Brevet FR2459916A1 — publié le 19810116

L'invention concerne des perfectionnements apportés au fonctionnement de différentiels, et plus particu- lièrement un différentiel perfectionné à glissement limité, dans lequel un couple d'entraînement important peut être appliqué aux deux roues motrices d'un véhicule, quelle que soit la perte de traction par l'une des roues. Des différentiels à glissement limité comportant des dispositifs destinés à limiter ou empêcher une action différentielle normale sont bien connus. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 855 805 décrit un ensemble à accouplement axial destiné à transmettre un couple entre l'une des roues dentées latérales d'un différentiel et l'arbre de l'essieu associé. L'accouplement axial a pour fonction de déplacer les organes de travail du différentiel vers des positions établissant une résistance à une action différentielle normale. Une poussée axiale est développée par l'utilisation d'angles de pression positifs sur les surfaces complémentaires de l'accouplement axial et de la roue dentée latérale, de manière que des déséquilibres du couple d'en- traînement apparaissant dans les roues dentées latérales provoquent une poussée de l'accouplement axial contre des moyens classiques de blocage. Cependant, le différentiel à glissement limité classique ne comporte aucun moyen permettant de faire varier le rapport de poussée du dispositif qui peut être, par exemple, obtenu par l'utilisa- tion d'angles de pression non constants pour les surfaces complémentaires de la roue dentée latérale ou de l'accou- plement axial, respectivement. Lorsque le rapport de poussée représente le rapport du couple de la roue non glissante au couple de la roue glissante, un rapport de poussée variable s'avère être souhaitable dans de nombreuses applications s'étendant de l'équipement tout terrain à divers véhicules routiers à deux roues motrices et quatre roues motrices. L'invention concerne un dispositif destiné à faire varier le rapport de poussée d'un différentiel à glissement limité. Une forme préférée de réalisation de l'invention comprend une bride d'entraînement placée entre la face arrière de l'une des roues dentées latérales du diffé- 2 2459916 rentiel et le dispositif de blocage à glissement limité. La bride peut tourner coaxialement à la roue dentée latérale. La face arrière de la roue dentée latérale et la bride d'entraî- nement présentent des surfaces de cames complémentaires et, lorsque le couple de la roue dentée latérale change, cette roue dentée est mise en rotation par rapport à la bride afin que cette dernière s'éloigne de la roue dentée et s'applique contre le dispositif de blocage. Un angle de pression variable est présenté par l'une des surfaces de came précitées, afin d'établir un rapport de poussée qui varie lorsque le couple d'entraînement exercé sur la roue dentée latérale varie. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale du différentiel selon l'invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale de la roue dentée latérale gauche du différentiel de la figure i; - la figure 3A est une coupe axiale de la bride d'entraînement gauche qui coopère avec la roue dentée latérale gauche montrée sur la figure 1; - la figure 3B est une vue de face de la bride de la figure 3A; - les figures 4A et 5A montrent des exemples de profil de surface de came de la bride d'entraînement; et - les figures 4B et 5B sont des graphiques indi- quant en ordonnées les valeurs du rapport de poussée obtenues pendant le contact entre la surface de came à angle de pression constant d'une roue dentée latérale et le profil de l'angle de pression variable des surfaces de came des brides d'entraînement des figures 4A et 5A, respectivement, l'angle étant indiqué en abscissesen degrés; et - la figure 6 représente un profil de la came de la roue dentée latérale. La figure 1 représente une forme préférée de réalisation du différentiel selon l'invention. Ce diffé- rentiel comporte un carter 10 qui comprend une bride 12 de montage d'une couronne dentée (non représentée). La couronne dentée est destinée à engrener avec un pignon convenable de commande qui applique classiquement un couple de commande au mécanisme différentiel. Le carter 10 du différentiel est monté de manière à pouvoir tourner dans un boîtier et il transmet un couple d'un train d'entraînement à des arbres d'essieux (non représentés), reliés par des cannelures intérieures, à des roues dentées latérales 14 et 16 au moyen desquelles le couple est transmis. Un axe 18 est fixé au carter 10 avec lequel il tourne. Des pignons-20 sont montés de manière à pouvoir tourner sur l'axe 18 et engrènent avec les roues dentées latérales 14 et 16 afin d'entraîner les arbres d'essieux précités. La figure 2 est une coupe axiale de la roue dentée latérale gauche 14. Cette roue dentée latérale présente une surface avant oblique 22 qui engrène constamment avec le pignon 20. La roue dentée latérale 14 présente égale- ment une face arrière 24 qui présente une surface 26 de came correspondant à une autre surface 28 de came présentée par une bride 30 d'entraînement, représentée plus clairement sur les figures 3A et 3B. Comme montré sur la figure 1, la bride d'entraînement est supportée de manière à former un anneau autour d'un moyeu 32 de la roue dentée latérale 14, cette bride 30 n'étant pas reliée par des cannelures au moyeu 32, mais pouvant tourner et se déplacer axialement de manière libre sur ce dernier. La bride 30 d'entraînement est placée entre un ensemble 34 d'embrayage à friction et la face arrière 24 de la roue dentée latérale 14. Il apparaît donc que des forces tendant à écarter l'une de l'autre les roues dentées latérales mettent en jeu la caractéristique de glis- sement limité en déplaçant, par action de came, la bride 30 d'entraînement contre l'ensemble 34 d'embrayage à friction, ce qui constitue un mécanisme classique pour solliciter le dispositif de blocage du différentiel par suite de déséqui- libres entre les couples des roues dentées latérales. Dans la forme préférée de réalisation, l'ensemble 34 d'embrayage comprend un organe élastique, comme c'est le cas dans les dispositifs classiques à glissement limité, par exemple un ressort plat bombé 35 représenté en charge (par conséquent aplati) sur la figure 1. Cependant, dans le mécanisme selon l'invention, les surfaces 26 et 28 de la roue dentée latérale et de la came de la bride d'entraînement, respectivement, produisent un rapport de poussée qui varie lorsque des déséquilibres entre les couples d'entraînement apparaissent dans les roues dentées latérales. Comme indiqué précédemment, l'une des surfaces de came présente un angle de pression variable. Dans la forme préférée de réalisation décrite dans le présent mémoire, la surface de came 28 de la bride 30 d'entraînement présente un angle de pression variable, comme décrit plus en détail ci-après. Les figures 4A et 5A représentent deux exemples de profils appelés "profils d'engrenage variable" présentés par la partie de travail de la surface de came 28 de la bride d'entraînement. Les cames antérieures utilisent générale- ment un contact à glissement entre deux surfaces, car les surfaces complémentaires présentent des angles de pression complémentaires. Par contre, les cames selon l'invention utilisent un contact de glissement réalisé entre deux lignes, de manière que la ligne de contact suive un trajet curvi- ligne, par exemple un trajet tangent aux profils montrés sur les figures 4A et 5A. La figure 6 montre le profil de la surface 26 de came des roues dentées latérales. La came 26 présente un profil à angle constant, un point 25 de contact étant établi en position fixe à l'intersection de l'angle de pression 27 et du plateau supérieur 29. Dans la forme préférée de réalisation, le point 25 de contact glisse en fait le long de la surface de came 28 de la bride 30 d'entraî- nement en suivant un trajet déterminant un profil qualifié précédemment de "profil d'engrenage variable". Des profils curvilignes autres que ceux montrés sur les figures 4A et 5A peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention, par exemple des profils comportant deux tronçons à angle constant ou deux tronçons linéaires ou plus. Les figures 4B et 5B sont des graphiques montrant comment le rapport de poussée peut varier le long des profils 2 2459916 à engrenage variable montrés sur les figures 4A et 5A, res- pectivement. Ainsi qu'il ressort de ces exemples, l'utilisa- tion d'un angle de pression variable pour l'une des surfaces complémentaires de came apporte une souplesse considérable en ce qui concerne les rapports de poussée du différentiel. A titre d'exemple de moyens utilisant le concept de l'invention, il est possible de définir les surfaces de came comme étant les faces complémentaires de dents courbes d'un embrayage dans lequel l'une des faces complémentaires est curviligne et présente donc un profil à angle de pression variable. Il convient également de noter que, bien que la figure 1 montre l'utilisation d'une bride d'entraînement et d'un dispositif de blocage sur les deux cotés d'un différen- tiel, le mécanisme représenté sur cette figure n'est indiqué qu'à titre d'exemple, car l'invention peut être utilisée avec succès sur un seul côté du différentiel. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au différentiel décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Différentiel comprenant un dispositif de blocage à glissement limité et deux roues dentées latérales (14, 16) dont l'une (14) présente une face arrière (24) portant une surface (26) de came, le différentiel comportant également une bride annulaire (30) d'entraînement qui peut tourner coaxialement à la roue dentée latérale et qui présente une surface (28) de came complémentaire de la surface de came (26) de la roue dentée latérale, cette bride étant placée entre le dispositif de blocage et la roue dentée latérale afin que, lorsque cette dernière est mise en rotation par rapport à la bride, elle repousse, par action de came, cette bride contre le dispositif de blocage, le différentiel étant caractérisé en ce que l'une des surfaces de came présente un angle de pression variable afin d'établir un rapport de poussée pouvant varier lorsque le couple d'entraînement exercé sur la roue dentée latérale varie. 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de pression variable présenté par l'une des surfaces de came (26, 28) est défini par un profil curviligne. 3. Différentiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bride (30) d'entraînement présente ladite surface de came (28) définie par ledit profil curviligne. 4. Différentiel selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de came (26) présentée par la face arrière (24) de la roue dentée latérale (14) est définie par une aire de contact située à l'intersection d'un angle de pression de came (27) et d'un plateau supérieur (29), afin que cette aire de contact se déplace en glissant sur ledit profil curviligne, en suivant un trajet tangent à ce profil. 5. Différentiel selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profil curviligne contient au moins deux tronçons linéaires. 6. Différentiel selon la revendication 5, caractérisé en ce que les surfaces de came (26, 28) sont 7 2459916 présentés par des dents d'embrayage courbes et complémentaires portées par la roue dentée latérale et la bride d'entraînement.