Installation d'un RD56

Montage d'un ARB RD56

Le RD56 se monte sur les Defender 90, Discovery, et Defender 110 (avant uniquement).

Ce document est une combinaison de la documentation ARB d'installation d'un différentiel RD56, du manuel d'atelier Land Rover et d'articles trouvés sur Internet.

En plus de le procédure ARB, nous avons inclut:

Vérification du bon réglage du pignon d'entraînement (engrenage avec la couronne)

Uniquement la section concernant la mécanique est décrite ici. Il n'y a donc pas la section pneumatique (sauf pour les tests) ni la section électricité.

Dans cette étude, nous ne décrivons pas la procédure de réglage du pignon d'entraînement (c'est-à-dire l'enfoncement du pignon dans le boîtier). Si les roulements de ce pignon sont remplacés, alors il faudra prendre en compte ce réglage qui doit être fait avant de mettre en place le nouveau différentiel (c-à-d quand le boîtier est vide). Enfin le montage du différentiel est peut-être l'occasion de remplacer le joint d'huile du nez de pont, ou de régler la précharge des roulements du pignon d'entraînement. Ces procédures ne sont pas décrites ici: se référer au manuel d'atelier du Defender / Discovery.

Introduction

L'installation d'un différentiel, nécessite un équipement adapté. Sans cet équipement, les risques d'échecs sont importants. Si l'installation d'un RD56 est plus simple qu'un RD20 car le différentiel et son boîtier sont sortis du véhicule et on peut travailler sur un établi, nous avons eu plus de soucis avec ce dernier (cf. section ?) !

Outils spécifiques

Outil pour sectionner du tube de cuivre (chez Facom 238-16)
Coupe tube plastique (pour tuyaux air comprimé), à défaut cutter !
Comparateur 1/100 mm avec support magnétique (chez Facom 812A.1 + 812.2)
Clé dynamométrique 100 Nm, (chez Facom S.208-100)
Palmer 1/100 mm
Peson 10 kg (chez Rapala, accessoire de pêche !), si réglage de la précharge du pignon d'entraînement
Mèche de 7/16" (11,2 mm, chez Schill série 500)
Taraud de ¼" NTP
Clés plates en pouces: 9/16" x 2, 3/8"
Douille 9/16"
Presse
Si récupération des ancines roulements, extracteur / décolleur de roulement (chez Facom U53J2) , ou mieux extracteur à griffes
Pierre plate à aiguiser à l'huile
Tube diam. int. 46 mm (extérieur max 54 mm), longueur 30 mm pour pousser les roulements
Tige usinée diam. max 32 mm. puis diam. max 45 mm, utilisée comme centreur pour extraire les roulements (la tige filetée de l'extracteur prend appuie sur cette pièce, mise à l'extrémité du différentiel pour boucher le trou).
Clé avec 2 ergots pour serrer l'écrou ARB.

Fournitures

Mécanique

Frein filet standard (LOCTITE 243).
Pâte à joint noire pour carter de différentiel (LOCTITE ???)
Bleu de Prusse pour vérifier le bon engrenage du pignon et de la couronne
Mixture d'eau savonneuse pour test de fuite d'air
Roulements / chemins Timken x 2 (ref. L/R RTC 3095, ref. Timken LM102949 + LM102910)
Un bout de tige fileté de 4 mm et écrous pour réaliser une goupille de remplacement.
Eventuellement joint d'huile de pignon d'entraînement
Si réglage de la précharge des roulements du pignon d'entraînement, jeu de cales de 1,505 mm à 2,155 mm par pas de 0,05 mm (14 pièces ref. L/R FTC3895, FTC3893, ... FTC3871, FTC3869).
Si réglage de la hauteur du pignon d'entraînement, jeu de cales de 1,198 mm à 1,548 mm par pas de 0,05 mm (8 pièces ref. L/R FTC3876, FTC3865, ... FTC3855, FTC3853).

Air comprimé

Pâte joint étanche filet pour raccord fileté d'air (LOCTITE 577).
Pour le reste, voir la documentation sur le montage du RD20.

Démontage du différentiel existant

Vidange et extraction des axes et dépose de l'ensemble différentiel

Vidanger le pont et vérifier particules de métal dans l'huile.
Dans le cas du pont avant, la dépose des arbres peut se faire soit en démontant l'ensemble du demi-train d'un bloc, ou bien en démontant les composants pour libérer la fusée et sortir l'arbre et son joint homocinétique. Dans notre cas nous avons opté pour la deuxième solution afin de vérifier les roulements en place. Dans tous les cas le manuel d'atelier Land Rover est d'une grande aide.
Retirer les arbres en supportant leur poids (attention aux joints d'huile)
Démonter l'arbre de transmission (2 clés plates de 9/16").
Démonter la barre d'accouplement des roues, au moins la rotule de droite (elle gênera pour sortir l'ensemble différentiel).
Démonter les vis tenant le boîtier de différentiel au pont (clé douille 9/16").
Si l'ensemble différentiel est collé par le joint, un petit cric bouteille peut aider (placé entre le sol et le nez de pont).
Déposer l'ensemble différentiel, attention ne pas se laisser surprendre par le poids (j'insiste car c'est vraiment lourd et je me suis laissé surprendre).
Profiter pour démonter le reniflard du pont et le nettoyer.

Appairage des chapeaux de roulements

Marquer les chapeaux de roulement de roulement par poinçonnage (une marque sur celle de gauche, 2 marques sur celles de droites) et le boîtier de différentiel (pour les remonter à l'identique) (fig.1).

Noter le backlash existant

Mettre le comparateur dans le fond de la gorge (fig.M18).
Tout en bloquant l'arbre d'entrée, mesurer le jeu (max -min du comparateur)
Faire tourner le différentiel de 90° et recommencer l'opération
Prendre la moyenne des 2 mesures.

Permet de se familiariser avec la procédure.

Dépose du différentiel

Dévisser les chapeaux de roulements
Dévisser les écrous de réglages
Extraire le différentiel
Nettoyer toute trace de joint sur le boîtier
Nettoyer toute trace de loctite sur les filetages des vis et dans les portées de roulement.

Vérification de la précharge des roulements du pignon d'entraînement

Noter qu'à priori on n'a pas besoin de démonter le pignon d'entraînement sauf dans les cas suivants:

Changement du pignon et couronne
Changement des roulements de pignon d'entraînement
Réglage hauteur du pignon d'entraînement

Accrocher un peson sur un des trous du flasque d'entraînement et mesure la force nécessaire pour le faire tourner, après la force initiale pour "décoler". La couple doit être de 1,5 Nm (ou 3 Nm si les roulement sont neufs), à ramener bien sûr en fonction de la distance du trou à l'axe du flasque. Par exemple si la distance est de 4 cm, la force doit être de 3,7 kg (0,15 x 100 / 4) ou 7,5 kg si roulements neufs. Dans notre cas 0,5 kg !

Installation du ARB

Mise en place des roulements

Commencer par le côté gauche (couronne) en graissant la portée.
Presser le roulement conique
Pour le côté droit un tube est nécessaire pour pousser le roulement à fond (fig. 6).

Montage de la couronne

Récupérer la couronne de l'ancien différentiel (dans notre cas elle n'a offert aucune résistance au démontage). Bien supprimer toute trace de LOCTITE des trous de vis et des vis elles-même. Bien nettoyer la surface de contact de la couronne (utiliser une pierre à aiguiser plate).
Graisser la portée de la couronne sur l'ARB

Si la couronne de rentre pas toute seule soit chauffer la couronne (80-100°C) au four ou dans l'eau (dans ce cas la sécher à l'air comprimé avant montage), ou en tapotant uniformément avec un maillet souple.

Bien aligner la couronne avec les filetages de l'ARB (utiliser les vis pour le guidage). Tapoter avec un maillet doux (mais ne pas utiliser les vis pour descendre la couronne en force).
Appliquer de la LOCTITE sur les vis et les serrer régulièrement à 58 Nm

Perçage et filetage du boîtier de différentiel

Monter temporairement le différentiel (visser les chapeaux de roulement à la main).
Marquer l'emplacement de perçage du passage du tube d'air (cf. fig. 19), de manière à ce que le tube ne soit pas gêné par la couronne.
Couvrir le pignon d'entraînement avec un chiffon.
Percer à 11,2mm (7/16") perpendiculairement au boîtier (premier trou en 3mm puis 6mm puis final).
Fileter à ¼" NPT (pas gaz).
Ne pas mettre le raccord fileté à ce stade.
Bien nettoyer tous les débris et inspecter.

Problème du verrouillage de l'écrou ARB

L'écrou ARB côté droite, est moins épais que l'écrou d'origine et de ce fait ne dépasse plus du chapeau de roulement une fois vissé. Il en résulte que la goupille de blocage ne peut plus être utilisée telle quelle car elle ne touche plus l'écrou.

Nous avons donc réalisé une goupille coudée avec un bout de tige filetée de diam. 4 mm tenue par 2 écrous (fig. M17 et M19).

Réglage du backlash

Dégraisser le pignon d'entraînement, la couronne, les filetages et vis de chapeau de roulement.
Bien huiler les roulements et portées de roulement dans le boîtier (utiliser de l'huile de pont pour toutes ces opérations).
Insérer les chemins de roulements sur les roulements
Engager l'ARB dans son boîtier.
Mettre les chapeaux de roulement et les serrer à la main (bien identifier le gauche et droite).
S'assurer que les filetages entre chapeau et boîtier sont bien alignés avant d'essayer de visser les écrous de réglage (risque d'endommagement du filetage).
Mettre en place l'écrou ARB côté droite sans le serrer (le chemin de roulement doit avoir du jeu).
Mette en place l'écrou de réglage d'origine côté gauche et le serrer à la main jusqu'à ce qu'aucun backlash ne soit senti entre la couronne et le pignon d'entraînement.
La doc ARB indique de déserrer l'écrou de réglage gauche d'un quart de tour, mais pas dans la doc. Land Rover. Nous avons désseré juste de quoi à alligner une gorge pour insérer la goupille. En désserant d'un quart de tour lécrou de gauche, nous avions déjà un backlash sans avoir serré l'écrou de droite !
Mettre ne place la goupille de blocage de l'écrou de gauche.
Tourner le différentiel à la main et s'assurer qu'il y a un espace entre le chapeau de roulement droite et l'ARB (fig. 15).

Si ce n'est pas le cas, il faudra meuler le chapeau de droite (fig. M13). Ca a été notre cas.

Serrer l'écrou de réglage fourni par ARB côté droite jusqu'à obtention du backlash compris entre 0,10 mm et 0,17 mm. Ne pas toucher à l'écrou de gauche, sinon la pré-charge des roulements de différentiel s'en trouvera affectée. Attention, ne pas utiliser de jet et marteau pour tourner l'écrou, mais un outil (à réaliser), pour ne pas endomager les crans (la surface de l'écrou doit rester bien plane, la cage à joints s'appuyant sur ce dernier).
Serrer progressivement les chapeaux à 90 Nm
Re-vérifier le backlash. Dans notre cas 0,15 mm.
Vérifier que le voilage de la couronne ne dépasse pas 0,10 mm (fig. M14). Dans notre cas 0,09 mm.

Vérification de l'engrenage pignon - couronne

Cette procédure permet de vérifier le bon engrenage du pignon d'entraînement avec la couronne et confirme le bon montage de l'ensemble.

Étaler du bleu de Prusse uniformément sur une section dentée de la couronne avec un pinceau (fig. M6)
Faire tourner l'arbre d'entrée dans le sens anti-horaire (sens normal de fonctionnement pour un différentiel avant).
Inspecter le dépôt fait sur le reste de la couronne. Si le contact est trop profond c'est que le pignon est trop en avant (cas B). Si le contact est trop sur les crêtes des dents, c'est que le pignon est top en retrait (cas C). Si le contact n'est pas centré sur les dents de la couronne, c'est que la backlash est incorrect: à l'intérieur (cas E), il y a trop de backlash, re-serrer l'écrou de droite. A l'extérieur (cas D), il n'y a pas assez de backlash, déserrer l'écrou de droite (fig. M8 avec signification des cas D et E inversée).

Remarque: nous avons supposé qu'il s'agissait d'un différentiel avant (l'arbre tourne dans le sens anti-horaire). Si ce n'est pas le cas il faut inverser la signification des cas D et E.

Le cas d'ajustement du retrait du pignon n'est pas traité ici. Il doit être impérativement reglé avant de remonter le différentiel.

Dans notre cas nous avions une tendance à être dans le cas D. Nous avons donc augmenté le backlash à son maximum (0,17 mm) en serrant l'écrou ARB d'un cran de plus (fig. M16 après correction), mais la trace est encore un peu vers l'extérieur.

Assemblage final

Déserrer les chapeaux de roulement et retirer les vis.
Dégraisser les quatre vis.
Mettre en place la goupille "maison" côté droite
Enduire de Loctite les vis et reserrer les chapeaux de roulement progressivement à 90 Nm.
Mettre l'écrou 4 mm de blocage de la goupille en utilisant de la Loctite (serrer légèrement) puis le contre écrou 4 mm toujours avec de la Loctite.
Contôler que le backlash n'a pas bougé

Profilage du tube d'air

ARB a publié un rectificatif sur la manière d'installer une cage à joint de type à verrouillage par circlip (section 5.2 du manuel générique), qui change l'ordre de la procédure.

Insérrer la cage à joint (sans les joints) à sa place
Faire pivoter la cage de manière à ce que le tube en cuivre soit environ à 14 heure (autre position possible 10 heures illustrée en fig. 21). Voir fig. 20 (photo générique ARB, légèrement différente du RD56).

Tordre le tube à la main pour qu'il suive une chemin jusqu'au trou effectué dans le boîtier (fig. M19).
Ne pas forcer au niveau de la soudure. A ce niveau le tuyau doit passer tout près du chapeau de roulement sans toutefois le toucher. Penser au passage du différentiel dans le corps du pont: le tuyau ne devra pas entrer en contact avec lui.
Utiliser une cale en bois placée entre le tuyau et le différentiel pour courber le tuyau près de la soudure.

Bien suivre le profil du différentiel (cf. fig. 22 et 23)
S'assurer que le tube ne touche aucune pièce en mouvement (espace de 8mm au moins)
Très important: la cage à joints doit être à sa place (fig. 22) sans que le tuyau n'exerce de contrainte sur celle-ci.

Mise en place de la cage à joints

Lubrifier les joints, le logement de la cage à joints, l'axe de l'ARB côté droite. Utiliser de l'huile de pont.
Insérer les joints dans la cage à joints puis insérer la cage sur le côté droite de l'ARB avec un léger mouvement de rotation. Attention cette opération conditionne la fiabilité à terme du système d'air et est la cause principale de dysfonctionnement ultérieur. Il ne faut pas que les joints se vrillent pendant l'insertion de la cage sur l'ARB.
Mettre le clip comme indiqué (fig. 21).

Vérifier que la cage à joint est bien maintenue à plat et peut pivoter légèrement: faire tourner alternaltivement gauche - droite le flasque d'entrainement et observer la cage qui doit légèrement pivoter en restant dans un même plan à chaque inversion de sens.
Si ce n'est pas le cas, soit le ressort est trop serré (écrase trop la cage sur l'écrou ARB) ou pas assez (la cage flotte de trop). Si nécessaire, retirer le ressort puis écarter ou resserrer légèrement ses pattes.

Mise en place du raccord d'air

Couper le tube pour qu'il dépasse de 20 à 25 mm du boîtier de différentiel. UTILISER UN COUPE TUBE et non une scie à métaux.
Appliquer du joint LOCTITE 567 sur le raccord d'air fileté et le visser modérément dans le carter (clé de 9/16").
Bien nettoyer l'excès de joint à l'intérieur du boîtier.
De l'extérieur, insérer le petit joint torique sur le tube d'air.
Tout en maintenant le tube par l'intérieur en butée, visser l'écrou de compression (clé de 3/8"), côté court, sur le raccord (fig. 18) et serrer LÉGÈREMENT. Attention de bien orienter cet écrou: une partie est champfreinée du côté joint du raccord. S'assurer que le tube d'air est bien emmanché dans l'écrou pendant le serrage.

Vérification du jeu de la cage à joint

La cage à joint doit "flotter" sur le différentiel et ne doit pas subir de contrainte ni par la goupille ni par le tube d'air. Le ressort ne doit pas emêcher la cage de pivoter.

Faire tourner alternativement de gauche à droite le flasque d'entraînement, la cage à joint devrait également pivoter légèrement à chaque changement de sens en restant bien parallèle à l'écrou de réglage.

Si la cage à joint semble vouloir changer de plan à chaque inversion de la rotation du flasque, c'est que le tube d'air ou la goupille applique une contrainte sur la cage, ou bien encore que le ressort n'est pas assez serré. Corriger le problème, il en va de la longévité du système ! Il est bon d'effectuer ce test avec le circuit d'air sous pression, car le moindre problème se traduit par une grosse fuite d'air... Nous avons trouvé dérourant le réglage du ressort car très sensible.

Question: nous observons un jeu de pivotement important de la cage à joint qui impose une contrainte alternative sur le tube de cuivre. Nous nous intérrogeons sur le risque à terme de cassure de la soudure du tube avec la cage.

Mise en place du tube d'alimentation d'air

Sur un côté du tube d'air diam. 5 mm fourni par ARB, insérer le ressort, la partie haute du raccord, l'olive en laiton, le petit tube épaulé (cf. fig. 24).
Visser modérément le raccord sur le différentiel (clé 3/8").

L'autre partie du tube sera raccordée à l'électro-vanne ARB.

Tests

La procédure de test est la même que pour un RD20. Nous invitons à consulter ce document.

Toutefois il est impréatif d'effectuer des tests répétés tant que le différentiel est sur l'établi (test de fuite) puis une seconde fois quand le différentiel est remonté avec ses axes de roue (test de blocage).

Montage final dans le pont

Retirer toute trace de joint sur le boîtier de différentiel (côté pont)
Vérifier qu'aucun corps étranger n'est dans le pont
Bien dégraisser les surfaces d'appui du joint
Appliquer de la pâte à joint sur le pourtour du boîtier de différentiel (côté pont)
Insérer le différentiel dans le pont sans endommager le tuyau d'air. Utiliser un cric rouleur pour approcher le différentiel du pont.
Serrer les vis régulièrement à 41 Nm
Remonter les axes en faisant attention de ne pas endommager les joints d'huile avec les cannelures des arbres
Vérifier que l'ensemble axes et différentiels tourne librement sans point dur.
Effectuer le test de blocage / déblocage du différentiel (cf. section "Tests").

Fermeture du carter et plein d'huile

Faire le plein d'huile et refermer le bouchon
Il faudra respecter une période de rodage et vidanger à 2500 km.

MR le 28/11/05, mis à jour le 12/12/05