Brevet FR2944082A1 — publié le 20101008

Le différentiel, objet de l'invention, est caractérisé par sa capacité à transmettre par chacun de ses arbres de sortie, un couple supérieur au couple résistant de l'autre. Cette caractéristique est obtenue par un couple de frottement produit entre deux composants tournant à des vitesses différentes, au contact par des surfaces soumises à un effort axial généré par des cannelures hélicoïdales transmettant un couple entre deux composants. Les composants liés par le couple de frottement sont un planétaire et le boîtier de différentiel ou encore l'autre planétaire. Il résulte de la génération de l'effort s'exerçant sur une surface frottante que le 10 couple de frottement est proportionnel au couple transmis par le différentiel. Ce couple est appelé couple d'autofreinage. Les surfaces frottantes peuvent être multipliées dans des éléments de friction à disques multiples, successifs de façon à obtenir le couple de frottement voulu. 15 L'angle de l'hélice des cannelures est un deuxième paramètre d'ajustement des caractéristiques d'autofreinage. L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés voulus par l'inventeur. Les figures 1 à 7 de la planche 1/3 représentent le différentiel dans lequel les cannelures hélicoïdales générant l'effort et les surfaces frottantes sont interposées entre le boîtier et le porte satellites. Le couple d'autofreinage est produit entre boîtier et planétaires. 25 Les figures 8 et 9 de la planche 2/3 représentent le différentiel dans lequel les cannelures hélicoïdales sont interposées entre un planétaire et son arbre de sortie. Le couple d'auto freinage est produit entre le boîtier et le planétaire. 30 La figure 10 de la planche 3/3 représente le différentiel dans lequel le couple d'autofreinage est produit entre les deux arbres de sortie. 20 La figure 11 de la planche 3/3 représente un mécanisme séparé sur un différentiel classique et assurant l'autofreinage de ce dernier. L'objet de l'invention se rattache à la catégorie des différentiels à engrenages coniques. En se reportant aux figures 1 à 4 de la planche 1/3, le différentiel à engrenages coniques est constitué d'un boîtier (1) contenant le mécanisme, tournant sur deux paliers (2 et 3), entraîné au moyen d'une couronne dentée (5) et fermé par le flasque (6) qui comporte un palier (4) remplaçant éventuellement (3). Les deux arbres de sortie planétaire (7) engrènent avec les satellites (9). Les satellites tournent sur l'axe (10) qui traverse dans un alésage conjugué, à l'extérieur la cage ouverte (12) et à l'intérieur, le moyeu (11) dont les faces latérales (15) et (16) laissent un jeu minimum axial aux planétaires (7). La cage (12) est dotée sur sa périphérie de cannelures hélicoïdales (19) emboîtées dans des cannelures conjuguées réalisées dans l'alésage du boîtier (1). La cage (12) comporte intérieurement une portée sphérique constituant l'appui axial des satellites (9). Lorsqu'un couple est transmis par le différentiel, la cage (9) est entraînée par les cannelures hélicoïdales (19). Selon le sens du couple, les planétaires (7) appliquent une pression contre le boîtier (1) ou le flasque (6) pour qu'il en résulte l'effet d'autofreinage. L'angle a de l'hélice détermine le degré d'autofreinage. Sur la partie inférieure de la figure, l'axe (10) est remplacé par un croisillon porte satellites (13) qui comporte des bras porte satellites (14) dont le nombre peut être supérieur à deux.25 Le moyen de montage est obtenu par deux demi cages (17) accolées comportant le nombre de demi alésages nécessaire pour recevoir l'extrémité des bras (14) et les cannelures hélicoïdales d'entraînement. On accroît l'effet d'auto freinage en interposant entre les faces extérieures des planétaires (7 bis) et le boîtier (1 bis), d'un côté, le flasque (6 bis) de l'autre, des éléments de friction à disques alternés (20). En se reportant aux figures 5 à 7 de la planche 1/3, le boîtier transmet son 10 couple de force directement à un croisillon porte satellites sans avoir recours à une pièce intermédiaire. Le boîtier (21) comporte intérieurement une portée cannelée hélicoïdale dans laquelle est emboîtée la périphérie conjuguée du croisillon (23). Ce dernier comporte 15 outre les bras porte satellites (24) en porte à faux, deux secteurs (25) recevant sur leur diamètre extérieur les cannelures hélicoïdales. Les satellites (22) sont appuyés axialement sur des rondelles de friction (29) indexées sur l'extrémité des bras (24) par deux méplats et prenant appui sur l'alésage du boîtier (21). L'extrémité des bras (24) et les rondelles (29) peuvent être cannelées au même titre que le secteur (25). Sont 20 interposés entre les planétaires (27 bis), le boîtier (21 bis) et le flasque (6 bis) les éléments de friction (20) accroissant pour un angle donné de l'hélice, le degré d'auto freinage. On a représenté sur la figure 8 de la planche 2/3, les cannelures hélicoïdales 25 liant un planétaire et l'arbre de sortie correspondant. Le planétaire (32) comporte une jupe cannelée hélicoïdale qui selon l'angle a entraîne la tête (34) de l'arbre de sortie (33). Sont interposés entre la tête (34) et le fond du planétaire (32) d'un côté, et le flasque (35) de l'autre, les éléments de friction à disques (20 bis) et (20). Les disques à cannelures intérieures de (20) sont liés à l'arbre de sortie (33) alors que les disques à 30 cannelures extérieures sont liés au flasque (35). Les disques à cannelures intérieures de (20 bis) sont liés à la queue cannelée (37) qui est une partie du moyeu (36) traversé par l'axe de satellite (10) solidaire du boîtier (31) alors que les disques à cannelures extérieures sont liés au planétaire (32). En se reportant à la figure 9 de la planche 2/3, on a représenté les cannelures 5 hélicoïdales intervenant entre chaque planétaire et son arbre de sortie afin d'assurer le couplage d'auto freinage. Le planétaire (32) comporte une jupe cannelée intérieurement selon une hélice hélicoïdale qui entraîne par des cannelures conjuguées, les têtes (34) des arbres de 10 sortie (33). On intègre entre l'élément (32) et les faces d'extrémité de l'arbre de sortie (33), les éléments de friction (20 bis) liés à l'extérieur au planétaire (32) et à l'intérieur aux queues cannelées (37) du moyeu (36 bis) traversé par l'axe de satellites (10) solidaire du boîtier (41). 15 Les éléments de friction (20 ter) sont interposés entre les têtes (34 bis) des arbres de sortie et, d'un côté le boîtier (41 bis), de l'autre le flasque (42). Ils sont liés par leurs disques à cannelures intérieures à des moignons cannelés réalisés sur le fond du boîtier (41 bis) et le flasque (42). 20 En se reportant à la figure 10 (partie supérieure) de la planche 3/3, on a représenté un exemple de réalisation dans lequel le couple de freinage est produit entre les deux arbres de sortie. Le boîtier est un pot (51) centré et fixé sur le flasque (53) qui reçoit la couronne d'entraînement (5) et est doté d'une jupe (54) sur laquelle 25 sont taillées des encoches à faces parallèles. Celles-ci reçoivent les extrémités des bras porte satellites (57) du croisillon (56) dont le moyeu laisse un jeu minimal axial aux planétaires (52) et (55). Le planétaire (52) est doté d'une jupe cannelée intérieurement dans laquelle s'emboîtent successivement un élément de friction à disques (20), la tête (61) de l'arbre dè sortie (58), un élément de friction (20) et la tête (34) de l'arbre 30 de sortie (33), le tout est monté avec un jeu axial minimum. Les disques à cannelures extérieures de (20) sont liés au planétaire (52). Les disques à cannelures intérieures sont liés à l'arbre de sortie (58) par les portées cannelées (60). L'arbre de sortie (58) comporte outre les portées cannelées (60), un épaulement 5 (59) cannelé sur sa périphérie selon une hélice d'angle a, emboîté dans un logement conjugué réalisé sur le planétaire (55). L'arbre de sortie (58) reçoit son couple de (55) qui génère selon le sens, un effort sur l'un ou l'autre des éléments de friction (20). Sur la partie inférieure de la figure 10, les éléments de friction (20) sont supprimés et la tête (34) de l'arbre de sortie (33) porte directement sur le planétaire (52 bis) d'un coté et sur le boîtier (51 bis) de l'autre. Seules ces surfaces interviennent dans l'autofreinage. 15 En se reportant à la figure 11 de la planche 3/3, on a représenté un boîtier rapporté sur un différentiel conventionnel et assurant l'auto freinage. Le planétaire (71) est immobilisé axialement par ses deux faces (72) et (73). Il comporte un moyeu cannelé intérieurement selon une hélice d'anglea. Le boîtier (78) est centré et fixé sur 20 la pièce (81) qui est soit le boîtier lui-même soit un flasque. II est fixé par l'écrou (77) contre le roulement (82) et entraîné par des cannelures. Le boîtier (78) est fermé par le couvercle (79) sur lequel est centré l'arbre de sortie (74). Il comporte un alésage cannelé intérieurement recevant les disques à 25 cannelures extérieures des éléments de friction (20). Un arbre de sortie (74) emboîté à son extrémité dans les cannelures hélicoïdales de (71) comporte un flasque (75) de part et d'autre duquel sont réalisées deux portées cannelées recevant les disques à cannelures intérieures des deux éléments (20). Le tout est enfermé dans un carter (80) portant le joint (84). En recevant son couple de (71), l'arbre de sortie (74) génère selon 30 le sens du couple une poussée dans un sens ou dans l'autre et poussant l'un ou l'autre des éléments (20) pour provoquer entre (81) et (74) le couple d'auto freinage. 10 Revendications1 : différentiel à engrenages coniques autofreiné caractérisé en ce qu'il est constitué d'un boîtier (1) contenant le mécanisme, tournant sur deux paliers (2 et 3), entraîné au moyen d'une couronne dentée (5) et fermé par le flasque (6) qui comporte un palier (4) remplaçant éventuellement (3) ; les deux arbres de sortie planétaire (7) engrènent avec les satellites (9). Revendication 2: différentiel à engrenages coniques autofreiné selon la revendication 1 caractérisé en ce que lorsqu'un couple est transmis au moyen du différentiel, la cage (9) est entraînée par les cannelures hélicoïdales (19). Selon le sens du couple, les planétaires (7) appliquent une pression contre le boîtier (1) ou le flasque (6) pour qu'il en résulte l'effet d'autofreinage. Revendication 3: différentiel à engrenages coniques autofreiné selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un croisillon porte satellites (23) comporte au moins deux secteurs (25) cannelés sur leur périphérie selon une hélice et au moins deux bras porte satellite (24), les satellites (22) prennent appui sur l'intérieur du boîtier (21) par l'intermédiaire de rondelles (29) de forme conjuguée. Revendication 4 : différentiel à engrenages coniques autofreiné caractérisé en ce que le boîtier (21) comporte intérieurement une portée cannelée hélicoïdale dans laquelle est emboîtée la périphérie conjuguée qui au moyen du croisillon (23) comporte outre les bras porte satellites (24) en porte à faux, deux secteurs (25) recevant sur leur diamètre extérieur les cannelures hélicoïdales ; les satellites (22) sont appuyés axialement sur des rondelles de friction (29) indexées sur l'extrémité des bras (24) par deux méplats et prenant appui sur l'alésage du boîtier (21). Revendication 5: différentiel à engrenages coniques autofreiné selon la revendication 4 caractérisé en ce que le planétaire (32) comporte une jupe cannelée intérieurement selon une hélice hélicoïdale qui entraîne au moyen de cannelures conjuguées, les têtes (34) des arbres de sortie (33).Revendication 6: différentiel à engrenages coniques autofreiné selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un arbre de sortie (58) lié à son planétaire (55) au moyen de cannelures hélicoïdales presse avec sa tête (61) directement ou par l'intermédiaire d'éléments de friction (20) le planétaire (52) ou la tête (34) de l'arbre de sortie (33) opposé. Revendication 7: différentiel à engrenages coniques autofreiné selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'un arbre de sortie (74) lié à son planétaire (71) au moyen de cannelures hélicoïdales presse avec sa tête le flasque(75).10