Brevet FR2035943A1 — publié le 19701224

i 2035943 L'invention est relative à une boîte de vitesses pour véhicule automobile, avec dispositif graisseur, en particulier pour les engrenages voisins des deuxième et troisième rapports, qui sont maintenus à distance l'un de l'autre par un collet de ^ l'arbre primaire sur lequel ils tournent, l'huile projetée étant recueillie et amenée aux paliers. Les dispositifs graisseurs de ce genre ont pour rôle d'alimenter suffisamment en huile les paliers d'engrenages tournant à grande vitesse pour des nombres de tours élevés de la boîte de vitesses et d'accroître ainsi la 20 longévité de ces paliers. Dans les véhicules automobiles, les nombres de tours du moteur devant être absorbés par les boîtes de vitesses deviennent de plus en plus grands, de sorte qu'il est toujours plus difficile d'assurer une lubrification suffisante des paliers de la 25 boîte. On connaît un dispositif graisseur pour le palier d'un engrenage tournant fou sur l'arbre primaire de .la boîte de vitesse d'un véhicule automobile (brevet allemand N° 1.165.161). Ce dispositif sert au graissage des paliers de l'engrenage du 20 premier rapport et' comporte, sur le coté du carter de la boîte et au-dessus du niveau de l'huile, une nervure de retenue d'huile, qui recueille l'huile projetée vers le haut par les engrenages et s'écoulant sur la paroi du carter. Cette huile est projetée encore une fois vers le haut par l'engrenage du premier rapport. 25 Elle rencontre ensuite une arête de décollement du carter de la boîte se trouvant à la verticale au-dessus de l'engrenage du premier rapport et s'égoutte exactement au-dessus de l'arbre primaire de la boîte, où elle est recueillie par une rainure tangentiel-le de retenue d'huile pratiquée dans une bague■d'écartement voisine de cet engrenage, et amenée au palier. La rainure de retenue d'huile est orientée tangentiellement dans la bague d'écartement, sa profondeur augmente vers l'engrenage du premier rapport et elle se termine par une sortie vers le palier. L'orientation tangentielle de la rainure de retenue est nécessaire y^ pour diriger l'huile recueillie par le plus court chemin vers le palier. Etant donné que la résistance de la bague dfécartement est diminuée par la rainure de retenue d'huile, la surface utile de retenue d'huile est limitée pour des motifs de résistance et on ne peut recueillir qu'une faible fraction de l'huile s'égout-ij.0 tant à peu près verticalement de.l'arête de décollement. 70 11236 2 2035943 Vue dans le sens de rotation de l'arbre primaire de la boîte ei marche avant, la surface de choc arrière formée par la rainure de retenue d'huile présente des dimensions utiles plus petites que la surface de choc avant, de sorte que ce dispositif ne permet 5 pas de recueillir l'huile projetée. Dans la zone de l'engrenage du premier rapport, il n'existe en outre qu'une faible quantité d'huile projetée. Indépendamment du fait que ce dispositif de graissage connu ne peut lubrifier qu'un engrenage, en particulier celui du premier rapport, il entraîne'une dépense élevée què ne 10 justifie pratiquement pas le résultat atteint. La présente invention a pour but de réaliser une lubrification suffisante d'un ou de plusieurs engrenages tournant à grande _ vitesse, moyennant une très légère modification dans une transmission déjà existante. 15 S*agissant d'une boîte de vitesses du type ci-dessus, ce but est atteint par l'invention grâce au fait que le collet de l'arbre primaire est muni d'une ou de plusieurs entailles formant des surfaces de choc approximativement radiales, qui se prolongent en profondeur jusqu'au fond d'entailles situées au voisinage du dia-20 mètre de l'arbre et d'où partent des canaux vers les paliers. Par suite de l'orientation approximativement radiale de l'entaille dans le collet de l'arbre primaire, il s© forme des surfaces de choc que rencontre une fraction de l'huile projetée en tous sens dans le carter de la boîte et qui est amenée ensuite aux paliers des engre-25 nages tournant à grande vitesse. Suivant une autre caractéristique de 15invention, le fond de l'entaille se trouve à l'intérieur du diamètre de l'arbre. La profondeur du fond de l'entaille est particulièrement importante car, d'une part, elle contribue à définir la zone utile des surfa-30 ces de choc et par suite la quantité d'huile projetée recueillie et, d'autre part, elle permet d * amener facilement l'huile aux paliers. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'entaille a une largeur supérieure ou au moins égale au double de sa profon-35 deur. Ce rapport de dimensions détermine pratiquement la zone des surfaces de chocs qui est rencontrée par l'huile projetée, c*est-à-dire la proportion entre la quantité d'huile parvenant au fond de l'entaille puis aux paliers après son impact sur les surfaces de choc et la quantité d'huile qui est de nouveau 40 expulsée de l'entaille après cet impact» 70 11236 2035943 La section de l'entaille doit être à peu près rectangulaire, ce qui donne naissance à des surfaces de choc à peu près planes et perpendiculaires au fond de l'entaille, dont lTefficacité est particulièrement grande. Un autre avantage notable réside dans la 5 facilité d'exécution d'une entaille de cette forme. Dans une forme de réalisation de l'invention, les arêtes approximativement radiales des surfaces de choc sont chanfreinées, et les canaux aboutissant aux paliers sont délimités par les bords chanfreinés de manière connue des alésages des engrenages XO et par une rainure longitudinale de l'arbre primaire de la boîte. Par les arêtes chanfreinées des surfaces de choc, l'huile se trouvant dans le fond de l'entaille est dirigée vers les canaux, sous les bords chanfreinés des alésages des engrenages et ensuite, à travers la rainure longitudinale de l'arbre primaire de la boîte, 15 vers les paliers des engrenages à lubrifier. La rainure longitudinale de l'arbre primaire de la boîte peut être exécutée avantageusement en une seule opération en même temps que l'entaille. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le collet de l'arbre primaire est muni de préférence; de 20 deux entailles diamétralement opposées. L'huile recueillie par les entailles pendant la rotation de l'arbre peut ainsi s'échapper encore de l'une des deux entailles à l'arrêt de l'arbre et parvenir aux paliers, de façon à assurer une lubrification préalable des engrenages avant une nouvelle mise en service de la boîte 25 de vitesses. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, fait^ er> référence dessin annexé, donné à titre d'exemple Illustrât-'^ seulement et dans l^Tuel : 30 la F4s.l est une vue en coupe lorgitudinale d'une boîte de vitesses pour véhicule automobile conforme à l'invention; la Fig.2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de l'arbre primaire de la boîte de vitesses suivant la Fig.l; la Fig.3 est une vue en coupe suivant la ligne TTT-TIT de la 35 Fig.2. Dans le carter 10 de la boîte de vi.tes.ses pour véhicule automobile, d'un type cor.nu en soi, sont touriHennés l'arbre menant 11, l'arbre primaire de transmission-12, l'arbre intermédiaire 13 et l'arbre de marche arrière non représenté. L'arbre menant 11 est 4o réalisé d'un seul tenant avec une roue dentée motrice 14, en . BAD origine- j /U IIZ30 prise permanente avec le pignon 15 de l'arbre de transmission creux 16. L'arbre primaire 12 de la boîte porte en outre des engrenages non coulissants mais tournant librement 17, 18, 19, tandis que l'arbre de transmission 16 porte les engrenages correspondants 20, 21, 22. Sur l'arbre primaire 12 sont disposés de plus des synchroniseurs 23, 24, au moyen desquels les engrenages 19, 18, 17 sont accouplés à l'arbre primaire 12 lors de l'enclenchement des premiers, deuxième et troisième rapports, alors que le quatrième rapport est enclenché par'un accouplement direct de l'arbre menant 11 avec l'arbre primaire 12 de la boîte de vitesses. Le synchroniseur 24 comporte une denture 45, qui est réunie à la roue dentée 26 de l'arbre 16 par l'intermédiaire d'une roue de marche arrière non représentée, au moment de l'enclenchement de la marche arrière. Les engrenages 17, 18, 19 sont constamment en prise avec les roues dentées 20, 21, 22 de l'arbre de transmission 16 et tournent par conséquent en permanence. Pour le graissage des paliers des engrenages fous 17, 18, 19, il est prévu, dans l'arbre primaire 12 de la boîte, des rainures d'huile connues en soi, par exemple les rainures 25 pour l'engrenage 17 du troisième rapport et les rainures 26 pour l'engrenage 18 du deuxième rapport. Ces rainures d'huile sont destinées à réduire à un minimum les surfaces de portée entre les engrenages et l'arbre 12, ainsi qu'à maintenir dans cet intervalle une pellicule d'huile pratiquement stable. Entre les engrenages 18 et 17, correspondant respectivement au deuxième et au troisième rapport, l'arbre primaire 12 porte un collet 27 formant entretoise qui maintient les engrenages 17, 18 à distance l'un de l'autre. Le collet 27 peut être d'un seul tenant avec l'arbre primaire 12 ou constitué par une bague ou autre organe équivalent rendu solidaire dudit arbre. Le rôle connu de ce collet 27 consiste à absorber les chocs axiaux inévitables entre les engrenages et il doit par conséquent remplir des conditions de résistance appropriées. Comme le montre la Fig.3, ce collet 27 est pourvu d'une entaille 28 présentant des surfaces de choc 29 et 30. Ces surfaces de choc 29, 30 sont rencontrées par l'huile qui est projetée vers le haut dans le carter 10 par les engrenages plongeant dans le bain d'huile et retombe de la paroi du carter ainsi que d'autres organes de transmission. Les arêtes des surfaces de choc 29, 30" comportent 70 11236 5 2035943 des chanfreins 31, 32, habituellement prévues dans la construction des boîtes de vitesses pour éviter les arêtes vives. Les surfaces de choc 29, 30, se prolongent jusqu'au fond 33 de l'entaille qui forme avec elles un angle droit. A la Pig.3» on a représenté 5 en traits interrompus une entaille 3^ identique à l'entaille 28 et diamétralement opposée à celle-ci, qui présente une rainure longitudinale 40, de même forme que la rainure longitudinale 37 et représentée en traits interrompus à la Fig.2. La Fig.2 montre un détail de l'arbre primaire 12 de la boîte j0 de vitesses avec des portions des engrenages 18, 17 des deuxième et troisième rapport; les alésages des engrenages comportent des bords chanfreinés 35, 36. Entre les engrenages 18, 17 se trouve le collet 27 avec l'entaille .28 dont le fond 33 se termine dans la rainure longitudinale 37 de l'arbre primaire 12 en 15 direction des rainures d'huile 25, 26 constituant respectivement les paliers des engrenages 17 et 18. Des gorges annulaires 38, 39 forment, pour les rainures d'huile 25^ 26, les débouchés nécessaires pour leur exécution. En l'absence de la rainure longitudinale 37, l'huile refoulée du fond 33 de l'entaille vers les 20 paliers demeurerait dans ces gorges annulaires 38, 39 et ne perviendrait pas aux paliers. A la Fig.2, la rainure longitudinale 37 est plus profonde que les gorges annulaires 38,39; elle peut toutefois avoir la même profondeur que ces dernières. L'entaille 28 est avantageusement pratiquée en une seule opération 25 en même temps que la rainure longitudinale 37, par exemple à la fraise ou à la meule. Le mode de fonctionnement et l'agencement de l'exemple de réalisation décrit ci-dessus sont les suivants? Dans les rapports de marche avant, le collet 27 tourne dans le 30 sens A, de sorte que la plus gi-ande partie des gouttes d'huile projetées parvenant dans la zone de l'entaille 28 rencontre la surface de choc 29. En marche arrière, le collet 27 tourne en sens inverse et les gouttes d'huile frappent alors la surface de choc 30. Après leur impact sur l'une des surfaces de choc, les 35 gouttes d'huile se déplacent théoriquement dans l'entaille 28 sur des trajectoires curvilignes par rapport à l'entaille. On a constaté par expérience que le graissage des paliers n*est assuré pratiquement que par les gouttes qui parviennent directement de la surface de choc au fond 33 de l'entaille, alors que ïë reste 40 des gouttes d'huile est projeté hors de l^entaille 28 par suite 70 11236 b 2035943 de la rotation rapide du collet 27. Le nombre des gouttes d'huile contribuant à la lubrification est défini essentiellement par la profondeur a_, ainsi que la largeur b de l'entaille. La largeur b de l'entaille dépend d'une part de la résistance nécessaire du collet 27. Avec la largeur c. du collet, qui est également fonction de la résistance de celui-ci, la largeur b de l'entaille définit, d'autre part, la section rectangulaire de l'entaille 28. Du fond 33 de l'entaille, les gouttes d'huile sont repoussées, par l'action directrice des arêtes chanfreinées Jl, 32 des surfaces de choc 29, 30, sous les bords chanfreinés 35, 36 des alésages des engrenages, d'où elles parviennent par l'intermédiaire de la rainure longitudinale 37 aux paliers des engrenages 17, 18, Pour lubrifier les paliers êes engrenages 17, 18 tournant fous, il suffit aux grandes vitesses de rotation de très petites quantités d'huile assurant un fonctionnement parfait de la boîte de vitesses. Des essais effectués avec l'exemple de réalisation ci-dessus ont démontré que, dans les positions d'enclenchement du quatrième rapport et de débrayage (arbre principal de la boîte immobilisé),, pour lesquelles les vitesses de rotation relatives sont les plus élevées, la boîte de vitesses a en très peu de temps ses paliers d'engrenages des deuxième et troisième rapports totalement lubrifiés . On a constaté également que la résistance du collet 27 aux chocs axiaux précités des engrenages est tout à fait suffisante dans l'exemple de réalisation pour supporter la présence de la deuxième entaille 3^ dans le collet- 27 (Fig. 3) • 70 11236 *7 2035943 REVENDICATIONS 1. - Dispositif de graissage pour boîte de vitesses pour véhicule automobile, en particulier pour les engrenages voisins des deuxième et troisième rapports qui sont maintenus à distance 5 l'un de l'autre par un collet de l'arbre primaire sur lequel ils tournent, du type dans lequel de l'huile est projetée et est recueillie et amenée aux paliers, caractérisé en ce que ledit collet comporte une ou plusieurs entailles (28, 3^) formant des surfaces de choc approximativement radiales (29, 30) qui se pro- 10 longent en profondeur jusqu'au fond (33) de l'entaille se trouvant au voisinage du diamètre (d) de l'arbre et d'où partent des canaux vers les paliers (25, 26). 2. - Dispositif de graissage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fond (33) de l'entaille se trouve à l'in- 15 térieur du diamètre (d) de l'arbre. 3. - Dispositif de graissage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entaille a une largeur (b) supérieure ou au moins égale au double de sa profondeur (ja). 4. - Dispositif de graissage suivant l'une quelconque des 20 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section de l'entaille (28, 3^) est à peu près rectangulaire. 5. - Dispositif de graissage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les arêtes approximativement radiales des surfaces de choc (29, 30) des entailles 25 (28,30) comportent des chanfreins (31, 32). 6. - Dispositif de graissage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les canaux aboutissant aux paliers sont délimités par les bords, chanfreinés de manière connues, des alésages (35, 36) des engrenages et par une rainure 30 longitudinale (37) de l'arbre primaire de la boîte (12). 7. - Dispositif de graissage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la rainure longitudinale (37) de l'arbre primaire de la boîte (12) est réalisé en une seule opération,en même temps que l'entaille (28). 35 8. - Dispositif de graissage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7,caractérisé en ce qu'il est prévu deux entailles (28, 34) diamétralement opposées. 9. - Boîte de vitesse pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de graissage suivant l'une 40 quelconque des revendications 1 à 8,