Brevet FR2546255A1 — publié le 19841123

On connaît bien, dans l'art antérieur breveté, des mécanismes différentiels du type à bague de main- tien en position débrayée (appelée par la suite bague de maintien au débrayé ou bague de maintien, pour abréger) comme en témoignent par exemple les brevets des Etats- Unis no 2 638 794 et 3 397 593 (Knoblock) et n 3 791 238 (Bokovoy) Dans ces différentiels, l'em- brayage mené associé à un arbre mené se trouvant en survitesse est, par effet de came, chassé de façon à. venir en position débrayée par rapport à l'organe menant central, et une bague de maintien au débrayé est amenée à tourner, à partir d'une position inactive, pour pren- dre une position active par rapport audit organe menant central à l'effet de maintenir en position débrayée l'embrayage qui se trouve en survitesse Lorsque le régime de survitesse a cessé, la bague de maintien est appelée à tourner en sens inverse pour prendre une position inactive dans laquelle les tenons sont en face des rainures de l'organe menant central, après quoi l'embrayage rappelé par un ressort est déplacé axiale- ment pour prendre la position o il est embrayé avec l'organe menant central. Dans ces dispositifs antérieurs, on prévoit des moyens pour limiter l'amplitude du déplacement en rotation des bagues de maintien par rapport à l'organe menant central C'est ainsi que dans les brevets Knoblock (n O 2 638 794) et Bokovoy (n O 3 791 238), une nervure interne, orientée axialement, du pourtour interne de l'organe menant central, qui est annulaire, se pro- longe dans une rainure traversante pratiquée dans la bague de maintien, qui a la forme générale d'un "'C". Les modèles antérieurs sont relativement coûteux à fabriquer en raison de l'usinage soigné qu'exigent de nombreuses pièces de précision. La présente invention a été mise au point afin de simplifier la fabrication des composants complexes du différentiel, et pour permettre, au montage, d'opérer plus rapidement en réduisant les opérations secondaires, et aussi pour augmenter la qualité et la fiabilité du différentiel tout en rédui- sant le coût de sa fabrication. En conséquence, un premier but de l'invention est de fournir un mécanisme différentiel dans lequel les fentes axiales destinées aux tenons des bagues de maintien sont pratiquées sur la surface périphérique interne de l'organe menant central de forme annulaire, des moyens d'arrêt étant prévus pour limiter l'ampli- tude du déplacement en rotation de chaque bague de maintien par rapport audit organe menant central lorsque la bague de maintien est en position active. Dans un des modes de réalisation, les moyens d'arrêt limitant la rotation comprennent une saillie centrale et axiale, de largeur réduite, prévue sur chaque tenon des bagues de maintien, ladite saillie étant adaptée à entrer en prise avec une paroi latérale de la fente traversante correspondante lorsque l'em- brayage en survitesse associé est débrayé et que la bague de maintien est amenée à tourner pour prendre sa position active Dans un second mode de réalisation, les tenons des bagues de maintien ont une forme rectan- gulaire classique, les moyens de limitation étant défi- nis par des surfaces sur des portions de dents étagées portées par l'organe menant central, lesdites régions de diamètre réduit s'étendant radialement vers l'inté- rieur, entre les rainures axiales. Selon un autre but de l'invention, il est possible, en prévoyant les rainures des bagues de main- tien sur la circonférence de l'organe menant central, ou croisillon de munir l'organe central servant de came d'une surface périphérique externe uniforme, et il ne faut qu'unusirage secondaire pour définir la rainure qui y est pratiquée pour recevoir le jonc de liaison Il suffit de la moitié des dents, une dent pouvant êtôe disposée en face d'un espace, ce qui permet de mieux régler la densité du sommet des dents. Le tracé simplifié facilite l'usinage; comme les dents ont des surfaces latérales planes, il est aisé de les usiner et d'en contrôler la qualité Le coût total de l'organe servant de came dans la présente invention est considérablement réduit par rapport aux cames centrales des mécanismes différentiels antérieurs. De même, l'organe menant central est fabriqué plus aisément, et à moindre coût, car toute la configu- ration intérieure peut être obtenue par brochage, ce qui produit des surfaces reproductibles, régulièrement réparties propres à servir de positionneurs pour le fraisage de dents transmettrices de couple, ou menantes. Ce mode de fabrication amélioré permet de mieux régler la distance séparant les extrémités des tenons des bagues de maintien par rapport aux surfaces travaillan- tes de l'organe menant central, ce qui entraîne une amélioration de la répartition régulière du léger contact entre embrayage et organe central menant lors- que l'embrayage mené est chassé par la came pour venir en position débrayée. Le différentiel amélioré permet de faire varier dans de larges proportions, la dimension et l'emplacement de la fente axiale de la bague élastique de maintien au débrayé Du fait que l'on supprime le rôle positionneur de cette fente, le seul rôle de celle-ci est alors de permettre l'augmentation du diamètre de la bague au moment o cette bague se relie à la rainure correspondante de l'embrayage mené associé. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à l'étude de la description ci-après, vue à la lumière des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale détaillée d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 1 A une vue de détail montrant l'action de maintien; la figure 2 est une coupe axiale de détail, montrant la liaison par jonc entre la came centrale et l'organe menant central de la figure 1; la figure 3 est une vue en bout d'un des embrayages menés de la figure 1; la figure 4 est une vue en bout d'une des bagues de maintien au débrayé de la figure 1; 0 la figure 5 est une coupe suivant la ligne -5 de la figure 4; la figure 6 est une vue en bout de l'organe menant central; la figure 7 est une vue en bout de l'organe formant came centrale de la figure 1; la figure 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9 est une coupe longitudinale détaillée d'un second mode de réalisation de l'inven- tion, et la figure 9 A, une vue de détail montrant l'action de maintien dans cette réalisation; la figure l Cnest une coupe axiale de détail montrant la liaison par jonc entre la came centrale et l'organe central menant de la figure 1; la figure 11 et la figure 12 sont des vues en bout de l'embrayage mené et de la bague de maintien de la figure 9; la figure 13 est une coupe prise le long des lignes 13-13 de la figure 12; les figures 14 et 15 sont des vues en bout de l'organe menant central et de la came centrale de la figure 9; et la figure 16 est une coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 15. Si l'on se réfère d'abord plus particuliè- rement à la figure 1, on voit que le mécanisme différentiel comprend un organe menant central, ou croisillon, 2, qui est disposé entre une paire d'em- brayages annulaires menés 4 et 6 cannelés intérieure- ment pour pouvoir glisser axialement sans tourner sur les portions 8 a et O a cannelées extérieurement d'une paire d'engrenages latéraux respectivement repérés par 8 et 10 Les engrenages latéraux sont liés par des cannelures internes 8 b, l Ob à des arbres de sortie 12 et 14 disposés sur un même axe Les embrayages menés sont rappelés l'un vers l'autre par des ressorts 16 et 18, disposés à l'extérieur, pour provoquer un enga- gement menant entre les dents centrales menantes 2 a et 2 b disposées aux deux extrémités de l'organe menant et les dents d'embrayage 4 a et 6 a portées respective- ment par les embrayages menés 4 et 6 Concentriquement à l'organe menant 2, et à son intérieur, se trouve un organe annulaire 20 servant de came et possédant à chaque extrémité une pluralité de dents de came, 20 a, b (figure 2), angulairement étagées, qui s'engagent avec des dents correspondantes 4 b et 6 b portées respec- tivement par les embrayages menés 4 et 6 La came centrale 20 est empêchée de se déplacer axialement par rapport à l'ôrgane menant 2 par un jonc annulaire 22 (figure 2) qui pénètre dans les gorges annulaires 2 c et 20 c, pratiquées respectivement dans la périphérie interne de l'organe menant et dans la périphérie externe de la came centrale Les régions périphériques externes d de la came centrale présentent également une pre- mière rainure traversante 20 e (figure 7) destinée à recevoir une clavette sous-dimensionnée 2 d (figure 6) portée par la périphérie interne de l'organe menant, ce qui permet un ajustement angulaire limité de la came centrale 20 par rapport à l'organe menant 2. Entre l'organe menant 2 et les embrayages menés 4 et 6, et sur le même axe, se trouvent deux bagues élastiques identiques et rotatives, de maintien au débrayé, 30 et 32, respectivement O Chaque bague de maintien est fendue axialement par une fente 33 (figure 4) qui lui donne la forme générale d'un "C". Les extrémités extérieures des bagues sont montées à rotation, respectivement, dans des cavités correspon- dantes, 4 c et 6 c Les bagues de maintien comportent des rebords 30 a et 32 a, dirigés radialement vers l'intérieur, qui pénètrent dans des gorges 4 d et 6 d pratiquées respectivement dans les parois internes des cavités 4 c et 6 c, ce qui empêche les bagues de maintien de se déplacer axialement par rapport à leurs embrayages respectifs 4 et 6. Les bagues élastiques de maintien sont norma- lement rappelées radialement vers l'intérieur de façon à se contracter en s'engageant à frottement sur les parois internes des cavités A leurs extrémités adja- centes, les bagues de maintien sont munies de tenons dirigés radialement et disposés sur la circonférence (voir par exemple les tenons 30 b de la bague de main- tien 30, sur la figure 4), qui normalement pénètrent dans de secondes rainures 2 e, réparties sur la périphé- rie, (figure l A) pratiquées dans la surface périphéri- que interne de l'organe menant central 2. Selon un trait caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus pour limiter l'amplitude du mouvement de rotation de chaque bague de maintien par rapport à l'organe menant central lorsque l'embrayage associé mené tourne plus vite (régime de survitesse) ou moins vite (régime de sous-vitesse), et est débrayé sous l'effet de la came A cet effet, les tenons 30 b des bagues de maintien sont de forme étagée et compor- tent des portions saillantes 30 c, dirigées axialement et disposées au centre des tenons Comme le montre la figure 1 A, les dimensions des tenons sont telles que lorsque l'extrémité latérale du tenon, 30 d, est en contact avec la surface terminale adjacente de l'organe menant central, la face longitudinale 30 e de la portion en saillie 30 c du tenon vient en contact de la paroi latérale adjacente de la rainure correspondante de l'organe menant, ce qui limite la rotation de la bague de maintien par rapport à l'organe menant central-. En fonctionnement normal, l'organe menant 2 entraîne les arbres de sortie 12 et 14 à la même vitesse de rotation par l'intermédiaire des dents menantes cen- trales, 2 a, des dents 4 a de l'embrayage mené 4, des dents de cannelures 8 a, de l'engrenage latéral 8 a et des dents de cannelures 8 b, et par l'intermédiaire des dents menantes centrales 2 b, des dents 6 a de l'embrayage mené 6, des dents de cannelure 10 a, de l'engrenage latéral 10 et des dents de cannelure l Ob, tout ceci respectivement. Supposons maintenant que l'arbre mené 12 tourne plus vite que l'arbre mené 14 En raison de l'effet de came ("monter pour dégager") qui s'exerce entre les dents de came 20 a portées par la came centrale et les dents de came correspondantes 4 b portées par l'embrayage mené 4, ledit embrayage mené est repoussé vers la gauche (en dépit de l'action du ressort de rappel 16), à l'effet de dégager les dents menées 4 a des dents menantes centrales 2 a portées par l'organe menant 2 Par suite de la liaison que donne le rebord 30 a, dirigé vers l'intérieur, la bague de maintien 30 est aussi déplacée vers la gauche et, par suite de frottement entre la bague de maintien et l'embrayage mené 4, elle est amenée à tourner légèrement jusqu'à la position de la figure l A (la face extrême 30 d du tenon 30 b étant en prise avec la face extrême adjacente de l'organe menant central 2) Cela est effectué jusqu'à ce que un côté longitudinal latéral 30 e de la saillie centrale 30 c soit en prise avec la paroi latérale correspondante de la fente 2 e dans l'organe menant central 2, en limitant ainsi la rotation de la bague de maintien par rapport à l'organe menant central 2. Quand la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 12 (qui était en survitesse) est redevenue égale à celle de l'arbre de sortie 14, l'engagement par frot- tement entre la bague de maintien 30 et l'embrayage mené 4 amène la bague 30 à subir une rotation de sens inversé par rapport à la came centrale 20, et lorsque les tenons de maintien 30 a ont repris des positions en face des rainures 2 e, l'embrayage mené 4 est rappelé vers la droite par le ressort 16 de façon à réengager entre elles les dents menantes centrales 2 a et les dents menées 4 a de l'embrayage Les arbresde sortie 12 et 14 sont maintenant menés à la même vitesaede rotation par l'organe menant 2 Si l'arbre de sortie 14 est en sur- vitesse ou en sous-vitesse par rapport à l'arbre 12, l'embrayage 6 est de même poussé vers la droite et maintenu en position débrayée par la bague de maintien 32. Comme le montrent les figures 7 et 8, les dents de came 20 a, 20 b, de la came centrale ont des faces rectilignes, ce qui facilite et simplifie l'usinage et l'examen de ces dents Il suffit d'un usinage secon- daire pour la gorge de jonc, 20 c, et il ne faut que la moitié du nombre des dents, de sorte qu'une dent peut être en face d'un espace entre dents, ce qui permet de mieux régler la densité des sommets des dents Le tracé servant à l'usinage total du composant est plus aisé, et les coûts globaux diminuent. S'agissant de la fabrication de l'organe menant central 2, toute la configuration intérieure peut être obtenue par brochage, ce qui produit des surfaces reproductibles régulièrement réparties pro- pres à servir de positionneurs pour le fraisage de dents transmettrices de couple 2 a, 2 b Ce mode de fabrication amélioré permet de mieux régler la distance séparant les extrémités des tenons des bagues de main- tien des surfaces travaillantes de l'organe menant central, ce qui entraîne une amélioration de la répartition régulière du léger contact entre engrenage mené et organe central lorsque l'embrayage mené est chasse par la came pour venir en position débrayée. Comme les dents transmettrices de couple sont plus courtes, la durée du fraisage est abrégée. Les dimensions et l'emplacement de la fente 33 de la bague de maintien 30 (et de la fente correspon- dante de la bague 32) peuvent varier considérablement, vu que la seule fonction de ces fentes est de permettre de dilater la bague quand on l'insère dans la gorge correspondante pratiquée respectivement dans les embrayages menés 4 et 6, Si l'on se reporte maintenant à la variante représentée sur les figures 9 à 14, on voit que les tenons des bagues de maintien ont une forme générale rectangulaire comme on le voit sur les tenons 130 b des figures 12 et 13 Cette variante est caractérisée en ce que les dents 102 m (figure 14) portées par l'organe menant central, qui ne sont pas alignées radialement sur les rainures 102 e, ont des portions étagées 102 n (figure 9 a) de hauteur réduite, qui sont dirigées radialement vers l'intérieur, en allant vers la surface périphérique interne de l'organe menant central 102. La longueur de chaque portion étagée est de préférence égale à la profondeur des rainures 102 e Ces portions étagées des dents, 102 n, définissent des épaulements latéraux formant butée, 102 p, contre lesquels viennent buter les surfaces latérales longitudinales 130 c des tenons 130 b (figure 9 a) lorsque l'embrayage mené correspondant est chassé par effet de came pour venir à sa position débrayée et la bague de maintien est amenée, étant entraînée par frottement, à tourner et à passer de sa position inactive à sa position active, les surfaces terminales 130 d des tenons 130 b étant en contact avec la surface correspondante de l'organe menant central 102, ce qui limite la rotation de la bague de maintien par rapport à l'organe menant central. Les principaux objectifs de l'invention ont donc été atteints: simplifier les composants principaux, faciliter la fabrication, accélérer le montage en rédui- sant les opérations secondaires, améliorer la qualité et la fiabilité du-produit, abaisser les coûts. il REVENDICATIONS 1 Dans un mécanisme différentiel destiné à mener une paire d'arbres de sortie disposés sur un même axe, et comprenant (a) un organe central menant propre à être disposé de façon à entourer concentriquement, à quel- que distance, les extrémités adjacentes desdits arbres de sortie; (b) des moyens servant d'embrayages normale- ment destinés à assurer une liaison menante entre ledit organe menant central et, respectivement, lesdits arbres de sortie, lesdits embrayages comprenant: ( 1) une paire d'engrenages latéraux annulaires propres à être respectivement montés sans pouvoir tourner -sur les extrémités adjacentes desdits arbres de sortie; ( 2) une paire d'embrayages menés montés sur lesdits engrenages latéraux de façon à pouvoir respectivement se déplacer axialement de part et d'au- tre dudit organe menant; ( 3) des moyens servant de ressorts rappe- lant lesdits embrayages menés vers ledit organe central menant, dans le sens o les embrayages sont engagés; (c) des môyens comprenant un organe central formant came, monté concentriquement à l'intérieur dudit organe menant central auquel ladite came est liée de façon à pouvoir effectuer un mouvement angulaire limité par rapport à lui, ladite came centrale pouvant entrer en action-lorsqu'un des arbres de sortie a une vitesse différente de celle de l'autre, à l'effet de déplacer axialement pour l'amener à une position débrayée par rapport audit organe menant central, l'embrayage mené associé audit arbre en survitesse; et (d) un système de bagues de maintien au débrayé destinées à maintenir débrayé ledit embrayage mené aussi longtemps que ledit arbre de sortie a une vitesse de rotation différant de celle de l'autre arbre, ledit système de bagues de maintien comprenant une paire de bagues de maintien élastiques et fendues axialement, de forme générale annulaire, et disposées sur ledit même axe, entre ledit organe menant central et, respectivement, lesdits embrayages menés, lesdites bagues de maintien étant, à leurs extrémités éloignées, montées en rotation sur lesdits embrayages menés et étant rappelées élastiquement pour développer un certain degré de résistance d'entraînement par rapport aux embrayages menés respectifs, lesdites bagues de main- tien comprenant à leurs extrémités adjacentes une plu- ralité de tenons de maintien, dirigés axialement et espacés suivant la périphérie; le perfectionnement caractérisé en ce que: (e) ledit organe menant central et annulaire possède une surface périphérique interne uniforme et cylindrique contenant une pluralité de rainures traver- santes dirigées axialement et espacées selon la péri- phérie ( 2 e, 102 e) destinées à recevoir normalement à des extrémités opposées les tenons ( 30 b, 130 b) desdites bagues de maintien lorsque lesdites bagues sont dans de premières positions d'inactivité, respectivement, par rapport audit organe central menant, les largeurs desdites rainures étant plus grandes que celles des tenons de la bague de maintien associée; (f) dans lequel ladite came centrale a une surface périphérique extérieure cylindrique et uniforme; (g) comportant en outre des organes limiteurs de rotation pouvant, lorsque ledit embrayage en survi- tesse est en position débrayée, être mis en action pour limiter l'amplitude du mouvement de rotation de la bague de maintien associée dans la direction qui l'écarte de ladite position inactive par rapport audit organe menant central pour l'amener à une position active dans laquelle les faces terminales ( 30 d, 130 d) des tenons de la bague de maintien viennent au contact des faces adjacentes dudit organe menant central, maintenant ainsi l'embrayage mené, qui est en survi- tesse, en position débrayée. 2 Appareil selon la revendication 1, dans lequel lesdits organes limiteurs comprennent une por- tion étagée de chaque tenon de bague de maintien, qui définit une saillie centrée, dirigée axialement ( 30 c), de largeur réduite, ladite saillie ayant une surface longitudinale propre à entrer en contact avec la face adjacente de la rainure ( 2 e) correspondante lorsque la bague de maintien est en position active par rapport à l'organe central menant. 3 Appareil selon la revendication 1, dans lequel chaque tenon de bague de maintien est de forme générale rectangulaire, avec une face terminale plane, dans lequel ledit organe menant central comporte à chaque extrémité une pluralité de dents menantes, dirigées radialement, et régulièrement réparties sur la circonférence; et dans lequel lesdits organes limi- teurs sont définis par des portions étagées ( 102 n) de hauteur réduite sur certaines dents qui pénètrent radialement vers l'intérieur entre les rainures, lesdites portions étagées de hauteur variable compor- tant des épaulements contre lesquels vient buter une face longitudinale d'un tenon lorsque la bague de main- tien est amenée à passer par rotation à la position active par rapport audit organe menant. 4 Appareil selon la revendication 3, dans lequel la longueur des portions ( 102 n) de hauteur réduite des dents dudit organe menant central est de façon générale égale à la profondeur des rainures pratiquées dans ledit organe menant central. Appareil selon la revendication 2, dans lequel ladite came centrale ( 20, 120) comprend des dents de came ( 20 a, 120 a) ayant des faces latérales planes.