Brevet FR2604504A1 — publié le 19880401

On sait que le montage d'un différentiel sur la transmission d'un véhicule est pratiquement indispensable puisqu'il permet aux deux roues motrices de celui-ci de tourner à des vitesses différentes dans les virages et les courbes tout en continuant à transmettre auxdites roues le couple moteur. Toutefois, il est aussi indiscutable que le différentiel constitue une gêne sensible dès que l'adhérence sur le sol de l'une des deux roues devient inférieure au couple à transmettre (terrain boueux, sablonneux, enneigé ou verglacé), car en pareil cas la roue à faible adhérence tourne folle alors que la roue opposée n'est plus entraînée. Pour éviter cet inconvénient et l'emballement du moteur à vide, on a proposé des différentiels dits "auto-bloquants qui sont en principe destinés à faire automatiquement cesser l'entratnement différentiel dès que l'une des roues patine et à lier angulairement de manière rigide l'arbre d'entrée aux deux arbres de sortie jusqu a ce que l'adhérence redevienne normale au niveau des deux roues opposées.Certains systèmes connus font notamment appel à des séries de disques convenablement intercalés et respectivement solidaires du bottier tournant lié à l'arbre moteur et de l'un ou de l'autre des arbres de sortie liés aux roues, lesquels disques sont liés angulairement les uns aux autres sous l'effet soit d'une modification apportée à la viscosité d'un bain d'huile sous l'action du patinage de l'une des roues, soit d'une composante axiale du couple de rotation développé par le moteur. I1 convient néanmoins d'observer que les solutions mécaniques proposées ne donnent pas entiere satisfaction et peuvent etre qualifiées de "bâtardes", en ce sens qu'elles ne résolvent qu'une partie seulement du problème posé. Effectivement, certaines d'entre elles absorbent une énergie considérable même en fonctionnement normal, tandis que les autres soit n'assurent pas un blocage efficace de l'effet différentiel, soit n'optèrent ce blocage qu'au prix d'une perturbation sensible du fonctionnement normal du différentiel, perturbation qui se traduit le plus souvant par une conduite moins agréable pour l'utilisateur et par une usure anormale des pneumatiques. C'est à ces inconvénients qu'entend principalement remédier la présente invention, laquelle permet la réalisation d'un différentiel auto-bloquant qui ne solidarise l'arbre d'entrée et les arbres de sortie que dans le cas d'un manque d'adhérence de l'une des roues motrices et qui fait cesser cette solidarisation dès que le patinage disparate. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe axiale partielle d'un différentiel auto-bloquant établi conformément à l'invention. Fig. 2 et 3 sont des vues schématiques illustrant le fonctionnement du mécanisme. Le différentiel représenté en fig. 1 comprend un bottier 1 en forme de cage, maintenu en rotation par des roulements tels que 2 entre des parois fixes 3. Ce bottier 1 est lié à l'arbre du moteur de façon à constituer entrée pour le différentiel, par exemple par le moyen d'une couronne dentée telle que 4 engrenant avec un pignon calé sur l'arbre du moteur. La paroi latérale du bottier 1 porte des axes radiaux 5 sur chacun desquels tourne fou un pignon conique ou satellite 6 qui engrène simultanément avec deux pignons planétaires opposés 7 et 8. Ceux-ci sont montes fous sur une pièce mobile ou manchon 9, respectivement 10 en étant maintenus axialement fixes par deux roulements 11 qui prennent appui contre des portées annulaires 12 solidaires de la paroi intérieure du bottier 1. Chaque manchon 9 ou 10 est cannelé intérieurement et engrène avec les cannelures extérieures d'un arbre correspondant 13, 14 qui depasse en dehors du bottier 1 pour porter l'une des roues motrices du véhicule, en constituant ainsi l'un des deux arbres de sortie du différentiel. On notera qu'entre les extrémités en vis-à-vis des manchons 9 et 10 est prévu un roulement intermédiaire 15, mobile axialement. L'extrémité de chacun des deux manchons 9 et 10 qui est tournée à l'opposé du roulement 15 est cannelée extérieurement de façon à assurer l'entratnement de disques 16 entre lesquels sont disposés des disques 17 à périphérie dentée, qui engrènent avec des cannelures de la paroi intérieure du bottier 1. Chacune des deux séries de disques 16-17 est libre de coulisser axialement le long de la périphérie du manchon 9 ou 10 qui lui est associé, ce manchon étant équipé d'une bague d'appui 18 qui est disposée au droit du disque 16 le plus extérieur. Le nombre de ces disques est tel que leur couple de liaison angulaire engendré par le frottement soit égal au couple appliqué par le moteur au bottier 1. La liaison angulaire et axiale entre chacun des planétaires 7 ou 8 et le manchon 9 ou 10 qui lui correspond est assurée à l'aide de rouleaux 19, 20 dont chacun est maintenu entre deux entailles en V à angle droit, pratiquées en vis-à-vis dans des talons longitudinaux ou moyeux prévus dans la face en regard des planétaires 7 ou 8 et des manchons 9 ou 10, ces échancrures constituant des cames d'actionnement référencées 21 pour l'ensemble 7-9, 22 pour l'ensemble 8-10. Pour exposer le fonctionnement du différentiel ci-dessus decrit, on se reportera tout d'abord à fig. 2 qui correspond au cas où les roues motrices du véhicule fixées aux arbres 13 et 14 ont toutes deux une adhérence au sol qui détermine un couple résistant supérieur au couple moteur. Ce dernier est supporté à parts égales par les rouleaux 19 et 20 et engendre en conséquence sur les cames 21 et 22 des composantes longitudinales orientées de I'extérieur vers l'intérieur ; comme ces composantes sont égales et de sens opposés, elles stannulent au niveau du roulement intermédiaire 15 qui forme butée pour les deux manchons 9 et 10 et qui reste axialement immobile. De ce fait les disques 16 ne sont soumis à aucune force latérale, de telle sorte qu'ils tournent librement. L'effet différentiel est donc intégralement conservé, sans aucune perturbation. Les arbres de sortie 13 et 14 sont libres de tourner à des vitesses différentes tout en transmettant le couple moteur. Si l'on suppose maintenant (fig. 3) que l'une des roues, la roue de droite associée à l'arbre 14, rencontre une adhérence inférieure au couple moteur et patine donc alors que par suite de l'effet différentiel la roue de gauche fixe à l'arbre 13 reste angulairement immobile, le couple moteur est supporté inégalement par les rouleaux 19 et 20. Etant donné que le couple résistant qui s'exerce sur l'arbre 13 est supérieur au couple moteur qui lui est imparti par le planétaire 7, le manchon 9 tend à tourner en sens inverse et à ouvrir la came 21 par le côté gauche, mais comme il en est empêché par l'ensemble fixe 11-12, il en résulte une composante latérale qui tend à ouvrir la came 21 vers la droite et à déplacer ainsi le manchon 9 dans le même sens, moyennant roulement du rouleau 19. De ce fait, les disques 16 de gauche sont pressés axialement contre les disques correspondants 17 du bottier, lequel est ainsi rendu angulairement solidaire du manchon 9 et de l'arbre 13. La roue de gauche, jusqu'alors immobile, est entrainée en rotation puisque l'effet différentiel est supprimé, tandis que la roue de droite est entraidée à la même vitesse et tourne sans effort et sans patinage, ce qui est favorable à la reprise d'adhérence. Dès que cette adhérence est rétablie, le couple s'équilibre à nouveau au niveau des rouleaux 19 et 20, la contrainte sur les disques 16 et 17 de gauche s'annule et l'effet différentiel réapparaît complètement. En vue d'améliorer encore le fonctionnement, on peut incorporer au différentiel un système auto-centreur propre à améliorer le rappel automatique des manchons 9 et 10 en direction du centre dès que les adhérences au niveau des deux roues sont égales ; il suffit à cet effet de conférer aux faces des cames d'actionnement 21 et 22 des profils non plus droits, mais en arc-de-cercle. Dans ce qui précède, on a supposé que le talon de chaque planétaire 7 ou 8 était tourné vers le centre, si bien que les manchons 9 ou 10 travaillent à la traction lorsqu'il s'agit d'opérer le serrage des disques. Cette disposition n'a toutefois rien d'obligatoire et l'on peut adopter la solution inverse. De même, dans l'exemple décrit, les manchons 9 et 10 s'équilibrent en poussant contre la butée à roulement 15, alors qutil est possible d'agencer l'ensemble pour que ces manchons soient équilirés en traction ; en pareil cas la butée 15 doit être organisée pour travailler à la traction entre les deux manchons 9 et 10. Le principe de l'invention seraitintéçralementconservé. I1 faut en tout état de cause que les pièces mobils foimées par les manchons disposent d'un très léger jeu pour permettre leur déplacement axial suivant une seule direction provoquant le serrage des disques, ou au contraire suivant des directions opposées afin d'annuler, par butée réciproque à travers le roulement 15 ou organe analogue, les composantes longitudinales qui apparaissent quand l'adhérence des roues est normale. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On observera que dans le cas des véhicules à quatre roues motrices, les entrées des ponts avant et arrière ne tournent pas à la même vitesse, de telle sorte que le différentiel décrit est susceptible d'être avantageusement appliqué à la réalisation de telles transmissions. REVENDICATIONS 1. Différentiel à effet auto-bloquant pour transmissions de véhicules et applications analogues, du genre dans lequel le boitier (1) qui est lié à l'arbre moteur et qui entraine les deux arbres de sortie (13, 14) de manière différentielle par l'intermédiaire de satellites (6) et de deux planétaires (7, 8), renferme, de part et d'autre de l'axe transversal de ces satellites (6), deux séries de disques (16-17) qui, sous l'effet de cames d'actionnement (21, 22) soumises à la réaction qui apparait lorsqu'un des arbres de sortie (13, 14) reste angulairement immobile alors que l'autre continue à être entrainé, sont pressés axialement de façon à ce que par friction le boitier (1) soit directement rendu solidaire de l'un et/ou de l'autre desdits arbres de sortie (13, 14), caractérisé en ce que chacune des cames d'actionnement (21, 22) est constituée par deux entailles à profil en équerre et à faces rectilignes ou courbes, qui s'ouvrent en vis-à-vis pour renfermer un organe de roulement (19, 20) et qui sont pratiquées l'une dans le planétaire (7, 8) envisagé, l'autre dans une pièce (9, 10) mobile suivant l'axe des arbres de sortie (13, 14) et rendue axialement solidaire de certains des disques de la série correspondante, lesquelles pièces (9, 10) sont réunies longitudinalement l'une avec l'autre avec un jeu suffisant pour permettre le pressage axial des disques tout en pouvant venir en appui axial l'une contre l'autre. 2. Différentiel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces mobiles (9, 10) sont constituées par des manchons montés à coulissement sur les arbres de sortie (13, 14) et reliés angulairement à ceux-ci par des cannelures.