Brevet FR2522761A1 — publié le 19830909

2522-761 La présente invention concerne un différentiel à planétaires à double vitesse comportant un système original de verrouil- lage pour le régime haute vitesse. Les différentiels à planétaire à double vitesse autorisent un fonctionnement selon deux régimes, l'un dans lequel les planétaires de réduction sont entraînés, appelés vitesse lente, et l'autre dans lequel le système planétaire est verrouillé, connu sous le nom de manoeuvre à haute vitesse, du fait que la vitesse de sortie du système est plus élevée que dans le régime précédent. De tels différentiels ont déjà été employés dans l'industrie automobile, avec des avantages par rapport aux différentiels à vitesse unique, en ce sens qu'ils permettent de doubler le nombre de vitesse dans la boîte de vitesses, entrainant une plus grande souplesse dans la modulation des vitesses du moteur, et ainsi une économie de carburant appréciable. Le système planétaire, grâce auquel les deux vitesses sont obtenues, consiste en un jeu de pignons droits directs, appelé engrenage épicycloldal, l'un étant en position cen- trale et appelé pignon solaire, l'autre en position externe ou couronne à dentures intérieures, et entre les deux une pluralité de roues dentées appelées planétaires. Les deux régimes de fonctionnement du différentiel sont ob- tenus par le mouvement linéaire du pignon solaire Lorsque ce dernier est verrouillé sur le carter fixe, le régime à faible vitesse est mis en oeuvre,et quand le pignon solaire est verrouillé sur le porte satellite tournant, on obtient la manoeuvre à haute vitesse. Dans le régime haute vitesse du type conventionnel, le blo- cage des axes des planétaires avec le pignon solaire, est effectué normalement par un disque, appelé disque de verrouil- lage haute vitesse solidaire du porte-satellite au moyen de vis ou autre système de solidarisation; le disque comporte une denture intérieure dont le rôle est de verrouiller le pignon solaire, en le faisant tourner à la même vitesse-que le porte-satellite. Le but de la présente invention est de simplifier le ver- rouillage haute vitesse, en intégrant en une seule pièce d'un côté le porte-satellite et de l'autre le disque de verrouillage haute vitesse, en déplaçant la denture inté- rieure apte à engréner sur le pignon solaire depuis'la pièce unique vers l'alésage central du carter intérieur solidaire de la couronne. Dans la description qui suit, la moitié gauche du porte- satellite sera considérée comme celle comportant le disque de verrouillage haute vitesse, bien que, évidemment la même disposition soit applicable à une construction symé- trique. L'avantage du développement présenté ici, résulte de ce que les organes de solidarisation du disque haute vitesse à la moitié gauche du porte-satellite, peuvent être supprimés, outre que la pièce unique modifiée peut être de configuration plus rigide, plus robuste et présente une grande facilité d'assemblage. La suppression de disque de verrouillage haute vitesse rend le produit final plus économique, car ce disque impli- quait dans sa fabrication des taux de tolérance stricts indispensables à son bon fonctionnement, mais qui rendaient sa fabrication plus complexe et plus coûteuse. La présente invention sera décrite ci-après en regard des dessins annexés représentant un exemple préféré de réalisa- tion. La figure 1 représente une vue en coupe d'un différentiel à planétaires à double vitesse, pourvu du disque et du système de verrouillage haute vitesse conventionnels. La figure 2 montre un détail agrandi du disque conventionnel de verrouillage à haute vitesse, mont é sur l'ensemble de la figure 1. La figure 3 représente un détail agrandi du différentiel de la figure 1, comportant le système de disque de verrouillage à haute vitesse, selon l'invention, dans sa position haute vitesse. La figure 4 est une vue en coupe agrandie, similaire à la figure 3, illustrant le système de disque de verrouillage selon l'invention dans sa position à vitesse lente ou réduite. La figure 5 représente une coupe agrandie longitudinale diamé- trale de la pièce unique selon l'invention et comportant la moitié gauche du carter à satellite et l'extension correspondante au disque conventionnel. La figure 6 montre une coupe agrandie longitudinale diamétrale de la partie gauche du carter intérieur avec sa denture intérieur pour le verrouillage à haute vitesse. Le système de disque de verrouillage est susceptible d'être appliqué, par exemple, au différentiel à double vitesse tel que représenté sur la figure 1. Sur les figures 1 et 2, est représenté un différentiel à double vitesse avec un système conventionnel de disque de verrouillage; l'ensemble est normalement entrainé depuis le joint de CARDAN et le mouvement de rotation est transmis à une articulation univer- selle à fourche 7, couplée de manière appropriée par le crantage 8 à l'arbre d'entrée 9 du différa el, cette articulation étant maintenue par l'écrou 10 fixé à l'extrémité externe de l'arbre d'entrée 9. L'arbre d'entrée 9 tourne librement dans le carter 12 et est supporté par des paliers à portées coniques 13 et 14, et par un palier de guidage 15 à roulements cylindriques traversant la paroi support 17 venue du carter de différentiel 18. Autour de l'arbre d'entrée 9 du carter 12, est disposé de manière conventionnelle un joint d'étanchéité 19 et un déflec- teur à poussière 20, le carter extérieur 18 étant solidarisé à la boite 12 par une pluralité de boulons 21. L'arbre d'entrée 9 aboutit au pignon 26 en prise avec une couronne dentée 27, normalement conique, hélicoidale ou hypo- idale, dont l'anneau intérieur 28 est monté par les boulons 31 entre la moitié gauche 71 et la moitié droite 30 d'un carter intérieur rotatif et formant une enveloppe contenant le diffé- rentiel et les systèmes planétaires. La couronne 27 comporte une denture intérieure 40 en prise avec une pluralité de planétaires 41 montés fous sur des axes 42, dont les extrémités sont supportées par la moitié gauche 68 du porte-satellites et par le disque 69 de verrouillage à haute vitesse, ce dernier étant pourvu de dents internes 69 a et fixé à la moitié gauche 68 du porte-satellites à l'aide d'une plura- lité de vis 70. Les planétaires 41 sont en prise avec un pignon solaire par les dents 49 de ce dernier, qui peut également être sélectivement avec les dents internes 69 a du disque 69 verrouillage à haute vitesse, lorsque le pignon solaire déplacé axialement par la manoeuvre d'une fourche 55 de ment de vitesse, en appui sur la colerette périphérique pignon solaire et ladite fourche 55 peut être commandée mécanisme pneumatique ou électrique (non représenté). creux 48 en prise de 48 est change- 56 du par un Dans ce système conventionnel, le verrouillage du pignon so- laire 48 dans sa position correspondant au régime haute vitesse, est réalisé en engrenant ses dents 49 avec les dents internes 69 a du disque 69 de verrouillage à haute vitesse, solidaire lui-même du porte-satellite. Dans le régime à basse vitesse, le pignon solaire 48 est trans- laté axialement pour que ses dents s'engrènent avec la denture intérieure 52 d'un disque 53 de verrouillage à basse vitesse, solidaire du carter extérieur fixe 18, tout en restant en prise avec les planétaires Le disque 53 de verrouillage à basse vitesse est fixé sur le boitier de palier 37 et sur le carter 18 de différentiel à l'aide de boulons ou d'autres moyens de soli- darisation. Un épaulement 54, prévu sur le pignon solaire 48, sert de guide pour la translation linéaire de ce dernier à l'intérieur de la moitié gauche 71 du carter intérieur. La sortie du couple du système planétaire, quelque soit le régime haute vitesse ou basse vitesse, est obtenue par les axes 42 des planétaires qui entrainent la moitié gauche 68 du porte- satellites solidaire de la moitié droite 57 de ce dernier par une pluralité de boulons 58. A la jonction des deux moitiés du porte-satellite sont disposés quatre logements 59 servant de siège support pour les extrémités d'un élément en croix 61 supportant quatre pignons satellites différentiels 62 régulièrement espacés et montés fous sur ledit élément en croix. Les satellites différentiels 62 portent axialement contre l'en- semble du porte-satellites par des rondelles d'arrêt 63 norma- lement courbes et restent en prise avec deux planétaires diffé- rentiels 64 portant contre le porte-satellites au moyen de rondelles d'arrêt 65. Les planétaires différentiels 64 comportent des moyeux 66 pénétrant les logements centraux des moitiés 68 et 57 du porte-satellites et tournant librement au sein de ces loge- ments Ces moyeux sont creux et comportent des crantages qui transmettent le mouvement à des arbres (non représentés) entrainant les roues du véhicule. Selon la description qui précède et relative à la réalisation illustrée sur les figures 1 et 2, le système planétaire con- ventionnel incorpore un disque 69 de verrouillage à haute vitesse pourvu d'une denture intérieure 69 a destinée à venir en prise,à la demande,avec les dents 49 du pignon solaire 48, ledit disque étant solidaire de la moitié gauche 68 du porte- satellites par des goujons de guidage (non représentés) et les boulons 70 ainsi que mentionné précédemment. Les figures 3 et 6 représentent une forme de réalisation pré- férée de l'invention, appliquée au différentiel de la figure 1 et o les références identiques correspondent à des éléments équivalents à ceux déjà décrits en regard de la réalisation conventionnelle des figures 1 et 2. Selon les perfectionnements concernés, la moitié gauche 43 du portesatellites comporte, venue en une seule pièce 45, une extension 44 (voir la figure 5) pourvue de logements axiaux 44 a récepteurs des extrémités des axes 42 des planétaires 41, et avec une ouverture 44 b centrale pour le passage libre du pignon solaire 48. Grâce à cette disposition, l'extension 44 joue le rôle de sup- port pour les axes 42 des planétaires 41, lequel support est aligné de manière appropriéè avec la moitié gauche 43 du porte- satellites, du fait de la réalisation de l'ensemble sous forme d'une pièce unique 45, et non pas fixé à l'assemblage de pièces distinctes comme dans l'art antérieur Du fait que cette extension ne présente pas de denture intérieure, elle n'est pas susceptible d'être prise avec le pignon solaire 48 et peut être réalisée dans le même matériau que celui du portesatellites, éliminant ainsi les précautions nécessaires en vue de l'obtention et de l'usinage de la denture intérieure du disque conventionnel. Comme on le voit à la figure 6, la présente invention transfère la denture intérieure 69,a du disque 69 conventionnel à la denture 50 de la moitié gauche 29 du carter interne contenant le différentiel. De cette manière, les axes 42 des planétaires 41 sont tourillon- nés par leurs extrémités dans les logements 43 a de la moitié gauche 43 de la botte support, et, dans les logements axiaux 44 a de l'extension 44, ces axes sont verrouillés par des gou- pilles 44 c introduites dans les orifices 44 d externes prévus radialement dans l'extension 44. Dans cette nouvelle forme de réalisation, le pignon solaire 48 reste en permanence en prise avec les planétaires 41 par ses dents 49 qui peuvent également, à la demande, venir en prise avec les dents internes 50 prévues sur la moitié gauche 29 du carter interne. Lorsque les dents 49 du pignon solaire 48 sont en prise simul- tanément avec les dents 50 de la moitié gauche du carter inté- rieur et avec les planétaires 51, on obtient le régime à haute vitesse, dans lequel le pignon solaire 48 tourne à la même vitesse que le porte-satellites. La translation axiale centripète du pignon solaire 48 provoque le désengagement des dents internes 50 de la moitié gauche du carter intérieur, le pignon solaire 48 restant en prise avec les planétaires 41 et l'autre denture 51 du pignon solaire 48 est amenée en prise avec la denture intérieure 52 du disque 53 de verrouillage basse vitesse Dans cet état, on obtient le régime basse vitesse dans lequel le pignon solaire 48 reste bloqué en rotation par rapport au carter extérieur fixe 18. Egalement, selon l'invention, l'extension 44 est pourvue d'un alésage central cylindrique 44 b (voir la figure 5), concentrique à l'alésage prévu sur la partie d'entrée 29 du carter intérieur ( 30, 71), pour le passage libre du pignon solaire 48. 252 Z 761 REVENDICATIONS 1 Perfectionnements aux différentiels à planétaires à double vitesse, du type comprenant un arbre d'entrée ( 9) entrainant un premier engrenage ( 26, 27) dans un carter extérieur fixe ( 18), entraînant lui-même en rotation un ensemble planétaire dont la couronne est constituée par un carter intérieur ( 30, 71) monté à rotation à l'intérieur du carter extérieur fixe ( 18) et contenant une pluralité de planétaires ( 41) montés sur un porte-satallite ( 68) et un pignon solaire ( 48) susceptible d'êtr translaté axialement entre une première position, dans laquelle il reste libre en rotation par rapport au carter extérieur fixe ( 18) et est bloqué en rotation par rapport au porte-satellite ( 68) et au carter intérieur ( 30, 71), afin de tourner à la même vitesse que ces derniers, et une seconde position dans laquelle il est verrouillé en rotation par rapport au carter extérieur fixe ( 18) et libre en rotation par rapport au carter intérieur ( 30, 71) formant la couronne et au porte-satellite ( 68), carac- térisés en ce que le blocage du pignon solaire ( 48) dans ladite première position est réalisé à l'aide de la mise en prise de ses dents ( 49) avec les planétaires ( 41) et avec la denture ( 50) prévue dans l'alésage situé dans la partie ( 29) (circonscrite audit pignon-solaire), du carter intérieur ( 30, 71). 2 Perfectionnements selon la revendication 1, caractérisés en ce que les axes ( 42) des planétaires sont montés par leurs extrémités sur la partie ( 45) du porte-satellites ( 45, 57), située du côté du pignon solaire 48. 3 Perfectionnements selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce que la partie d'entrée ( 45) du porte- satellites ( 45, 57), est formée d'une seule pièce comportant une embase ( 43) susceptible d'être fixée à la zône de sortie ( 57) complétant ainsi le porte-satellite et une extension ( 44) pourvue d'une pluralité de logements axiaux ( 44 a) réguliè- rement espacés et alignés avec des logements correspondants ( 43 a) prévus sur la face frontale de ladite embase ( 43) afin de recevoir et supporter les axes ( 42) des planétaires ( 41). 4 Perfectionnements selon la revendication 3, caractérise en ce que l'extension ( 44) est pourvue d'une alésage central ( 44 b) pour le passage libre du pignon solaire ( 48). Perfectionnements selon la revendication 2, caractérise en ce que l'extension ( 44) est pourvue de canaux ( 44 d) s'éten- dant radialement vers l'extérieur et apte à recevoir des goupilles ( 44 c) verrouillant les axes ( 42) des planétaires ( 41). *