Brevet FR2620188A1 — publié le 19890310

DISPOSITIF DE DIFFERENTIEL La présente invention se rapporte a un dispositif de différentiel à transfert de couple entre les deux sorties de mouvement qui s1 applique notamment sur les véhicules de tourisme à quatre roues motrices. On connaRt des dispositifs a transfert de couple entre les sorties de mouvement du type blocage de différentiel par frottement mécanique. Ce blocage est assuré par un coupleur consistant en un embrayage à disques multiples. Ces dispositifs présentent l'inconvénient de n'intervenir que pour la même différence entre les vitesses de sortie de mouvement. De plus, la réponse est brutale, du type tout ou-rien. D'autres dispositifs de différentiels a transfert de couple entre les sorties de mouvement utilisent des systèmes visqueux. Ce type de dispositif est plus progressif, mais il intervient toujours pour la même différence de vitesses entre les sorties de mouvement. De plus, tous ces dispositifs font appel à des systèmes supplémentaires, ce qui entrasse une augmentation du poids, de l'encombrement et du prix. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de différentiel qui intègre la fonction transfert de couple entre les sorties de mouvement. A cet effet, le dispositif de differentiel, selon l'invention, comprend un boîtier qui reçoit le mouvement et dans lequel sont logés deux groupes de satellites, le premier groupe de satellites engrène avec un planetaire solidaire d'un arbre de sortie de mouvement et est monté sur des axes supportés par ledit bottier et le deuxième groupe de satellites engrène avec un deuxième planétaire solidaire du deuxième arbre de sortie de mouvement et est monté sur des axes supportés par ledit boîtier. Les axes qui sont solidaires en rotation avec chacun des satellites portent et sont solidaires en rotation avec un pignon. Ces pignons engrènent les uns avec les autres et sont logés entre un flasque extérieur et un flasque intérieur. L'ensemble des pignons et des flasques est disposé entre un flasque intermédiaire et un flasque de fermeture de manière à obtenir entre chacun des pignons adjacents une pompe hydraulique ; l'ensemble des chambres d'aspiration et des chambres de refoulement étant raccordé par un circuit de liaison comportant des moyens de régulation de débit proportionnels à la différence de vitesse entre les deux arbres de sortie de mouvement de manière à permettre de transférer une partie du couple d'une sortie de mouvement sur l'autre. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de régulation de débit consistent en un régulateur de débit centrifuge, qui est monté directement sur le bottier et qui coopère avec des moyens de gavage et un limiteur de pression ; le régulateur de débit centrifuge étant raccordé au circuit de liaison par un circuit de quatre clapets antiretour constituant un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de gavage sont assurés par le deuxième groupe de satellites et le deuxième planétaire qui sont agencés avec le boîtier de manière à obtenir entre chacun des satellites et le planétaire une pompe hydraulique, les chambres d'aspiration étant raccordées entre elles à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulement étant raccordées entre elles à un seul canal de refoulement, lesdits canaux étant raccordés au circuit de liaison par un circuit de quatre clapets antiretour constituant un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, des moyens de production de débit supplémentaire sont raccordés au circuit de liaison et sont donnés par le premier groupe de satellites et le planétaire correspondant qui sont agencés avec le bottier de manière à obtenir entre chacun des satellites et le planétaire une pompe hydraulique, les chambres d'aspiration étant raccordées entre elles à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulement étant raccordées entre elles à un seul canal de refoulement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le régulateur de débit centrifuge comporte une chemise borgne montée dans un corps et possédant des orifices sur sa paroi. Ces orifices peuvent être d'une section variable suivant le déplacement d'un piston dû à la force centrifuge ; ledit piston étant maintenu par l'action d'un ressort qui s'appuie sur le fond de ladite chambre. Le régulateur de débit centrifuge a un compensateur de pression qui permet d'assurer une différence de pression constante entre les deux côtés desdits orifices Le dispositif de différentiel présente ainsi l'avantage d'intégrer dans la structure même du différentiel la fonction de transfert de couple entre les deux sorties de mouvement.De plus, le dispositif selon l'invention peut être adapté facilement dans un encombrement existant et il n'entralne pas d'augmentation sensible de poids, de volume et de prix. Ce dernier avantage est particulièrement important dans les véhicules de tourisme modernes, où la place disponible pour les organes mécaniques est de plus en plus réduite. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit le mode de réalisation donné à titre d'exemples en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe axiale du dispositif de différentiel selon l'invention, c'est-à-dire suivant un plan I-I de la figure 2, - la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1, - la figure 4 est une représentation du schéma hydraulique suivant l'invention, - la figure 5 est une coupe du régulateur de pression centrifuge selon l'invention, - la figure 6 est une coupe suivant VI-VI de la figure 1. Le dispositif de différentiel selon l'invention comprend un bottier référencé 1 dans son ensemble, qui est constitué par sept flasques assemblés les uns contre les autres par des moyens connus et qui sont référencés de 2 à 8. Le boîtier 1 reçoit le mouvement et supporte des axes 26 solidaires en rotation avec les différents satellites du dispositif. Un premier groupe de trois satellites référencé 15, 16 et 17 engrène avec un planétaire 23, qui est solidaire du premier arbre 24 de sortie de mouvement. Un deuxième groupe de trois satellites référencé 18, 19 et 20 engrène avec un planétaire 21, qui est solidaire du second arbre 25 de sortie de mouvement. Chacun des six axes 26 porte un pignon référencé 9, 10, 11, 12, 13 et 14. Ces pignons engrènent les uns avec les autres et sont logés entre le flasque extérieur 2 et un flasque intérieur 22. L'ensemble des six pignons 9, 10, 11, 12, 13 et 14 et des flasques 2 et 22 est disposé entre le flasque intermédiaire 3 et le flasque de fermeture 8 de manière à obtenir une pompe hydraulique entre chacun des pignons adjacents 9 et 10, 10 et 11, 11 et 12, 12 et 13, 13 et 14, 14 et 9. Le contour interne du flasque extérieur 2 et le contour externe du flasque intérieur 22 sont définis par la figure 2 et permettent d'obtenir des chambres d'aspiration 27 et des chambres de refoulement 28. Le bottier 1 est ainsi constitué par : - le flasque de fermeture 8, - le flasque extérieur 2 qui comprend les six pignons 9, 10, 11, 12, 13 et 14 et le flasque intérieur 22, - le flasque intermédiaire 3, - le flasque extérieur 4 dans lequel viennent se loger les satellites 15, 16, 17 et le planétaire 23, - le flasque intermédiaire 5, - le flasque extérieur 6 dans lequel viennent se loger les satellites 18, 19, 20 et le planétaire 21, - le flasque de fermeture 7. Chacun des pignons 9 à 14 sont solidaires avec un des satellites par l'intermédiaire d'un axe 26 suivant la combinaison ci-après - le pignon 9 avec le satellite 18, - le pignon 11 avec le satellite 19, - le pignon 13 avec le satellite 20, - le pignon 10 avec le satellite 16, - le pignon 12 avec le satellite 17, - le pignon 14 avec le satellite 15. Le flasque de fermeture 8 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les 6 axes 26 de satellites et l'arbre 24 du planétaire 23. Le flasque intermédiaire 3 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les 6 axes 26 de satellites et l'arbre 24 du planétaire 23. Le flasque extérieur 4 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les axes 26 des satellites 18, 19 et 20. Le flasque intermédiaire 5 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les 6 axes 26 de satellites. Le flasque extérieur 6 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les axes 26 des satellites 15, 16 et 17. Le flasque de fermeture 7 a des trous de manière à laisser passer et à supporter les 6 axes 26 de satellites et l'arbre 25 du planétaire 21. Le bottier 1 est ainsi constitué par - le flasque extérieur 4, - le flasque extérieur 6, - le flasque intermédiaire qui est disposé entre lesdits flasques extérieurs 4 et 6, - le flasque de fermeture 7 qui vient sur le flasque extérieur 6, - le flasque intermédiaire 3, le flasque extérieur 2 et le flasque de fermeture 8 qui viennent sur le flasque extérieur 4. La figure 4 représente le schéma hydraulique du dispositif selon l'invention. L'ensemble des chambres d'aspiration 27 et l'ensemble des chambres de refoulement 28 sont raccordés par un circuit de liaison 29 qui comporte des moyens de régulation de débit proportionnels à la différence de vitesse entre les deux arbres 24 et 25 de sortie de mouvement, de manière à permettre de transférer une partie du couple d'une sortie de mouvement sur l'autre. Les moyens de régulation de débit consistent en un régulateur de débit centrifuge 35 qui est monté directement sur le bottier 1 et qui coopère avec des moyens de gavage et un limiteur de pression 36. Le régulateur de débit centrifuge 35 est raccordé au circuit de liaison 29 par un circuit de quatre clapets antiretour 37, qui forment un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. Les moyens de gavage sont assurés par le flasque extérieur 6, les satellites 18, 19, 20 et le planétaire 21, qui sont agencés de manière à obtenir entre chacun des satellites 18, 19, 20 et le planétaire 21 une pompe hydraulique, comme on peut le voir sur la figure 6. Le contour interne. du flasque extérieur 6 est défini par la figure 6 et permet d'obtenir des chambres d'aspiration 30 et des chambres de refoulement 31.Les chambres d'aspiration 30 sont raccordées à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulementVsont raccordées à un seul canal de refoulement. Lesdits canaux sont raccordés au circuit de liaison 29 par un circuit de quatre clapets antiretour 34, qui constituent un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. Des moyens de production de débit supplémentaire sont raccordés au circuit de liaison 29. Ces moyens sont donnés par le flasque extérieur 4, les satellites 15, 16, 17 et le planétaire 23, qui sont agencés de manière à obtenir entre chacun des satellites 15, 15, 17 et le planétaire 23 une pompe hydraulique, comme on peut le voir sur la figure 3. Le contour interne du flasque extérieur 4 est défini par la figure 3 et permet d'obtenir des chambres d'aspiration 32 et des chambres de refoulement 33. Les chambres d'aspiration 32 sont raccordées à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulement 33 sont raccordées à un seul canal de refoulement. Le régulateur de débit centrifuge est représenté sur la figure 5 et comporte un corps 39 dans lequel est fixée une chemise borgne 40 circulaire de manière à former un canal 41 entre les deux parois 42 et 43 dudit corps 39 et de ladite chemise borgne 40 qui débouche sur un orifice 44, le corps ayant à son autre extrémité un orifice 45 branché sur la haute pression. Un piston 46 coulisse dans ladite chemise borgne 40 et a une extrémité 47 qui s'applique contre le fond 48 de ladite chemise borgne 40 par l'intermédiaire d'un ressort 49 logé dans une chambre 50 et qui a, à son autre extrémité, une chambre 51. Le piston 46 a également une chambre annulaire 52 qui est reliée à la chambre 51 par un orifice 53 et un canal central de communication 54 entre ladite chambre 51 et la chambre 50. Les orifices 55 sont disposés dans la paroi 43 de la chambre borgne 40 et ils mettent en communication la chambre annulaire 52 avec le canal 41. Ces orifices 55 ont une section de passage variable suivant le déplacement du piston dû à la force centrifuge. Une bague 61 est montée dans la chambre 50. Cette bague 61 est constituée par une embase 62 et par un tube 63. Le ressort 49 est monté autour du tube 63 et appuie l'embase 62 contre le fond 48 de la chemise borgne 40. Le piston 46 coulisse sur le tube 63 par l'intermédiaire d'une chambre 64, dans laquelle débouche le canal de communication 54. De plus, le tube 63 est muni de trous de communication 65 entre la chambre 64 et la chambre 50. Ces trous de communication 65 sont graduellement plus petits suivant leur position par rapport à l'embase 62. Le piston 46 comporte un orifice 66 entre la chambre annulaire 52 et le canal central de communication 54. Un bouchon fileté 67 vient se monter dans le canal central de communication 54 du côté de la chambre 51.Dans autre mode de réalisation, non représenté sur la figure 5, un bouchon fileté vient obstruer l'orifice*66, tandis que le bouchon fileté 67 n'est pas monté. Un compensateur de pression 38 est branché entre l'orifice 45 et l'orifice 44 du corps 39 de manière à assurer une différence de pression constante entre la chambre annulaire 52 et le canal 41, ctest-à-dire de part et d'autre des orifices 55. La sortie du compensateur de pression 38 est branchée sur la basse pression. Le compensateur de pression 38 consiste en un corps 56 dans lequel se déplace un tiroir 57 poussé par un ressort 58. La chambre 59 dans laquelle est logé ledit ressort 58 est reliée par un canal de raccordement avec l'orifice 44. Le côté opposé du tiroir 57 est relié par un canal de raccordement avec l'orifice 45. Des orifices sont aménagés sur la périphérie du corps 56 pour relier la chambre 59 avec la basse pression. En fonctionnement, le débit principal entre par l'orifice 45, puis par la chambre 51, l'orifice 53, la chambre annulaire 52, les orifices 55. Le debit principal sort par le canal 41 et l'orifice 44. Le compensateur de pression 38, qui est normalement ouvert, reçoit le débit principal venant de l'orifice 44 dans la chambre 59. Le débit principal s'échappe ensuite par les orifices 60. Le pilotage, qui agit sur le tiroir 57, de l'autre côté du ressort 58, est raccordé à l'orifice 45. C'est donc le ressort 58 qui donne la différence de pression constante de part et d'autre des orifices 55. Le but du régulateur de pression centrifuge 35 est de créer un débit régulé proportionnel à l'attraction du piston 46 vers la droite. Cette attraction est créée par la mise en rotation du différentiel. Cette force d'attraction sera proportionnelle à la vitesse angulaire du piston 46 qui, en s'appuyant sur le ressort 49, va trouver une position d'équilibre en se déplaçant vers la droite et va masquer partiellement les orifices 55. Les orifices 55 se bouchant en fonction de la vitesse de rotation de l'appareil, une loi appropriée dans le masquage des orifices 55 permet d'obtenir la section de passage des orifices 55 pour chaque vitesse de rotation. La vitesse de déplacement du piston 46 sera freinée par les trous de communication 65, qui se bouchent au fur et à mesure du déplacement dudit piston 46. De ce fait, pour une variation de force centrifuge constante, la vitesse de déplacement du piston 46 diminuera au fur et à mesure de son déplacement. Dans le cas où l'orifice 66 est bouché et où le bouchon fileté 67 n'est pas monté, la position de la pièce 46 ne dépend pas du débit passant dans le régulateur de débit centrifuge 35, sauf pendant les périodes où le piston 46 change de position ce qui est dû aux modifications de la vitesse angulaire. Donc, à vitesse constante, la position du piston 46 ne dépend pas du débit passant dans l'appareil. Les pressions dans la chambre 51, le canal central de communication 54, les chambres 64 et 50 sont les mêmes, puisqu'il n'y a pas de débit dans ces chambres. La section de passage des orifices 55 est donc constante. Dans le cas où le bouchon fileté 67 est monté et où l'orifice 66 est ouvert, la pression dans le canal central de communication 54, les chambres 64 et 50 est la même que dans la chambre annulaire 52. Cependant, la pression dans la chambre annulaire 52 chutera par rapport à la pression de la chambre 51, ceci étant dû à la perte de charge entrarnée par le débit à travers l'orifice 53. La position du piston 46 dépend du débit à travers l'orifice 53. Il est à noter que, dans le différentiel selon l'invention, il peut y avoir des couples de sortie égaux ou des couples de sortie différents en modifiant la taille de certains pignons. De plus, l'ensemble du régulateur de débit centrifuge 35 et de ses clapets antiretour 37, ainsi que du limiteur de pression 36 et des clapets-antiretour 34 s'intégreront dans le corpsfde l'appareil REVENDICATIONS 1 - Dispositif de différentiel comprenant un boitier (1) qui reçoit le mouvement et dans lequel sont logés deux groupes de satellites, les satellites (15, 16, 17) engrènent avec un planétaire (23) solidaire d'un arbre (24) de sortie de mouvement et sont montés sur des axes (26) supportés par ledit boîtier (1) et les satellites (18, 19, 20) engrènent avec un planétaire (21) solidaire d'un arbre (25) de sortie de mouvement et sont montés sur des axes (26) supportés par ledit boîtier (1), caractérisé en ce que chacun des axes (26) porte un pignon (9, 10, 11, 12, 13, 14) ; lesdits pignons (9, 10, 11, 12, 13, 14) engrènant les uns avec les autres et étant logés entre un flasque extérieur (2) et un flasque intérieur (22), l'ensemble des pignons (9, 10, 11, 12, 13, 14) et des flasques (2, 22) étant disposé entre un flasque intermédiaire (3) et un flasque de fermeture (8) de manière à obtenir entre chacun des pignons adjacents (9-10, 10-11, 11-12, 12-13, 13-14, 14-9) une pompe hydraulique ; l'ensemble des chambres d'aspiration (27) et des chambres de refoulement (28) étant raccordé par un circuit de liaison (29) comportant des moyens de régulation de débit proportionnels à la différence de vitesse entre les deux arbres (24) et (25) de sortie de mouvement, de manière à permettre de transférer une partie du couple d'une sortie de mouvement sur l'autre. 2 - Dispositif de différentiel selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de régulation de débit consistent en un régulateur de débit centrifuge (35) qui est monté directement sur le bottier (1) et qui coopère avec des moyens de gavage et un limiteur de pression (36) ; le régulateur de débit centrifuge (35) étant raccordé au circuit de liaison (29) par un circuit de quatre clapets antiretour (37) constituant un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. 3 - Dispositif de différentiel selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bottier est constitué par - un flasque extérieur (4) dans lequel viennent se loger les satellites (15, 16, 17) et le planétaire (23) et ayant des trous de manière à laisser passer les axes (26) des satellites (18, 19, 20), - un flasque extérieur (6) dans lequel viennent se loger les satellites (18, 19, 20) et le planétaire (21) et ayant des trous de manière à laisser passer les axes (26), - un flasque intermédiaire (5) étant disposé entre lesdits flasques extérieurs (4) et set ayant des trous de manière à laisser passer les axes (26), - un flasque de fermeture (7) venant sur le flasque extérieur (6) et ayant des trous de manière à laisser passer les axes (26) et l'arbre (25) du planétaire (21), - le flasque intermédiaire (3), le flasque extérieur (2) et le flasque de fermeture (8) qui viennent sur le flasque extérieur (4), le flasque intermédiaire (3) et le flasque de fermeture (8) ayant des trous de manière à laisser passer les axes (26) de satellites et l'arbre (24) du planétaire (23). 4 - Dispositif de différentiel selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les moyens de gavage sont assurés par le flasque extérieur (6), les satellites (18, 19, 20) et le planétaire (21) qui sont agencés de manière à obtenir entre chacun des satellites (18, 19, 20) et le planétaire (21) une pompe hydraulique, les chambres d'aspiration (30) étant raccordées entre elles à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulement (31) étant raccordées entre elles à un seul canal de refoulement, lesdits canaux etant raccordés au circuit de liaison (29) par un circuit de quatre clapets antiretour (34) constituant un pont hydraulique afin de pouvoir fonctionner dans les deux sens de rotation. 5 - Dispositif de différentiel selon la revendication 3 caractérisé en ce que des moyens de production de débit supplémentaire qui sont raccordés au circuit de liaison (29) sont donnés par le flasque extérieur (4), les satellites (15, 16, 17) et le planétaire (23) qui sont agencés de manière à obtenir entre chacun des satellites (15, 16, 17) et le planétaire (23) une pompe hydraulique, les chambres d'aspiration (32) étant raccordées entre elles à un seul canal d'aspiration et les chambres de refoulement (33) étant raccordées entre elles à un seul canal de refoulement. 6 - Dispositif de différentiel selon la revendication 2 caractérisé en ce que le régulateur de débit centrifuge (35) comporte - un corps (39) dans lequel est fixée une chemise borgne (40) circulaire de manière à former un canal (41) entre les deux parois (42) et (43) dudit corps (39) et de ladite chemise borgne (40) qui débouche sur un orifice (44), le corps (39) ayant à son autre extrémité un orifice (45) branché sur la haute pression, - un piston (46), qui coulisse dans ladite chemise borgne (40) et qui a une extrémité (47) qui s'applique contre le fond (48) de ladite chemise borgne (40) par l'intermédiaire d'un ressort (49) logé dans une chambre (50) et qui a, à son autre extrémité, une chambre (51), - ledit piston (46) ayant une chambre annulaire (52) reliée à la chambre (51) par un orifice (53), et un canal central de communication (54) entre ladite chambre (51) et la chambre (50), - des orifices (55) qui sont disposés dans la paroi (43) de la chambre borgne (40) et qui mettent en communication la chambre annulaire (52) avec le canal (41) ; ces orifices (55) ayant une section de passage variable suivant le déplacement du piston (46) du à la force centrifuge, - un compensateur de pression (38) branché entre l'orifice (45) et l'orifice (44) de manière à assurer une différence de pression constante entre la chambre annulaire (52) et le canal (41) c'est-à-dire de part et d'autre des orifices (55), la sortie dudit compensateur de pression (38) étant branchée sur la basse pression. 7 - Dispositif de différentiel selon la revendication 6 caractérisé en ce que le compensateur de pression (38) consiste en un corps (56) dans lequel se déplace un tiroir (57) poussé par un ressort (58), la chambre (59) dans laquelle est logé ledit ressort (58) étant reliée par un canal de raccordement avec l'orifice (44), le côté opposé du tiroir (57) étant relié par un canal de raccordement avec l'orifice (45), des orifices (60) étant aménagés sur la périphérie du corps (56) pour relier la chambre (59) avec la basse pression. 8 - Dispositif de différentiel selon la revendication 6 caractérisé en ce que une bague (61) est montée dans la chambre (50), ladite bague (61) ayant une embase (62) qui est appliquee contre le fond (48) par le ressort (49) et un tube (63) sur lequel coulisse le piston (46) par l'intermédiaire d'une chambre (64) dans laquelle débouche le canal central de communication (54), le tube (63) étant muni de trous de communication (65) entre la chambre (64) et la chambre (50), qui sont graduellement plus petits suivant leur position par rapport à l'embase (62). 9 - Dispositif de différentiel selon la revendication 6 caractérisé en ce que le piston (46) comporte un orifice (66) entre la chambre annulaire (52) et le canal central de communication (54), un bouchon fileté (67) venant se monter dans le canal central de communication (54) du côté de la chambre (51).