Brevet FR2633688A1 — publié le 19900105

L'invention concerne un dispositif de crabotage d'un mécanisme différentiel, destiné par exemple à équiper un véhicule automobile. Elle vise également un mécanisme différentiel, par exemple du type à engrenages coniques, pourvu d'un tel dispositif. On connaît déjà un dispositif de crabotage destiné à. équiper un mécanisme différentiel et comportant un élément de crabotage ou craboteur qui est coulissant et déplaçable sur un arbre de sortie ou de roue d'un essieu du véhicule, et qui est lié en rotation à cet arbre de sortie ou de roue par l'intermédiaire de cannelures, cet élément de crabotage comportant, par ailleurs, une denture externe susceptible de s'engager avec des dents correspondantes prévues sur un boîtier porte-satellites du mécanisme différentiel. Cependant, ce dispositif nécessite un aménagement particulier de l'arbre de sortie ou de roue sur lequel il est disposé et il ne peut s'adapter sur un mécanisme différentiel dont la structure n'a pas été prévue de façon spécifique. Par ailleurs, on connaît un dispositif de crabotage, d'un mécanisme différentiel, comportant un élément de crabotage constitué par une bague coulissante qui est prévue à l'intérieur du boitier porte-satellites et qui est susceptible de coulisser axialement par l'intermédiaire d'un coulisseau articulé sur une fourchette basculante pour s'engrener avec des cannelures prévues sur un pignon planétaire du mécanisme différentiel, pour former une liaison fixe en rotation entre ce pignon planétaire et le bottier porte-satellites. Cependant, ce dispositir comporte un nombre important de pièces et il forme un assemblage compliqué, ce qui lui confère un cotit de fabrication élevé et il s'avère par conséquent peu adapté en ce qui concerne son application à titre d'option sur un véhicule bas de gamme. Ainsi, l'invention a pour but de proposer un dispositif de crabotage qui puisse s'adapter facilement et à faible coût sur un mécanisme différentiel quelconque comportant une structure standard, sans nécessiter d'aménagement particulier des arbres de sortie ou de roue. A cet effet, l'invention a pour obJet un dispositif de crabotage d'un mécanisme différentiel destiné, par exemple, à équiper un véhicule automobile, et du type comprenant un élément de crabotage déplaçable parallèlement aux arbres de sortie du différentiel et susceptible d'accoupler mécaniquement en rotation un des pignons planétaires avec un bottier porte-satellites dudit mécanisme différentiel, caractérisé en ce que ledit élément de crabotage est constitué par un anneau de crabotage qui est emmanché librement sur le bottier porte-satellites et qui est susceptible d'engager une couronne crantée, solidaire dudit pignon planétaire, par l'intermédiaire de doigts d'accouplement radialement saillants et dirigés vers l'intérieur du bottier au travers d'encoches ménagées sur celui-ci. Suivant une autre caractéristique, l'anneau de crabotage est emmanché librement sur une portée cylindrique ménagée sur le pourtour extérieur de la partie évidée, du boîtier porte-satellites, qui forme logement des pignons planétaires et des pignons satellites associés du mécanisme différentiel. Par ailleurs, l'anneau de crabotage comporte sur une de ses faces latérales, une coupelle d'entraInement reliée à un axe de manoeuvre déplaçable axialement et de façon parallèle à l'axe ou direction de déplacement dudit anneau de crabotage. On précisera aussi que la coupelle d'entraînement comporte des parties de liaison qui sont intérieurement radialement saillantes et qui sont fixées sur les doigts d'accouplement de l'anneau de crabotage, par exemple, par soudage, vissage, collage ou analogue. D'autre part, le dispositif de crabotage selon l'invention comporte une fourchette plane et semi-circulaire, d'une part, logée entre ladite coupelle d'entratnement et l'anneau de crabotage, et d'autre part susceptible de se translater sur l'axe ou direction de déplacement de l'anneau de crabotage sous l'action de l'axe de manoeuvre. Par ailleurs, la coupelle d'entratnement est constituée par une tôle annulaire façonnée, par exemple; par une opération de déformation à froid, telle que par emboutissage. On précisera aussi que la fourchette plane, l'anneau de crabotage et la couronne crantée sont réalisés par découpage-poinçonnage à la presse. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale, faite suivant la ligne I-I de la figure 2, et qui représente un mécanisme différentiel équipé d'un dispositif de crabotage selon l'invention - la figure 2 est une vue en-coupe transversale faite suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un mécanisme différentiel classique ou de base, avant d'être pourvu d'un dispositif de crabotage selon l'invention. En se référant à la figure 1, un dispositif de crabotage 1 selon l'invention équipe un mécanisme différentiel 2 disposé entre un couple démultiplicateur 3 et deux arbres de sortie ou de roue 4 et 5 liés aux roues motrices d'un véhicule, non représentées. Le couple démultiplicateur 3 comporte d'une part, un pignon moteur 6 lié à un arbre d'entrée 7 monté libre en rotation par l'intermédiaire d'un palier 8 dans un carter 10 et entralné mécaniquement en rotation par le moteur, non montré, du véhicule, et d'autre part une couronne dentée 11 montée libre en rotation sur l'arbre de sortie ou de roue 5 et dans un palier 12 supporté dans le carter 10, les paliers 8 et 12 étant constitués, de préférence, par des roulements à rouleaux coniques, tandis que les arbres de sortie ou de roue 4 et 5 comportent respectivement des Joints d'étanchéité à lèvres 13 et 14. Le mécanisme différentiel 2 comporte un boîtier porte-satellites 20, d'une part vissé sur la couronne dentée 11 du couple démultiplicateur 3, et d'autre part monté libre en rotation, par l'intermédiaire d'une partie de guidage tubulaire 21, sur l'arbre de sortie ou de roue 4, la partie de guidage tubulaire 21 étant, par ailleurs, supportée par un palier 15, similaire au palier 12, et logé dans le carter 10. Par ailleurs, le boîtier porte-satellites 20 comporte une partie évidée 23 formant logement, dans laquelle sont disposés d'une part, des pignons planétaires 24 et 25 montés respectivement fixes en rotation sur l'extrémité libre des arbres de sortie ou de roue 4 et 5, et d'autre part des pignons satellites 26 et 27 qui engrènent avec les pignons planétaires 24 et 25, et qui sont montés libres en rotation sur un axe porte-satellites 28 supporté par le boîtier porte-satellites 20. Ainsi, le mécanisme différentiel 2, qui est ici de fonctionnement classique, permet aux deux arbres de sortie ou de roue 4 et 5, et par conséquent aux roues motrices associées, de tourner à des vitesses différentes, comme c'est le cas notamment en virage. Comme il est connu, on dispose entre le boîtier porte-satellites 20 et l'un des pignons planétaires, de préférence le pignon planétaire 24 qui est opposé à la couronne dentée 11, et par conséquent entre le boîtier porte-satellites 20 et l'arbre de sortie ou de roue correspondant 4, le système de crabotage 1 qui, lorsqu'il est en position d'accouplement, permet le blocage du mécanisme différentiel 2, et interdit aux arbres de sortie ou de roue 4 et 5, et par conséquent aux roues motrices correspondantes, de tourner à des vitesses différentes en assurant une transmission efficace, notamment comme il est souvent recherché en terrain difficile avec des véhicules tout-terrain du type 4X4. Le dispositif de crabotage 1 comporte un élément de crabotage constitué par un anneau de crabotage 30 emmanché librement sur une portée cylindrique 31 aménagée coaxialement à l'axe X des arbres de sortie sur le pourtour extérieur de la partie évidée 23 du boîtier porte-satellites 20. L'anneau de crabotage 30 comporte six doigts d'accouplement radialement saillants 32, visibles sur la figure 2, dirigés vers l'intérieur du boîtier porte-satellites 20 pour s'engager dans six rainures correspondantes 33 prévues sur le pourtour extérieur d'une couronne crantée 34 qui est solidaire du pignon planétaire 24. L'anneau de crabotage 30 est lié à un axe de manoeuvre 35 qui est disposé dans un logement cylindrique 36 prévu dans une partie support 16 du carter 10, et qui peut coulisser axialement et de façon parallèle à l'axe ou direction de déplacement X de l'anneau de crabotage 30, sous l'action d'un système de commande non représenté. Ainsi, lors du déplacement de l'axe de manoeuvre 35, l'anneau de crabotage 30 est déplacé axialement sur la partie évidée 23 du boîtier porte-satellites 20 pour qu'il s'accouple mécaniquemeht en rotation avec la couronne crantée 34, et par conséquent, avec le pignon planétaire 24 qui lui est associé. Par ailleurs, on remarquera que les doigts d'accouplement 32 font saillie intérieurement au travers du boîtier porte-satellites 20 par l'intermédiaire de six encoches 39 ménagées sur le fond 23a et sur la partie tubulaire 23b de la partie évidée 23 du boîtier portesatellites 20. Ainsi, l'accouplement mécanique entre le boîtier porte-satellites 20 et le pignon planétaire 24 se fait d'une part, par l'intermédiaire de la liaison entre les parois latérales 33a des rainures 33 de la couronne crantée 34 et les flancs inférieurs 32a des doigts d'accouplement 32, et d'autre part par l'intermédiaire de la liaison entre les flancs supérieurs 32b des doigts d'accouplement 32 et les parois latérales 39a des encoches 39 du boîtier porte-satellites 20. Par ailleurs, l'anneau de crabotage 30 comporte sur une de ses faces latérales, par exemple sur sa face arrière 30a dirigée vers l'axe de manoeuvre 35, une coupelle d'entraînement 40 qui est reliée à l'axe de manoeuvre 35 par l'intermédiaire d'une fourchette 41, pour permettre le retour de l'anneau de crabotage 30 en position de désaccouplement. A cet effet, la coupelle d'entraînement 40 comporte des parties de liaison 42, intérieurement et radialement saillantes, et qui sont fixées sur la face latérale arrière 30a des doigts d'accouplement 32 au niveau de leurs flancs supérieurs 32b, en étant dissimulées derrière les doigts d'accouplement 32 pour permettre le coulissement de l'anneau de crabotage 30. On précisera que les parties de liaison 42 sont fixées sur les doigts d'accouplement 32, par exemple par soudage, vissage, collage ou analogue. On précisera aussi que la fourchette 41 qui est de forme plane en coupe transversale (figure 1) et de forme semi-circulaire en vue de face (figure 2), est engagée entre la coupelle d'entraînement 40 et la face latérale arrière 30a de l'anneau de crabotage 30, la fourchette 41 pouvant se translater sur l'axe ou direction de déplacement X sous l'action de l'axe de manoeuvre 35, dont elle est solidaire. De même, on observera que la coupelle d'entraînement 40 est constituée, de préférence, par une tôle annulaire façonnée, par exemple, par une opération de déformation à froid, telle que par emboutissage, tandis que la fourchette 41, l'anneau de crabotage 30 et la couronne crantée 34 sont réalisés par découpagepoinçonnage à la presse. Par ailleurs, les extrémités libres 37 de la fourchette 41 ont été pourvues de patins 38 réalisés en matière plastique et glissant entre la coupelle d'entraînement 40 et la face latérale arrière 30a de l'anneau de crabotage 30 quand le boitier 20 tourne. Ainsi, la fourchette 41, l'anneau de crabotage 30, la couronne crantée 34 et la coupelle d'entraînement 40 peuvent être réalisés à un faible coût par des opérations de transformation permettant des cadences élevées, et ceci en utilisant les mêmes technologies ou des technologies voisines, à savoir les techniques d'emboutisssage ou de découpage-poinçonnage à la presse. On remarquera par ailleurs que l'axe de manoeuvre 35 est de même de forme extrêmement simple, celui-ci pouvant être fixé sur la fourchette 41, par exemple par collage, vissage ou analogue, la couronne crantée 34 étant, en ce qui la concerne, soudée sur le pignon planétaire 24, par exemple par bombardement électronique. En se référant désormais à la figure 3, qui représente un mécanisme différentiel classique ou de base avant d'être équipé d'un dispositif de crabotage 1 selon l'invention, on remarquera qu'il est uniquement nécessaire, pour l'implantation de ce dispositif, de réaliser, par exemple par fraisage à l'aide d'une fraise trois tailles, six encoches 39, comme on l'a représenté en pointillés, dans la partie évidée 23 du boîtier porte-satellites 20, ces encoches 39 formant respectivement une ouverture radiale sur le fond 23a et une ouverture longitudinale contiguë sur la partie tubulaire 23b, puis on a dressé la face interne 50, 51 du fond 23a pour l'appui axial du pignon planétaire spécifique 24 légèrement différent du pignon planétaire de base 52 représenté sur la figure 3. Par ailleurs, on a réalisé le logement cylindrique 36 dans la partie support 16 du carter 10 prévue à cet effet puis on a logé à une extrémité débouchante extérieure du logement cylindrique 36 un joint d'étanchéité 43. On comprend donc, qu'on a réalisé un dispositif de crabotage particulièrement simple et efficace, constitué d'un nombre peu important de composants et qui est particulièrement adaptable, par l'intermédiaire d'opérations simples, peu coûteuses et facilement réalisables, sur un mécanisme différentiel classique sans aménagement particulier des arbres de sortie ou de roue 4 et 5. Ce dispositif de crabotage peut équiper à titre d'option les essieux arrière de véhicules.4X4 de bas de gamme. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R E v E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de crabotage (1) d'un mécanisme différentiel (2), destiné par exemple à équiper un véhicule automobile, et du type comprenant un élément de crabotage déplaçable parallèlement aux arbres de sortie du différentiel et susceptible d'accoupler mécaniquement en rotation un des pignons planétaires (24) avec un boîtier porte-satellites (20) dudit mécanisme différentiel (2), caractérisé en ce que ledit élément de crabotage est constitué par un anneau de crabotage (30) qui est emmanché librement sur le boîtier porte-satellites (20) et qui est susceptible d'engager une couronne crantée (34), solidaire dudit pignon planétaire (24), par l'intermédiaire de doigts d'accouplement (32) radialement saillants et dirigés vers l'intérieur du boîtier porte-satellites (20) au travers d'encoches (39) ménagées sur celui-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau de crabotage (30) est emmanché librement sur une portée cylindrique (31) ménagée sur le pourtour extérieur de la partie évidée (23), du boîtier porte-satellites (20), qui forme logement des pignons planétaires (24, 25) et des pignons satellites (26, 27) associés, du mécanisme différentiel (2). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anneau de crabotage (30) comporte sur une de ses faces latérales (30a), une coupelle d'entraînement (40) reliée à un axe de manoeuvre (35) qui est déplaçable axialement, et de façon parallèle à l'axe ou direction de déplacement (X) dudit anneau de crabotage (30). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite coupelle d'entrainement (40) comporte des parties de liaison (42) qui sont intérieurement radialement saillantes et qui sont fixées sur les doigts d'accouplement (32) de l'anneau de crabotage (30), par exemple par soudage, vissage, collage ou analogue. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une fourchette plane et semi-circulaire (41), d'une part logée entre ladite coupelle d'entraînement (40) et l'anneau de crabotage (30), et d'autre part susceptible de se translater sur l'axe ou direction de déplacement (X) de l'anneau de crabotage (30) sous l'action de l'axe de manoeuvre (35). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la coupelle d'entraînement (40) est constituée par une tôle annulaire façonnée, par exemple, par une opération de déformation à froid telle que par emboutissage. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fourchette (41), l'anneau de crabotage (30) et la couronne crantée (34) sont réalisées par découpage-poinçonnage à la presse. 8. Mécanisme différentiel, par exemple du type à engrenages coniques, pourvu d'un dispositif de crabotage selon l'une des revendications 1 à 7.