FR3013790A1 - Differentiel a axe porte satellites a logement(s) d'extremite de vis de fixation de couronne d'entrainement - Google Patents

Abstract

Un différentiel (D) comprend une couronne (CE) propre à être entraînée en rotation par un arbre de transmission et à entraîner un axe (AS) présentant une direction d'extension, comprenant des extrémités (EA) opposées et auquel sont solidarisés au moins deux pignons satellites (PS1-PS2) engrenant deux pignons planétaires (PP1-PP2) solidarisés fixement à deux arbres transversaux (AT1-AT2). Les extrémités (EA) de l'axe (AS) comprennent des logements (L) logeant au moins partiellement et respectivement des extrémités de vis (V) de fixation de la couronne (CE), de manière à indexer l'axe (AS) et à empêcher une translation de l'axe (AS) suivant sa direction d'extension supérieure à un premier seuil et une rotation de cet axe (AS) autour de cette direction d'extension supérieure à un second seuil.

Description

DIFFÉRENTIEL À AXE PORTE SATELLITES À LOGEMENT(S) D'EXTRÉMITÉ DE VIS DE FIXATION DE COURONNE D'ENTRAÎNEMENT L'invention concerne les différentiels. Comme le sait l'homme de l'art un différentiel comprend généralement une couronne entraînée en rotation par un arbre de transmission et entraînant, par exemple via un boîtier de différentiel, un axe (porte satellites) auquel sont solidarisés au moins deux pignons satellites qui la engrènent deux pignons planétaires solidarisés fixement à deux arbres transversaux, par exemple chargés d'entraîner des roues motrices d'un véhicule, éventuellement de type automobile. La fonction principale d'un axe (porte satellites) est de transmettre les efforts du boîtier de différentiel qui le loge (ou du support auquel il est 15 solidarisé) aux pignons satellites tout en guidant axialement ces derniers en permettant leur rotation autour de lui. Pour que cette fonction principale soit assurée, il est indispensable de garantir la bonne tenue mécanique de la liaison de type pivot des pignons satellites sur l'axe (porte satellites). Cette liaison étant sensible au grippage de contact sous les pignons 20 satellites, il a été proposé, pour réduire les risques de grippage des pignons satellites sur l'axe (porte satellites), de définir sur ce dernier au moins un méplat de manière à permettre à l'huile de circuler entre l'alésage des pignons satellites et l'axe (porte satellites). On notera que l'axe (porte satellites) peut soit ne comporter des 25 méplats qu'au niveau des portées des pignons satellites, soit ne comporter qu'un méplat sur toute sa direction d'extension mais sur un seul côté, soit encore comporter deux méplats sur toute sa direction d'extension sur deux côtés opposés. La direction d'extension est la direction suivant laquelle est définie la longueur de l'axe. 30 Afin que les efforts transmis aux pignons satellites par le boîtier (ou support d'axe) du différentiel et l'axe (porte satellites) passent toujours par une partie cylindrique de ce dernier, on est contraint d'indexer l'axe (porte satellites) tout en bloquant sa translation et sa rotation par rapport au boîtier. Pour obtenir cette indexation et ce blocage en rotation, l'axe (porte satellites) peut être immobilisé par rapport au support qui le solidarise à la couronne d'entraînement par au moins une goupille. Chaque goupille doit alors être capable de résister aux efforts de cisaillement qui sont transmis par l'axe (porte satellites) y compris en cas de début de grippage. Or, cela impose un diamètre de goupille important qui n'est pas toujours compatible avec le volume fonctionnel qui est disponible à l'intérieur du boîtier du différentiel.

Il est certes possible d'utiliser au moins un anneau élastique (ou jonc d'arrêt) à la place d'une goupille, mais un tel moyen d'immobilisation n'assure pas le blocage en rotation de l'axe (porte satellites) de manière robuste. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un différentiel comprenant une couronne propre à être entraînée en rotation par un arbre de transmission et à entraîner un axe présentant une direction d'extension, comprenant des extrémités opposées et auquel sont solidarisés au moins deux pignons satellites engrenant deux pignons planétaires solidarisés fixement à deux arbres transversaux.

Ce différentiel se caractérise par le fait que l'une au moins des extrémités de l'axe comprend un logement logeant au moins partiellement une extrémité d'une vis de fixation de la couronne, de manière à indexer l'axe et à empêcher une translation de cet axe suivant sa direction d'extension qui est supérieure à un premier seuil et une rotation de cet axe autour de cette direction d'extension qui est supérieure à un second seuil. Grâce à l'invention, l'axe (porte satellites) est avantageusement indexé et solidement bloqué en translation et en rotation sans ajout de pièce et sans modification des pièces en interface. Le différentiel selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chaque extrémité de l'axe peut comprendre un logement logeant au moins partiellement une extrémité de l'une des vis de fixation de la couronne ; - chaque logement peut être délimité par un premier méplat défini dans un premier plan sensiblement parallèle à la direction d'extension de l'axe et situé en regard d'une face transversale d'extrémité de l'une des vis, et un deuxième méplat défini dans un second plan sensiblement perpendiculaire à cette direction d'extension de l'axe et situé en regard d'une face latérale d'extrémité de cette même vis ; l'une au moins des extrémités de l'axe peut comprendre une face d'extrémité biseautée ; l'axe peut comprendre une face axiale parallèle à sa direction d'extension et munie sur une partie au moins de son extension d'un troisième méplat sensiblement parallèle à des faces transversales d'extrémité des vis ; - en variante, l'axe peut comprendre une face axiale parallèle à sa direction d'extension et munie sur deux parties au moins de son extension de troisième et quatrième méplats opposés et sensiblement parallèles à des faces transversales d'extrémité des vis ; le premier seuil peut être compris entre environ 1 mm et environ 3 mm, et plus préférentiellement entre environ 1,5 mm et environ 2,5 mm ; le second seuil peut être compris entre environ 0,1 ° et environ 7°.

L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins un différentiel du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'un exemple de réalisation d'un différentiel selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan YZ, un exemple de réalisation d'un différentiel selon l'invention, couplé à deux arbres transversaux, la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue du dessus (dans un plan XY), l'axe porte satellites du différentiel des figures 1 et 2, - la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue de côté (dans un plan YZ), l'axe porte satellites du différentiel des figures 1 et 2, et - la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, l'axe porte satellites du différentiel des figures 1 et 2.

L'invention a notamment pour but de proposer un différentiel D destiné à entraîner en rotation au moins deux arbres transversaux AT au sein d'un système. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le système est un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de système. Elle concerne en effet tout système comprenant au moins un arbre de transmission couplé à au moins un différentiel devant entraîner en rotation au moins deux arbres transversaux. Ainsi, elle concerne notamment tout véhicule terrestre à roues. Sur les figures 1 à 5, la direction X est la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est sensiblement perpendiculaire aux côtés latéraux comportant les portières latérales, et la direction Z est la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.

On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation d'un différentiel D selon l'invention. Comme illustré, un différentiel D, selon l'invention, comprend au moins une couronne CE, au moins un axe (porte satellites) AS, au moins deux pignons satellites PSi (i = 1 ou 2), et au moins deux pignons planétaires PPi.

La couronne CE est ici sensiblement contenue dans le plan ZX et destinée à être couplée à un arbre de transmission, par exemple couplé à une boîte de vitesses d'un véhicule automobile. Elle (CE) est solidarisée fixement à un boîtier BD par au moins deux vis V, présentant ici une tige filetée sensiblement parallèle à la direction transversale Y et terminée par une face transversale d'extrémité sensiblement contenue dans le plan ZX. Ce boîtier BD est réalisé dans un matériau très résistant, comme par exemple de l'acier ou de la fonte, et est monté et guidé en rotation dans une enveloppe (ou un carter) ED également réalisé(e) dans un matériau résistant, comme par exemple de l'aluminium. On notera que dans l'exemple de réalisation illustré non limitativement sur la figure 2, le différentiel ne comprend qu'un seul axe (porte satellites) AS. Mais dans une variante de réalisation il pourrait comporter deux ou trois axes porte satellites, voire plus encore. L'axe (porte satellites) AS est logé dans ce boîtier BD et entraîné en rotation par ce dernier (BD). Il présente une direction d'extension DE (voir figure 4) et comprend deux extrémités EA opposées l'une à l'autre. Deux pignons satellites PSi sont ici solidarisés à rotation à l'axe AS.

Ces deux pignons satellites PSi engrènent deux pignons planétaires PPi qui sont solidarisés fixement à deux arbres transversaux ATi de manière à les entraîner en rotation lorsqu'ils sont eux-mêmes entraînés en rotation par les pignons satellites PSi associés. Ici, chaque arbre transversal ATi s'étend suivant la direction transversale Y et est chargé d'entraîner en rotation une roue motrice d'un véhicule automobile. L'une au moins des extrémités EA de l'axe AS comprend un logement L qui loge au moins partiellement une extrémité de l'une des vis V (de fixation de la couronne CE), laquelle comprend la face transversale d'extrémité (ici située sensiblement dans le plan ZX). Grâce à ce logement de l'extrémité de l'une au moins des vis V dans un logement L correspondant d'une extrémité EA de l'axe AS, ce dernier (AS) est très avantageusement indexé et empêché de se translater suivant sa direction d'extension DE sur une distance supérieure à un premier seuil 51 et d'être entraîné en rotation autour de cette direction d'extension DE sur un secteur angulaire supérieur à un second seuil S2. Il est important de noter que les distance et secteur angulaire précités existent du fait des tolérances de fabrication des différents constituants du différentiel D. Ils peuvent donc très légèrement varier d'un différentiel D à l'autre, mais sous réserve de demeurer respectivement inférieurs aux premier 51 et second S2 seuils. Par exemple, le premier seuil peut être compris entre environ 1 mm et environ 3 mm, et plus préférentiellement entre environ 1,5 mm et environ 2,5 mm. Egalement par exemple, le second seuil peut être compris entre environ 0,1 ° et environ 7° Comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, afin de renforcer le blocage de la translation et de la rotation de l'axe AS, chacune de ses extrémités EA comprend un logement L logeant au moins partiellement une extrémité de l'une des vis V de fixation de la couronne CE. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, que chaque logement L peut être délimité, d'une part, par un premier méplat M1 qui est défini dans un premier plan (ici ZX) sensiblement parallèle à la direction d'extension DE de l'axe AS et situé en regard de la face transversale d'extrémité de l'une des vis V, et, d'autre part, un deuxième méplat M2 qui est défini dans un second plan (ici XY) sensiblement perpendiculaire à la direction d'extension DE de l'axe AS et situé en regard d'une face latérale d'extrémité de cette même vis V. On comprendra que le premier méplat M1 est destiné à bloquer la rotation de l'axe AS, tandis que le second méplat M2 est destiné à bloquer la translation de l'axe AS. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 5, que l'une au moins des extrémités EA de l'axe AS peut comprendre une face d'extrémité FB biseautée. Ce biseau, qui est par exemple obtenu par fraisage, est destiné à permettre le logement de l'extrémité EA concernée dans l'enveloppe (ou carter) ED du différentiel D, sans qu'elle n'interfère avec la face interne FI de cette enveloppe ED. En effet, les vis V étant habituellement placées devant les extrémités EA de l'axe AS, on peut être contraint d'augmenter la longueur de l'axe AS (suivant sa direction d'extension DE) pour définir les logements L en regard desdites extrémités EA. Ces dernières (EA) peuvent alors ne plus être logées intégralement dans le boîtier BD, ce qui contraint à définir dans celui-ci des ouvertures pour les laisser passer. Lorsque la distance, qui sépare la face externe de ce boîtier BD de la face interne FI de l'enveloppe (ou carter) ED du différentiel D, est faible, on est contraint de biseauter les faces d'extrémité FB des extrémités EA de l'axe AS pour qu'elles ne heurtent pas cette face interne FI. On notera également que l'invention concerne les différentiels comportant un axe AS comprenant une face axiale (ZX) parallèle à sa direction d'extension DE et munie sur une partie au moins de son extension d'un troisième méplat M3 sensiblement parallèle aux faces transversales d'extrémité des vis V, et/ou d'un quatrième méplat M4 sensiblement parallèle aux faces transversales d'extrémité des vis V mais opposé au troisième méplat M3. Dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 à 5, l'axe AS comprend des troisième M3 et quatrième M4 méplats opposés l'un à l'autre et définis sur toute sa longueur (suivant sa direction d'extension DE). Mais l'axe AS pourrait ne comporter des méplats qu'au niveau des portées des pignons satellites PSi, ou bien ne comporter qu'un méplat sur une partie au moins de sa longueur sur un seul côté, ou encore comporter deux méplats sur une partie de sa longueur et sur deux côtés opposés.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Différentiel (D) comprenant une couronne (CE) propre à être entraînée en rotation par un arbre de transmission et à entraîner un axe (AS) présentant une direction d'extension, comprenant des extrémités (EA) opposées et auquel sont solidarisés au moins deux pignons satellites (PSi) engrenant deux pignons planétaires (PPi) solidarisés fixement à deux arbres transversaux (ATi), caractérisé en ce que l'une au moins desdites extrémités (EA) de l'axe (AS) comprend un logement (L) logeant au moins partiellement une extrémité d'une vis (V) de fixation de ladite couronne (CE), de manière à indexer ledit axe (AS) et à empêcher une translation dudit axe (AS) suivant sa direction d'extension supérieure à un premier seuil et une rotation dudit axe (AS) autour de cette direction d'extension supérieure à un second seuil.
2. 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites extrémités (EA) de l'axe (AS) comprend un logement (L) logeant au moins partiellement une extrémité de l'une desdites vis (V) de fixation de la couronne (CE).
3. 3. Différentiel selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque logement (L) est délimité par un premier méplat (M1) défini dans un premier plan sensiblement parallèle à ladite direction d'extension de l'axe (AS) et situé en regard d'une face transversale d'extrémité de l'une desdites vis (V), et un deuxième méplat (M2) défini dans un second plan sensiblement perpendiculaire à ladite direction d'extension de l'axe (AS) et situé en regard d'une face latérale d'extrémité de cette même vis (V).
4. 4. Différentiel selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une au moins des extrémités (EA) dudit axe (AS) comprend une face d'extrémité (FB) biseautée.
5. 5. Différentiel selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit axe (AS) comprend une face axiale parallèle à sa direction d'extension et munie sur une partie au moins de son extension d'un troisième méplat (M3) sensiblement parallèle à des faces transversales d'extrémité desdites vis (V).
6. 6. Différentiel selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit axe (AS) comprend une face axiale parallèle à sa direction d'extension et munie sur deux parties au moins de son extension de troisième (M3) et quatrième (M4) méplats (M3) opposés et sensiblement parallèles à des faces transversales d'extrémité desdites vis (V).
7. 7. Différentiel selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit premier seuil est compris entre environ 1 mm et environ 3 mm.
8. 8. Différentiel selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit second seuil est compris entre environ 0,1 ° et environ 7°.
9. 9. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un différentiel (D) selon l'une des revendications précédentes.
10. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.