Brevet FR2744192A1 — publié le 19970801

L'invention concerne un différentiel comprenant une cage de différentiel montée rotative dans un carter de différentiel, pouvant être entraînée et composée d'une partie cage (partie formant la cage proprement dite) et de deux parties (formant des) couvercles qui ferment les extrémités de la partie cage, deux pignons planétaires d'arbres de roues montés rotatifs, coaxialement, dans la cage de différentiel, qui sont reçus dans des perçages cylindriques coaxiaux à l'intérieur de la partie cage et peuvent être reliés chacun à un arbre de roue, ainsi que deux jeux de pignons satellites, possédant chacun au moins un pignon satellite, qui sont reçus dans des per- cages cylindriques parallèles à l'axe à l'intérieur de la partie cage de manière à pouvoir glisser sur leurs som- mets de dents, les pignons satellites de chacun des deux jeux engrenant avec l'un des pignons planétaires d'arbres de roues et avec au moins un pignon satellite de l'autre jeu, les perçages cylindriques parallèles à l'axe pour les pignons satellites étant réalisés comme des perçages traversants de la partie cage et les pignons satellites possédant des zones dentées et des tourillons d'espace- ment qui s'y raccordent, les pignons satellites s'ap- puyant axialement par leurs extrémités de tête, au moins indirectement, aux extrémités des perçages cylindriques, aux parties couvercles de la cage de différentiel. Des différentiels de ce type - utilisables dans la construction automobile notamment - sont connus par exemple par le document DE 40 13 200 A1. Afin de simpli- fier la fabrication de la cage, la partie centrale for- mant la cage proprement dite, est pourvue de perçages traversants de diamètre constant qui, au cours de la fa- brication, peuvent simplement être brochés par exemple. Dans le but d'immobiliser axialement les pignons satel- lites dans ces perçages traversants, les pignons satel- lites sont prolongés au-delà de leurs zones dentées par des tourillons d'espacement et possèdent globalement à peu près la longueur de la partie cage ou partie centrale. Aux extrémités des perçages traversants, les pignons satellites s'appuient sur des moyens de butée ou de fermeture. Ces moyens sont habituellement formés par des couvercles qui ferment la cage de différentiel à ses extrémités axiales. Cependant, il peut s'agir aussi de disques de butée d'exécution simple ou d'anneaux de rete- nue placés directement dans les perçages traversants. Par le document DE 40 17 800 A1, on connaît des différentiels de type analogue, dans lesquels les pignons satellites occupent chacun seulement une partie de la longueur de la partie cage, correspondant à la longueur de la zone dentée d'un des pignons planétaires d'arbres de roues plus la longueur d'une zone dentée moyenne pour l'engrènement mutuel des pignons satellites des deux jeux entre eux. Les pignons satellites sont reçus dans ce cas dans des trous borgnes à l'intérieur de la cage, qui sont formés alternativement - dans le sens de la périphérie - à partir des deux extrémités axiales de la partie cage. Les trous borgnes sont fermés directement par des disques d'arrêt, contre lesquels viennent buter et frotter les satellites, disques qui sont serrés entre les couvercles et la partie cage. Ce qui est caractéristique pour les différen- tiels du type indiqué ici est le montage rotatif des sa- tellites directement dans les perçages traversants, sur leurs sommets de dents, montage qui génère, en raison des forces de réaction entre les planétaires d'arbres de roues et les satellites, ainsi qu'entre les satellites des différents jeux entre eux, un frottement important sur les sommets des dents et, partant, un effet de blo- cage automatique qui est fonction du couple transmis. Comme l'engrènement des satellites des deux jeux entre eux a seulement lieu dans une zone s'étendant sur une partie de leur longueur axiale entre les zones d'engrène- ment correspondantes avec les deux planétaires d'arbres de roues, les conditions de charge sont inégales dans le sens de la longueur des satellites. En raison de l'inter- pénétration radiale des perçages cylindriques coaxiaux et des perçages cylindriques parallèles à l'axe pour les sa- tellites, ces derniers sont également insuffisamment ap- puyés dans la cage de différentiel à l'égard de forces de réaction dirigées vers l'intérieur. L'invention vise à perfectionner, dans le cas d'un différentiel du type mentionné au début, les condi- tions de contact et de charge des pignons satellites dans leurs perçages traversants. Selon l'invention, la solu- tion pour y parvenir consiste en ce que des segments de paliers lisses radiaux sont formés aux extrémités des tourillons d'espacement des deux jeux de pignons satel- lites et que des logements de paliers lisses radiaux adaptés à ces segments sont formés dans la cage de diffé- rentiel, axialement en raccordement avec la partie cage. Les logements de paliers lisses reçoivent les segments de paliers lisses, prévus sur les tourillons d'espacement essentiellement sans jeu radial, de manière qu'ils puis- sent tourner. Ceci empêche la mise en biais des pignons satellites par rapport à l'axe longitudinal ou un pres- sage accentué contre les parois des perçages traversants parallèles à l'axe le long des zones d'arêtes des inter- pénétrations des perçages, puisque les satellites sont guidés et supportés rotatifs dans un palier supplémen- taire. Par une conformation conique par exemple des loge- ments de paliers lisses et/ou une élasticité en flexion des tourillons d'espacement, on garantit à cet égard qu'une application parallèle des sommets de dents dans les perçages traversants parallèles à l'axe reste mainte- nue sous toutes les conditions de charge. Selon une première exécution avantageuse, les logements de paliers lisses sont formés directement par des trous ou perçages traversants ménagés dans des éléments discordes placés entre la partie cage et les parties couvercles. A cette exécution est liée la condition de réduire axialement les zones dentées des planétaires de l'épaisseur des éléments discoides, ce qui signifie en particulier que les planétaires viennent buter et frottent directement sur les éléments discordes. De cette manière, il devient possible d'employer pour les couvercles des pièces simples et intérieurement planes. Les éléments discordes peuvent être de simples disques plans en tôle d'épaisseur suffisante, dans lesquels sont poinçonnés des trous de passage servant de logements de paliers lisses et pour un passage central des arbres de roues. Selon une autre exécution favorable, les loge- ments de paliers lisses sont réalisés comme des cham- brages ou des perçages traversants ménagés dans les par- ties couvercles de la cage de différentiel. Cette exécu- tion permet de prolonger la denture des planétaires jus- qu'aux parties couvercles, lesquelles constituent en même temps les moyens de butée pour les zones dentées des sa- tellites. Les chambrages ou perçages traversants cylin- driques pour les logements de paliers lisses sont réali- sables mécaniquement. En cas de fabrication des cou- vercles sous la forme de pièces frittées, ils peuvent être formés directement dans ces pièces. Si les planétaires sont réalisés avec la même grandeur, ainsi que cela est habituellement le cas, les tourillons d'espacement doivent avoir un diamètre réduit entre les zones dentées et les segments de paliers lisses. Afin de réduire le poids, il est possible, se- lon une première exécution, que le diamètre des touril- lons d'espacement, y compris les segments de paliers lisses, soit inférieur, de façon uniforme, au diamètre de pied de la zone dentée des pignons satellites. Dans le but de réduire la charge des paliers, il est possible, selon une autre exécution préférée, que le diamètre des segments de paliers lisses corresponde à peu près au diamètre de tête des zones dentées des pi- gnons satellites. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré, mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre une première exécution de la cage d'un différentiel selon l'invention, avec des pi- gnons planétaires d'arbres de roues et des pignons satel- lites, par une coupe axiale (prise suivant la ligne de coupe indiquée sur la figure 2); - la figure 2 montre par une coupe transversale (prise suivant la ligne de coupe indiquée sur la figure 1) la cage de différentiel selon la figure 1; - la figure 3 montre une deuxième exécution de la cage d'un différentiel selon l'invention, avec des pignons planétaires d'arbres de roues et des pignons sa- tellites, par une coupe axiale (prise suivant la ligne de coupe indiquée sur la figure 4); et - la figure 4 est la coupe transversale (prise suivant la ligne de coupe indiquée sur la figure 3) de la cage de différentiel selon la figure 3. La figure 1 représente une cage de différentiel 11 composée d'une partie cage ou partie centrale 12 ayant une section droite essentiellement constante en direction axiale, et de deux parties couvercles 13, 14 qui la fer- ment axialement. Des éléments discordes 39, 40 sont ser- rés chacun entre la partie cage 12 et les parties cou- vercles 13, 14 respectivement. On voit que la partie cage 12 possède à une extrémité une bride 15 pour la fixation d'une couronne, par l'intermédiaire de laquelle la cage peut être entraînée en rotation par un pignon à monter rotatif dans le carter de différentiel non représenté. La paroi de la cage 11 présente une ouverture 16 destinée à améliorer l'accès de lubrifiant à l'intérieur. Les par- ties couvercles 13, 14 et les éléments discordes 39, 40 présentent des ouvertures de passage coaxiales 17, 18 à travers desquelles peuvent être enfilés les arbres de roues. Concentriquement à ces ouvertures de passage, on perçoit des prolongements tubulaires 19, 20 prévus sur les parties couvercles 13, 14 et sur lesquelles peuvent être emmanchés des paliers ou des éléments de paliers. La cage peut être montée rotative au moyen de ces paliers dans le carter de différentiel non représenté. Les pi- gnons planétaires d'arbres de roues 21, 22 sont maintenus coaxialement dans la partie cage 12, s'appliquent direc- tement l'un contre l'autre, axialement, au milieu, et sont chacun appuyés extérieurement par les éléments dis- coïdes 39, 40. Les zones dentées 23, 24 des pignons pla- nétaires 21, 22 couvrent seulement des parties des lon- gueurs totales de ces pignons et s'étendent directement, vers l'extérieur, jusqu'aux éléments discordes 39, 40. Les planétaires 21, 22 sont maintenus dans un perçage traversant coaxial qui n'est pas visible dans la coupe représentée parce qu'il forme des zones d'interpénétra- tion avec des perçages traversants 25, 26 parallèles à l'axe et qui reçoivent les pignons satellites 27, 28. L'un de quatre satellites 27 d'un premier jeu de satel- lites est visible en haut dans la coupe axiale, o il est maintenu dans un perçage traversant 25, et l'un de quatre satellites 28 d'un second jeu de satellites est visible en bas dans la coupe axiale, o il est maintenu dans un perçage traversant 26. Le satellite 27 possède un segment denté 29 et un tourillon d'espacement 30 dont le bout forme un segment de palier lisse 31. Ce dernier est guidé dans un logement de palier lisse 32 constitué par un trou poinçonné 42 du second élément discoïde 40, tandis que le satellite 27 glisse par ailleurs par les sommets de dents de sa zone dentée 29 dans le perçage traversant 25. A l'extrémité de la zone dentée, le satellite 27 est retenu directement par la face intérieure plane de l'élément discoïde 39. Le satellite 28 possède un segment denté 33 et un tourillon d'espacement 34 dont le bout forme un segment de palier lisse 35. Ce dernier est guidé dans un logement de palier 36 constitué par un trou poinçonné 41 du premier élément discoïde 39, tandis que le satellite 28 glisse par ailleurs par les sommets de dents de sa zone dentée 33 dans le perçage traversant 26. A l'extré- mité de la zone dentée, le satellite 28 est retenu direc- tement par la face intérieure plane de l'élément discoïde 40. La figure 2 montre la partie cage 12 avec l'élément discoïde 40 placé à l'intérieur d'elle. On per- çoit, dans le disque en tôle 40, l'ouverture de passage 18 et quatre trous poinçonnés 42 formant les logements de paliers lisses 32 pour les tourillons des premiers pi- gnons satellites 27. La figure 3 représente une cage de différentiel 11 composée d'une partie cage ou partie centrale 12 de section droite essentiellement constante en direction axiale, ainsi que de deux parties couvercles 13, 14 qui la ferment aux extrémités axiales. A une extrémité de la partie cage 12, on voit une bride 15 servant à la fixa- tion d'une couronne par l'intermédiaire de laquelle le cage peut être entraînée en rotation au moyen d'un pignon à monter rotatif dans le carter de différentiel non re- présenté. On voit que la paroi de la cage 11 est pourvue d'une ouverture 16 servant à améliorer l'accès de lubri- fiant à l'intérieur. Les parties couvercles 13, 14 pré- sentent des ouvertures coaxiales de passage 17, 18 à tra- vers desquelles peuvent être enfilés les arbres de roues. Concentriquement à ces ouvertures de passage, on perçoit des prolongements tubulaires 19, 20 sur lesquels peuvent être emmanchés des paliers ou des éléments de paliers. Ces derniers permettent le montage rotatif de la cage dans le carter de différentiel non représenté. Les pignons planétaires 21, 22 sont maintenus coaxialement dans la partie cage 12, appliqués directement l'un contre l'autre, axialement, au milieu, et soutenus extérieurement par les couvercles 13, 14. Les zones dentées 23, 24 des planétaires 21, 22 couvrent seulement des parties des longueurs totales de ces planétaires et s'étendent direc- tement jusqu'aux convercles 13, 14 par leurs côtés exté- rieurs. Les planétaires 21, 22 sont maintenus dans un perçage traversant coaxial qui n'est pas visible dans la coupe représentée parce qu'il forme des zones d'interpé- nétration avec des perçages traversants 25, 26 parallèles à l'axe et qui reçoivent des pignons satellites 27, 28. L'un de quatre satellites 27 d'un premier jeu de satel- lites est visible en haut dans la coupe axiale, o il est maintenu dans un perçage traversant 25, et l'un de quatre satellites 28 d'un second jeu de satellites est visible en bas dans la coupe axiale, o il est maintenu dans un perçage traversant 26. Le satellite 27 possède un segment denté 29, un tourillon d'espacement 30 et un segment de palier lisse 31. Ce dernier est guidé dans un logement de palier lisse 32 constitué par un chambrage 38 ménagé dans le second couvercle 14, tandis que le satellite 27 glisse par ail- leurs par les sommets de dents de sa zone dentée 29 dans le perçage traversant 25. A l'extrémité de la zone den- tée, le satellite 27 est retenu directement par la face intérieure plane du couvercle 13. Le satellite 28 possède un segment denté 33, un tourillon d'espacement 34 et un segment de palier lisse 35. Ce dernier est guidé dans un logement de palier lisse 36 constitué par un chambrage 37 ménagé dans le premier couvercle 13, tandis que le satel- lite 28 glisse par ailleurs par les sommets de dents de sa zone dentée 33 dans le perçage traversant 26. A l'ex- trémité de la zone dentée, le satellite 28 est retenu di- rectement par la face intérieure plane du couvercle 14. La figure 4 représente la partie cage 12 de la cage de différentiel 11 avec le couvercle 14 placé à l'intérieur d'elle. Comme détails, on voit que le couvercle 14 est pourvu de l'ouverture de passage 18 et de quatre chambrages 38 servant à former les logements de paliers lisses 32 pour les tourillons 31 des premiers sa- tellites 27. REVENDICATIONS 1. Différentiel comprenant une cage de diffé- rentiel (11) montée rotative dans un carter de différen- tiel, pouvant être entraînée et composée d'une partie cage (partie formant la cage proprement dite) (12) et de deux parties (formant des) couvercles (13, 14) qui ferment les extrémités de la partie cage, deux pignons planétaires d'arbres de roues (21, 22) montés rotatifs, coaxialement, dans la cage de différentiel (11), qui sont reçus dans des perçages cylindriques coaxiaux à l'inté- rieur de la partie cage (12) et peuvent être reliés cha- cun à un arbre de roue, ainsi que deux jeux de pignons satellites (27, 28), possédant chacun au moins un pignon satellite, qui sont reçus dans des perçages cylindriques (25, 26) parallèles à l'axe à l'intérieur de la partie cage de manière à pouvoir glisser sur leurs sommets de dents, les pignons satellites (27, 28) de chacun des deux jeux engrenant avec l'un des pignons planétaires d'arbres de roues (21, 22) et avec au moins un pignon satellite de l'autre jeu, les perçages cylindriques (25, 26) paral- lèles à l'axe pour les pignons satellites (27, 28) étant réalisés comme des perçages traversants de la partie cage et les pignons satellites (27, 28) possédant des zones dentées (29, 33) et des tourillons d'espacement (30, 34) qui s'y raccordent, les pignons satellites (27, 28) s'ap- puyant axialement par leurs extrémités de tête, au moins indirectement, aux extrémités des perçages cylindriques (25, 26), aux parties couvercles (13, 14) de la cage de différentiel (11), caractérisé en ce que des segments de paliers lisses ra- diaux (31, 35) sont formés aux extrémités des tourillons d'espacement (30, 34) des deux jeux de satellites (27, 28) et que des logements de paliers lisses radiaux (32, 36) adaptés à ces segments sont formés dans la cage de différentiel (11), axialement en raccordement avec la partie cage (12). l 2. Différentiel selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les logements de paliers lisses (32, 36) sont formés directement par des perçages traversants (25, 26) ménagés dans des éléments discordes (39, 40) placés entre la partie cage (12) et les parties couvercles (13, 14). 3. Différentiel selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les logements de paliers lisses (32, 36) sont réalisés comme des chambrages (37, 38) ou des perçages traversants ménagés dans les parties couvercles (13, 14) de la cage de différentiel (11). 4. Différentiel selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tourillons d'espacement (30, 34), y compris les segments de paliers lisses (31, 35), ont un diamètre inférieur au diamètre de pied des zones dentées (29, 33). 5. Différentiel selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diamètre des segments de paliers lisses (31, 35) correspond à peu près au diamètre de tête des zones dentées (29, 33).