Brevet FR2468043A1 — publié le 19810430

L'invention concerne un dispositif estlé à assurer ltétanchéité des carters d'organes constituant la transmission des véhicules, en particulier des boîtes de vitesses, comportant des passages d'arbres équines de joints annulaires radiaux d'étanchéité vis-à-vis des arbres, présentant des lèvres d'étanchéité sous précontrainte, dirigées vers l'intérieur du carter. L'effort pressant de tels joints annulaires radiaux d'étanchéité vis-à-vis des arbres résulte de la précontrainte de la lèvre d'étånchéité et, le cas échéant, de l'action d'un ressort hélicordal annulaire supplémentairement mis en place. Cet effort est choisi de telle sorte que soient évitées aussi bien la sortie du lubrifiant hors du carter que l'introduction d'impuretés en marche normale du véhicule. Lorsque les conditions de service sont particulièrement sévères, ce qui est le cas par exemple pour les véhicules tous terrains à roues ou à chenilles franchissant des terrains fangeux ou des eaux stagnantes, il peut arriver cependant que les lè- vres d'étanchéité perdent leur efficacité du fait de la présence d'impuretés et que l'eau pénètre.Il s'ensuit une usure accélerée des lèvres d'étanchéité, conduisant à une dégradation des efforts pressants exercés radialement. L'étanchéité est compromise et impuretés et eau pénètrent en quantité importante, ce qui peut conduire à des dégâts sérieux et finalement à la mise hors service d'organes de la transmission. Le montage de joints annulaires radiaux d'étan chité vis-à-vis des arbres avec une précontrainte suffisamment élevée pour empêcher dans tous les cas l'intro diction de particules abrasives conduit à une usure toujours plus importante de la lèvre d'étanchéité et de l'arbre, d'où également des dégâts occasionnés ars une certaine période de service aux organe s de la transmission. L'invention a pour objet d'éliminer ces défarts et de créer un dispositif nrocurant une étanchéité fiable des passages d'arbres des carters de a transmission dans toutes les conditions de service. L'invention résoud ce problème en prévoyant que l'effort 7res- sant des lèvres d'étanchéité puisse être renforcé par augmentation de la pression pneumatic e régnant dans les carters. Cette mesure permet une adaptation He l'étan- chéité aux conditions de service. L'effort pressant temporairement augmenté empêche, mdme dans les conditions les plus défavorables, une introduction d'impuretés et d'eau. Par ailleurs, en marche normale, l'effort pressant et par conséquent l'usure des lèvres d'étanchéité sont maintenus au plus bas niveau possible. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, les carters sont raccordables à volonté par un organe de commutation à une source d'air comprimé ou sur évent. Tous les carters de la transmission peuvent ainsi en un instant être mis en surpression ou ramenés à leur état initial. Selon l'invention peut également être mont sur la tuyauterie entre la source d'air comprimé et les carters un limiteur de pression. Crache à cette disposition, un effort pressant approprié aux conditions de service prévues peut, indépendamment de la pression le plus souvent élevée des sources d'air comprimé existantes, être fixé pour les lèvres d'étanchéité des joints annulaires radiaux d'étanchéité vis-à-vis des arbres. Selon un autre dispositif conforme à l'invention, le limiteur de pression est monté en aval de l'organe de commutation, cependant qu'une tuyauterie de pression part en dérivation de la tuyauterie entre l'organe de commutation et le limiteur de pression. Grâce à cette dispo s5tion, il est possible d'enclencher par l'organe de commutation commandant l'allgrentation de la nression et en même temps que cette aumenta+ion de pression d'autres fonctions de commande d'un caractère important pour le type de marche. D'autres particularités avantageuses de l'invention sont présentées dans la description. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'exemples d'exécution illustrée par des figures. Celles-ci représentent la figure 1 : un schéma de montage d'un système réalisant l'étanchéité des carters d'une transmission ; la figure 2, en coupe partielle, un détail d'un carter de botte de vitesses de cette transmission ; les figures 3 à 5 : les schémas de montage de systèmes analogues dont les organes de commutation sont utilisés à des fonctions supplémentaires de commande. Sur l'ensemble des schémas, les mêmes pièces portent les mêmes repères. Le schéma de montage de la figure 1 montre le système de transmission 11 d'un véhicule tous terrains, système comportant pour l'essentiel une botte de vitesses 12, une prise de force spéciale 13, l'essieu avant 14, l'essieu arrière 15 ainsi que les arbres de transmission, non représentés. La prise de force spéciale 13 englobe tous les mécanismes complémentaires. Le véhicule est équipé d'un système de freinage pneumatique comportant une source d'air comprimé 16. Celle-ci consiste en un compresseur 17 débitant de l'air comprimé dans un réservoir à air comprimé 19 par une tuyauterie 18. La source d'air comprimé 16 peut être mise en communication avec les organes individuels du système de transmission 11 cités. A cet effet, part de la tuyauterie 18 une tuyauterie 20 conduisant, en même temps qu'une tuyauterie de commande en dérivation 21, à un limiteur de pression 22 chargé par ressort. Du limiteur de pression 22, une tuyauterie 23 part vers un distributeur à deux positions et à trois orifices (distributeur 3/2) 25 équipé d'un tiroir 24, distributeur raccordé au système de transmission 11 par une tuyauterie 26. De la tuyauterie 26, partent individuellement des tuyauteries en dérivation 27 vers la boute de vitesses 12, la prise de force spéciale 13, l'essieu avant 14 et l'essieu arrière 15. Une tuyauterie d'évent 28 est raccordée au distributeur 25. Comme le montre la figure 2, l'une des tuyauteries en dérivation 27 débouche dans le carter 29 d'un organe de la transmission, la boite de vitesses 12 par exemple. Un arbre 31 traverse une cloison frontale 30 du carter fermé 29, l'étanchéité de son passage étant réalisée par un joint annulaire radial 32 d'étanchéité vis-à-vis de l'arbre. La lèvre d'étanchéité 33 du joint annulaire radial 32 orientée vers l'intérieur du carter s'applique avec une certaine précontrainte contre l'arbre 31, avec l'appui complémentaire d'un ressort héli cotidal annulaire 34. Les autres passages d'arbres de la boute de vitesses 12 et des autres organes de la transmission ont en principe la m4me construction. En marche normale du véhicule, le distributeur 25 adopte la position de commutation montrée sur la figure 1, position dans laquelle les tuyauteries 20 et 23 en provenance de la source d'air comprimé 16 sont fermées. Tous les organes du système de transmission 11 sont alors en communication avec la tuyauterie évent commune 28 par les tuyauteries de dérivation 27, la tuyauterie 26 et le distributeur 25. Lorsque le véhicule doit traverser un terrain boueux ou couvert d'eau, le conducteur place auparavant le distributeur 25 et son tiroir 24 dans l'autre position de commutation. La liaison entre la tuyauterie d'évent 28 et la tuyauterie 26 est alors interrompue et une mise à l'échappement des organes de la transmission 11 par les tuyauteries en dérivation 27 rendue impossible. Dans le même temps, le distributeur 25 met en communication les tuyauteries 23 et 25. De la source 16, l'air comprimé s'écoule par la tuyauterie 20 vers le limiteur de pression 22 alimenté par la tuyauterie de commande 21, le ouel abaisse considérablement le haut niveau de pression nécessaire au système de freinage.L'air comprimé gagne sous une pression réduite, en transitant par la tuyauterie 23, par le distributeur 25, par la tuyauterie 26 et par les tuyauteries en dérivation 27, la botte de vitesses 12, la prise de force spéciale 13, l'essieu avant 14 et l'essieu arrière 15, créant dans les carters fermés de ces organes une surpression. La surpression, qui peut se situer par exemple entre 0,1 et 0,8 bar, agit sur les lèvres d'étanchéité 33 des joints annulaires radiaux 32 d'étanchéité visà-vis des arbres et appliaue celles-ci plus fortement respectivement contre " arbre 31 dont l'étanchéité du passage est à réaliser. L'effet d'étanchéité est alors renforcé, et aucune particule solide ou eau ne peut s'introduire entre l'arbre 31 et la lèvre d'étanchéité 33 du joint annulaire radial 32 correspondant. Après le retour à la marche normale, le distributeur 25 est remis dans la position initiale montrée sur la figure î, position dans laquelle l'arrivée d'air comprimé est interrompue et tous les organes de la transmission 11 mis à l'échappement par la tuyauterie d'évent 28. La surpression disparait dans les carters 29, et par conséquent également la poussée supplémentaire à laquelle les lèvres d'étanchéité 33 des joints annulaires radiaux 32 étaient soumises. Les lèvres d'étanchéité 33 ne s'appliquent plus sur l'arbre qu'avec la précontrainte initiale, suffisante pour la marche normale, l'adhérence entre la lèvre d'étanchéité 33 et l'arbre 31 prenant alors une valeur minimale. Le schéma de montage représenté sur la figure 3 se différencie de celui de la figure 1 par le fait qu'en aval du limiteur de pression 22, est monté un distributeur 4/2 et par le fait que de la tuyauterie 36 part en dérivation, entre le distributeur 35 et le limiteur de pression 22, une tuyauterie 37. Par cette tuyauterie 37, de l'air comprimé peut, en fonction de la position du distributeur 35, être amené pour la réalisation d'une autre fonction de commande, par exemple la mise en route d'une pompe d'épuisement non représentée. La tuyauterie raccordant la tuyauterie 18 de la source d'air comprimé 16 au distributeur 35 porte le repère 38, celle raccordant le limiteur de pression 22 et la tuyauterie 26 à la transmission 11 le repère 39. Le fonctionnement du système correspond à celui du système représenté sur la figure 1. Lorsque le distributeur 35 occupe la position de commutation du corquis, laquelle correspond à la marche normale, la totalité de la transmission Il ainsi que les tuyauteries 27 et 26 se trouvent à l'échappement. Avec l'autre position de commutation du distributeur 35, le carter 29 des différents organes de la transmission 11 est mis en surpression ; l'étanchéité se trouve alors renforcée. Dans le même temps, la tuyauterie 37 est alimentée en air comprimé et un organe de commutation actionné. La figure 4 montre un système de renforcement de l'étanchéité des carters 29 de la transmission 11, système enclenché en même temps que la propulsion à quatre roues motrices d'un véhicule tous terrains. La source de pression 16 est à cet effet raccordée par une tuyauterie 40 à un distributeur 4/3 portant le repère 41, auquel se raccordent une tuyauterie 42 conduisant à un cylindre (non représenté) de commande de propulsion à quatre roues motrices, une tuyauterie 43 conduisant à un cylindre (également non représenté) de verrouillage de différentiel, et une tuyauterie d'évent 44.Le distributeur 41 possède une position de commutation I correspondant à la mise hors circuit de la propulsion à quatre roues motrices, une position de commutation II correspondant à l'enclenchement de cette propulsion et une position de commutation III correspondant à l'enclenchement de la propulsion à quatre roues motrices avec verrouillage de différentiel. 'A la tuyauterie 42, est raccordé un système correspondant pour l'essentiel à celui de la figure 1, avec pour différence qu'un distributeur 3/2 repéré 45 pour la mise en pression à volonté par air comprimé des carters 29 de la transmission 11 ou pour la mise à l'échappement n'est pas actionné directement, mais indirectement en fonction de la position de commutation du distributeur 41. De la tuyauterie 42, une tuyauterie 46 part en dérivation vers un limiteur de pression 22 raccordé au distributeur 45 par une tuyauterie 47. De la tuyauterie 46, part une tuyauterie 48 alimentant en air comprimé le distributeur 45. Lorsque la propulsion à quatre roues motrices est enclenchée par passage du distributeur 41 de la position I dans la position II ou III, l'air comprimé s'écoule par les tuyauteries 40,42, 46 et 48 et le distributeur 45 établit la liaison entre les tuyauteries 47 et 26. Une surpression s'établit alors dans les carters 29 de la transmission 11, la pression avec laquelle les lèvres d'étanchéité 33 des joints annulaires radiaux 32 d'étanchéité vis-à-vis des arbres de la transmission 11 s'appliquant sur les arbres augmente et l'étanchéité se renforce. A la mise hors circuit de la propulsion à quatre roues motrices, le distributeur est ramené dans sa position initiale (celle du croquis) par l'action d'un ressort de rappel.Les carters 29 sont alors mis à l'échappement par la tuyauterie d'évent 28 et l'effort pressant des lèvres d'étanchéité 33 est ramené au niveau de leur précontrainte normale. La figure 5 représente un système pour véhicules amphibies possédant un déflecteur contre les projections d'eau dont la sortie et le rappel sont commandés par un vérin de positionnement 50 asservi à un distributeur 5/2 repéré 49. Le déflecteur de projections d'eau augmente la portance du véhicule en déplacement sur l'eau et agit également comme un briselames absorbant la pression d'eau s'exerçant contre le pare-brise. Le distributeur 49 est raccordé par une tuyauterie 51 et une tuyauterie en dérivation 52 à une source d'air comprimé 16. Du distributeur 49, une tuyauterie 53 part en direction du côté tige de piston 54 du vérin de positionnement 50 et une tuyauterie 55 en direction de l'autre face 56 du piston. Le repère 57 désigne un orifice d'échappement. De la tuyauterie 55, une tuyauterie 46 part vers l'autre système, qui assure l'étanchéité de la transmission 11 et qui, par sa structure et son fonctionnement, correspond à la figure 4. Lorsque le déflecteur de pro Sections d'eau est sorti, une surpression est créée dans les carters 29 de la botte de vitesses 12, de la prise de force spéciale 13, de l'essieu avant 14 et de l'essieu arrière 15, surpression qui, lors du rappel du déflecteur, disparatt par mise à l'échappement (tuyauterie 28). L'effort pressant des lèvres d'étanchéité 33 des joints annulaires radiaux 32 d'étanchéité vis-à-vis des arbres de la transmission 11 est ainsi adapté à chaque type de marche du véhicule. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à assurer l'étanchéité des carters d'organes constituant la transmission des véhicules, en particulier des boites de vitesses, comportant des passages d'arbres équipés de joints annulaires radiaux d'étanchéité vis-à-vis des arbres, présentant des lèvres d'étanchéité sous précontrainte dirigées vers l'intérieur du carter, caractérisé par le fait que l'effort pressant des lèvres d'étanchéité (33) peut être renforcé par augmentation de la pression pneumatique régnant dans les carters (29). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les carters (29) peuvent être raccordés par un organe de commutation (25) au choix à une source d'air comprimé (16) ou à un évent (28). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un limiteur de pression (22) est monté sur la tuyauterie raccordant la source d'air comprimé (16) aux carters (29). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le limiteur de pression (22) est monté en aval de l'organe de commutation (35) et que de la tuyauterie (36) raccordant l'organe de commutation (35) et le limiteur de pression (22), part en dérivation une tuyauterie de pression (37). 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'organe de commutation (45) commandant l'arrivée de l'air comprimé aux carters (29) est raccordé directement ou indirectement à un organe de commutation (41) commandant une autre tuyauterie de pression (42,43). 6 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que sur un véhicule équipé d'un système de freinage pneumatique, la source d'air comprimé (16) de ce système de freinage peut être raccordée aux carters (29).