Brevet FR2566865A1 — publié le 19860103

La présente invention concerne un différentiel pour véhicule automobile. Les différentiels de véhicule automobile connus jusqu'd ce jour sont utilisés pour la transmission de la puissance du moteur aux roues motrices et ce de marnière b permettre, dans les virages, des vitesses de rotation différentes pour la roue intérieure et le roue extérieure. Autrement dit le différentiel permet à la roue extérieure, qui décrit, dans un virage, un plus grand cercle que la roue intérieure, de tourner plus vite que cette dernière dont la vitesse est par ailleurs abaissée. Le différentiel comporte généralement, 9 l'intérieur d'un carter, une couronne d'entraînement d'axe transversal, accouplée à l'arbre de transmission, cette couronne étant solidaire de deux ou trois engrenage coniques ou satellites. Ces satellites sont h leur tour en prise avec deux autres engrenages coniques de plus grand diamètre ou planétaires qui sont disposés coaxialement, suivant un axe transversal et qui sont respectivement solidaires d'arbres transversaux entraînant les deux roues motrices.Le couple moteur est ainsi transmis. au porte-satellites et ce dernier pousse h égalité sur les dents des deux planétaires. Il résulte de cette construction que les vitesses sont réparties régulièrement du côté gauche et du côté droit lorsque le véhicule se déplace en ligne droite, autrement dit que les deux planétaires et par conséquent les deux arbres de roues sont entraînées a la mime vitesse de rotation. Comme l'effort moteur s'exerce en priorité du côté qui offre le moins de résistance, il en-résulte un inconvénient majeur bien connu de tous les utilisateurs de véhicules nutomobiles. En effet lorsqu'une roue motrice se trouve sur un sol particulièrement glissant, par exemple en cas de verglas, tout l'effort moteur est appliqué b cette roue qui patine tandis que l'autre roue reste immobile. Il est alors impossible de dégager le véhicule automobile se trouvant dans ijne tel le situation. Pour pallier cet inconvénient on a déjo envisage divers dispositifs qui permettent de bloquer le différentiel de telle façon que le pont arrière se comporte comme un arbre rigide. L'un de ces dispositifs comporte un mécanisme à doigt bloquant les satellites. Cette solution qui est principalement utilisée sur des véhicules utilitaires, exige un passage à l'arrêt et devient très gênante lorsque le véhicule quitte le terrain glissant nécessitant le blocage du différentiel. Un autre dispositif connu est appliqué dans différentiels à glissement limité de disques et de plaquettes. Cette solution identique à celle utilisée pour le freinage associé à des ressorts tarés permet un glissement limité d'une roue par rapport à l'autre. Un tel dispositif qui est utilisé surtout en compétition, exige un tarage adapté au type de terrain et par ailleurs l'usure du mécanisme à glissement rend son emploi très limité. La présente invention vise à remédierà ces inconv6- nients en procurant un différentiel de conception particu- lièrement simple qui, tout en gardant son effet.différentiel classique nécessaire pour les virages, assure à tout coup que le couple moteur est-transmis en priorité à la roue qui offre le plus de résistance au sol. A cet effet le différentiel pour véhicule automobile comportant à l'intérieur d'un carter, deux planétaires coaxiaux, de même axe transversal, respectivement solidaires de deux arbres transversaux d'entraînement des roues motrices, et une couronne d'entratnement de même axe transversal que les planétaires et accouplée à l'arbre de transmission relié au moteur, est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un mécanisme Irréversible c'est-à-dire qui ne peut transmettre un mouvement de rotation que dans un scul sens, d'un arbre d'entrée vers un arbre de sortie, et s'oppose à toute transmission de mouvement en sens inverse, ce mécanisme irreversible tant interposé entre la couronne d'entraînement et les deux planétaires de manière à autoriser, en cas de virage, une rotation relative des planétaires en sens inverse l'un de l'autre et à bloqucr, dans tous les autres cas de fonctionnement, les deux planétaires l'un par rapport à l'autre en formant ainsi un seul arbre rigide avec les deux arbres d'entrainement des roues motrices. On décrira ci-eprès,8 titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un schéma d'un différentiel d'un véhicule automobile suivant l'invention. Les figures 2 et 3 sont des schémas de variantes d'exécution du différentiel. Le différentiel pour véhicule automobile représenté sur la figure 1 est destiné à entratner en rotation deux roues motrices droite 1 et gauche 2, en considérant le sens d'avancement du véhicule représenté par la flèche F. Ces deux roues motrices droit 1 et gauche 2 sont respectivement entraînées en rotation par des arbres transversaux 3 et 4 solidaires, à leurs extrémités, d'engrenages coniques 5 et 6 ou planétaires logés dans un carter central du pont arrière du véhicule, carter n-on représenté sur le dessin.Avec ces deux planétaires 5, 6 sont en prise deux ou trois engrenages coniques 7 ou satellites, d'axes perpendiculaires à l'axe transversal des planétaires 5, 6, ces satellites 7 engrenant simultanément avec les deux planétaires 5, 6 et étant montés à rotation sur un boîtier 8 formant port-e-satellites. Ce boîtier 8 est solidaire d'une couronne d'entrainement 9 constituée par un engrenage conique de même axe transversal que les deux planétaires 5 et 6. Cette couronne 9 est en prise avec un pignon conique d'entraînement 10 solidaire de l'extrémité de l'arbre de transmission longitudinal li du véhicule. Suivant l'invention le différentiel comporte deux mécanismes 12, 13 dits "irréversibles". Ces mécanismes, bien connus en eux-mêmes dans la technique, peuvent être du type de ceux connus sous le nom de "SIAM-RINGSPANN" ou de tout autre type. Chaque mécanisme irréversible comporte un arbre d'entrte, un arbre d sortie et un bague extérieure. Un tel mécanisme irréversible przasente la p roprié té d'assurer la transmission d'un mouvement uniquement de l'arbre d'entrée en direction de l'arbre de sortie et de s'opposer par contre à toute transmission de mouvement en sens inverse. Dans la forme d'exécution illustrée sur la figure 1, les deux mécanismes irréversibles 12, 13 sont coaxiaux et ont le même axe transversal que les deux planétaires 5, 6 et les deux arbres de roues 3, 4. L'arbre d'entrée 12e du mécanisme irréversible 12 est solidaire de l'arbre de roue l'arbre de sortie 12b de ce mécanisme est solidaire du-pla- nétaire droit 5 tandis que sa bague extérieure 12c est solidaire du boitier porte-satellites 8.~De la inême façon l'arbre d'entrée 13a de l'autre mécanisme irréversible 13 est solidaire de l'autre arbre de roue 4, son arbre de sortie 13b est solidaire du planétaire gauche 6 et sa bague extérieure 13c est solidaire du bottier porte-satellites 8É' Dans le cas d'un virage, un mouvement relatif en sens inverse des deux roues 1 et 2 par rapport au carter du différentiel a tendance à se créer. Dans ce cas les arbres de roues 3, 4 exercent une fonction motrice et ils entrai- nent par conséquent les arbres de sortie 12b, 13b, c'est h-dire les deux planétaires 5, 6 en sens inverse l'un de l'autre, si bien que le différentiel fonctionne normalement. En effet la transmission des mouvements des arbres d'entrée 12a, 13a aux arbres de sortie respectifs 12b, 13b des mécanismes irréversibles 12, 13 s'effectuent normalement, puisque les arbres d'entrée sont moteurs. Par contre, dans tous les autres cas de fonctionnement, quand les bagues extérieures 12c, 13c des deux mécanismes irréversibles 12, 13 qui sont solidaires du bottier porte-satellites 8 et donc entraînées par la couronne 9, deviennent motrices, les deux mécanismes irréversibles 12, 13 sont bloqués en établissant ainsi une liaison rigide entre leurs arbres de sortie et leurs arbres d'entrée si bien que les deux arbres de roues 3, 4 forment un seul et même arbre rigide, ce qui évite tout patinage intempestif de l'une ou l'autre roue. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 2 les deux planétaires 15, 16, respectivement solidaires des arbres de roues 3, 4, sont constitués par des engrenages droits et avec ces planétaires sont en prise des satellites 17, 18 également constitués par des engrenages droits d'axes parallèles à l'axe transversal des roues 1, 2. Le satellite 17 est solidaire de l'arbre d'entrée 19a d'un mécanisme irréversible 19 comportant un arbre de sortie 19b et une bague externe 19c, cette bague étant solidaire du boîtier 8 portant la couronne d'entraînement 9. L'autre satellite 18 est également solidaire de l'arbre d'entrée 22a d'un méca- nisme irréversible 22 comportant un arbre de sortie 22b et une bague extérieure 22c solidaire du boîtier 8 entraîné en rotation.Les arbres de sortie respectifs 19b et 22b des deux mécanismes irréversibles 19, 22 sont respectivement solidaires de deux pignons droits 23, 24 de même diamètre primitif, en prise l'un avec l'autre et formant un couple de synchronisation ou d'inversion de sens. Le différentiel représenté sur la figure 2 fonctionne de la même manière que celui illustré sur la figure 1. En effet, dans le cas d'un virage, les deux planétaires 15, 16 ont tendance à tourner en sens inverse, ils entraînent les satellites respectifs 17, 18 qui à leur tour, au travers des mécanismes irréversibles 19, 22, font tourner en sens inverse les deux pignons droits 23, 24. Dans tous les autres cas de fonctionnement aucun mouvement relatif n'est possible entre les deux pignons de renvoi 23, 24, les bagues externes l9c, 22c des mécanismes irréversibles 19, 22 et le boîtier 8 du différentiel: tout se passe alors comme si les deux axes de roues 3, 4 étaient solidaires l'un de 1 autre, si bien que le patinage d'une roue devient alors impossible. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 3 le différentiel comporte deux mécanismes irréversibles 25, 26 associés b deux satellites 7, 7a constitués par des pignons coniques respectivement en prise avec les deux pland- taires 5, fi et d'axes perpendiculaires b l'axe transversal de ces planétaires. Plus particulièrement les deux satel lites 7, 7a sont solidaires des arbres d'entrée 25a, 26a des deux mécanismes irréversibles 25, 26, les arbres de sortie 25b, 26b de ceux-ci sont solidaires de deux pignons droits 27, 28, de même diamètre primitif, en prise avec un même pignon intermédiaire 29. Les bagues externes 25c, 26c des deux mécanismes irréversibles 25, 26 sont solidaire du boi- tier 8 portant la couronne d'entraînement 9. On voit que dans cette solution les axes des deux mécanismes irréversibles 25, 26 sont disposés radialement par rapport -aux deux arbres de roues 3, 4. Le fonctionnement du différentiel représenté sur la figure 3 est le même que celui des différentiels précédemment décrits. REVENDICATIONS 1.- Différentiel pour véhicule automobile comportant à l'intérieur d'un carter, deux planétaires coaxiaux, de même axe transversal, respectivement solidaires de deux arbres transversaux d'entraînement des roues motrices, et une couronne d'entraînement de même axe transversal que les planétairesaccouplée à l'arbre de transmission relié au moteur, caractérisé en ce qu'il comporte, eu moins un mécanisme irréversible (12,13; 19,22; 25,26) c'est-à-dire qui ne peut transmettre un mouvement de rotation que dans un seul sens, d'un arbre d'entrée vers un arbre de sortie, et s'oppose à toute transmission de mouvement en sens inverse, ce mécanisme irréversible étant interposé entre le couronne d'entraînement (9) et les deux planétaires (5,6; 15,16) de manière à autoriser, en cas de virage, une rotation relative des planétaires en sens inverse l'un de l'autre et à bloquer, dans tous les autres cas de fonctionnement, les deux planétaires l'un par rapport à l'autre en formant ainsi un seul arbre rigide avec les deux arbres d'entraînement des roues motrices (1,2). 2.- Différentiel suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux mécanismes irréversibles (12,13; 19,22; 25,26) dont les bagues extérieures (12c,13c; 19c,22c; 25c,26c) sont solidaires d'un boîtier porte-satellites (8) lui-même solidaire de la couronne d'entraînement (9). 3.- Différentiel suivant la revendication 2 carac prise en ce que les deux mécanismes irréversibles (11,12) sont coaxiaux et ont le même axe transversal que les deux planétaires (5,6) et les deux arbres de roues (3,4), l'arbre d'entrée (12e) du premier mécanisme irréversible (12) est solidaire d'un arbre de roue (3), l'arbre de sortie (2b) de ce mécanisme est solidaire d'un premier planétaire (5) tandis que sa bague extérieure (12c) est solidaire du boî- tier porte-satellites (8), et l'arbre d'entrée (13A) du second mécanisme irréversible (13) est solidaire de l'autre arbre de roue (4), son arbre de sortie (13b) est solidaire du second planétaire (6) et sa bague extérieure (13c) est solidaire du boîtier porte-satellites (). 4.- Différentiel suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les deux planétaires (15, 16), respectivement solidaires des arbres de roues (3, 4), sont constitués par des engrenages droits et avec ces planétaires sont en prise des satellites (17, 18) également constitués par des engrenages droits d'axes parallèles à l'axe transversal des roues (1, 2), le premier satellite (17) est solidaire de l'arbre d'entrée (19e) d'un premier mécanisme irréversible (19) comportant un arbre de sortie (19b) et une bague externe (19c), cette bague étant solidaire du boîtier (8) portant la couronne d'entraînement (9), le second satellite (18) est solidaire de l'arbre d'entrée (22a) d'un second mécanisme irréversible (22) comportant un arbre de sortie ( 22b) et une bague extérieure (22c) solidaire du boîtier entratné en rotation, et les arbres de sortie respectifs (19b et 22b) des deux mécanismes irréversibles (19,22) sont respectivement solidaires de deux pignons droits (23,24) de mem diamètre primitif, en prise l'un avec l'autre et formant un couple de synchronisation ou d'inversion de sens. 5.- Différentiel suivant la revendication 2 carac- térisé en ce qu'il comporte deux mécanismes irréversibles (25,26) associés à deux satellites (7,7a) constitués par des pignons coniques respectivement en prise avec les deux pla- nétaires (5,6) et d'axes perpendiculaires à l'axe transversal de ces planétaires, les deux satellites (7,7e) sont solidaires des arbres d'entrée (25a,26a) de deux mécanismes irréversibles (25,26), les arbres de sortie (25b,26b) de ceux-ci sont solidaires de deux pignons droits (27,28), de même diamètre primitif, en prise avec un même pignon intermédiaire (29) et les bagues externes (25c,26c) des deux mécanismes irréversibles (25,26) sont solidaires du bottier (n) portant la couronne d'entraînement ( ?).