DIFFERENTIEL DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT D'UN MOTEUR VERS LES ROUES MOTRICES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE DIFFERENTIAL TRANSMISSION OF THE MOTION OF AN ENGINE TO THE DRIVING WHEELS OF A MOTOR VEHICLE
La présente invention concerne un différentiel de transmission, en particulier pour une boîte de vitesses d'un véhicule automobile. Les boîtes de vitesses montées sur un moteur disposé transversalement entre les roues motrices d'un véhicule, comportent généralement un arbre d'entrée lié au moteur du véhicule par un dispositif d'embrayage, entraînant un ou deux arbres parallèles récepteurs suivant différents rapports de vitesse constitués par des engrenages comprenant des pignons a dentures externes. Les changements de vitesse peuvent être manuels ou automatisés. Un autre type de boîte de vitesses automatique, comporte des engrenages planétaires. Les arbres récepteurs comportent généralement un pignon engrenant sur une couronne liée à un différentiel de sortie, qui répartit le mouvement vers les deux roues motrices. Le différentiel de sortie comporte un boîtier supportant la couronne, contenant un axe porte-satellites transversal de guidage de deux pignons satellites qui engrènent avec deux pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe du différentiel. Chaque pignon planétaire entraîne un arbre de roue qui transmet le mouvement du différentiel à une roue motrice. La couronne du différentiel transmet par le boîtier le couple du moteur à l'axe porte-satellites, puis les satellites transmettent ce couple aux deux pignons planétaires de sortie tout en répartissant le mouvement entre les deux roues, en fonction des différences de vitesse de rotation dues aux virages notamment, la roue intérieure parcourant une trajectoire plus courte possédant alors une vitesse réduite. The present invention relates to a transmission differential, in particular for a gearbox of a motor vehicle. Gearboxes mounted on a motor arranged transversely between the drive wheels of a vehicle, generally comprise an input shaft connected to the vehicle engine by a clutch device, driving one or two parallel shafts receivers in different gear ratios constituted by gears comprising gears with external teeth. Speed changes can be manual or automated. Another type of automatic gearbox includes planetary gears. The receiving shafts generally comprise a pinion meshing with a ring gear linked to an output differential, which distributes the movement towards the two drive wheels. The output differential comprises a housing supporting the ring gear, containing a transverse planet carrier shaft for guiding two planet gears meshing with two planetary output gears centered on the axis of the differential. Each sun gear drives a wheel shaft that transmits the differential movement to a drive wheel. The differential gearbox transmits the torque from the engine to the planet carrier shaft, then the satellites transmit this torque to the two output planet gears while distributing the motion between the two wheels, depending on the differences in rotation speed. particularly because of the turns, the inner wheel traveling along a shorter path then having a reduced speed.
De cette manière, un accroissement de la vitesse d'un pignon planétaire est compensé par une baisse correspondante de la vitesse de l'autre pignon planétaire. Le différentiel peut aussi être logé dans un pont arrière relié à un moteur et une boîte de vitesses disposés longitudinalement à l'avant, pour entraîner les roues arrière du véhicule. Pour bloquer l'axe porte-satellites dans le boîtier et empêcher son coulissement axial, il est connu d'utiliser un jonc d'arrêt comportant au moins une spire, qui entoure le boîtier suivant un plan transversal. Ce jonc d'arrêt est disposé dans une gorge de guidage circulaire du boîtier, centrée sur l'axe porte-satellites, et réalisée de manière à venir au plus près des extrémités de cet axe pour empêcher un coulissement axial. Un problème qui se pose est qu'il faut loger l'épaisseur radiale du jonc d'arrêt et de la gorge circulaire, entre le boîtier et le carter de la boîte de vitesses, ce qui réduit l'épaisseur du boîtier à cet endroit. Le boîtier est plus fragile. De plus la longueur du guidage de l'axe porte-satellites dans le boîtier est aussi réduite par la gorge circulaire de guidage, la pression de contact est plus forte et cet axe pouvant tourner avec les satellites, peut gripper dans l'alésage du boîtier le recevant. Par ailleurs, le jonc d'arrêt se trouve au plus près du carter de la boîte de vitesses. Un gonflement du diamètre du jonc d'arrêt dû à la force centrifuge, une spire de ce jonc pouvant se superposer à une autre spire, peut le faire toucher ce carter et sortir de sa gorge circulaire. Dans ce cas l'axe porte-satellites se déplace et peut bloquer la boîte de vitesses ou casser le carter. Une autre disposition connue est présentée dans le document FR-B1-2682732. L'axe porte-satellites est retenu axialement par une cale clipsée sur cet axe, qui s'intercale entre les deux pignons satellites, sur une partie de l'axe comprenant un diamètre réduit. In this way, an increase in the speed of a sun gear is compensated by a corresponding decrease in the speed of the other sun gear. The differential can also be housed in a rear axle connected to a motor and a gearbox arranged longitudinally at the front, to drive the rear wheels of the vehicle. To block the planet carrier shaft in the housing and prevent its axial sliding, it is known to use a retaining ring having at least one turn, which surrounds the housing in a transverse plane. This snap ring is disposed in a circular guide groove of the housing, centered on the planet carrier axis, and made to come closer to the ends of this axis to prevent axial sliding. A problem that arises is that it must accommodate the radial thickness of the retaining ring and the circular groove, between the housing and the housing of the gearbox, which reduces the thickness of the housing at this location. The case is more fragile. In addition, the length of the guide of the planet carrier shaft in the housing is also reduced by the circular guide groove, the contact pressure is higher and this axis can rotate with the satellites, can seize in the bore of the housing. the recipient. Furthermore, the snap ring is closer to the gearbox housing. A swelling of the diameter of the snap ring due to the centrifugal force, a turn of this ring can be superimposed on another turn, can make it touch the housing and out of its circular groove. In this case the planet carrier shaft moves and can block the gearbox or break the crankcase. Another known provision is presented in document FR-B1-2682732. The planet carrier shaft is retained axially by a shim clipped on this axis, which is inserted between the two planet gears, on a part of the axis comprising a reduced diameter.
Un problème qui se pose est qu'il faut gérer et assembler un composant supplémentaire. Pour ces différents cas, de plus l'assemblage du différentiel est délicat. II faut d'abord monter dans le boîtier les deux pignons planétaires, puis les deux pignons satellites avec leur coupelle d'appui arrière sur le boîtier, et ensuite aligner ces pignons satellites ainsi que les coupelles sur l'alésage du boîtier pour engager l'axe porte-satellites. II faut enfin mettre en place la pièce de blocage de l'axe porte-satellites. Au cours de la mise en place des pignons, il faut maintenir un bon engagement des dents en évitant un décalage, pour pouvoir passer l'axe porte-satellites et finir l'assemblage. Ces opérations sont longues et onéreuses. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un moyen simple, peu encombrant et facile à mettre en oeuvre, pour guider des pignons satellites dans un boîtier de différentiel. Elle propose à cet effet un différentiel de transmission du mouvement d'un moteur vers les roues motrices d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier comportant un alésage transversal de guidage de pignons satellites qui engrènent avec des pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe du différentiel, caractérisé en ce que chaque pignon satellite comporte un arbre arrière propre centré sur son axe, qui est guidé dans l'alésage transversal du boîtier. Un avantage du différentiel selon l'invention est que les arbres arrière de guidage des pignons satellites étant liés à ces pignons, ils ne nécessitent pas de dispositif de blocage complémentaire. Le différentiel selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, l'arbre arrière est réalisé d'une seule matière avec le pignon satellite. A problem is that you have to manage and assemble an additional component. For these different cases, the assembly of the differential is delicate. The two planet gears must first be mounted in the housing, then the two planet gears with their rear support cup on the housing, and then align these planet gears and the cups on the bore of the housing to engage the housing. satellite carrier axis. Finally, it is necessary to set up the blocking part of the planet carrier shaft. During the installation of the gears, it is necessary to maintain a good engagement of the teeth by avoiding a shift, to be able to pass the planet-bearing axis and finish the assembly. These operations are long and expensive. The present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art, and to provide a simple means, compact and easy to implement, for guiding satellite wheels in a differential housing. It proposes for this purpose a differential transmission of the movement of a motor to the driving wheels of a motor vehicle, comprising a housing having a transverse bore for guiding planet pinions meshing with planetary output gears centered on the axis. differential, characterized in that each planet pinion has a clean rear shaft centered on its axis, which is guided in the transverse bore of the housing. An advantage of the differential according to the invention is that the rear guide shafts of the planet gears being connected to these gears, they do not require a complementary locking device. The differential according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics, which may be combined with one another. Advantageously, the rear shaft is made of a single material with the pinion satellite.
En particulier, le pignon satellite comprenant son arbre arrière, peut être obtenu par forgeage puis usinage d'un acier. Selon une disposition particulière, une coupelle de frottement entourant l'arbre arrière, s'intercale entre la face arrière du pignon satellite et une surface interne du boîtier. Avantageusement, l'extrémité de l'arbre arrière vient sensiblement s'aligner sur une face extérieure du boîtier. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente en coupe axiale, un différentiel suivant l'art antérieur comportant un jonc d'arrêt ; - la figure 2 présente en perspective, une vue de ce différentiel dont le boîtier est représenté en coupe axiale ; - la figure 3 présente en perspective, une vue de détail du boîtier de différentiel représenté en coupe axial ; - la figure 4 présente en perspective, une vue d'un différentiel selon l'invention dont le boîtier est représenté en coupe axiale ; et - la figure 5 présente en perspective un pignon satellite de ce différentiel. Les figures 1 et 2 présentent un différentiel 1 comprenant un boîtier 2 guidé en rotation par deux roulements 4 maintenus dans un carter de boîte de vitesses 6. Le boîtier 2 est entraîné par un arbre récepteur de la boîte de vitesses, comportant un pignon en prise avec une couronne 8 fixée sur ce boîtier. Le différentiel 1 entraîne deux arbres de roue 10 disposés axialement de part et d'autre du différentiel, suivant l'axe de rotation du boîtier 2. Ces arbres de roue 10 comportent des joints de transmission permettant un débattement angulaire, pour suivre les mouvements de la roue lors du travail de la suspension ou de la direction. In particular, the satellite gear comprising its rear shaft, can be obtained by forging and machining a steel. In a particular arrangement, a friction cup surrounding the rear shaft is inserted between the rear face of the planet pinion and an inner surface of the housing. Advantageously, the end of the rear shaft is substantially aligned with an outer face of the housing. The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows in axial section, a differential according to the prior art comprising a snap ring; - Figure 2 shows in perspective a view of this differential whose housing is shown in axial section; - Figure 3 shows in perspective, a detailed view of the differential housing shown in axial section; - Figure 4 shows in perspective, a view of a differential according to the invention, the housing is shown in axial section; and FIG. 5 presents in perspective a satellite pinion of this differential. Figures 1 and 2 show a differential 1 comprising a housing 2 guided in rotation by two bearings 4 held in a gearbox housing 6. The housing 2 is driven by a gearbox receiving shaft, comprising a gear in mesh with a crown 8 fixed on this housing. Differential 1 drives two axle shafts 10 arranged axially on either side of the differential, along the axis of rotation of the housing 2. These axle shafts 10 comprise transmission joints allowing angular displacement, to follow the movements of the wheel. the wheel when working the suspension or steering.
Le boîtier 2 comporte une cavité interne sensiblement sphérique, centrée sur l'axe de rotation, qui est traversée dans son milieu par un axe porte-satellites 20 perpendiculaire à l'axe de ce boîtier, ces deux axes étant concourants en un point central de la cavité L'axe porte-satellites 20 maintient et guide deux pignons satellites 26 disposés en opposition l'un par rapport à l'autre, comportant chacun une face arrière en appui par une coupelle de frottement 24 sur une surface interne de la cavité. L'axe porte-satellites 20 est axialement maintenu par un jonc d'arrêt 22 comportant deux spires jointives, monté serré dans une gorge circulaire transversale usinée sur l'extérieur du boîtier 2, et centré sur l'axe porte-satellites 20. Les extrémités de l'axe porte-satellites 20 sont ajustées au plus près du jonc d'arrêt 22, pour limiter son déplacement axial. On notera que l'axe porte-satellites 20 effectuant un guidage avec des pressions importantes, doit être réalisé dans un acier traité. Il est onéreux. La face avant de chaque pignon satellite 26 comporte des dentures coniques ayant pour centre le point central de la cavité du boîtier 2, qui engrènent simultanément avec deux pignons planétaires 28 centrés sur l'axe de ce boîtier, et disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe porte- satellites 20. Chaque pignon planétaire 28 est lié à un arbre de roue 10 par des cannelures. Le couple moteur venant de la boîte de vitesses est transmis au boîtier 2 par la couronne de différentiel 8, puis par l'axe porte-satellites 20 aux pignons satellites 26 qui sont entraînés en rotation avec le boîtier autour de son axe. Lors d'une conduite en ligne droite, les deux roues motrices tournant à la même vitesse, les pignons satellites 26 restent fixes sur l'axe porte-satellites 20, et entraînent à leur tour les pignons planétaires 28 reliés aux roues motrices. The housing 2 comprises a substantially spherical internal cavity, centered on the axis of rotation, which is traversed in its center by a planet-carrier axis perpendicular to the axis of this housing, these two axes being concurrent at a central point of the housing. the cavity The planet carrier shaft 20 holds and guides two planet gears 26 arranged in opposition to each other, each having a rear face supported by a friction cup 24 on an inner surface of the cavity. The planet carrier shaft 20 is axially held by a retaining ring 22 comprising two contiguous turns, mounted tightly in a transverse circular groove machined on the outside of the casing 2, and centered on the planet-carrier shaft 20. FIGS. The ends of the planet carrier shaft 20 are fitted as close as possible to the snap ring 22, in order to limit its axial displacement. Note that the planet carrier shaft 20 guiding with significant pressure, must be made of a treated steel. It is expensive. The front face of each planet pinion 26 comprises conical teeth whose center the central point of the cavity of the housing 2, which meshes simultaneously with two planetary gears 28 centered on the axis of this housing, and arranged symmetrically on both sides. Another of the planet carrier shaft 20. Each planet gear 28 is connected to a wheel shaft 10 by splines. The engine torque from the gearbox is transmitted to the housing 2 by the differential ring 8, and then by the planet carrier axis 20 to the planet gears 26 which are rotated with the housing about its axis. When driving in a straight line, the two drive wheels rotating at the same speed, the planet gears 26 remain fixed on the planet carrier axis 20, and in turn drive the planet gears 28 connected to the drive wheels.
Dans le cas d'une différence de vitesse des roues motrices et donc des pignons planétaires 28, on ajoute au mouvement des pignons satellites 26 autour de l'axe du boîtier 2, une rotation propre autour de l'axe porte-satellites 20 pour compenser la différence de vitesse relative de ces deux pignons planétaires. Le couple peut ainsi être transmis aux roues motrices avec une différence de vitesse relative autour de la vitesse moyenne du différentiel 1. Pour l'assemblage du différentiel, on met d'abord en place les deux pignons planétaires 28. Ensuite les pignons satellites 26 avec leur coupelle de frottement 24, sont alignés sur l'alésage du boîtier 2 recevant l'axe porte-satellites 20, tout en s'assurant du bon calage des dentures les unes par rapport aux autres. Ce calage est délicat à maintenir pendant l'assemblage, et une erreur de calage oblige à recommencer l'opération. Enfin, l'axe porte-satellites 20 et le jonc d'arrêt 22 sont montés. Ces opérations de montage sont relativement longues. La figure 3 détaille la gorge circulaire 40 du boîtier 2, recevant le jonc d'arrêt 22. L'usinage de la gorge circulaire 40 crée dans cette zone des réductions de section qui entraînent des fortes contraintes dans le boîtier 2 lors du passage d'un couple important. Le boîtier est plus fragile. D'autre part, le passage du jonc d'arrêt 22 réduit la longueur du guidage de l'axe porte-satellites 20, par l'alésage 42 recevant cet axe. La pression sur ce guidage augmente. Les figures 4 et 5 présentent un différentiel 51 comportant des pignons satellites 50 comprenant un arbre arrière 52 centré sur l'axe du pignon. Lors de la fabrication du pignon satellite 50, on réalise dans la même matière sur la face arrière, un arbre 52 comportant un diamètre extérieur précis. Le pignon 50 peut avantageusement être obtenu par forgeage d'un acier, puis usinage de cette pièce forgée. L'arbre 52 venant d'une même pièce avec le pignon satellite 50, son centrage par rapport à la denture de ce pignon peut facilement être précis. In the case of a difference in speed of the driving wheels and thus of the planet gears 28, the planet gears 26 are added to the movement of the planet axis 20 around the axis of the housing 2, a proper rotation around the planet carrier axis 20 to compensate for this. the relative speed difference of these two planetary gears. The torque can thus be transmitted to the driving wheels with a relative speed difference around the average speed of the differential 1. For the assembly of the differential, the two planetary gears 28 are first put in place. Then the planet gears 26 with their friction cup 24, are aligned on the bore of the housing 2 receiving the planet carrier shaft 20, while ensuring proper wedging of the teeth relative to each other. This setting is difficult to maintain during assembly, and a calibration error requires to restart the operation. Finally, the planet carrier shaft 20 and the snap ring 22 are mounted. These editing operations are relatively long. FIG. 3 details the circular groove 40 of the casing 2, receiving the snap ring 22. The machining of the circular groove 40 creates in this zone section reductions which lead to high stresses in the casing 2 during the passage of FIG. a significant couple. The case is more fragile. On the other hand, the passage of the snap ring 22 reduces the length of the guide of the planet carrier axis 20, by the bore 42 receiving this axis. The pressure on this guidance increases. Figures 4 and 5 show a differential 51 having planet gears 50 comprising a rear shaft 52 centered on the axis of the pinion. During the manufacture of the planet pinion 50, a shaft 52 having a precise outside diameter is produced in the same material on the rear face. The pinion 50 can advantageously be obtained by forging a steel, then machining of this forged part. The shaft 52 coming from one and the same piece with the planet pinion 50, its centering with respect to the toothing of this pinion can easily be precise.
Pour le montage du différentiel 51, les pignons satellites 50 sont d'abord mis en place, les arbres arrière 52 s'ajustant dans les alésages 42 du boîtier 2, une coupelle de frottement 24 étant interposée entre chaque pignon et le boîtier. Puis les pignons planétaires 28 sont mis en place. Le guidage des pignons satellites 50 est directement effectué par le centrage de l'arbre arrière 52, et l'appui axial du pignon sur la surface interne de la cavité du boîtier 2, avec la coupelle de frottement 24 interposée. II n'y a plus d'axe porte satellites, ni de dispositif de maintien particulier comme le jonc d'arrêt 22. Le nombre de composant est réduit, la masse ainsi que le coût sont aussi réduits. Le montage est plus simple et plus rapide. De plus, l'extrémité de l'arbre arrière 52 du pignon satellite 50 peut se prolonger radialement vers l'extérieur, au-delà de celle de l'axe porte-satellites 20 du différentiel 1 précédent, suivant une distance au moins égale à l'épaisseur du jonc d'arrêt 22. La surface de guidage des alésages 42 est nettement augmentée. De manière préférentielle, l'extrémité de l'arbre arrière 52 vient sensiblement s'aligner sur la face extérieure du boîtier 2, pour bénéficier d'une longueur de guidage la plus grande. Le guidage de l'arbre arrière 52 est amélioré, et la pression de contact est diminuée. II n'y a aussi plus de risque de centrifugation du jonc d'arrêt 22, et de déboîtage de ce jonc. For the mounting of the differential 51, the planet gears 50 are first put in place, the rear shafts 52 fitting into the bores 42 of the housing 2, a friction cup 24 being interposed between each pinion and the housing. Then the planetary gears 28 are put in place. The guidance of the planet gears 50 is directly carried out by the centering of the rear shaft 52, and the axial support of the pinion on the inner surface of the cavity of the housing 2, with the friction cup 24 interposed. There is no longer a satellite gate axis, nor a particular holding device such as the snap ring 22. The number of components is reduced, the mass and the cost are also reduced. Editing is simpler and faster. In addition, the end of the rear shaft 52 of the planet pinion 50 can extend radially outwards, beyond that of the planet carrier axis 20 of the differential 1 above, at a distance at least equal to the thickness of the snap ring 22. The guide surface of the bores 42 is significantly increased. Preferably, the end of the rear shaft 52 is substantially aligned with the outer face of the housing 2, to have the largest guide length. The guidance of the rear shaft 52 is improved, and the contact pressure is decreased. There is also no longer a risk of centrifugation of the snap ring 22, and dislocation of this ring.