Brevet FR2017847A1 — publié le 19700522

La présente invention se rapporte à un mécanisme a'entraînement différentiel perfectionné et plus particuliè- rement à un mécanisme a'entraînement différentiel a'automobile perfectionné à entraînement positif. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir - un mécanisme a'entraînement différentiel perfectionné. - un mécanisme d'entrainement différentiel perfectionné à entratnement positif. - un mécanisme d'entratnement différentiel durable, sans glissement et sans sautillement - un mécanisme d'entrainement différentiel présentant une structure résistant à l'usure destinée à produire ou maintenir soit une condition d'entratnement soit une condition de roue libre d'un moyeu destiné à l'un des deux essieux qui sont couplés individuellement à un entraînement par le mécanisme d1 entraînement différentiel. - un mécanisme d'entraînement différentiel dans lequel les extrémités ou les parties inférieures de deux cages montées librement viennent en prise par friction avec des bossages de commande d'un ensemble de corps entraîné et viennent également en prise par friction avec des éléments de commande pressés par des ressorts portés par les moyeux reliés aux essieux qui doivent être entraînés individuellement. - un mécanisme d'entraînement différentiel comportant des structures de commande qui agissent axialement. - un mécanisme d'entraînement différentiel comportant des structures d'amortissement qui agissent axialement. - un mécanisme d'entraînement différentiel comportant des structurea résistant à l'usure, de commande et d'amortissement qui sont insensibles à la chaleur. La présente invention se rapporte à un mécanisme d'entrainement différentiel comportant un corps qui entraîne deux moyeux reliés à des essieux qui doivent être entraînés, le corps étant coupi individuellement aux moyeux par l'intermédiaire de deux jeux de rouleaux qui peuvent entre amenés à des positions d'entraînement par coincement à l'aide de deux cages entre lesquelles existe une perte de mouvement limitée. Les cages sont actionnées individuellement par des dispositifs de commande qui de préférence agissent axialement, et des amortisseurs qui agissent de préférence axialement tendent à maintenir les cages sur le corps afin à'éviter tout sautillement ou tout broutement.De préférence, les cages sont en forme de cuvettes, leurs parties inférieures étant disposées entre des bouchons de commande pressés par des ressorts portés par les moyeux et des bossages annulaires portés par le corps. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention.' Sur ces dessins, La Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un mécanisme d'entraînement différentiel perfectionné formant un mode de réalisation de l'invention ;; La Fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 La Fig. 3 est une vue latérale partielle, à grande échelle, d'une partie du mécanisme d'entraînement différentiel de la Fig. i La Fig. 4 est une vue latérale d'une cage du mécanisme d'entraînement différentiel de la Fig. 1 et d'un mandrin formant la cage suivant un procédé constituant un mode de réalisation de l'invention ; et La Fig. 5 est une coupe horizontale partielle, à grande échelle, suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4. En se reportant en détail aux dessins, on a représenté sur les Fig. de 1 à 3 un différentiel d'automobile sans glissement qui forme un mode de réalisation particulier de l'invention. tè différentiel comprend un carter dientraSnement comportant un corps en acier forgé présentant une partie cylindrique interne il et une bride d'entraînement extérieure 14 ainsi qu'une joue 16 présentant des nervures radiales, solidaire du corpus. Un chapeau 17 à nervures radiales, en fonte à.graphite sphéroidal, est boulonné par des vis à tette 15 sur la bride d'entraînement 14 et comporté une partie annulaire 19 qui s'ajuste étroitement dans un fraisage cylindrique 21 de la partie 11 du corps.Des moyeux 18 et 20 montés sur le chapeau 17 et sur la joue 16 sont tourillonnés dans des paLiers-radiaux et longitudinaux 22 montés dans des par- ties tubulaires 24 de logement des essieux d'une enveloppe 26. Un manchon Ct garniture très dure 27, de préférence en acier 52100, est ajusté à la presse dans le fraisage 21 de la partie 11 du corps après avoir chauffé ce corps et avoir refroidi la garniture et pendant que la partie 11 du corps est chaude et71a garniture est froide. Une couronne dentée 28 boulonnée sur la bride d'entrainement 14 est destinée à être entraînée par un pignon 30 pour faire tourner le corps 10, le chapeau 17, la bride 14 et la joue 16. Des essieux 32 et 34 sont clavetés par leurs cannelures sur des moyeux en butée 36 et 38 comportant des parties tubulaires 40 tourillonnées dans des fraisage 42 du chapeau 17 et de la joue 16. tes moyeux 36 et 38 tournent librement l'un par rapport à l'autre ainsi que par rapport à la bride 14 et la joue 16. tes moyeux 36 et 38 sont de préférence en acier SAE 52100 ou en acier SAE 8620 et ils sont cémentés, trempés à l'huile et recuits après trempe. Une entretoise 44 sert à tourillonner des éléments rapportés tubulaires munis de joues 46 qui portent des rondelles 47 en prise avec les extrémités des essieux 32 et 34. Des paires de rouleaux de roulement identiques bombés 50 et 52 peuvent tourner dans des cages en forme de cuvette ou munies de joues radiales 54 et 56 qui espacent les paires de rou leawr/latéralement les unes des autres et qui empêchent les rouleaux de se déplacer longitudinalement tout en leur permettant de tourner librement. tes cages comportent des clavettes 57 (Fig. 1 et 3) qui s'étendent librement dans des rainures de clavettes ou encoches 58 formées dans les cages afin de Permettre un mouvement de rotation prédéterminé entre les cages 54 -et 56, de sorte que l'une des cages peut prendre une position de dégagement des rouleaux par rapport au corps 10-tandis que les rouleaux qui se trouvent dans l'autre cage sont en position de.fonctionnement ou position d'entraînement par rapport au corps 10. Lorsque l'une des cages est à sa position de dégagement des rouleaux, les rotLeux 50 ou 52 maintenus dans cette cage sont centrés à peu près complètement entre les rampes 59 et 60 de dents parallèles axialement ou festons 62 formés sur la partie périphérique intérieure du corps et sont séparés de ces rampes, et les rouleaux 50 ou 52 tournent librement sur la surface extérieure cylindrique 64 du moyeu 36 ou sur la surface extérieure cylindrique 66 du moyeu 38, en permettant à ce moyeu de tourner en roue libre par7au corps 10lorsque le moyeu est entraîné.Lorsque les cages sont toutes les deux à leurs positions/d'entraSnement, les rampes 59 pour la marche avant, ou les rampes 60 pour la marche arrière, viennent en prise avec tous les rouleaux 50 et 52 et les coincent contre les surfaces 64 et 68 afin d'entraîner les deux moyeux 36 et 38 dans le même sens. Pour amenr les rouleaux 50 et 52 en contact d'entrat- nement et de coincement avec les moyeux 36 et 38 lorsque le corps 10, la garniture 27 et le chapeau 17, qui sont rigides les uns par rapport aux autres et qui sont appelés l'ensemble du corps, sont mis en rotation, des surfaces circulaires planes 70 et 72 de bouchons de commande 71 et 73 pressés par des ressorts, sur le chapeau 17 et la joue 16, respectivement, viennent en prise par friction avec des surfaces intérieures annulaires planes 75 et 76 des parties radialement intérieures des extrémités ou fonds 77 et 78 des cages en forme de cuvette 54 et 56. Ces contacts de frottement ralentissent les cages afin de coincer les rouleaux 50 et 52 entre la garniture 27 et les moyeux 36 et 38 afin d'entraîner ces derniers ainsi que les essieux 32 et 34.Si l'un des essieux 32 ou 34 commence à rouler en roue libre sur l'ensemble du corps, le moyeu 36 ou le moyeu 38 déplace les rouleaux vers l'avant en f-aisant cesser leur contact d'entraînement avec la garniture 27, ce qui est permis par la perte de mouvement entre les clavettes 57 et les encoches 58 des cages 54 et 56.Ensuite, le frottement entre une surface d'amortissement annulaire plane 81 d'un bpssage d'amortissement 83 et une surface extérieure annulaire 85 de la partie radialement intérieure de l'extrémité ou fond 77 de l'un des chemins de roulement ou entre une surface d'amortissement plane annulaire 82 d'un bossage d'amortissement 84 et une surface extérieure 86 du fond 78 de l'autre chemin de roulement, tend à maintenir la cage à sa position de roue libre ou de rotation libre. tes effets d'amortissement de ces structures d'amortissement empêchent tout "sautillement" ou tout "broutage" suivant un mouvement de va-et-vient entre des conditions d'entraî- nement et des conditions de marche libre lorsqu'il n'y a pas de besoin soutenu d'entraînement ni un besoin soutenu de roue libre, la force d'amortissement étant inférieure à la force de commande s'exerçant entre les surfaces 75 et 81 ou 76 et 82 et étant proportionnelle à celle-ci. Par suite, les fonds 77 et 78 servent tous les deux d'éléments de commande en coopération avec les bouchons 71 et 73 et d'éléments d'amortissement avec les bossages 83 et 84. Les bouchons ou boutons de commande 71 -et -73 sont cylindriques et comportent des broches -de guidage- 92 et 92 centrées par des ressorts, lesquelles sont disposées dans des ressorts de compression extérieurs 95 et 96 disposés dans des alésages longitudina.x 97 et 98 des moyeux 35 et 38, respectivement. Les bou chons 71 et 73 s'ajustent étroitement et coulissent librement dans les alésages 97 et 98 et ils sont poussés par les ressorts avec une pression uniforme contre les fonds 77 et 78 des cages 54 et 56.Gomme on le voit en particulier sur la Fig. 1, les alé sages 97 93 5 > sont équidistants du centre des moyeux et sont es- pacés d'une m.snière non uniforme, circonférentiellement,autour du moyeu de telle perte qu'un seul des alésages 97 ou 98 est aligné latéralemert sur l'une des paires de rouleaux 50 ou 5-2 à tout instant. De préférence les bouchons sont en des compositions de friction à base d'amiante R-3956 vendues par Raybostos - Manhattan Go. tes rouleaux 50 et 52 sont bombés, et de préférence, leur rayon est inférieur de 0,05 à 0,06 mm au voisinage des coins d'extrémité arrondis qu'à leurs parties centrales, qui peuvent être cylindriques sur 6,4 mm environ. De préférence, les rouleaux sont en acier AISI 4620. Les rouleaux 50 et 52 s'étendent latéralement dans des gorges ou festons 62 du manchon 27 et tournent librement lorsqu'ils se trouvent dans les parties centrales des gorges tandis qu'ils sont coincés ou en position d'entraînement lorsqu'ils viennent bu costre tre ter rampes de coincement 59 ou 60, l'angle de coïncement étant compris entre environ trois degrés et environ six degrés, comme décrit plus en détail dans la demande de brevet frangeais déposée ce même jour au nom de la même demanderesse- et intitulée "Mécanisme d'entraînement différentiel à rouleaux statles',. Les clavettes 57 et les encoches 58 assurent une perte de mouvement d'environ 1,5 degré entre les chemins deroulenien%', 'ce qui permet aux rouleaux de l'un des chemins de roulemen't: de se trouver à des positions de-marche libre centrées0Wans::les gorges tandis que les rouleaux de l'autre chemin de roulement sont coins çés contre les rampes 59-ou 60. Les gorges- 59-et 60 sont-paral- lèles à .l'axe longitudinal- du manchon 27, elles ont la même longueur que-ce dernier et de- préférence elles sont formées-dans le manchon en-une seule fois par un outil de brochage multiple avant ressuage et pressage du manchon dans le corps 10. Les cages 54 et.56 (Fig. 1, 4 et 5) sont de préférence formées à l'aìde d'acier à faible teneur en carbone et à embou tissåge--profond, de préférence de l'acier ASM 569. La tôle brute est d'abord emboutie scus la forme d'une cuvette, et les fentes 110, les clavettes 57 et les encoches 58 y sont formées. Les coins intérieurs 111 (Fig. 5) des fentes 110 sont alors quelque peu aigus , et présentent un angle d'environ 900.Pour former les "ailes" des chemins de roulement, ceux-ci sont disposés chacun dans un alvéole 112 d'un dispositif de retenue et de soutien 113, les paliers à rouleaux 50 ou 52 sont placés dans les fentes 110 et les gorges longitudinales 114 de l'élément de retenue et un mandrin 115 comportant une partie d'entrée conique 116 est pressé à l'aide d'une presse hydraulique dans l'espace se trouvant entre les rouleaux. Ceci presse les rouleaux vers l'exté- rieur afin d'emboutir les coins 111 et de former les surfaces 118 qui prennent la forme des rouleaux 50 et 52. Les chemins de roulement sont alors soumis à un processus de nitruration qui durcit leur surface et rend la surface poreuse et résistante à l'usure. Un procédé approprié pour une telle nitruration est le procédé de "Tuftriding" de la Colene Corporation. Les cages présentent alors une excellente résistance à l'usure. De l'huile est fournie aux éléments en mouvement par un orifice 120, elle passe le long des rouleaux 50 et 52 pour aller à un orifice 122 et traverse un alésage 124 et s'écoule le long de l'entretoise 44 pour aller aux essieux. Xe mécanisme différentiel décrit ci-dessus est durable, sans glissement, sans sautillement et il n'est pas sensible à la température. Par sa construction, le glissement est empoché par les faibles angles des rampes et par les rouleaux bombés, les grandes surfaces de-contact des-rouieaux sur le manchon et les moyeux et-la résistance donnée au-corps par le manchon très dur, qui est ressué -et qui est sous compression circonférentiellXe,ce qui empêche le manchon d'être déformé par lesforces éievées qui sont produites pendant le- oncÙonnement. La structure d'amortissement et de commande des.cages, les bossages et les bouchons sont très efficaces pour~effectuer l'entraînement et pour éviter tout s au tillement --dfl à des forces non soutenues. Il va de-soi que la présente invention n'a été décrite et-représeflt4equ1à titre explicatif, mais nullement limitatif et -qu'el3eest suscept-ible de diversesvariantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Mécanisme d'entraînement différentiel, caractérisé en ce qu'il comprend un carter d'entraînement tournant comportant des rampes intérieures, deux moyeux entraînés montés coaxialement bout à bout dans le carter d'entrainement pouvant tourner indépendamment, deux jeux de rouleaux montés librement entre le carter d'entraînement et chacun des moyeux entraînés afin de se déplacer d'un mouvement circonférentiel entre une position de dégagement et une position entraînée entre les rampes du carter et les moyeux entraînés,dans l'un et l'autre sens par un effet de coincement des rouleaux entre ceux-ci, deux cages annulaires destinées aux rouleaux montées librement concentriquement et à des positions opposées sur les moyeux entraînés afin de pouvoir tourner d'un mouvement de rotation réglable par rapport à ceux-ci, et deux moyens offrant une résistance de friction montés entre les extrémités des cages et soit les extrémités des moyeux entraînés soit les extrémités du carter. 2. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux moyens offrant une résistance de friction sont des dispositifs de commande par friction disposés entre les extrémités des moyeux et les extrémités des cages. 3. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux moyens offrant une résistance de friction sont des amortisseurs par friction disposés entre les extrémités du carter et les extrémités des cages. 4. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux moyens offrant une résistance de friction comprennent des dispositifs de commande par friction disposés entre les extrémités des moyeux et les extrémités des cages et comprennent également des amortisseurs par friction disposés entre les extrémités des carters et les extrémités des cages. 5. Moyen d'entraînement différentiel suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les cages comprennent des joues radiales venant en contact de friction avec les dispositifs de commande par friction et les amortisseurs par friction. 6. Moyen d'entraSnement différentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les amortisseurs par friction comportent des bossages annulaires formés sur les faces intérieures des extrémités du carter et qui viennent en contact de friction avec les joues radiales des cages. 7. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les dispositifs de commande par. friction comprennent des éléments de friction portés par les moyeux et qui sont pressés contre les joues radiales des cages. 8. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de friction sont des bouchons pouvant coulisser dans des alésages longitudi- naux des moyeux et qui comportent des ressorts montés dans les alésages et qui poussent les bouchons contre les joues radiales des cages. 9. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les extrémités du carter sont pourvues de bossages annulaires venant en prise avec les joues radiales des cages. 10. Mécanisme d'entraînement différentiel suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les cages sont en forme de cuvette et que leurs joues radiales sont formées par les fonds des cuvettes. 11. Mécanisme d'entraînement différentiel, caractérisé en ce qu'il comprend un carter d1entrainement tournant comportant des rampes d'entraînement, deux moyeux entraînés montés coaxialement bout à bout dans le carter d'entraînement de manière à tourner indépendamment, une série de rouleaux bombés montés librement entre les cartels a'entraînement et chacun des moyeux entraînés afin de se déplacer de mouvements circonférentiels entre des positions de dégagement et des positions entraînées entre les rampes des carters et les moyeux entraînés dans l'un et l'autre sens, par un effet de coincement des rouleaux entre ceux-ci, deux cages annulaires destinées aux rouleaux montées librement sur les moyeux entraînés et pouvant tourner d'un mouvement de rotation réglable par rapport à ceux-ci, des moyens de commande par friction reliant les cages et les moyeux entraînés, et des moyens d'amortissement par friction reliant les cages et le carter. 12. Mécanisme d'entraînement différentiel, caractérisé en ce qu'il comprend un carter d'entraînement tournant comportant un manchon cylindrique pourvu de gorges longitudinales de section droite transversale uniforme formant des rampes et comportant également des extrémités munies de bossages,deux moyeux entraînés montés coaxialement bout à bout dans le carter d'entraSnement fin de tourner indépendamment, deux jeux de rouleaux montés librement entre le carter d'entraînement et les moyeux-entraînés afin de se déplacer d'un mouvement circonférentiel entre une position de dégagement et une position entraînée entre les rampes et les moyeux dans l'un et l'autre sens par un effet de coincement des rouleaux entre ceux-ci, deux cages annulaires en forme de cuvette destinées aux rouleaux montées librement concentriquement à des positions opposées sur les moyeux et pouvant tourner d'un mouvement de rotation réglable et se déplaor longitudinalement par rapport à ceux-ci, les fonds des cages annulaires en forme de cuvette s'étendant entre les extrémités des moyeux et les bossages, et une série de jeux de moyens de commande par friction, sous compression, disposés entre les fonds des cages et les moyeux et poussant les fonds des cages contre les bossages.