau dans lequel sont réalisés les pièces satellites. Advantageously also, an intermediate washer is positioned between each satellite part and the truncated zones of the two planetary gears which are associated with it. These washers are preferably made of a material having a hardness greater than that of the material from which the satellite parts are made.
Préférentiellement, un anneau de serrage est positionné autour du boîtier afin de maintenir la tige de blocage en place. Preferably, a clamping ring is positioned around the housing in order to hold the locking rod in place.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue en perspective de la coque déformable servant de support aux pignons planétaires et aux pièces satellites. The invention will be better understood using the detailed description which is set out below with reference to the appended drawing in which: FIG. 1 is a perspective view of the deformable shell serving as a support for the planetary gears and the satellite parts .
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du boîtier du différentiel selon l'invention après insertion de la coque représentée à la figure 1. FIG. 2 is a view in longitudinal section of the differential housing according to the invention after insertion of the shell shown in FIG. 1.
La figure 3 est une vue en perspective d'un pignon planétaire partiellement 20 tronqué. Figure 3 is a perspective view of a partially truncated planetary gear.
La figure 4 est une vue similaire à celle représentée à la figure 2, après positionnement des pignons planétaires. Figure 4 is a view similar to that shown in Figure 2, after positioning the planetary gears.
La figure 5 est une vue en perspective d'une rondelle intercalaire. Figure 5 is a perspective view of an insert washer.
La figure 6 est une vue similaire à celle représentée à la figure 4, après positionnement des rondelles intercalaires et des pièces satellites. Figure 6 is a view similar to that shown in Figure 4, after positioning the spacers and satellite parts.
La figure 7 est une vue similaire à celle représentée à la figure 6, après insertion de la première tige et pivotement de 900des pignons planétaires autour de leur axe de rotation. FIG. 7 is a view similar to that shown in FIG. 6, after insertion of the first rod and pivoting of the planet gears around their axis of rotation.
La figure 8 est une vue similaire à celle représentée à la figure 7, après 35 insertion et fixation de la tige de blocage. Figure 8 is a view similar to that shown in Figure 7, after insertion and fixing of the locking rod.
Un différentiel sphérique 1 bloquant selon la présente invention est représenté aux figures 2, 4 et 6 à 8. Ce différentiel sphérique 1 est réalisé à partir d'un boîtier 2 comportant deux ouvertures latérales 3 opposées de grandes dimensions donnant accès à une cavité 4 sensiblement sphérique délimitée par 5 une paroi interne dudit boîtier 2. Ce dernier présente également deux perforations 6 pour le passage de l'axe relatif aux pignons planétaires, ainsi que deux perforations latérales circulaires opposées 7 qui sont décalées angulairement de 900 par rapport aux deux ouvertures latérales 3. A spherical differential 1 blocking according to the present invention is shown in Figures 2, 4 and 6 to 8. This spherical differential 1 is made from a housing 2 having two opposite side openings 3 of large dimensions giving access to a cavity 4 substantially spherical bounded by 5 an internal wall of said housing 2. The latter also has two perforations 6 for the passage of the axis relating to the planetary gears, as well as two opposite circular lateral perforations 7 which are angularly offset by 900 relative to the two lateral openings 3.
Une coque 8 déformable en matière plastique telle que représentée à la figure 1 est tout d'abord introduite dans la cavité 4 sensiblement sphérique et est apte à rester plaquée contre la paroi interne délimitant la cavité 4. Plus précisément, cette coque 8 est constituée par une couronne fendue possédant, au repos, un diamètre supérieur à celui de la cavité 4. Par ailleurs, cette coque 8 présente 15 quatre ouvertures 9 uniformément réparties sur son pourtour qui sont chacune destinées à servir de socle de glissement à un pignon planétaire ou à un pignon satellite. Lorsque cette coque 8 déformable est correctement positionnée dans la cavité 4, chaque ouverture 9 est située face à l'une des perforations 6 ou face à l'une des perforations latérales 7 du boîtier 2. A deformable plastic shell 8 as shown in FIG. 1 is first introduced into the substantially spherical cavity 4 and is capable of remaining pressed against the internal wall delimiting the cavity 4. More precisely, this shell 8 is constituted by a split crown having, at rest, a diameter greater than that of the cavity 4. Furthermore, this shell 8 has 15 four openings 9 uniformly distributed around its periphery which are each intended to serve as a sliding base for a planetary pinion or a satellite gear. When this deformable shell 8 is correctly positioned in the cavity 4, each opening 9 is located opposite one of the perforations 6 or opposite one of the lateral perforations 7 of the housing 2.
Comme on peut le déduire de la figure 4, il est ensuite procédé à l'incorporation, à l'intérieur de la cavité 4, de deux pignons planétaires 10 tronqués tels que représentés à la figure 3. Plus précisément, chaque pignon planétaire 10 est, d'une part, muni d'un fond sensiblement sphérique afin 25 d'épouser la forme de la coque 8 et donc la forme de la paroi interne de la cavité 4, et d'autre part, réalisé de préférence à partir d'un pignon standard possédant une denture 11 qui est partiellement tronquée en deux zones 12 diamétralement opposées. Chacune de ces zones 12 correspond ainsi à un évidement comportant une première surface plane 14 sensiblement 30 perpendiculaire à une seconde surface plane 15. Les pignons planétaires 10 sont positionnés de façon à ce que les zones tronquées 12 soient situées en regard des ouvertures latérales 3 du boîtier 2. As can be deduced from FIG. 4, there is then proceeded to the incorporation, inside the cavity 4, of two truncated planetary gears 10 as shown in FIG. 3. More precisely, each planetary gable 10 is , on the one hand, provided with a substantially spherical bottom in order to match the shape of the shell 8 and therefore the shape of the internal wall of the cavity 4, and on the other hand, preferably made from a standard pinion having a toothing 11 which is partially truncated into two diametrically opposite zones 12. Each of these zones 12 thus corresponds to a recess comprising a first planar surface 14 substantially perpendicular to a second planar surface 15. The planetary gears 10 are positioned so that the truncated zones 12 are located opposite the lateral openings 3 of the housing 2.
Comme on peut le voir à la figure 5, deux rondelles 16 sont placées dans la 35 cavité 4 du boîtier 2. Plus particulièrement, chacune de ces rondelles 16 présente un contour sensiblement circulaire hormis en deux régions 17 diamétralement opposées dans lesquelles il a été procédé à une découpe droite. Une rondelle 16 est introduite par l'une des deux ouvertures latérales 3, et l'autre rondelle 16 est introduite par l'autre ouverture latérale 3. Chaque rondelle 16 est finalement positionnée de façon à ce que, d'une part, chaque 5 région 17 repose sur la première surface plane 14 de l'un des pignons planétaires 10, et d'autre part, l'une de ses faces vienne en appui contre les secondes surfaces planes 15 qui sont situées en regard de l'ouverture latérale 3 correspondante. As can be seen in FIG. 5, two washers 16 are placed in the cavity 4 of the housing 2. More particularly, each of these washers 16 has a substantially circular contour except in two diametrically opposite regions 17 in which it was carried out to a straight cut. A washer 16 is introduced through one of the two lateral openings 3, and the other washer 16 is introduced through the other lateral opening 3. Each washer 16 is finally positioned so that, on the one hand, each 5 region 17 rests on the first planar surface 14 of one of the planetary gears 10, and on the other hand, one of its faces comes to bear against the second planar surfaces 15 which are located opposite the lateral opening 3 corresponding.
Comme représenté à la figure 6, une pièce satellite 18 est alors introduite dans le boîtier 2 par chaque ouverture latérale 3. Plus précisément, chaque pièce satellite 18 comporte un orifice central 19, est dotée d'un fond sphérique afin d'épouser la forme de la coque 8 et donc la forme de la paroi interne de la cavité 4, et comporte un pourtour intégralement lisse de façon à interdire toute 15 liaison par engrenage avec la denture 11 des pignons planétaires 10. Une fois correctement positionnée, chaque pièce satellite 18, d'une part, est en appui contre la rondelle 16 correspondante, et d'autre part, repose sur les premières surfaces planes 14 correspondantes des pignons planétaires 10. Les rondelles 16 sont avantageusement réalisées dans un matériau présentant une dureté 20 supérieure à celui dans lequel sont réalisées les pièces satellites 18. Les risques de détérioration des pièces satellites 18 sont donc très fortement réduits puisqu'ils sont protégés par les rondelles 16 au cours du fonctionnement. As shown in FIG. 6, a satellite part 18 is then introduced into the housing 2 through each lateral opening 3. More specifically, each satellite part 18 has a central orifice 19, is provided with a spherical bottom in order to conform to the shape of the shell 8 and therefore the shape of the internal wall of the cavity 4, and has an entirely smooth periphery so as to prohibit any gear linkage 15 with the teeth 11 of the planetary gears 10. Once correctly positioned, each satellite part 18 , on the one hand, bears against the corresponding washer 16, and on the other hand, rests on the first corresponding flat surfaces 14 of the planet gears 10. The washers 16 are advantageously made of a material having a hardness 20 greater than that in which the satellite parts 18 are produced. The risks of deterioration of the satellite parts 18 are therefore very greatly reduced since they are pr protected by the washers 16 during operation.
Afin de faciliter le montage, il est conseillé de positionner, tout d'abord, l'une des deux rondelles 16, puis la pièce satellite 18 qui lui est associée. Il convient alors d'insérer une première tige 20 à travers l'orifice central 19 de ladite pièce satellite 18 et la perforation de ladite rondelle 16. Comme on peut le déduire de la figure 7, cette première tige 20 possède une longueur très légèrement 30 inférieure au diamètre intérieur de la cavité 4. Il est alors possible de procéder au montage de l'autre rondelle 16 et de l'autre pièce satellite 18 en s'aidant de cette première tige 20. Cette dernière permet en définitive de maintenir, au sein de la cavité 4, les deux pignons planétaires 10, les deux pièces satellites 18, et les deux rondelles 16 sous la forme d'un sous-ensemble compact. Ce sous35 ensemble compact peut alors être forcé à pivoter de 90 autour de l'axe des pignons planétaires 10 jusqu'à ce que les orifices centraux 19 des pièces satellites soient alignés avec les perforations latérales 7 du boîtier 2. To facilitate assembly, it is advisable to position, first of all, one of the two washers 16, then the satellite part 18 which is associated with it. It is then appropriate to insert a first rod 20 through the central orifice 19 of said satellite part 18 and the perforation of said washer 16. As can be deduced from FIG. 7, this first rod 20 has a length very slightly 30 smaller than the inside diameter of the cavity 4. It is then possible to mount the other washer 16 and the other satellite part 18 with the help of this first rod 20. The latter ultimately makes it possible to maintain, at within the cavity 4, the two planetary gears 10, the two satellite parts 18, and the two washers 16 in the form of a compact sub-assembly. This compact sub-assembly can then be forced to pivot 90 around the axis of the planetary gears 10 until the central orifices 19 of the satellite parts are aligned with the lateral perforations 7 of the housing 2.
Une tige de blocage 21, dont la longueur est légèrement supérieure au 5 diamètre interne de la cavité 4, est ensuite glissée dans l'une des deux perforations latérales 7, ce qui a pour effet, dans un premier temps, de chasser la première tige 20 par la perforation latérale 7 opposée, et dans un deuxième temps, de bloquer totalement le différentiel sphérique 1 puisque les pignons planétaires 10 ne peuvent plus pivoter autour de leur axe de rotation. A locking rod 21, the length of which is slightly greater than the internal diameter of the cavity 4, is then slid into one of the two lateral perforations 7, which has the effect, initially, of driving out the first rod 20 by the opposite lateral perforation 7, and in a second step, to completely block the spherical differential 1 since the planetary gears 10 can no longer pivot about their axis of rotation.
Un anneau de serrage 22 est finalement rapporté autour du boîtier 2 de façon à interdire toute extraction de la tige de blocage 21. Cet anneau de serrage est avantageusement logé dans une nervure creusée sur toute la périphérie du boîtier 2. A tightening ring 22 is finally attached around the housing 2 so as to prevent any extraction of the locking rod 21. This tightening ring is advantageously housed in a rib hollowed out over the entire periphery of the housing 2.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. 20 Although the invention has been described in connection with particular examples of embodiment, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within the scope of the invention. 20
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