Brevet FR2648885A1 — publié le 19901228

L'invention concerne un différentiel autobloquant dans lequel deux roues d'arbre d'essieu avec denture périphérique sont maintenues coaxialement dans une coquille de différentiel, et dans lequel un premier groupe de roues satellites est en prise avec l'une des deux roues d'arbre d'essieu et un deuxième groupe de roues satellites est en prise avec l'autre des deux arbres d'essieu, et des roues des deux groupes sont au moins indirectement en prise les unes avec les autres, et sont maintenues dans la coquille du différentiel. Par le brevet allemand DE-PS 22 06 107, on connaît des différentiels de ce type. L'effet de blocage partiel sous application d'un couple de rotation et en présence d'une différence entre les vitesses de rotation des roues des arbres d'essieu s'établit de manière prédominante par l'effet du frottement des roues satellites dans leurs trous, se manifestant en tant que forces de réaction sous l'effet du déplacement par les forces des dents. Les roues des arbres d'essieu se trouvent alors sensiblement en équilibre du fait de l'agencement symétrique des roues satellites. Par le document %0 89/03943, on connait en outre des différentiels du type mentionné plus haut. L'effet de blocage partiel est en outre engendre dans les engrènements hélicoïdaux. L'engrénement mutuel des roues satellites s'effectue dans des portions extérieures, à denture droite. Des différentiels du type indiqué au début sont également connus par le document VO 87/00900. Là encore, l'effet de blocage partiel est engendré dans les engrenages hélicoidaux. L'engrènement mutuel des satellites est réalisé indirectement, par l'intermédiaire d'une roue intercalaire agencée avec axe de rotation en croix. La présente invention a pour but de parvenir à un différentiel autobloquant du type indiqué au début, qui, pour une complexité de construction sensiblement inchangee, autorisera un accroissement notable de l'effet de blocage. Ce but est atteint par 'le fait que les roues satellites sont réparties asymétriquement sur le pourtour de la coquille et que les roues des arbres d'essieu sont maintenues avec possibilité de coulissement dans des évidements de la coquille, avec possibilité de deplacement radial par rapport a celle-ci. Dans une forme de réalisation préférée, l'agencement des roues satellites se limite essentiellement à une moitié de pourtour de la coquille du différentiel. L'effet obtenu par cette solution selon l'invention réside en ce que les forces des dents des satellites, par rapport aux roues des arbres d'essieu, ne s'égalisent pas et que les composantes s'ajoutent en direction de la moitié de différentiel moins occupée, ou même pas du tout occupée par des satellites. Cela conduit à la production dans cette direction, alors que les roues des arbres d'essieu subissent des déplacements radiaux correspondants, de forces de frottement sur des surfaces de friction prévues a cette fin, tandis qu'inversement chaque satellite individuel est poussé radialement vers l'extérieur et géenère de façon connue des forces de frottement sur ses surfaces de glissement. Les surfaces de friction sur la coquille de différentiel, pour coopérer avec les roues des arbres d'essieu, peuvent être aménagées de diverses manieres. Selon une première possibilité, on prévoit des poches cylindriques dans lesquelles les roues des arbres d'essieu glissent directement sur les sommets de leurs dents. Une deuxième possibilité consiste a laisser les zones des dentures se mouvoir avec du jeu et à produire le frottement dans les trous cylindriques, par des partiestourillons succédant aux roues des arbres d'essieu. Selon une troisième possibilité, on peut rapporter aux roues des arbres d'essieu des cônes relativement obtus quant a leur angle, lesquels glissent dans des cônes conjugues correspondants que comporte la coquille du différentiel, ce qui a pour résultat que l'on obtient un effet de blocage particulièrement élevé lors d'un déplacement radial des roues des arbres d'essieu. Si les cônes ne sont pas prévus en agencement symétrique, il s'établit en outre une poussée axiale susceptible de produire un frottement supplémentaire sur une surface frontale située en vis-à-vis. Pour la réalisation des surfaces de friction des roues satellites dans la coquille du différentiel, on dispose sensiblement des mêmes possibilités que celles indiquées dans ce qui précède a propos des roues des arbres d'essieu, et il est en outre possible de réaliser les roues satellites en forme de douilles ou manchons et de les laisser courir en glissant sur des tourillons insérés dans la coquille de manière à y être immobilisées. Les surfaces de glissement peuvent être des douilles ou manchons en matériau approprié, insérés dans la coquille du différentiel, ces douilles ou manchons devant être fendus longitudinalement dans la région des engrènements, et/ou lesdites surfaces de glissement peuvent consister en bagues frontales. Ces dernières doivent être prévues dans les cas o, par exemple du fait d'une denture oblique ou de l'utilisation de ressorts de compression, des forces de frottement supplémentaires sont engendrées sur les faces frontales des roues des arbres d'essieu ou des roues satellites. Comme les arbres liés aux roues des arbres d'essieu sont habituellement montes sur palier dans le bottier du différentiel, un mouvement radial des roues des arbres d'essieu dans la coquiile du différentiel n'est alors possible sans dispositions supplémentaires que si le systeme de palier est a une distance axiale notable des roues des arbres d'essieu. Si tel n'est pas le cas, il convient alors de prévoir, selon un développement complémentaire, qu'un support pour les roues satellites et les roues des arbres d'essieu est présent dans la coquille du différentiel, ce support étant maintenu avec possibilité de coulissement ou déplacement en translation dans la coquille du différentiel, suivant la direction de la résultante des forces des roues déterminee par l'agencement asymétrique des roues satellites. En présence du couple de rotation, le frottement supplémentaire correspondant entre roues des arbres d'essieu et ce support devient également possible pour une position inchangée des roues des arbres d'essieu, le support étant notamment déplacé radialement par les forces de réaction des roues satellites. Selon une forme de réalisation particulière, on prévoit entre coquille du différentiel et support un guide radial dont le tracé suit la direction de cette résultante. Afin que l'agencement inégal des roues satellites dans la coquille du différentiel ne soit pas la cause d'un balourd ou déséequilibre, il est avantageux de prévoir des trous d'équilibrage dans la moitié de coquille en vis-à-vis des roues satellites ou des poids d'équilibrage sur la moitié de coquille dotée des roues satellites, leurs volumes devant correspondre sensiblement aux évidements de denture des roues satellites, dans la mesure o ils font prise dans leurs évidements dans la coquille du différentiel. L'accroissement, décrit dans ce qui précède, des forces de frottement sur les roues des arbres d'essieu en présence d'une différence entre les vitesses de rotation des roues des arbres d'essieu et en présence d'un couple de rotation a pour effet qu'il est couramment possible, dans le cas d'un mécanisme du type indique en premier, d'opérer avec une simple denture droite des roues. Une denture oblique permet toutefois aussi de produire des forces de frottement supplémentaires sur les faces frontales des roues dentées, forces qui augmentent l'effet de blocage. Le type indiqué en premier, dans lequel les roues satellites a axes parallèles, se trouvant en prise chacune avec l'une des roues des arbres d'essieu, doivent engrener mutuellement au moins par paire(s), inclut les exécutions dans lesquelles les roues satellites engrènent mutuellement par exemple en groupes de trois ou en anneau ferme. La taille des roues satellites n'est pas nécessairement la même dans ce type de mécanisme. Pour des questions d'encombrement, il peut être avantageux qu'elles soient réalisées avec des diamètres différents. Si les roues des arbres d'essieu sont de même taille, cela ne change rien au rapport de couples compenses sur les roues des arbres d'essieu. Une répartition inégale du couple sur les roues des arbres d'essieu est également possible en principe, en donnant aux roues des arbres d'essieu des tailles différentes que l'on peut également choisir. Pour résumer, on peut citer non limitativement, pour les possibles de mise en oeuvre de l'invention, les particularités suivantes, dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles: le fait que les roues des arbres d'essieu sont directement maintenues, avec possibilité de glissement sur les sommets de leurs dents, dans les évidements de la coquille du différentiel; le fait que les roues des arbres d'essieu sont maintenues, par les extrémités des parties-tourillons situées aux extrémités des parties dentées, dans les évidements de la coquille du différentiel; le fait que les roues des arbres d'essieu sont maintenues, par des surfaces coniques situées aux extrémités des parties dentées, dans des surfaces coniques conjuguées que comporte la coquille du différentiel; le fait que les roues satellites sont maintenues indirectement, avec possibilité de glissement sur les sommets de leurs dents, dans les évidements de la coquille du différentiel; le fait que les roues satellites sont maintenues avec possibilité de glissement dans des trous de la coquille du différentiel, par l'intermédiaire de portions lisses de tourillons situées aux extrémités; le fait que les roues satellites sont réalisées en tant que manchons ou douilles et maintenues avec possibilité de glissement sur des tourillons insérés dans la coquille du différentiel; le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites sont des vis sans fin et des roues à vis sans fin; le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des axes qui se croisent, et le fait que les roues satellites sont en prises les unes avec les autres par l'intermédiaire de dentures d'engrenage droit agencées aux extrémités des parties vis sans fin; le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des arbres parallèles et les roues satellites sont en prises les unes avec les autres, indirectement, a chaque fois par l'intermédiaire de roues à vis sans fin avec axes croisés agencées en position intercalaire; le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des axes parallèles et sont dentées en hélice ou obliquement; le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des axes parallèles et sont des roues droites à denture droite; le fait que des trous sont prévus dans la coquille du différentiel à des fins d'équilibrage; le fait que des poids d'équilibrage fixés ou rapportés par coulée sont fixés à la coquille du différentiel; le fait qu'il est prévu, dans la coquille du différentiel, un support pour les roues satellites et les roues des arbres d'essieu, lequel support est maintenu avec possibilité de déplacement perpendiculairement à l'axe de la coquille, sensiblement en direction de certaines forces résultant de l'agencement asymétrique des roues satellites; le fait qu'un guide longitudinal dont le tracé suit la direction des forces résultantes des roues est prévu pour le support, dans la coquille du différentiel; le fait que des inserts en matériau de friction pour les roues des arbres d'essieu et/ou les roues satellites sont inséres, sous forme de douilles fendues longitudinalement ou de disques de friction frontale ou de cônes de friction, dans les evidements de la coquille du différentiel; et le fait que les roues satellites du premier groupe présentent un diametre différent de celui des roues satellites du deuxième groupe. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus complètement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux dessins dont les figures representent: - la figure la, en coupe transversale, un différentiel à blocage selon l'invention, avec repartition égale des couples; - la figure lb, en coupe longitudinale, un différentiel à blocage selon l'invention, conforme à la figure la; - la figure 2a, en coupe transversale, un différentiel à blocage selon l'invention, avec répartition inégale des couples de rotation; et - la figure 2b, en coupe longitudinale, un différentiel à blocage selon l'invention, conforme à la figure 2a. Sur la figure la, on a représenté une coquille de différentiel 1 à laquelle est fixée une bride 2. Dans cette coquille est maintenue une première roue d'arbre d'essieu 3 se trouvant en condition d'engrènement direct avec quatre roues compensatrices ou satellites 4 qui sont inégaiement répartis sur le pourtour et qui, pour leur part, sont en prise, à chaque fois par paire, avec quatre autres roues compensatrices ou satellites 5. Ces satellites sont en prise avec une deuxième roue d'arbre d'essieu non représentée dans la coupe transversale. Une douille intermédiaire 6 permet aux deux roues d'arbre d'essieu de prendre appui l'une contre l'autre. Un support 7 est maintenu dans la coquille 1 du différentiel de manière à pouvoir y être déplacé radialement, de sorte qu'un déplacement radial des roues dites satellites 4 et 5 appuie du côté opposé le support 7 contre les roues des arbres d'essieu. Tous les satellites 4 et 5 et les roues des arbres d'essieu sont directement reçus à glissement dans le support 7. Dans la coquille 1 du différentiel, on a prévu des rainures mutuellement opposées 8 dans lesquelles s'engagent des pièces d'ajustement 10 qui sont liées au support 7 par des vis 9 et qui sont agencées en vis-a- vis, sensiblement dans la direction de la resultante des forces des roues satellites 4, 5, et forment un guide radial. Sur la figure lb, on peut reconnaître, outre les parties correspondantes de la figure la munies des mêmes références, la roue d'arbre d'essieu 11 située en vis-a-vis de la roue d'arbre d'essieu 3, et la prise d'appui mutuel de ces deux roues par l'intermédiaire du manchon ou douille intercalaire 6 apparait nettement. Une vis 12 sert à l'assemblage des deux moitiés de la coquille 1 du différentiel. Sur la figure 2a, on a représente une coquille de différentiel 1 à laquelle est fixée une bride 2. Dans cette coquille est maintenue une première roue d'arbre d'essieu 3 qui est en condition d'engrènement direct avec quatre roues satellites 4 irrégulièrement réparties sur le pourtour, lesquelles sont elles-mêmes, à chaque fois par paire, en prise avec quatre autres roues satellites 5. Ces dernières sont en prise avec une deuxième roue d'arbre d'essieu non représentée dans la coupe. Un trou de compensation 13 est prévu dans la moitié de boîtier située en vis-à- vis des évidements pour les satellites 4 et 5. Un trou de lubrifiant 14 va à chacun des satellites 5. Sur la figure 2b, on peut reconnaître, au-dela des parties correspondantes de la figure 2a munies des mêmes références, la roue d'arbre d'essieu 11 en vis-a-vis de la roue d'arbre d'essieu 3. Une vis 12 sert a l'assemblage de la coquille de différentiel 1 en trois parties. On peut voir que les roues des arbres d'essieu, 3 et 11, qui sont directement liées aux arbres d'essieu 15 et 16, prennent appui vers l'intérieur par rapport à la partie médiane de la coquille i du différentiel. Les roues 3 et 11 des arbres d'essieu ont des diamètres différents, en vue d'une répartition inégale du couple de rotation. 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. REVENDICATIONS: 1. Différentiel autobloquant dans lequel deux roues d'arbre d'essieu (3, 11) avec denture périphérique sont maintenues coaxialement dans une coquille de différentiel (1), et dans lequel un premier groupe de roues satellites (4) est en prise avec l'une des deux roues d'arbre d'essieu (3) et un deuxième groupe de roues satellites (5) est en prise avec l'autre des deux arbres d'essieu (11), et des roues (4, 5) des deux groupes sont au moins indirectement en prise les unes avec les autres, et sont maintenues dans la coquille (1) du différentiel, caractérise par le fait que les roues satellites (4, 5) sont reparties asymetriquement sur le pourtour de la coquille (1) et que les roues (3, 11) des arbres d'essieu sont maintenues avec possibilité de coulissement dans des evidements de la coquille (1), avec possibilité de déplacement radial par rapport à celle-ci. 2. Differentiel selon la revendication 1, caracterisé par le fait que les roues satellites (4, 5) sont agencees sur une moitié du pourtour de la coquille du différentiel. 3. Différentiel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les roues (3, 11) des arbres d'essieu sont directement maintenues, avec possibilité de glissement sur les sommets de leurs dents, dans les évidements de la coquille (1) du différentiel. 4. Différentiel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les roues des arbres d'essieu sont maintenues, par les extrémités des parties-tourillons situées aux extrémites des parties dentées, dans les évidements de la coquille (1) du différentiel. 5. Différentiel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les roues des arbres d'essieu sont maintenues, par des surfaces coniques situées aux extrémités des parties dentées, dans des surfaces coniques conjuguées que comporte la coquille du différentiel. 6. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé par le fait que les roues satellites (4, 5) sont maintenues indirectement, avec possibilité de glissement sur les sommets de leurs dents, dans les évidements de la coquille (1) du différentiel. 7. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les roues satellites sont maintenues avec possibilité de glissement dans des trous de la coquille du différentiel, par l'intermédiaire de portions lisses de tourillons situées aux extrémités. 8. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les roues satellites sont réalisées en tant que manchons ou douilles et maintenues avec possibilité de glissement sur des tourillons insérés dans la coquille du différentiel. 9. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites sont des vis sans fin et des roues à vis sans fin. 10. Différentiel selon revendication 9, caractérise par le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des axes qui se croisent, et par le fait que les roues satellites sont en prises les unes avec les autres par l'intermediaire de dentures d'engrenage droit agencées aux extrémitus des parties vis sans fin. !i. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caracterise par le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des arbres paralleles et les roues satellites sont en prises les unes avec les autres, indirectement, a chaque fois par l'intermédiaire de roues a vis sans fin avec axes croises agencées en position intercalaire. 12. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les roues des arbres d'essieu et les roues satellites ont des axes parallèles et sont dentées en helice ou obliquement. 13. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les roues des arbres d'essieu (3, 11) et les roues satellites (4, 5) ont des axes parallèles et sont des roues droites à denture droite. 14. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que des trous (13) sont prévus dans la coquille (1) du différentiel à des fins d'equilibrage. 15. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérise par le fait que des poids d'équilibrage fixes ou rapportés par coulée sont fixés à la coquille du différentiel. 16. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il est prévu, dans la coquille (1) du différentiel, un support (7) pour les roues satellites (4, 5) et les roues (3, 11) des arbres d'essieu, lequel support est maintenu avec possibilité de déplacement perpendiculairement à l'axe de la coquille, sensiblement en direction de certaines forces résultant de l'agencement asymétrique des roues satellites (4, 5). 17. Différentiel selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'un guide longitudinal (8, 9, 10) dont le tracé suit la direction des forces résultantes des roues est prévu pour le support (7), dans la coauille (1) du différentiel. 18. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caracterisé par le fait que des inserts en matériau de friction pour les roues des arbres d'essieu et/ou les roues satellites sont insérés, sous forme de douilles fendues longitudinalement ou de disques de friction frontale ou de cônes de friction, dans les évidements de la coquille du différentiel. 19. Differentiel selon l'une quelconque des revendications 1 a 18, caracterisé par le fait que les roues satellites du premier groupe présentent un diamètre différent de celui des roues satellites du deuxième groupe. 20. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que, pour produire une répartition inégale du couple de rotation, les deux roues (3, 11) des arbres d'essieu ont des diamètres différents.