Différentiel et arbre de transmission

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Différentiel Salisbury ? ... ou Dana ? ... ou GKN ?  Pour tenter d'y voir plus clair revenons en ... 1902, aux origines de l'automobile, pour petit à petit recoller tous les morceaux du puzzle…

Tout d'abord, ci-dessous, pour planter le décor : une Pub dans le magazine MOTOR : GKN (Division Transmission) qui associe son nom au groupe Birfield récemment acheté.

En bas à droite, les sociétés-filliales sont listées et en dessous sont indiquées les contributions sur chaque composants.

(ils ont choisi une photo du proto de la XJ6, elle est fort malmenée, les roues décollent...)

Jaguar XJ Série 1

 

Dans le même magazine, une autre Pub de GKN, les divisions Forging et Casting cette fois.
Les composants concernés ne sont pas indiqués mais ce sont certainement les moyeux de roues avant et arrière, les leviers de direction aussi probablement, etc.
Mais revenons ensuite, juste après, à la transmission.

Jaguar XJ Série 1


Spicer

Spicer Manufacturing Company est une société américaine créée par Clarence W. Spicer (né en 1875) qui, en 1902 a adapté le principe du cardan aux transmissions des automobiles américaines (en lieu et place des chaines et plateaux dentés comme sur les vélos).

Bien que le cardan soit une invention très ancienne (de l'italien Cardano 1501-1579 à l'époque de Léonard de Vinci) Spicer l'a adapté (*) de façon fiable à l'automobile naissante (en 1902, 8000 voitures seulement sont produites de façon plus ou moins artisanales par 50 constructeurs, c'était le bon moment pour déposer des brevets !).

Grâce à ses brevets, Spicer crée sa société en 1904 Spicer Manufacturing Company dans le New Jersey (puis se rapprochera des constructeurs de voitures en s'installant à Toledo dans l'Ohio en 1928) et équipera une grande partie des millions de voitures produites dans le monde. La marque existe encore aujourd'hui.

(*) Ce travail d'adaptation du cardan était son projet d'étude lors de la préparation de son diplôme d'ingénieur au Sibley College - Cornell University (état de New York) dirigé par Robert Thurston le premier président de l'American Society of Mechanical Engineers (ASME) en 1883, l'organisme qui allait édifier toutes les normes américaines de conception des machines. Spicer crée sa société à la sortie de l'école. Les brevets de Spicer ont surtout porté sur la protection du cardan sous la voiture dans l'environnement routier de l'époque que l'on imagine bien boueux en proposant des protections étanches et durables.
Son premier brevet s'intitule "Casing for Universal Joint" (Casing signifiant Boitier) N°728779 du 19 Mai 1903 suivi l'année d'après par "Incased Universal Joint" sur la même problématique d'étanchéité. Il travailla sur les améliorations des cardans jusqu'à sa mort en 1939 (une trentaine de brevets déposés).

Revenons en 1913, la Spicer company se porte très bien mais la concurrence s'active et Spicer doit grossir pour ne pas disparaitre. C'est alors que Clarence Spicer rencontre un investisseur de 43 ans : Charles A. Dana basé à New York. Son père était banquier et son oncle propriétaire du New York Sun

En échange de fonds d'investissement, Charles Dana devient Président de la société et Clarence Spicer vice-président.
Spicer Manufacturing Corporation (son nom en 1916) participe largement à l'effort de guerre, ce qui assure aussi son expansion.
Tout de suite après la guerre, Charles Dana rachète diverses sociétés : Chadwick Engine Works, Parish Pressed Steel, Sheldon Axle & Spring, et .... Salisbury Axle en 1919.
Les années 20 sont assez difficiles car la concurrence vient de partout, d'Europe notamment. Charles Dana prend les devants et rachète des sociétés anglaises comme Hardy (en 1926 qui devient Hardy-Spicer) ou la française Glaenzer (qui devient Spicer-Glaenzer et qui existe toujours sous le nom GKN Glaenzer Spicer à Poissy).

C'est ensuite le rachat de Brown-Lipe Gear Company, un fabricant américain de boite de vitesse et embrayages.
Dana créé Salisbury UK en Angleterre peu avant la guerre. Charles Dana mets en place toute une ligne cohérente de sociétés sur les transmissions, de la sortie du moteur aux roues arrières,  avec principalement le trio Brown-Lipe, Spicer, Salisbury (boite, arbre et différentiel).

Après la mort de Clarence Spicer en 1939 et une nouvelle participation à la production de matériel de guerre, le groupe est renommé Dana Corporation en 1946 mais la marque Spicer restera jusqu'à nos jours pour certains produits.

Charles Dana meurt en 1975 à 94 ans en ayant vécu l'incroyable évolution de l'automobile.
En 1982, Spicer Driveshaft Division produit le premier arbre de transmission en aluminium.
En 2003 : 100ème anniversaire de l'entreprise !  Le groupe Dana ne cesse de grandir et fait aujourd'hui environ 8 milliards de CA (un peu en dessous d'autres groupes comme BorgWarner ou GKN) dans un secteur très concurrentiel mais désormais très ouverts sur l'électrique et ses adaptations aux trains roulants.

 

Revenons un peu en arrière et notamment sur les sociétés anglaises du groupe américain Dana : avant la 2ème guerre mondiale nous avons, entre autres :
Hardy-Spicer
  et Salisbury UK nouvellement créée. En 1939, un conglomérat industriel public anglais est crée : Birfield.  Il y a peu d’informations sur la création du groupe Birfield mais on peut imaginer qu’il s’agissait de fabriquer du matériel de guerre le plus rapidement possible avec une structure de direction centrale. Son nom vient de la contraction de Birmingham and Sheffield car Hardy Spicer est à Birmingham et Laycock Engineering (le fameux overdrive entre autres) à Sheffield mais le groupe intègre aussi la division anglaise de Salisbury, puis un peu plus tard Kent Alloys (nom connu par les roues Kent conçues pour la XJ Série 3) et bien d'autres encore.

On imagine que Dana n’était pas du tout contre le fait de céder ses filiales anglaises vu l’orage qui se préparait en Europe tout en laissant ses licences de productions notamment à Salisbury (c’est à ce moment-là que le nom Salisbury reste en Angleterre et que Dana produira les mêmes différentiels sous son nom aux USA).


Salisbury

L’histoire vue depuis Salisbury : Cette société fabrique des trains roulants depuis 1905 aux USA dans l'état de New York puis, est racheté par Spicer en 1919 (mais ne change pas de nom) (Spicer est alors dirigé par Charles Dana. Salisbury et Dana sont donc liés depuis très longtemps). Salisbury et Spicer (qui ne s'appelle pas encore Dana) se déplacent à Toledo dans l'Ohio en 1928, plus près des grands constructeurs automobiles. Salisbury équipe alors de très nombreux modèles de voiture. En 1939, Salisbury UK est intégré au groupe public anglais Birfield.
Après guerre, Salisbury fabrique des différentiels sous licence Dana pour pratiquement toutes les marques anglaises de voiture.
En 1966, Birfield est racheté par GKN et c'est pour cela que dans les pub de la XJ, en 1968, le nom GKN Birfield Transmissions Limited apparait en gros comme sur la première pub de cette page. De fait, la marque Salisbury disparait.


GKN

GKN est une entreprise sidérurgiste anglaise. Son nom provient de Guest, Keen and Nettlefolds, trois entreprises regroupées en 1902.
Avec la Seconde Guerre Mondiale, l'entreprise est mise à contribution pour l'effort de guerre : l'entreprise fabrique des Spitfire, un blindé conçu pour le débarquement en Normandie, et l'acier nécessaire pour la production de véhicules, d'avions et de millions de casques.
À la fin de la Deuxième Guerre mondiale, GKN est le plus gros sidérurgiste britannique.
En tant que conglomérat en croissance, GKN fait l’acquisition en 1966 du groupe Birfield. Il récupère entre autres les marques Hardy-Spicer, Laycock et Salisbury mais supprime cette dernière.

Les équipements automobiles deviennent un des métiers principaux de GKN, et constituent un tiers du chiffre d'affaires du groupe à la fin des années 1960.

Hardy-Spicer et Laycock , filliales du groupe GKN :

XJ6 XJ6


Malheureusement, l'industrie automobile britannique décline dans les années 1970, touchées par des mouvements de grève et une faible compétitivité. Pour assurer son avenir, GKN ouvre des usines aux États-Unis, en Europe, et se positionne auprès des constructeurs automobiles japonais.
Le redressement de son activité Transmissions Automobiles lui permet alors de bâtir un solide leadership mondial.

Durant les années 1980, GKN entame une sévère cure d'amaigrissement, en réduisant le nombre de ses salariés de 93 000 en 1980 à 32 300 en 1990. GKN se recentre sur les transmissions automobiles, l'aérospatial et les véhicules. 
En 1995, GKN vend sa division GKN axle group à ... Dana son plus gros concurrent dans ce domaine (les destins se recroisent). GKN abandonne donc à Dana le marché des essieux de véhicules (4x4, camions et autres engins de chantier) mais garde les arbres de transmission encore jusqu'à aujourd'hui.

Avec l'acquisition de l'usine de fabrication d'ailes d'Airbus de Filton près de Bristol en 2009, GKN devient le plus grand fabricant indépendant d'aérostructures au monde. En juillet 2015, GKN acquiert l’équipementier aéronautique Fokker Technologies pour 700 millions d'euros.
En 2018, Melrose, un fonds d'investissement anglais lance une puissante opération hostile sur GKN pour 9 milliards d'euros que les actionnaires finissent par accepter mais GKN reste anglais.

GKN (GKN ePowertrain) a développé un très intéressant groupe propulseur compact le eTwinsterX : un ensemble moteur électrique / boite pouvant se placer à l'avant ou à l'arrière de la voiture.
Aujourd'hui, la division GKN Driveline est le premier fournisseur de cardans à billes (de type Rzeppa) pour les constructeurs automobiles mais fabrique toujours les classiques cardans à croisillons.

Produits actuels GKN


cardan badgé GKN et Glaenzer-Spicer

Joint homocinétique à bille GKN

GKN - Glaenzer-Spicer

Hardy-Spicer : une sous-marque de GKN :



Autre type de joint GKN
un tripode coulissant

Et maintenant, une page de pub Hardy-Spicer : cliquez ici :

Une autre sur Glaenzer-Spicer :

 

On revient sur la société d'origine Spicer avec ces pubs et une très belle brochure , cliquez ici :

 

étonnant de constater que la marque Hardy-Spicer appartient au groupe GKN et que la marque Spicer appartient (depuis toujours) au groupe concurrent Dana.

 

Dana

Revenons au différentiel. Le différentiel Salisbury dans les années 50 et 60 est fabriqué sous licence Dana, Salisbury étant alors dans le Groupe Birfield.
Le modèle qui équipe les Jaguar (4HU) est proche du modèle Dana 44 conçu dans les années 40 ; modèle 44 car prévu pour des véhicules jusqu'à 4400 pounds (2 t ).
Le Dana 44 existe encore mais en multiples versions comme ci-dessous :

Un Dana 44 actuel, le plus récent cousin du Salisbury des Jaguar, ici sur un train avant de 4x4.

Belle brochure de Dana (on peut voir l'usinage des différentiels et l'équilibrage des arbres) :


Avant le rachat de Birfield par GKN, Salisbury est dans le groupe Birfield, regroupement né juste avant la guerre (voir le logo tout en bas à gauche) :



Salisbury Hypoid Axles : Hypoid (ou conique hypoid) car les axes ne se coupent pas, l'avantage étant de pouvoir baisser l'arbre de transmission  :
hypoid.jpg

Option Powr-Lok (à glissement limité)

 En 62, l'IRS est déjà sorti mais la pub Salisbury présente un pont rigide qui est nettement plus courant :

Salisbury équipe les Aston-Martin du début des années 50 :


La composition du groupe anglais Birfield en 1962 :


option POWR-LOK


_ xj6

Le différentiel à glissement limité POWR-LOK n'est pas une invention de Spicer ou Salisbury mais de l'américain Ray F. Thornton (1898–1971) dont la société Thornton Industries était localisé à Manchester, Michigan, tout près de Détroit.

Ray Thornton était un inventeur qui a déposé de nombreux brevets sur les transmissions. Il propose une modification du différentiel classique particulièrement simple et astucieuse : les axes des satellites montent sur des rampes pour presser des disques et transmettre le couple à l'autre roue. Spicer-Dana reconnaitra qu'il n'y a pas plus efficace et économique que ce système comme il l'indique dans sa documentation :

xj6


Le brevet de Ray Thornton  :






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