Brevet FR2138185A1 — publié le 19730105

L'invention concerne les accouplements qui comprennent deux éléments rotatifs cannelés complémentaires emmanchés l'un sur l'autre d'une manière flottant, c'est-à-dire de manière à assurer la transmission des couples de l'un à l'autre tout en pouvant subir l'un par rapport à l'autre des petits déplacements longitudinaux et/ou de basculement, en raison notamment d'un léger défaut d'alignement mutuel des organes rotatifs liés respectivement à ces deux éléments et accouplés par leur intermédiaire. Elle concerne plus particulièrement les dispositifs pour lubrifier les éléments cannelés qui coagissent mutuellement dans ces accouplements "flottants". Elle vise plus particulièrement encore -parce que c'est dans leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt - mais non exclusivement, parmi ces dispositifs, ceux pour lubrifier les éléments cannelés qui servent à accoupler les rotors des ralentisseurs, notamment électriques, de véhicules aux arbres de sortie des boites de vitesse de ces véhicules ou aux arbres d'entrée de leurs ponts, en particulier dans le cas où la structure et le montage desdits ralentisseurs sont du genre de ceux qui ont été décrits dans le brevet France no 1.493.757 de la demanderesse. On rappelle que, dans l'application particulière évoquée, il est difficile de lubrifier correctement les cannelures flottantes intérieure et extérieure emmanchées l'une dans l'autre qui font partie respectivement d'une chemise solidaire du rotor et d'un manchon solidaire de l'arbre. Pour assurer cette lubrification, il a été proposé de repousser de la graisse entre lesdites cannelures à partir de l'une de leurs extrémités axiales en remplissant de graisse sous pression une chambre dans laquelle débouchent ces extrémités, ladite chambre étant montée en parallèle, à travers des passages relativements étroits, sur un circuit de graissage normal comprenant d'une part une conduite d'admission de la graisse fraîche et d'autre part une conduite d'évacuation des bulles d'air et du trop plein de graisse. L'expérience a montré que, avec une telle installation, et en raison de l'importance de la pression engendrée par les graisseurs automatiques utilisés dans les stations de graissage, de la graisse sortait de la conduite d'évacuation avant que la susdite chambre soit remplie de graisse. La lubrification obtenue dans ces conditions est donc insuffisante. Or une telle insuffisance entraîne une usure et une destruction prématurées des cannelures qui se traduisent par un désaccouplement de la transmission. L'invention a surtout pour but de remédier à un tel inconvénient en assurant un remplissage complet en graisse de la chambre dans laquelle débouchert les cannelures et, par suite, de l'espace entre ces cannelures. Les dispositifs de graissage conformes à l'invention comprennent encore une telle chambre dans laquelle débouchent axialement les cannelures, montée en parallèle sur un circuit de graissage normal, et ils sont caractérisés en ce que la conduite d'évacuation est équipée de moyens susceptibles de créer sur l'écoulement de la graisse en aval du point de raccordement aval de ladite chambre avec ledit circuit une perte de charge qui est rendue automatiquement élevée quand la pression de cette graisse est élevée et au contraire faible quand la pression de la graisse est faible. Le circuit de graissage normal comprend de préférence une enceinte annulaire servant à lubrifier un roulement luimême associé à deux joints d'étanchéité : dans ce cas préféré, la perte de charge ci-dessus est déterminée de façon telle que sa valeur maximum, correspondant à la pression maximum de graissage, soit légèrement inférieure à la pression maximum supportable par les joints d'étanchéité sans fuite. Les moyens créateurs de perte de charge sont avantageusement constitués par un étranglement monté sur la conduite d'é- évacuation. Dans un mode de réalisation préféré, cet étranglement est réalisé en partie par un alésage cylindrique de petit diamètre percé dans un tube rigide dont l'extrémité libre est équipée d'une soupape de décharge et dont l'autre extrémité est raccordée à la conduite d'évacuation du dispositif par une bague d'axe perpendiculaire à celui de l'alésage. Ladite bague est montée de façon pivotante autour d'un tronçon terminal de ladite conduite, des évidements radiaux de petit diamètre - qui assurent le complément d'étranglement désiré - et4annulaire étant prévus respectivement dans ce tronçon et dans cette bague pour assurer une communication coudée entre la conduite et l'alésage. Dans les réalisations préférées, l'admission de la graisse dans la chambre où débouchent les cannelures, ainsi que son évacuation hors de cette chambre, se font à travers une pluralité de cheminées, de préférence au nombre dequatre, plongeant radialement dans ladite chambre à partir de sa paroi latérale de révolution. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire -un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La fig. 1,de ce dessin, est une coupe axiale d'un accouplement flottant lubrifié conformément à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale partielle de cet accouplement selon II-II, fig. 1. La fig. 3 montre un détail dudit accouplement non visible sur la fig. 1. Et les fig. 4 et 5 sont des schémas facilitant la compréhension du mode de lubrification visé par l'invention. Dans le mode de réalisation illustré, on a supposé l'invention appliquée à la lubrification de l'accouplement réalisé entre le rotor 1 d'un ralentisseur à courants de Foucault et l'arbre de sortie 2 d'une boite de vitesses 3 de véhicule. Le montage et la structure d'ensemble du ralentisseur sont ici conformes à ce qui a été décrit dans le brevet France ci-dessus. En d'autres termes le stator 4 du ralentisseur comprend une couronne de bobines 5 montée en porte-à-faux sur le carter 6 de la boite 4 par l'intermédiaire d'une structure en cloche 7 et le rotor 1, du type "à double disque", présente en demi-coupe axiale la forme d'une fourche à deux dents chevauchant la couronne statorique, les deux disques parallèles 8, de ce rotor, dans lesquels sont engendrés les courants de Foucault encadrant axialement ladite couronne et étant raccordés par des bras coudés 9 qui servent à la fois d'ailettes de refroidissement et d'aubes de ventilateur à un plateau central 10 par l'intermédiaire d'anneaux lXet de systèmes boulons-écrous 12. La partie centrale du plateau 10 est raccordée à une chemise tubulaire 13 dont 11 extrémité libre présente une cannelure intérieure 14. Cette cannelure est emmanchée sur une cannelure extérieure complémentaire 15 faisant partie d'un manchon 16 lui-même rendu solidaire du bout de l'arbre 2 par emmanchement de cannelures complémentaires 17 et blocage axial à l'aide d'une plaquette terminale 18 serrée par des vis 19. La structure statorique en cloche 7 présente un moyeu ou nez centra? 20 s'étendant axialement vers le plateau 10 jusqu'au voisinage immédiat de celui-ci, en entourant la chemise 13. Un roulement 21 est prévu entre l'extrémité libre de ce nez 20 et la chemise 13, roulement qui centre le rotor dans le stator. La bague externe de ce roulement est bloquée axialement contre le nez 20 par vissage d'un anneau fileté 22 dans ce nez et la bague interne dudit roulement est appliquée axialement contre le plateau 10 par vissage d'un anneau fileté 23 avec interposition d'entretoises cylindriques 24 et 25. Le roulement 21 est lubrifié par de la graisse introduite dans une enceinte annulaire 26 et l'étanchéité est assurée par deux joints 27 et 28 disposés axialement de part et d'autre de l'ensemble 21, 26. L'enceinte annulaire 26 communique d'une part avec une conduite d'admission 29 de graisse fraîche et d'autre part avec une conduite d'évacuation 30 (fig.3). Dans le montage qui vient d'être décrit, le stator 4, ou plus précisément sa structure en cloche 7, est liée au carter 6 de la boîte par des boulons 31 répartis au voisinage de sa périphérie et son centrage par rapport à ce carter est complété par coopération mutuelle de deux portées cylindriques en 32. Mais du fait des défauts éventuels d'inclinaison ou de position des faces d'appui et de centrage, il est possible que le nez 20 ne soit pas rigoureusement aligné avec l'axe de l'arbre de l'arbre de sortie 2. Or la position de cet axe est imposée par les roulements (dont un est visible en 33) qui le portent dans la boîte. De plus la présence des roulements 21 et 33 rend possibles de légers débattements axiaux des pièces (arbre 2 et chemise 13) qu'ils supportent. Il est donc possible que le rotor 1, dont la chemise 13 est centrée à la fois par ses cannelures sur le bout de l'arbre 2 et par le roulement 21 sur l'extrémité du nez 20, et qui est lié par ailleurs en rotation avec les organes aval de la chaîne de transmission, subisse par rapport audit arbre certains déplacements de petite amplitude tant longitudinaux que de basculement autour d'un axe perpendiculaire au plan du dessin. Par suite les cannelures complémentaires 14 et 15, tout en ne cessant de transmettre les couples de l'une à l'autre, peuvent glisser légèrement les unes dans les autres. Si l'espace entre ces cannelures n'est pas convenablement lubrifié, l'expérience montre qu'elles sont rapidement détruites par l'usure, ce qui rompt la continuité de la transmission. Pour assurer la lubrification de cet espace, on fait com-muniquer l'enceinte annulaire 26 avec la chambre 34, limitée extérieurement par la chemise 13, dans laquelle débouche une extrémité axiale dudit espace. Cette communication est assurée à travers successivement des lumières radiales 35 (fig. 1 et 2) et une gorge annulaire 36, évidées dans l'entretoise cylindrique 24, et des cheminées 37 traversant la chemise 13 et faisant saillie radialement à l'intérieur de la chambre 34 sur une profondeur ç qui est de préférence voisine du rayon intérieur de cette chambre. Le nombre de ces cheminées est de préférence supérieur à 2, et par exemple égal à 4. L'extrémité axiale, de l'espace entre cannelures, opposée à celle qui débouche dans la chambre 34 - laquelle est fermée axialement par exemple par une capsule métallique sertie 38 est obturée par un joint d'étanchéité 39, notamment du type torique. Enfin l'on équipe la conduite d'évacuation 30 de moyens susceptibles de créer une perte de charge élevée sur le courant de graisse, lorsque celle-ci est soumise à une pression élevée et au contraire faible lorsque la pression de la graisse est basse. Ces moyens sont avantageusement constitués par un simple étranglement, lequel peut se présenter sous la forme d'un diaphragme à ouverture réglable mais qui, dans le mode de réalisation illustré sur la fig. 3, est constitué par une suite de passages de petite section, comprenant un alésage cylindrique 40 de petit diamètre pratiqué dans un tube 41. Ce tube est raccordé par un coude à un embout terminal 42, de la conduite 30, bouché à son extrémité axiale libre. Ce raccord est assuré par une bague 43 solidaire d'une extrémité du tube, bague montée de façon pivotante autour dudit embout, des lumières radiales 44 de petit diamètre et annulaire 45 étant respectivement prévues dans cet embout et dans cette bague pour assurer la communication de la graisse entre la conduite 30 et l'alésage 40. L'extrémité libre du tube 41 est équipée d'une soupape de décharge 46 connue en elle-même. Le montage pivotant du tube 41 sur l'embout 42 présente l'avantage suivant : il permet de disposer très facilement la soupape 46 en un emplacement visible de l'extérieur après montage du ralentisseur, ce qui facilite le graissage dans les stationsservice. Les dimensions (diamètre et longueur) de l'alésage 40 et des lumières 44 sont choisies de façon telle que la perte de charge créée par ces conduits sur la graisse et correspondant à la pression maximum du graissage soit élevée et en particulier supérieure à celle de la liaison (35, 36, 37) entre l'enceinte 26 et la chambre 34, mais inférieure à la pression nécessaire pour retourner les joints d'étanchéité 27 et 28 si ceux-ci sont du type à lèvre retournable. Le fonctionnement du dispositif de graissage décrit ci-dessus est le suivant. Lors d'ungraissage, effectué à l'arrêt du véhicule, (opération schématisée sur la fig.4) on introduit rapidement, c'est-à-dire sous une pression élevée, de la graisse fraiche dans la conduite 29. Cette graisse se répand aussitôt dans les volumes ai ment accessibles, savoir : enceinte 26 et conduite 30. La pression de la graisse étant élevée, l'étranglement 40, 44 oppose à sa circulation une résistance élevée et bien supérieure à celle nécessaire pour la faire pénétrer dans les espaces 35, 36, 37 et la chambre 34 : elle remplit donc complétement cette chambre et c'est seulement après ce remplissage complet, alors qu'aucune autre issue ne lui est offerte, qu'elle traverse ltétranglement 40, 44 en surmontant la perte de charge opposée par celui-ci et sort de la soupape 46. L'opération de graissage est alors terminée. Quand ensuite le véhicule roule, ce qui entraîne en rotation l'arbre 2, le rotor 1 et donc la chambre 34 (fig.5) la force centrifuge applique la graisse sur la paroi latérale cylindrique de cette chambre et l'introduit dans l'espace entre les cannelures 14 et 15, à la faveur de ses déformations. Comme la pression alors exercée sur la graisse par ladite force centrifuge est relativement faible, l'étranglement 40, 44 n'offre plus d'obstacle sérieux à son évacuation et ladite graisse s'évacue progressivement à travers les cheminées 37, les évidements 36 et 35, l'enceinte 26, puis la conduite 30, les par sages 40, 44 et la soupape,46 (et non pas la conduite 29, celleci étant équipée d'un clapet anti-retour non représenté). Cette évacuation dure jusqu'à ce que le niveau radial de la graisse dans la chambre 34 affleure aux embouchures des cheminées 37. Du fait de sa viscosité, la couche annulaire de graisse, d'épaisseur p (fig. 1 et 5) qui reste alors dans la chambre 34 conserve ensuite cette forme annulaire et suffit pour nourrir pendant très longtemps l'espace entre cannelures, lequel débouche dans ladite couche à son niveau radial périphérique. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'insrention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour lubrifier les éléments cannelés complémentaires d'un accouplement flottant, éléments emmanchés l'un dans l'autre de manière à assurer le transfert des couples de l'un à l'autre tout en pouvant subir l'un par rapport à l'autre des petits déplacements longitudinaux et/ou de basculement d'amplitude limitée, comprenant une chambre dans laquelle débouchent axialement les cannelures, chambre montée en parallèle, à travers des passages relativement étroits, sur un circuit de graissage comprenant une conduite d'admission et une conduite d'évacuation de graisse, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, associé à la conduite d'évacuation, des moyens susceptibles de créer sur l'écoulement de la graisse, en aval du point de raccordement aval de la chambre avec cette conduite, une perte de charge qui est automatiquement élevée quand la pression de cette graisse est élevée et au contraire faible quand la pression de la graisse est faible. 2. Dispositif de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perte de charge est déterminée de façon telle que sa valeur maximum, correspondant à la pression maximum de graissage, soit supérieure à celle opposée à l'écoulement de la graisse par les passages relativement étroits reliant la chambre au circuit de graissage. 3. Dispositif de lubrification selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité axiale, des cannelures, opposée à celle qui débouche dans la chambre, est obturée par un joint d'étanchéité. 4. Dispositif de lubrification selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que les moyens créateurs de la perte de charge sont constitués par un étranglement monté sur la conduite d'évacuation. 5. Dispositif de lubrification selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étranglement est réalisé en partie par un alésage cylindrique de petit diamètre percé dans un tube rigide raccordé par un coude à l'extrémité aval de la conduite d'évacuation. 6. Dispositif de lubrification selon la revendication 5, caractérisé en ce que le raccordement du tube à la conduite est assuré par une bague d'axe perpendiculaire à celui de l'alésage, bague montée de façon pivotante autour d'un tronçon terminal de ladite conduite, des évidements radiaux de petite section et annulaire étant prévus respectivement dans ce tronçon et dans cette bague pour assurer la communication entre la conduite et l'alésage. 7. Dispositif de lubrification selon l'une quelconque des précédentes revendications, dans lequel le circuit de graissage comprend une enceinte annulaire servant à lubrifier un roulement lui-même associé à deux joints d'étanchéité, caractérisé en ce que la perte de charge est déterminée de façon telle que sa valeur maximum, correspondant à la pression maximum de graissage, soit légèrement inférieure à la pression maximum supportable sans fuite par les joints d'étanchéité. 8. Dispositif de lubrification selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il comprend, pour assurer l'admission de la graisse dans la chambre ainsi que son évacuation hors de cette chambre, une pluralité de cheminées plongeant radialement dans ladite chambre à partir de sa paroi latérale de révolution. 9. Dispositif de lubrification selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque cheminée plonge radialement dahs la chambre sur une profondeur légèrement inférieure au rayon interne de cette chambre. 10. Dispositif de lubrification selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la lubrification des éléments cannelés servant à accoupler le rotor d'un ralentisseur électrique de véhicule à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses de ce véhicule.