FR3130915A1 - Système de transmission comportant un dispositif d’entraînement différentiel - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un système de transmission (1) pour un véhicule automobile comprenant un dispositif d’entraînement différentiel (2) qui est configuré pour distribuer un couple vers deux arbres de roue (3, 4) d’un essieu du véhicule, le dispositif d’entraînement différentiel (2) comprenant un dispositif d’accouplement (7) qui présente une position accouplée dans laquelle la transmission du couple au travers du dispositif d’entraînement différentiel est assurée et une position désaccouplée dans laquelle la transmission du couple au travers du dispositif d’entraînement différentiel est interrompue, le dispositif d’accouplement (7) comprenant un actionneur (25) comportant un piston (31) guidé en translation axiale entre une position rétractée et une position déployée et une butée à roulement (33) qui est interposée entre le piston (31) et une première partie d’accouplement (17) du dispositif d’accouplement (7) de manière à transmettre un effort d’actionnement du piston (31) vers la première partie d’accouplement (17) et déplacer la première partie d'accouplement de la position désaccouplée vers la position accouplée lors du mouvement du piston (31) de la position rétractée vers la position déployée. Figure à publier : 1

Description

Système de transmission comportant un dispositif d’entraînement différentiel
L’invention concerne le domaine des chaînes de transmission pour véhicule automobile.
Elle concerne plus particulièrement un système de transmission comportant un dispositif d’entraînement différentiel visant à transmettre et distribuer un couple provenant d’un moteur vers deux arbres de roue d’un essieu du véhicule. Le dispositif d’entraînement différentiel comporte un premier élément destiné à être entrainé par un moteur et un deuxième élément destiné à entraîner l’un et/ou l’autre des deux arbres de roue de l’essieu du véhicule ainsi qu’un dispositif d’accouplement apte à sélectivement accoupler le premier élément au deuxième élément.
Arrière-plan technologique
Le document US2015114786 divulgue un système de transmission comportant un dispositif d’entraînement différentiel équipé d’un dispositif d’accouplement qui permet soit d’assurer la transmission de couple au travers du dispositif d’entraînement différentiel soit de l’interrompre. Le dispositif d’entraînement différentiel comporte un boîtier de différentiel, mobile en rotation autour d’un axe A, qui est équipé d’une roue dentée entrainée par un moteur du véhicule. A l’intérieur du boîtier sont logés une couronne porteuse, guidée en rotation dans le boîtier, deux engrenages satellites qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse autour d’un axe B perpendiculaire à l’axe A, et deux engrenages planétaires qui engrènent chacun avec les deux engrenages satellites et qui sont chacun solidaires en rotation de l’un des arbres de roue. Par ailleurs, le dispositif d’accouplement permet soit d’accoupler le boîtier de différentiel à la couronne porteuse afin de transmettre et distribuer le couple du moteur vers les deux arbres de roue de l’essieu, soit de les désaccoupler afin d’interrompre la transmission de couple entre le moteur et les arbres de roue.
Le dispositif d’accouplement est un dispositif à crabot. Il comporte une première partie d’accouplement présentant une portion annulaire disposée à l’extérieur du boîtier de différentiel et des éléments en saillie qui s’étendent depuis la portion annulaire et passent au travers d’orifices ménagés dans le boîtier, ce qui permet de solidariser en rotation la première partie d’accouplement et le boîtier de différentiel. Les éléments en saillie comportent des dentures destinées à coopérer avec des rainures complémentaires ménagées sur la couronne porteuse. La première partie d’accouplement est mobile axialement par rapport au boitier entre une position désaccouplée et une position accouplée dans laquelle les dentures de la première partie d’accouplement engrènent avec les rainures de la couronne porteuse.
Un actionneur électromagnétique est apte à exercer un effort axial sur la première partie d’accouplement de manière à la déplacer de la position désaccouplée vers la position accouplée. L’actionneur comporte un piston qui est guidé axialement en translation et qui est en appui axialement contre la première partie d’accouplement de manière à la déplacer entre la position accouplée et la position désaccouplée. La première partie d’accouplement est mobile en rotation par rapport au piston puisque l’actionneur est monté fixe en rotation sur un carter du système de transmission alors que la première partie d’accouplement est solidaire en rotation du boîtier de différentiel et, par conséquent, mobile en rotation autour de l’axe A. Aussi, pour réduire l'usure causée par le mouvement de rotation relatif entre le piston et la première partie d’accouplement, le piston est en contact avec la première partie d’accouplement par l’intermédiaire d’un disque de glissement qui est fabriqué dans un matériau à faible coefficient de frottement, tel que le bronze.
Un tel système de transmission n’est pas pleinement satisfaisant.
En effet, la demanderesse a constaté, que si le disque de glissement interposé entre le piston et la première partie d’accouplement permettait de réduire l’usure, le couple de frottement s’opposant au mouvement de rotation relative de la première partie d’accouplement par rapport au piston demeure trop important. Ce frottement génère un couple de traînée qui augmente la consommation énergétique du moteur accouplé au dispositif d’entraînement différentiel.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer un système de transmission du type précité qui permette de remédier aux inconvénients de l’état de la technique en offrant un meilleur rendement énergétique.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un système de transmission pour un véhicule automobile comprenant :
- un dispositif d’entraînement différentiel qui est configuré pour distribuer un couple vers deux arbres de roue d’un essieu du véhicule, le dispositif d’entraînement différentiel comprenant un premier élément et un deuxième élément mobiles en rotation autour d’un axe X, le premier élément étant destiné à être entrainé par un moteur et le deuxième élément étant destiné à entrainer au moins l’un des deux arbres de roue ; le dispositif d’entraînement différentiel comprenant un dispositif d’accouplement qui comporte une première partie d’accouplement qui est solidaire en rotation du premier élément et une deuxième partie d’accouplement qui est solidaire en rotation du deuxième élément, la première partie d’accouplement étant mobile axialement par rapport au premier élément entre une position accouplée dans laquelle la première partie d’accouplement est accouplée avec la deuxième partie d’accouplement pour transmettre un couple entre le premier élément et le deuxième élément et une position désaccouplée dans laquelle la première partie d’accouplement et la deuxième partie d’accouplement sont désaccouplées l’une de l’autre, le dispositif d’accouplement comportant en outre un actionneur comportant :
- un piston guidé en translation axiale entre une position rétractée et une position déployée ; et
- une butée à roulement qui est interposée entre le piston et la première partie d’accouplement de manière à transmettre un effort d’actionnement du piston vers la première partie d’accouplement et déplacer la première partie d'accouplement de la position désaccouplée vers la position accouplée lors du mouvement du piston de la position rétractée vers la position déployée.
Ainsi, l’utilisation d’une butée à roulement entre le piston de l’actionneur et la première partie d’accouplement permet de diminuer de manière conséquente le couple de trainée du système de transmission et ainsi, d’augmenter son rendement énergétique.
Selon des modes de réalisation, un tel système de transmission peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le piston est fixe en rotation par rapport à l’axe X.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’accouplement comporte des moyens de rappel élastiques qui sont agencés pour rappeler la première partie d’accouplement vers la position désaccouplée.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur est un actionneur électromagnétique. Un tel actionneur est particulièrement avantageux en ce qu’il présente une excellente réactivité.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur comporte un électro-aimant qui est apte à déplacer le piston entre la position rétractée et la position déployée et à l’intérieur duquel le piston est guidé en translation, le piston comportant un corps en matériau ferromagnétique.
Selon un mode de réalisation, l’électro-aimant comporte une carcasse magnétique et une bobine logée à l’intérieur de la carcasse magnétique.
Selon un mode de réalisation, l’électro-aimant a globalement une forme annulaire autour de l’axe de rotation X.
Selon un mode de réalisation, la carcasse magnétique est fixée axialement et circonférentiellement sur un carter du système de transmission.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur comporte un capot magnétique contre lequel le corps du piston vient en butée lorsque le piston est en position déployée. Ainsi, le capot magnétique assure le maintien du piston dans la position déployée, ce qui permet de baisser l’intensité d’alimentation de l’électro-aimant.
Selon un mode de réalisation, le piston et l’électro-aimant sont disposés respectivement radialement l’un à l’intérieur de l’autre ou axialement l’un à côté de l’autre.
Selon un mode de réalisation, la butée à roulement comporte une première bague, une deuxième bague et des corps roulants interposés entre la première et la deuxième bagues, la première bague et la deuxième bague de la butée à roulement étant respectivement en appui, directement ou indirectement, contre le piston et contre la première partie d’accouplement.
Selon un mode de réalisation, la première bague de la butée à roulement est ajustée autour du piston de manière être centrée par rapport à l’actionneur.
Selon un mode de réalisation, un premier épaulement du piston définit pour la première bague une surface de portée interne et une surface d’appui axial. En effet, la première bague de la butée à roulement est axialement en butée contre la surface d’appui axial et présente un bord radialement interne coopérant avec la surface de portée interne. Le premier épaulement est orienté vers la première bague. Ainsi, la transmission de l’effort axial est réalisée par le premier épaulement.
Selon un mode de réalisation, le capot magnétique comporte une surface de butée contre laquelle vient en butée un deuxième épaulement du corps du piston, lorsque le piston est en position déployée.
Selon un mode de réalisation, la surface de butée est formée par un épaulement du capot magnétique.
Selon un mode de réalisation, la deuxième bague de la butée à roulement est centrée par rapport à la première partie d’accouplement.
Selon un mode de réalisation, la première partie d’accouplement comporte un disque, le disque comportant une pluralité de pattes qui s’étendent axialement et sont réparties autour de l’axe X, lesdites pattes coopérant avec un bord radialement interne ou un bord radialement externe de la deuxième bague afin de la centrer.
Selon un mode de réalisation, la première bague est réalisée dans un matériau amagnétique. Ceci évite que la première bague, qui est la plus proche du champ magnétique généré par l’électro-aimant, ne soit magnétisé et n’attire ainsi des débris métalliques susceptibles de bloquer la butée à roulement. Ceci permet également de limiter les fuites de de flux magnétiques vers les autres composants du système de transmission.
Selon un mode de réalisation, la première bague, la deuxième bague et les corps roulants sont chacun réalisés dans un matériau amagnétique. Ceci évite que la butée à roulement ne soit magnétisée et limite encore davantage les fuites de de flux magnétiques vers les autres composants du système de transmission.
Selon un mode de réalisation, la butée à roulement comporte une cage qui est interposée entre la première bague et la deuxième bague et qui est agencée pour retenir et guider les corps roulants.
Selon un mode de réalisation, la cage est réalisée dans un matériau amagnétique choisi parmi l’acier inoxydable, le laiton, les polymères et les céramiques.
Selon un mode de réalisation, la première bague et/ou la deuxième bague sont réalisés dans un matériau amagnétique, par exemple en acier inoxydable ou en céramique.
Selon un mode de réalisation, les corps roulants sont réalisés dans un matériau amagnétique choisi parmi l’acier inoxydable et les céramiques. .
Selon un mode de réalisation, le piston comporte une portion d’extrémité qui coopère avec la butée à roulement et qui comporte un ou plusieurs passages qui la traversent radialement de sorte à permettre une circulation de lubrifiant radialement au travers du piston. Ainsi, les passages ménagés dans la portion d’extrémité du piston permettent au lubrifiant contenu dans le carter du système de transmission d’atteindre l’espace ménagé radialement entre la butée à roulement et le manchon latéral de la partie du boîtier de différentiel, le lubrifiant étant alors centrifugée depuis ledit espace en direction de la butée à roulement. Ceci permet d’assurer une lubrification adéquate de la butée à roulement.
Selon un autre mode de réalisation, au moins l’une parmi la première bague et la deuxième bague de la butée à roulement, de préférence la première bague, comporte un ou plusieurs passages qui la traversent radialement de sorte à permettre une circulation de lubrifiant radialement au travers de ladite première ou deuxième bague.
Selon un mode de réalisation, le premier élément comporte un boîtier de différentiel à l’intérieur duquel est logé la deuxième partie d’accouplement, la première partie d’accouplement comportant une portion intérieure qui est logée à l’intérieur du boîtier de différentiel, une portion extérieure qui est positionnée à l’extérieur du boîtier de différentiel et une pluralités de portions de liaison qui relient axialement la portion intérieure et la portion extérieure de la première partie d’accouplement, chacune de portions de liaison passant au travers d’une ouverture traversante correspondante ménagée dans le boitier de différentiel.
Selon un mode de réalisation, le deuxième élément comporte une couronne porteuse qui est guidée en rotation autour de l’axe X à l’intérieur du boîtier de différentiel, deux engrenages satellites qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse autour d’un axe Y perpendiculaire à l’axe X et deux engrenages planétaires qui sont mobiles en rotation autour de l’axe X, sont chacun en prises avec les deux engrenages satellites et sont chacun destinés à être solidaires en rotation de l’un des deux arbre de roue.
Selon un mode de réalisation, la première partie d’accouplement comporte un disque qui présente une portion annulaire formant cible, ladite cible étant disposée axialement en regard d’un capteur qui est configuré pour délivrer un signal représentatif d’une distance axiale entre la cible et le capteur
Selon un mode de réalisation, le disque est fixé à la portion extérieure de la première partie d’accouplement.
Breve description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La est une vue, en coupe, d’un système de transmission comportant un dispositif d’entraînement différentiel et un dispositif d’accouplement.
La est une vue, en perspective, de l’actionneur du dispositif d’accouplement de la .
La est une vue, en coupe, de l’actionneur de la .
La est une vue, en perspective, illustrant le centrage d’un palier à roulement de l’actionneur par rapport au premier élément du dispositif d’accouplement, selon une première variante de réalisation.
La est vue en coupe des éléments de la .
La est une vue en perspective illustrant le centrage d’un palier à roulement de l’actionneur par rapport au premier élément du dispositif d’accouplement selon une seconde variante de réalisation.
La est une vue en coupe des éléments de la .
La est une vue, en perspective, d’un palier à roulement de l’actionneur selon une variante de réalisation.

Claims (12)

  1. Système de transmission (1) pour un véhicule automobile comprenant :
    - un dispositif d’entraînement différentiel (2) qui est configuré pour distribuer un couple vers deux arbres de roue (3, 4) d’un essieu du véhicule, le dispositif d’entraînement différentiel (2) comprenant un premier élément (5) et un deuxième élément (6) mobiles en rotation autour d’un axe X, le premier élément (5) étant destiné à être entrainé par un moteur et le deuxième élément (6) étant destiné à entrainer au moins l’un des deux arbres de roue (3, 4) ; le dispositif d’entraînement différentiel (2) comprenant un dispositif d’accouplement (7) qui comporte une première partie d’accouplement (17) qui est solidaire en rotation du premier élément (5) et une deuxième partie d’accouplement (18) qui est solidaire en rotation du deuxième élément (6), la première partie d’accouplement (17) étant mobile axialement par rapport au premier élément (5) entre une position accouplée dans laquelle la première partie d’accouplement (17) est accouplée avec la deuxième partie d’accouplement (18) pour transmettre un couple entre le premier élément (5) et le deuxième élément (6) et une position désaccouplée dans laquelle la première partie d’accouplement (17) et la deuxième partie d’accouplement (18) sont désaccouplées l’une de l’autre, le dispositif d’accouplement (7) comportant en outre un actionneur (25) comportant :
    - un piston (31) guidé en translation axiale entre une position rétractée et une position déployée ; et
    - une butée à roulement (33) qui est interposée entre le piston (31) et la première partie d’accouplement (17) de manière à transmettre un effort d’actionnement du piston (31) vers la première partie d’accouplement (17) et déplacer la première partie d'accouplement de la position désaccouplée vers la position accouplée lors du mouvement du piston (31) de la position rétractée vers la position déployée.
  2. Système de transmission (1) selon la revendication 1, dans lequel l’actionneur (25) est un actionneur électromagnétique.
  3. Système de transmission (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la butée à roulement (33) comporte une première bague (35), une deuxième bague (36) et des corps roulants (37) interposés entre la première et la deuxième bagues (35, 36), la première bague (35) et la deuxième bague (36) de la butée à roulement (33) étant respectivement en appui contre le piston (31) et contre la première partie d’accouplement (17).
  4. Système de transmission (1) selon la revendication 3, dans lequel un premier épaulement du piston définit pour la première bague une surface de portée interne et une surface d’appui axial.
  5. Système de transmission selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la deuxième bague de la butée à roulement (33) est centrée par rapport à la première partie d’accouplement (17).
  6. Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la première bague (35) est réalisée dans un matériau amagnétique.
  7. Système de transmission (1) selon la revendication 6, dans lequel la première bague (35), la deuxième bague (36) et les corps roulants (37) sont chacun réalisés dans un matériau amagnétique.
  8. Système de transmission (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la première bague (35) et la deuxième bague (36) sont réalisées en acier inoxydable et dans lequel les corps roulants (37) sont réalisés dans un matériau amagnétique choisi parmi l’acier inoxydable et les céramiques.
  9. Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le piston (31) comporte une portion d’extrémité (39) qui coopère avec la butée à roulement (33) et qui comporte un ou plusieurs passages (41) qui la traversent radialement de sorte à permettre une circulation de lubrifiant radialement au travers du piston (31).
  10. Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel au moins l’une parmi la première bague (35) et la deuxième bague (36) de la butée à roulement (33) comporte un ou plusieurs passages (44) qui la traversent radialement de sorte à permettre une circulation de lubrifiant radialement au travers de ladite première ou deuxième bague.
  11. Système de transmission (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le premier élément (5) comporte un boîtier de différentiel (8) à l’intérieur duquel est logé la deuxième partie d’accouplement (18), la première partie d’accouplement (17) comportant une portion intérieure (19) qui est logée à l’intérieur du boîtier de différentiel (8), une portion extérieure (20) qui est positionnée à l’extérieur du boîtier de différentiel (8) et une pluralités de portions de liaison qui relient axialement la portion intérieure (19) et la portion extérieure (20) de la première partie d’accouplement (17), chacune de portions de liaison passant au travers d’une ouverture traversante correspondante ménagée dans le boitier de différentiel (8).
  12. Système de transmission (1) selon la revendication 11, dans lequel le deuxième élément (6) comporte une couronne porteuse (12) qui est guidée en rotation autour de l’axe X à l’intérieur du boîtier de différentiel (8), deux engrenages satellites (13, 14) qui sont montés en rotation sur la couronne porteuse (12) autour d’un axe Y perpendiculaire à l’axe X et deux engrenages planétaires (15, 16) qui sont mobiles en rotation autour de l’axe X, sont chacun en prises avec les deux engrenages satellites (13, 14) et sont chacun destinés à être solidaires en rotation de l’un des deux arbre de roue (3, 4).
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