Brevet FR2569466A1 — publié le 19860228

La présente invention est relative à la lu- brification des groupes de transmission qui équipent cer- tains véhicules automobiles et qui relient à plusieurs ar- bres d'entratnement de roues du véhicule un arbre suscep- tible de tourner dans l'un ou l'autre sens, cet arbre étant gé- néralement l'arbre de sortie d'un groupe motopropulseur comportant une boîte de vitesses dans laquelle peut être établi un rapport de marche arrière. Les roues entraînées sont en particulier cel- les de deux essieux moteurs du véhicule et le groupe de transmission comporte divers trains d'engrenagesnotamment épicycloidaux,ayant un effet différentiel,réducteur ou ré- partiteur de couple. On sait que la lubrification des engrenages est avantageusement réalisée par du liquide pulsé ou refou- lé dans un circuit au moyen d'une pompe,en particulier quand les engrenages sont épicycloIdaux,car alors une simple lu- brification par barbotage est insuffisante.Il est ainsi connu de lubrifier une boite de vitesses avec une pompe à engrena- ges dont l'une des deux roues dentées est solidaire d'un ar- bre d'entrée tournant toujours dans le même sens,et qui re- foule donc toujours le liquide dans le même sens dans le circuit, indépendamment du sens de rotation de l'arbre de sortie de la boite.En revanchele liquide ne serait plus refoulé,mais au contraire extrait du circuit si l'arbre d'entrée,ainsi que la pompe tournaient en sens inverse. L'invention a pour but de fournir- un agence- ment permettant de lubrifier un groupe de transmission au moyen d'une pompe entraînée par un arbre susceptible de tourner dans l'un ou l'autre sens. - Elle concerne un dispositif de lubrifica- tion d'un groupe de transmission contenu dans un carter et comprenant un arbre d'entrée qui traverse une face de ce carter et qui est susceptible de tourner dans les deux sens,ce dispositif comportant également une pompe à engre- nages, caractérisé en ce que la impe entraînée par ledit arbre d'en- trée est située au droit de ladite face du carter et associée à une vanne de comutation autnatioue reliant respectivement deux ori- fices opposés de la pompe,soit à un conduit d'aspiration soit à un conduit de refoulement,selon le sens de rotation de l'arbre d'entrée. Suivant d'autres caractéristiques: - une face d'une pièce voisine étant appli- quée de façon étanche contre ladite face du carter,dans l'une ou l'autre de ces faces débouchent,d'une part,une ca- vité contenant les roues dentées de la pompe et comportant lesdits orifices opposés,d'autre part,plusieurs conduits qui communiquent avec un alésage oh coulisse un tiroir de commu- tation,tandis que des canaux creusés dans l'une ou l'autre desdites faces relient lesdits conduits,respectivement,au conduit d'aspiration,au conduit de refoulement ou à l'un des orifices de la pompe; - l'arbre d'entrée étant accouplé à un arbre de sortie d'un groupe motopropulseur contenu dans un carter dont une face est traversée par cet arbre de sortie,ladite pièce voisine est une entretoise à deux faces opposées,parallèles. appuyées respectivement sur lesdites faces des deux carters. Un arbre solidaire de l'une des roues dentées de la pompe est porté par l'entretoise et est solidaire d'un pignon engrenant avec une denture de l'arbre d'entrée; - le tiroir délimite dans l'alésage deux cham- bres extrêmes opposées reliées en permanence,respectivement, aux deux orifices de la pompe,et un ressort de grande flexi- bilité est de préférence logé dans chacune de ces chambres de manière à rappeler le tiroir en position médiane à l'arrêt; de plus,un ressort précontraint de moindre flexibilité est de préférence disposé dans l'une au moins des deux chambres de manière que le tiroir agisse en limiteur de pression à partir d'une position déterminée notablement écartée de sa position médiane. Un dispositif de lubrification selon l'inven- tion est décrit ci-après,avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la Fig.1 est une vue d'ensemble du -disposi- tif équipant un véhicule à deux essieux moteurs,avec coupe axiale partielle suivant une ligne I-I de la Fig.2; - la Fig.2 est une vue partielle en coupe suivant une ligne II-II de la Fig.1 - et les Fig.3 à 5 sont des vues partielles en coupe suivant une ligne III-III de la Fig.1 dans trois po- sitions de fonctionnement différentes. On voit sur la Fig.1,dans un carter 1,un groupe de transmission 2 reliant à deux arbres 3,4 et à un arbre 5, un arbre d'entrée 6 accouplé à un arbre de sortie 7 d'un grou- pe motopropulseur 8. Les arbres 3,4 peuvent par exemple entrat- ner les roues avant,et l'arbre 5 les roues arrière d'un vé- hicule automobile.Le groupe 8 comporte une boîte de vitesses classique munie de plusieurs rapports de marche avant et d'un rapport de marche arrière,de sorte que les arbres 6 et 7 sont susceptibles de tourner dans l'un ou l'autre sens, selon qu'un rapport de marche avant ou de marche arrière est engagé. L'arbre 6 traverse perpendiculairement une face 9 du carter 1,et l'arbre 7 traverse perpendiculairement une face 10 d'un carter 11 contenant le groupe 8.Entre ces faces 9 et 10 est enserrée une entretoise 12 à faces paral- lèles opposées 13 et 14. Sur la face 9 du carter I débouchent,d'une part, une cavité 15 contenant les deux roues dentées conjuguées 16,17 d'une pompe à engrenages et comportant deux orifices opposés 18,19, d'autre part, plusieurs conduits 20 à 26 qui communiquent avec un alésage 27 o coulisse un tiroir-de commutation 28.Ces conduits sont perpendiculaires à la face 9,sauf le conduit 24 qui est incliné.Les conduits 20 et 23 communiquent respectivement avec deux chambres opposées 29,30 délimitées dans l'alésage 27 de part et d'autre du tiroir.Les conduits 21,22 et 24,25 débouchent en des em- placements intermédiaires de l'alésage 27.Le conduit 25 dé- bouche dans ce même alésage,entre les deux conduits 21,22 les plus proches de la partie médiane de l'alésage. Des canaux 31 à 35 sont creusés dans la face 9. - le canal 31 relie le conduit 25 à un conduit 36 d'as- piration de liquide lubrifiant; - les canaux 32, 32a relient les conduits 24 et 26 à un con- duit 37 de refoulement alimentant un circuit de lubrifica- tion des engrenages du groupe 2; - le canal 33 relie les conduits 20 et 21 à l'ori- ce 19 et; - les canaux 34, 35 relient les conduits 22 et 23 à l'orifice 18. L'alésage 27 est fermé par un bouchon 38,et le tiroir 28 comporte,au droit du conduit 25,une portion centrale de moindre diamètre 39 susceptible de communiquer avec les con- duits 21,22,25 comme il sera indiqué plus loin.On notera ce- peidant que le zonduit 25 a ur largeur suffisante pour toujours débOu- cher en face de la portion 39, quelle que soit la position du tiroir. Dans chacune des chambres 29,30,est maintenu comprimé un ressort hélicoldal 40,41 coaxial au tiroir et de grande flexibilité,ces ressorts prenant appui l'un sur le fond de l'alésage 27,1'autre sur un bossage central 42 du bouchon 38. Dans la chambre 30 est en outre disposé un ressort 43 moins flexible que les deux autres ressorts et précon- traint dans un bottier télescopique 44 formé de deux douil- les coulissantes et traversé d'un côté par le ressort 41 et de l'autre côté par le bossage 42.Une face du boîtier 44 est en appui sur le bouchon 38,et la face opposée est nota- blement espacée du tiroir quand celui-ci est dans sa posi- tion médiane de la Fig.2. La face de l'entretoise 12 appliquée contre la face 9 du carter 1 recouvre la cavité 15 ainsi que les conduits à 26 et les canaux 31 à 35, de sorte que ces canaux se comportent comme des-conduits et que la pompe à engrenages 16,17 refoule du liquide par l'orifice 19 vers le canal 33 ou par l'orifice 18 vers les canaux 34 et 35 selon que la roue dentée 17 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre à la Fig.2 ou dans l'autre sens.Cette roue 17 est entraînée à partir de l'arbre 6: elle est solidaire d'un arbre parallèle aux arbres 6 et 7 et porté par un palier 46 constitué par une portion de l'entretoise 12; sur cet arbre 45 est clavetê un pignon 47 engrenant avec une denture 48 de l'arbre 6. Quand le véhicule est arrêté, donc quand les roues dentées 16, 17 sont immobiles, la pression est nulle dans les deux chambres 29, 30 et le tiroir 28 se stabilise, comme visible à la Figure 2, dans une posi- tion médiane déterminée par l'équilibre des deux res- sorts 40 et 41, tandis que le ressort 43 n'intervient pas puisqu'il est maintenu comprimé dans le bottier 44 espacé du tiroir 28. Quand le véhicule se déplace en marche avant, le sens de rotation des arbres 6 et 7 est tel que la roue dentée 17 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (Figure 2). Il en résulte une aspiration de li- quide par l'orifice 18 dans les canaux 34 et 35, donc dans la chambre 30, et une poussée de liquide par l'ori- fice 19 dans le canal 33, donc dans la chambre 29. Le tiroir 28 est ainsi poussé vers la droite (Figure 3), jusqu'à buter contre le boîtier 44. Le ressort 41 est alors plus comprimé que le ressort 40. - Dans cette position du tiroir, sa portion cen- trale 39 relie le conduit 22 et le conduit 25, et le conduit 24 débouche dans la chambre 29. Par suite l'aspiration de liquide dans le canal 34 est transmise au conduit 36 par le canal 31 et la poussée de liquide dans le canal 33 est transmise par les conduits 20, 24 puis par le canal 32 au conduit 37 du circuit de lubri- fication. Si la pression de refoulement régnant dans la chambre 29 dépasse une valeur déterminée maximale, le tiroir 28 est poussé, comme indiqué à la Figure 4, à l'encontre des ressorts 41 et 43, le boîtier 44 se com- primant et la portion 39 du tiroir découvrant le conduit 26. Dès lors le liquide peut s'écouler en circuit fermé, de l'orifice aval 19 à l'orifice amont 18 de la pompe, par le canal 33, les conduits 20, 24, les canaux 32, 32a, les conduits 26, 22 et les canaux 34, 35. Il s'ensuit une limitation de la pression de refoulement, nécessaire notamment lorsque la vitesse de rotation des arbres 6, 7,45 est élevée, c'est-à-dire quand le véhicule se déplace relativement vite. Quand le véhicule se déplace en marche arrière, la roue dentée 17 tourne en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre à la Figure 2. L'aspiration s'ef- fectuant par le canal 33 dans la chambre 29 et la poussée de liquide vers le canal 35 s'exerçant dans la chambre , le tiroir se déplace vers la gauche (Figure 5), en comprimant le ressort 40 jusqu'à buter contre un épaule- ment approprié 49 de l'alésage. La portion centrale 39 du tiroir fait alors communiquer le conduit 21 avec le conduit 25, et le conduit 26 débouche dans Ia chambre 30, ce qui assure la liaison entre le conduit 36 et le canal 33 pour l'aspiration du liquide, ainsi que la communication entre le canal 35 et le conduit 37 pour le refoulement du liquide. Le tiroir assure ainsi automatiquement une commutation des conduits d'aspiration et de refoulement dès que le sens de rotation de la pompe s'inverse. Cette commutation s'effectuerait de la même manière en l'absen- ce des ressorts 40, 41, mais ceux-ci présentent l'avanta- ge de rappeler le tiroir en position médiane à l'arrêt de la pompe, les trous 21 et 22 étant alors obturés, ce qui assure une rapide montée en pression dans l'une des deux chambres dès la mise en route de la pompe, donc un coulissement immédiat du tiroir dans le sens approprié comme indiqué plus haut. Un ressort précontraint, analogue à celui 43 situé dans le bottier 44, pourrait aussi être prévu dans la chambre 29 de manière à limiter la pression dans la chambre 30, donc la pression de refoulement quand le véhicule se déplace en marche arrière. Mais cet aménage- ment serait peu utile puisqu'en marche arrière la vitesse du véhicule est habituellement très réduite et la pompe, tournant donc lentement, ne risque pas d'engendrer une pression excessive du lubrifiant. La disposition de la pompe et de la vanne de commutation au droit de la face 9 du carter 1 est relati- vement peu encombrante et d'un montage aisé. En variante au mode de réalisation décrit, la cavité contenant les roues 16, 17 peut être située dans la face 13 de l'entre- toise 12 et recouverte par la face 9 du carter 1. De même, la vanne à tiroir 28 peut être aménagée dans l'entretoise 12, à proximité de la face 13 et de la cavité 15, ainsi que des conduits ou lumières tels que 20 à 26 reliant l'alésage de la vanne à des canaux creusés dans la face 13 ou dans la face 9. La prise de mouvement de la pompe sur l'arbre d'entrée 6 du groupe 2 est particulièrement intéressante quand ce groupe comporte un réducteur de vitesse connecta- ble, comme c'est la cas pour certains véhicules à deux essieux moteurs susceptibles de se déplacer sur de mauvais terrains à très basse vitesse, car même dans ce cas d'uti- lisation, le réducteur étant connecté, la vitesse de la pompe, liée à l'arbre d'entrée, est suffisante pour assu- rer un débit satisfaisant de lubrifiant, sans impliquer un grand dimensionnement de la pompe. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de lubrification pour un groupe de transmission logé dans un carter (1) et comprenant un arbre d'entrée (6) susceptible de tourner dans l'un et l'autre sens et qui traverse une face (9) de ce carter, ce dispositif comprenant une pompe à engrenages (16, 17) munie de deux orifices opposés (18, 19) reliés respecti- vement à un conduit d'admission (36) et à un conduit de refoulement (37), et étant caractérisé en ce que la pompe est logée au droit de ladite face (9) du carter (1), elle est entraînée à partir de l'arbre d'entrée (6) du groupe de transmission et elle est associée à une vanne de commutation automatique (27, 28) adaptée pour inverser les liaisons entre les orifices (18, 19) de la pompe et des conduits d'admission et de refoulement (36, 37), lors- que l'arbre d'entrée (6) change de sens de rotation. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'une face (13) d'une pièce voisine (12) étant appliquée de façon étanche contre ladite face (9) du carter (1), dans l'une ou l'autre de ces faces débou- chent, d'une part, une cavité (15) contenant les roues dentées (16, 17) de la pompe et comportant lesdits orifi- ces opposés (18, 19), et d'autre part plusieurs conduits (21-26) qui communiquent avec un alésage (27) o coulisse un tiroir de commutation (28), tandis que des canaux creusés dans l'une ou l'autre desdites faces relient les- dits conduits, respectivement, au conduit d'aspiration, au conduit de refoulement ou à l'un des orifices de la pompe. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que l'arbre d'entrée (6) étant accouplé à un arbre de sortie (7) d'un groupe motopropulseur (8) contenu dans un carter (11) dont une face (10) est tra- versée par cet arbre de sortie, ladite nièce voisine est une entretoise (12) à deux faces opposées parallèles (13, 14) appuyées respectivement sur lesdites faces (9, 10) des deux carters (1, 11). 4 - Dispositif suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce qu'un arbre (45) solidaire de l'une des roues dentées (17) de la pompe est porté par l'entretoise (12) et est solidaire d'un pignon (47) engrenant avec une denture (48) de l'arbre d'entrée (6). - Dispositif suivant l'une cuelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 1l tiroir (28) délimite dans l'alé- sage (27) deux chambres extrêmes opposées (29, 30) reliées en permanence, respectivement aux deux orifices (18, 19) de la pompe. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, ca- ractérisé en ce qu'un ressort (40, 41) de grande flexibi- lité est de préférence logé dans chacune de ces chambres de manière à rappeler le tiroir en position médiane à l'arrêt. 7 -Disoitf suivant l'use quelconcue des revendications ou 6, caractérisé en ce qr lu ressort précontraint (43) de moindre flexibilité est de préférence disposé dans l'une au moins des deux chambres (29, 30) de manière que le tiroir agisse en limiteur de pression à partir d'une position déterminée, notablement écartée de sa position médiane. 8 - Groupe de transmission pour véhicule à deux essieux moteurs, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de lubrification suivant l'une quelconque des revendications précédentes.