FR3018328A3 - Differentiel pour vehicule automobile avec dispositif de maintien en position de l'axe porte-satellite - Google Patents

Abstract

Ce différentiel de transmission pour véhicule automobile comprend un boîtier (1) et un axe transversal (2) portant deux pignons satellites (20, 21) qui engrènent avec deux pignons planétaires (22, 23) centrés sur l'axe longitudinal du différentiel. L'axe transversal (2) comporte une gorge périphérique (4). Le boîtier comporte un évidement cylindrique intérieur (5), placé en regard de la gorge (4) de l'axe transversal (2). Un jonc d'arrêt (6) est disposé en partie dans la gorge (4) et en partie dans l'évidement (5).

Description

Différentiel pour véhicule automobile avec dispositif de maintien en position de l'axe porte-satellite La présente invention concerne un différentiel de transmission pour véhicule automobile. Le différentiel 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. Le différentiel a également pour fonction d'appliquer un rapport de réduction à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Un différentiel de sortie est constitué d'un boîtier solidaire d'une couronne de pont entrainée en rotation par une descente de pignon, laquelle est animée par le mouvement de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Le boîtier contient un axe transversal autour duquel tournent deux pignons satellites qui engrènent avec deux pignons planétaires de sortie centrés sur l'axe longitudinal du différentiel. Pour bloquer l'axe porte-satellites dans le boîtier, une disposition connue est proposée dans le document FR 2 588 930. Ce document présente un boîtier de différentiel comprenant un axe transversal maintenu en position par une bague d'arrêt. La bague d'arrêt s'étend sur une partie du pourtour du boîtier de différentiel. Cette solution n'est toutefois pas pleinement satisfaisante pour un certain nombre de raisons. D'abord, le maintien en position de la bague nécessite l'usinage d'une gorge dans le boitier, ce qui le fragilise. En outre, la gorge est située sur le pourtour du boitier dans une zone soumise à des contraintes de flexion élevées. De plus, cette solution entraine des complications lors de l'assemblage, comme une étape supplémentaire de mise en place d'un crochet d'arrimage de la bague dans une fenêtre prévue à cet effet dans le boîtier. Enfin, le matériau constituant la bague étant élastique, une étude vibratoire est également nécessaire pour prévoir son comportement et éviter qu'il ne se désolidarise du boîtier, lors d'efforts particulièrement importants ou à cause de la fatigue. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de proposer un différentiel pour véhicule automobile muni d'un dispositif de maintien en position de l'axe transversal palliant les inconvénients cités précédemment. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un différentiel de transmission pour véhicule automobile, comprenant un boîtier, un axe transversal portant deux pignons satellites qui engrènent avec deux pignons planétaires centrés sur l'axe du différentiel. Selon une caractéristique générale de ce différentiel, l'axe transversal comporte une gorge périphérique, le boîtier comportant un évidement cylindrique intérieur, placé en regard de la gorge de l'axe transversal, un jonc d'arrêt étant disposé en partie dans la gorge et en partie dans l'évidement. Un tel différentiel permet d'assurer le maintien en position de l'axe transversal au sein du boîtier au moyen d'un simple jonc d'arrêt. Ce différentiel permet donc de faire des économies de matière, et évite de pratiquer une gorge et des fenêtres d'ouverture dans les zones soumises à de fortes contraintes de flexion du boîtier. Dans un exemple de réalisation, le jonc d'arrêt est constitué d'un matériau élastique. Le choix d'un matériau élastique facilite l'assemblage du boîtier avec l'axe transversal et le jonc. Le matériau utilisé ne doit cependant pas être trop élastique, l'effort tendant à maintenir en position l'axe transversal étant alors moins élevé. On peut également prévoir que le jonc d'arrêt soit de forme cylindrique ouverte, comprenant deux extrémités en regard l'une de l'autre. Avec une telle forme, il est aisé de mettre en place le jonc d'arrêt autour de l'axe transversal.

On peut également choisir différentes formes pour la section radiale du jonc d'arrêt. Dans une première variante, la section radiale du jonc d'arrêt est carrée. Dans une seconde variante, la section radiale du jonc d'arrêt est circulaire.

Dans un mode de réalisation, la gorge de l'axe transversal est située à proximité d'une première extrémité de celui-ci. On peut également prévoir que la section radiale de la gorge périphérique soit de forme rectangulaire, la section radiale de l'évidement cylindrique intérieur étant de forme rectangulaire, de telle sorte que lorsqu'ils sont mis en regard, ils forment un ensemble ayant une section radiale carrée. Dans un autre mode de réalisation, l'axe transversal comprend en outre une deuxième gorge périphérique, le boîtier étant doté d'un deuxième évidement cylindrique intérieur, placé en regard de la deuxième gorge, le dispositif comprenant un deuxième jonc d'arrêt, identique au premier, et disposé en partie dans la seconde gorge et en partie dans le second évidement. Un tel mode de réalisation est plus efficace dans le cas où l'effort tendant à sortir l'axe transversal du boîtier est plus important. Dans un exemple de réalisation, les deux gorges sont situées respectivement à proximité d'une première extrémité et d'une seconde extrémité de l'axe transversal. L'invention concerne également, selon un autre aspect, un procédé de fabrication d'un différentiel de transmission pour véhicule automobile comprenant un boîtier doté d'un évidement cylindrique intérieur, un axe transversal dans lequel est pratiquée une gorge périphérique, la gorge étant placée en regard de l'évidement, et un jonc d'arrêt, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) on usine le boîtier et l'évidement cylindrique, b) on usine l'axe transversal et la gorge, c) on dispose le jonc d'arrêt dans la gorge de l'axe transversal, et d) on assemble le boîtier et l'axe transversal, en déformant le jonc d'arrêt jusqu'à ce qu'il soit disposé dans l'évidement cylindrique du boîtier. Un tel procédé présente moins d'étapes qu'un procédé de fabrication et de réalisation déjà connu de l'état de la technique, par exemple le procédé décrit dans le document FR 2 588 930. Par ailleurs, toutes les étapes de fabrication ne nécessitent que des moyens d'usinage classiques, l'étape d' assemblage ne nécessitant pas d' outillage.

D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un différentiel de transmission selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente un jonc d'arrêt tel que celui utilisé dans le différentiel de la figure 1, - la figure 3 représente un différentiel de transmission selon un second mode de réalisation, et - la figure 4 représente un procédé de fabrication et d'assemblage d'un différentiel de transmission. En référence tout d'abord à la figure 1, le différentiel est constitué d'un boîtier 1 solidaire d'une couronne de pont 3 entrainée en rotation par une descente de pignon non représentée et animée par le mouvement de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Un alésage la est pratiqué dans le boîtier 1, dans lequel loge un axe transversal 2. Autour de l'axe transversal 2 tournent deux pignons satellites 20 et 21 qui engrènent avec deux pignons planétaires de sortie 22 et 23 centrés sur l'axe longitudinal (Oy) du différentiel. Ces pignons planétaires 22 et 23 entraînent respectivement deux demi-arbres de sortie 24 et 25 chacun liés à une roue motrice. Les demi-arbres de sortie 24 et 25 sont par ailleurs montés rotatifs dans des alésages respectifs 26 et 27 prévus dans le boîtier 1. Les pignons satellites 20 et 21 transmettent ainsi le couple de la couronne de pont 3 aux pignons planétaires 22 et 23 tout en répartissant le mouvement entre les deux roues motrices, 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.

L'axe transversal 2 comporte une gorge périphérique 4, pratiquée sur le pourtour du cylindre constituant l'axe 2, à proximité de l'une des deux extrémités 2a ou 2b de celui-ci. En l'espèce, la gorge périphérique 4 est pratiquée à proximité d'une première extrémité 2a. Le boîtier 1 est doté d'un évidement cylindrique intérieur 5. Celui-ci est pratiqué sur le pourtour de l'alésage la, et à une hauteur telle que lorsque l'axe transversal est disposé correctement, l'évidement cylindrique intérieur 5 se trouve en face de la gorge périphérique 4. Dans la présente description, lorsqu'est utilisée l'expression « correctement disposée » au sujet de l'axe transversal, on entend que celui-ci est disposé de telle sorte que le différentiel de transmission est en état de fonctionner.

Par ailleurs, les sections radiales respectives de la gorge périphérique 4 et de l'évidement cylindrique extérieur 5 sont rectangulaires. En outre, leur forme est telle qu'une fois qu'ils sont mis en regard, ils forment un espace vide de section sensiblement carrée, comme on la voit sur la vue en coupe de la figure 1.

Le différentiel comprend également un jonc d'arrêt 6. Celui-ci est destiné à être disposé en partie dans la gorge périphérique 4 et en partie dans l'évidement cylindrique 5, lorsque l'axe transversal 2 est correctement disposé dans le boîtier 1. Le jonc d'arrêt 6 a pour fonction de maintenir en position l'axe transversal 2 dans l'alésage la du boîtier 1. On voit sur la figure 1 la section radiale du jonc d'arrêt 6. Dans ce mode de réalisation, elle est circulaire, mais on pourrait sans sortir du cadre de l'invention envisager d'autres formes de section, par exemple une section carrée ou une section rectangulaire.

La figure 2 représente le jonc d'arrêt 6 isolé de l'axe transversal. On voit sur cette figure qu'il a une forme générale circulaire, afin d'épouser la forme de l'axe transversal 2. Plus précisément, sa forme générale est celle d'un cercle ouvert, en d'autres termes d'un arc de cercle d'angle approximativement égal à 9 dixièmes de tour. Il présente donc deux surfaces circulaires d'extrémité 6a et 6b en regard l'une de l'autre. L'intérêt d'avoir un jonc de forme générale ouverte est que cela facilite l'action de le disposer autour de l'axe transversal 2, en rendant plus aisé l'écartement des extrémités 6a et 6b, et donc en permettant d'augmenter temporairement le diamètre du jonc d'arrêt 6 avec un effort moins important. Avec un tel dispositif, l'effort nécessaire pour dégager l'axe transversal 2 du boîtier 1 doit être suffisamment élevé pour comprimer le jonc d'arrêt et vaincre l'effort d'adhérence dû à la pression du jonc contre l'alésage la du boîtierl. Le jonc d'arrêt 6 doit de préférence présenter une forte élasticité afin de diminuer l'effort nécessaire pour mettre en place l'axe transversal 2 muni du jonc d'arrêt 6 dans le boîtier 1. Cette élasticité diminue également l'effort nécessaire pour le déloger Dans le mode de réalisation illustré, le jonc d'arrêt 6 est réalisé en acier, l'élasticité nécessaire étant obtenue par la forme ouverte du jonc d' arrêt. On se réfère à présent à la figure 3 qui présente une variante à partir d'un différentiel selon le mode de réalisation de la figure 1. Dans cette figure, les éléments identiques à ceux de la figure 1 ont les mêmes références. Dans cette variante, le différentiel comprend tous les éléments du différentiel du mode de réalisation de la figure 1, en particulier un boîtier 1 muni d'un évidement cylindrique intérieur 5, un axe transversal 2 muni d'une gorge périphérique 4, pratiquée à proximité d'une première extrémité 2a et un jonc d'arrêt 6 disposé en partie dans la gorge 4 et en partie dans l'évidement 5. L'axe transversal 2 comprend en outre une seconde gorge périphérique 7 pratiquée à proximité d'une seconde extrémité 2b. Le boîtier 1 du différentiel comprend, de son côté, un second évidement cylindrique intérieur 8 pratiqué dans l'alésage la. Il est par ailleurs pratiqué à une hauteur telle que lorsque l'axe transversal 2 est disposé correctement, l'évidement cylindrique intérieur 8 se trouve en face de la gorge périphérique 7. Dans cette variante, le différentiel comprend en outre un deuxième jonc d'arrêt 9, disposé en partie dans la seconde gorge périphérique 7 et en partie dans le second évidement cylindrique intérieur 8. Celui-ci a la même fonction et il est mis en place de la même manière que le jonc d'arrêt 6. Cette variante munie de deux joncs d'arrêt peut être utilisée dans le cas où les efforts tendant à faire sortir l'axe transversal 2 de l'alésage la du boîtier 1 sont plus importants. L'invention concerne également, selon un autre aspect, un procédé de fabrication et d'assemblage d'un différentiel de transmission pour véhicule automobile tel que celui représenté en figure 1 ou 3.

Comme indiqué sur la figure 4, dans une première étape E01, on fabrique le boîtier 1. L'alésage la et l'évidement cylindrique intérieur 5 peuvent être usinés au même moment avec des moyens d'usinage classiques. D'autres caractéristiques éventuelles du boîtier sont réalisées lors de cette étape. On peut également associer le boîtier 1 avec la couronne de pont 3, par un procédé d'assemblage quelconque. A l'issue de l'étape E01, on a réalisé un ensemble « boîtier » prêt pour l'assemblage. Dans une seconde étape E02, on réalise l'axe transversal 2 muni de sa gorge périphérique 4 par des moyens d'usinage classiques également. On peut également disposer les pignons satellites 20 et 21. Dans une troisième étape E03, on dispose le jonc d'arrêt 6 dans la gorge périphérique 4. Le jonc 6 étant réalisé dans un matériau élastique, et ayant une forme générale circulaire ouverte, on peut aisément augmenter son diamètre en écartant les extrémités pour le glisser plus facilement. Le jonc 6 est de section radiale circulaire, ce qui facilite son engagement dans la gorge 6 et le maintient en place. A l'issue de cette étape E03, on a réalisé un ensemble « axe + jonc » prêt pour l'assemblage.

La quatrième étape E04 correspond à l'étape d'assemblage des ensembles « boîtier » et « axe + jonc ». Au cours de cette étape on introduit l'axe transversal 2 dans l'alésage la du boîtier, de manière à disposer l'axe transversal correctement. Pour ce faire, le jonc d'arrêt 6 va se comprimer jusqu'à ce que l'axe transversal 2 soit correctement disposé. A ce moment, le jonc d'arrêt 6 s'étend en partie dans l'évidement cylindrique 5, de sorte qu'il exerce un effort en réaction de tout effort extérieur tendant à sortir l'axe transversal de sa position de fonctionnement. L'étape E04 est aisément réalisable à la main par un opérateur, sans outillage. A l'issue de cette étape E04, on dispose bien d'un différentiel automobile comprenant un axe transversal muni d'un jonc d'arrêt destiné à le maintenir en position. Ainsi, au moyen d'un dispositif et d'un procédé tels que ceux décrits ci-dessus, il est possible de fabriquer et d'assembler les ensembles de composants constituant un différentiel de transmission sans nécessiter d'outillage et en moins d'étapes que ne le permet de faire l'état de la technique. Il en résulte une réduction des coûts de fabrication. En outre, l'utilisation d'un ou deux jonc(s) d'arrêt, de forme circulaire et dont le diamètre égale sensiblement le diamètre de l'axe transversal, permet de réaliser des économies de matière par rapport à un système classique comprenant une bague d'arrêt, plus volumineuse. Un tel dispositif évite également de pratiquer une gorge sur le pourtour du boîtier ou des ouvertures pour des crochets d'arrimage comme dans l'état de la technique connu. Il en résulte une pièce plus résistante aux contraintes élevées et à la fatigue. Contrairement à un différentiel muni d'une bague d'arrêt, un différentiel de ce type ne présente pas le risque d'une défaillance du système de maintien en position de l'axe transversal due à l'élasticité du matériau constituant la bague d'arrêt.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Différentiel de transmission pour véhicule automobile, comprenant un boîtier (1), un axe transversal (2) portant deux pignons satellites (20, 21) qui engrènent avec deux pignons planétaires (22, 23) centrés sur l'axe longitudinal du différentiel, caractérisé en ce que l'axe transversal (2) comporte une gorge périphérique (4), le boîtier comportant un évidement cylindrique intérieur (5), placé en regard de la gorge (4) de l'axe transversal (2), un jonc d'arrêt (6) étant disposé en partie dans la gorge (4) et en partie dans l'évidement (5).
2. 2. Différentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jonc d'arrêt (6) est de forme cylindrique ouverte, comprenant deux extrémités (6a, 6b) en regard l'une de l'autre.
3. 3. Différentiel selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le jonc d'arrêt (6) est réalisé en acier.
4. 4. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section radiale du jonc d'arrêt est carrée.
5. 5. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section radiale du jonc d'arrêt est circulaire.
6. 6. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la gorge (4) de l'axe transversal (2) est située à proximité d'une première extrémité (2a) de celui-ci.
7. 7. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la section radiale de la gorge périphérique (4) est de forme rectangulaire, la section radiale de l' évidement cylindrique intérieur (5) étant de forme rectangulaire, de telle sorte que lorsqu'ils sont mis en regard ils forment un ensemble ayant une section radiale carrée.
8. 8. Différentiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe transversal (2) comprend en outre une deuxième gorge périphérique (7), le boîtier étant doté d'un deuxième évidement cylindrique intérieur (8), placé en regard de la deuxième gorge(7), le différentiel comprenant un deuxième jonc d'arrêt (9),identique au premier (6), et disposé en partie dans la seconde gorge (7) et en partie dans le second évidement (8).
9. 9. Différentiel selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux gorges (4, 7) sont situées respectivement à proximité d'une première extrémité (2a) et d'une seconde extrémité (2b) de l'axe transversal (2).
10. 10. Procédé de fabrication d'un différentiel de transmission pour véhicule automobile comprenant un boîtier (1) doté d'un évidement cylindrique intérieur (5), un axe transversal (2) dans lequel est pratiquée une gorge périphérique (4), la gorge (4) étant placée en regard de l'évidement (5), et un jonc d'arrêt (6), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) on usine le boîtier (1) et l'évidement cylindrique (5), b) on usine l'axe transversal (2) et la gorge (4), c) on dispose le jonc d'arrêt (6) dans la gorge (4) de l'axe transversal (2), et d) on assemble le boîtier (1) et l'axe transversal (2), en déformant le jonc d'arrêt (6) jusqu'à ce qu'il soit disposé dans l'évidement cylindrique du boîtier (5).20