Brevet FR2559434A1 — publié le 19850816

"Mécanisme de di uton d'nergie." La présente invention porte sur un mécanisme de distribu- tion d'énergie utilisable sur un véhicule du type à roues toutes motrices et roues avant directrices, tel que voi- ture ordinaire, automobile tout-terrain, véhicule indus- triel ou véhicule de chantier. Généralement, un véhicule du type à roues toutes motrices est conçu pour transmettre de l'énergie aux roues avant et arrière par l'intermédiaire d'organes de transmission et être dirigé par ses roues avant. On sait que lorsqu'un tel véhicule à roues avant directrices braque, la vitesse de rotation des roues avant devient plus grande que celle des roues arrière, car le véhicule change de direction autour de l'arrière et les roues avant se déplacent radialement plus vers l'extérieur que les roues arrière. Par conséquent, quand l'énergie est fournie directement aux roues avant et arrière depuis les organes de transmission, la différence précitée de vitesse de rotation pendant le braquage provoque un gliasement des pneumatiques qui en- tralne une perte de puissance et une usure des pneumati- ques et peut provoquer une rupture du système de trans- mission. Pour éviter cela, certains véhicules ont des mé- canslames différentiels qui distribuent le couple de façon appropriée aux roues avant et arrière. Cependant, dans ces véhicules-, quand une roue glisse sur un terrain difficile comme une route enneigée, un couple suffisant ne peut pas être transmis aux autres roues sans glissement, de sorte que ces véhicules peuvent perdre désavantageusement leur stabilité de marche. En outre, dans une marche ordinaire sur route, il y a une grande perte d'énergie mécanique quand toutes les roues sont entraînées, de sorte qu'il est préférable d'avoir seulement deux roues motrices. Par conséquent, il est asTzd ua ITUaA qugAnod sainaTlaiuT squap sap usAee qa sJaneo.z sauesbo xnap sap s znoane aoeTd anbTzpuTlAo azTeTp -guiaquT quawgl( un 'queuau jeoz iaue6zeoT sZaA quaW jTqsoi aue 1o,l %uauanbT;selT uessnod assnod ap uaAom un 'queAe sanolI xnE,oaUjs azqzel ap aiznaT.agxa aTzqd 0ú -zagd eT quawaTeTxs %uessTTnoo quow sainaT9aZxa squap sap qusAe quaw jTOeqo; aus6zo un 'azaTaxe sanoa xns qoar -Je aqlqzsIT ap ainaTzxxa aTzg4dT&ad el V,quow 'esanaTw -gxa s;uap sap queAe quauam jTeoz aue zo un 'allQT -e s8anoI XxneB goajJe aiqlei a quauBaTBTXBTXBeOO uaoerpe 5Z UBABe sanoz xne 94oajje aiqCe un 'quamaulezualp aUUsTU -eosat un e aidnooie az; Q znod goua6e aaliase sano& xne 91 -oajju aiqzs un puazdwoo 'saoTzoazTp kuos UeAme sanoz sat qa uoTsseTusuez ap saue6to,p aieTptuiza;uTTl =ed aizizs canoi xns a Uee sanoz xne a UA na xB aT6zau#l ap aj% awsuez iznad oz nSuoo %sa %uamauTeaquasp awmqAs un lanbal suep saoTjow a*Z@Ze sanoa ea queAs sanon e adAq np anaoTqgA un znod alazaug1p uoTnqTaqsTp p au asTuaogt un 'uoTquaAuTIT uoTas À q s 1, T nb aqouaBw ua uapq Tsane a.Tej as.uassTnd B9SaAUT a6essed aT!a sasoiaow saqno4 sano.z e% EL saoTZow seanoa xnap e qesa[ ap a6essed aT anb Tas aoesuesom un aluinoj ap qsa uoTquaAUIT ap nq azqns ufn 1Tnpz UOT. -eolzqeJ ap 0oao ap ouOp 'uTds-uou TaTuaZJjTp aWsTuea -,a anb Ta% gnbTîdwoo ausTusonw sues aidus aanonzqs ap 0p aasTuueow un atuinoj ap qsa uoT^UaAUT& ap!nq azne un saoT=ow sanoa sanoz e %eq,T suep aZQTçxxe sanot sat anb aA^e snTd quauzno. To-sa[Tau anb -seoT anb agdnos azq assTnd au queAs sanoi xne asTmsuszq aT6zauil janbaT suep aT6zaugip uoTnqTxsTp ap awsTuseou S un aTufnoj ap %sa UOCTUaAUT,[ ap qnq un 'aouanbgsuoo u3 ÀsaoTzqow sanot a.xsenb e aqozew e[ no saoTuo sanoaz xnap e aqoeulew el aTUoq ap %ueuawzad Ina. -oaTes JTlsaodsTp un xToAgid ap azqsTeqnos no azTessaogu t2t6ssz avec les dents extérieures de chacun des organes rotatifs avec des espaces circonférentiels entre elles, et un moyen de freinage appliquant une force de freinage à l'élément intermédiaire tournant, les deux organes rotatifs étant pourvus, sur leurs faces d'extrémité en regard, de sail- lies faites pour produire des forces axialement opposées pour écarter et dégager l'organe rotatif mené de l'élé- ment intermédiaire quand une rotation relative est pro- duite entre les deux organes rotatifs. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortent de la description suivante des réalisa- tions préférées. Sur les dessins: - la figure I est une coupe longitudinale d'un mécanisme de distribution d'énergie correspondant à une réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de face d'un organe rotatif uti- lisé dans la réalisation de la figure 1, - la figure 3 est une vue de côté de l'organe rotatif de la figure 2, - la figure 4 est une vue de face d'un élément intermé- diaire de la réalisation de la figure 1, - la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 1, - la figure 6 est une vue de côté dans la direction des flèches VI-VI de la figure 5 avec une par- tie retranchée, - la figure 7 est une coupe partielle suivant la ligne VII-VII de la figure 1, - la figure 8 est une coupe partielle de la réalisation de la figure I dans l'état à deux roues mo- trices, et - la figure 9 est une coupe longitudinale partielle d'une autre réalisation de l'invention. Sur la figure 1, un engrenage réducteur principal 10 fait pour être entraîné par un moteur (non représenté) par l'in- termédiaire d'un mécanisme de transmission d'énergie est placé dans un carter 11 et claveté à un arbre 13 affecté à des roues arrière (non représentées). Cet arbre 13 est supporté par le carter de transmission 11 par l'intermé- diaire de roulements à billes 14, et son axe 01-01 est orienté dans la direction longitudinale du véhicule. L'ex- trémité avant de l'arbre 13 saillant vers l'avant (dans le sens de la flèche F) du carter 11 est pourvue à sa pé- riphérie extérieure de dents clavettes auxquelles est claveté un organe rotatif menant 15, et est pourvue d'un trou d'extrémité 16 dans lequel un arbre 18 affecté à des roues avant est supporté coaxialement par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 17. Une partie avant de l'ar- bre 18 affecté aux roues avant est supportée en rotation, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 19, par un carter 20 dont l'extrémité arrière est fixée au carter de transmission 11. Dans le carter 20, un organe rotatif me- né 21 est claveté de manière coulissante sur l'arbre 18 affecté aux roues avant et fait face coaxialement à l'or- gane rotatif menant 15. L'organe rotatif mené 21 est pous- sé depuis le côté avant vers l'organe rotatif menant-15 par un ressort hélicoïdal de compression 22 dont l'extré- mité avant est supportée par un siège de ressort 23 fixé par un Jonc d'arrêt 24 à l'arbre 18. Les organes rotatifs menant 15 et mené 21 ont de manière générale la même structure, représentée sur les figures 2 et 3. Chaque organe rotatif a une protubérance 30 (figu- re 3) et un flasque radial 31. Le flasque 31 est pourvu à sa périphérie de dents extérieures 32 également espa- cées circonférentiellement entre lesquelles se trouvent des creux 33 longs suivant la circonférence. Les organes rotatifs 15 et 21 sont pourvus, sur leurs faces d'extré- mité en regard, de saillies 35 et 36 espacées circonféren- tiellement qui sont sur des cercles de même rayon. Les faces latérales de chaque saillie 35 (36) sont inclinées de façon que la largeur circonférentielle de chaque sail- lie 35 (36) soit la plus petite à l'extrémité supérieure. Les espaces circonférentiels entre les saillies 35 et 36 sont déterminés de façon que les saillies 35 puissent entrer dans les espaces entre les saillies 36 pour venir en prisa mutuelle dans la direction circonférentielle, comme représenté dans la moitié supérieure de la figure 1. Un élément intermédiaire 40,de manière générale cylindri- que, est en prise coaxialement et de manière coulissante par des dente intérieures 41 avec les dents extérieures 32. Comme le montre la figure 4, les dents intérieures 41 sont espacées circonférentiellement et également les unes des autres, et entre elles se trouvent des creux 42 lonts suivant la circonférence. Comme le montre la figure 1, l'6lémeht Intermédiaire 40 est pourvu à as périphérie ex- térieure d'une gorge annulaire 43 dans laquelle, comme le montre la figure 5, est engagée une fourchette 46 d'un joug 45. Comme le montre la figure 6, deux plaques 48 à garniture de friction sont supportées de manière coulis- sante par chaque extrémité de la fourchette 46 au moyen de deux chevilles 47 parallèles à l'axe 01-01 (figure 1). Les plaques à garniture 48 sont poussées et serrées par des ressorts mous 49 contre les deux faces latérales inté- rieures de la gorge 43. Comme le montre la figure 1, le joug 45 est fixé a l'extré- mité arrière d'une tige poussoir 50 qui est parallèle à l'axe 01-0.1 et est supportée de manière coulissante par le carter 20. L'extrÉmité avant de la tige poussoir 50 saille du carter 20 viers l'avant et est fixée à un vérin pneumatique ou un élément semblable pour le choix des opérations. La tige poussoir 50 a des creux de positionne- ment 51 dans lesquels s'engage une bille 53. Cette billes53 est poussée élastiquement et montée mobile dans la paroi du carter 20. La figure 7 représente un état dans lequel les organes rotatifs 15 et 21 sont en prise avec l'élément intermé- diaire 40. Dans cet état, chaque dent intérieure 41 est pincée des deux côtés par des dents extérieures 32 des organes rotatifs 15 et 21 et un espace C court suivant la circonférence est formé entre les saillies 35 et 36 des organes rotatifs 15 et 21. Le fonctionnement est le suivant. La moitié supérieure de la figure I représente cet état en prise et la moitié in- férieure un état dans lequel l'organe rotatif mené 21 est dégagé des dents intérieures 41 de l'élément intermédiai- re 40. L'arbre 13 affecté aux roues arrière est toujours entraîné dans un sens, par exemple celui qui est indiqué par la flache X1, par l'énergie transmise par l'engrenage réduc- teur principal 10. Dans l'état de prise, représenté dans la moitié supérieure de la figure 1, les dents extérieu- res 32 de l'organe rotatif mené 21 sont en prise avec les dents intérieures 41 de l'élément intermédiaire 40, de sorte que l'énergie est transmise de l'arbre 13 à l'ar- bre 18 affecté aux roues avant par l'organe rotatif me- nant 15, l'élément intermédiaire 40 e.t l'organe rotatif mené 21. Quand les roues avant sont braquées, l'arbre 18 affecté aux roues avant tourne plus vite que l'arbre 13 affecté aux roues arrière, de sorte que les saillies 36 de l'or- gane rotatif mené 21 sont poussées contre les saillies 35 et reçoivent d'elles une force axiale. Ainsi, comme repré- senté dans la moitié inférieure de la figure 1, l'organe rotatif mené 21 glisse dans le sens de la flèche F et se dégage de l'élément intermédiaire 40, de sorte que l'énergie n'est pas transmise de l'organe rotatif me- nant 15 à l'organe rotatif mené 21. Dans cet état désen- gagé, comme l'élément intermédiaire 40 reçoit toujours du Joug 45 une force de freinage anti-rotation, les dents intérieures 41 de l'élément intermédiaire 40 sont mainte- nues en prise avec les dents extérieures 32 de l'organe rotatif menant 15 poussé par le ressort 22, de sorte qu'il ne se produit pas de vibration ni de bruits d'attaque entre elles. Quand l'arbre 18 affecté aux roues avant se synchronise avec l'arbre 13 affecté aux roues arrière, l'organe rotatif mené 21 se remet en prise avec l'élément intermédiaire 40, de sorte que l'énergie est transmise de l'organe rotatif menant 15 à l'organe rotatif mené 21 par l'élément intermédiaire 40. Quand la transmission est passée de la position de marche avant a la position de marche arrière, l'organe rotatif menant 15 tourne en sens inverse, de sorte que les dents 32 s'écartent des dents 41 de l'élément intermédiaire frei- né 40 et les saillies 35 forcent les saillies 36 à se dé- placer axialement et dégagent l'organe rotatif 21 de l'élé- ment intermédiaire 40. Les dents 32 de l'organe rotatif 15, après avoir parcouru les espaces entre les dents intérieu- res 41 de l'élément intermédiaire 40, se remettent en pri- se avec ces dents intérieures 41. A peu près en même temps, l'organe rotatif mené 21 est ma par le ressort 22 et se met en prise avec l'élément intermédiaire 40. Par consé- quent, les deux arbres 13 et 18 sont entraînés. Quand le véhicule est braqué pendant la marche arrière, les élé- ments et parties fonctionnent de façon semblable à la marche avant bien que les surfaces de contact des dents 32 des organes rotatifs 15 et 21 et des dents 41 de l'élé- ment intermédiaire 40 changent. En outre, lors du passage de marche arrière en marche avant, ils fonctionnent auto- matiquement de façon semblable au passage de marche avant en marche arrière. Pour passer de l'état à roues toutes matrices à l'état à deux roues motrices, on déplace la tige poussoir 50 en sens contraire de la flèche F pour mettre l'élément in- termédiaire 40 dans la position représentée sur la fi- gure 8. L'élément intermédiaire 40 se dégage alors de l'organe rotatif mené 21, de sorte que l'énergie n'est pas transmise à l'arbre 18 affecté aux roues avant. Pour pas- ser de cet état à l'état à roues toutes motrices, on dé- place la tige poussoir 50 dans le sens de la flèche F pour la mettre dans la position représentée sur la figure 1. Initialement, dans cette opération, les dents intérieu- res 41 de l'élément intermédiaire 40 peuvent ne pas venir en contact et en prise avec les dents 32 de l'organe rota- tif 21. Cependant, l'élément intermédiaire 40 tourne par rapport à l'organe rotatif 21 et se met en prise avec lui aussitôt après le contact précité, car une différence de vitesse de rotation entre les roues avant et les roues arrière est produite par les différences de pression d'air des pneumatiques ou de charge entre les roues avant et les roues arrière, le braquage, l'état de la surface de la route ou d'autres facteurs. Même lorsque le véhicule est arrêté, il est possible de passer de l'état à deux roues motrices à l'état à roues toutes motrices en déplaçant la tige poussoir 50, car l'élément intermédiaire 40 tourne par rapport à l'organe rotatif 21 aussitôt après le démarrage du véhicule et le ressort 22, qui a été comprimé, déplace l'organe rotatif 21 pour le mettre en prise avec l'élément 40. Naturellement, il est possible de passer de l'état à roues toutes mo- trices à l'état à deux roues motrices en déplaçant la tige poussoir. Un chanfreinage peut être fait aux faces d'extrémité des dents intérieures 41 et/ou des dents extérieures 32 de l'organe rotatif 21 pour faciliter la venue en prise de celles-ci. L'invention permet d'obtenir les avantages suivants: a) Dans l'état à roues toutes motrices, l'énergie trans- mise aux roues avant ne peut être coupée que lorsque celles-ci tournent plus vite que les roues arrière, ce qui empêche le glissement des pneumatiques et améliore la stabilité de marche. b) Il n'y a pas besoin d'un mécanisme compliqué comme le différentiel nonspin classique, et la construction peut être simple, ce qui entrains un bas coût de fabrication. c) Le passage de deux roues motrices à toutes les roues motrices et le passage inverse peuvent se faire aussi bien en marche qu'à l'arrêt. On peut modifier la présente invention comme représenté sur la figure 9 pour éviter le bruit d'attaque entre les lu saillies 35 et 36 dans l'état à deux roues motrices. Sur la figure 9, un élément d'arrêt 60 constitué d'un jonc est prévu sur l'arbre 18 pour restreindre le mouvement de l'organe rotatif mené 21 dans le sens opposé à celui de la flèche F. En outre, des éléments d'arrêt 61 sont prévus pour l'élément menant 15 sur les dents intérieu- res 41 de l'élément intermédiaire 40 de façon que cet élé- ment 15 puisse glisser avec l'élément intermédiaire 40. Dans cet agencement, lorsque l'élément intermédiaire 40 est écarté de l'organe rotatif 21 pour la marche avec deux roues motrices, l'organe rotatif menant 15 glisse axialement sur l'arbre 13 et les saillies 35 se dégagent axialement des saillies 36, de morte que les saillies 35 et 36 ne produisent pas le bruit d'attaque. Le mécanisme de distribution d'énergie de l'invention peut être monté soit à la sortie des organes de transmission, soit à l'entrée de l'essieu moteur, et aussi dans des organes de transmission secondaires entre les organes de transmission principaux et l'essieu moteur, si ceux-ci existent. Bien que l'invention ait été décrite avec une certaine minutie dans sa forme préférée, il va de soi qu'on peut modifier le présent exposé de la forme préférée quant aux détails de construction et à la combinaison et la disposi- tion des éléments sans sortir du cadre de l'invention re- vendiquée ci-après. REVENDICATIONS: 1.- Mécanisme de districution d'énergie pour un véhicule du type à roues avant et roues arrière motrices dans lequel un système d'entraînement est conçu pour transmettre de l'énergie aux roues avant et aux roues arrière par l'inter- médiaire d'organes de transmission et les roues avant sont directrices, comprenant un arbre (13) affecté aux roues arrière agencé pour être accouplé à un mécanisme d'entrai- nement (10), un arbre (18) affecté aux roues avant adja- cent coaxialement à l'arbre (13) affecté aux roues arrière, 1l un organe rotatif menant (15), ayant des dents extérieu- res (32), monté à la périphérie extérieure de l'arbre (13) affecté aux roues arrière, un organe rotatif mené (21) ayant des dents extérieures (32) monté coulissant axiale- ment à la périphérie extérieure de l'arbre (18) affecté aux roues avant, un moyen de poussée (22) poussant élas- tiquement l'organe rotatif mené (21) vers l'organe rota- tif menant (15), un élément intermédiaire (40) cylindri- que placé autour des deux organes rotatifs (15, 21) et ayant des dents intérieures (41) pouvant venir en prise avec les dents extérieures (32) de chacun des organes rotatifs (15, 21) avec des espaces (42) circonférentiels entre elles, et un moyen de freinage (45 - 49) appliquant une force de freinage à l'élément intermédiaire (40), les deux organes rotatifs (15, 21) étant pourvus, sur leurs faces d'extrémité en regard, de saillies (35, 36) faites pour produire des forces axialement opposées pour écarter et dégager l'organe rotatif mené (21) de l'élément inter- médiaire (40) quand une rotation relative est produite entre les deux organes rotatifs (15, 21). 2.- Mécanisme de distribution d'énergie selon la reven- dication 1, dans lequel un espace circonférentiel (34) entre les deux saillies (36) dans un état ordinaire à roues avant et roues arrière motrices est prévu plus court que les espaces circonférentiels entre les dents extérieures (32) de l'organe rotatif mené (21) et les dents intérieures (41) de l'élément intermédiaire (40),etles faces latérales des deux saillies (35, 36) qui se font face circonférentiellement sont inclinées de façon que la force d'écartement de l'organe rotatif mené (21) de l'organe ro- tatif menant (15) puisse être produite lorsque lesdites faces latérales sont serrées l'une contre l'autre. 3.- Mécanisme de distribution d'énergie selon la revendi- cation 1, dans lequel le moyen de freinage (45 - 49) est pourvu d'un Joug (45) qui est supporté par un carter (20) au moyen d'un élément de support (50) et est engagé dans une gorge (43) faite à la périphérie extérieure de l'élé- ment intermédiaire (40), et ce Joug (45) est pourvu d'une partie de contact (48) qui est toujours en contact avec la surface intérieure de la gorge (43). 4.- Mécanisme de distribution d'énergie selon la revendi- cation 3, dans lequel la partie de contact (48) est formée par une garniture de friction (48) qui est en contact avec les faces latérales intérieures de la gorge (43), et le Joug (45) est pourvu d'un ressort (49) qui pousse la gar- niture (48) contre la surface latérale intérieure de la gorge (143). 5.- Mécanisme de distribution d'énergie selon la revendi- cation 3, dans lequel l'élément de support (50) est fait pour être Joint à un moyen de manoeuvre ds façon que l'élé- ment de manoeuvre puisse déplacer l'élément intermédiai- re (40) par l'intermédiaire de l'élément support (50) et du Joug (45) entre une position dans laquelle l'élément intermédiaire (4l0) est en prise avec l'organe rotatif me- nant (15) et l'organe rotatif mené (21) et la position dans laquelle l'élément intermédiaire (40) se dégage de l'élément mené (21).