Brevet FR2698052A1 — publié le 19940520

PROCEDE DE TRANSFORMATION D'UN DISPOSITIF DE TRANSMISSION POUR L'ENTRAîNEMENT DE ROUES D'UN VEHICULE 4 ROUES MOTRICES ET DISPOSITIF DE TRANSMISSION AINSI OBTENU. La présente invention concerne les véhicules dotés d'un dispositif de transmission permettant l'entraînement des quatre roues. De tels véhicules sont généralement équipés d'un différentiel central dont le rôle est de permettre, en cas de patinage d'une roue ou d'un train de roues, la rotation des roues d'un train à une vitesse différente de celle des roues de l'autre train. La figure 1 représente un mode de réalisation d'un tel différentiel central. Le différentiel central représenté sur la figure 1 est interposé entre un arbre d'entraînement d'un train de roues avant 1 et un arbre d'entraînement d'un train de roues arrière 2. Le différentiel central se compose d'un carter 3 qui est réalisé par l'assemblage de deux pièces 4 et 5, et qui est monté sur un support 6, par exemple le carter d'une boîte de vitesses ou boîte de transfert, par l'intermédiaire de paliers 7, de manière à pouvoir tourner autour d'un axe 8 coïncidant avec les axes des arbres d'entraînement 1 et 2. Les paliers 7 ont été représentés ici sur la partie centrale du carter 3 mais sont généralement montés sur des prolongements axiaux de ce dernier. Le carter 3 présente une forme circulaire de révolution autour de l'axe 8 et il abrite des organes de liaison cinématiques entre les arbres 1 et 2. Ces organes de liaison comprennent deux paires de satellites 9 montées chacune sur les branches d'un croisillon formé de deux barreaux ou axes transversaux concourants orthogonaux 10 et 10' dont les extrémités 10a sont reçues à force dans des demi-alésages ménagés à cet effet dans les faces des pièces 4 et 5 du carter 3 en regard l'une de l'autre. L'assemblage des deux pièces 4 et 5 du carter 3 s'effectue au moyen de vis 11 dont la tige filetée lîa se visse dans un taraudage 12 ménagés dans la pièce 5 du carter 3. Les satellites 9, de forme conique, engrènent chacun simultanément avec deux planétaires 13 et 14, également de forme conique, dont l'un, 13, est engagé sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement 1 et l'autre, 14, est engagé sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement 2. Les satellites 7 sont montés fou sur les axes 10 et 10' du croisillon, et les planétaires 13, 14 sont engagés sur un tronçon d'extrémité cannelée la, 2a des arbres 1, 2. Les extrémités cannelées la, 2a sont chacune ajustées dans un trou axial 13a, 14a du planétaire 13, 14 correspondant. Des rondelles 15 et 15' à faible coefficient de frottement sont interposées entre chaque planétaire 13 ou 14 et un changement de section de la pie ce 4 ou 5 du carter 3 reliant la partie centrale 4a, 5a, de chacune des pièce à un prolongement axial de diamètre plus faible 4b ou 5b recevant respectivement l'arbre 1 et 2. Le carter 3 est susceptible d'être entraîné en rotation autour de l'axe 8, à partir du moteur non représenté du véhicule, par l'intermédiaire d'une bote de vitesses également non représentée, dont le pignon de sortie non représenté engrène avec un pignon 16 lié au prolongement 5b de la pièce 5 du carter 3. L'ensemble étant reçu dans la bote de transfert ou la boîte de vitesse baigne au moins partiellement dans de l'huile assurant la lubrification nécessaire au différentes liaisons visqueuses. On comprend que lors de la mise en rotation du carter 3, les satellites 9 appliquent sur les planétaires 13 et 14, et par conséquent sur les arbres d'entraînement 1 et 2, un couple d'entraînement qui est normalement le même pour les deux arbres 1 et 2. Lorsque l'une des roues ou les deux roues d'un train, avant ou arrière, du véhicule cessent d'adhérer au sol pour une raison quelconque, le différentiel central, représenté à la figure 1, réagit de la manière suivante L'arbre 1 ou 2 relié aux roues conservant une certaine adhérence avec le sol va opposer aux satellites 9 une résistance nettement supérieure à celle opposée par l'autre arbre 2, 1. Il en résulte que les satellites 9 vont tourner autour de leur axe 10, 10', permettant de ce fait des vitesses de rotation différentes des planétaires 13 et 14 et donc des arbres 1 et 2. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 1, l'arbre d'entraînement de roues avant 1 est susceptible d'être directement relié en rotation avec le carter 3 au moyen d'un crabot 17. Le crabot 17 se présente, dans l'exemple représenté à la figure 1, sous la forme d'une couronne dentée intérieurement, en prise avec une denture 18 du carter 3 ménagée sur le prolongement 4b de la pièce 4. La couronne 17 peut se déplacer axialement (double flèches F) entre une première position, dite de travail, telle que représentée à la figure 1, position pour laquelle ladite couronne 17 engrène aussi avec un pignon 19 de l'arbre 1, et une position dite de désaccouplement, représentée en traits d'axes sur la figure 1, position pour laquelle la couronne 17 n'engrène qu'avec le carter 3. L'ensemble des éléments : couronne 17, denture 18, pignon 19, constituent un organe externe d'accouplement à rapport fixe escamotable, qui est disposé à l'extérieur du carter 3, et qui permet à volonté de mettre en oeuvre ou de désenclancher le différentiel central formé par les satellites 9, les planétaires 13 et 14, disposés dans le carter 3. Un levier de commande du crabot 17 est ramené à l'intérieur de l'habitacle du véhicule (non représenté). On comprend que, dans les deux positions de l'organe externe d'accouplement escamotable 17 à 19, le véhicule fonctionne avec ses quatre roues motrices. Il en résulte que le dispositif représenté à la figure 1 ne permet pas de faire fonctionner le véhicule avec seulement deux roues motrices, par exemple les roues du train avant ou celles du train arrière. L'utilisation grandissante de véhicules quatres roues motrices sur routes classiques entraîne une consommation excessive de carburant et une usure accrue des éléments de transmission, alors qu'un entraînement en quatres roues motrices ne se justifie que par des conditions particulière du terrain. De telles conditions peuvent se présenter sur route en fonction des conditions atmosphériques mais sont essentiellement présentes en circulation hors routes. C'est pourquoi la présente invention a pour but de proposer un procédé permettant, moyennant des modifications mineures, de transformer le dispositif différentiel central en un dispositif permettant à volonté de faire fonctionner le véhicule, soit avec deux roues motrices, soit avec les quatre roues motrices. Ce but est atteint, conformément à l'invention du fait que l'on supprime la liaison cinématique différentielle interne au carter entre les arbres d'entraînement des trains de roues avant et arrière, en enlevant du carter les satellites et les planétaires, et que l'on réalise une liaison cinématique à rapport fixe interne au carter, de même sens entre le carter et l'arbre d'entraînement qui n'est pas directement entraînable par le moteur du véhicule via le carter, au moyen de l'organe externe d'accouplement escamotable. Ce procédé a d'abord pour avantage de mettre en oeuvre uniquement des modifications mineures telles que le montage et l'enlèvement des planétaires et des satellites et la disposition entre l'arbre non directement entraînable par le moteur, et le carter, d'un dispositif de liaison cinématique à rapport fixe logé dans le carter et permettant de relié cinématiquement ce dernier avec ledit arbre. Ce dispositif de liaison cinématique interne peut être réalisé très simplement au moyen d'un organe interne de solidarisation engagé sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement, et présentant un évidement recevant l'axe ou le barreau qui est fixé à l'intérieur du carter et qui servait au montage d'une paire de satellites du différentiel central. L'invention concerne aussi un dispositif de transmission pour l'entraînement des trains de roues du véhicule, permettant à volonté le fonctionnement du véhicule avec deux roues ou quatre roues motrices, ce dispositif comportant le carter d'un différentiel central, carter dans lequel subsiste au moins un barreau transversal interne destiné primitivement au montage d'une paire de satellites du différentiel central. Ce dispositif de transmission est caractérisé, conformément à l'invention, en ce que l'arbre d'entraînement du train de roues qui n'est pas directement entraînable par le carter au moyen de l'organe externe d'accouplement escamotable, est solidarisé en rotation de façon permanente avec le carter au moyen d'un organe interne de solidarisation prévu à l'extrémité dudit arbre d'entraînement, organe qui est engagé sur une extréminté de l'arbre nondirectement entraînable et qui est logé dans le carter en enserrant le barreau transversal interne. Avantageusement, l'organe interne de solidarisation, engagé sur ladite extrémité dudit arbre d'entraînement, est constitué en au moins deux pièces fixées l'une à l'autre et délimitant entre elles un évidement conformé pour recevoir au moins une zone du barreau transversal du carter. Avantageusement, les pièces dudit organe interne de solidarisation sont fixées l'une à l'autre de façon démontable. Avantageusement, ledit organe interne de solidarisation est conformé de manière à pouvoir être logé avec un faible jeu latéral, dans le carter. Avantageusement, un embout est monté à l'extrémité de l'arbre directement entrainable, cet embout étant conformé pour pouvoir occuper, dans le sens axial, sensiblement le reste de l'espace intérieur du carter laissé libre par l'organe interne de solidarisation. Avantageusement, un élément de friction, de préférence en métal, à faible coefficient de frottement est interposé entre ledit embout et ledit élément de solidarisation. Il a pour objectif d'éviter tout risque d'accouplement en rotation de l'organe interne de solidarisation avec l'embout engagé sur l'arbre directement entraînable. Avantageusement, le carter abrite un croisillon formé de deux branches ou barreaux transversaux concourants perpendiculaires entre eux, fixés au carter. L'invention permet donc de transformer aisément un véhicule quatre roues motrices muni d'un différentiel central en un véhicule utilisable en quatre roues motrices ou deux roues motrices, sans apporter d'autre modification qu'un changement des éléments logés dans le carter du différentiel central, et en utilisant pour la commande du passage de quatre roues motrices à deux roues motrices et inversement, la commande servant initialement à mettre en oeuvre ou à désenclancher le différentiel central. L'invention peut être appliquée à tout différentiel central du type de celui décrit plus haut, qu'il soit muni d'un, de deux ou de plus de deux paires de satellites sur un barreau, un croisillon à deux branches, ou un croisillon à plus de deux branches, au moyen de simple modifications dimensionnelles ou du nombre d'évidements de l'organe interne de solidarisation pour adapter le dispositif selon l'invention au différentiel central auquel il est destiné. Le mode de transmission obtenu (traction avant ou propulsion arrière) obtenu en deux roues motrices est fonction du train entraîné par l'arbre qui n'est pas directement entraînable par le moteur du véhicule via le carter dans le différentiel central initial. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1, déjà décrite, est une vue schématique en coupe longitudinale d'un différentiel central d'un véhicule quatre roues motrices existant sur le marché - La figure 2 est une vue schématique en coupe partielle longitudinale d'un dispositif de transmission réalisé conformément à un mode de réalisation de l'invention à partir du différentiel central représenté à la figure 1 et - La figure 3 est une vue latérale partielle à partir du plan 3-III de la figure 2. Sur la figure 2, les éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références. On peut voir sur la figure 2 que les satellites 9 et les planétaires 13 et 14 de la figure 1 ont été enlevés. On a monté, à la place de ces éléments, des embouts à l'extrémité de chaque arbre 1, 2. Ainsi, à l'extrémité de l'arbre d'entraînement 2, on a monté un embout 20 qui occupe une grande partie du volume intérieur du carter 3. L'embout 20 présente un alésage cannelé 20a dans lequel s'engage l'extrémité cannelée 2a de l'arbre 2 pour réaliser un accouplement en rotation. L'embout 20 présente en outre un évidement en forme de croix 20b conformé pour recevoir à force les branches 10 et 10' du croisillon lié au carter 3. Le croisillon est généralement réalisé par assemblage des deux branches 10 et 10' au moyen d'un méplat que comporte chaque branche 10 et 10' dans sa partie centrale, permettant l'enclenchement des branches l'une dans l'autre. Mais il pourrait tout aussi bien être d'une seule pièce sans gêner pour autant la mise en oeuvre de l'invention. L'embout 20 est réalisé en deux pièces 21 et 22 qui présentent toutes deux une forme générale annulaire et qui sont assemblées l'une avec l'autre au moyen de vis 23 ayant chacune une tête 23a logée dans une saillie 22a de la face terminale 20c de la pièce 22 de l'embout 20, et une tige filetée 23b se vissant dans un taraudage 21a de la pièce 21 de l'embout 20. Ainsi, les pièces 21 et 22 de l'embout 20 délimitent entre-elles, par des demi-alésages qu'elles comportent, l'évidement 20b destiné à recevoir les branches 10 et 10' du croisillon. L'embout 20 constitue bien un organe interne de solidarisation réalisant une liaison cinématique à rapport fixe entre le carter 3 et l'arbre non directement entraînable 2. A l'extrémité la de l'arbre d'entraînement 1, on a monté un embout 24 muni d'un alésage cannelé 24a d'accouplement en rotation avec l'arbre 1. Cet embout 24 est conformé et dimensionné pour pouvoir occuper, dans le sens de l'axe 8, sensiblement le reste de l'espace intérieur 25 de la partie centrale du carter 3 laissé libre par l'embout 20, partie centrale qui est délimitée par les parties centrales 4a et 5a des pièces 4 et 5 du carter 3. Comme on peut le voir sur la figure 2, on voit qu'il subsiste en réalité un jeu axial entre les embouts 20 et 24. Ce jeu est avantageusement occupé par un élément de friction telle qu'unie rondelle de préférence en bronze ou en bakélite 26 ayant pour but d'éviter tout risque d'accouplement en rotation des deux embouts 20 et 24 par leur face respective en regard l'une de l'autre. Les embouts 20 et 24 possèdent, comme les planétaires 13 et 14, un fût arrière 27, 28 en forme de manchon qui permet un prolongement de l'alésage cannelé 20a, 24a dans lesquels sont engagées les extrémités cannelées 2a, la des arbres 2, 1. Les fûts 27 et 28 sont logés avec un ajustement visqueux à film d'huile, dans un alésage 29, 30 des prolongement 5b et 4b des pièces 5 et 4 du carter 3, les alésages 29 et 30 se trouve donc disposés de part et d'autre de la cavité centrale de plus fort diamètre 25 du carter 3, cavité 25 dans laquelle est logé avec un faible jeu latéral l'embout 20. Le montage du dispositif selon l'invention s'effectue de la manière suivante. Le carter externe 6 de la bote de vitesse ou de transfert dans laquelle se trouve le différentiel central est ouvert, cette ouverture consistant à ôter ce que l'on appelle le nez de ce carter externe auquel est lié l'arbre directement entrainable 1 et le crabot 17, conduit à rendre accessible les têtes îîa des vis 11 d'assemblage du carter 3 du différentiel central. Ces vis 11 sont alors ôtées pour dégager la pièce 4 du carter 3, libérant ainsi la rondelle 15 et le planétaire 13 et rendant accessible les extrémités 10a des branches 10 et 10' du croisillon. Ce dernier est dégagé de l'évidement de la face devenue libre de la pièce 5 du carter 3, et les satellites 9 sont désengagés des branches 10 et 10' du croisillon sur lesquels ils étaient montés. Le planétaire 14 et la rondelle 15' sont alors ôtés et le carter est prêt à recevoir le dispositif selon l'invention. Pour cela, les pièces 21 et 22 sont assemblées autour des branches 10 et 10' du croisillon pour former l'embout 20, le croisillon se trouvant engagé à force dans 1' évidement 20b par vissage des vis 23 d'assemblage de l'embout 20. Après positionnement de la rondelle 15', on engage l'embout 20, par l'alésage cannelé 20a de sa pièce 21, sur l'extrémité cannelée 2a de l'arbre 2, le fût arrière 27 se trouvant par ce biais engagé dans l'alésage 29 du prolongement 5b de la pièce 5 du carter 3' ; les extrémités 10a des branches 10 et 10' du croisillon venant reposer dans les demi-alésages de la face libre de la pièce 5 du carter 3. On engage ensuite, après positionnement de la rondelle 15, le fût arrière 28 de l'embout 24 dans l'alésage 30 du prolongement 4b la pièce 4 du carter 3, puis on met en place la rondelle 26 et on referme le carter 3 par réassemblage de la pièce 4 sur la pièce 5 au moyen des vis 11, les extrémités 10a du croisillon se trouvant engagé à force dans les demi-alésages des pièces 4 et 5 par vissage des vis 11 d'assemblage du carter 3 On ramène enfin le carter 6 de la boîte de vitesse ou de transfert, remettant ainsi en place le crabot 17 et engageant ainsi l'extrémité cannelée la de l'arbre 1 dans l'alésage cannelé 24a de l'embout 24. Le dispositif est alors prêt à fonctionner après remise à niveau d'huile permettant l'ajustement visqueux à film d'huile des fûts arrières 27 et 28 dans les alésages 29 et 30 et évitant par lubrification des rondelles 15 et 26, l'accouplement par frottement de l'embout 20 avec la pièce 4 du carter 3 et de l'embout 24 avec la face terminale 20c de l'embout 20. Comme on le comprend de la description du dispositif ci dessus, le nombre de branches que comporte le croisillon, ou le fait que le différentiel central soit équipé d'un seul barreau et non d'un croisillon ne nuit en rien à la facilité de montage du dispositif, ni à son principe. Il suffit d'adapter l'évidement 20b de l'embout 20 au nombre de branches en fonction du type de différentiel central auquel il est destiné. Il en est de même pour le dimenssionnement des différents constituants qui est simplement à adapter en fonction du dimenssionnement du différentiel central du véhicule que l'on souhaite transformer, sans que le principe du dispositif n'en soit modifié. Ainsi, le dispositif représenté aux figures 2 et 3 permet de faire fonctionner le véhicule sur lequel il est monté, soit avec deux roues motrices, soit avec ses quatre roues motrices selon que l'organe externe d'accouplement à rapport fixe escamotable 17 à 19 est mis en position de désaccouplement (position représentée en trait d'axe sur la figure 2) ou en position de travail (représentée en trait continu sur la figure 2). REVENDICATIONS 1/ Procédé de transformation d'un dispositif de transmission pour l'entraînement de roues de véhicules du type comportant un arbre d'entraînement d'un train de roues avant (1), un arbre d'entraînement d'un train de roues arrières (2), et un différentiel central formé d'un carter (3) abritant deux planétaires (13, 14) et au moins une paire de satellites (9) montés sur un barreau transversal fixe (10) de l'intérieur dudit carter (3), ce dernier étant monté rotatif autour d'un axe (8) et susceptible d'être entraîné en rotation autour de cet axe, chaque planétaire (13, 14) étant engagé sur l'extrémité d'un (1, 2) desdits arbres d'entraînement, et chaque satellite (9) engrènant avec les deux planétaires (13 et 14) à la fois de manière à constituer avec ces derniers, une liaison cinématique différentielle entre lesdits arbres d'entraînement, l'un (1) desdits arbres d'entraînement de train de roues, dit arbre directement entraînable, étant en outre susceptible d'être directement relié en rotation avec le carter (3) au moyen d'un organe externe d'accouplement à rapport fixe escamotable (17 à 19) disposé à l'extérieur du carter (3), caractérisé en ce qu'on supprime la liaison cinématique différentielle entre les arbres d'entraînement (1, 2) en enlevant du carter (3) les satellites (9) et les planétaires (13 et 14), et ce que l'on réalise une liaison cinématique à rapport fixe entre le carter (3) et l'arbre non directement entraînable (2). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise la liaison cinématique à rapport fixe entre ledit carter (3) et ledit arbre non directement entraînable (2), au moyen d'un organe interne de solidarisation (20) engagé sur une extrémité (2a) dudit arbre (2) et présentant un évidement (20b) recevant au moins une zone dudit barreau (10) de l'intérieur dudit carter (3). 3/ Dispositif de transmission pour l'entraînement de roues de véhicule permettant le fonctionnement dudit véhicule à volonté soit avec deux roues, soit avec quatre roues motrices, du type comportant un arbre d'entraînement d'un train de roues avant (1), un arbre d'entraînement d'un train de roues arrières (2), et un carter (3) abritant au moins un barreau transversal fixe (10), ledit carter (3) étant monté rotatif (7) autour d'un axe (8) et étant susceptible d'être entraîné en rotation (16) autour de cet axe, l'un (1) desdits arbres d'entraînement de train de roues, dit arbre directement entraînable, étant en outre susceptible d'être directement relié en rotation avec ledit carter (3) au moyen d'un organe externe d'accouplement à rapport fixe escamotable (17 à 19) disposé l'extérieur du carter (3), caractérisé en ce que ledit arbre d'entraînement de roues (2) non directement entraînable est solidarisé en rotation de façon permanente avec ledit carter (3) au moyen d'un organe interne de solidarisation (20), engagé sur une extrémité (2a) dudit arbre non directement entraînable (2), et logé dans ledit carter (3) en enserrant ledit barreau transversal (10). 4/ Dispositif de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe interne de solidarisation (20), engagé sur ladite extrémité (2a) dudit arbre d'entraînement (2), est constitué en au moins deux pièces (21, 22) fixées l'une à l'autre et délimitant entre elles un évidement (20b) conformé pour recevoir au moins une zone dudit barreau (10). 5/ Dispositif de transmission selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites pièces (21, 22) dudit organe interne de solidarisation (20) sont fixées l'une à l'autre de façon démontable (23). 6/ Dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit organe interne de solidarisation (20) est conformé de manière à pouvoir être logé avec un faible jeu latéral dans le carter (3). 7/ Dispositif de transmission selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'un embout (24) est monté à une extrémité (la) dudit arbre directement entraînable (1), ledit embout (24) étant conformé pour pouvoir occuper dans le sens axial (8) sensiblement le reste de l'espace intérieur (25) dudit carter (3) laissé libre par ledit organe interne de solidarisation (20). 8/ Dispositif de transmission selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un élément de friction (26) en métal à faible coefficient de frottement est interposé entre ledit embout (24) et ledit organe interne de solidarisation (20). 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que ledit carter (3) abrite un croisillon formé de deux barreaux transversaux concourants perpendiculaires entre eux (10, 10') fixés audit carter (3) et en ce que ledit évidement (20b) dudit organe interne de solidarisation (20) est conformé et dimensionné pour recevoir par engagement à force au moins une zone de chaque barreau (10, 10') dudit croisillon.