Brevet FR2630800A1 — publié le 19891103

L'invention concerne un différentiel à roues coniques, notamment pour véhicules automobiles, comportant: une coquille de différentiel entraînée, montée à rotation dans un carter; deux roues coniques de sortie coaxiales à la coquille de différentiel dans laquelle elles sont reçues à rotation, chacune de ces roues coniques de sortie pouvant être solidarisée en rotation à un arbre d'entraînement; des' roues satellites coniques qui sont en prise avec les roues coniques de sortie et sont reçues à rotation sur des tourillons qui sont perpendiculaires a l'axe de rotation de la coquille de différentiel; et des moyens pour le blocage automatique limité du mouvement de compensation. On connaît des différentiels à roues coniques, à blocage automatique, dans lesquels le blocage est provoqué par l'intermédiaire d'un accouplement à fluide visqueux. Dans leur cas, il se produit toujours un blocage lorsqu'une différence de vitesses de rotation apparaît. Toutefois, dans les véhicules qui sont équipés d'un système de freinage avec antiblocage, il peut y avoir une interférence. Pour cette raison, dans certains cas, la valeur de blocage prévue pour l'accouplement à fluide visqueux est choisie faible, ce qui a par ailleurs pour effet que l'on ne peut pas obtenir une traction suffisante dans certaines conditions d'utilisation. On connaît en outre des différentiels à roues coniques, à blocage automatique, dans lesquels le blocage est provoqué par l'intermédiaire d'un embrayage a friction. Le blocage dépend du couple. L'inconvénient dans ce cas est que l'application du blocage s'effectue de manière abrupte, ce qui se répercute sur la stabilité directionnelle du véhicule. En outre, la solution opérant sans précontrainte, présente cet inconvénient que, dans certaines situations, seul le couple d'accélération peut être utilisé pour la formation d'un couple de blocage. L'invention a. pour but de réaliser un différentiel bloquant automatiquement de manière limitée, lequel, par rapport aux différentiels connus, offrira une meilleure compatibilité avec un système de freinage empêchant le blocage des roues, et avec lequel une sensibilité du blocage, telle que celle offerte par les accouplements à fluide visqueux connus, sera en outre assurée pour une valeur de blocage obtenue à un niveau supérieur. Selon l'invention, ces buts sont atteints par le fait qu'il est prévu, en tant que moyens pour le blocage limité automatique, un embrayage à friction pouvant être sollicité par l'intermédiaire des tourillons des roues satellites coniques et par l'intermédiaire d'un anneau de poussée solidarisé en rotation, toutefois avec possibilité de déplacement. axial, à la coquille du différentiel et un accouplement à fluide visqueux qui peut être couplé à l'embrayage et qui est solidarisé en rotation à l'un des arbres d'entraînement. Cette configuration présente l'avantage que l'embrayage àA friction est sollicité par une force normale proportionnée au couple appliqué, lorsqu'un couple de rotation est présent dans le différentiel ]5 A roues coniques. Lors de l'actionnement des freins du véhicule, seul le couple de freinage relativement faible du moteur agit dans le différentiel, de sorte que l'embrayage à friction n'est sollicité que par une force normale relativement faible et qu'il n'y a par conséquent aucune action de blocage entre les deux sorties du différentiel. Dans un développement de l'invention, il est prévu que l'anneau de poussée est muni de saillants radiaux qui sont guidés dans des rainures aménagées en direction axiale dans la surface intérieure de la coquille de différentiel. En outre, selon une autre caractéristique de l'invention, des pièces de poussée qui sont agencées, en étant guidées radialement, entre les surfaces extérieures des roues satellites coniques et la surface intérieure de la paroi de la coquille de différentiel et qui prennent appui axialement, d'une part contre la coquille de différentiel et d'autre part, par l'intermédiaire d'une surface de came, contre une surface d'appui de l'anneau de poussée, sont conjuguées aux tourillons. Cette configuration présente l'avantage que les tourillons et, par conséquent, l'unité constituée par les roues satellites coniques et les roues coniques de sortie, n'exécutent aucun mouvement de déplacement mutuel sur la direction de l'axe de rotation de la coquille de différentiel. Il se produit simplement un faible déplacement en direction périmétrique. De préférence, selon une autre caractéristique, l'embrayage à friction présente deux jeux de disques ou lamelles de friction agencés en alternat, les disques de friction du premier jeu étant solidarisés en rotation, toutefois avec possibilité de déplacement axial, & la coquille de différentiel, et les disques de friction de l'autre jeu étant solidarisés en rotation, toutefois avec possibilité de déplacement axial, au carter de l'accouplement à fluide visqueux. La sollicitation de l'agencement de friction s'effectue par l'intermédiaire de surfaces d'appui, aménagées en tant qu'évidements en forme de Y, de l'anneau de poussée, sur les surfaces obliques desquels les pièces de poussée s'appliquent par leurs surfaces de came circulaires. ]5 La surface située à l'opposé de la surface de came et prenant appui contre la coquille de différentiel est réalisée plane et s'appuie contre un épaulement de la coquille de différentiel. Les rainures pour les saillants de l'anneau de poussée sont avantageusement utilisées en même temps pour recevoir, avec solidarisation en rotation, les disques de friction conjugués à la coquille de différentiel. Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que l'accouplement à fluide visqueux est -constitué par un carter, par un moyeu reçu à rotation dans ce carter, ainsi que par des disques extérieurs et intérieurs agencés en alternat, les disques extérieurs étant conjugués, avec solidarisation en rotation, au carter, et les disques intérieurs étant conjugués, avec solidarisation en rotation, au moyeu, et le volume intérieur non occupé par les disques étant au moins partiellement rempli d'un fluide visqueux, notamment une huile silicone. Les disques extérieurs sont de préférence maintenus séparés les uns des autres par un intervalle fixe, de préférence par des anneaux d'écartement. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description présentée dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés dont les figures représentent: - la figure 1, un schéma de chaîne cinématique d'entraînement d'un véhicule automobile à traction avant, doté d'un agencement de différentiel à roues coniques selon l'invention; - la figure 2, un schéma de chaîne cinématique d'entraînement d'un véhicule automobile à quatre roues motrices, avec différentiel à roues coniques selon l'invention, entre les demi-arbres; - la figure 3, une vue en élévation latérale, en demi-coupe, de la coquille de différentiel; - la figure 4, une coupe selon A-A de la figure 3; et - la figure 5, l'agencement mutuel des roues satellites coniques avec les pièces de poussée conjuguées à l'anneau de poussée. Le schéma de chaîne cinématique représenté sur la figure 1 concerne un véhicule automobile à traction avant. Les deux roues avant i, 2 sont entraînées, tandis que les deux roues arrière 3, 4 sont tractées. L'entraînement des deux roues avant 1, 2 s'effectue, à partir du moteur 5, par l'intermédiaire de la transmission à changement de vitesses 6, dite boîte de vitesses, et de l'engrenage différentiel A roues coniques 7, dit différentiel, et des arbres d'entraînement 8 et 9 qui y sont raccordés et attaquent les roues avant 1, 2. Le schéma de chaîne cinématique représenté sur la figure 2 concerne un véhicule automobile à quatre roues motrices, c'est-à-dire que les deux roues avant 1, 2 sont entraînées, tout aussi bien que les roues arrière 3, 4. L'entraînement s'effectue ici, à partir du moteur 5, par l'intermédiaire de la transmission à changement de vitesses ("boîte de vitesses") 6 attaquant le différentiel avant à roues coniques 7 aménagé en tant que boîte de vitesses intermédiaire attaquant, par les arbres d'entraînement 8, 9, les roues.avant 1, 2, et s'effectue, à partir de la boîte de vitesses intermédiaire 7, par l'intermédiaire d'un arbre longitudinal 45 allant à un deuxième différentiel à roues coniques 7 qui, via les arbres d'entraînement 8, 9 attaque les deux roues arrière 3, 4. Avec une telle conception, les différentiels à roues coniques 7 peuvent être réalisés de manière à correspondre au différentiel A roues coniques selon la présente invention, ou bien l'un d'eux, ou tous les deux, peuvent Atre réalisé en tant que différentiel à roues coniques du type dit "ouvert", dans lequel il n'y a aucune possibilité de blocage. Dans ce qui suit, on va considérer la conception du différentiel à roues coniques selon l'invention en se reportant à la forme de réalisation selon les figures 3 et 4. Ce différentiel à roues coniques 7 est constitué par un carter 10 dans lequel la coquille 11 du différentiel est reçue à rotation sur des paliers. La coquille 11 comporte une extrémité élargie en forme de bride et fermée par un couvercle 15. Dans la région de ce couvercle 16, autrement dit dans la région de l'élargissement en forme de bride de la coquille 11 du différentiel, est raccordée une roue, droite ou conique selon l'utilisation du différentiel, laquelle sert à entraîner la coquille 11. Dans cette coquille 11 sont agencées, coaxialement à elle, deux roues coniques de sortie 12, 13 qui présentent chacune des alésages munis de dentures, 42 et 43, et qui, par l'intermédiaire des arbres d'entraînement 8, 9 en prise avec celles-ci, sont solidarisées en rotation aux roues à entraîner 1, 2 ou 3, 4, ou par exemple aussi, si la chaîne cinématique correspond au schéma selon la figure 2, au premier arbre longitudinal 45 et/ou à un deuxième arbre longitudinal. Les deux roues coniques de sortie 12, 13 sont en prise avec des roues satellites ou roues compensatrices coniques 14. Ces satellites coniques 14 sont reçus à rotation sur des tourillons 15. Comme on peut le voir notamment sur les figures 4 et 5 des dessins, on a prévu quatre satellites coniques 14. Les extrémités 23 des tourillons 15 sont réduites et possèdent des méplats 24 qui s'appliquent, par un contact surfacique, dans des ajours correspondants 25 de pièces de poussée 21. Les pièces de poussée 21 sont agencées entre les surfaces extérieures 26 des satellites 14 et la surface 27 de la paroi intérieure de la coquille 11 du différentiel. Les pièces de poussée 21 possèdent des surfaces de contact 47 par lesquelles elles prennent appui contre un épaulement correspondant 44 de la coquille 11. En outre, les pièces d'appui 21 présentent des surfaces de came 28 qui prennent appui dans des surfaces d'appui obliques 29 d'un anneau de poussée 17. Les surfaces d'appui 29 résultent d'évidements ou dépressions en forme de V dans l'anneau de poussée 17. L'anneau de poussée 17 possède des saillants 20 débordant radialement, répartis sur son pourtour, par lesquels il est guidé dans des rainures 22 dans la surface de paroi intérieure 27 de la coquille 11 du différentiel. Les rainures sont parallèles à l'axe de rotation X-X de la coquille l. L'anneau de poussée 17 est donc solidarisé en rotation à la coquille 11 qui le reçoit, toutefois avec possibilité de déplacement axial. L'anneau de poussée 17 sert à solliciter un agencement à friction sous la forme d'un embrayage à friction 18. L'embrayage à friction 18 possède des ]0 disques ou lamelles de friction extérieurs 30 qui sont conjugués à la coquille l à laquelle ils sont solidarisés en rotation, et des disques ou lamelles de friction intérieurs 31 qui sont conjugués au carter 32 d'un accouplement à fluide visqueux 19, auquel ils sont solidarisés en rotation. Les disques de friction extérieurs 30 possèdent, chacun sur son pourtour extérieur, des saillants par lesquels ils sont reçus dans les rainures 21 prévues pour le guidage de l'anneau de poussée 17. Le carter 32 de l'accouplement à fluide visqueux 19 possède, du côté de l'anneau de poussée 17, un prolongement annulaire 41 qui est raccordé à la paroi-âme, dirigée vers l'intérieur, du carter de l'accouplement 32. Sur la surface extérieure du prolongement annulaire 41, on a prévu une denture 40 sur laquelle sont reçus les disques de friction 31 ayant une denture correspondante. Les disques de friction 30, 31 sont déplaçables axialement et, par l'anneau de poussée 17, peuvent être appuyés contre la surface extérieure de la paroi-âme du carter d'accouplement 32. La sollicitation en poussée de l'agencement de friction de l'embrayage à friction 18 s'effectue par un déplacement, dépendant du couple, des tourillons 15 des pièces de poussée 21, lesquels portent les roues satellites coniques 14, ce déplacement ayant lieu en direction périmétrique, c'est-à-dire dans la direction de rotation autour de l'axe X-X, par rapport à l'anneau de poussée 17. Aménagée en surface cylindrique, la surface de came 28 des pièces de poussée 21 glisse alors sur les surfaces d'appui 29 qui sont des surfaces obliques, tandis que, par ailleurs, les pièces de poussée 21 prennent appui axialement, par leurs surfaces d'appui 47, contre l'épaulement 44 de la coquille ll du. différentiel. Il en résulte un déplacement de l'anneau de poussée 17 en direction axiale, vers les disques de friction 30, 31 de l'embrayage à friction 18, de sorte que la liaison par frottement se trouve accrue.' Cela provoque un entraînement du carter 32 de l'accouplement à fluide visqueux 19. L'accouplement & fluide visqueux 19 possède en plus de son carter 32 un moyeu 33 qui y est monté coaxialement. Dans le volume intérieur de l'accouplement à fluide -visqueux 19, des disques ou lamelles intérieurs 35 alternent, en direction axiale, avec des disques ou lamelles extérieurs 34. Les disques extérieurs 34 sont mutuellement 0. solidarisés en rotation par une denture 37 dans le carter 32 et par une denture correspondante aménagée sur leur pourtour extérieur. Dans leur alésage, les disques intérieurs 35 présentent également une denture par laquelle ils sont reçus, avec solidarisation en rotation, sur une denture 38 du moyeu 33. Les disques extérieurs 34 sont maintenus écartés les uns des autres par des bagues d'écartement 36, tandis que les disques intérieurs 35 sont maintenus avec possibilité de coulissement axial dans les dentures 38. Le volume intérieur de l'accouplement à fluide visqueux 19 non occupé par les disques extérieurs 34 et les disques intérieurs 35 est au moins partiellement rempli d'un fluide ou milieu visqueux, à savoir une huile silicone. Le moyeu 33 de l'accouplement a fluide visqueux 19 possède un alésage 39 qui est denté. Cet alésage 39 correspond sensiblement à l'alésage également denté 43 de la roue conique de sortie - 13. L'un des arbres d'entraînement 8, 9 est aménagé de manière à être simultanément lié, avec possibilité de transmission de couple, à la roue conique de sortie 13 et au moyeu 39 de l'accouplement à fluide visqueux 19. Si, comme exposé dans ce qui précède, I'agencement à friction de l'embrayage à friction 18 est sollicité par l'anneau de poussée 17 et entraîne le carter d'accouplement 32, la différence entre les vitesses de rotation des disques extérieurs 34 et des disques intérieurs 35, dans le cas o l'une des roues coniques de sortie 12 ou 13 tourne sensiblement plus vite que l'autre, et o un couple est appliqué, a pour effet qu'il s'établit un couple tel qu'il y a aussi un entraînement de l'arbre de sortie 8 ou 9 conjugué conjointement au moyeu 33 et à la roue conique de sortie 13. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATICOS: 1. Différentiel à roues. coniques, notamment pour véhicules automobiles, comportant: une coquille de différentiel entraînée, montée à rotation dans un carter; deux roues coniques de sortie (12, 13) coaxiales à la coquille de différentiel dans laquelle elles sont reçues à rotation, chacune de ces roues coniques de sortie pouvant être solidarisée en rotation à un arbre d'entraînement; des roues satellites coniques (14) qui sont en prise avec les roues coniques de sortie et sont reçues à rotation sur des tourillons (15) qui sont perpendiculaires à l'axe de rotation de la coquille de différentiel (11); et des moyens pour le blocage limité automatique du mouvement de compensation, caractérisé par le fait qu'il est prévu, en tant que moyens pour le blocage limité automatique, un embrayage à friction (18) pouvant être sollicité par l'intermédiaire des tourillons (15) des roues satellites coniques (14) et par l'intermédiaire d'un anneau de poussée (17) solidarisé en rotation,, toutefois avec possibilité de déplacement axial, à la coquille (11) du différentiel et un accouplement à fluide visqueux (19) qui peut être couplé à l'embrayage et qui est solidarisé en rotation à l'un des arbres d'entraînement (8, 9). 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'anneau de poussée (17) est muni de saillants radiaux (29) qui sont guidés dans des rainures (22) aménagées en direction axiale dans la surface intérieure (27) de la coquille de différentiel 3. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'aux tourillons (15) sont conjuguées des pièces de poussée (21) qui sont agencées, en étant guidées radialement, entre les surfaces extérieures (26) des roues satellites coniques (14) et la surface intérieure (27) de la paroi de la coquille de différentiel (11) et qui prennent appui axialement, d'une part contre la coquille de différentiel (11) et d'autre part, par l'intermédiaire d'une surface de came (18), contre une surface d'appui (29) de l'anneau de poussée (17). 4. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'embrayage à friction (18) présente deux jeux de disques de 2630.800 friction (30, 31) agencés en alternat, les disques de friction (30) du premier jeu étant solidarisés en rotation, toutefois avec possibilité de déplacement axial, à la coquille de différentiel (11), et les disques de friction (31) de l'autre Jeu étant solidarisés en rotation, toutefois avec possibilité de déplacement axial, au carter (32) de l'accouplement à fluide visqueux (19). 5. Différentiel selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les surfaces d'appui (29) de l'anneau de poussée (17) sont réalisées en tant qu'évidements en forme de V contre les surfaces ]0 obliques desquels les pièces de poussée (21) s'appliquent par leurs surfaces de came de forme circulaire (28). 6. Différentiel selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la coquille de différentiel (11) est munie d'un épaulement (44) à surface radiale plane, contre laquelle les pièces de poussée (21) s'appliquent en prenant appui. 7. Différentiel selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisé par le fait que les rainures (22) pour les saillants (20) de l'anneau de poussée (21) servent en même temps à recevoir, avec solidarisation en rotation, les disques de friction (30) conjugués à la coquille de différentiel (11). 8. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'accouplement à fluide visqueux (19) est constitué par un carter (32), par un moyeu (33) reçu à rotation dans ce carter, ainsi que par des disques extérieurs et intérieurs (34, 35) agencés en alternat, les disques extérieurs (34) étant conjugués, avec solidarisation en rotation, au carter (32), et les disques intérieurs (35) étant conjugués, avec salidarisation en rotation, au moyeu (33), et le volume intérieur non occupé par les disques étant au moins partiellement rempli d'un fluide visqueux, notamment une huile silicone. 9. Différentiel selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les disques extérieurs (34) sont maintenus à un intervalle mutuel fixe par des anneaux d'écartement (36).