Brevet FR2728834A1 — publié le 19960705

DISPOSITIF DE DEBLOCAGE DE DIFFERENTIEL. DESTINE A DES AUTOMOBILES. La présente demande de Brevet d'lnvention consiste, comme l'indique son énoncé, en un "DISPOSITIF DE DEBLOCAGE DE DIFFERENTIEL, DESTINE A DES AUTOMOBILES", dont les nouvelles caractéristiques de construction, construction et conception, remplissent la fonction pour laquelle il a été plus particuliérement projeté, avec une sécurité et une efficacité maximales. II existe sur le marché, et donc il peut être considéré comme état de la technique, un type de véhicule automobile à propulsion totale, dont la caractéristique de base consiste en ce qu'aussi bien les roues avant que les roues arrière sont motrices. Le mécanisme qui permet la propulsion totale est constitué d'éléments d'un dispositif de propulsion arrière courant, auxquels est ajoutée une traction avant, ce qui permet de rendre directrices les roues motrices elles-aussi. Ce type de véhicule automobile s'appelle à adhérence totale et plus couramment quatre par quatre, et il a naturellement plus de capacité pour monter les côtes, mais son avantage principal peut être surtout apprécié sur les mauvais chemins, étant donné qu'il se cramponne sur toutes les roues et monte, et en outre, comme les roues avant ont un dispositif de propulsion autonome, elles ne sont plus poussées par les roues arrière, ce qui permet de réduire notablement la résistance à l'avance. Le mécanisme en général comporte une boîte de vitesse classique à la sortie de laquelle l'arbre de transmission transmet le mouvement de rotation du moteur à une boîte de renvoi, d'où partent les deux arbres cardan qui entraînent les essieux avant et arrière, tous deux étant dotés d'un différentiel, de la manière connue, avec un pignon d'attaque qui influe sur la couronne correspondante. Le renvoi, également appelé boîte de transfert, permet pratiquement sur toutes les marques connues, de désaccoupler l'essieu avant de l'effort moteur pour que, sur les chemins neufs, les routes, les autoroutes, le véhicule marche comme un véhicule courant à propulsion arrière et, en même temps, celui-ci doté d'un engrenage réducteur qui, lorsqu'on fait fonctionner toutes les roues en tant que motrices, diminue les vitesses foumies par la boîte de vitesse. La présente demande de Brevet d'lnvention a pour objet un dispositif de déblocage de différentiel, destiné à un type de véhicule existant sur le marché, sur lequel la traction de deux roues n'est pas possible, sauf que le véhicule marche toujours avec les quatre roues motrices, de telle sorte que, dans des conditions de fonctionnement normal, c'est-à-dire sur les routes, les autoroutes et en circulation urbaine, où la traction sur la totalité des roues n'est pas nécessaire, le véhicule consomme une quantité exagérée de carburant, par suite de la friction supérieure qu'entraîne le travail du differentiel avant et arrière et de la boîte de transfert, alors qu'en réalité et pour ce type de voies le véhicule peut circuler parfaitement avec la seule traction sur les roues carrière. Pour résoudre ce type d'inconvénients, il a été proposé précédemment des solutions altematives, consistant à modifier les paliers des roues avant, afin de transformer ceux-ci en demi-arbres qui peuvent être désaccouplés manuellement par l'usager lui-même et laissent les deux roues avant tourner à vide , mais en obligeant néanmoins la boîte de transfert à pousser l'arbre correspondant et à l'écart des paliers cités qui, pour cette raison, ont été réalisés en deux pièces qui peuvent être accouplées. Ce type de solution, sans être d'un coût élevé, présente de nombreux inconvénients, étant donné que l'usager lui-même doit se baisser au-dessous du véhicule, ou bien positionner celui-ci immobilisé sur une fosse et procéder au désaccouplement des deux demi-arbres sur lesquels le palier a été divisé ; tout cela comporte un certain risque, en ce sens qu'il peut arriver que par suite d'une fausse manoeuvre, une seule roue soit débrayée sans qu'il existe un danger pour la conduite du véhicule, mais néanmoins cela entraîne une perte de temps et nécessite que l'usager s'équipe des outils correspondants pour désaccoupler lesdits demi-arbres composant le palier. La présente invention permet de pallier tous ces inconvénients, en permettant que l'usager, depuis la cabine même du véhicule automobile puisse désaccoupler l'arbre avant à la sortie du pont avant de la boîte de transfert, à l'aide du levier correspondant situé sur le plancher de l'automobile, sans pour autant influer sur l'une quelconque des caractéristiques de la boîte de vitesse normale avec traction sur les roues arrière, ni non plus sur lesdites marches réductrices. Le dispositif préconisé de déblocage de différentiel, consiste essentiellement en une nouvelle conception d'une boîte de vitesse classique à laquelle on a ajouté quelques pièces d'une nouvelle conception, telles qu'un demi-arbre du côté de la transmission et un demi-arbre avant de sortie du différentiel central, lesquels peuvent être accouplés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un manchon mobile qui est commandé par l'intermédiaire du levier de débrayage correspondant, situé à l'intérieur de l'automobile. Un autre but de l'invention consiste à permettre au dispositif de déblocage de transférer la force de l'arbre moteur, aussi bien en traction arrière qu'en traction 4x4, mais avec la boîte de transfert bloquée, permettant ainsi une répartition de force de 50% entre les roues de l'avant et les roues de l'arrière avec cette seconde possibilité de 4x4, ainsi qu'une troisième possiblité, de telle manière que la transmission de force en mode 4x4 peut être effectuée sans bloquer la boîte de transfert, ce qui permet de circuler sur route avec une transmission de force de 25% sur la partie avant et de 75% sur les roues arrière. Malgré tout cela, sans perdre la possiblité de pouvoir circuler seulement avec traction sur les deux roues sur autoroutes, les voies interurbaines et les routes sur lesquelles la traction sur les quatre roues n'est pas nécessaire, on obtient cette nouvelle et troisième possibilité de passer sans blocage, en traction 4x4 et avec un blocage, dans les deux options précédentes. D'autres détails et caractéristiques de la demande apparaîtront plus clairement au cours de la description qui suit, dans laquelle il est fait référence aux dessins annexés à ce document sur lesquels sont représentés, d'une manière un peu schématique, les détails préférés. Ces détails sont donnés à titre d'exemple en se référant à un mode de réalisation pratique éventuel, mais il n'est pas limité aux détails qui y sont exposés ; c'est pourquoi, cette description doit être considérée du point de vue explicatif et sans limitations d'aucune sorte. Par référence aux dessins sont cités les éléments suivants: (10) roues, (11) pont arrière, (12) arbre de transmission arrière, (13) arbre de transmission avant, (14) boîte de transfert, (15) entraînement ou boîte différentielle, (16) manchon mobile, (17) entraînement de l'arbre de transmission, (18) pont avant, (19) demi-arbre avant, (20) entraînement du demi-arbre, (21) entraînement pilote, (22) manchon mobile-roue, (23) anneau de sécurité, (24) demi-arbre côté différentiel, (25) demi-arbre côté transmission, (26) couronne dentée, (27) surface avant cannelée du manchon (16), (28) zone intérieure, (28a) cannelures, (29) évidement, (30) zone cannelée, (31) zone arrière, (32) zone centrale lisse, (33) zone avant cannelée, (33a) cannelures, (34) couronne arrière dentée, (35) demi-arbre avant plein du différentiel central côté boîte de transfert, (36) levier de débrayage, (37) levier de transfert, (38) articulation, (39) extrémité inférieure, (40) cavité, (41) poussoir, (42) ressort, (43) extrémité inférieure, (44) évidement conique, (45) dispositif de déblocage du différentiel, (47) franges, (48) franges, (49) surface courbe, (50) tirant, (51) coussinet, (52) fourche. La Figure 1 est une vue de dessus en plan d'un système de traction permanente , sur les quatre roues 10 schématisé, sur laquelle le différentiel se trouve débloqué, c'est-à-dire que le pont avant n'est pas poussé par l'action du moteur, la puissance du couple étant transmise au pont arrière uniquement. La Figure N"2 est une vue identique à celle de la Figure 1, mais sur laquelle le différentiel se trouve bloqué, c'est-à-dire qu'il existe une traction sur les quatre roues 10. La Figure 3 est une vue semblable à celle de la Figure 1, mais d'un système de traction des seules roues avec possibilité de traction sur les quatre roues 10. La Figure N"4 est un système semblable à celui de la Figure 1, de traction sur les quatre roues 10 avec différentiel ne pouvant être bloqué et arbre de transmission avant verrouillé. La Figure N"5 est une figure semblable à celle de la Figure 1, d'un système de traction des seules roues arrière 10, mais avec traction sur les quatre roues, et avec traction sur les seules roues arrière par l'intermédiaire d'un arbre de transmission avant libre et de demi-arbres avant libres. La Figure 6 est une figure identique à la Figure 1 d'un système de traction sur les quatre roues 10 avec différentiel non blocable, arbre de transmission avant verrouillé et demi-arbres avant verrouillés. La Figure 7 est une coupe longitudinale en élévation, du demiarbre avant (35) relié ou non au demi-arbre du côté de la transmission (25) par l'intermédiaire du manchon mobile (16). La Figure 8 est une coupe longitudinale ou une demi-section du demi-arbre du côté de la transmission (25) comportant les détails de tous ses composants. La Figure 9 est une demi-section longitudinale en élévation du demi-arbre, côté du différentiel (24). La Figure N"10 est une coupe transversale en élévation du manchon mobile (16). La Figure N"11 est une coupe longitudinale en élévation du dispositif (45) de déblocage de différentiel. La Figure N012 est une coupe partielle en élévation du dispositif de déblocage. Selon l'un des modes de réalisation préférés qui est l'objet de la présente demande, comme on peut voir aux figures numéros 1, 2, 3, 4, 5, et 6, un système de traction sur les quatre roues, est constitué essentiellement d'un pont avant (18), d'un pont arrière (11), qui reçoivent la traction par l'intermédiaire d'un arbre de transmission avant (13) et d'un arbre de transmission arrière (12) qui partent d'une boîte de transfert (14), laquelle reçoit à son tour le mouvement par l'intermédiaire des mécanismes appropriés du moteur de l'automobile. Depuis le pont arrière (11) et le pont avant (18), par l'intermédiaire des engrenages et paliers correspondants, est transmis le mouvement reçu par l'intermédiaire des arbres (13) et (12), aux roues (10). Sur les figures numéros 1, 2, 3, 4, 5, et 6 sont représentées d'une manière schématisée, les différentes possibilités de traction sur les roues (10) par la combinaison des éléments cités précédemment, tels que le pont arrière (11), la boîte de transfert (14) et le pont avant (18). A la Figure N"7 on peut voir le demi-arbre avant du différentiel central (35), dans la partie avant creuse duquel est logé en partie le demiarbre du côté de la transmssion (25). En fonction des besoins de l'usager et du véhicule, les deux demi-arbres (25) et (35) peuvent tourner à vide l'un par rapport à l'autre, ou bien d'une manière coordonnée, grâce au mouvement à droite ou à gauche, du manchon mobile (16). Le demi-arbre du côté de la transmission (25), comme on peut voir à la Figure 8, présente quatre zones distinctes, une zone arrière cylindrique (31), qui s'étend vers la droite dans une autre zone (30) qui présente des cannelures (30a) longitudinales et qui occupe la plus grande partie de sa longueur, aboutissant à une zone lisse qui s'élargit à son tour, formant une couronne dentée (26), qui s'étend à son tour vers la droite dans une zone cylindrique lisse, de plus grande longueur (28) que (30) et (31), laquelle aboutit à un évidement (29) dont la fonction est de servir de logement à un anneau de sécurité (23), qui évite que le demi-arbre avant (35) puisse sortir par la droite du demi-arbre (25). Le demi-arbre du côté différentiel (24), présente une zone centrale lisse (32) qui s'étend vers la droite, le long d'une autre zone cylindrique elle-aussi (33) d'un diamètre un peu plus grand, et dont la surface latérale est cannelée (33a), tandis que sur son autre côté gauche elle s'étend le long d'une couronne arrière dentée (34) de plus grand diamètre que la zone lisse (32), tout comme on peut le voir à la Figure 9. La coordination du mouvement entre (24) et (25) est effectuée par l'intermédiaire du manchon mobile (16), dont la configuration peut être appréciée à la Figure (10), lequel présente une zone sensiblement conique dépourvue de base dont la surface intérieure (28), présente des cannelures (28a), qui facilitent le contact avec la couronne (34) correspondant à (24) et la couronne (26) correspondant à (25). Comme on peut voir à la Figure 10, la surface latérale du manchon (16) présente des franges de largeurs différentes et de plus grand diamètre (47) et (48), la surface courbe (49) se trouvant entre les deux. Le mode de fonctionnement du dispositif (45) de déblocage du différentiel, comme on peut voir à la Figure 11, est comme suit: à l'aide du levier de débrayage (36) situé dans la partie inteme de l'habitacle de l'automobile et soumis à la structure résistante de celui par l'intermédiaire du tirant (50), I'usager pousse vers l'avant ou vers l'arrière, c'est-à-dire, à droite ou à gauche, selon la Figure 11, obligeant la partie extrême inférieure (39) qui se termine en forme de sphère, à pousser vers la droite ou vers la gauche, c'est-à-dire vers l'avant ou vers l'arrière, le levier de transfert (37), lequel, pour assurer un meilleur synchronisme, présente à son extrémité opposée à la zone de débrayage comprise entre (36) et (37), des évidements coniques (44) qui s'emboîtent dans les positions d'embrayage et de débrayage, dans l'extrémité inférieure sensiblement sphérique (43) du poussoir (41), lequel est doté du ressort correspondant qui exerce une action verticale vers le bas pour que la sphère située à l'extrémité inférieure (43) bloque avec force dans la position appropriée, le levier de transfert (37), permettant par son action le mouvement vers l'avant ou vers l'arrière, à droite ou à gauche, du manchon mobile (16). Ledit manchon mobile coordonne son mouvement avec le levier de transfert (37) par l'intermédiaire de la fourche (52). Le demi-arbre du côté de la transmission (25) monté à l'intérieur du demi-arbre avant de sortie différentiel (35) est accouplé à la boîte de transfert (14) à l'aide du coussinet correspondant (51), tout comme on peut voir à la Figure 11. A l'aide du dispositif de déblocage de différentiel, on atteint les buts souhaités consistant à faire en sorte que deux roues motrices, avec le pont avant et l'arbre correspondant, soient totalement désaccouplés, ce qui permet de réduire au maximum les frictions de l'arbre de transmission avant (13), du pont avant (18) et, des demi-arbres avant correspondants (19), grâce à quoi le véhicule consomme une plus petite quantité de carburant, et aussi bien les bruits que les vibrations sont réduits dans une grande proportion, lorsque cela est possible, c'est-à-dire, pour la circulation sur autoroutes et routes normales, pour laquelle il n'est pas nécessaire que le moteur de l'automobile transmette la totalité de son effort aux roues (10). La Figure numéro 12 est une coupe partielle en élévation du dispositif de déblocage avec ses parties les plus importantes, qui représente le dispositif de déblocage (10') qui comporte une roue dentée (21') toumant autour du demi-arbre avant plein (16') et qui est réuni en une seule pièce par les éléments correspondants, à la boîte de transfert, non représentée sur la figure. Le demi-arbre du côté de la transmission (11') est monté, pour l'une de ses parties, à l'intérieur du demi-arbre avant plein (16'), de telle manière que (11') peut tourner par rapportt à (16'), mais sans pouvoir se déplacer vers la droite, grâce à l'immobilisation produite par l'anneau de sécurité (20'). Le demi-arbre du côté de la transmission (11') est constitué d'une surface doublement conique de diamètres différents, la seconde (12') plus grande que la première (11'), et cette demière usinée formant des cannelures ou une zone cannelée (13'), une roue dentée (14') étant montée dans sa surface (12'). Quant au demi-arbre avant plein (16'), il est constitué d'une surface cylindrique, qui, à l'une de ses extrémités, fait corps avec une roue dentée (15'), tandis qu'à l'autre extrémité il présente une zone cannelée (19'). Pour la possibilité de faire toumer les roues (14'), (15') et (21') d'une manière altemative mais non simultanée, on dispose du manchon mobile (17') qui présente dans sa zone intérieure une dentelure longitudinale (18') qui sert à pouvoir le mettre en prise avec lesdites roues dentées (14'), (15') et (21'), depuis l'intérieur de l'automobile. En déplaçant le levier correspondant placé à l'intérieur de l'automobile, dans une première position, le manchon (17') se met en prise avec les roues dentées (15') et (21'), grâce à quoi la traction de force est transmise à la traction arrière avec le différentiel bloqué et une répartition de la force de 100% sur les roues arrière. Dans une seconde position, la traction de force de la boîte de transfert est transmise par déplacement du manchon (17') vers la droite, qui se met en prise avec les roues (14'), (15') et (21'), ce qui permet d'obtenir une traction sur les quatre roues avec la boîte de transfert bloquée et unerépartition de 50% de la force sur le différentiel avant et de 50 autres pour cent sur le différentiel arrière. Une troisième possibilité est obtenue grâce au manchon (17') qui subit un nouveau déplacement vers la gauche, de telle manière qu'il se met en prise avec les roues dentées (14') et (15'), la roue (21') étant débloquée, et donc la boîte de transfert elle aussi étant débloquée, ce qui permet d'obtenir une répartition de force de 25% sur la traction avant et 75% de traction sur le différentiel arrière. La nature de l'invention ayant été décrite suffisamment, ainsi que la manière de la réaliser dans la pratique, il faut faire remarquer que les dispositifs indiqués et représentés précédemment sur les dessins annexés sont susceptibles de modifications des détails, dans la mesure où celles-ci n'en altèrent pas le principal fondamental. REVENDICATIONS 1. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, et plus particulièrement aux véhicules automobiles dits à traction totale, sur lesquels l'effort du moteur de ladite automobile est transmis aux quatre mues (10), par l'intermédiaire d'une boîte de transfert (14) qui alraeles arbres correspondants (12) et (13), de la boîte de transfert (14) au pont arrière (11) et au pont avant (18), - caractérisé en ce que, par l'intermédiaire d'un levier de changement de vitesse (36), situé à l'intérieur de l'habitacle de l'automobile et réuni en une seule pièce aux parties ou structures résistantes de celui par l'intermédiaire du tirant (50), et articulé en (38), il transmet l'effort de l'usager sur (36) à l'extrémité inférieure (39) dotée d'une sphère qui se déplace dans la cavité (40) du levier de transfert (37), qui est réuni en une seule pièce, à son extrémité opposée, au manchon mobile (16) à l'aide de moyens appropriés, faisant passer (36) d'une situation de blocage au déblocage du différentiel, à l'aide de moyens formant serrure déterminés. 2. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens servant à réunir en une seule pièce le levier (37) au manchon mobile (16) sont constitués d'une fourche (52) qui réunit la partie extrême de (37) au manchon (16), permettant le mouvement de blocage et de déblocage des arbres (35) et (25). 3. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage du levier (36 sont constitués de cavités ou évidements coniques (44), situés à l'extrémité du levier de transfert (37) combinée avec l'extrémité inférieure (43) sensiblement sphérique du poussoir (41) monté dans la boîte de transfert (14) qui reçoit la force d'un ressort (32), de telle manière que ladite extrémité sphérique (43) s'appuie contre les cavités (42), déterminant ainsi les positions de blocage et déblocage du différentiel. 4. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-arbre du côté de la transmission (25), présente une zone arrière cylindrique ou lisse qui s'étend vers la droite dans une autre zone cylindrique elle-aussi dont la surface latérale présente une série de cannelures (30) qui occupent une partie de ladite surface latérale, laquelle aboutit sur son côté droit, à une couronne dentée (26) de plus grand diamètre que (30), qui, à son tour, s'étend dans une autre zone cylindrique de grande longueur (28) lisse, laquelle aboutit, à proximité de son extrémité droite, à un évidement (29) servant à accoupler l'anneau de sécurité (23). 5. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demi-arbre du côté du différentiel (24) de configuration sensiblement cylindrique présente une zone centrale (32) cylindrique lisse qui s'étend vers la gauche le long d'une couronne dentée (34), et sur son côté gauche, dans une autre zone cylindrique (33) de plus grand diamètre dont la surface latérale présente les cannelures correspondantes (33a). 6. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de coordination entre les arbres (25) et (35) sont consitutés par le manchon mobile (16) de configuration extérieure sensiblement cylindrique et de configuration intérieure cylindrique elle-aussi, dépourvu de base, et dont la surface intérieure présente une série de cannelures (28a), tandis que sa surface extérieure présente des franges de plus grand diamètre, cylindriques ellesaussi, et de largeurs différentes (47) et (48) qui délimitent entre les deux une surface courbe (49). 7. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le demi-arbre avant plein (16') comporte à proximité de l'une de ses extrémités, une roue dentée (21') qui toume grâce à la transmission du mouvement fourni par la boîte de transfert et se met en prise dans l'une des positions du dispositif de déblocage, avec la surface intérieure (18') ou zone intérieure dentée du manchon (17') en même temps qu'avec la roue dentée (15X). 8. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans une seconde position de travail, le manchon mobile (17') et sa zone intérieure dentée (18'), sont mis en prise avec les roues dentées (14') et (18') montées, la première à l'extrémité du demi-arbre (16') et la seconde (14') réunie en une seule pièce à l'extrémité de la zone lisse du demi-arbre (12'). 9. Dispositif de déblocage de différentiel, destiné à des automobiles, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon (17'), dans une troisième position et par l'intermédiaire de sa zone intérieure dentée (18'), se roue met en prise avec les roues (15'), mais pas avec laN(21'), de telle manière que la boîte de transfert est débloquée, la roue dentée (21') étant libérée.