Brevet FR2453333A1 — publié le 19801031

La présente invention concerne les véhicules en général et en particulier leurs ensembles de propulsion et de transmission au moyen de dispositifs différentiels permettant aux roues motrices de décrire en virage, des cercles de rayons différents et dene d'avoir des vitesses de rotation différentes, tout en recevant chacune un effort moteur égal. Dans les dispositifs différentiels connus de ce genre, un boîtier solidaire de la grande couronne de renvoi d'angle entraînée par un pignon d'attaque, reçoit un ou deux couples de satellites qui tourillonnent respectivement sur un axe entraSnd par ledit bottier et engrènent avec deux planétaires montés fous dans le boîtier et reliés chacun avec les roues motrices par un demi-arbre. De plus, un dispositif de blocage de ces différentiels s'effectue mécaniquement par crabot, en solidarisant un planétaire sur le bottier, de manière à accoupler les roues motrices. De tels diffdrentiels réalisés mécaniquement présentent essentiellement l'inconvénient d'avoir un mdcassisme compliqué avec un manque de souplesse entraSnant une usure relativement rapide. C'est donc pour obvier à ces inconvénients qu'il est apparu nécessaire de réaliser un dispositif différentiel à commande hydraulique pour roues motrices de véhicules automobiles,faisant l'objet de la présente invention. Suivant une première caractéristique, ce dispositif différentiel à commande hydraulique est établi essentiellement avec un carter étanche dans lequel tourne circulairement une couronne dentée entratnée par le pignon d'attaque solidaire d'un noyau central muni circulairement de chambres extr8mes dans lesquelles sont disposés radialement de chaque côté, des pistons de pompage commandés en déplacement alternatif par la périphérie de cames montées en bout de chacun des arbres de roues gauche et droite, tout en pouvant s'appliquer en pression sur la périphérie desdites cames lors de l'entralnement desdits arbres ; le groupe de pistons gauche et droit correspondant à chaque came autorisant la mise en pression du fluide, et son acheminement suivant chacune des cham- bres opposées formées de part et d'autre d'un piston d'équilibrage monté librement dans un alésage du noyau central. Suivant une autre caractéristique, le piston d'équilibrage est établi avec des canalisations opposées de petit diamètre, destinées à provoquer 1 liaison entre les deux chambres en permettant une légère différence de pression, en vue de l'amorce de commande de déplacement dudit piston d'équilibrage, lors d'un virage. Suivant une autre caractéristique, la partie médiane de l'alésage du piston d'équilibrage, forme une creusure annulaire en communication d'une part avec les canalisations du piston d'équilibrage, et d'autre part avec le circuit de retour du fluide avec vanne d'interception. Suivant une autre caractéristique, une chambre d'expansion disposée i l'extérieur du carter, est en communication avec le fluide, en vue de prévenir tout incident. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter dans les dessins annexés : La figure 1 est une vue purement schématique en coupe transversale, d'un dispositif différentiel à commande hydraulique selen l'invention, dans la position d'équilibrage du piston axial et d'entratnement simultané des arbres de roues gauche et droite, lors d'un déplacement rectiligne; La figure 2 est une vue partielle, purement schématique, semblable à la figure 1, illustrant la phase initiale d'amorce de déplacement du piston d'équilibrage lors du début de virage à droite;; La figure 3 est une vue semblable à la figure 2 lais après le déplacement du piston d'équilibrage, en vue de la communication de la chambre supérieure avec le circuit de retour du fluide dans le carter La figure 4 est une vue en coupe transversale, à petite échelle, d'une réalisation du différentiel selon l'invention, dans la position d'entraînement simultané des arbres de roues La figure 5 est une vue de face, en coupe longitudinale suivant la ligne brisée 5-5-5 de la figure 4. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation illustrés par les figures des dessins. Selon l'invention ce différentiel à commande hydraulique est établi essentiellement avec un carter fixe et étanche 1 formé par l'assemblage de plusieurs éléments, et destiné à recevoir intérieurement un noyau central 2 tournant librement sur des roulements à rouleaux 1. Ce noyau 2 permet extérieurement et axiale ment de par sa collerette 21, , la fixation d'une couronne dentée 4 qui est entratnée à la façon connue, par le pignon d'attaque 5 du mécanisme du véhicule.Te carter 1 est alésé axialement pour autoriser de par ses extrémités, le logement à libre rotation des axes 6 et 7 indépendants, formant en bout des cannelures 61 et 71 destinées à l'accouplement des arbres 8 et 2 des roues gauche et droite. Ces axes 6 et 7 montés sur des roulements à billes 10 et 11 logés dans des chambres du carter 1 et du noyau 2, forment ou reçoivent en bout des cames identiques 12 et 13 de profil extérieur avec chaque rangée R et R1 de pistons 14 disposés en croix de Malte, destines à coopéreWcirculairement et radiale- ment dans les extrémités dudit noyau 2. Chaque piston 14 muni en bout d'un galet d'appui 15 sur la came 12-ou 3, coulisse dans une chemise rapportée 16 tout en étant rappelé par l'intermédiaire d'un ressort à boudin 17. Il faut considérer que le noyau 2 comporte diamétralement et symétriquement par rapport aux rangées R et Rî, un alésage 22 autorisant l'emmanchement d'une chemise rapportée 18 fixée par vis 19, et dans laquelle est logée une bague 20 autorisant le libre coulissement d'un piston d'équilibrage 21. Ce dernier est rappelé automatiquement en position médiane, par l'intermédiaire de ressorts à boudin opposés 22 et fl prenant appui sur des bouchons opposés 24 - 25 emmanchés en bout de la chemise rapportée 18. De piston d'équilibrage 21 se présente normalement en position d'obturation en regard d'une chambre annulaire 201 de la bague 20 qui est en communication avec le circuit retour C du fluide aboutissant à l'intérieur du carter 1 avec une vanne d'interception 26. Chaque piston 14 disposé suivant =La rangée R correspondant à la roue droite du véhicule, est en communication avec le fluide logé dans le carter 1 et sous l'action de son mouvement alternatif de va-et-vient commandé par la came correspondante 13, provoque la montée en pression du fluide et son acheminement dans les canalisations 13 - D1 aboutissant à l'une des chambres symétriques S formées entre le piston d'équilibrage 21 et le bouchon correspon dant 24. Du-c8té opposé, chaque piston 14 disposé suivant la rangée opposée R1 correspondant à la roue gauche du véhicule, et commandé par la came 12, provoque également la montée en pression du fluide et son acheminement de par les canalisations E - El dans la chambre opposée S1 formée du côté opposé, entre le piston d'équilibrage 21 et le bouchon correspondant 25. On note également que la chambre annulaire 201 de la bague 20, est en communication, lorsque le piston d'équilibrage 21 occupe rigoureusement la position médiane départageant rigoureusement à valeurs égales les chambres S et S1, avec des canaux équerrés 211 et 212, de petite dimension, formés dans l'intérieur dudit piston 21, de manière à permettre lors de l'amorce d'un virage et entre les deux chambres S et S1, une légère fuite assurant l'amorce de déplacement du piston, comme indiqué ci-après. Le dispositif ainsi décrit est complété par une vanne d'interception 26 disposée à la sortie de la canalisation de retour C, et destinée à bloquer le dispositif en vue de l'entratnement et de l'accouplement simultané des roues gauche et droite, dans le cas d'enlisage par exemple. Cette vanne 26 pouvant être électrique, mécanique ou pneumatique, annule ainsi lors de sa fermeture, la possibilité de variation de pression du fluide dans les chambres S et S1. On remarque également qu'une chambre d'expansion 22 disposée à l'extérieur du carter 1, forme sécurité en prévenant tout incident dû à l'excès d'huile, à la dilatation ou à l'émulsion. Ce dispositif différentiel à commande hydraulique ainsi décrit, il convient d'en expliquer le fonctionnement. A cet effet, dans le cas d'un virage à droite, le ralentissement progressif de la roue droite, dft à son cheminement sui vant le petit rayon de la courbe, exerce un couple contraire à la rotation du noyau 2 entrain8 par le pignon d'attaque 5 agissant avec la couronne dentée 4. De ce fait, la came droite 13 exerce de par son profil extérieur, une poussée sur la rangée R de pistons 14 qui est supérieure à celle de la came gauche opposée 12 agissant sur la rangée Li. Il en résulte de ce fait, par suite du fonctionnement des pistons de la rangée R, une pression dans la chambre S supérieure à celle de la chambre Si qui provoque de par l'intermédiaire du canal 211, un léger déséquilibre et déplacement du piston 21 qui se déplace de manière à libérer la chambre annulaire 201 de la bague 20, en mettant ainsi directement en communication ladite chambre S avec la canalisation de retour C. L'on conçoit que l'échappement du fluide de la chambre S par suite du déplacement du piston 21, entraîne une réduction progressive de pression tendant à équilibrer la pression dans les deux chambres S et S1. Cette réduction de pression dans la chambre S provoque-la désolidarisation de la cane droite 13, de la rotation du noyau 2 par suite du moindre appui des pistons 2 sur le profil de ladite camez Tes pistons 14 de la rangée R sont ainsi sollicités en proportion du débit d'huile dans la canalisation de retour C., pour autoriser ainsi une perte de vitesse de l'arbre d'entrée droit par rapport au noyau 2, tandis que l'arbre gauche reste solidaire du dit noyau en assurant ainsi l'effet différentiel. Selon une réalisation en variante non représentée, les cames sont réalisées respectivement sous forme d'un disque disposé obliquement par rapport à l'axe des arbres 8 et 9 des roues gauche et droite, de manière à agir facialement sur les pistons 5 disposés alors circularement et horizontalement dans l'évidement correspondant de chaque extrémité du noyau 2 9 la rotation de chaque disque disposé angulairement provoquant le déplacement alternatif desdits pistons 5. Tes avantages de ce dispositif différentiel ressortent bien de la description, on souligne en particulier s - la souplesse de la transmission par rapport aux différentiels du type classique, - la simplicité de blocage du différentiel, entratnant son utilisation à tous les véhicules y ccmpris ceux de tourisme, - l'extrême fiabilité par suite de la simplification des organes en mouvement et de leur travail an bain d'huile, - la facilité d'usinage et d'interchangeabilité des organes, notam- ment par l'emploi de chemises, - le prix de revient peu élevé. L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquds ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVhNDICAIONS -1- Dispositif différentiel à commande hydraulique pour roues motrices de véhicules automobiles, caractérisé par le fait qu'il comprend un carter étanche dans lequel tourne circulairement une couronne dentée entrainée par le pignon d'attaque du véhicule, et solidaire d'un noyau central muni circulairement de chambres extrêmes et opposées dans lesquelles sont disposées radialement deux rangées de pistons de pompage commandées en déplacement alternatif suivant chaque rangée, par la périphérie d'une came en crois de Malte montée en bout de chacun des arbres des roues gauche et droite du véhicule t le groupe de pistons correspondant à chaque rangée autorisant la mise en pression du fluide venant du carter et son acheminement dans l'une des chambres opposées, formées de part et d'autre d'un piston d'équilibrage coulissant dans un ald- sage du noyau central et en liaison avec la canalisation de retour du fluide. -2- Dispositif différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston d'équilibrage est établi dans son épaisseur avec des canalisations opposées, de petit diamètre, destinées à autoriser lors du positionnement médian dudit piston, la mise en communication des deux chambres avec une ouverture annulaire de l'alésage du piston aboutissant à la canalisation de retour du fluide ; lesdites canalisations autorisant une légère différence de pression en vue de l'amorce de commande de ddplace- ment dudit piston d'équilibrage, lors d'un virage. -3- Dispositif différentiel selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé par le fait que le circuit de retour du fluide comporte une vanne d'interception à commande manuelle ou automatique, destinée à annuler lors de sa fermeture, la variation de pression de fluide dans les chambres opposées, en vue d'obtenir le blocage dudit dispositif pour l'entraSnement simultané des roues gauche et droite. -4- Dispositif différentiel selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé par le fait qu'une chambre d'expansion et de sécurité est disposée à l'extérieur du carter et en communication avec le fluide. -5- Dispositif différentiel selon les revendications 1, 2, 3 et 4 et en variante, caractérisé par le fait que les cames sous forme de disques, sont disposées angulairement sur les arbres de roues gauche et droite, pour agir facialement sur les pistons disposés circulairement et horizontalement sur les extrémités du noyau central, en vue de leur entraînement,