Brevet FR2490765A1 — publié le 19820326

On connaît des mécanismes de différentiel du type à bagues d'assistance, comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 2 638 794, 3 397 593 et 3 791 238. Dans de tels différentiels, lors de l'entrée en survitesse d'un arbre de sortie par rapport à l'autre, l'élément coupleur mené associé à l'arbre en survitesse est désaccouplé du volant d'entraînement par une came centrale, une bague d'assistance associée étant légè- rement tournée d'une position de repos jusque dans une position de travail afin de maintenir l'élément coupleur mené désaccouplé jusqu'à la cessation de la condition de survitesse. Bien que les différentiels connus fonctionnent généralement de façon satisfaisante, ils sont souvent encombrants et massifs, ils nécessitent un assez grand nombre de pièces et par conséquent ils sont relativement coûteux à fabriquer, à monter et à entretenir. La présente invention a pour but de fournir un mécanisme de différentiel qui soit compact, simplifié, de poids léger, de conception moins coûteuse, d'un montage et d'un démontage plus aisés et qui permette également une action efficace des bagues d'assistance. Conformément à un objectif principal de la pré- sente invention, pour obtenir une structure compacte, les bagues d'assistance du mécanisme de différentiel perfec- tionné sont disposées concentriquement entre les éléments coupleurs menés et les engrenages latéraux respectifs et les ressorts de poussée travaillant en compression sont disposés concentriquement entre les bagues d'assistance et les engrenages latéraux respectifs, ce qui permet de réduire les dimensions, le poids et le coût du carter, en même temps qu'une réduction de dimensions et de coût des ressorts de poussée. Conformément à un autre objet de la présente invention, chaque élément coupleur mené comporte seulement une série de dents uniformes qui sont agencées pour entrer en prise à la fois avec les dents menées du volant annu- laire et avec les dents de désaccouplement de coupleur en survitesse qui sont prévues sur la came centrale montée concentriquement à l'intérieur du volant d'entraînement. En conséquence, à la différence de certains différentiels connus o la bague d'assistance est montée dans une rainure ménagée dans la face de l'élément coupleur mené entre deux séries de dents qui coopèrent respectivement avec les dents du volant et de la came centrale, l'élément coupleur mené conforme à la présente invention est d'une construction considérablement plus robuste, moins complexe et moins coû- teuse. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure i est une vue en coupe longitudinale du mécanisme de différentiel conforme à la présente inven- tion; 20. la figure 2 est une vue en élévation et en bout de la came centrale intervenant dans le mécanisme de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe faites respectivement suivant les lignes 3-3 et 44 de la figure 2; 25. la figure 5 est une vue en bout d'un des engre- nages latéraux de la figure 1; la figure 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue en bout d'une des bagues d'assistance de la figure 1; et la figure 8 est une vue en coupe faite suivant la ligne 8-8 de la figure 7. En considérant plus particulièrement la figure 1, on voit que le mécanisme de différentiel 2 selon l'inven- tion assure l'entraînement de deux arbres de sortie ou menés 4 et 6 à partir d'un arbre d'entrée ou d'entraînement 8 par l'intermédiaire d'un pignon d'attaque conique 10, d'une couronne dentée 12, d'un carter 14, d'un volant annulaire d'entraînement 16 monté sans possibilité de rotation rela- tive à l'intérieur du carter 14 et de deux éléments cou- pleurs menés 18 et 20 qui sont cannelés de manière à pou- voir se déplacer axialement sur les engrenages latéraux 22 et 24 qui sont eux-mêmes reliés respectivement sans pos- sibilité de rotation relative avec les arbres de sortie 4 et 6. Il est prévu concentriquement à l'intérieur du volant d'entraînement 16 un élément central formant came 28, qui est empêché d'exécuter un mouvement axial relatif par la bague d'arrêt élastique et fendue 30. L'élément coupleur mené 18 comporte des dents 18a ayant le profil de section droite indiqué sur la figure 6, ces dents correspondant en nombre et en profil de section droite à des dents associées prévues sur le volant d'entraînement 16. De même, l'élément coupleur mené 20 comporte des dents d'accouplement ayant une configuration semblable pour entrer en prise avec des dents correspondantes placées sur la face adjacente du volant d'entraînement 16. Des cannelures 18b prévues sur l'élément coupleur 18 déplaçable axialement s'engagent dans des cannelures correspondantes de l'engrenage latéral 22 et une liaison cannelée semblable est établie entre l'élément coupleur 20 et l'engrenage latéral 24. Conformément à la présente invention, deux bagues d'assistance 34 et 36 de type élastique et fendu, sont mon- tées concentriquement à l'intérieur des éléments coupleurs menés 18 et 20, chaque bague d'assistance étant poussée élastiquement et radialement vers l'extérieur de façon à entrer en contact frottant avec l'élément coupleur mené correspondant. La bague d'assistance 34 comporte une colle- rette annulaire 34a dirigée radialement vers l'extérieur et s'engageant dans une rainure continue qui est ménagée dans la surface circonférentielle intérieure de l'élément coupleur mené 18, de telle sorte que la bague d'assistance soit reliée à l'élément coupleur 18 de façon à tourner avec lui tout en étant empêché de se déplacer axialement par rapport à celui-ci. La bague d'assistance 34 comporte également une collerette annulaire 34b dirigée radiale- ment vers l'intérieur ainsi que plusieurs pattes 34c espa- cées circonférentiellement et qui s'étendent axialement dans des fentes 28b ménagées en correspondance dans la surface périphérique intérieure de la came centrale. L'autre bague d'assistance 36 est pourvue d'une façon semblable de collerettes dirigées radialement vers l'exté- rieur et radialement vers l'intérieur ainsi que des pattes 36c qui s'étendent axialement à l'intérieur des autres extrémités des fentes 28b ménagées dans la came centrale. Comme le montre la figure 4, les encoches 28b ont une sec- tion droite de profil étagé définissant des épaulements 28c. La came centrale 28 comporte à chaque extrémité des dents 28a qui sont normalement en prise avec les dents des éléments coupleurs menés 18 et 20. Comme le montre la fi- gure 3,les dents 28a de la came centrale ont un profil de section droite différent de celui des dents des éléments coupleurs menés,-afin de produire un désaccouplement de l'élément coupleur mené qui est associé à un arbre de sortie en survitesse, comme cela sera décrit en détail dans la suite. Une encoche 29 ménagée dans la périphérie exté- rieure de la came centrale constitue une ouverture d'accès permettant d'assurer l'extension de la bague d'arrêt 30 pendant le démontage du mécanisme de différentiel de la figure 1. Les éléments coupleurs menés 18 et 20 sont norma- lement poussés vers l'intérieur de manière que leurs dents entrent en prise avec les dents du volant d'entraînement 16 sous l'action des ressorts de poussée 40 et 42 qui sont dis- posés concentriquement autour des extrémités adjacentes des engrenages latéraux respectifs 22 et 24. A leurs extrémités éloignées, les ressorts s'appliquent contre des épaulements fixes des engrenages latéraux associés et, à leurs extré- mités adjacentes, les ressorts transmettent la force de poussée désirée, dirigée vers l'intérieur, des éléments coupleurs menés 18 et 20 par l'intermédiaire des organes annulaires de retenue de ressorts 44 et 46 et des bagues d'assistance 34 et 36. Plus particulièrement, les extrémi- tés adjacentes des organes de retenue de ressorts compor- tent des collerettes annulaires dirigées radialement vers l'intérieur et qui sont sollicitées par les ressorts tan- dis que, à leurs autres extrémités, les organes de retenue sont pourvus de collerettes dirigées radialement vers l'ex- térieur et qui sont en prise avec les collerettes, dirigées radialement vers l'intérieur, des bagues d'assistance. Lors du fonctionnement du mécanisme de différen- tiel, tant que les arbres de sortie 4 et 6 sont entraînés à la même vitesse de rotation, le couple d'entraînement est transmis de l'arbre d'entrée 8 aux arbres de sortie 4 et 6 par l'intermédiaire du pignon d'attaque 10, de la couronne dentée 12, du carter 14, du volant d'entraînement 16, des éléments coupleurs menés 18 et 20 et des engrena- ges latéraux 22 et 24. Les bagues d'assistance 34 et 36 se trouvent alors dans des positions de repos o leurs pattes sont engagées axialement dans les parties centrales des encoches 28b ménagées dans la came centrale. Les dents des éléments coupleurs menés 18 et 20 sont en prise avec les dents correspondantes du volant d'entraînement 16 et de la came centrale 28. On va maintenant supposer que l'arbre de gauche 4 entre en survitesse par rapport à l'arbre de droite 6. Du fait de la configuration des dents de gauche 28a de la came centrale par rapport à la configuration des dents de l'élément coupleur mené de gauche 18, cet élément coupleur 18 est progressivement déplacé vers la gauche par rapport à l'engrenage latéral 22 en opposition à la force de pous- sée exercée par le ressort 40, ce qui produit un désengré- nement des dents d'entraînement du volant 16 par rapport aux dents de l'élément mené 18. Ce désaccouplement de l'élément coupleur mené 18 peut être accompagné par une légère rotation de la came centrale 28. Lors du désaccou- plement de l'élément coupleur'e'l, une rotation relative entre le volant d'entraînement 16 et l'élément coupleur mené 18 fait passer par rotation la bague d'assistance 34 (qui est en contact frottant avec l'élément coupleur 18) jusque dans la position de travail représentée en traits interrompus sur la figure 4, de sorte que l'extrémité libre de la patte 34c vient s'appuyer contre la surface d'épaulement de l'encoche 28b ménagée dans la came cen- trale, en retenant ainsi l'élément coupleur 18 dans une condition désaccouplée et exempte de broutement. Lorsque l'arbre 4 reprend la vitesse de l'autre arbre de sortie 6, la bague d'assistance est déplacée par frottement jusque dans la position de repos par rapport aux encoches ménagées dans la came centrale, de sorte que l'élément coupleur mené 18 est déplacé vers la droite de telle sorte que ses dents entrent à nouveau en prise avec celles du volant d'entraînement 16. La bague d'assistance 36 de droite fonctionne d'une façon semblable dans le cas o l'arbre de sortie de droite 6 passe dans une condition de survitesse par rap- port à l'autre arbre. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de différentiel comprenant deux arbres de sortie (4,6) alignés colinéairement, un volant annulaire d'entraînement (16) placé dans une relation d'espacement concentrique autour des extrémités adjacentes de ces arbres de sortie; des moyens d'accouplement établis- sant normalement une liaison motrice entre ledit volant d'entraînement et lesdits arbres de sortie, lesdits moyens d'accouplement comprenant deux engrenages latéraux (22,24) qui sont montés sans possibilité de rotation relative sur les extrémités adjacentes des arbres de sortie, deux élé- ments coupleurs menés (18,20) montés sur lesdits engrena- ges latéraux de façon à se déplacer axialement sur les côtés opposés du volant d'entraînement et des ressorts (40,42) poussant lesdits éléments coupleurs menés vers l'intérieur dans une direction d'établissement d'accouple- ment vers ledit volant d'entraînement, un moyen comportant une came centrale annulaire (28) montée concentriquement à l'intérieur dudit volant d'entraînement et accouplée à celui-ci de façon à tourner avec lui, ladite came cen- trale étant actionnée lorsqu'un des arbres de sortie entre en survitesse par rapport à l'autre afin de désaccou- pler dudit volant d'entraZeement ledit élément coupleur mené qui est associé à cet arbre en survitesse, et un ensemble de bagues d'assistance (34, 36) servant à mainte- nir ledit élément coupleur mené associé dans la condition désaccouplée tant que le premier arbre de sortie est en survitesse par rapport à l'autre arbre, mécanisme caracté- risé en ce que: (1) ledit ensemble des bagues d'assistance (34,36) comprend: a. une paire de bagues d'assistance de forme généralement annulaire, fendues et élastiques qui sont placées sur les côtés opposés de ladite came centrale (28) et qui s'étendent, à leurs extrémités éloignées concentri- quement entre lesdits éléments coupleurs menés (18,20) et lesdits engrenages latéraux (22,24); b. lesdites bagues d'assistance étant pous- sées Plastiquement radialement vers l'extérieur de façon à entrer en contact frottant avec les surfaces circonféren- tielles intérieures desdits éléments coupleurs menés; c. lesdites bagues d'assistance comportant, à leurs extrémités éloignées, des collerettes annulaires extérieures (34b) qui s'engagent dans des rainures corres- pondantes ménagées dans les surfaces circonférentielles intérieures desdits éléments coupleurs menés afin que les- dites bagues d'assistance soient reliées à l'élément cou- pleur mené associé de façon à pouvoir tourner avec lui tout en étant cependant empêché de se déplacer axialement par rapport à lui; d. lesdites bagues d'assistance comportant à leurs extrémités adjacentes plusieurs pattes d'assistance (34c) qui sont espacées circonférentiellement et qui s'en- gagent axialement dans des encoches correspondantes (28b) ménagées dans les extrémités adjacentes de ladite came cen- traie, lesdites encoches ayant, en section droite longitu- dinale, une configuration définissant des épaulements d'as- sistance (28c), lesdites pattes ayant des dimensions et une configuration telles que, lorsqu'un des arbres passe dans une condition de survitesse la bague d'assistance associée est légèrement déplacée axialement et en rotation par rap- port à la came centrale depuis une condition centrale de repos par rapport à l'encoche associée jusque dans une position d'assistance qui est placée sur un desdits épau- lements et dans laquelle l'élément coupleur mené associé est maintenu désaccouplé du volant d'entraînement; (2) ledit ensemble de ressorts comprenant deux ressorts (40,42) travaillant en compression et montés con- centriquement entre les bagues d'assistance et les engre- nages latéraux respectifs, chacun desdits ressorts exerçant par ses extrémités opposées.des réactions respectivement sur l'engrenage latéral associé sur l'organe de retenue de ressort associé en vue de pousser lesdits éléments cou- pleurs menés vers l'intérieur pour les amener en prise avec ledit volant d'entraînement. 2. Mécanisme de différentiel selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que: (3) chacun desdits éléments coupleurs menés (18,20) comprend une série de dents menées de confi- guration uniforme, en ce que ledit volant d'entraînement (16) comporte des dents menantes ayant la même configura- tion que des premières parties desdites dents de l'élément coupleur mené avec lesquelles elles entrent en prise, et en ce que la came centrale (28) comporte des dents de désaccouplement de coupleur en survitesse qui entrent en prise avec des secondes parties des dents de l'élément coupleur mené; (4) et en ce qu'en outre les encoches (28b) ménagées dans la came centrale comprennent des encoches de traversée s'étendant axialement et formées dans la sur- face circonférentielle intérieure de ladite came centrale. 3. Mécanisme de différentiel selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que chaque extrémité-de chaque encoche de traversée est étagée de façon à définir une paire d'épaulements d'assistance (28c). 4. Mécanisme de différentiel selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des orga- nes de retenue de ressorts pour transmettre les forces de poussée des ressorts (44,46) auxdites bagues d'assistance. 5. Mécanisme de différentiel selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les bagues d'assistance com- prennent, à leurs extrémités adjacentes, des collerettes annulaires (34b) dirigées radialement vers l'intérieur et en ce qu'en outre lesdits organes de retenue de ressort comprennent deux bagues alignées de retenue de ressorts (44,46) qui sont disposées concentriquement entre les bagues d'assistance et-les engrenages latéraux, lesdites bagues de retenue comportant, à leurs extrémités éloignées, des collerettes s'étendant radialement vers l'extérieur et qui viennent s'appliquer contre les collerettes dirigées vers l'intérieur desdites bagues d'assistance, lesdites bagues de retenue comportant à leurs extrémités adjacentes des collerettes dirigées radialement vers l'intérieur et contre lesquelles viennent s'appliquer les extrémités adjacentes des ressorts de poussée.