FR3113306A1

FR3113306A1 - Différentiel à glissement limité avec dispositif de poussée Dynamique amélioré

Info

Publication number: FR3113306A1
Application number: FR2008376A
Authority: FR
Inventors: Dominique Crasset
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-02-11
Also published as: WO2022029030A1

Abstract

Différentiel à glissement limité comportant un organe d’entrée et deux organes de sortie qui permet une solidarisation totale ou partielle en rotation de deux des trois organes d’entrée et/ou de sortie par l’action d’au moins un premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52), sur un moyen de solidarisation lors d’une diminution d’un des couples de sortie provoquée par une perte d’adhérence ou une mise en vitesses différentielles, le différentiel (40) comprenant également au moins un second moyen de poussée, présent sur chaque moyeu, antagoniste indirectement à l’action du premier moyen de poussée, et un plateau dynamique (19a, 19b) antagoniste à l’action du premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52), chaque moyeu (18a, 18b) comportant au moins un troisième moyen de poussée dynamique (20a, 21a, 22a) antagoniste au premier moyen de poussée (19a, 19b) et formé par au moins un trapèze configuré pour coopérer avec une rampe du moyeu (18a, 18b) ou la rampe du plateau dynamique (19a, 19b), le moyeu comportant en outre un quatrième moyen de poussée dynamique antagoniste coopérant avec les rampes du troisième moyen de poussée dynamique. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

Différentiel à glissement limité avec dispositif de poussée Dynamique amélioré

Domaine technique de l’invention

La présente invention se rapporte au domaine des différentiels à glissement limité ou dits autobloquants permettant un fonctionnement en cas de perte d’adhérence d’un des axes de sortie, et plus particulièrement au domaine des différentiels à glissement limité intégrant un dispositif de poussée dynamique.

état de la technique antérieure

Les différentiels sont des systèmes mécaniques comportant un organe d’entrée et au moins deux organes de sortie qui ont pour fonction d’assurer une distribution de vitesse de rotation par répartition de l'effort cinématique et des vitesses de rotation, de façon adaptée, immédiate et automatique, aux besoins d'un ensemble mécanique. Un des exemples les plus courants d’utilisation se trouve dans le cadre des véhicules automobiles où le différentiel permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes lors du passage d'une courbe. Les roues qui se trouvent situées à l'extérieur du virage sont amenées à tourner plus vite que celles qui sont situées à l'intérieur du virage. Cette différence de rotation entre les deux organes de sortie ou entre au moins un organe de sortie avec l’organe d’entrée est appelée vitesse différentielle, puisque les vitesses de rotation des différents organes du différentiel sont différentes.

Toutefois, une des principales faiblesses des différentiels est la perte de couple résistant sur l’une des sorties du différentiel causée par une perte d’adhérence d’une des roues motrices. Cette faiblesse a pu être compensée par le développement de différentiels autobloquants ou à glissement limité, arrangés pour permettre une liaison mécanique permettant un transfert de couple en faveur de la sortie qui présente le couple résistant le plus important.

Un exemple de différentiel à glissement limité est enseigné dans la publication de la demande FR 2638500. Dans ce type de différentiel, la diminution d’un couple de rotation d’un organe de sortie par rapport à l’organe de sortie homologue ou par rapport au couple de la couronne d’entrée du différentiel entraîne une solidarisation progressive, par l’intermédiaire d’un embrayage, des axes de sorties avec la couronne d’entrée du différentiel.

Toutefois, un tel dispositif, s’il permet de s’affranchir de la principale faiblesse connue des différentiels met à jour un nouveau problème. En effet, le différentiel est un système mécanique faisant intervenir des frottements et comporte de ce fait des pertes de couple lors des mises en vitesse différentielle du différentiel. Dans le cadre d’un différentiel automobile fonctionnant dans le passage d’une courbe, la roue motrice située à l’extérieur tournant plus vite subit une perte de couple du fait des frottements internes aux différentiels. Cette perte de couple s’exerce donc sur la sortie liée à la roue extérieure pendant que la sortie liée à la roue intérieure récupère par ces mêmes frottements du couple moteur. De plus, cette diminution du couple de sortie du différentiel est reconnue par le mécanisme de glissement limité qui réagit en solidarisant les axes de sortie déclenchant un phénomène dit de sous virage en altérant la trajectoire en courbe. Il devient alors évident que l’utilisation d’un tel différentiel à glissement limité peut être amené à imposer au conducteur la trajectoire de son véhicule en entraînant des écarts de direction lors de passages de courbe, ce qui peut s’avérer particulièrement dangereux pour lui et son environnement.

Le brevet français FR0905497 permet de s’affranchir partiellement de ce problème en proposant un différentiel stable en vitesse différentielle grâce à l’ajout d’un moyen de poussée dynamique supplémentaire (désigné troisième dans ce brevet), disposé entre le moyeu et le planétaire, et permettant de combler la perte d’effort axial des rampes de la sortie extérieure par une poussée axiale dudit troisième moyen de poussée dynamique sur le moyeu par rapport au planétaire. Le différentiel peut aussi comprendre un ou plusieurs disques de friction entre le boitier et le dispositif de poussée dynamique, dont les efforts de friction vont permettre d’augmenter la poussée dynamique axiale du troisième moyen de poussée par l’augmentation du couple de friction grâce à une ou plusieurs surfaces de friction supplémentaires.

Cependant, dans le dispositif divulgué dans ce brevet, ledit disque de friction supplémentaire produit des efforts axiaux qui peuvent ne pas être suffisants (indépendamment de l’inconvénient de produire des frottements permanents). Il est possible de rajouter un disque de friction entre le dispositif de poussée dynamique et le boitier pour augmenter les surfaces de frictions et donc les couples frictions, mais ces surfaces de friction supplémentaires sont susceptibles de provoquer des frottements parasites supplémentaires, plus ou moins en permanence, qui participent au transfert du couple, et sont donc susceptibles de provoquer un défaut de sous virage tel que décrit précédemment, inhérent à certains différentiels à glissement limité. De plus, une telle solution provoque un différentiel présentant un encombrement plus important.

Il en ressort donc un besoin d’un dispositif permettant à la fois de palier les problèmes de différences d’adhérence ou de vitesse des roues d’un véhicule, et aux problèmes induits par les frottements d’un différentiel à glissement limité par liaison frottante tel que décrit précédemment.

La présente invention a donc pour objet de proposer un différentiel à glissement limité avec dispositif de poussée dynamique amélioré, permettant de palier au moins une partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment en évitant l’utilisation des faces de friction supplémentaires.

Ce but est atteint par un différentiel à glissement limité d’une part comportant un organe d’entrée et deux organes de sortie et d’autre part intégrant, de préférence dans un boîtier, au moins un satellite et au moins deux planétaires couplés à deux moyeux, arrangés pour permettre une solidarisation totale ou partielle en rotation de deux des trois organes d’entrée et/ou de sortie par l’action d’au moins un premier moyen de poussée, sur un moyen de solidarisation,
le différentiel comprenant également
au moins un second moyen de poussée, présent sur chaque moyeu et planétaire, antagoniste indirectement à l’action du premier moyen de poussée,
chaque planétaire entraînant en rotation un desdits moyeux par l’intermédiaire d’un desdits seconds moyens de poussée, monté mobile en translation par rapport au planétaire et fixe avec l’axe rotatif de sortie, et un plateau dynamique antagoniste à l’action du premier moyen de poussée, le plateau dynamique étant arrangé pour être activé lors d’une mise en vitesses différentielles du différentiel, et comprenant au moins une rampe et une butée fixes solidaires d’un élément en forme de rondelle montée mobile en rotation avec un des moyeux, chaque moyeu étant solidaire en rotation avec un des arbres de sorties, de façon à lier chaque planétaire à un arbre de sortie du différentiel lorsque ledit différentiel est actif, , chaque moyeu comportant en outre au moins un troisième moyen de poussée dynamique antagoniste au premier moyen de poussée et formé par au moins une paire de rampes arrangées pour former un trapèze de sorte que la base du trapèze est orientée en direction du planétaire , les rampes étant configurées pour coopérer respectivement avec une rampe du moyeu ou la rampe du plateau dynamique,
dans lequel les rampes du troisième moyen de poussée dynamique sont en outre configurées pour coopérer avec au moins un quatrième moyen de poussée dynamique antagoniste que comprend le différentiel, configuré pour coopérer avec les rampes du troisième moyen de poussée dynamique,
et en ce que les pentes des rampes des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique sont configurées pour créer une poussée dynamique uniquement lorsqu’une vitesse différentielle se produit.

Selon une particularité, le quatrième moyen de poussée dynamique est formé par au moins une paire de rampes disposées et arrangées pour former un trapèze ou dièdre de sorte que le sommet du trapèze est orienté en direction du planétaire pour coopérer avec les rampes du troisième moyen de poussée.

Selon une autre particularité, le quatrième moyen de poussée présente une forme trapézoïdale ou de dièdre dont les côtés sont des rampes complémentaires à celles du troisième moyen de poussée.

Selon une autre particularité, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée est dans une direction inverse par rapport à la poussée axiale du troisième moyen de poussée.

Selon une autre particularité, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée est appliquée directement au plateau dynamique.

Selon une autre particularité, le nombre N de trapèzes formés par le troisième moyen de poussée est égal au nombre N-1 de trapèzes formés par le quatrième moyen de poussée.

Selon une autre particularité, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée n’est pas appliquée directement au plateau dynamique.

Selon une autre particularité, les troisième et quatrième moyens de poussée sont libres angulairement et axialement par rapport à leur moyeu respectif.

Selon une autre particularité, le différentiel comprend un arrangement générant, lors de la mise en vitesses différentielles du différentiel, au moins un frottement spécifique à cette mise en mouvement utilisé pour actionner les troisième et quatrième moyens de poussée dynamique antagoniste.

Selon une autre particularité, l’entraînement en rotation différentielle d’un élément mobile monté fou par le second moyen de poussée dynamique provoque un effort axial indirectement antagoniste à l’effort du premier moyen de poussée de la sortie opposée du différentiel, l’élément mobile monté fou subissant uniquement un couple de frottement avec un élément du différentiel lorsqu’il est entrainé en rotation différentielle.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, qui illustre :

[Fig. 1] représente une vue d’ensemble de coupe du différentiel dans un boitier selon un premier mode de réalisation, sans les moyens de poussée dynamique représentés.
[Fig. 2] représente une vue de coupe selon la section B-B du différentiel de la figure 1 selon le premier mode de réalisation, qui passe par le plan qui contient les axes de satellites.
[Fig. 3] représente un synoptique du différentiel intégrant les sections C-C et D-D représentées à la figure 1. Les sections C-C et D-D sont des sections « cylindriques » déterminées par leurs traits d’axes respectifs tournant suivant l’axe du différentiel. Leur représentation schématique est le résultat du développé obtenu et mis à plat du différentiel selon un premier mode de réalisation.
[Fig. 4] représente un synoptique partiel en vue éclatée du différentiel selon la section C-C représentée à la figure 1. La section C-C est une section « cylindrique » déterminée par ses traits d’axes tournants suivant l’axe du différentiel. La représentation schématique est le résultat du développé obtenu et mis à plat du différentiel selon un premier mode de réalisation.
[Fig. 5] représente un détail partiel du synoptique partiel en vue éclatée de la figure 4.
[Fig. 6] représente une vue isométrique éclatée partielle d’une partie du différentiel, le moyeu gauche et le plateau dynamique gauche selon un premier mode de réalisation, sans les troisième et quatrième moyens de poussée dynamique représentés.
[Fig. 7] représente une vue isométrique de la partie gauche du différentiel, selon un premier mode de réalisation, lorsque le mécanisme de friction est inactif.
[Fig. 8] représente une vue isométrique de la partie gauche du différentiel, selon un premier mode de réalisation, lorsque le mécanisme de friction est inactif.
[Fig. 9] représente une vue isométrique de la partie gauche du différentiel, selon un premier mode de réalisation, lorsque le mécanisme de friction est actif.

description detaillee de l’invention

De nombreuses combinaisons peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention ; l'homme de métier choisira l'une ou l'autre en fonction des contraintes économiques, ergonomiques, dimensionnelles ou autres qu'il devra respecter.

De manière générale, la présente invention comporte un différentiel à glissement limité d’une part comportant un organe d’entrée et deux organes de sortie et d’autre part intégrant, de préférence dans un boîtier (2), au moins un satellite et au moins deux planétaires (10a, 10b) couplés à deux moyeux (18a, 18b), arrangés pour permettre une solidarisation totale ou partielle en rotation de deux des trois organes d’entrée et/ou de sortie par l’action d’au moins un premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52), sur un moyen de solidarisation (13a, 13b),
le différentiel (40) comprenant également
au moins un second moyen de poussée (101a, 102a, 181a, 182a, et 101b, 102b, 181b, 182b), présent sur chaque moyeu (18a, 18b) et planétaire (10a, 10b), antagoniste indirectement à l’action du premier moyen de poussée,
chaque planétaire (10a, 10b) entraînant en rotation un desdits moyeux (18a, 18b) par l’intermédiaire d’un desdits seconds moyens de poussée, monté mobile en translation par rapport au planétaire et fixe avec l’axe rotatif de sortie, et un plateau dynamique (19a, 19b) antagoniste à l’action du premier moyen de poussée (31, 32, 51,52 ), le plateau dynamique (19a, 19b) étant arrangé pour être activé lors d’une mise en vitesses différentielles du différentiel (40), et comprenant au moins une rampe (191a, 191b) et une butée (192a, 192b) fixes solidaires d’un élément en forme de rondelle montée mobile en rotation avec un des moyeux (18a, 18b), chaque moyeu étant solidaire en rotation avec un des arbres de sorties, de façon à lier chaque planétaire (10a, 10b) à un arbre de sortie du différentiel (40) lorsque ledit différentiel est actif,
chaque moyeu (18a, 18b) comportant en outre au moins un troisième moyen de poussée dynamique (20a, 21a, 22a et 20b, 21b, 22b ) antagoniste au premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52) et formé par au moins une paire de rampes (201a, 202a, 211a, 212a, 221a, 222a et 201b, 202b, 211b, 212b, 221b, 222b) arrangées pour former un trapèze de sorte que la base du trapèze est orientée en direction du planétaire (10a, 10b), les rampes (201a, 222a et 201b, 222b) étant configurées pour coopérer respectivement avec une rampe (185a, 185b) du moyeu (18a, 18b) et/ou la rampe (191a, 191b) du plateau dynamique (19a, 19b),
caractérisé en ce que les rampes du troisième moyen de poussée dynamique sont en outre configurées pour coopérer avec au moins un quatrième moyen de poussée dynamique antagoniste (23a, 24a, et 23b, 24b) que comprend le différentiel (40), configuré pour coopérer avec les rampes (202a, 211a et 212a, 221a, et 202b, 211b et 212b, 221b) du troisième moyen de poussée dynamique,
et en ce que les pentes des rampes des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique sont configurées pour créer une poussée dynamique uniquement lorsqu’une vitesse différentielle se produit.

Par convention, on comprend par « dynamique » les composants ou les parties des composants qui sont susceptibles de produire un effort axial dit « dynamique » uniquement dans les phases de vitesses différentielles. Les frictions ou frottements dynamiques sont les frictions qui agissent entre les plateaux dynamiques (19a, 19b) et le boitier (2) ou l’organe d’entrée (5).

Avantageusement, cela permet de réduire l’encombrement du dispositif. En effet, cela permet de réduire les faces de frictions dynamiques en supprimant un disque de friction dynamique, alors remplacé avantageusement par un moyen de poussée dynamique supplémentaire (23a, 24a, et 23b, 24b).

Ainsi, la rampe d’entrée (31, 32, 51, 52) formant premier moyen de poussée dynamique, de préférence présent entre le couvercle 3 et l’organe d’entrée 5, va avoir tendance à fermer l’embrayage en y transmettant son effort axial. Les autres moyens de poussées dynamiques ou non sont conçus pour être antagonistes à ce premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52). L’actionnement des moyens de poussées dynamiques est réalisé quand le moyeu (18a, 18b) (et donc tous lesdits autres moyens de poussée dynamique) tourne plus vite que l’organe d’entrée (5) ou le boitier (2), comme représenté sur la figure 3. En effet, le plateau dynamique est par exemple monté entre l’organe d’entrée (5) d’un côté et l’ensemble formé par des trapèzes formant le troisième et quatrième moyen de poussée et le moyeu (18a, 18b) comportant le second moyen de poussée de l’autre.

Dans certains modes de réalisation, le quatrième moyen de poussée dynamique (23a, 24a) est formé par au moins une paire de rampes (231a, 232a) disposées et arrangées pour former un trapèze ou dièdre de sorte que le sommet du trapèze est orienté en direction du planétaire (10a) pour coopérer avec les rampes du troisième moyen de poussée (20a, 21a, 22a). Les troisièmes moyens de poussée dynamique (20a, 21a, 22a) forment ainsi des trapèzes dynamiques dits primaires, tandis que les quatrièmes moyens de poussée dynamique (23a, 24a) forment des trapèzes dynamiques dits secondaires, coopérant avec les trapèzes primaires.

Ainsi, l’ajout d’un trapèze formant quatrième moyen de poussée dynamique entraine la présence d’au moins un deuxième trapèze formant troisième moyen de poussée dynamique par rapport à ce qui est connu dans l’art antérieur, à savoir un unique trapèze formant troisième moyens de poussée dynamique.

Avantageusement la multiplication du nombre de trapèzes dynamiques primaires et secondaires, donc de rampes dynamiques, permet de maintenir le même (ou d’augmenter) l’effort de poussée pour une transmission de couple moteur donnée, tout en permettant de supprimer une ou plusieurs faces de friction dynamique, par exemple un disque de friction dynamique, entre le plateau et le boitier (2) et/ou l’organe d’entrée (5) du différentiel et ainsi de réduire à la fois l’encombrement et réduire les efforts de frottements permanents, grâce à des efforts axiaux supplémentaires.

Dans certains modes de réalisation, le quatrième moyen de poussée présente une forme trapézoïdale dont les côtés sont des rampes complémentaires à celles du troisième moyen de poussée.

On comprend que lorsque le couple de friction du plateau dynamique, active les troisièmes et quatrièmes moyens de poussée dynamiques, donc les trapèzes dynamiques primaires et secondaires (20a, 21a, 22a, 23a, 24a), sont en contact, et sont légèrement déplacés axialement par rapport à l’axe de sortie du moyeu (18a, 18b) de sortie, comme on peut le voir sur la figure 9 sur la partie gauche du différentiel, un jeu est présent au niveau du sommet des trapèzes primaires et secondaires, dû à une rotation angulaire prédéterminée entre le moyeu et le plateau dynamique.

Ce déplacement, on parlera aussi de dilatation des moyens de poussées dynamiques, permet de transmettre les efforts axiaux des moyens dynamiques au planétaire, et ainsi s’opposer à l’action du premier moyen de poussée (31, 51) sur le moyen de solidarisation (13a, 13b) , ce qui a pour effet de maintenir ouvert ledit moyen de solidarisation ouvert.

A l’inverse, quand le mécanisme de friction dynamique est inactif, le différentiel fonctionne normalement, à l’instar des différentiels classiques de l’art antérieur.

En d’autres termes, le moyeu (18a, 18b) de sortie présente au moins un organe d’entraînement présentant une rampe hélicoïdale (185a, 185b) sur une face, et présente sur la face opposée une butée (186a, 186b).

Le plateau dynamique (19a, 19b), présente notamment au moins un organe d’entraînement présentant une rampe hélicoïdale (191a, 191b) sur une face, et présente sur la face opposée une butée (192a, 192b).

Plus particulièrement, la figure 1 illustre un mode de réalisation à titre d’exemple et non limitatif de la présente invention, dans lequel le différentiel est représenté dans son fonctionnement au sein d’un boitier (2) contenant ledit mécanisme et relié à l’organe d’entrée (5) et aux organes de sorties (non représentés).

La figure présente ainsi un engrenage cylindrique de réduction (1) qui reçoit de façon connue le couple moteur pour le transmettre au différentiel par l’intermédiaire de l’organe d’entrée (5). L’engrenage cylindrique de réduction 1, associé avec d’une part le boîtier 2 et d’autre part avec le couvercle 3 constituent le contenant du mécanisme du différentiel. L’engrenage cylindrique de réduction 1 le boîtier 2 et le couvercle 3 sont rendus solidaires au moyen d’un ensemble de vis 4. Un organe d’entrée 5 est solidaire en rotation avec un ensemble de 4 pavés 6a, 6b, 6c, 6d, des 3 axes de satellites 7a, 7b, 7c et des 4 satellites à denture conique 8a, 8b, 8c, 8d et un croisillon 9. Une cheville extérieure 15 solidaire de l’axe du satellite 6a contient la réaction de denture du planétaire gauche 10a. Une cheville intérieure 16 solidaire de l’axe du satellite 6a contient la réaction de denture du planétaire droit 10b. Une rondelle de friction gauche 17a est intercalée entre le croisillon 9 et le planétaire gauche 10a. Une rondelle de friction droite 17b est intercalée entre le croisillon 9 et le planétaire droit 10b.

Dans les exemples représentés, les dispositifs de poussée dynamique ne sont susceptibles d’intervenir que lors de vitesses différentielles dites positives, c'est-à-dire lorsque la vitesse de rotation desdits dispositifs est supérieure à la vitesse de rotation du boîtier (2) d’une part ou à celle de l’organe (5) d’entrée d’autre part. Dans cet exemple, lorsque les rampes dynamiques 185a, 191a, 201a, 202a, 232a, 231a, 211a, 212a, 242a, 241a, 221a, 22a produisent un effort axial en étant soumises à un couple, le dispositif de poussée dynamique du côté opposé ne produit pas d’effort axial car les butées dites dynamiques 186b et 192b sont en contact, alors que les dièdres dynamiques 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, ne sont plus en contact et ne produisent pas conséquent aucun effort axial. Cette disposition est choisie pour palier le problème rencontré par le différentiel décrit dans le brevet FR 2638500. Il est cependant possible d’implémenter ce mode de réalisation dans des situations avec des vitesses différentielles négatives de façon égale, ou encore dans tous les cas de vitesses différentielles positives. Dans ce dernier cas, les butées (186, 192) sont remplacées par des rampes identiques aux rampes (185 et 191) et des triangles dynamiques primaires et secondaires y seront insérées de la même manière que décrit présentement.

La section B-B représentée à la figure 2 permet de mieux voir l’agencement des pavés, des satellites et de leurs axes. De façon classique, les 4 satellites 8a, 8b, 8c, 8d sont engrenés avec le planétaire gauche 10a d’une part et le planétaire droit 10b d’autre part.

Comme représenté sur les figures 1 et 3, un premier ensemble de frictions gauches 11a sont solidaires en rotation avec le planétaire gauche 10a au moyen de cannelures. Un deuxième ensemble de frictions droites 11b sont solidaires en rotation avec le planétaire droit 10b au moyen de cannelures. Un premier ensemble de contre disques gauches 12a sont solidaires en rotation avec l’organe d’entrée 5. Un second ensemble de contre disques droits 12b sont solidaires en rotation avec l’organe d’entrée 5. Les frictions gauches 11a intercalées avec les contre disques gauches 12a constituent l’embrayage gauche 13a. Les frictions droites 11b intercalées avec les contre disques droits 12b constituent l’embrayage droit 13b. Une cage 14 solidaire en rotation de l’organe d’entrée 5 par l’intermédiaire de l’ensemble des 4 pavés 6a, 6b, 6c, 6d, est placée entre les embrayages 13a et 13b.

La figure 3 est un synoptique du différentiel qui intègre notamment les sections C-C et D-D.

Le moyeu gauche (18a) est solidaire en rotation avec le planétaire gauche 10a via une pluralité de rampes hélicoïdales 181a et 182a ainsi que par des crabots limiteurs 183a et 194a disposés sur la périphérie. Le moyeu droit 18b est solidaire en rotation avec le planétaire droit 10b via une pluralité de rampes hélicoïdales (181b), pendant l’accélération (couple positif)) et 182b (pendant la décélération, le couple négatif) ainsi que par des crabots limiteurs 183b et 194b disposés sur la périphérie.

Sur cette figure, la partie gauche des moyens de poussée dynamique est activé, les rampes dynamiques des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique gauches (20a, 21a, 22a, 23a, 24a) étant en contact les uns avec les autres. Dans la partie droite, un jeu est présent entre les rampes dynamiques droites.

La figure 4 est une section C-C partielle permettant de visualiser les différentes rampes hélicoïdales qui se situent au niveau des planétaires, des moyeux de sortie, des plateaux dynamiques et des troisièmes et quatrièmes moyens de poussée dynamique, aussi appelés trapèzes ou dièdres dynamiques, ainsi que la rampe d’entrée (31).

Ainsi, le planétaire gauche 10a présente des rampes hélicoïdales 101a et 102a ainsi que des butées 103a et 104a.

Le planétaire droit 10b présente des rampes hélicoïdales 101b et 102b ainsi que des butées 103b et 104b. La fonction de ces butées est décrite en détail dans le brevet FR2638500.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, le moyeu gauche 18a présente sur sa périphérie une pluralité de rampes hélicoïdales dynamiques 185a et une pluralité de butées dynamiques 186a.

Le moyeu droit 18b présente sur sa périphérie une pluralité de rampes hélicoïdales dynamiques 185b et une pluralité de butées dynamiques 186b.

Le plateau dynamique gauche 19a présente sur sa périphérie une pluralité de rampes hélicoïdales dynamiques 191a et une pluralité de butées dynamiques 192a. Ce plateau dynamique gauche 19a est intercalé entre le moyeu gauche 18a et l’organe d’entrée 5.

Le plateau dynamique droit 19b présente sur sa périphérie une pluralité de rampes hélicoïdales dynamiques 191b et une pluralité de butées dynamiques 192b. Ce plateau dynamique droit 19b est intercalé entre le moyeu droit 18b et le boîtier 2.

Les moyeux 18a et 18b sont solidaires en rotation de façon traditionnelle au moyen de cannelures respectivement 180a et 180b avec des arbres de sorties qui ne sont pas représentés dans ce document. Les moyeux 18a et 18b constituent donc les deux organes de sortie du différentiel.

Dans ces figures 3 et 4, le dispositif est soumis à un couple moteur et est en situation de virage. Le couple moteur est transmis jusqu’aux moyeux de sorties soumis à des couples résistants via leurs cannelures respectives. En effet, lors d’un virage à droite, la roue gauche, extérieure au virage doit tourner plus vite que la roue droite intérieure au virage. On parle pour cette sortie gauche de vitesse différentielle positive, le système différentiel est donc actif du côté gauche. Plus précisément, lors de la mise sous couple, le planétaire gauche (10a) est poussé vers le haut (de la figure), ce qui résulte en un contact positif entre le planétaire (10a) et le moyeu (18a). De même, la mise en vitesse différentielle simultanément à la mise sous couple font entrer en contact les rampes dynamiques des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique du côté gauche, en l’occurrence les trapèzes, ou dièdres, dynamiques gauches (20a, 21a, 22a, 23a, 24a) du moyeu gauche (18a) avec les rampes dynamiques du moyeu (185a) et du plateau dynamique (191a). Les troisième et quatrième moyens dynamiques du côté gauche du différentiel sont alors actifs et génèrent des efforts axiaux aptes à combler la déperdition d’effort axial des rampes de sortie (du second moyen de poussée) de la sortie gauche du système différentiel. Cette déperdition étant, comme expliqué au début du document due « au vidage de couple » dû aux frottements internes du mécanisme du différentiel.

A l’inverse, la partie droite des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique n’est pas activée. Les trapèzes dynamiques droits (20b, 21b, 22b, 23b, 24b) formant troisième et quatrième moyen de poussée dynamique présentent un jeu entre eux, comme représenté sur les figures 3 et 4, et ce sont les butées dynamiques (186b, 192b) du moyeu gauche (18b) et du plateau dynamique gauche (19b) qui sont en contact. La partie droite du système dynamique est ainsi inactive.

La figure 5 est une section C-C partielle éclatée des différentes rampes hélicoïdales des troisièmes et quatrièmes moyens de poussée dynamique.

Ainsi, la partie gauche du différentiel comprend un jeu de N dièdres dynamiques dits primaires, ici trois, (20a, 21a, 22a) qui présentent respectivement chacun des rampes hélicoïdales (201a et 202a, 211a et 212a, 221a et 222a). En regard, est présent un jeu de N-1 dièdres dynamiques dits secondaires, ici deux, (23a, 24a) qui présentent chacun respectivement des rampes hélicoïdales (231a et 232a, 241a et 242a).

De la même façon, la partie droite du différentiel comprend un jeu de N dièdres dynamiques dits primaires, ici trois, (20b, 21b, 22b) qui présentent respectivement chacun des rampes hélicoïdales (201b et 202b, 211b et 212b, 221b et 222b). En regard, est présent un jeu de N-1 dièdres dynamiques dits secondaires, ici deux, (23b, 24b) qui présentent respectivement chacun des rampes hélicoïdales (231b et 232b, 241b et 242b).

Avantageusement, les trapèzes dynamiques secondaires gauches (23a, 24a) produisent un effet antagoniste à la rampe d’entrée en appuyant soit sur l’organe d’entrée (5) soit sur le plateau dynamique (19a). De même, Les trapèzes dynamiques secondaires droits (20b, 21b et 22b) poussent soit sur le boitier (2) soit sur le plateau dynamique, ici sur le plateau dynamique (19b). Ainsi, cette configuration permet une efficacité et une stabilité plus importante des dispositifs dynamiques droit et gauche.

La figure 6 présente une partie du différentiel (1) en vue éclatée, comprenant le moyeu (18a) ainsi que le plateau dynamique (19a).

Plus particulièrement, la figure 7 illustre un mode de réalisation à titre d’exemple et non limitatif de la présente invention, dans lequel est représenté la partie gauche du système dynamique lorsque les dispositifs de poussée dynamiques, formé entre autres par les moyens de poussée dynamique, sont inactifs. Le moyeu gauche (18a) est assemblé avec le plateau dynamique gauche (19a), et comprend une pluralité de trapèzes dynamiques primaires et secondaires, correspondant respectivement aux troisième et quatrième moyens de poussée dynamique, qui ne sont pas en contact les uns avec les autres lorsque ce côté du système dynamique est en vitesse différentielle négative et par conséquent est inactif. Le moyeu gauche (18a) présente deux butées (186a) et deux rampes hélicoïdales (185a) disposées à 180° sur la périphérie de la pièce. Il est à noter que dans le mode de réalisation représenté, deux ensembles de troisièmes et quatrièmes moyens de poussée dynamiques sont disposés symétriquement suivant un plan passant par les butées (186a). Le plateau dynamique (19) présente deux butées (192a) et deux rampes hélicoïdales (191a) disposées à 180° sur la périphérie de la pièce. La présence de ce double couple en parallèle permet avantageusement de multiplier par 2 les contacts mécaniques, ce qui permet de diminuer d’autant les contraintes mécaniques sur chaque contact.

Il est bien sûr possible de se limiter à un seul ensemble de butées (192a, 186a) et rampes (191a, 185a) et un seul ensemble de deux trapèzes dynamiques primaires (20a, 21a) et d’un trapèze dynamique secondaire (23a).

Sur la figure 7, le dispositif gauche est représenté en situation inactive dépendant du sens de rotation du moyeu (18a) par rapport au boitier (2, non représenté sur cette figure) du différentiel mais sur lequel le plateau dynamique (19a) est en appui par sa face opposée au moyeu (18a). Suivant ce sens de rotation dit négatif, les butées (186a, 192a) sont en contact.

La figure 8 illustre le même mode de réalisation du différentiel à titre d’exemple et non limitatif de la présente invention, sous un angle différent.

La figure 9 représente illustre un mode de réalisation de la partie gauche du différentiel à titre d’exemple et non limitatif de la présente invention, dans lequel le mécanisme de poussée dynamique, formé entre autres par les moyens de poussée dynamique, est actif. Le sens de rotation du moyeu (18a) par rapport au boitier du différentiel est inverse à celui du mode de réalisation représenté à la figure 7. Ce sens de rotation est dit positif et toutes les rampes hélicoïdales (185a, 191a 201a, 202a, 211a 212a, 221a, 222a, 231a, 232a, 241a, 242a) disposées sur le moyeu (18a), le plateau dynamique (19a) et sur les trapèzes dynamiques primaires (20a, 21a, 22a) et secondaires (23a, 24a), sont en contact et coopèrent en produisant chacune un effort axial parallèle à l’axe de rotation du différentiel. L’effort axial produit est dépendant du couple de friction recueilli entre le plateau dynamique gauche (19a) et l’organe d’entrée (5) du différentiel, ainsi que du pas des rampes hélicoïdales. Dans ce mode de réalisation, sur un ensemble formé des organes d’entrainement et des trapèzes primaires (20a, 21a, 22a) et secondaires (23a, 24a), six contacts de rampes hélicoïdales permettent de produire six efforts axiaux. C’est par exemple 4 efforts axiaux supplémentaires par rapport au dispositif décrit dans le brevet français FR0954497. Ces quatre efforts axiaux supplémentaires permettent de compenser les faces de frictions des disques de frictions dynamiques disposés dans ledit brevet entre le plateau dynamique et le boitier du différentiel. On a ainsi six contacts pour une face de friction au lieu de 2 contacts et 3 faces de frictions, utilisées dans des différentiels comme celui dudit brevet français, qui ont été supprimées dans les modes de réalisation présentement décrits.

Dans certains modes de réalisation, le nombre N de trapèzes formés par le troisième moyen de poussée est égal au nombre N-1 de trapèzes formés par le quatrième moyen de poussée.

Ainsi, les figures 7, 8 et 9 présentent deux groupes de trois trapèzes dynamiques primaires qui coopèrent avec deux trapèzes dynamiques secondaires, mais il est possible dans d’autres modes de réalisation d’avoir un ou des groupes de deux trapèzes dynamiques primaires qui coopèrent avec un trapèze dynamique secondaire, de même que des modes de réalisation dans lesquels un ou des groupes de quatre trapèzes dynamiques primaires coopèrent avec trois trapèzes dynamiques secondaires,

Dans certains modes de réalisation, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée est dans une direction inverse par rapport à la poussée axiale du troisième moyen de poussée. Ainsi, les troisième et quatrième moyens de poussée se repoussent mutuellement sous l’effet du couple de friction dynamique.

Dans certains modes de réalisation, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée est appliquée directement au plateau dynamique (19a, 19b).

Dans certains modes de réalisation, la poussée axiale du quatrième moyen de poussée n’est pas appliquée directement au plateau dynamique (19a, 19b).

Dans certains modes de réalisation, les troisième et quatrième moyens de poussée sont libres angulairement et axialement par rapport à leur moyeu respectif (18a, 18b). Ainsi, les trapèzes formant le troisième et le quatrième moyens de poussée sont maintenus entre le moyeu (18a, 18b) et l’organe d’entrée (5) ou le boitier (3), et viennent tourner autour de l’axe de rotation du moyeu (18a, 18b) par l’action des rampes (185, 191) du plateau dynamique et dudit moyeu.

Dans certains modes de réalisation, le différentiel comprend un arrangement générant, lors de la mise en vitesses différentielles du différentiel, au moins un frottement spécifique dynamique à cette mise en mouvement utilisé pour actionner les troisième et quatrième moyen de poussée dynamique antagoniste.

Dans certains modes de réalisation, l’entraînement en rotation différentielle d’un élément mobile monté fou par le second moyen de poussée dynamique provoque un effort axial antagoniste à l’effort du moyen de poussée de la sortie opposée du différentiel, l’élément mobile monté fou subissant uniquement un couple de frottement dynamique avec un élément du différentiel lorsqu’il est entrainé en rotation différentielle.

Dans l’exemple décrit, le différentiel présente un train d’engrenages de type dit « conique » composé de 2 planétaires et d’un jeu de satellites. Cette architecture est très généralement utilisée en automobile mais l’homme du métier comprend bien que ce train d’engrenages peut très bien être remplacé par exemple par un train plan de type épicycloïdale.

On comprendra aisément à la lecture de la présente demande que les particularités de la présente invention, comme généralement décrits et illustrés dans les figures, puissent être arrangés et conçus selon une grande variété de configurations différentes. Ainsi, la description de la présente invention et les figures afférentes ne sont pas prévues pour limiter la portée de l'invention mais représentent simplement des modes de réalisation choisis.

Par exemple, il est parfois noté des références « a » ne concernant que la partie gauche du différentiel sans mentionner les références de la partie droite « b ». On comprend que le côté gauche « a » est susceptible de présenter les mêmes caractéristiques et fonctionnalités, et que ce choix est fait uniquement par souci de clarté et concision. C’est pour ces mêmes raisons que seule la partie gauche est représentée dans les figures 6 à 9.

L’homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d’un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques d’un autre mode de réalisation à moins que l’inverse ne soit explicitement mentionné ou qu’il ne soit évident que ces caractéristiques sont incompatibles. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l’inverse ne soit explicitement mentionné.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l’art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l’éloigner du domaine défini par la portée des revendications jointes, ils doivent être considérés à titre d'illustration et l’invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.
1. Engrenage cylindrique de réduction
2. Boîtier
3. Couvercle
31, 32 Rampes du couvercle formant premier moyen de poussée
4. Moyens de fixation, par exemple des vis,
5. Organe d’entrée /
51, 52 Rampes de l’organe d’entrée formant premier moyen de poussée
6a, 6b, 6c, 6d. Pavés
7a, 7b, 7c. Axes de satellites
8a, 8b, 8c, 8d. Satellites à denture conique
9. Croisillon
10a. Planétaire gauche
101a, 102a. Rampes hélicoïdales du planétaire gauche faisant partie du deuxième moyen de poussée
103a, 104a. Butées du planétaire gauche
10b. Planétaire droit
101b, 102b. Rampes hélicoïdales du planétaire droit faisant partie du deuxième moyen de poussée
103b, 104b. Butées du planétaire droit
11a. Moyens de frictions gauches
11b. Moyens de frictions droites
12a. Ensemble de contre disques gauches
12b. Ensemble de contre disques droites
13a. Embrayage gauche (moyen de solidarisation)
13b. Embrayage droit (moyen de solidarisation)
14. Cage
15. Cheville extérieure
16. Cheville intérieure
17a. Rondelle de friction gauche
17b. Rondelle de friction droite
18a. Moyeu gauche
180a. Cannelures
181a, 182a. Rampes hélicoïdales du moyeu gauche faisant partie du deuxième moyen de poussée
183a, 184a. Crabots limiteurs du moyeu gauche
185a, Rampes hélicoïdales dynamiques (moyeu gauche)
186a. Butées dynamiques (moyeu gauche)
18b. Moyeu droit
180b. Cannelures
181b, 182b. Rampes hélicoïdales du moyeu droit faisant partie du deuxième moyen de poussée
183b, 184b. Crabots limiteurs du moyeu droit
185b, Rampes hélicoïdales dynamiques (moyeu droit)
186b. Butées externes dynamiques (moyeu droit)
19a. Second moyen de poussée (Plateau dynamique gauche)
191a. Rampes dynamiques (plateau gauche)
192a. Butées dynamiques (plateau gauche)
19b. Second moyen de poussée (Plateau dynamique droit)
191b. Rampes dynamiques (plateau droit)
192b. Butées dynamiques (plateau droit)
20a, 21a, 22a. Dièdres/triangles dynamiques gauches dits primaires formant troisième moyen de poussée
201a, 202a, 211a, 212a, 221a, 222a. Rampes hélicoïdales des dièdres/triangles dynamiques gauches dits primaires (troisième moyen de poussée)
23a, 24a. Dièdres/triangles dynamiques gauches dits secondaires formant quatrième moyen de poussée
231a, 232a, 241a, 242a. Rampes hélicoïdales des dièdres/triangles dynamiques gauches dits secondaires (quatrième moyen de poussée)
20b, 21b, 22b. Dièdres/triangles dynamiques droits dits primaires formant troisième moyen de poussée
201b, 202b, 211b, 212b, 221b, 222b. Rampes hélicoïdales des dièdres/triangles dynamiques droits dits primaires
23b, 24b. Dièdres/triangles dynamiques droits dits secondaires formant quatrième moyen de poussée
231b, 232b, 241b, 242b. Rampes hélicoïdales des dièdres/triangles dynamiques droits dits secondaires (quatrième moyen de poussée)
40. Différentiel

Claims

Différentiel à glissement limité d’une part comportant un organe d’entrée et deux organes de sortie et d’autre part intégrant, de préférence dans un boîtier (2), au moins un satellite et au moins deux planétaires (10a, 10b) couplés à deux moyeux (18a, 18b), arrangés pour permettre une solidarisation totale ou partielle en rotation de deux des trois organes d’entrée et/ou de sortie par l’action d’au moins un premier moyen de poussée (31, 32, 51, 52), sur un moyen de solidarisation,
le différentiel (40) comprenant également
au moins un second moyen de poussée (101a, 102a, 181a, 182a, et 101b, 102b, 181b, 182b), présent sur chaque moyeu (18a, 18b) et planétaire (10a, 10b), antagoniste indirectement à l’action du premier moyen de poussée,
chaque planétaire (10a, 10b) entraînant en rotation un desdits moyeux (18a, 18b) par l’intermédiaire d’un desdits seconds moyens de poussée, monté mobile en translation par rapport au planétaire et fixe avec l’axe rotatif de sortie, et un plateau dynamique (19a, 19b) antagoniste à l’action du premier moyen de poussée (31, 32, 51,52 ), le plateau dynamique (19a, 19b) étant arrangé pour être activé lors d’une mise en vitesses différentielles du différentiel (40), et comprenant au moins une rampe (191a, 191b) et une butée (192a, 192b) fixes solidaires d’un élément en forme de rondelle montée mobile en rotation avec un des moyeux (18a, 18b), chaque moyeu étant solidaire en rotation avec un des arbres de sorties, de façon à lier chaque planétaire (10a, 10b) à un arbre de sortie du différentiel (40) lorsque ledit différentiel est actif,
chaque moyeu (18a, 18b) comportant en outre au moins un troisième moyen de poussée dynamique (20a, 21a, 22a et 20b, 21b, 22b ) antagoniste au premier moyen de poussée (19a, 19b) et formé par au moins une paire de rampes (201a, 202a, 211a, 212a, 221a, 222a et 201b, 202b, 211b, 212b, 221b, 222b) arrangées pour former un trapèze de sorte que la base du trapèze est orientée en direction du planétaire (10a, 10b), les rampes (201a, 222a et 201b, 222b) étant configurées pour coopérer respectivement avec une rampe (185a, 185b) du moyeu (18a, 18b) et/ou la rampe (191a, 191b) du plateau dynamique (19a, 19b),
caractérisé en ce que les rampes du troisième moyen de poussée dynamique sont en outre configurées pour coopérer avec au moins un quatrième moyen de poussée dynamique antagoniste (23a, 24a, et 23b, 24b) que comprend le différentiel (40), configuré pour coopérer avec les rampes (202a, 211a et 212a, 221a, et 202b, 211b et 212b, 221b) du troisième moyen de poussée dynamique,
et en ce que les pentes des rampes des troisième et quatrième moyens de poussée dynamique sont configurées pour créer une poussée dynamique uniquement lorsqu’une vitesse différentielle se produit.
Différentiel à glissement limité selon la revendication 1, dans lequel le quatrième moyen de poussée dynamique (23a, 24a, 23b, 24b) est formé par au moins une paire de rampes (231a, 232a, 241a, 242a, 231b, 232b, 241b, 242b) disposées et arrangées pour former un trapèze ou dièdre de sorte que le sommet du trapèze est orienté en direction du planétaire (10a, 10b) pour coopérer avec les rampes du troisième moyen de poussée (20a, 21a, 22a, 20b, 21b, 22b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le quatrième moyen de poussée (23a, 24a, 23b, 24b) présente une forme trapézoïdale ou de dièdre dont les côtés sont des rampes complémentaires à celles du troisième moyen de poussée (20a, 21a, 22a, 20b, 21b, 22b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la poussée axiale du quatrième moyen de poussée (23a, 24a, 23b, 24b) est dans une direction inverse par rapport à la poussée axiale du troisième moyen de poussée (20a, 21a, 22a, 20b, 21b, 22b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la poussée axiale du quatrième moyen de poussée (23a, 24a, 23b, 24b) est appliquée directement au plateau dynamique (19a, 19b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la poussée axiale du quatrième moyen de poussée (20a, 21a, 22a) n’est pas appliquée directement au plateau dynamique (19a, 19b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les troisième et quatrième moyens de poussée sont libres angulairement et axialement par rapport à leur moyeu respectif (18a, 18b).
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le nombre N de trapèzes formés par le troisième moyen de poussée est égal au nombre N-1 de trapèzes formés par le quatrième moyen de poussée.
Différentiel à glissement limité selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le différentiel comprend un arrangement générant, lors de la mise en vitesses différentielles du différentiel, au moins un frottement spécifique à cette mise en mouvement utilisé pour actionner les troisièmes et quatrième moyens de poussée dynamique antagoniste.
Différentiel à glissement limité selon une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l’entraînement en rotation différentielle d’un élément mobile monté fou par le second moyen de poussée dynamique provoque un effort axial indirectement antagoniste à l’effort du moyen de poussée de la sortie opposée du différentiel, l’élément mobile monté fou subissant uniquement un couple de frottement avec un élément du différentiel lorsqu’il est entrainé en rotation différentielle.