Brevet FR3055935A1 — publié le 20180316

- 1 - COURONNE DE DIFFERENTIEL DE TRANSMISSION POUR VEHICULE ET DIFFERENTIEL DE TRANSMISSION L'invention se situe dans le domaine des 5 différentiels de transmission pour véhicules automobiles. Plus précisément, elle a pour objet une couronne de différentiel comprenant une jante intermédiaire circulaire entre un anneau extérieur dans lequel est réalisée sa denture d'entraînement, et un anneau intérieur assurant le 10 centrage de la couronne sur le boîtier du différentiel. Elle a également pour objet un différentiel pour transmission de véhicule, comportant cette couronne. Dans une transmission de véhicule automobile, le couple moteur est généralement transmis à l'arbre primaire 15 de la boîte de vitesses, puis à l'arbre secondaire, par un engrenage de pignons pour la vitesse engagée. En sortie de boîte, le couple est transmis au différentiel par un autre engrenage, dit engrenage de « pont », composé du pignon d'attaque du différentiel porté par l'arbre secondaire, et 20 de la couronne du différentiel. Le couple moteur génère une déformation de l'ensemble des pièces de la boîte de vitesses. Ces déformations ont une incidence sur la qualité d'engrènement des engrenages, et réduisent la durée de vie de leurs 25 dentures. Le défaut de qualité d'engrènement, a essentiellement pour origine, une mise en biais des dentures. Pour être contenue à un niveau acceptable, la mise en biais du « pont » suppose que les carters de boîte 30 soient suffisamment rigides. Pour limiter la flexion des arbres et la mise en biais du pont qui en résulte, on peut augmenter le diamètre des arbres, ou réduire leur longueur, en modifiant l'architecture de boîte. La présente invention vise à réduire, la mise en 35 biais des dentures sur les couronnes de différentiel, sans remettre en cause l'architecture de la boîte de vitesses ou du différentiel. 3055935 - 2 Dans ce but, la jante intermédiaire de la couronne présente des zones d'allègement, destinées à lui conférer une plus grande souplesse dans ces zones, que sur le reste de sa circonférence. Dans un premier mode de réalisation, l'épaisseur de la couronne évolue sur sa circonférence entre des parties plus étroites d'allègement et des parties plus épaisses. Dans un deuxième mode de réalisation, la jante présente plusieurs perçages d'allègement, définissant les 10 zones d'allègement de la couronne. Les zones d'allègement sont disposées en face de zones les plus raides du boîtier du différentiel. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif 15 de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels, - la figure 1 est un modèle, illustrant la déformation d'une boîte de vitesses, - la figure 2 montre la mise en biais d'une 20 denture d'entraînement de différentiel, - la figure 3 est un exemple de différentiel à couronne soudée, - la figure 4 montre les ouvertures d'un boîtier de différentiel, 25 la figure 5 montre l'indexage d'une couronne de différentiel, et la figure 6 l'évolution de sa mise en biais selon cet indexage, sur une demi-rotation du différentiel, la figure 7 est une vue de face de la couronne 30 proposée, la figure 8 une vue en perspective de celle-ci, les figures 8A et 8B sont deux coupes de la même couronne, dans sa partie la plus épaisse, et dans sa partie la plus mince, 35 - la figure 9 met en évidence la diminution de la mise en biais dans ce mode de réalisation, sur une demi-rotation du différentiel, 3055935 - 3 - la figure 10 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 11 met en évidence la diminution de la mise en biais, dans le deuxième mode de réalisation, sur 5 une demi-rotation du différentiel. Sur la figure 1, on voit les déformations (exagérées de façon volontaire) subies par l'ensemble des pièces d'une boîte de vitesses 1 sous l'effet du couple transmis par le moteur (non représenté). Sont représentés l'arbre primaire 2, l'axe de marche arrière 3, l'arbre secondaire 4 et le boîtier 9 du différentiel 8. L'emplacement des logements des paliers d'arbres 5, sur les carters, est également indiqué. La mise en flexion de l'arbre primaire 3, de l'arbre secondaire 4 et du différentiel 8, se traduit par un basculement du pignon d'attaque 6 ainsi que de la couronne de différentiel 7. Ces déformations entraînent la mise en biais (angle a sur la figure 2B) des dentures du pignon d'attaque 6a et de la couronne 7a. Lorsque la couronne du différentiel 7 est fixée sur le boîtier 9 par des vis, celles-ci traversent toujours la couronne, dans sa partie centrale la plus étroite, constituant une jante plane. La jante doit offrir aux vis une longueur de vissage suffisante dans leur épaisseur, pour qu'elles conservent une certaine élasticité vis-à-vis du boîtier où elles sont engagées. Sur la figure 3, on voit un boîtier de différentiel 9, sa couronne d'entraînement 7, et leur liaison soudée 14 On distingue les trois parties principales de la couronne 7 : l'anneau extérieur 11, la jante intermédiaire 12, et l'anneau intérieur 13 soudé par son bord latéral sur le boîtier 9. La soudure 14 ne porte pas sur la jante, mais sur l'anneau intérieur. Ainsi, la jante ne participe pas de manière directe à la liaison, comme dans le cas d'une liaison vissée. Le différentiel 8 représenté sur la figure 4, n'est pas homogène, du point de vue de sa raideur, sur un tour de boîtier. En effet, le boîtier présente deux parties plus 3055935 - 4 - souples, correspondant à deux ouvertures 9a, et deux parties plus raides 9b, où sont engagées les extrémités 15 de l'axe de satellites. La figure 5 reproduit des calculs de mise en biais sur la, circonférence de sa couronne de 5 pont, au couple maximum en première. La mise en biais est mesurée en microns (11m), à l'emplacement des « noeuds » numérotés de 4 à 19 sur la figure 6. Ces calculs montrent que la raideur est maximum dans les zones les plus raides 9b du boîtier, et que la mise en biais est plus faible dans 10 les parties souples 9a, autour des ouvertures. La vue de face de la figure 7 montre les trois parties 11, 12 13 d'une couronne 7 conforme à l'invention. La couronne de différentiel comprend une jante intermédiaire circulaire 12 entre un anneau 11 extérieur 15 dans lequel est réalisée sa denture d'entraînement 7a et un anneau intérieur 13. La couronne 7 est centrée sur le boîtier 9 par son anneau intérieur 13. L'épaisseur de la jante 12 évolue sur sa circonférence entre des zones d'allègement plus minces 12b et des parties plus épaisses 20 12c mises en évidence sur la vue en perspective de la figure 8, où l'on voit le nouveau dessin de la jante 12, à épaisseur variable. L'épaisseur évolutive de la jante 12, permet d'assouplir le différentiel en face des parties raides 9b du boîtier. L'épaisseur de la jante évolue 25 progressivement sur sa circonférence, entre les secteurs les plus étroits 12b et les secteurs les plus épais 12c. Elle peut évoluer de plusieurs microns entre ses zones plus minces 12b et ses zones plus épaisses 12a, par exemple d'environ une dizaine microns. 30 Afin de conserver une jante suffisamment robuste, son épaisseur reste inchangée (par rapport aux couronnes connues) en face des ouvertures 9a. En revanche elle est plus étroite mince dans les parties de la couronne faisant face aux parties les plus raides 9b du boîtier. Les coupes 35 des figures 8A et 8B mettent en évidence la variation d'épaisseur de la jante, qui peut passer par exemple de 8mm 3055935 - 5 - (épaisseur standard conservée en face des parties les plus souples) à 5mm dans les parties les plus raides. La figure 9, permet de comparer la mise en biais d'une couronne classique (courbe A) et de la couronne 5 proposée (courbe B). La mise en biais maximum du pont à couple maximum en première, diminue d'environ 13 microns grâce à l'invention, entre les noeuds 6 et 8, ce qui représente un gain total de 7% autour du noeud n° 7. Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention 10 illustré par la figure 10, la couronne présente, (en alternative à son épaisseur évolutive) plusieurs perçages 20 traversant sa jante 12. Les perçages, par exemple au nombre de 12, peuvent avoir un diamètre de l'ordre de 12mm. Grâce aux perçages, la jante 12 présente, comme dans le 15 premier mode décrit ci-dessus, des zones d'allègement 12b, destinées à lui conférer localement une plus grande souplesse que sur le reste de sa circonférence. Les zones d'allègement 12b sont positionnées sur les parties les plus raides 9b du boîtier. La forme initiale de la couronne est 20 conservée. L'allègement est réalisé par les perçages 20 (par exemple 12 perçages de diamètre 12mm) au niveau des portions que l'on souhaite assouplir. Sur la figue 11,, on a reproduit trois courbes de mises en biais : A couronne classique, B couronne évolutive 25 du premier mode de réalisation, et C couronne percée conforme au deuxième mode de réalisation. Un gain d'environ 9 microns, soit une réduction de la mise en biais d'environ 5%, au couple maximum en première, apparaît sur la figure 11 entre les courbes A et C. 30 Le différentiel proposé compOrte une couronne conforme à la description ci-dessus, dont les zones d'allègement 12b sont disposées en face des parties les plus raides 9b de son boîtier. La couronne 7 est de préférence soudée sur le boîtier. 35 En conclusion, l'invention est applicable sur tous les différentiels avec liaison boitier/couronne soudée. Sa mise en oeuvre nécessite un indexage de la couronne de pont (tel que celui de la figure 5), afin de positionner 3055935 - 6 - angulairement ses zones souples en face des parties raides du boitier. Ses avantages principaux sont les suivants : - une amélioration de la denture de pont via la réduction de la mise en biais tout en conservant la 5 robustesse de la couronne, - sa transparence vis-à-vis de l'architecture de la couronne, du boîtier et de leur fixation, et - un allégement de la couronne, REVENDICATIONS1. Couronne de différentiel (7) comprenant une jante intermédiaire circulaire (12) entre un anneau (11) extérieur dans lequel est réalisée sa denture d'entraînement (7a) et un anneau intérieur (13) assurant le centrage de la couronne (7) sur le boîtier (9) du différentiel (8), caractérisée en ce que la jante intermédiaire (12) présente des zones d'allègement (12b), destinées à conférer à la couronne (7) une plus grande souplesse dans ces dernières, que sur le reste de sa circonférence. 2. Couronne de différentiel selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les zones d'allègement (12b) 15 de la jante sont positionnées au montage sur les parties les plus raides (9b) du boîtier de différentiel. 3. Couronne de différentiel selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couronne (7) évolue sur sa circonférence entre des zones d'allègement 20 (12b) plus minces et d'autres zones plus épaisses (12a). 4. Couronne de différentiel selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de la jante (12) évolue de plusieurs microns entre ses zones plus minces (12b) et ses zones plus épaisses (12a). 25 5. Couronne de différentiel selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de la jante évolue de d'environ une dizaine microns entre ses zones plus étroites (12b) et ses zones plus épaisses (12a). 6. Couronne de Couronne de différentiel selon la 30 revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la jante (12) présente plusieurs perçages d'allègement (20) définissant ses zones d'allègement (12b). 7. Couronne de différentiel selon la revendication 6, caractérisée en ce que la jante (12) présente au total 35 une douzaine de perçages d'allègement (20) sur sa circonférence. 3055935 - 8 - 8. Couronne de différentiel selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les perçages (20) ont un diamètre de l'ordre de 12mm. 9. Différentiel (8) pour transmission de véhicule, 5 caractérisé en ce qu'il comporte une couronne (7) conforme à l'une des revendications précédentes, dont les zones d'allègement (12b) sont disposées en face des parties les plus raides (9b) de son boîtier (9). 10. Boîtier de différentiel selon la revendication 10 9, caractérisé en ce que la couronne (7) est soudée sur le boîtier (9) du différentiel (8).