Brevet FR2527290A1 — publié le 19831125

La présente invention se rapporte à des différentiels à glissement limité pour automobiles. Dans un véhicule qui est équipé d'un différen- tiel à glissement limité selon l'art antérieur, le couple d'entratnement ou couple de la couronne est appliqué en étant distribué aux roues d'entraînement à gauche et à droite selon la différence de rotation ou de traction des roues d'entraînement et sans rapport avec la vitesse du véhicule Etant donné cela, un choc à la carrosserie du véhicule ou une oscillation de l'extrémité arrière se produit lorsqu'une roue d'entraînement s'élève au loin du sol et le touche de nouveau Dans une conduite à haute vitesse, cela détériore considérablement la stabilité en direction du véhicule Par ailleurs, si la roue d'entraîne- ment côté interne monte et tournoie pendant un virage à vitesse rapide', un couple important d'entraînement est appliqué à la roue d'entraînement côté externe Cela détériore la stabilité du véhicule à l'embardée. Avec les différentiels à glissement limité selon l'art antérieur, il est par conséquent impossible de donner, à des véhicules, une excellente stabilité de direction dans une conduite d'avance rapide et également une excellente stabilité à l'embardée lors d'un virage à vitesse rapide. Selon la présente invention, on prévoit un différentiel à glissement limité perfectionné pour des véhicules automobiles Le différentiel à glissement limité comprend un boîtier pouvant être entraîné en rotation, deux pignons retenus dans le bottier, deux engrenages retenus dans le bottier et engageant les pignons pour former un mécanisme différentiel, et un moyen formant embrayage centrifuge pour produire un entraînement direct entre le bottier et les engrenages latéraux lorsque la vitesse de rotation du bottier est supérieure à une valeur prédéterminée. - Cette structure permet au différentiel à glissement limité de ne pas présenter les inconvénients ci-dessus notés en lui donnant une excellente stabilité de direction et stabilité à l'embardée lors d'une conduite à vitesse rapide. La présente invention a par conséquent pour objet un nouveau différentiel à glissement limité ne présentant pas les inconvénients ci-dessus notés inhérents au différentiel à glissement limité selon l'art antérieur. La présente invention a pour autre objet un nouveau différentiel à glissement limité du caractère ci-dessus décrit donnant une excellente stabilité à l'embardée lors d'un virage à vitesse rapide ainsi qu'une excellente stabilité de direction lors d'une conduite en ligne droite à vitesse rapide, sans détérioration de sa fonction intrinsèque. La présente invention a pour autre objet un nouveau différentiel à glissement limité du caractère ci-dessus décrit, d'une structure assez simple et d'un grand usage pratique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une illustration schématique d'un différentiel à glissement limité selon un mode de réalisation de l'invention; et la figure 2 est une illustration schématique d'un différentiel à glissement limité selon un autre mode de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, un différentiel à glissement limité selon un mode de réalisation de l'invention est généralement désigné en 10 et il est illustré comme comprenant un logement externe 12 avec un carter de différentiel 14 qui y est supporté rotatif. Une couronne 16 est fixée de façon motrice au carter 14 pour tourner avec lui autour d'un axe commun La couronne 16 engage un engrenage d'entrainement 18 dans le logement 12, qui est fixé à une extrémité d'un arbre d'entralnement 20 L'arbre 20 s'étend longitudinalement à la carrosserie d'un véhicule, vers la source de puissance motrice du véhicule, et il en prend sa puissance pour entralner, en rotation, le carter 14 par l'engrenage 18 et la couronne 16 Un arbre 22 retenu dans le carter 14 traverse l'axe de rotation de celui-ci sensiblement à angle droit Deux pignons 24 sont supportés rotatifs sur l'arbre 22, un près de chaque extrémité, dans le carter 14. Deux engrenages latéraux 26 retenus dans le carter 14 engagent les pignons 24 pour former un mécanisme diffé- rentiel standard Les engrenages latéraux 26 sont axialement alignés avec le carter 14 et ils peuvent tourner ensemble avec le carter 14 ou en directions opposées l'un par rapport à l'autre dans le carter 14. Chaque engrenage latéral 26 est calé autrement en connexion motrice avec une extrémité d'un arbre de roue motrice 28 L'arbre 28 s'étend vers l'extérieur de l'engrenage latéral 26 pour pouvoir fixer, à son autre extrémité, une roue d'entra Inement, non représentée. Entre chaque engrenage latéral 26 et le carter 14 est interposé un embrayage centrifuge 30 qui fonctionne en réponse à la vitesse de rotation de l'arbre de roue motrice 28, c'est-à-dire la vitesse du véhicule. L'embrayage à friction 30 comprend deux patins annulaires à friction ou matériaux de friction 32 et 34 respective- ment attachés à l'engrenage 26 et au carter 14 Plus particulièrement, chaque engrenage latéral 26 a une surface extrême annulaire généralement plate 26 a tandis que le carter 14 a une surface extrême annulaire généra- lement plate 14 a faisant parallèlement face à la surface extrême 26 a de l'engrenage latéral Les patins 32 et 34 sont respectivement attachés à la surface extrême 26 a et à la surface extrême 14 a L'embrayage centrifuge 30 comprend de plus deux moyeux cannelés 36 et 38 calés sur l'arbre 28 afin de pouvoir yg Iisser et deux plaques annulaires de guidage 40 et 42 respectivement attachées aux pourtours internes des moyeux cannelés 36 et 38 et interposées entre les patins de friction 32 et 34 Les plaques de guidage 40 et 42 ont respectivement, sur leurs côtés face à face, des gorges annulaires de guidage de boules 40 a et 42 a dont la profondeur se réduit graduelle- ment tandis que les gorges s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à l'arbre 28 L'embrayage centrifuge 30 comprend de plus un certain nombre de boules ou poids 44 qui sont reçus mobiles dans les gorges de guidage 40 a et 42 a Les boules 44 servent à séparer les plaques de guidage 40 et 42, de plus en plus, le long de l'axe de l'arbre 28 tandis qu'elles se déplacent dans les gorges 40 a et 42 a radialement vers l'extérieur, de plus en plus Un certain nombre de ressorts à boudin de compres- sion 46 sont prévus pour solliciter les boules 44 à leurs positions radialement les plus externes dans les gorges 40 a et 42 a pour permettre aux plaques de guidage 40 et 42 de se rapprocher A cette fin, chaque ressort 46 a une extrémité retenue par un moyen de retenue 48 qui est attaché au pourtour externe de l'une des plaques de guidage 42 et l'autre extrémité est en engagement avec une boule correspondante 44 Sur les autres côtés, opposés aux côtés ayant les gorges de guidage 40 a et 42 a, les plaquesde guidage 40 et 42 maintiennent respectivement des patins annulaires de friction ou matériaux de friction et 52 qui peuvent venir en contact avec les patins de friction 32 et 34 lorsque les plaques de guidage 40 et 42 sont de plus en plus séparées par le mouvement des boules 44. En fonctionnement, les boules 44 sont soumises à une force centrifuge qui augmente tandis que la vitesse de rotation de l'arbre 28 augmente Tandis que la force centrifuge sur les boules 44 augmente, les boules 44 ont tendance à se déplacer de plus en plus radialement vers l'extérieur, permettant aux patins 50 et 52 sur les plaques de guidage 40 et 42 d'être poussés contre les patins correspondants 32 et 34 sur l'engrenage latéral 26 et le carter 14, avec de plus en plus de force. Dans une conduite à une vitesse faible à moyenne, l'embrayage centrifuge 30 est à moitié engagé ou partiel- lement engagé car la force centrifuge sur les boules 44 n'est pas si importante Dans cette situation, une partie de la puissance motrice est transmise par l'embrayage centrifuge 30 au lieu du mécanisme différentiel La partie restante de la puissance motrice est transmise par le mécanisme différentiel, c'est-à-dire par les pignons 24 et les engrenages latéraux 26 Une partie de la puissance motrice transmise directement du carter 14 à l'arbre 28 augmente avec l'augmentation de la vitesse du véhicule. Dans une conduite à vitesse rapide, c'est-à- dire quand la vitesse du véhicule augmente au-delà d'ue quantité prédéterminée, l'embrayage centrifuge 30 est totalement engagé Dans cette situation, l'embrayage centrifuge 30 forme un entraînement direct entre le carter 14 et l'arbre 18, donc sensiblement toute la puissance motrice est transmise directement du L carter 14 à l'arbre 18. A la lecture de ce qui précède, on comprendra que dans une conduite à une vitesse lente à moyenne, le différentiel à glissement limité de la présente invention agit comme les diffèrenti&sà glissement limité selon l'art antérieur. On comprendra de plus que le différentiel à glissement limité de l'invention offre une excellente stabilité de direction lors d'une conduite en ligne droite à vitesse rapide, car il empêche, en toute sécurité, tout choc à la carrosserie du véhicule ou un basculement de l'extrémité arrière du fait des embrayages centrifuges totalement engagés 30, ce qui permet aux arbres 28 des roues motrices à droite et à gauche d'être entraînés directement par le carter 14 Dans un virage à vitesse rapide, le différentiel à glissement limité offre une excellente stabilité à l'embardée pour une raison semblable. La figure 2 montre une modification de l'inven- tion, o des pièces semblables ou correspondant à celles du mode de réalisation précédent sont indiquées par des chiffres de référence identiques. En se référant à la figure 2, le différentiel à glissement limité selon une modification de l'invention est généralement désigné en 54 et il est illustré comme comprenant un embrayage centrifuge 56 qui est interposé entre chaque pignon 24 et le carter 14 L'embrayage centrifuge 56 comprend deux patins de friction annulaires ou matériaux 58 et 60 respectivement attachés à chaque pignon 24 et au carter 14 Plus particulièrement, chaque pignon 24 a une surface extrême annulaire généralement plate 24 a tandis que le carter 14 a une partie de surface annulaire généralement plate 14 b faisant face et parallèle à la surface extrême 24 a Les patins de friction 58 et 60 sont respectivement attachés à la surface extrême 24 a du pignon et à la partie de surface extrême 14 b du carter. L'embrayage centrifuge 54 comprend de plus un disque de friction 62 qui est interposé entre les patins 58 et 60 et qui est monté rotatif et axialement coulissant sur l'arbre 22 Les pignons 24 sont montés sur l'arbre 22 de façon à être rotatifs et à y être axialement coulissants. L'embrayage centrifuge 56 comprend de plus un poids mince et annulaire 64 qui est attaché au pignon 24 pour augmenter le poids de celui-ci. En fonctionnement, les pignons 24 avec les poids 64 sont soumis à la force centrifuge qui augmente tandis que la vitesse de rotation du carter 14 augmente. En effet, tandis que la vitesse de rotation du carter 14 augmente, les engrenages latéraux 24 ont tendance à se déplacer vers les extrémités de l'arbre 22, c'est-à-dire vers les parties de surface 14 b du carter 14, de plus en plus, permettant ainsi au disque 62 d'être bloqué entre les patins de friction 58 et 60 avec de plus en plus de résistance. Comme à une vitesse lente à moyenne, l'embrayage centrifuge 56 est à demi engagé ou partiel- lement engagé tandis que lors d'une conduite à vitesse rapide, il est totalement engagé, ce mode de réalisation peut produire sensiblement les mêmes effets que le mode de réalisation qui précède. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Différentiel à glissement limité, caractérisé en ce qu'il comprend: un carter ( 14) pouvant être entraîné en rotation; deux pignons ( 24) retenus dans ledit carter ( 14); deux engrenages latéraux ( 26) retenus dans ledit carter ( 14) et engageant lesdits pignons ( 24) pour former un mécanisme de différentiel; et un moyen formant embrayage centrifuge ( 30; 54) pour former un entrainement direct entre ledit carter ( 14) et lesdits engrenages latéraux ( 26) quand la vitesse de rotation dudit carter ( 14) est supérieure à une valeur prédéterminée. 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant embrayage centrifuge précité comprend deux embrayages centrifuges ( 30) qui sont interposés entre les engrenages latéraux ( 26) précités et le carter ( 14) précité, respectivement. 3. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen formant embrayage centrifuge précité comprend deux embrayages centrifuges ( 54) inter- posés entre les pignons ( 26) précités et le carter ( 14) précité, respectivement. 4. Différentiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des engrenages latéraux ( 26) a une surface extrême annulaire ( 26 a) qui est généralement plate, tandis que le carter ( 14) précité a une surface extrême annulaire généralement plate ( 14 a) faisant face et parallèle à ladite surface extrême ( 26 a), chacun desdits engrenages latéraux ( 26) étant calé à une extrémité d'un arbre de roue motrice ( 28), et en ce que chacun desdits embrayages centrifuges ( 30) comprend deux matériaux annulaires de friction ( 32, 34) qui sont respectivement attachés à ladite surface extrême ( 26 a) et à ladite surface extrême ( 14 a), deux moyeux cannelés ( 36, 38) calés sur ledit arbre ( 28),deux plaques annulaires de guidage ( 40,42) respectivement attachées, par leurs pourtours internes, sur lesdits moyeux ( 36, 38) et interposées entre lesdits matériaux de friction ( 32, 34), lesdites plaques de guidage ( 40, 42) ayant sur leurs c Otés face à face, des gorges annulaires de guidage de boules ( 40 a, 42 a) dont la profondeur se réduit graduellement tandis que lesdites gorges ( 40 a, 42 a) s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport audit arbre ( 28), un certain nombre de boules ( 44) reçues mobiles dans lesdites gorges ( 40 a, 42 a) et servant à séparer lesdites plaques de guidage ( 40, 42), de plus en plus, le long de l'axe dudit arbre ( 28) tandis que lesdites boules ( 44) se déplacent de plus en plus radialement vers l'extérieur dans lesdites gorges ( 40 a, 42 a), et un moyen de sollicitation ( 46, 48) pour solliciter lesdites boules ( 44) à leur position radialement la plus interne pour permettre auxdites plaques ( 40, 42) de se rapprocher. 5. Différentiel selon la revendication 4, caractérisé eî ce que le moyen de sollicitation précité comprend un certain nombre de ressorts à boudin de compression ( 46), chaque ressort ayant une extrémité retenue par un moyen de retenue ( 48) attaché au pourtour externe de l'une des plaques de guidage et l'autre extrémité en engagement avec la boule correspondante ( 44). 6. Différentiel selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque pignon ( 24) a une surface extrême annulaire et généralement plate ( 24 a) tandis que le carter ( 14) précité a une partie de surface annulaire généralement plate ( 14 b) faisant face à ladite surface extrême ( 24 a), en ce que lesdits pignons ( 24) sont montés sur un arbre ( 22) de façon à y être rotatifs et axialement coulissants et en ce que chacun desdits embrayages centri- fuges ( 56) comprend deux matériaux annulaires de friction ( 58, 60) respectivement attachés à la surface extrême ( 24 a) et à la partie de surface ( 14 b) respectivement, un disque de friction ( 62) interposé entre lesdits matériaux ( 58, 60) et monté rotatif et axialement coulissant sur ledit arbre de pignon ( 22) et une boule ( 64) attachée à chacun desdits pignons ( 24).