Brevet FR2837894A1 — publié le 20031003

l'attitude d'un satellite artificiel. DESCRIPTION La présente invention se rapporte d'une façon générale à un ensemble de différentiel dans lequel une broche de pignon est supportée à l'intérieur d'un boîtier de différentiel de sorte que le boîtier de différentiel puisse être rendu plus léger. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un ensemble de différentiel dans lequel la broche de pignon est supportée directement par une couronne et est positionnée par rapport à la couronne de telle manière qu'elle présente la possibilité que le centre d'inertie de la couronne soit aligné avec le centre d'inertie de la broche de pignon afin d'équilibrer sensiblement latéralement l'ensemble de différentiel sur la couronne. Dans un véhicule automobile, un ensemble de différentiel est utilisé pour transtérer de la puissance depuis un arbre de transmission en rotation vers les essieux et les roues du véhicule. L'arbre de transmission en rotation du véhicule est en prise avec une couronne qui est montée sur un boîtier de différentiel. L'extrémité de l'arbre de transmission et la couronne sont conçues pour transtérer une rotation depuis l'artre de transmission vers le boîtier de différentiel de sorte que le bo^itier de différentiel tourne transversalement par rapport à l'arbre de transmission. A l'intérieur du boîtier de différentiel, les extrémités des essieux du véhicule sont supportées et reliées au boîtier de différentiel par l'intermédiaire d'un jeu dengrenages de différentiel, tel qu'un jeu d'engrenages coniques de différentiel. Donc, la couronne du bo^itier de différentiel perrnet que l'arbre de transmission fasse tourner le boîtier de différentiel dans une direction transversale à l'arbre de transmission, grâce à quoi le jeu d'engrenages du différentiel fait tourner les essieux du véhicule pour entrâîner les roues du véhicule. Habituellement, le jeu d'engrenages du différentiel comprend une paire de roues dentées latérales qui sont fïxces directement aux essieux, et une paire de pignons qui relient mutuellement les roues dentées latérales. Plus couramment, les pignons sont supportés par une broche de pignon qui s'étend au travers du boîtier de différentiel. Les pignons peuvent tourner sur la broche de pignon en permettant ainsi que les essieux du véhicule tournent l'un par rapport à l'autre. La charge en rotation est transtérce depuis l'arbre de transmission, vers la couronne, par l'intermédiaire du boîtier de différentiel et de la broche de pignon. De ce fait, le boîtier de différentiel doit être important et épais de façon à supporter la charge qui est transLérée au travers de celui-ci. En outre, dans la plupart des ensembles de différentiel classiques, le centre de gravité (centre d'inertie) de la couronne n'est pas aligné avec le centre de gravité de la broche de pignon, provoquant ainsi un moment de basculement imprévisible le long de l'axe des essieux. Ce moment de basculement provoque une dégradation NVH (bruit, vibration, tressautement) , de la durabilité et du rendement. Comme on peut le voir d'après ce qui précède, il existe un besoin pour améliorer l'intégrité structurelle d'un ensemble de différentiel tout en diminnant également le poids. C'est donc un objectif de cette invention de fournir un ensemble de différentiel avec un boltier de différentiel et une couronne présentant des caractéristiques qui permettent que la broche de pignon soit fixce directement sur la couronne, en éliminant ainsi le bo^tier de différentiel de la ligne de charge et en permettant que le bo^tier de différentiel soit conçu avec une taille et un poids structurels inférieurs. En outre, c'est un autre objectif de la présente invention de fournir un ensemble de différentiel dans lequel le centre d'inertie de la couronne soit aligné avec le centre d'inertie de la broche de pignon pour réduire le moment de basculement (déséquilibre latéral) le long de l'axe des essieux. Les inconvénients de la technique antérieure sont surmontés en fournissant un ensemble de différentiel conforme à la présente invention dans lequel le pignon est fixé directement à la couronne, en retirant ainsi le bo^tier du différentiel de la ligne de charge. Selon un aspect de la présente invention, l'ensemble de différentiel comprend une broche de pignon fixée à la couronne et s'étendant diamétralement en travers de celle-ci. La couronne comprend des éléments qui reçoivent les extrémités de la broche de pignon et positionnent la broche de pignon par rapport à la couronne de sorte que le centre d'inertie de la couronne soit aligné avec le centre d'inertie de la broche de pignon. Selon un autre aspect de la présente invention, la broche de pignon est fixée à la couronne par le boitier de différentiel. Selon encore un autre aspect de la présente invention, la broche de pignon est fixée à la couronne par des éléments de fixation filetés. Ainsi, selon l'invention, l'ensemble de différentiel comprend: un bo^tier de différentiel, une paire de roues dentées latérales alignées sensiblement axialement et espacées l'une de l'autre, chacune desdites roues dentées latérales étant supportée par ledit botier de différentiel et conçue pour se mettre en pri se avec un demi-arbre d' essieu, une paire de pignons alignés sensiblement axialement et espacés l'un de l'autre chacun desdits pignons engrenant lesdites roues dentées latérales, une couronne montée de façon externe audit bo^tier de différentiel, et une broche de pignon fixée au botier de différentiel et s'étendant diamétralement en travers de celui-ci et ladite couronne, ladite broche de pignon supportant lesdits pignons en engrènement avec lesdites roues dentées latérales et permettant un mouvement de rotation desdits pignons autour de ladite broche de pignon, et ladite couronne comprenant des moyens conçus pour se mettre en prise avec les extrémités de ladite broche de pignon et les recevoir, grâce à quoi une charge est transtérée depuis ladite couronne directement à ladite broche de pignon. Lesdits éléments de ladite couronne comprennent avantageusement une paire d'évidements conçus pour recevoir les extrémités de ladite broche de pignon. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couronne définit un premier centre d'inertie et ladite broche de pignon définit un second centre et la masse de ladite broche de pignon définit un second centre d'inertie, lesdits éléments de ladite couronne positionnant ladite broche de pignon par rapport à ladite couronne de telle manière que ledit premier centre d'inertie de ladite couronne soit aligné avec ledit second centre d'inertie de ladite broche de pignon. La présente invention sera à présent décrite davantage en détail, d'une manière non limitative, sur la base des figures suivantes. La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un ensemble de différentiel de la présente invention représenté en association avec un arbre de transmission, La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un premier mode de réalisation préféré de l'ensemble de différentiel de la présente invention, La figure 3 est une vue éclatée partielle de la couronne et de la broche de pignon du premier mode de réalisation prétéré indiquant comment la broche de pignon se met en prise avec la couronne, La figure 4 est une vue en coupe partielle d'un second mode de réalisation prétéré de l'ensemble de différentiel de la présente invention, et La figure 5 est une vue partielle éclatée de la couronne et de la broche de pignon du second mode de réalisation préféré indiquant comment la broche de pignon se met en prise avec la couronne. Un ensemble de différentiel conforme aux principes de la présente invention est représenté d'une façon générale en 10 sur la figure 1. L'ensemble de différentiel 10 est accouplé à un arbre de transmission 12 qui transière la puissance de rotation provenant du moteur du véhicule à l'ensemble de différentiel 10. Une roue d'engrenage conique 14 est montée à une extrémité 13 de l'arbre de transmission 12. La roue d'engrenage 14 est conçue pour se mettre en prise avec un ensemble d'engrenage de différentiel 16. Sur la figure 1, seule une moitié du jeu d'engrenages différentiel 16 est illustrce. La moitié non illustrce est cependant une image symétrique en miroir de la moitié illustrée. En conséquence, la conception complète du jeu d'engrenages différentiel 16 n'a pas besoin d'étre représentée du fait qu'une personne expérimentée dans ce domaine évaluera facilement cette conception complète. L'ensemble de différentiel 16 comprend d'une manière générale un boîtier de différentiel 20 et une paire de roues dentées latérales 22 qui sont alignces sensiblement axialement et espacces l'une de l'autre, tout en étant supportées à l'intérieur du botier de différentiel 20. Chacune des roues dentées latérales 22 est fixée à une extrémité d'un demi-arbre d'essieu 18 du véhicule. Une paire de pignons 24 (un est représenté), qui sont pratiquement alignés axialement et espacés l'un de l'autre, sont supportés dans le botier de différentiel 20. Chacun des pignons 24 engrène les roues dentées latérales 22. Les pignons 24 sont montés avec possibilité de rotation sur la broche de pignon 26 qui est supportée de façon à tourner avec le bo^tier de différentiel 20. Le bo^tier de différentiel 20 comprend une paire de parties de collet 28 en extension, dont chacune est conçue pour supporter avec possibilité de rotation une extrémité rapprochée de l'un des demi-arbres d'essieu 18. Les extrémités éloignces des demi-arbres d'essieu 18 sont individuellement reliées à une roue du véhicule. L'une des roues dentées latérales 22 est montée sans possibilité de rotation sur l'extrémité rapprochée de chacun des demi-arbres d'essieu 18, lequel à son tour se met en prise avec les pignons 24. De cette manière, la rotation du bo^tier de différentiel 20 est transférce par l'intermédiaire des pignons 24, aux roues dentées latérales 22 et de cette manière aux demi-arbres d'essieu 18, le tout en permettant que les demi-arbres d'essieu 18 tournent l'un par rapport à l'autre. Le bo^tier de différentiel 20 comprend également une bride 21 s'étendant radialement vers l'extérieur depuis celui-ci, la bride 21 définit une face latérale 23 qui fournit un support latéral pour la couronne 30 lorsque la couronne 30 est montée sur le bo^tier 20. Une couronne 30 est montée de façon externe au bo^tier de différentiel 20. La couronne 30 est de forme généralement annulaire comportant une pluralité de dents 32 espacces sur la circonférence s'étendant angulairement par rapport à une face latérale de la couronne 30. Les dents 32 sont conçues pour permettre une prise régulière avec les dents correspondantes 15 sur l'engrenage 14 de l'arbre de transmission 12 du véhicule. L'ensemble de différentiel 16 comprend également la broche de pignon 26 mentionnée ci-dessus, qui est conçue pour supporter avec possibilité de rotation les pignons 24 en prise avec les roues dentées latérales 22. Les pignons 24 peuvent être supportés sur la broche de pignon 26 d'une quelconque manière appropriée, de sorte que les pignons 24 peuvent tourner librement autour de la broche de pignon 26. Cependant, un procédé de support des pignons 24 sur la broche de pignon 26 est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis n 09/967 257, déposée le 28 septembre 2001, intitulée "Differential Gear Retention System" (système de retenue de train différentiel) qui a été cédée à la déposante de la présente demande. La broche de pignon 26 s'étend en travers du diamètre du bo^tier 20 et au travers d'alésages alignés et opposés 25 dans le boîtier 20. Les alésages 25 sont eux-mêmes situés de façon adjacente à la bride 21, sur le même côté que la face 23 de celle-ci. Des extrémités opposées 27 de la broche de pignon 26 s'étendent au-delà du boîtier 20 et partiellement en travers de la couronne 30. De cette manière, la broche de pignon 26 est directement supportée par la couronne 30 au lieu du boîtier de différentiel 20. La charge provenant de l'arbre de kansmission 12 est donc transtérée directement depuis la couronne 30 à la broche de pignon 26, au lieu de l'étre par l'intermédiaire du boîtier de différentiel 20 vers la broche de pignon 26. De prétérence, la couronne 30 et la broche de pignon 26 sont fabriquées à partir d'acier trempé, cependant il doit être compris que d'autres matériaux présentant des propriétés de dureté et de résistance similaires pourraient être utilisés avec des résultats sensiblement identiques. La couronne 30 comprend des éléments qui reçoivent les extrémités 27 de la broche de pignon 26 et positionnent la broche de pignon 26 par rapport à la couronne 30. Le positionnement est tel qu'un centre d'inertie 36 de la couronne 30 soit aligné avec un centre d'inertie 38 de la broche de pignon 26. Cet alignement des centres de gravité de la couronne 30 et de la broche de pignon 26 équilibre l'ensemble de différentiel 16, en réduisant ainsi sensiblement le moment de basculement (déséquilibre latéral) subi lorsque la couronne n'est pas alignée avec la broche de pignon. Dans un mode de réalisation préféré qui est indiqué sur la figure 2, la couronne 30 comprend une paire d'évidements 40 qui reçoivent les extrémités 27 de la broche de pignon 26. Lesdites extrémités de ladite broche de pignon 26 sont avantageusement retenues à l'intérieur desdits évidements par un emprisonnement entre ledit boîtier de différentiel et ladite couronne 30. Les évidements 40 sont situés de façon adjacentc au diamètre intérieur de la couronne 30 et ne sont formés que sur une face latérale 33 de la couronne 30. La face 33 est spécifiquement du côté de la couronne 30 adjacent à la bride radiale 21 et à la face 23 du boîtier de différentiel 20. La broche de pignon 26 est fixéc à l'intérieur des évidements 40 en résultat de l'emprisonnement des extrémités 27 à l'intérieur des évidements 40, entre la couronne 30 et la face 23 de la bride 21 du botier de différentiel 20, lorsque la couronne 30 est montée (grâce à un ajustement serré par pression) sur le bo^tier de différentiel 20. Cette interaction entre l'évidement 40 de la couronne 30, les extrémités 27 de la broche de pignon 26 et la bride 21 du botier de différentiel 20 agit également pour empêcher une rotation de la couronne 30 par rapport au bo^tier 20. La figure 3 illustre comment la broche de pignon 34 s'adapte à 1'intérieur des évidements 40 avant que la couronne 30 ne soit placée sur le boîtier de difiérentiel 20. En variante, la broche de pignon 26 peut étre fixée à la couronne 30 par un élément de fixation 42 ou par une paire d'éléments de fxation 42, comme indiqué dans le mode de réalisation prétéré des figures 1, 4 et 5. La conception de ce mode de réalisation est similaire à celle qui a été vue et présentée ci-dessus, à l'exception de ce que la broche de pignon 26 n'est pas emprisonnée entre la couronne 30 et la bride 21. Au lieu de cela, la couronne 30 elle-même est en prise avec la face 23 de la bride 21 (de même qutune surface de support 29 du bo^tier de différentiel 20) et la broche de pignon 26 est boulonnée sur la couronne 30. La broche de pignon 26 comprend avantageusement une paire de trous lisses 44, l'un desdits trous lisses étant formé au niveau de chacune desdites extrémités de ladite broche de pignon 26 et conçu pour recevoir l'un desdits éléments de fixation 42 au travers de celui-ci. De préférence, chaque extrémité 27 de la broche de pignon 26 comprend un trou lisse 44 destiné à recevoir un élément de fixation ou boulon 42 au travers de celui-ci. La couronne 30 peut comprendre une pluralité d'alésages filetés 46, I'un desdits alésages étant formé à l'intérieur de chacun desdits évidements 40 et conçu pour se mettre en prise avec l'un desdits éléments de fixation 42. Lesdits éléments de fixation 42 peuvent être des éléments de fixation filetés, grâce à quoi l'un desdits éléments de fixation filetés 42 est inséré au travers de chacun desdits trous lisses 44 et se visse dans l'un desdits alésages fletés 46 pour fixer ladite broche de pignon 26 sur ladite couronne 30. Chaque évidement 40 comprend de préDérence un alésage fileté 46. Lorsqtie la couronne 30 est placée sur la broche de pignon 26, l'élément de fixation fleté 42 cst inséré au travers des trous lisses 44 et est vissé dans les alésages filetés 46 à 1'intérieur de chacun des évidements 40, en fixant la broche de pignon 26 sur la couronne 30. Bien que la broche de pignon 26 soit illustrée comme étant maintenue sur la couronne 30 par un élément de fixation fleté, il doit être compris que d'autres procédés de fixation de la broche de pignon 26 sur la couronne 30 peuvent être envisagés, comme par exemple l'utilisation d'éléments de fixation ou de broches différents ou de procédés tels qu'un soudage. La présentation qui précède révèle et décrit deux modes de réalisation préiérés de l'invention. L'homme de l'art estimera facilement d'après une telle présentation, et d'après les dessins annexés, que des variantes et modifications peuvent étre apportées à l'invention sans s'écarter de l'esprit réel et de la juste portée de l'invention. L'invention a été décrite de manière illustrative, et il doit être compris que la terrninologie qui a été utilisée est destinée à résider dans la nature des mots de la description plutôt que d'en constituer une limitation. REVENDICATIONS 1. Ensemble de différentiel, caractérisé en ce qu'il comprend: un boi^tier de différentiel (20), une paire de roues dentées latérales (22) alignces sensiblement axialement et espacées l'une de l'autre, chacune desdites roues dentées latérales (22) étant supportée par ledit boi^tier de différentiel (20) et conçue pour se mettre en prise avec un demi-arbre d'essieu (18), une paire de pignons (24) alignés sensiblement axialement et espacés 1'un de l'autre, chacun desdits pignons (24) engrenant lesdites roues dentées latérales (22), une couronne (30) montée de façon externe audit bo^tier de différentiel (20), et une broche de pignon (26) fixée au boîtier de différentiel (20) et s'étendant diamétralement en travers de celui-ci et ladite couronne (30), ladite broche de pignon (26) supportant lesdits pignons (24) en engrènement avec lesdites roues dentées latérales (22) et permettant un mouvement de rotation desdits pignons (24) autour de ladite broche de pignon (26), et ladite couronne (30) comprenant des moyens conçus pour se mettre en prise avec les extrémités de ladite broche de pignon (26) et les recevoir, grâce à quoi une charge est transtérce depuis ladite couronne (30) directement à ladite broche de pignon (26). 2. Ensemble de différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de ladite couronne (30) comprennent une paire d'évidements (40) conçus pour recevoir les extrémités de ladite broche de pignon (26). 3. Ensemble de différentiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites extrémités de ladite broche de pignon (26) sont retenues à l'intérieur desUits évidemcnts (40) par un emprisonnement entre ledit bo^tier de différentiel (20) et ladite couronne (30). 4. Ensemble de différentiel selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite broche de pignon (26) est fixce à l'intérieur desdits évidements (40) par un élément de fixation (42). 5. Ensemble de différentiel selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite broche de pignon (26) comprend une paire de trous lisses (44), l'un desdits trous lisses étant formé au niveau de chacune desdites extrémités (27) de ladite broche de pignon (26) et conçu pour recevoir l'un desdits éléments de fixation (42) au travers de celui-ci. 6. Ensemble de différentiel selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couronne (30) comprend une pluralité d'alésages filetés (46), l'un desdits alésages étant formé à l'intérieur de chacun desdits évidements (40) et conçu pour se mettre en prise avec l'un desdits éléments de fixation (42). 7. Ensemble de différentiel selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits éléments de fixation (42) sont des éléments de fixation filetés, grâce à quoi 1'un desdits éléments de fixation filetés (42) est inséré au travers de chacun desdits trous lisses (44) et se visse dans l'un desdits alésages filetés (46) pour fixer ladite broche de pignon (26) sur ladite couronne (30). 8. Ensemble de différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite broche de pignon (26) et ladite couronne (30) sont fabriquées à partir d'acier trempé. 9. Ensemble de différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couronne (30) définit un premier centre d'inertie et ladite broche de pignon (26) définit un second centre et la masse de ladite broche de pignon (26) définit un second centre d'inertie, lesdits éléments de ladite couronne (30) positionnant ladite broche de pignon (26) par rapport à ladite couronne (30) de telle manière que ledit premier centre d'inertie de ladite couronne (30) soit aligné avec ledit second centre d'inertie de ladite broche de