WO2021186118A1 - Dispositif différentiel et engin automoteur équipé d'un tel dispositif - Google Patents

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WO2021186118A1
WO2021186118A1 PCT/FR2021/050372 FR2021050372W WO2021186118A1 WO 2021186118 A1 WO2021186118 A1 WO 2021186118A1 FR 2021050372 W FR2021050372 W FR 2021050372W WO 2021186118 A1 WO2021186118 A1 WO 2021186118A1
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clutch
pinion
passage
housing
differential
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PCT/FR2021/050372
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English (en)
Inventor
Rémi ROUSSELOT
Cédric ADRIAENSSENS
Original Assignee
France Reducteurs
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/12—Differential gearings without gears having orbital motion
    • F16H48/19—Differential gearings without gears having orbital motion consisting of two linked clutches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/01—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus
    • A01D34/412—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters
    • A01D34/63—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis
    • A01D34/67—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis hand-guided by a walking operator
    • A01D34/68—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis hand-guided by a walking operator with motor driven cutters or wheels
    • A01D34/6806—Driving mechanisms
    • A01D34/6812—Braking or clutching mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/042—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement
    • F16D7/044—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement the axially moving part being coaxial with the rotation, e.g. a gear with face teeth

Definitions

  • the present invention relates to a differential device as well as a self-propelled machine, such as a snow plow or a lawn mower, equipped with such a differential device.
  • the invention relates in particular to a differential device interposable between the coaxial wheel shafts and the motor of a self-propelled rolling machine, said device comprising a pinion, two clutch mechanisms, a casing at least partially housing the mechanisms of 'clutch and defining a through passage with a longitudinal axis to allow reception of the wheel shafts, each clutch mechanism comprising a first clutch element and a second rotary clutch element mounted so as to be able to rotate about a coincident axis with the longitudinal axis of the crossing.
  • An object of the invention is to provide a differential device, the design of which allows, in parallel with a simplified assembly, an increase in the mechanical strength of the differential device.
  • the invention relates to a differential device interposable between coaxial wheel shafts and the motor of a self-propelled rolling machine, said device comprising a pinion, two clutch mechanisms, a casing housing at least partially the clutch mechanisms and defining a through passage of longitudinal axis to allow the reception of the wheel shafts, each clutch mechanism comprising a first clutch element and a second rotary clutch element mounted to be movable in rotation around it 'an axis coincident with the longitudinal axis of the through passage, characterized in that the casing takes the form of a synthetic material housing comprising a body and a cover, in that the body and the cover are each provided for the delimitation of the through passage with a through opening, in that that the pinion is carried by the body, and in that the body comprises, made in one piece, a bottom provided with the through opening of said body and a peripheral side wall, the pinion, made in one piece with said body extending at least partially around the peripheral side wall of said body.
  • the production of the casing in the form of a synthetic material box, the body of which is versatile, allows for simplified assembly.
  • the realization of the housing in synthetic material offers a large number of possibilities for closing the housing by gluing, welding, screwing or the like.
  • the housing has a plane of symmetry coinciding with a median circumferential plane of the pinion.
  • the clutch mechanisms are arranged on either side of said median circumferential plane of the pinion. Again, this arrangement allows for simplified mounting of the differential device on the shaft.
  • the second clutch element of each clutch mechanism is, for its drive in rotation, couplable with the pinion, this second clutch element is mounted movably axially between a close position called engaged and a separated position called disengaged from the first clutch element with which it is associated, this second clutch element is returned to the engaged position, and the second clutch elements are arranged between the first clutch elements and angularly shiftable between them for the passage from one position to another.
  • the second clutch elements are angularly offset with respect to one another, said second clutch elements have the possibility of moving relative to each other axially in the direction of approach.
  • the body and the housing cover are coupled to each other by screwing.
  • the pinion has circular teeth, and the circular teeth and the passage through the casing are coaxial.
  • a further subject of the invention is a self-propelled rolling machine comprising coaxial wheel shafts, a motor and a differential device interposable between the coaxial wheel shafts and the motor of said self-propelled rolling machine, characterized in that the differential device is conforms to that described above.
  • the first clutch element of each clutch mechanism is mounted integral in rotation with the wheel shaft which carries it, and the second clutch element of each mechanism clutch which, for its drive in rotation, can be coupled with the pinion, is mounted so as to rotate freely with respect to the wheel shaft which carries it.
  • FIG. 1 is a perspective view of a machine equipped with a differential device according to the invention
  • FIG. 2 shows an exploded view of the components of a differential device according to the invention
  • FIG. 3 shows a sectional view of a differential device according to the invention
  • FIG. 4 shows a perspective view of the body of a housing of a differential device according to the invention
  • FIG. 5 shows another perspective view of the body of a housing of a differential device according to the invention.
  • the invention relates to a differential device for a motorized rolling vehicle.
  • said machine is of the walking driver type.
  • said machine may be of the on-board driver type.
  • said machine 15 is a self-propelled rolling snowplow with a walking driver.
  • the snow plow is provided with direction control means such as handles and / or a handlebars which allow the walking driver to apply a torque of effort to the machine to make it turn, in one direction or in the other, in order to take a left or right turn.
  • the machine 15 further comprises two coaxial wheel shafts 13, distinct from each other, and capable during a turn of the machine as detailed below to rotate freely with respect to each other. to the other.
  • Each wheel shaft 13 carries a side wheel of the machine.
  • the driver can in particular, thanks to the differential device 1 according to the invention, which equips the machine 15, rotate said machine about an axis perpendicular to the ground and located between the side wheels of the machine to make the machine turn on itself and take a very tight turn.
  • Said differential device 1 comprises a pinion 2, adapted to be driven in rotation about its axis by the motor 14 of said machine 15, by means of a transmission system interposed between the pinion 2 or ring gear and said motor 14.
  • the pinion 2 has an external toothing 21 which is circular.
  • the differential device 1 comprises two clutch mechanisms 3.
  • the differential device 1 comprises a casing 6 at least partially housing the clutch mechanisms 3 and defining an elongated through passage 7 with a longitudinal axis to allow the reception of the shafts 13 of the wheels.
  • This envelope 6 takes the form of a housing 8 comprising a body 9 and a cover 10.
  • the body 9 and the cover 10 are each provided, for the delimitation of the through passage 7, with a through opening shown at 91 and 101 in the figures.
  • the pinion 2 is carried by the body 9. It should be noted that in the above as in the following, the term "pinion” should be considered equivalent to "ring gear”.
  • the body 9 comprises a bottom 92 provided with the opening 91 passing through said body 9 and a peripheral side wall 93 surrounding said bottom 92.
  • the bottom 92 and the peripheral side wall 93 are made in one piece.
  • the pinion 2, made in one piece with said body 9, extends at least partially around the peripheral side wall 93 of the body 9.
  • the housing 8 is made of synthetic material and has a plane P of symmetry coinciding with a median circumferential plane P1 of the pinion 2.
  • the circular toothing 21 of the pinion 2, and the passage 7 passing through the envelope 6 are coaxial.
  • the body 9 and the cover 10 of the housing 8 are coupled to each other by screwing using screws 12.
  • the clutch mechanisms 3 are, for their part, arranged inside the housing 8. , on either side of the median circumferential plane P1 of pinion 2.
  • Each clutch mechanism 3 comprises a first clutch element 4 and a second rotary clutch element 5 mounted so as to be able to rotate about an axis coincident with the longitudinal axis XX 'of the passage 7 through it.
  • the first clutch element 4 of each clutch mechanism 3 is rotatably mounted to the wheel shaft 13 which carries it.
  • the second clutch element 5 of each clutch mechanism 3 which, for its drive in rotation, is couplable with the pinion 2, is, for its part, mounted to rotate freely relative to the wheel shaft 13 which it. door.
  • the differential device 1 also comprises means for returning the second clutch elements 5 to the corresponding first clutch elements 4.
  • said return means are formed by a spring 11 interposed between the second clutch elements 5.
  • the first clutch elements 4 are formed by hubs, called clutch hubs and the second clutch elements 5 are formed by clutch plates.
  • said first and second clutch elements can be produced in other forms so that the description below applies to other forms of design of the first and second clutch elements.
  • the clutch hubs 4, the clutch plates and the pinion 2, or ring gear, are sandwiched between the bottom 92 and the cover 10 of the housing 8, and traversed by the wheel shafts 13.
  • Said device 1 also comprises a set of sealing rings, gaskets and washers.
  • Each of said clutch hubs is mounted integral in rotation with one of said wheel shafts, preferably by grooves of complementary shapes provided on the corresponding wheel shaft and on the inner periphery of the clutch hub.
  • the clutch plate and the clutch hub are provided with means for engaging one another.
  • Said clutch means can be clutch or friction clutch means.
  • said clutch means are formed by teeth 53 provided on one face of each plate. These teeth 53 have opposite inclined flanks capable of forming cams or ramps with the teeth 41 of complementary shape provided on the face of the hub facing said plate.
  • the flanks of the teeth are preferably inclined at 45 ° relative to the plane transverse to the axis of the hub or of the corresponding clutch plate.
  • Said clutch plate is adapted to be moved axially between a position close to said clutch hub in which it is engaged with the clutch hub, and a position away from said clutch hub 3 in which it is disengaged of the clutch hub.
  • said close position the hub and the plate are pressed against each other so that their teeth are nested with each other.
  • the hub and the chainring then turn at the same speed.
  • said separated position their teeth are disengaged from each other, so that the hub and the plate can rotate at different speeds.
  • the pinion 2 and the clutch plates are provided with coupling means between them in rotation.
  • Said rotational coupling means make it possible to transmit the rotational force of the pinion 2, to the clutch plates when the plates are driven by the pinion 2.
  • the pinion 2 thanks to said coupling means, forms a brake vis-à-vis the clutch plate.
  • the clutch means between the pinion 2, and the clutch plates comprise internal teeth 931 formed on the internal periphery of the sprocket 2, and external teeth 51 formed on the external periphery of each of the clutch plates .
  • Each pair of internal teeth of pinion 2 defines a space for accommodating one tooth of each clutch plate.
  • the width of each of the teeth and the width of the housing defined between each pair of teeth, said widths being taken in a direction parallel to the axis of the ring gear, are adapted to allow the pairs of teeth of the pinion 2, to accommodate them. teeth of the two clutch plates, in particular when the two plates are in opposition.
  • Each clutch plate is also provided with support contact means with the other clutch plate. Said support contact means allow the plates to interact with each other to adapt their axial position according to the difference in rotational speed of the wheel shafts.
  • Said support contact means of each clutch plate comprise teeth 52, oriented towards the other clutch plate.
  • said teeth 52 of each plate are formed integrally with the teeth of said plate which form part of the coupling means between pinion 2 and said plate.
  • the plates When the wheel shafts rotate at the same speed, the plates are in a first angular configuration.
  • the teeth of said plates face each other and are in contact bearing at their top with the teeth of the other plate, preventing axial displacement of the clutch plates towards one another.
  • Said teeth each comprise two opposite inclined flanks forming ramps.
  • the top of each tooth is flat to allow stable support with the flat top of the corresponding tooth of the other plate when the plates are in said first angular position.
  • the teeth of the plates face each other via one of their ramps.
  • Said ramps are adapted depending on the relative speed of the plates to come into bearing contact with each other during the passage of the plates from the second angular configuration to the first angular configuration.
  • the plates can thus be moved axially in the direction of a separation from one another, by pressing a side of a tooth of one plate on the corresponding side of the tooth of the other plate, in combination with the return force of the return means, until the teeth face each other and are in contact contact with their top.
  • the clutch means between the clutch plates and the corresponding clutch hubs can be formed by male friction cones and female friction cones.
  • the outer side wheel spins faster than the inner side wheel so that the chainrings are angularly offset from each other.
  • tops of the contact support teeth of the plates are no longer in opposition and said plates can thus move axially towards one another to allow the corresponding wheels to be disengaged.
  • the device according to the invention operates in the same way when taking a turn in reverse and when taking a turn in forward gear.
  • the clutch elements of the device are identical on one side and the other of the pinion, so that all of the clutch elements of the device have a plane of symmetry passing through the mean plane of the pinion.

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Abstract

Dispositif (1) différentiel interposable entre des arbres de roues coaxiaux et le moteur d'un engin roulant, et comprenant un pignon (2), deux mécanismes d'embrayage, une enveloppe (6) logeant les mécanismes d'embrayages et définissant un passage (7) traversant de réception des arbres de roues, chaque mécanisme d'embrayage comprenant un premier élément (4) d'embrayage et un deuxième élément (5) d'embrayage rotatifs montés mobiles à rotation autour d'un axe confondu avec l'axe longitudinal du passage (7) traversant. L'enveloppe (6) affecte la forme d'un boîtier (8) comprenant un corps (9) et un couvercle (10) munis chacun d'une ouverture (91, 101) traversante, le pignon (2) est porté par le corps (9) qui comprend un fond (92) muni de l'ouverture (91) traversante dudit corps (9) et une paroi (93) latérale périphérique, le pignon (2), ou la couronne dentée, réalisé d'une seule pièce avec ledit corps (9) s'étendant au moins partiellement autour de la paroi (93) latérale périphérique dudit corps (9).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif différentiel et engin automoteur équipé d'un tel dispositif
[0001] La présente invention concerne un dispositif différentiel ainsi qu’un engin automoteur, tel qu’un chasse-neige ou une tondeuse à gazon, équipé d’un tel dispositif différentiel.
[0002] L’invention concerne en particulier un dispositif différentiel interposable entre des arbres de roues coaxiaux et le moteur d’un engin roulant automoteur, ledit dispositif comprenant un pignon, deux mécanismes d’embrayage, une enveloppe logeant au moins partiellement les mécanismes d’embrayage et définissant un passage traversant d'axe longitudinal pour permettre la réception des arbres de roue, chaque mécanisme d’embrayage comprenant un premier élément d’embrayage et un deuxième élément d’embrayage rotatifs montés mobiles à rotation autour d’un axe confondu avec l’axe longitudinal du passage traversant.
[0003] Un tel dispositif différentiel permet une vitesse de rotation des arbres de roue différente d’un arbre à un autre de sorte qu’un risque de glissement de l’engin en particulier dans les virages est réduit. Jusqu’à présent, le montage d’un tel différentiel est fastidieux et la résistance mécanique d’un tel différentiel peut être considérée comme insuffisante. Par ailleurs, les différentiels connus sont lourds, coûteux et complexes à réaliser comme l'illustrent le brevet FR 769.239.
[0004] Un but de l’invention est de proposer un dispositif différentiel dont la conception permet en parallèle d’un montage simplifié, une augmentation de la résistance mécanique du dispositif différentiel.
[0005] A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif différentiel interposable entre des arbres de roue coaxiaux et le moteur d’un engin roulant automoteur, ledit dispositif comprenant un pignon, deux mécanismes d’embrayage, une enveloppe logeant au moins partiellement les mécanismes d’embrayage et définissant un passage traversant d'axe longitudinal pour permettre la réception des arbres de roue, chaque mécanisme d’embrayage comprenant un premier élément d’embrayage et un deuxième élément d’embrayage rotatifs montés mobiles à rotation autour d’un axe confondu avec l’axe longitudinal du passage traversant, caractérisé en ce que l’enveloppe affecte la forme d’un boîtier en matière de synthèse comprenant un corps et un couvercle, en ce que le corps et le couvercle sont munis chacun pour la délimitation du passage traversant d’une ouverture traversante, en ce que le pignon, est porté par le corps, et en ce que le corps comprend, réalisés d'une seule pièce, un fond muni de l’ouverture traversante dudit corps et une paroi latérale périphérique, le pignon, réalisé d’une seule pièce avec ledit corps s’étendant au moins partiellement autour de la paroi latérale périphérique dudit corps. La réalisation de l’enveloppe sous forme d’un boîtier en matériau de synthèse dont le corps est polyvalent permet un montage simplifié. Il suffit en effet de déposer les composants du différentiel à l’intérieur du corps du boîtier avant de refermer ledit boîtier à l’aide d’une seule et unique pièce formée par le couvercle du boîtier. Il en résulte une facilité de fermeture, une meilleure étanchéité, et une résistance mécanique accrue du boîtier. Enfin, la réalisation du boîtier en matière de synthèse offre un grand nombre de possibilités de fermeture du boîtier par collage, soudure, vissage ou autre.
[0006] Selon un mode de réalisation de l’invention, le boîtier présente un plan de symétrie confondu avec un plan circonférentiel médian du pignon. Grâce à cette conception, le montage du dispositif différentiel sur l’arbre est simplifié.
[0007] Selon un mode de réalisation de l’invention, les mécanismes d’embrayage sont disposés de part et d’autre dudit plan circonférentiel médian du pignon. A nouveau, cette disposition permet un montage simplifié du dispositif différentiel sur l’arbre.
[0008] Selon un mode de réalisation de l’invention, le deuxième élément d’embrayage de chaque mécanisme d’embrayage est, pour son entraînement en rotation, couplable avec le pignon, ce deuxième élément d’embrayage est monté mobile axialement entre une position rapprochée dite embrayée et une position écartée dite débrayée du premier élément d’embrayage auquel il est associé, ce deuxième élément d’embrayage est rappelé en position embrayée, et les deuxièmes éléments d’embrayage sont disposés entre les premiers éléments d’embrayage et décalables angulairement entre eux pour le passage d’une position à une autre. Ainsi, lorsque du fait d'une différence de vitesse entre les roues de l'engin au cours de la prise d'un virage, les deuxièmes éléments d'embrayage sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, lesdits deuxièmes éléments d'embrayage ont la possibilité de se déplacer l'un par rapport à l'autre axialement dans le sens d'un rapprochement. Le rapprochement desdits deuxièmes éléments d'embrayage l'un par rapport à l'autre entraîne alors le débrayage des roues correspondantes de l'engin. Cette conception permet de réduire de manière simple et automatique le rayon de braquage de l’engin roulant automoteur équipé d’un tel dispositif différentiel afin de pouvoir prendre un virage très serré.
[0009] Selon un mode de réalisation de l’invention, le corps et le couvercle du boîtier sont couplés l’un à l’autre par vissage.
[0010] Selon un mode de réalisation de l’invention, le pignon, présente une denture circulaire, et la denture circulaire et le passage traversant de l'enveloppe sont coaxiaux.
[0011] L’invention a encore pour objet un engin roulant automoteur comprenant des arbres de roues coaxiaux, un moteur et un dispositif différentiel interposable entre les arbres de roues coaxiaux et le moteur dudit engin roulant automoteur, caractérisé en ce que le dispositif différentiel est conforme à celui décrit ci- dessus.
[0012] Selon un mode de réalisation de l’invention, le premier élément d’embrayage de chaque mécanisme d’embrayage est monté solidaire en rotation de l’arbre de roue qui le porte, et le deuxième élément d’embrayage de chaque mécanisme d’embrayage qui, pour son entraînement en rotation, est couplable avec le pignon, est monté libre à rotation par rapport à l’arbre de roue qui le porte.
Brève description des dessins
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[0013] [Fig. 1] représente une vue en perspective d’un engin équipé d’un dispositif différentiel conforme à l’invention,
[0014] [Fig. 2] représente une vue en position éclatée des composants d’un dispositif différentiel conforme à l’invention,
[0015] [Fig. 3] représente une vue en coupe d’un dispositif différentiel conforme à l’invention, [0016] [Fig. 4] représente une vue en perspective du corps d’un boîtier d’un dispositif différentiel conforme à l’invention,
[0017] [Fig. 5] représente une autre vue en perspective du corps d’un boîtier d’un dispositif différentiel conforme à l’invention.
[0018] En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne un dispositif différentiel pour engin 15 roulant motorisé.
[0019] Dans l'exemple illustré aux figures, ledit engin est du type à conducteur marchant. En variante, ledit engin peut être du type à conducteur embarqué.
[0020] Avantageusement, ledit engin 15 est un chasse-neige roulant automoteur à conducteur marchant. Le chasse-neige est muni de moyens de contrôle de direction tels que des poignées et/ou un guidon qui permettent au conducteur marchant d’appliquer un couple d’effort à l’engin pour le faire tourner, dans un sens ou dans l’autre, afin de prendre un virage à gauche ou à droite.
[0021] L'engin 15 comprend encore deux arbres 13 de roue coaxiaux, distincts l’un de l’autre, et aptes au cours d’un virage de l’engin comme détaillé ci-après à tourner librement l’un par rapport à l’autre. Chaque arbre 13 de roue porte une roue latérale de l’engin.
[0022] Comme détaillé ci-après, le conducteur peut en particulier, grâce au dispositif 1 différentiel selon l'invention, qui équipe l’engin 15, faire pivoter ledit engin autour d’un axe perpendiculaire au sol et situé entre les roues latérales de l’engin pour faire tourner l’engin sur lui-même et prendre un virage très serré.
[0023] Ledit dispositif 1 différentiel comprend un pignon 2, apte à être entraîné en rotation autour de son axe par le moteur 14 dudit engin 15, par l’intermédiaire d’un système de transmission interposé entre le pignon 2 ou couronne dentée et ledit moteur 14. A cet effet, le pignon 2 présente une denture externe 21 circulaire.
[0024] Le dispositif 1 différentiel comprend deux mécanismes d’embrayage 3.
[0025] Le dispositif 1 différentiel comprend une enveloppe 6 logeant au moins partiellement les mécanismes 3 d’embrayage et définissant un passage 7 traversant allongé avec un axe longitudinal pour permettre la réception des arbres 13 de roues. Cette enveloppe 6 affecte la forme d’un boîtier 8 comprenant un corps 9 et un couvercle 10. Le corps 9 et le couvercle 10 sont munis chacun, pour la délimitation du passage 7 traversant, d'une ouverture traversante représentée en 91 et 101 aux figures. Le pignon 2est porté par le corps 9. Il doit être noté que dans ce qui précède comme dans ce qui suit, le terme "pignon" doit être considéré comme équivalent à "couronne dentée". Le corps 9 comprend un fond 92 muni de l’ouverture 91 traversante dudit corps 9 et une paroi 93 latérale périphérique entourant ledit fond 92. Le fond 92 et la paroi 93 latérale périphérique sont réalisés d'une seule pièce. Le pignon 2, réalisé d’une seule pièce avec ledit corps 9 s’étend au moins partiellement autour de la paroi 93 latérale périphérique du corps 9.
[0026] Dans les exemples représentés, le boîtier 8 est en matière de synthèse et présente un plan P de symétrie confondu avec un plan P1 circonférentiel médian du pignon 2. La denture 21 circulaire du pignon 2, et le passage 7 traversant de l'enveloppe 6 sont coaxiaux. Le corps 9 et le couvercle 10 du boîtier 8 sont couplés l’un à l’autre par vissage à l'aide de vis 12. Les mécanismes 3 d’embrayage sont, quant à eux, disposés, à l'intérieur du boîtier 8, de part et d’autre du plan P1 circonférentiel médian du pignon 2.
[0027] Chaque mécanisme 3 d'embrayage comprend un premier élément 4 d'embrayage et un deuxième élément 5 d'embrayage rotatifs montés mobiles à rotation autour d’un axe confondu avec l’axe XX' longitudinal du passage 7 traversant. Le premier élément 4 d'embrayage de chaque mécanisme 3 d’embrayage est monté solidaire en rotation de l’arbre 13 de roue qui le porte. Le deuxième élément 5 d’embrayage de chaque mécanisme 3 d’embrayage qui, pour son entraînement en rotation, est couplable avec le pignon 2, est, quant à lui, monté libre à rotation par rapport à l’arbre 13 de roue qui le porte.
[0028] Lesdits deuxièmes éléments 5 d’embrayage sont positionnés entre lesdits premiers éléments 4 d’embrayage. Le dispositif 1 différentiel comprend aussi des moyens de rappel des deuxièmes éléments 5 d’embrayage vers les premiers éléments 4 d’embrayage correspondants. Avantageusement, lesdits moyens de rappel sont formés par un ressort 11 interposé entre les deuxièmes éléments 5 d’embrayage. [0029] Dans la suite de la description et en référence au mode de réalisation particulier illustré aux figures, les premiers éléments 4 d’embrayage sont formés par des moyeux, appelés moyeux d’embrayage et les deuxièmes éléments 5 d’embrayage sont formés par des plateaux d’embrayage. Bien entendu, lesdits premiers et deuxièmes éléments d’embrayage peuvent être réalisés sous d’autres formes de sorte que la description ci-dessous s’applique à d’autres formes de conception des premiers et deuxièmes éléments d’embrayage.
[0030] Les moyeux d’embrayage 4, les plateaux d’embrayage et le pignon 2, ou couronne dentée, sont pris en sandwich entre le fond 92 et le couvercle 10 du boîtier 8, et traversés par les arbres 13 de roue. Ledit dispositif 1 comprend également un ensemble de bagues d’étanchéité, joints et rondelles.
[0031] Chacun desdits moyeux d’embrayage est monté solidaire en rotation de l’un desdits arbres de roue, de préférence par des cannelures de formes complémentaires ménagées sur l’arbre de roue correspondant et sur le pourtour interne du moyeu d’embrayage.
[0032] Pour chaque mécanisme 3 d’embrayage, le plateau d’embrayage et le moyeu d’embrayage sont pourvus de moyens d’embrayage l’un avec l’autre. Lesdits moyens d’embrayage peuvent être des moyens d’embrayage par crabotage ou par friction.
[0033] Dans l’exemple illustré aux figures, lesdits moyens d’embrayage sont formés par des dents 53 ménagées sur une face de chaque plateau. Ces dents 53 présentent des flancs opposés inclinés aptes à former des cames ou rampes avec les dents 41 de forme complémentaire ménagées sur la face du moyeu en regard dudit plateau. Les flancs des dents sont de préférence inclinés de 45° par rapport au plan transversal à l’axe du moyeu ou du plateau d’embrayage correspondant.
[0034] Ledit plateau d’embrayage est apte à être déplacé axialement entre une position rapprochée dudit moyeu d’embrayage dans laquelle il est embrayé avec le moyeu d’embrayage, et une position écartée dudit moyeu 3 d’embrayage dans laquelle il est débrayé du moyeu d’embrayage. Dans ladite position rapprochée, le moyeu et le plateau sont plaqués l’un contre l’autre de sorte que leurs dents sont imbriquées les unes avec les autres. Le moyeu et le plateau tournent alors à la même vitesse. Dans ladite position écartée, leurs dents sont désengagées les unes des autres, de sorte que le moyeu et le plateau peuvent tourner à des vitesses différentes.
[0035] Comme évoqué ci-dessus, le pignon 2, et les plateaux d’embrayage sont munis de moyens de couplage entre eux en rotation. Lesdits moyens de couplage en rotation permettent de transmettre l’effort de rotation du pignon 2, aux plateaux d’embrayage lorsque les plateaux sont menés par le pignon 2. Lorsque les plateaux d’embrayage ont tendance à tourner plus vite que le pignon 2, ou en sens opposé, le pignon 2, forme grâce auxdits moyens de couplage un frein vis-à-vis du plateau d’embrayage.
[0036] Les moyens d’embrayage entre le pignon 2, et les plateaux d’embrayage comprennent des dents 931 internes ménagées sur le pourtour interne du pignon 2, et des dents 51 externes ménagées sur le pourtour externe de chacun des plateaux d’embrayage. Chaque paire de dents internes du pignon 2, définit un espace de logement d’une dent de chaque plateau d’embrayage. La largeur de chacune des dents et la largeur du logement défini entre chaque paire de dents, lesdites largeurs étant prises selon une direction parallèle à l’axe de la couronne dentée, sont adaptées pour permettre aux paires de dents du pignon 2, de loger les dents des deux plateaux d’embrayage, en particulier lorsque les deux plateaux sont en opposition.
[0037] Chaque plateau d’embrayage est aussi muni de moyens de contact d’appui avec l’autre plateau d’embrayage. Lesdits moyens de contact d’appui permettent aux plateaux d’interagir l’un sur l’autre pour adapter leur position axiale en fonction de la différence de vitesse de rotation des arbres de roue.
[0038] Lesdits moyens de contact d’appui de chaque plateau d’embrayage comprennent des dents 52, orientées vers l’autre plateau d’embrayage. Dans l'exemple illustré aux figures, lesdites dents 52 de chaque plateau sont formées d’une seule pièce avec les dents dudit plateau qui forment une partie des moyens de couplage entre le pignon 2, et ledit plateau.
[0039] Lorsque les arbres de roue tournent à la même vitesse, les plateaux sont dans une première configuration angulaire. Dans ladite première configuration angulaire des plateaux, les dents desdits plateaux se font face et sont à contact d’appui par leur sommet avec les dents de l’autre plateau, en empêchant un déplacement axial des plateaux d’embrayage l’un vers l’autre.
[0040] Lesdites dents comprennent chacune deux flancs opposés inclinés formant des rampes. Le sommet de chaque dent est plat pour permettre un appui stable avec le sommet plat de la dent correspondante de l’autre plateau lorsque les plateaux sont dans ladite première position angulaire.
[0041] Lorsque les arbres 13 de roue tournent à des vitesses différentes l’un par rapport à l’autre, il se produit un décalage angulaire des plateaux entre eux. Les plateaux sont alors dans une deuxième configuration angulaire, différente de la première configuration. Dans la deuxième configuration angulaire, les dents d’un plateau sont décalées angulairement par rapport aux dents de l’autre plateau, en autorisant ainsi un déplacement axial des plateaux l’un vers l’autre. Le plateau peut alors être débrayé du moyeu correspondant si la vitesse de la roue correspondante de l’engin est différente de celle du pignon 2.
[0042] En particulier, dans ladite deuxième configuration des plateaux pour laquelle les dents de l’un des plateaux sont décalées angulairement par rapport aux dents de l’autre plateau, les dents des plateaux se font face par une de leurs rampes. Lesdites rampes sont aptes en fonction de la vitesse relative des plateaux à venir à contact d’appui l’une avec l’autre au cours du passage des plateaux de la deuxième configuration angulaire à la première configuration angulaire. Les plateaux peuvent ainsi être déplacés axialement dans le sens d’un écartement l’un de l’autre, par appui d’un flanc d’une dent d’un plateau sur le flanc correspondant de la dent de l’autre plateau, en combinaison avec l’effort de rappel des moyens de rappel, jusqu’à ce que les dents se fassent face et soient à contact d’appui par leur sommet.
[0043] Ainsi, lorsque l’un des deux arbres tend à tourner à une vitesse différente de celle du pignon 2 et différente de celle de l’autre arbre et lorsque le plateau correspondant est en prise avec le pignon 2, ledit plateau se décale angulairement de l’autre plateau et est repoussé axialement par le jeu des moyens d’embrayage entre le moyeu et le plateau pour échapper audit moyeu de sorte que la roue correspondante couplée audit moyeu par l’intermédiaire de l’arbre correspondant est débrayée. [0044] Selon une variante de l’invention non illustrée aux figures, les moyens d’embrayage entre les plateaux d’embrayage et les moyeux d’embrayage correspondants peuvent être formés par des cônes de friction mâles et des cônes de friction femelles.
[0045] Le fonctionnement d’un engin équipé d’un dispositif 1 différentiel selon l'invention est tel que suit :
[0046] Lorsque les arbres de roue sont menés par le pignon 2, ou couronne dentée, et tournent à la même vitesse, ce qui correspondant à une trajectoire en ligne droite de l’engin automoteur (marche avant ou arrière), les moyens de rappel rappellent les plateaux en position d’embrayage avec les moyeux. Les plateaux se maintiennent l’un l’autre plaqués contre les moyeux respectifs par opposition axiale de leurs dents au niveau de leur sommet plat.
[0047] Lorsque le conducteur amorce un virage en tournant le guidon, la roue latérale extérieure tourne plus vite que la roue latérale intérieure de sorte que les plateaux sont décalés angulairement l’un par rapport à l’autre.
[0048] Les sommets des dents de contact d’appui des plateaux ne sont plus en opposition et lesdits plateaux peuvent ainsi translater axialement l’un vers l’autre pour permettre le débrayage des roues correspondantes.
[0049] Le dispositif selon l'invention fonctionne de la même façon lors de la prise d’un virage en marche arrière et lors de la prise d’un virage en marche avant. Les éléments d’embrayage du dispositif sont identiques d’un côté et de l’autre du pignon, de sorte que l’ensemble des éléments d’embrayage du dispositif présente un plan de symétrie passant par le plan moyen du pignon.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif (1) différentiel interposable entre des arbres (13) de roue coaxiaux et le moteur (14) d’un engin (15) roulant automoteur, ledit dispositif (1) comprenant un pignon (2), deux mécanismes (3) d’embrayage, une enveloppe (6) logeant au moins partiellement les mécanismes (3) d’embrayage et définissant un passage (7) traversant d'axe longitudinal pour permettre la réception des arbres (13) de roue, chaque mécanisme (3) d’embrayage comprenant un premier élément (4) d’embrayage et un deuxième élément (5) d’embrayage rotatifs montés mobiles à rotation autour d’un axe confondu avec l’axe longitudinal du passage (7) traversant, caractérisé en ce que l’enveloppe (6) affecte la forme d’un boîtier (8) en matière de synthèse comprenant un corps (9) et un couvercle (10), en ce que le corps (9) et le couvercle (10) sont munis chacun pour la délimitation du passage (7) traversant d’une ouverture (91 , 101) traversante ,en ce que le pignon (2), est porté par le corps (9), et en ce que le corps (9) comprend, réalisés d'une seule pièce, un fond (92) muni de l’ouverture (91) traversante dudit corps (9) et une paroi (93) latérale périphérique, le pignon (2), réalisé d’une seule pièce avec ledit corps (9) s’étendant au moins partiellement autour de la paroi (93) latérale périphérique dudit corps (9).
[Revendication 2] Dispositif (1 ) différentiel selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le boîtier (8) présente un plan (P) de symétrie confondu avec un plan (P1) circonférentiel médian du pignon (2).
[Revendication 3] Dispositif (1 ) différentiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que les mécanismes (3) d’embrayage sont disposés de part et d’autre dudit plan (P1) circonférentiel médian du pignon (2).
[Revendication 4] Dispositif (1 ) différentiel selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième élément (5) d’embrayage de chaque mécanisme (3) d’embrayage est, pour son entraînement en rotation couplable avec le pignon (2), en ce que ce deuxième élément (5) d’embrayage est monté mobile axialement entre une position rapprochée dite embrayée et une position écartée dite débrayée du premier élément (4) d’embrayage auquel il est associé, en ce que ce deuxième élément (5) d’embrayage est rappelé en position embrayée, et en ce que les deuxièmes éléments (5) d’embrayage sont disposés entre les premiers éléments (4) d’embrayage et décalables angulairement entre eux pour le passage d’une position à une autre.
[Revendication 5] Dispositif (1 ) différentiel selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (9) et le couvercle (10) du boîtier (8) sont couplés l’un à l’autre par vissage.
[Revendication 6] Dispositif (1 ) différentiel selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pignon (2), présente une denture (21) circulaire, et en ce que la denture (21) circulaire et le passage (7) traversant de l'enveloppe (6) sont coaxiaux.
[Revendication 7] Engin (15) roulant automoteur comprenant des arbres (13) de roue coaxiaux, un moteur (14) et un dispositif (1) différentiel interposable entre les arbres (13) de roues coaxiaux et le moteur (14) dudit engin (15) roulant automoteur, caractérisé en ce que le dispositif (1 ) différentiel est conforme à l’une des revendications 1 à 6.
[Revendication 8] Engin (15) roulant automoteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier élément (4) d’embrayage de chaque mécanisme (3) d’embrayage est monté solidaire en rotation de l’arbre (13) de roue qui le porte, et en ce que le deuxième élément (5) d’embrayage de chaque mécanisme (3) d’embrayage qui, pour son entraînement en rotation, est couplable avec le pignon (2), est monté libre à rotation par rapport à l’arbre (13) de roue qui le porte.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR769239A (fr) * 1933-05-17 1934-08-22 Dispositif permettant de remplacer le différentiel dans les voitures automobiles et autres applications
WO2014060667A1 (fr) * 2012-10-18 2014-04-24 France Reducteurs Dispositif différentiel pour engin roulant motorisé

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