Brevet FR2936036A1 — publié le 20100319

DIFFERENTIEL DE TRANSMISSION DU MOUVEMENT D'UN MOTEUR VERS LES ROUES MOTRICES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un différentiel de transmission, en particulier pour une boîte de vitesses d'un véhicule automobile. Les boîtes de vitesses montées sur un moteur disposé transversalement entre les roues motrices d'un véhicule, comportent généralement un arbre d'entrée lié au moteur du véhicule par un dispositif d'embrayage, entraînant un ou deux arbres parallèles récepteurs suivant différents rapports de vitesse constitués par des engrenages comprenant des pignons a dentures externes. Les changements de vitesse peuvent être manuels ou automatisés. Un autre type de boîte de vitesses automatique, comporte des engrenages planétaires. Les arbres récepteurs comportent généralement un pignon engrenant sur une couronne liée à un différentiel de sortie, qui répartit le mouvement vers les deux roues motrices. Le différentiel de sortie comporte un boîtier supportant la couronne, contenant un axe porte-satellites transversal de guidage de deux pignons satellites qui engrènent avec deux pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe du différentiel. Chaque pignon planétaire entraîne un arbre de roue qui transmet le mouvement du différentiel à une roue motrice. La couronne du différentiel transmet par le boîtier le couple du moteur à l'axe porte-satellites, puis les satellites transmettent ce couple aux deux pignons planétaires de sortie tout en répartissant le mouvement entre les deux roues, en fonction des différences de vitesse de rotation dues aux virages notamment, la roue intérieure parcourant une trajectoire plus courte possédant alors une vitesse réduite. De cette manière, un accroissement de la vitesse d'un pignon planétaire est compensé par une baisse correspondante de la vitesse de l'autre pignon planétaire. Le différentiel peut aussi être logé dans un pont arrière relié à un moteur et une boîte de vitesses disposés longitudinalement à l'avant, pour entraîner les roues arrière du véhicule. Pour bloquer l'axe porte-satellites dans le boîtier et empêcher son coulissement axial, il est connu d'utiliser un jonc d'arrêt comportant au moins une spire, qui entoure le boîtier suivant un plan transversal. Ce jonc d'arrêt est disposé dans une gorge de guidage circulaire du boîtier, centrée sur l'axe porte-satellites, et réalisée de manière à venir au plus près des extrémités de cet axe pour empêcher un coulissement axial. Un problème qui se pose est qu'il faut loger l'épaisseur radiale du jonc d'arrêt et de la gorge circulaire, entre le boîtier et le carter de la boîte de vitesses, ce qui réduit l'épaisseur du boîtier à cet endroit. Le boîtier est plus fragile. De plus la longueur du guidage de l'axe porte-satellites dans le boîtier est aussi réduite par la gorge circulaire de guidage, la pression de contact est plus forte et cet axe pouvant tourner avec les satellites, peut gripper dans l'alésage du boîtier le recevant. Par ailleurs, le jonc d'arrêt se trouve au plus près du carter de la boîte de vitesses. Un gonflement du diamètre du jonc d'arrêt dû à la force centrifuge, une spire de ce jonc pouvant se superposer à une autre spire, peut le faire toucher ce carter et sortir de sa gorge circulaire. Dans ce cas l'axe porte-satellites se déplace et peut bloquer la boîte de vitesses ou casser le carter. Une autre disposition connue est présentée dans le document FR-B1-2682732. L'axe porte-satellites est retenu axialement par une cale clipsée sur cet axe, qui s'intercale entre les deux pignons satellites, sur une partie de l'axe comprenant un diamètre réduit. Un problème qui se pose est qu'il faut gérer et assembler un composant supplémentaire. Pour ces différents cas, de plus l'assemblage du différentiel est délicat. II faut d'abord monter dans le boîtier les deux pignons planétaires, puis les deux pignons satellites avec leur coupelle d'appui arrière sur le boîtier, et ensuite aligner ces pignons satellites ainsi que les coupelles sur l'alésage du boîtier pour engager l'axe porte-satellites. II faut enfin mettre en place la pièce de blocage de l'axe porte-satellites. Au cours de la mise en place des pignons, il faut maintenir un bon engagement des dents en évitant un décalage, pour pouvoir passer l'axe porte-satellites et finir l'assemblage. Ces opérations sont longues et onéreuses. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un moyen simple, peu encombrant et facile à mettre en oeuvre, pour guider des pignons satellites dans un boîtier de différentiel. Elle propose à cet effet un différentiel de transmission du mouvement d'un moteur vers les roues motrices d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier comportant un alésage transversal de guidage de pignons satellites qui engrènent avec des pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe du différentiel, caractérisé en ce que chaque pignon satellite comporte un arbre arrière propre centré sur son axe, qui est guidé dans l'alésage transversal du boîtier. Un avantage du différentiel selon l'invention est que les arbres arrière de guidage des pignons satellites étant liés à ces pignons, ils ne nécessitent pas de dispositif de blocage complémentaire. Le différentiel selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, l'arbre arrière est réalisé d'une seule matière avec le pignon satellite. En particulier, le pignon satellite comprenant son arbre arrière, peut être obtenu par forgeage puis usinage d'un acier. Selon une disposition particulière, une coupelle de frottement entourant l'arbre arrière, s'intercale entre la face arrière du pignon satellite et une surface interne du boîtier. Avantageusement, l'extrémité de l'arbre arrière vient sensiblement s'aligner sur une face extérieure du boîtier. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente en coupe axiale, un différentiel suivant l'art antérieur comportant un jonc d'arrêt ; - la figure 2 présente en perspective, une vue de ce différentiel dont le boîtier est représenté en coupe axiale ; - la figure 3 présente en perspective, une vue de détail du boîtier de différentiel représenté en coupe axial ; - la figure 4 présente en perspective, une vue d'un différentiel selon l'invention dont le boîtier est représenté en coupe axiale ; et - la figure 5 présente en perspective un pignon satellite de ce différentiel. Les figures 1 et 2 présentent un différentiel 1 comprenant un boîtier 2 guidé en rotation par deux roulements 4 maintenus dans un carter de boîte de vitesses 6. Le boîtier 2 est entraîné par un arbre récepteur de la boîte de vitesses, comportant un pignon en prise avec une couronne 8 fixée sur ce boîtier. Le différentiel 1 entraîne deux arbres de roue 10 disposés axialement de part et d'autre du différentiel, suivant l'axe de rotation du boîtier 2. Ces arbres de roue 10 comportent des joints de transmission permettant un débattement angulaire, pour suivre les mouvements de la roue lors du travail de la suspension ou de la direction. Le boîtier 2 comporte une cavité interne sensiblement sphérique, centrée sur l'axe de rotation, qui est traversée dans son milieu par un axe porte-satellites 20 perpendiculaire à l'axe de ce boîtier, ces deux axes étant concourants en un point central de la cavité L'axe porte-satellites 20 maintient et guide deux pignons satellites 26 disposés en opposition l'un par rapport à l'autre, comportant chacun une face arrière en appui par une coupelle de frottement 24 sur une surface interne de la cavité. L'axe porte-satellites 20 est axialement maintenu par un jonc d'arrêt 22 comportant deux spires jointives, monté serré dans une gorge circulaire transversale usinée sur l'extérieur du boîtier 2, et centré sur l'axe porte-satellites 20. Les extrémités de l'axe porte-satellites 20 sont ajustées au plus près du jonc d'arrêt 22, pour limiter son déplacement axial. On notera que l'axe porte-satellites 20 effectuant un guidage avec des pressions importantes, doit être réalisé dans un acier traité. Il est onéreux. La face avant de chaque pignon satellite 26 comporte des dentures coniques ayant pour centre le point central de la cavité du boîtier 2, qui engrènent simultanément avec deux pignons planétaires 28 centrés sur l'axe de ce boîtier, et disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe porte- satellites 20. Chaque pignon planétaire 28 est lié à un arbre de roue 10 par des cannelures. Le couple moteur venant de la boîte de vitesses est transmis au boîtier 2 par la couronne de différentiel 8, puis par l'axe porte-satellites 20 aux pignons satellites 26 qui sont entraînés en rotation avec le boîtier autour de son axe. Lors d'une conduite en ligne droite, les deux roues motrices tournant à la même vitesse, les pignons satellites 26 restent fixes sur l'axe porte-satellites 20, et entraînent à leur tour les pignons planétaires 28 reliés aux roues motrices. Dans le cas d'une différence de vitesse des roues motrices et donc des pignons planétaires 28, on ajoute au mouvement des pignons satellites 26 autour de l'axe du boîtier 2, une rotation propre autour de l'axe porte-satellites 20 pour compenser la différence de vitesse relative de ces deux pignons planétaires. Le couple peut ainsi être transmis aux roues motrices avec une différence de vitesse relative autour de la vitesse moyenne du différentiel 1. Pour l'assemblage du différentiel, on met d'abord en place les deux pignons planétaires 28. Ensuite les pignons satellites 26 avec leur coupelle de frottement 24, sont alignés sur l'alésage du boîtier 2 recevant l'axe porte-satellites 20, tout en s'assurant du bon calage des dentures les unes par rapport aux autres. Ce calage est délicat à maintenir pendant l'assemblage, et une erreur de calage oblige à recommencer l'opération. Enfin, l'axe porte-satellites 20 et le jonc d'arrêt 22 sont montés. Ces opérations de montage sont relativement longues. La figure 3 détaille la gorge circulaire 40 du boîtier 2, recevant le jonc d'arrêt 22. L'usinage de la gorge circulaire 40 crée dans cette zone des réductions de section qui entraînent des fortes contraintes dans le boîtier 2 lors du passage d'un couple important. Le boîtier est plus fragile. D'autre part, le passage du jonc d'arrêt 22 réduit la longueur du guidage de l'axe porte-satellites 20, par l'alésage 42 recevant cet axe. La pression sur ce guidage augmente. Les figures 4 et 5 présentent un différentiel 51 comportant des pignons satellites 50 comprenant un arbre arrière 52 centré sur l'axe du pignon. Lors de la fabrication du pignon satellite 50, on réalise dans la même matière sur la face arrière, un arbre 52 comportant un diamètre extérieur précis. Le pignon 50 peut avantageusement être obtenu par forgeage d'un acier, puis usinage de cette pièce forgée. L'arbre 52 venant d'une même pièce avec le pignon satellite 50, son centrage par rapport à la denture de ce pignon peut facilement être précis. Pour le montage du différentiel 51, les pignons satellites 50 sont d'abord mis en place, les arbres arrière 52 s'ajustant dans les alésages 42 du boîtier 2, une coupelle de frottement 24 étant interposée entre chaque pignon et le boîtier. Puis les pignons planétaires 28 sont mis en place. Le guidage des pignons satellites 50 est directement effectué par le centrage de l'arbre arrière 52, et l'appui axial du pignon sur la surface interne de la cavité du boîtier 2, avec la coupelle de frottement 24 interposée. II n'y a plus d'axe porte satellites, ni de dispositif de maintien particulier comme le jonc d'arrêt 22. Le nombre de composant est réduit, la masse ainsi que le coût sont aussi réduits. Le montage est plus simple et plus rapide. De plus, l'extrémité de l'arbre arrière 52 du pignon satellite 50 peut se prolonger radialement vers l'extérieur, au-delà de celle de l'axe porte-satellites 20 du différentiel 1 précédent, suivant une distance au moins égale à l'épaisseur du jonc d'arrêt 22. La surface de guidage des alésages 42 est nettement augmentée. De manière préférentielle, l'extrémité de l'arbre arrière 52 vient sensiblement s'aligner sur la face extérieure du boîtier 2, pour bénéficier d'une longueur de guidage la plus grande. Le guidage de l'arbre arrière 52 est amélioré, et la pression de contact est diminuée. II n'y a aussi plus de risque de centrifugation du jonc d'arrêt 22, et de déboîtage de ce jonc. REVENDICATIONS1 ù Différentiel de transmission du mouvement d'un moteur vers les roues motrices d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier (2) comportant un alésage (42) transversal de guidage de pignons satellites (50) qui engrènent avec des pignons planétaires (28) de sortie centrés sur l'axe du différentiel, caractérisé en ce que chaque pignon satellite (50) comporte un arbre arrière propre (52) centré sur son axe, qui est guidé dans l'alésage transversal du boîtier. 2 ù Différentiel de transmission suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre arrière (52) est réalisé d'une seule matière avec le pignon satellite (50). 3 ù Différentiel de transmission suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le pignon satellite (50) comprenant son arbre arrière (52), est obtenu par forgeage puis usinage d'un acier. 4 ù Différentiel de transmission suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une coupelle de frottement (24) entourant l'arbre arrière (52), s'intercale entre la face arrière du pignon satellite (50) et une surface interne du boîtier (2). 5 ù Différentiel de transmission suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité de l'arbre arrière (52) vient sensiblement s'aligner sur une face extérieure du boîtier (2).