Brevet FR3019250A1 — publié le 20151002

- 1 - ELEMENT ET ENSEMBLE DE FRICTION POUR DIFFERENTIEL SPHERIQUE La présente invention concerne la lubrification des différentiels de transmission automobile. Plus précisément, elle a pour objet un élément de friction pour différentiel sphérique entre le mécanisme intérieur et le boîtier de celui-ci, et un ensemble de friction composé d'un seul ou de plusieurs éléments de friction indépendants. Certains différentiels sphériques de boîte de vitesses comportent un ou plusieurs éléments de friction, placés entre le mécanisme et le boitier de différentiel. Leur fonction est de maîtriser les frottements entre le mécanisme, généralement en acier et le boitier, généralement en fonte. La coquille de friction doit résister à la fois à de fortes températures et à des vitesses différentielles élevées entre le boitier qui est immobile, et les pignons qui tournent. Les éléments de friction pour différentiels sphériques, se présentent sous la forme de coquilles de friction en une seule pièce, ou de coupelles de friction séparées, réalisées le plus souvent en matière plastique. Pour que les éléments de friction n'interdisent pas complètement la circulation de l'huile à l'intérieur du boîtier de différentiel, on laisse parfois des ouvertures dans l'élément de friction afin de faire passer de l'huile de l'extérieur de l'élément de friction vers l'interface mécanisme/élément de friction. Dans la publication FR 2 864 189, la coquille présente des fentes et des parties échancrées, au travers desquelles l'huile pénètre à l'intérieur de la coquille. D'une bonne circulation de l'huile, on attend l'absence de dégradation de la coquille par effet de séparation des surfaces, et la limitation de son usure. On connaît d'autres éléments de friction, pourvus de gorges ou de rainures de lubrification, pour faire circuler l'huile au niveau de leur interface avec le mécanisme interne du différentiel. C'est le cas dans la - 2 - publication US 3 930 424, qui décrit diverses configurations de rainures dans la matière de coupelles de différentiel. Toutefois, aucune des dispositions connues dans le 5 domaine, ne permet d'établir un véritable film lubrifiant entre la surface interne des éléments de friction, et les pignons du différentiel. La présente invention a pour but de de réduire les frottements entre l'élément de friction et le mécanisme 10 interne du différentiel, en améliorant la définition technique de cet élément. Dans ce but, elle propose de dégager des alvéoles sur la surface sphérique intérieures des éléments de friction en contact avec le mécanisme intérieur du 15 différentiel, de manière à établir un film d'huile créant une portance hydrodynamique entre cet élément et le mécanisme. Si l'ensemble de friction du différentiel est une coquille de différentiel, celle-ci est au moins en partie 20 alvéolée. Si l'ensemble de friction du différentiel est composé d'un ensemble de coupelles indépendantes, au moins l'une d'elle est alvéolée. 25 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un différentiel de boîte de 30 vitesses, la figure 2 est une coquille de différentiel, en une seule pièce, la figure 3 est un ensemble de quatre coupelles de différentiel, 35 la figure 4 est une vue en coupe d'un différentiel sphérique, et - la figure 5 est une coquille de différentiel alvéolée, - 3 - Sur la vue éclatée de différentiel sphérique 1 de la figure 1, on reconnaît à l'intérieur du boîtier 2, une partie de son mécanisme 3, dont l'axe porte-satellites 4, avec son jonc d'arrêt 5, deux satellites 6 et deux planétaires de sortie 7. La couronne d'entrée de mouvement 8 est fixée sur le boitier de différentiel 2. Entre le boitier 2 et le mécanisme 3, on distingue une coquille de friction 9. La coquille de friction 9, qu'on retrouve sur la figure 2, peut être réalisée en plastique ou en métal. Elle présente deux ouvertures verticales 9a, pour l'axe porte-satellite 4, et deux ouvertures horizontales 9b, pour les planétaires 7. Les coupelles 11 et 12 de la figure 3 peuvent se monter dans le différentiel de la figure 1, en lieu et place de la coquille 9, pour exercer la même fonction de friction, entre le mécanisme et le boitier. Les coupelles sous planétaires 11 sont de préférence réalisées en plastique, alors que les coupelles sous satellites 12 peuvent être réalisées en plastique ou en métal, du fait de leur forme plus simple. Sur la figure 4, on retrouve un différentiel sphérique du même type que sur la figure 1, avec ses satellites 6, ses planétaires 7 et son ensemble de friction, coquille 9 ou coupelles 11, 12. Comme indiqué plus haut, le but de l'invention est de créer un film d'huile à l'interface mécanisme/élément de friction, afin de réduire les frottements. Ce film vise à réduire l'usure et la sensibilité aux pics de températures subis par les éléments de friction 9, 11, 12. L'objectif est d'obtenir un frottement dit hydrodynamique mixte, entre le mécanisme et les éléments de friction, avec un coefficient de frottement faible à nul, dans un cas idéal où il n'y aurait plus aucun contact entre des surfaces séparées par une couche de lubrifiant. En effet, le film d'huile crée une portance hydrodynamique du fait de la rotation des satellites 6 et des planétaires 7 vis-à-vis des éléments de friction 9, 11, 12, qui sont immobiles dans le boitier de différentiel 2. - 4 - La solution proposée par l'invention, consiste à dégager des alvéoles 13 sur la surface sphérique intérieures des éléments de friction. Les alvéoles 13 visibles sur la figure 5 ont pour fonction : - d'avoir des réserves d'huile permettant un graissage régulier de l'interface : l'huile retenue dans les alvéoles est ainsi libérée, et alimente régulièrement le film d'huile dans le but d'être en régime hydrodynamique, et - de venir créer un logement pour les impuretés et la pollution environnante. Les avantages principaux de cette solution sont : - la réduction des risques de fluage via une baisse de la température locale, et - la réduction de l'usure de l'élément de friction grâce à la création d'un film d'huile à l'interface. Ces alvéoles peuvent être créées aussi bien sur des coquilles de différentiel (friction en une seule partie) que sur des coupelles de différentiel (friction en quatre 20 parties). Si l'ensemble de friction du différentiel est une coquille de différentiel, celle-ci est au moins en partie alvéolée. Si l'ensemble de friction du différentiel est composé d'un ensemble de coupelles indépendantes, au moins l'une d'elle est alvéolée. 25 Le matériau utilisé peut aussi bien être du plastique que du métal avec ou sans revêtement. Cette solution est applicable sur tous les différentiels sphériques, où des éléments de friction sont placés sur les satellites et les planétaires. 30 REVENDICATIONS1. Elément de friction (9, 11, 12) pour 5 différentiel sphérique (1), entre le mécanisme intérieur (3) et le boîtier (2) de celui-ci, caractérisé en ce que des alvéoles (13) sont dégagées sur la surface sphérique intérieure des éléments de friction en contact avec le mécanisme (3) de manière à établir un film d'huile créant 10 une portance hydrodynamique entre cet élément et le mécanisme (3). 2. Ensemble de friction pour différentiel sphérique (1) caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément de friction (9, 11, 12) alvéolé conforme à la revendication 1. 15 3. Ensemble de friction d'un seul tenant pour différentiel sphérique selon la revendication 2, sous la forme s'une coquille (9) avec deux ouvertures (9a), pour l'axe porte-satellite (4), et deux ouvertures horizontales (9b) pour les planétaires (7) du différentiel (1), 20 caractérisé en ce la coquille (9) est au moins en partie alvéolée conformément à la revendication 1. 4. Ensemble de friction pour différentiel sphérique selon la revendication 2, composé de deux coupelles sous satellites indépendantes (11) et de deux coupelles sous 25 planétaires (12) indépendantes, caractérisé en ce qu'au moins une des coupelles (11, 12) est alvéolée conformément à la revendication 1.