Brevet FR2438773A1 — publié le 19800509

L'invention se rapporte à un engrenage différentiel à roues coniques de véhicules automobiles, comprenant un carter divisé en forme de calotte sphérique formée d'un assemblage de deux parties en cuvette réalisées par emboutissage profond et reliée à une couronne à denture hélicoidale commandée par un pignon. Une suggestion qui a'déjà été faite pour abatis= ser le prix de fabrication d'un carter de différentiel relié à une couronne dentée consiste à le réaliser par assemblage de deux calottes de tôle réalisées par emboutissage profond (demande de brevet DE-OS NO 26 53 978). Ce carter est avantageusement divisé dans le plan de la couronne dentée et les éléments en calotte ou cuvette comportent une bride annulaire orientée dans un plan sensiblement radial, cesbridessereliantl'une à l'autre et retenant la couronne dentée entre elles.Le profil intérieur des éléments en calotte du carter étant réalisé par une frappe de finissage, c'est-à-dire par un emboutissage profond de précision relativement élevée, il est possible de simplifier considérablement et d'abaisser le prix de fabrication en série des carters de différentiel de ce type pour véhicules automobiles. Ce mode de fabrication permet en particulier d'éliminer l'usinage à enlèvement de copeaux du profil intérieur sphérique du carter. Mais l'expérience a montré que les carters de différentiel réalisés de cette manière et reliés à une couronne de différentiel ou couronne à denture héli cotidale subissent un effort de refoulement axial trop élevé qui a un effet néfaste sur la transmission d'énergie et l'émission du bruit. L'invention a pour objet un carter de différen tien du type tel que spécifié, mais qui est réalisé de manière à pouvoir subir plus facilement les efforts imposés, et qui permet néanmoins d'utiliser le procédé de fabrication avantageux par emboutissage profond. Selon une particularité essentielle de l'invention, la partie du carter subissant l'effort axial imposé par la couronne de différentiel -se compose d'un élément en cuvette délimitant la surface intérieure du carter d'engre nage et auquel est fixé un élément extérieur de soutien. La partie du carter subissant l'effort axial étant en quelque sorte à cloison double , c'est-à-dire en deux pièces fixées l'une à l'autre et réalisées par le procédé d'emboutissage profond qui est particulièrement simple pour une fabrication en série, l'ensemble de la pièce a une grande rigidité bien qu'elle permette de mettre-en oeuvre un procédé de fabrication particulièrement avantageux. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, l'élément de soutien comporte des empreintes circulaires réparties à sa circonférence et introduites à force dans des évidements d'une bride annulaire que comporte l'élément en cuvette à son lieu d'appui contre l'autre élément en cuvette du carter. Ainsi, l'assemblage des deux pièces peut aussi etre exécuté par matriçage à froid pouvant être réalisé dans la même chaine de fabrication que celle des pièces individuelles. Le bord intérieur radial de l'élément de soutien prend avantageusement appui sur une tubulure de la pièce en cuvette qui forme le logement d'un arbre de sortie axial et le bord radial extérieur de la bride forme élément de centrage de la couronne de différentiel. Ainsi, les forces axiales imposées sont transmises, d'une part, directement par la bride de l'élément en cuvette et par l'intermédiaire du centrage et, d'autre part, par l'élé- ment de soutien dont le bord intérieur prend appui de son côté sur la tubulure de ltélément en cuvette. L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et. sur lequel la figure unique est une coupe axiale d'un engrenage différentiel de véhicule automobile à traction avant et dont le moteur est disposé transversalement par rapport au véhicule La référence 1 désigne la partie en calotte ou cuvette droite et la référence 2, la partie en calotte ou cuvette gauche du carter, ces deux parties délimitant le carter sphérique du différentiel. La partie gauche en cuvette 2 est solidarisée avec un élément extérieur de sou tien 3. Les deux parties en cuvette 1 et 2 comportent chacune une bride annulaire 15, 16 orientée dans un plan sensiblement radial et prenant appui l'une contre l'autre.Ces deux éléments du carter sont assemblés par des rivets 5 ou des boulons 6 répartis régulièrement à la circonférence et assemblant la bride 15 de la partie droite en cuvette 1 à l'élément 2e soutien 3 de la partie gauche du carter avec interposition de la couronne de différentiel 4. Le bord radial extérieur de la bride 16 de la partie 2 en cuvette forme l'élément de centrage de la circonférence intérieure de la couronne 4 du côté de la partie gauche du carter, la bride 15 comportant de son côté, donc à droite un épaulement correspondant de centrage. Le rivetage ou le boulonnage pourrait aussi être remplacé par un soudage, par exemple par bombardement électronique, des deux parties du carter et de la couronne du différentiel. Un axe de différentiel 7 sur lequel deux roues coniques 8 sont rotatives est monté en position fixe à l'intérieur du carter 1, 2. Des roues coniques de sortie Il et 12 en prise avec ces roues coniques de différentiel 8 sont clavetées sur des arbres de sortie 9 et 10 qui sont montés perpendiculairement à l'axe du différentiel 7.Les arbres de sortie 9 et 10 sont montés dans des tubulures 17 et 18 des parties 1 et 2 en cuvette du carter, ces deux tubulures formant des coussinets étant montées de leur côté au moyen de roulements 13 à rouleaux dans les parties non représentées de la boîte à vitesses ou du carter d'embrtyage. Le profil intérieur sphérique des parties 1 et 2 du carter du différentiel est protégé dans l'exemple de réalisation représenté contre l'usure des roues coniques 8, 11 et 12 par une bague de butée en forme de calotte sphérique. Les éléments individuels dont est formé le carter du différentiel sont réalisés en tôle et par emboutissage profond, la dernière passe d'usinage consistant en une frappe de finition permettant de réaliser des profils extérieurs et intérieurs avec une très grande précision. I1 est possible de supprimer ainsi les usinages de finissage à enlèvement de copeauxpour la réalisation du profil intérieur sphérique du carter ainsi que celui des surfaces cylindriques intérieure et extérieure des tubulures 17 et 18 et,de plus, celui du diamètre de centrage de la couronne de différentiel 4.Ce procédé de fabrication convient en particulier à la production en série telle que celle des différentiels de véhicules automobiles pour lesquels les frais d'outillage de la frappe de finition des éléments réalisés par emboutissage profond sont relativement bas en fonction du nombre des pièces fabri tuées, compte tenu de l'élimination des frais d'usinage à enlèvement de copeaux. L'assemblage des deux pièces 2 et 3 formant la partie gauche du carter peut aussi être réalisé par emboutissage à froid de la manière représentée sur le dessin au moyen d'empreintes 19, réparties à la circonférence de l'élément de soutien 3, qui sont refoulées à la presse dans des cavités 20 de la bride 16 de l'élément en cuvette 2. Cette passe de fabrication au cours de laquelle les deux pièces 2 et 3 du carter sont assemblées par éléments de formes complémentaires peut être exécutée sur la même chaine de fabrication que celle dans laquelle les pièces ellesmêmes sont produites par emboutissage profond. Bien entendu, le procédé représenté et décrit d'assemblage peut aussi être remplacé par une passe de soudage ou analogue. Les forces axiales imposées en service par l'engrènement des pignons de l'engrenage sont absorbées directement en partie par le bord axial, formant élément de centrage, de la bride 16 de l'élément 2 en cuvette et en partie par ltélément de soutien 3 qui prend appui de son côté par son bord radial intérieur 21 sur la tubulure 18 de l'élément 2 en cuvette et par sa surface radiale extrême 22 directement contre le chemin intérieur du roulement 13. Le matage des deux pièces 2 et 3 au moyen des empreintes 19 assure aussi une bonne transmission des forces et confère une rigidité suffisante à l'ensemble du carter du différentiel. REVENDICATIONS 1. Engrenage différentiel à roues coniques de véhicules automobiles, comprenant un carter divisé en forme de calotte sphérique qui est formé d'un assemblage de deux éléments en cuvette réalisés par emboutissage profond et reliés à une couronne de différentiel à denture hélicoidale qui est commandée par un pignon, caractérisé en ce que la partie du carter qui supporte l'effort axial imposé par la couronne de différentiel (4) se compose d'un élément intérieur en cuvette (2) qui délimite la surface intérieure du carter d'engrenage et auquel est fixé un élément extérieur de soutien (3) en forme de cuvette annulaire. 2. Engrenage différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément extérieur de soutien (3) comporte des empreintes circulaires (19) réparties sur son périmètre et refoulées à force dans des cavités (20) d'une bride annulaire (16) que comporte ltélément en cuvette (2) à son lieu d'appui contre l'autre partie en cuvette (1) du carter. 3. Engrenage différentiel selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bord radial intérieur (21) dudit élément extérieur de soutien (3) prend appui sur une tubulure (18) de l'élément en cuvette (2) qui forme le coussinet d'un arbre de sortie axial (9). 4. Engrenage différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bord radial extérieur de la bride (16) dudit élément en cuvette (2) forme élément de centrage de la couronne de différentiel (4).