FR3050503A3 - Vehicule automobile ayant un dispositif de limitation du patinage des roues - Google Patents

Abstract

Un véhicule automobile comprend au moins un axe de roue (10) reliant deux arbres de couplage de deux roues motrices (14, 20) à un mécanisme de différentiel (16). Le véhicule automobile comprend deux dispositifs limitant le patinage de roue (22, 24), chacun des dispositifs limitant le patinage étant associé à l'une des roues et étant configuré pour appliquer un couple de freinage à la roue correspondante en utilisant la force centrifuge.

Description

Véhicule automobile ayant un dispositif de limitation du patinage des roues

La présente invention concerne les véhicules automobiles, notamment les véhicules automobiles ayant au moins deux roues motrices reliées à un mécanisme de différentiel.

Un différentiel permet une transmission de puissance aux roues motrices tout en permettant une différence entre les vitesses de rotation des roues motrices. Le mécanisme de différentiel est utile quand le véhicule automobile négocie un virage. En effet, quand le véhicule automobile tourne, la roue intérieure a plus de résistance que la roue extérieure. La distance que doit parcourir la roue extérieure est supérieure à la distance que doit parcourir la roue intérieure. Le mécanisme de différentiel transmet ainsi plus de puissance à la roue qui a le moins de résistance, c’est-à-dire la roue extérieure, ce qui ralentit la roue intérieure.

Toutefois, le fait de transmettre des vitesses angulaires différentes aux roues motrices pose un problème quand une roue patine, suite à une friction de la route très faible. En effet, en cas de patinage d’une roue, toute la puissance est transmise du mécanisme de différentiel à la roue qui patine.

Il faut donc bloquer ou ralentir la roue qui patine pour résoudre la disparité de vitesse angulaire entre les roues.

On connaît l’utilisation d’un différentiel comportant un mécanisme interne pour limiter le patinage des roues. Ce type de différentiel est appelé « différentiel à glissement limité ».

Toutefois, un tel mécanisme, qui transmet une force de freinage à la roue qui patine, est complexe, et il est difficile de brider l’écoulement d’huile dans la région de freinage.

Le but de la présente invention est de surmonter les inconvénients susmentionnés.

Un but de la présente invention est de proposer un véhicule automobile ayant un dispositif pour limiter le patinage des roues simple et économique à réaliser, puisqu’il n’utilise pas de capteur de vitesse de rotation, tout en étant facile à mettre en œuvre dans un véhicule automobile existant.

Dans un mode de réalisation, un véhicule automobile comprend au moins un axe de roue reliant un premier et un deuxième arbre de couplage de deux roues motrices à un mécanisme de différentiel.

Le véhicule automobile comprend deux dispositifs limitant le patinage des roues, à savoir un premier et un deuxième dispositif limitant le patinage. Chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage est associé à l’une des roues et est configuré pour appliquer un couple de freinage à la roue correspondante en utilisant la force centrifuge.

Chaque roue est ainsi associée à un dispositif limitant le patinage de roue et peut donc être freinée de façon indépendante. En d’autres termes, la première roue est associée à un premier dispositif limitant le patinage de roue et la deuxième roue est associée à un deuxième dispositif limitant le patinage de roue. Chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue agit comme un frein individuel configuré pour commander la vitesse de rotation de la roue qui patine.

Dans un mode de réalisation, chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue comprend au moins deux mâchoires de frein, chaque mâchoire de frein étant connectée au premier ou au deuxième arbre de couplage correspondant par l’intermédiaire d’au moins un moyen de compression, un tambour de frein cylindrique entourant les mâchoires de frein de manière à laisser un espace radial entre chaque mâchoire de frein et la surface intérieure du tambour de frein correspondant, et un premier et un deuxième arbre flexible reliés l’un à l’autre par un mécanisme de manchon à rouleaux. Une extrémité du premier arbre flexible comprend au moins deux parties radiales connectées à la mâchoire de frein correspondante et une extrémité du deuxième arbre flexible comprend au moins deux parties radiales connectées à la mâchoire de frein correspondante.

Dans un mode de réalisation, chacun des premier et deuxième arbres de couplage comprend une première partie connectée à la roue correspondante et une deuxième partie connectée au premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant.

Avantageusement, la deuxième partie de chacun des premier et deuxième arbres de couplage comprend une ouverture pour les parties radiales des premier et deuxième arbres flexibles.

Avantageusement, les deux parties radiales s’étendent radialement dans des directions opposées à l’intérieur du premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant. L’espace radial est par exemple compris entre 15 et 18 mm.

Le moyen de compression peut être constitué de ressorts de compression.

Dans un mode de réalisation, l’axe de roue comprend un premier arbre de sortie creux connecté au premier arbre de couplage et supportant au moins une première roue dentée adaptée pour coopérer avec des engrenages du mécanisme de différentiel, et un deuxième arbre de sortie creux connecté au deuxième arbre de couplage et supportant au moins une deuxième roue dentée adaptée pour coopérer avec les engrenages du mécanisme de différentiel. Chacun des premier et deuxième arbres de couplage est coaxial avec les premier et deuxième arbres de sortie creux.

Avantageusement, chacun des premier et deuxième arbres flexibles passe dans le premier ou deuxième arbre de sortie creux correspondant.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d’un nombre de modes de réalisation considérés uniquement à titre d’exemples non limitatifs, et illustrés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d’un axe de roue d’un véhicule automobile selon la présente invention ; et - la figure 2 est une vue en perspective de l’axe de roue de la figure 1, sans le mécanisme de différentiel.

Comme montré sur la figure 1, un axe de roue 10 d’un véhicule automobile comprend un premier arbre de sortie creux 12 qui s’étend le long d’un axe transversal X-X, connecté à une première roue motrice (non représentée) par l’intermédiaire d’un premier arbre de couplage 14 et supportant une première roue dentée fixe 12a et une première roue dentée mobile 12b adaptée pour coopérer avec les engrenages d’un mécanisme de différentiel 16. L’axe de roue 10 comprend en outre un deuxième arbre de sortie creux 18 qui s’étend le long d’un axe transversal X-X, connecté à une deuxième roue motrice (non représentée) par l’intermédiaire d’un deuxième arbre de couplage 20 et supportant une deuxième roue dentée fixe 18a adaptée pour coopérer avec les engrenages du mécanisme de différentiel 16.

Chacun des premier et deuxième arbres de couplage 14, 20 est coaxial avec les premier et deuxième arbres de sortie creux 12, 18.

Chacun des premier et deuxième arbres de couplage 14, 20 comprend une première partie pleine 14a, 20a connectée à la roue correspondante et une deuxième partie creuse 14b, 20b connectée au premier ou deuxième arbre creux correspondant 12, 18 et à un premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant 22, 24.

Comme représenté sur la figure 2, chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue 22, 24 comprend deux mâchoires de frein opposées 22a, 22b ; 24a, 24b connectées à la deuxième partie creuse 14b, 20b de l’arbre de couplage correspondant 14, 20 par l’intermédiaire de deux ressorts de compression 26a, 26b ; 28a, 28b. En variante, chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue 22, 24 peut comprendre une mâchoire de frein cylindrique.

En variante, chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue 22, 24 peut comprendre un nombre de ressorts de compression inférieur ou supérieur à quatre.

Chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue 22, 24 comprend en outre un tambour de frein cylindrique 30, 32 qui entoure les mâchoires de frein 22a, 22b ; 24a, 24b de manière à laisser un espace radial Δ1, Δ2 entre chaque mâchoire de frein 22a, 22b ; 24a, 24b et la surface intérieure du tambour de frein correspondant 30, 32. L’espace radial Δ1, Δ2 est par exemple compris entre 15 et 18 mm. L’axe de roue 10 comprend en outre des premier et deuxième arbres flexibles 34, 36, chacun traversant l’arbre de sortie creux correspondant 12, 18 et reliés l’un à l’autre par un mécanisme de manchon à rouleaux 38 qui permet aux arbres flexibles 34, 36 de tourner à des vitesses de rotation différentes.

Une extrémité de chacun des premier et deuxième arbres flexibles 34, 36 comprend deux parties radiales opposées 34a, 34b ; 36a, 36b qui s’étendent radialement dans des directions opposées à l’intérieur du premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant 22, 24, à travers une ouverture 14c, 14d ; 20c, 20d prévue dans la deuxième partie creuse 14b, 20b des arbres de couplage correspondants 14, 20. L’extrémité de chaque partie radiale 34a, 34b ; 36a, 36b est connectée à la mâchoire de frein correspondante 22a, 22b ; 24a, 24b.

Comme représenté, chaque mâchoire de frein 22a, 22b ; 24a, 24b est pourvue d’une masse d’équilibrage pour augmenter la force centrifuge de la mâchoire. En variante, on peut ne pas utiliser de masse d’équilibrage.

Les dispositifs limitant le patinage de roue 22, 24 utilisent les forces centrifuges créées par la différence de vitesse de rotation entre les roues pour appliquer une force de freinage à la roue qui patine.

Quand le véhicule roule sur une route droite ou quand les vitesses de rotation des roues sont égales, la traction sur les premier et deuxième arbres flexibles 34, 36 est équilibrée et la mâchoire de frein 22a, 22b ; 24a, 24b reste en position neutre, comme montré sur la figure 1.

Quand le véhicule tourne, le mécanisme de différentiel 16 réussit à donner des vitesses de rotation différentes aux première et deuxième roues motrices. La roue extérieure, ayant la vitesse de rotation la plus élevée, tire les arbres flexibles 34, 36 vers la roue extérieure en même temps que le mécanisme de manchon à rouleaux 38 en raison de la force centrifuge exercée sur les mâchoires de frein 22a, 22b ; 24a, 24b ou sur les masses d’équilibrage du dispositif limitant le patinage de roue 22, 24 associé à la roue extérieure. Les ressorts de compression 26a, 26b ; 28a, 28b du dispositif limitant le patinage de roue associé à la roue intérieure sont ainsi comprimés. Grâce à l’espace radial entre chaque mâchoire de frein et la surface intérieure de la mâchoire de frein, les mâchoires de frein du dispositif limitant le patinage de roue associé à la roue extérieure ne sont pas en contact avec le frein à tambour associé, de sorte qu’aucune force de freinage n’est transmise à la roue extérieure dans le cas où le véhicule est en train de tourner.

Toutefois, quand une roue patine, par exemple à cause d’une friction de la route faible, le mécanisme de différentiel transmet le couple total à la roue qui patine, ce qui augmente sensiblement la disparité entre les vitesses de rotation des roues. Les forces centrifuges appliquées aux mâchoires de frein ou aux masses d’équilibrage du dispositif limitant le patinage de roue associé à la roue qui patine sont augmentées de telle manière que l’espace radial entre chaque mâchoire de frein et la surface intérieure du tambour de frein n’est pas suffisant. Les mâchoires de frein du dispositif limitant le patinage de roue associé à la roue qui patine sont ainsi mises en contact radial avec le tambour de frein associé, de telle manière qu’une force de freinage est transmise à la roue qui patine. Quand on freine la roue qui patine, le couple de sortie est automatiquement transmis à l’autre roue. La torsion des arbres flexibles est évitée grâce au dispositif de manchon à rouleaux qui permet aux arbres flexibles d’avoir des vitesses de rotation différentes.

Grâce à la présente invention, chaque roue est associée à un dispositif limitant le patinage de roue et peut donc être freinée de manière indépendante. Les dispositifs limitant le patinage de roue agissent comme des freins individuels configurés pour commander la vitesse de rotation de la roue qui patine.

Les dispositifs limitant le patinage de roue ne permettent pas aux roues de tourner au-delà d’une limite critique et limitent de ce fait le patinage du véhicule.

Grâce à la présente invention, le patinage des roues peut être limité de façon mécanique et automatique, sans besoin d’une intervention manuelle ou de capteurs de vitesse associés à une unité de commande électronique. En effet, les dispositifs limitant le patinage de roue utilisent la force centrifuge pour limiter le patinage d’une roue.

Enfin, ces dispositifs limitant le patinage de roue ne nécessitent qu’une modification mineure de l’axe de roue existant et peuvent donc être facilement mis en œuvre.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   1. Véhicule automobile comprenant au moins un axe de roue (10) reliant un premier et un deuxième arbre de couplage de deux roues motrices (14, 20) à un mécanisme de différentiel (16), caractérisé en ce que le véhicule automobile comprend un premier et un deuxième dispositif limitant le patinage de roue (22, 24), chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage étant associé à l’une des roues et étant configuré pour appliquer un couple de freinage à la roue correspondante en utilisant la force centrifuge.
2. 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, dans lequel chacun des premier et deuxième dispositifs limitant le patinage de roue (22, 24) comprend : au moins deux mâchoires de frein (22a, 22b ; 24a, 24b), chaque mâchoire de frein (22a, 22b ; 24a, 24b) étant connectée au premier ou au deuxième arbre de couplage correspondant (14, 20) par l’intermédiaire d’au moins un moyen de compression (26a, 26b ; 28a, 28b), un tambour de frein cylindrique (30, 32) entourant les mâchoires de frein (22a, 22b ; 24a, 24b) de manière à laisser un espace radial (Δ1, Δ2) entre chaque mâchoire de frein (22a, 22b ; 24a, 24b) et la surface intérieure du tambour de frein correspondant (30, 32), et un premier et un deuxième arbre flexible (34, 36) reliés l’un à l’autre par un mécanisme de manchon à rouleaux (38), une extrémité de chacun des premier et deuxième arbres flexibles (34, 36) comprenant au moins deux parties radiales (34a, 34b ; 36a, 36b) connectées à la mâchoire de frein correspondante (22a, 22b ; 24a, 24b).
3. 3. Véhicule automobile selon la revendication 2, dans lequel chacun des premier et deuxième arbres de couplage (14, 20) comprend une première partie (14a, 20a) connectée à la roue correspondante et une deuxième partie (14b, 20b) connectée au premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant (22, 24).
4. 4. Véhicule automobile selon la revendication 3, dans lequel la deuxième partie (14b, 20b) de chacun des premier et deuxième arbres de couplage (14, 20) comprend une ouverture (14c, 14d ; 20c, 20d) pour les parties radiales (34a, 34b ; 36a, 36b) des premier et deuxième arbres flexibles (34, 36).
5. 5. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel les deux parties radiales (34a, 34b ; 36a, 36b) s’étendent radialement dans des directions opposées à l’intérieur du premier ou deuxième dispositif limitant le patinage de roue correspondant (22, 24).
6. 6. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l’espace radial (Δ1, Δ2) est compris entre 15 et 18 mm.
7. 7. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le moyen de compression (26a, 26b ; 28a, 28b) est constitué de ressorts de compression.
8. 8. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’axe de roue comprend un premier arbre de sortie creux (12) connecté au premier arbre de couplage (14) et supportant au moins une première roue dentée (12a, 12b) adaptée pour coopérer avec des engrenages du mécanisme de différentiel (16), et un deuxième arbre de sortie creux (18) connecté au deuxième arbre de couplage (20) et supportant au moins une deuxième roue dentée (18a) adaptée pour coopérer avec les engrenages du mécanisme de différentiel (16), chacun des premier et deuxième arbres de couplage (14, 20) étant coaxial avec les premier et deuxième arbres de sortie creux (12, 18).
9. 9. Véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 7 et 8, dans lequel chacun des premier et deuxième arbres flexibles (34, 36) passe dans le premier ou deuxième arbre de sortie creux correspondant (12, 18).