Brevet FR2588218A1 — publié le 19870410

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT INDIVIDUEL D'UNE ROUE MOTRICE INDEPENDANTE DANS UN VEHICULE. La présente invention concerne un dispositif d'entraînement individuel d'une roue motrice indépendante au moyen d'un arbre rotatif inclinable raccordé par des articulations, d'une part à une boîte de répartition et d'autre part à une boîte de réduction qui est associée à la roue et qui présente une distance horizontale (A) et un décalage entre axes (H) par rapport à la boîte de répartition, les articulations respectives situées aux extrémités de l'arbre étant pourvues de pistes intérieures de roulement pour des billes, ces pistes se trouvant respectivement dans la partie centrale d'un moyeu solidaire d'un pignon respectif. Par les publications WO-A-84/00412 et DE-A-3 446 271, on connaît des dispositifs d'entraînement de ce genre dans lesquels, malgré une faible distance horizontale entre la boîte de répartition et la boîte de-réduction, L'arbre reliant ces boites présente à la fois une longueur utile relativement grande et un débattement vertical suffisant, grâce à l'intégration des articulations dans les boîtes respectives, de sorte que ces articulations ne nécessitent que des angles relativement petits. Ceci est avantageux aussi bien au point de vue du débattement maximal de la suspension qu'au point de vue de la protection des articulations contre des dégâts ou contre l'usure, parce qu'on peut ainsi utiliser toute la marge angulaire fonctionnelle des articulations. Cependant, les angles d'articulation qu'on peut obtenir de cette manière ne sont pas toujours suffisants, notamment si certaines conditions constructives imposent que les arbres puissent prendre un angle d'inclinaison plus grand que ne le permettent les articulations utilisables, ou si la distance A entre les boites doit rester faible. Ceci peut aussi se produire par exemple si le véhicule a de grandes roues avec des arbres à cardan en position basse, ou de petites roues avec des arbres à cardan en position haute, ou encore s'il présente déjà au repos un grand angle permanent de l'articulation, même avec une distance horizontale relativement grande entre les deux boîtes. L'exigence d'un angle de débattement encore plus grand dans les articulations pour s'adapter au débattement constamment variable de la suspension pendant la marche devient alors très difficile à satisfaire. L'invention a donc pour but de fournir un dispositif d'entraînement individuel du type indiqué plus haut, permettant un angle de débattement des articulations qui est aussi grand que possible lorsqu'il existe déjà un angle permanent important, notamment par suite décalage vertical relativement grand entre les axes des deux boîtes respectives reliées par l'arbre rotatif. Dans ce but, le dispositif d'entraînement selon l'invention est caractérisé en ce que les articulations prévues aux extrémités de l'arbre comprennent chacune une paire d'articulations individuelles adjacentes l'une à l'autre et permettent, pendant que l'arbre transmet un couple, un angle total de déviation par rapport à l'axe de la boîte respective qui est au moins égal au double de l'angle d'une articulation unique. Dans les formes de réalisation préférées du dispositif, chacune desdites paires d'articulations comprend une articulation intérieure qui est située du côté du centre de gravité de l'arbre, et une articulation extérieure qui est solidaire en rotation dudit pignon entraîneur ou entraîné de la boîte respective, et l'arbre comprend un tronçon central reliant en rotation les deux articulations intérieures, et deux courts tronçons d'arbre intermédiaire reliant respectivement en rotation les deux articulations individuelles de chaque paire. Dans chaque paire d'articulations, I'articulation extérieure forme un angle respectif permanent qui correspond de préférence à l'angle maximal permis par cette articulation, et l'articulation intérieure permet un angle supplémentaire variable entre l'arbre intermédiaire respectif et le tronçon central de l'arbre.En outre, chaque arbre intermédiaire comporte à son extrémité extérieure les pistes intérieures de roulement des billes de l'articulation extérieure respective, et à son extrémité intérieure un moyeu entourant une cage de guidage des billes de l'articulation intérieure. Les articulations intérieures, et plus particulièrement leurs pistes intérieures de roulement des billes, sont maintenues en position au moyen d'un palier intermédiaire entourant l'arbre intermédiaire respectif, ce palier étant associé à des moyens d'étanchéité des articulations. Chaque arbre intermédiaire peut alors être disposé à l'intérieur d'un carter ou d'un couvercle de carter, monté sur la boîte respective du côté de l'arbre, l'arbre intermédiaire formant ledit angle permanent avec l'axe de rotation dudit pignon respectif de la boîte. La présente invention et ses avantages ressortiront mieux de la description suivante d'une forme de réalisation préférée, en référence aux dessins annexés, dans lesquels La fig. 1 représente schématiquement en coupe verticale une roue d'un véhicule et son dispositif d'entraînement selon l'invention, la fig. 2 représente en coupe verticale la partie du dispositif située du côté de la boîte de répartition, et la fig. 3 représente en coupe verticale la partie du dispositif située du côté de la roue. En référence à la fig. 1, une boîte de répartition 2, qui peut être un différentiel et qui se trouve à une hauteur libre B par rapport à la chaussée 1, entraîne au moyen d'un arbre rotatif articulé 3 une boîte de réduction 4 incorporée dans une roue, cette boîte de réduction présentant une distance horizontale A par rapport au centre de la boîte de répartition 2. En outre, I'axe 7 de la boîte de répartition 2 présente un décalage vertical ,dH par rapport à l'axe 7 de la boîte de réduction 4, ce décalage étant déterminé, pour une distance horizontale A donnée, par la valeur des angles respectifs os, ss de deux paires dtarticulations 5A, 5B et 5C, 5D de l'arbre 3, chacune de ces paires d'articulations étant raccordée à un pignon respectif 6 de la boîte respective 2, 4.Afin de permettre un angle total oc+P particulièrement grand, donc aussi un grand entr'axe vertical A H, les paires d'articulations 5 A+B et 5 C+D sont disposées le plus près possible du centre de la boîte respective 2,4 à laquelle elles sont associées. Entre elles, l'arbre comporte un tronçon central 3 relativement long, tandis qu'il comporte, entre l'articulation intérieure 5B, 5C et l'articulation extérieure 5A, 5D de chaque paire, un court tronçon intermédiaire 3A, 3B transmettant le couple de rotation entre ces deux articulations. Chacun de ces arbres intermédiaires 3A, 3B est monté dans un carter ou couvercle de carter 8A, 813 et il est maintenu par un palier intermédiaire 9 dans une position inclinée, en formant avec l'axe du pignon 6 respectif un angle permanent Oc qui peut être l'angle maximal admissible dans l'articulation concernée 5A, 5D. La fig. 2 montre une forme de réalisation de la liaison entre la boîte de répartition 2 et le tronçon central de l'arbre 3, avec les deux articulations 5A et 5B reliées en rotation par le court arbre intermédiaire 3A. Le pignon 6, qui est ici un pignon conique de sortie d'un différentiel, est solidaire d'un moyeu 10A, dans lequel sont ménagées les pistes extérieures de roulement des billes 11 de l'articulation 5A. Ces billes sont guidées par une cage 12 et sont également engagées dans des pistes intérieures de roulement 13A prévues sur l'arbre intermédiaire 3A pour transmettre à celui-ci le couple de rotation provenant du pignon 6.D'autre part, l'arbre intermédiaire 3A est maintenu dans une position inclinée par un palier intermédiaire 9 monté obliquement, suivant l'angle permanent oC, ,dans un couvercle de carter 8A fixé directement au carter de la boîte 2, par exemple au moyen d'une collerette. L'arbre 3A se prolonge par un autre moyeu 10B comportant, sur sa surface intérieure, une denture qui constitue les pistes de roulement extérieures des billes 11 de l'articulation intérieure 5B. Ces billes sont également guidées par une cage 12 et engagées dans des pistes intérieures de roulement 13B solidaires du tronçon central 3 de l'arbre. Si les pistes de roulement sont formées par des rainures longitudinales, I'articulation 5B permet aussi des mouvements axiaux limités de l'arbre 3. En référence à la fig.3, L'arbre 3 est également relié à l'axe horizontal de la boîte de réduction 4 par l'entremise d'une articulation extérieure 5D, ayant un angle fixe de déviation o(, , et d'une articulation intérieure 5C dans laquelle l'arbre 3 présente un angle variable ss et, si c'est nécessaire, peut éventuellement aussi avoir un jeu longitudinal. Dans l'articulation 5C, le couple de rotation est transmis du tronçon central de l'arbre 3 à l'arbre intermédiaire 3D grâce à des billes 11 guidées par une cage 12 et engagées dans des pistes intérieures de roulement 13C solidaires de l'arbre 3 et dans des pistes extérieures ménagées dans un moyeu 10C prolongeant l'arbre intermédiaire 3B. Celui-ci est monté dans un carter 8B au moyen d'un palier intermédiaire 9 disposé obliquement selon l'angle permanent Oc par rapport à l'axe horizontal 7 de la boîte 4.Dans le présente exemple, cet axe est celui de la roue centrale 14 du réducteur planétaire 4 et il est porté par un palier central 15 dans un carter d'essieu 16 qui entoure en grande partie l'articulation 5D et qui porte le carter additionnel 8B supportant le palier intermédiaire 9. Afin que les centres des articulations se trouvent aussi près que possible du centre du réducteur 4, le palier principal 17 monté sur le carter d'essieu 16 a un grand diamètre et il entoure sensiblement I'articulation 5D. Comme les exemples décrits ci-dessus, les axes intermédiaires 3A et 3B du dispositif selon l'invention sont aussi courts que possible et ils sont aussi inclinés que le permet l'articulation extérieure 5A, 5D, selon un angle permanent que l'articulation supporte bien et pendant une longue durée. A l'autre extrémité de l'arbre intermédiaire, I'articulation intérieure 5B, 5C est avantageusement logée dans un boîtier qui peut être obturé par un moyen d'étanchéité connu, par exemple un soufflet, le tronçon central de l'arbre 3 étant mobile en inclinaison et éventuellement axialement dans cette articulation.Une telle disposition particulièrement compacte d'une paires d'articulations à chaque extrémité de l'arbre permet d'avoir, entre les deux boîtes reliées par cet arbre, un décalage entre axes a H qui est pratiquement le double de ce que permettent les dispositifs articulés traditionnels, sans que le couple admissible ou la durée de service soient réduits sensiblement. Bien que l'exemple décrit ci-dessus se réfère à un décalage vertical, ce décalage entre axes pourrait aussi bien être horizontal ou oblique. Au point de vue de la fabrication, un avantage particulier du dispositif est le fait que, malgré l'angle important entre l'arbre et les boîtes qu'il relie, celles-ci ne nécessitent pas d'exécution spéciale, mais simplement un carter complémentaire ou un couvercle spécial de carter pour porter l'arbre intermédiaire et l'articulation intérieure supplémentaire. Ces éléments additionnels peuvent aussi être installés après coup sur des boîtes reliées auparavant par un dispositif classique, dans le but de pouvoir augmenter le décalage entre les axes des boîtes, notamment si l'on veut augmenter le débattement de la suspension. Il suffit en fait de prévoir les points de fixation qui sont nécessaires. Revendications 1. Dispositif d'entraînement individuel d'une roue motrice indépendante au moyen d'un arbre rotatif inclinable (3) raccordé par des articulations (5), d'une part à une boîte à répartition (2) et d'autre part à une boîte de réduction (4) qui est associée à la roue et qui présente une distance horizontale (A) et un décalage entre axes ( H) par rapport à la boîte de répartition, les articulations respectives (5) situées aux extrémités de l'arbre étant pourvues de pistes intérieures de roulement (13) pour des billes, ces pistes se trouvant respectivement dans la partie centrale d'un moyeu solidaire d'un pignon respectif (6), caractérisé en ce que les articulations prévues aux extrémités de l'arbre (3) comprennent chacune une paires d'articulations individuelles (5A et 5B; 5C et 5D) adjacentes l'une à l'autre et permettent chacune, pendant que l'arbre transmet un couple, un angle total (ot+ss) de déviation par rapport à l'axe (7) de la boîte respective (2, 4) qui est au moins égal au double de l'angle d'une articulation unique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que - chacune desdites paires d'articulations comprend une articulation intérieure (5B, 5C), qui est située du côté du centre de gravité de l'arbre, et une articulation extérieure (5A, 5D) qui est solidaire en rotation dudit pignon entraîneur ou entraîné (6) de la boîte respective (2, 4); - L'arbre comprend un tronçon central (3) reliant en rotation les deux articulations intérieures, et deux courts tronçons d'arbre intermédiaire (3A et 3B) reliant respectivement en rotation les deux articulations individuelles de chaque paire;; - dans chaque paire d'articulations, I'articulation extérieure (5A, 5D) forme un angle respectif permanent (ot), et l'articulation interieure (5B, 5C) permet un angle supplémentaire variable ( ) entre l'arbre intermédiaire respectif (3A, 3B) et le tronçon central de l'arbre (3); - chaque arbre intermédiaire comporte à son extrémité extérieure les pistes intérieures (13A, 13D) de roulement des billes de l'articulation extérieure respective, et à son extrémité intérieure un moyeu (lOB, 10C) entourant une cage (12) de guidage des billes de l'articulation intérieure; ; - les pistes intérieures (13B, 13C) des articulations intérieures sont maintenues en position au moyen d'un palier intermédiaire (9) entourant l'arbre intermédiaire respectif (3A, 3B), ce palier étant associé à des moyens d'étanchéité des articulations;et - chaque arbre intermédiaire (3A, 3B) est disposé à l'intérieur d'un carter ou couvercle de carter (8A, 8B) monté sur la boîte respective (2, 4) du côté de l'arbre, l'arbre intermédiaire formant ledit angle permanent (c() ) avec l'axe de rotation dudit pignon respectif (6) de la boîte.