FR3007484A3 - "differentiel de transmission comportant des demi-coquilles de friction" - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un différentiel de transmission comportant des moyens (50) de friction perfectionnés qui, associés aux satellites et aux planétaires, sont constitués par deux demi-coquilles (50A) et (50B) respectivement réalisées en matière plastique par moulage et comportant chacune une rondelle (46) de friction de planétaire et une rondelle (48) de friction de satellite reliées entre par au moins une portion (62) de liaison.

Description

"Différentiel de transmission comportant des demi-coquilles de friction" L'invention concerne un différentiel de transmission comportant des demi-coquilles de friction.

L'invention concerne plus particulièrement un différentiel de transmission, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins : - un carter qui est lié en rotation à une couronne d'entrée et qui délimite une cavité, - deux planétaires de sortie centrés sur un axe du différentiel et liés par engrènement à deux satellites qui sont montés en rotation sur un axe transversal, les planétaires et les satellites étant respectivement agencés à l'intérieur de la cavité, et - des moyens de friction du différentiel comportant au moins une rondelle de friction qui est interposée transversalement entre chaque planétaire et le carter, et au moins une rondelle de friction qui est interposée transversalement entre chaque satellite et le carter.

On connaît de l'état de la technique de nombreux exemples de différentiel de transmission pour véhicule automobile. Dans un véhicule automobile, le couple provenant du moteur est transmis par engrènement jusqu'à une couronne d'entrée qui est liée en rotation au carter du différentiel.

Le carter entraîne ensuite en rotation les satellites par l'intermédiaire d'un axe de guidage associé qui est solidaire du carter. Les satellites sont chacun liés par engrènement à un planétaire qui entraîne un arbre de transmission associé à l'une des roues motrices du véhicule automobile.

On rappellera qu'une des fonctions principales d'un différentiel est de permettre une vitesse de rotation différente des roues tout en répartissant le couple entre les deux roues motrices du véhicule qui est dès lors susceptible de virer, sans glissement des roues par rapport au sol. Or, il existe des situations dans lesquelles l'adhérence au sol diffère entre l'une et l'autre des roues motrices du véhicule, le couple transmissible étant alors déterminé par l'adhérence la plus faible. Parfois, lorsque l'adhérence n'est plus suffisante pour assurer la traction du véhicule, il se produit alors un glissement de la roue par rapport au sol, généralement appelé patinage. Une telle situation de patinage provoque d'importants frottements à l'intérieur du différentiel et tout particulièrement aux interfaces des satellites et des planétaires. Selon son importance, le patinage provoque donc à tout le moins des échauffements et le cas échéant, en cas d'insistance notamment, une détérioration du différentiel de transmission.

C'est la raison pour laquelle, il est connu de l'état de la technique de prévoir dans un tel différentiel des moyens de friction qui sont respectivement associés aux satellites et aux planétaires. Selon une première conception connue, les moyens de friction sont réalisés sous la forme de rondelles de friction qui sont interposées entre la face interne du carter et les faces respectives des satellites et des planétaires situées en vis-à-vis pour réduire, limiter l'apparition de tels échauffements. Le différentiel comporte alors quatre rondelles de friction qui sont respectivement indépendantes les unes des autres. Les rondelles de friction associées aux planétaires sont réalisées en matière plastique en raison de leur forme tandis que les rondelles de friction associées aux satellites sont généralement réalisées en métal, en variante en matière plastique. Dans cette première conception, les deux rondelles de friction de planétaires sont mises en place dans le carter puis maintenues par les planétaires qui sont montés à leur tour et on procède ensuite au montage des satellites avec leur rondelle de friction respective. Par conséquent, le montage des rondelles de friction et du mécanisme comportant les planétaires et les satellites doit avec une telle conception être réalisé en même temps ce qui rend complexe les opérations de montage dans le carter du différentiel. Il existe également avec cette première conception un risque d'oubli de montage de l'une des rondelles de friction lors de ces opérations, et ceci en raison tant de la faible épaisseur des rondelles de friction que des difficultés à en contrôler ensuite la présence par manque de visibilité, d'accessibilité. Selon une deuxième conception connue, les moyens de friction du différentiel sont constitués par une coquille de friction qui, globalement de forme sphérique, est réalisée en une seule pièce par moulage de matière plastique. Les moyens de friction associés tant aux satellites qu'aux planétaires du différentiel sont donc réalisés en une seule pièce, monobloc, avec une telle coquille de friction intégralement réalisée en matière plastique.

Par comparaison avec des rondelles de friction indépendantes selon la première conception, le montage dans le carter d'une telle coquille de friction est par conséquent plus facile. En effet, si le montage d'une telle coquille de friction monobloc requiert de la dextérité lors de sa mise en place dans le carter, la coquille de friction une fois insérée dans le carter s'y maintient de sorte que l'opérateur est alors libre de pouvoir procéder au montage du mécanisme. Cependant, la forme globalement sphérique d'une telle coquille de friction est si complexe que sa fabrication ne peut être obtenue que par moulage, limitant par conséquent la fabrication d'une telle coquille de friction aux seules matières plastiques.

La limitation à l'utilisation de matière plastique pour la fabrication d'une telle coquille de friction ne permet pas de choisir librement l'épaisseur comme la matière plastique employée. En effet, la coquille de friction doit pouvoir être déformée faute de quoi la coquille ne pourrait pas être montée dans le carter du différentiel. Or, il faut également que la coquille présente une bonne résistance, en particulier dans les zones reliant les rondelles de friction qui sont soumises à d'importantes contraintes.

Le principal inconvénient d'une telle coquille de friction reste toutefois sa très grande complexité de fabrication et les difficultés de contrôle. Il ressort de l'analyse de l'état de la technique qui précède qu'aucune de ces deux conceptions ne donne entière satisfaction.

Le but de la présente invention est notamment de proposer des moyens de friction pour un différentiel dont la fabrication et le montage soient simples et fiables. Dans ce but, l'invention propose un différentiel de transmission du type décrit précédemment, caractérisé en ce que 20 lesdits moyens de friction du différentiel comportent respectivement : - une première demi-coquille de friction comportant une rondelle de friction associée à un planétaire et une rondelle de friction associée à un satellite qui sont reliées ensemble par au 25 moins une portion de liaison, et - une deuxième demi-coquille de friction comportant une rondelle de friction associée à un planétaire et une rondelle de friction associée à un satellite qui sont reliées ensemble par au moins une portion de liaison, 30 lesdites première demi-coquille de friction et deuxième demi-coquille de friction étant réalisées par moulage en matière plastique et indépendantes l'une de l'autre de manière que chaque demi-coquille constitue un ensemble unitaire.

Avantageusement, ladite au moins une portion de liaison reliant les rondelles de friction de chaque demi-coquille est donc réalisée venue de matière, en une seule pièce, avec lesdites rondelles de friction de planétaire et de satellite en matière plastique. Avantageusement, des moyens de friction formés par deux demi-coquilles de friction conformément à l'invention permettent de cumuler les avantages des conceptions antérieures. Ainsi, une demi-coquille est moins complexe à obtenir par moulage et à contrôler qu'une coquille de friction sphérique tout en conservant la facilité de montage de cette dernière. Par comparaison avec des coupelles de friction indépendantes, les risques d'oubli lors des opérations de montage sont par conséquent réduits.

Avantageusement, les deux demi-coquilles de friction selon l'invention sont susceptibles de remplacer une coquille de friction selon la deuxième conception sans nécessiter de modifications du différentiel. Avantageusement, l'épaisseur de matière des deux demi- coquilles de friction et notamment celle de la portion de liaison peut être augmentée par rapport à celle d'une coquille de friction dès lors que la capacité de déformation nécessaire à son montage dans le carter est moindre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la première demi-coquille de friction et la deuxième demi- coquille de friction sont identiques ; - ladite au moins une portion de liaison de chaque demi-coquille présente une épaisseur comprise entre 1 mm et 1,5 mm ; -ladite au moins une portion de liaison de chaque demi- coquille présente une épaisseur sensiblement égale à 1,25 mm ; - la rondelle de friction de planétaire de chaque demi-coquille comporte au moins un orifice pour le passage d'un fluide lubrifiant.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente un différentiel de transmission comportant un exemple de réalisation de moyens de friction selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective qui représente deux demi-coquilles de friction formant lesdits moyens de friction du différentiel selon la figure 1 et qui illustre un exemple de réalisation de telles demi-coquilles de friction. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

On a représenté à la figure 1, à titre non limitatif, un différentiel 10 de transmission, notamment pour un véhicule automobile. Le différentiel 10 présente un axe X qui détermine par convention une direction axiale dans la suite de la description.

Les boîtes de vitesses montées dans l'axe d'un moteur disposé entre les roues motrices d'un véhicule, comportent généralement un arbre lié au moteur du véhicule par un dispositif d'embrayage, et un arbre parallèle récepteur qui entraîne les roues motrices du véhicule par l'intermédiaire d'un tel différentiel.

Les arbres moteur et récepteur peuvent être reliés entre eux par différents dispositifs d'engrenages, comportant des dentures externes ou des trains planétaires, pour transmettre le mouvement suivant différents rapports de démultiplication correspondant respectivement à autant de rapports de vitesses, les changements de vitesses étant manuels ou automatisés. L'arbre récepteur comporte généralement un pignon de sortie (non représenté), engrenant sur une couronne 12 d'entrée liée au différentiel 10 qui répartit ensuite en sortie le mouvement vers le deux roues motrices. Le différentiel 10 comporte un carter 14 comportant une jante 16 sur laquelle la couronne 12 d'entrée est fixée, par 5 exemple ici par vissage au moyen de vis 18, le carter 14 supportant la couronne 12 d'entrée du différentiel 10. En variante, la couronne 12 est liée au carter 14 du différentiel 10 par rivetage ou tout autre moyen de fixation. La couronne 12 d'entrée est liée en rotation au carter 14 10 du différentiel et est apte à entraîner le carter 14 en rotation pour assurer la transmission du couple moteur. Le carter 14 comporte des parois 20 dont les faces 22 internes délimitent une cavité 24 qui est globalement sphérique. Par convention, les termes "interne" et "externe" sont 15 utilisés ci-après pour désigner des éléments du différentiel 10 selon leur position transversale par rapport à l'axe X du différentiel, un élément proche de l'axe étant qualifié d'interne par opposition à un élément externe qui en sera plus éloigné. Le différentiel 10 comporte deux planétaires 26 de sortie 20 qui sont centrés sur l'axe X du différentiel. Les deux planétaires 26 de sortie sont liés par engrènement à au moins deux satellites 28. Les deux planétaires 26 et les deux satellites 28 sont respectivement agencés à l'intérieur de la cavité 24 délimitée par 25 le carter 14. Le différentiel 10 comporte un axe 30 transversal sur lequel les satellites 28 sont montés à rotation et dont chacune des extrémités est reçue dans un perçage 32 transversal du carter 14, les deux perçages 32 guidant l'axe 30 dans le carter 14 30 étant alignés transversalement. L'axe 30 des satellites 28 s'étend suivant un axe A géométrique qui, orthogonal à l'axe X du différentiel 10, détermine par convention une direction transversale.

Les planétaires 26 et les satellites 28 forment des pignons qui sont respectivement pourvus de dentures pour réaliser une liaison par engrènement, la denture 34 des deux satellites 28 guidés sur l'axe 30 transversal commun engrenant avec la denture 36 des deux planétaires 26 de sortie centrés sur l'axe X du différentiel. Les planétaires 26 entraînent chacun par engrènement un arbre 38 de sortie, chaque arbre 38 de sortie transmettant le couple à une roue motrice, tout en permettant des débattements angulaires dus à la direction et à la suspension du véhicule. Avantageusement, le différentiel 10 de transmission permet de répartir inégalement le mouvement sortant de la boîte de vitesses vers les roues motrices, dans les virages notamment où la roue intérieure parcourt une trajectoire plus courte, et possède donc une vitesse réduite. La couronne 12 transmet, par l'intermédiaire du carter 14, le couple du moteur à l'axe 30 des satellites 28 puis les satellites 28 transmettent ce couple aux deux planétaires 26 et arbres 38 de sortie tout en répartissant le mouvement entre les deux roues, par rapport à une vitesse moyenne du véhicule. De cette manière, un accroissement de la vitesse d'une roue est compensé par une baisse correspondante de la vitesse de l'autre roue. Le différentiel 10 comporte des moyens 40 de blocage destinés à bloquer au moins en translation l'axe 30 transversal des satellites 28 par rapport au carter 14, l'axe 30 étant guidé dans les perçages 32 du carter 14. Les moyens de blocage de l'axe 30 sont par exemple ici constitués par une goupille 40 qui s'étend axialement à travers un perçage 42 réalisé dans la paroi 20 du carter 14 et un autre perçage 44 réalisé dans l'extrémité de l'axe 30 des satellites 28, lesdits perçages 42 et 44 étant axialement en coïncidence pour permettre l'insertion de la goupille 40.

Avantageusement, le différentiel 10 comporte des moyens 50 de friction qui sont respectivement associés à chacun des planétaires 26 et à chacun des satellites 28. Les moyens 50 de friction comportent une paire de rondelles (ou coupelles) qui, associées aux planétaires 26, sont dites de planétaire(s) et une autre paire de rondelles qui, associées aux satellites 28, sont dites de satellite(s). Les moyens 50 de friction du différentiel 10 comportent d'une part au moins une rondelle 46 de friction qui est interposée transversalement entre chaque planétaire 26 et le carter 14 et, d'autre part, au moins une rondelle 48 de friction qui est interposée transversalement entre chaque satellite 28 et le carter 14. Conformément à l'invention, lesdits moyens 50 de friction du différentiel 10 comportent respectivement : - une première demi-coquille 50A de friction comportant une rondelle 46 de friction associée à un planétaire 26 et une rondelle 48 de friction associée à un satellite 28 qui sont reliées ensemble par au moins une portion de liaison, et - une deuxième demi-coquille 50B de friction comportant une rondelle 46 de friction associée à un planétaire 26 et une rondelle 48 de friction associée à un satellite 28 qui sont reliées ensemble par au moins une portion de liaison, lesdites première demi-coquille 50A de friction et deuxième demi-coquille 50B de friction étant réalisées par moulage en matière plastique et indépendantes l'une de l'autre de manière que chaque demi-coquille 50A, 50B constitue un ensemble unitaire. On a représenté à la figure 2, un exemple de réalisation des deux demi-coquilles de friction formant les moyens 50 de friction du différentiel 10.

Avantageusement, la première demi-coquille 50A de friction et la deuxième demi-coquille 50B de friction sont identiques entre elles. Le fait que les demi-coquilles 50A et 50B de friction soient identiques permet de réduire les coûts de fabrication et de s'affranchir ultérieurement de tous problèmes de montage dans la cavité 24 du carter 14 du différentiel 10, lesdites demi-coquilles 50A, 50B étant interchangeables entre elles. On décrira ci-après l'une des demi-coquilles 50A, 50B de 10 friction, la description qui suit de l'une valant également pour l'autre. La rondelle 46 de friction associée à un planétaire 26 est ici globalement de forme sphérique. La rondelle 46 comporte une ouverture 52 centrale qui, délimitée par un bord 54 circulaire, est 15 destinée à être traversée par l'arbre de sortie 38 lié en rotation au planétaire 26. La rondelle 46 de friction de la demi-coquille comporte une première face 56 de friction destinée à coopérer avec une face 58 du planétaire 26 située à l'opposé de la denture 36. 20 La rondelle 46 de friction comporte une deuxième face 60 de friction destinée à coopérer avec une partie de la face 22 interne du carter 14 située axialement en vis-à-vis. Chaque demi-coquille 50A et 50B comporte une rondelle 48 de friction qui, associée à l'un des satellites 28 du différentiel 25 10, est ici globalement de forme sphérique. Dans chaque demi-coquille 50A, 50B de friction, la rondelle 46 de friction de planétaire est reliée à la rondelle 48 de friction de satellite par au moins une portion 62 de liaison. Avantageusement, ladite au moins une portion 62 de 30 liaison reliant les rondelles 46 et 48 de friction de chaque demi- coquille 50 est donc réalisée venue de matière, en une seule pièce, avec lesdites rondelles 46 et 48 de friction de planétaire et de satellite.

La rondelle 48 comporte une ouverture 64 centrale qui, délimitée par un bord 66 circulaire, est destinée à être traversée par l'axe 30 transversal sur lequel sont montés à rotation les satellites 28.

La rondelle 48 de friction comporte une première face 68 de friction destinée à coopérer avec une face 70 du satellite 28 située à l'opposé de la denture 34. La rondelle 48 de friction comporte une deuxième face 72 de friction destinée à coopérer avec une partie de la face 22 interne du carter 14 située transversalement en vis-à-vis. Avantageusement, ladite au moins une portion 62 de liaison de chaque demi-coquille 50A, 50B présente une épaisseur comprise entre 1 mm et 1,5 mm. De préférence, ladite au moins une portion 62 de liaison de chaque demi-coquille présente une épaisseur sensiblement égale à 1,25 mm. De préférence, la rondelle 46 de friction de planétaire 26 de chaque demi-coquille 50 comporte au moins un orifice 74 pour le passage d'un fluide lubrifiant.

Avantageusement, chaque rondelle 46 de friction d'une demi-coquille 50A, 50B de friction comporte une paire d'orifices 74 qui sont diamétralement opposés l'un par rapport à l'autre, disposés de part et d'autre de l'ouverture 52 et adjacent au bord 54.

L'invention concerne un différentiel 10 de transmission comportant des moyens de friction perfectionnés qui, associés aux planétaires 26 et aux satellites 28, sont constitués par deux demi-coquilles 50A, 50B respectivement réalisées en matière plastique par moulage et comportant chacune une rondelle 46 de friction de planétaire et une rondelle 48 de friction de satellite reliées entre par au moins une portion 62 de liaison.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Différentiel (10) de transmission, notamment pour véhicule automobile, comportant au moins : - un carter (14) qui est lié en rotation à une couronne (12) d'entrée et qui délimite une cavité (24), - deux planétaires (26) de sortie centrés sur un axe (X) du différentiel et liés par engrènement à deux satellites (28) qui sont montés en rotation sur un axe (30) transversal, les planétaires (26) et les satellites (28) étant respectivement agencés à l'intérieur de la cavité (24), et - des moyens (50) de friction du différentiel comportant au moins une rondelle (46) de friction qui est interposée transversalement entre chaque planétaire (26) et le carter (14) et au moins une rondelle (48) de friction qui est interposée transversalement entre chaque satellite (28) et le carter (14) et, caractérisé en ce que lesdits moyens (50) de friction du différentiel comportent respectivement : - une première demi-coquille (50A) de friction comportant une rondelle (46) de friction associée à un planétaire (26) et une 20 rondelle (48) de friction associée à un satellite (28) qui sont reliées ensemble par au moins une portion (62) de liaison, et - une deuxième demi-coquille (50B) de friction comportant une rondelle (46) de friction associée à un planétaire (26) et une rondelle (48) de friction associée à un satellite (28) qui sont 25 reliées ensemble par au moins une portion (62) de liaison, lesdites première demi-coquille (50A) de friction et deuxième demi-coquille (50B) de friction étant réalisées par moulage en matière plastique et indépendantes l'une de l'autre de manière que chaque demi-coquille constitue un ensemble unitaire. 30
2. 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première demi-coquille (50A) de friction et la deuxième demi-coquille (50B) de friction sont identiques.
3. 3. Différentiel selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite au moins une portion (62) de liaison de chaque demi-coquille (50A, 50B) présente une épaisseur comprise entre 1 mm et 1,5 mm.
4. 4. Différentiel selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite au moins une portion (62) de liaison de chaque demi-coquille (50A, 50B) présente une épaisseur sensiblement égale à 1,25 mm.
5. 5. Différentiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle (46) de friction de planétaire (26) de chaque demi-coquille (50A, 50B) comporte au moins un orifice (74) pour le passage d'un fluide lubrifiant.