Brevet FR2566080A1 — publié le 19851220

DESCRIPTION La présente invention concerne tln nouveau tyne de différentiel pour véhicule automot ur. I1 permet, selon un système simple, fiable et économique, aux roues motrices qui lui sont assujeties de tourner à des vitesses différentes, mais en virage seulement; dans tous les autres cas, il se comporte comme un axe rigide reliant les deux roues. Les différentiels normalement utilises, a l'heure actuelle, du type train Epicycloldal, à engrenages coniques ou cylin drives, permettent sans doute de realiser en virage des vitesses différentes entre les deux rues; mais ils présentent, en outre, le lourd inconvénient de transmettre, sur terrain salissant, toute la force motrice à la roue qui a le moins d'adhérence, alors qu'il faudriit précisément que, dans un tel cas, la force motrice soit transmise également aux deux roues, a la manière d'un pont rigide. Les solutions actuelles, pour pallier ces pertes d'adhérence motrice, du type à blocage ou à glissement limité, n'apportcnt qu'une solution partielle; celle à vis sans fin et engrenages hélicoïdaux résoud bien le problème, mais au prix de difficultés techniques certaines, donc de prix de revient élevé. Le type de différentiel proposé est réalisé selon le principe suivant I1 est du type classique à train épicycloïdal, mais à engrenages cylindriques, dans lequel les satellites, liés à chacun des planétaires, engrènent deux par deux. De plus, les deux plantaires sont constitues par des engrenages hélicoldaux, et non pas droits, symétriques l'un par rapport à l'autre. Les satellites qui leur sont associes sont de type mixte: engrenages hélicoldaux pour les parties en prise avec les plantaires, et engrenages droits pour les parties qui engrenent entre satellites. Pendant le mouvement, les engrenages hélicoidSux, planétaires et satellites, qui tngrenent entre eux, exerceront les uns sur les autres des acti: s et réactions se traduisant par des poussées axiales Les satellites seront montés, à l'intérieur du différentiel, clavetés sur des arbres avec butées, pour absorber intégralement ces poussées axiales; ils ne sont donc susceptibles d'aucun déplacement axile Par contre, les engrenages planétaires sont montés sur arbre cannélé avec un jeu de butées leur permettant un déplacement latéral limité dans les deux sens sous l'effet des poussées axiales provenant soit des actions exercées par les satellites lorsqu'ils entraînent les planétaires, soit des réactions provoques par les satellites lorsqu'ils sont menés par les planétaires. Enfin, les deux planétaires, dont les axes sont alignés, sont reliés par un double embrayage, interposé entre eux, qui les rends solidaires lorsqu'ils sont, sous l'effet des poussées axiales, soit à l'écartement maximum, soit à l'écartement minium l'un par rapport à l'autre. Le fonctionnement du diffrentiel proposé est alors basé sur la propriété suivante que possédent deux engrenages héli cotidaux en prise : lorsque le premier engrenage entraîne, dans sa rotation, le second, il exerce sur celui-ci une poussée axiale, et subit lui-même une réaction axiale égale, et de sens oppose. Si, par contre, c'est le second engrenage qui est moteur, les poussées et réactions axiales, subies par les deux engrenages, sont égales, mais de sens opposé aux précédentes, pour des sens de rotation identiques dans les deux cas. Le dispositif fonctionne de la façon suivante 10 Cas : Déplacement sur une route droite à adhérence normale Le différentiel se comporte comme un axe rigide, et ceci quelque soit le type de différentiel, à engrenages coniques, cylindriques ou hélicoidaux, par définition même du train épicycloidal. 20 Cas : Virage sur route à adhérence normale Deux couples antagonistes proviennent des roues; les planétaires exercent donc sur les satellites des poussées égales mais opposées; et les deux roues motrices, par l'intermédiaire des planétaires, tournent à des vitesses différentes. Comme chaque planétaire exerce sur ses satellites des couples de sens opposé, les poussées axiales exercées sur les satellites, ainsi que les réactions (;use suffissent les planétaires sont de même sens, puisque les deux groupes (satellites + planétaires) sont de profil symétrique; les planétaires sont à écartement intermédiaire l'un par rapport à l'autre. De ce f;lit, l'embrayage, entre les satellites, n'agit pas. Le système se comporte comme un différentiel classique. 30 Cas : Une roue se trouve sur sol adhérant, et une roue sur sol glissant Du coté du sol adhérant, un couple antagoniste améne le planétaire à faire tourner les satellites qui lui sont associés. Ces derniers entnnent les satellites du second planétaire, avec qui ils sont en prise. Comme ce dernier n'est soumis à aucun couple résistant, c'est lui qui est entrainé par ses satellites. Dans ce cas, contrairement au cas précédent, les poussées axiales subies par les deux planétaires sont de sens opposé. Ils subissent donc un déplacement maximum sur leurs axes, et de sens contraire. D-s lors, se trouvant entre eux à l'écartement maxi ou mini, selon le sens du couple moteur, ils se trouvent solidarisés par l'embrayage. Le système se comporte comme un axe rigide. te Cas : Le couple actif provient des roues et non de l'arbre moteur (ralentissement). Le jeu des couples résistants provenant des roues, donc des planétaires qui leur sont solidaires, sont de même nature; et le dispositif continue à se comporter comme dans les trois analysés ci-dessus. Présentation des dessins. -Figure 1 : Principe de base du différentiel: Schémas montrant deux engrenage hélicoldaux en prise, avec indication des actions A et réactions 3 axiales qu'ils exercent l'un sur l'autre, dans le cas où le planétaire est moteur, et le satellite l'élément mené, et dans le cas opposé. On voit que, bien que les sens de rotation soient restés identiques dans les deux cas, les actions et réactions axiales sont de sens opposé, étant bien entendu que, d'un cas à l'autre, les actions sont devenues réactions et inversement. -Figure 2 : Schéma de l'ensemble du différentiel, avec coupe en long et en travers. L'ensemble est placé à l'intérieur du carter 1 Les deux planétaires 2 sont solidaires des roues par un arbre cannelé 3; leur double butée 4 limite leun déplacement axiaux. Les satellites 5, montés fixes clavetés sur leurs arbres respectifs 6, sont en prise avec 2 par leurs parties hélicoidales, et engrénent entre-eux par leurs parties à engrenage droit. La cage 7 est entraînée par la couronne 8 et le pignon d'attaque 9. Le double embrayage 10 rend solidaire les planétaires 2, lorsqu'ils sont à écartement maximum ou minimum. Le déplacement possible des planétaires d, autorisé par les butées, et la course de l'embrayage (b-a) sont liés par la relation = 2 d) b - a. q - Figure 3 : Schéma de fonctionnement du différentiel dans les cas 2 et 3 examinés ci-dessus avec indication des actions et réactions sur les planétaires et les satellites. On voit que l'embrayage ne fonctionne pas dans le cas 2, où Pl 1 et P12 sont les éléments moteurs, mais qu'il rend le système bloqué dans le cas 3 où PL 1 et S 2 sont moteurs. REVENDICATIONS 10/ - Différentiel pour véhicule automoteur, caractérisé par un train épicycloldal à engrenages cylindriques, et un embrayage double, lié aux planétaires ; le déplacement axial des planétaires. commande sa mise en fonctionnement. 20/ - Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux planétaires 2 sont des engrenages cylindriques hélicoidaux, symétriques l'un par rapport à l'autre; les satellites 5 qui leur sont associés sont à profil hélicoïdal dans la partie où ils sont en prise avec les planétaires, et à profil droit dans la partie où ils engrenent entre eux. 30/ - Différentiel selon la revendication 2 caractérisé en ce que les planétaires 2 peuvent se déplacer sur leurs arbres 3, avec, pour chacun, une double butée 4 limitant ces déplacements possibles, dans les deux sens, alors que les satellites sont montés sans déplacement axial possible. 40/ - Différentiel selon la revendication 3, caractérisé en ce que le double embrayage 10 permet de bloquer les planétaires lorsque, par suite de dépLacements sur leurs arbres 3, ils sont à leur écartement maximum ou minimum autorisés par les butées 10.