Brevet FR2566869A1 — publié le 19860103

DISPOSITIF DE LUBRIFICATION D'UN TRAIN D'ENGRENAGES La présente invention concerne un dispositif de lubrification d'un train d'engrenages disposés dans une chambre d'un carter dont la partie inférieure forme réceptacle d'accumulation pour un lubrifiant liquide du train d'engrenages dans lequel baigne normalement une partie inférieure d'un des engrenages. On sait que, notamment dans les transmissions de véhicules automobiles ou dans les réducteurs, des engrenages coopérants sont lubrifiés, en fonctionnement, par barbotage de la partie inférieure d'un des engrenages dans le fond formant réceptacle d'accumulation du lubrifiant du carter, la rotation des engrenages provoquant un entraînement d'une partie du lubrlfian vers le ou les autres engrenages coopérant avec l'engrenage barboteur Au repos, le lubrifiant ainsi dispersé s'écoule par gravité vers le rXcepfflcacle d'accumulation.Pour les engrenages tournant b grande vitesse, compte tenu des problèmes de pertes par frottement et d'échauffement du lubrifiant, un compromis doit être adopté concernant la quantité de lubrifiant enerme dans la chambre du carter d'engrenage pour que le niveau de lubrifiant dans la base de la chambre soit, en fonctionnement, le plus faible possible mais soit suffisant, au repos, pour assurer, par la suite, une lubrification enn- venable des engrenages. Un tel compromis est extrêment difficile 9 réaliser dans la pratique, la quantité de lubrifiant étant généralement dtermkée largement en excès pour des raisons de sécurité. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de lubrification d'un train d'engrenages obviant è ces inconvénients et permettant d'assurer, en fonctionnement du train d'engrenages, un niveau extrêmement réduit du lubrifiant dans la base de la chambre tout en assurant au repos, un niveau suffisant de ce lubrifiant pour garantir une lubrifi- cation convenable des engrenages en fonctionnement. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, la chambre du carter présente, au moins localement, autour du dit engrenage baignant normalement dans le lubrifiant accumulé dans la base de la chambre, un profil périphérique épousant sensiblement le contour périphérique de cet engrenage, à proximité de celui-ci et comporte, à un niveau supérieur à celui de la partie inférieure formant réceptacle de la chambre, un bec diviseur s'étendant vers la périphérie de l'engrenage et se raccordant à un conduit d'évacuation, formé dans le carter, débouchant dans la chambre en avant du bec par rapport à la direction de rotation de l'engrenage, et communiquan extérieurement avec la partie supérieure d'un réservoir de lubrifiant ext*- rieur à la chambre communiquant lui-meme, par 88 base, avec la partie infé- rieure de la chambre du carter formant réceptacle de lubrifiant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir communique avec la partie inférieure formant réceptacle de la chambre par un conduit de retour pourvu d'un étranglement et débouchant à la base de cette partie inférieure formant réceptacle de la chambre. Avec un tel agencement, lorsque le train d'engrenages est mis en marche, l'engrenage inférieur barbotant dans la réserve de lubrifiant dans la base de la chambre entraine, dans se rotation, une partie substantielle de ce lubrifiant vers les autres engrenages du train d'engrenages et vers la partie haute de la chambre du carter, le bec et le conduit d'évacuation déviant une partie de ce lubrifiant entrains vers le réservoir d'où le lubrifiant peut regagner la partie inférieure formant réceptacle de la chambre. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de lubrification du type défini ci-dessus de structure simple et modulaire, permettant d'assurer en outre un refroidissement du lubrifiant. Pour ce faire, selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir, avantageusement métallique, est extérieur au earter et est avantageusement rapporté de façon amovible sur celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels - la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif de lubrification d'un train d'engrenages selon l'invention ; et - la Figure 2 est une vue partielle, en coupe transversale selon le plan de coupe 112 de la Figure 1, d'un train d'engrenages comportant le dispositif de lubrification selon l'invention. On a représenté à titre d'exemple non limitatif, sur la Figure 2, un train d'engrenages multiplicateur comportant une roue dentée d'entrée 1 entrainée par un arbre moteur 2 et engrenant avec un pignon 3 monté sur un arbre 4 portant en outre une autre roue dentée 5 engrenant avec un pignon 6 solidaire d'un arbre 7 coaxial à l'arbre d'entrée 2 et parallèle à l'arbre 4. Les engrenages 1, 3, 5 et 6 sont disposés dans une chambre 8 d'un carter 9 fermée par un couvercle 10.Ce train d'engrenages est par exemple le train d'entrainement et de synchronisation d'une paire de rotors d'un compresseur à vis tel que décrit dans la demande de brevet européen EP - 1 - O 101 345, l'arbre 4 étant l'arbre du totor femelle et l'arbre 7 l'arbre du rotor mode, ce train multiplicateur permettant d'atteindre des vitesses de rotation des rotors supérieures à 12 000 tours par minute. Comme on le voit mieux sur la Figure 1, la chambre 8, qui pré- sente l'allure génXrale d'un 8, a se partie inférieure il présentant un profil periphérique épousant sensiblement le contour périphérique de la roue dentée 1, à proximité de celui-ci, sur la majeure partie de l'extension périphérique de cette roue dentée 1.Cette partie inférieure ll de le chambre 8 comporte, dans sa partie montante, rapportée au sens de rotation normal de la roue dentée 1, un bec diviseur 12 faisant saillie dans la chambre 8 et a'étendant vers le bas dans la direction vers la périphérie de la roue dentée 1, le bec 12 étant situé à un niveau au-dessus de l'axe 13 de la roue dentée 1 et se raccordant eontinûement, par sa partie inférieure, avec un conduit d'évacuation 14 forme dans la paroi du carter 9 et débouchant dans la partie inférieure ll de la chambre 8 par une ouverture 15 ayant une exten- selon en hauteur sensiblement centrée sur le niveau de l'axe 13. IComse on le vo.it sur la Figure 1, le conduit d'évacuation ï4 s'étend vers l'extérieur et vers le haut à partir de l'ouverture 1S suivant une direction générale sensiblement tangentiellement à la périphérie de la partie inférieure li de la chambre 8. Selon un aspect de l'invention, le conduit d'évacuation 14 débouche extérieurement dans la partie supérieure d'un réservoir 16 n enté extérieurement sur le carter 9 et réalisé avantageusement en métal avec éventuellement une lumière latdrale en matériau transparent 17, le réservoir étant fermé, à se partie supérieure, par un couvercle 18. Dans l'extrémité supérieure du conduit d'évacuation 14 est monté de façon étanche un raccord tubulaire 19 comportant un passage intérieur traversant 20 de dimension transversale inférieure à celle du conduit 14 et formant dsnc ainsi, dans ce dernier un étranglement collecteur. Le raccord 19, solidarise au réservoir 16, se termine, dans ce dernier, par une surface inclinée 21 Le réservoir 16 comporte, à sa base, un embout 22 pour le raccordement, via un tube 23, à un raccord coudé 24 monté dans la partie inférieure du carter 9 et comportant une partie tubulaire 25 traversant verticalement la paroi du carter 9 de façon à faire légèrement saillie dans la partie inférieure li de la chambre 8 par rapport au niveau le plus inférieur de cette dernière, et débouchant donc au voisinage immédiat de la partie périphérique la plus basse de la roue dentée 1.Selon un aspect de l'invention, le circuit de retour 22 - 23 - 25 comporte une restriction-26,de section de passage inférieure à celle de la restriction 20, avantageusement constituée par un diaphragme serti dans l'extrémité extérieure de la partie tubulaire 25. Le fonctionnement du dispositif de lubrification est le suivant. Au repos, le niveau du lubrifiant dans la chambre 8 et dans le réservoir 16 est figuré par la ligne I, c'est-à-dire que la quantité de lubrifiant dans la base de la partie inférieure 11 de la chambre 8 baigne intégralement les dents de la partie inférieure de la roue dentée 1. En fonctionnement, lorsque la roue dentée 1 tourne, elle entraîne vers le haut, comme figuré par les gouttelettes, une bonne partie du lubrifiant initialement emmagaÇiné à la base de la partie inférieure 11 de la chambre 8.Le lubrifiant ainsi entraîné est amené jusqu'au niveau de l'ouverture 15 et du bec diviseur 12 de sorte que seule une partie du lubrifiant non adhérent à la roue dentée 1 atteint la partie haute de la chambre 8 pour la lubrification des engrenages 3, 5 puis 6 le reste du lubrifiant entraîné étant acheminé dynamiquement avec l'air également dévié dans le conduit d'évacuation 14 et la restriction 20 du raccord 19 qui ralentit les gouttelettes déviées, lesquelles s'accumulent, à la sortie de la restriction 20, sur le plan incliné 21 du raccord 19, d'où elles s'écoulent, par gravité, vers le fond du réservoir 16. Le niveau du lubrifiant dans la partie inférieure 11 de la chambre 8, lors du fonctionnement du train d'engrenages est figuré par la ligne II sensiblement tangente aux extrémités des dents de la roue dentée 1.La restriction 26 permet d'éviter que, lorsque l'ensemble est sujet à des à-coups ou à des accélérations brutales, notamment lorsqu'il est monté dans un véhicule automobile, la quantité de lubrifiant demeurant dans le réservoir 16 ne se transfère brutalement dans la partie inférieure 11 de la chambre 8, en permettant de respecter ainsi sensiblement le niveau normal de fonctionnement Il Par ailleurs, les paliers des arbres 2, 4 et 7 des pignons du train d'engrenages sont également lubrifiés par les projections du lubrifiant et par l'mulsion créee dans le carter 9 lors de la rotation de la roue dentée 1. De plus la structure précedemment décrite, en particulier la liaison par tube 23 entre l'embout 22 de raccordement au réservoir et le raccord 24 monté sur le carter 9, permet d'assurer un refroidissement du lubrifiant en allongeant ou en conformant de façon adéquate le tube 23, la section de passage de la restriction 26 sera en conséquence adaptée du fait de la variation de viscosité en fonction de la température. quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Dispositif dc lubrification d'un train d'engrenages (1, 3) disposés dans une chambre (8) d'un carter (9) dont la partie inférieure (11) forme réceptacle d'accumulation pour un lubrifiant du train d'engrenages dans lequel baigne normalement une partie inférieure d'un (1) des engrenages caractérisé en ce que la chambre (8) présente, au moins localement, autour du dit engrenage (1), un profil périphérique épousant sensiblement le contour périphérique de cet engrenage, à proximité de celui-ci, et comporte à un niveau supérieur à celui de la partie inférieure formant réceptacle, un bec diviseur (12) s'étendant vers la périphérie de l'engrenage (1) et se raccordant à un conduit d'évacuation (14r, formé dans le carter, débouchant (15) dans la chambre (8) en avant du bec (12) par rapport à la direction de rotation de l'engrenage (1), et communiquant extérieurement avec la partie supérieure d'un réservoir de lubrifiant (16), extérieur à la chambre (8) communiquant, par sa base, avec la partie inférieure de la chambre formant réceptacle (11). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (16) communique avec la partie inférieure formant réceptacle (11) de la chambre (8) par un conduit de retour (22, 23, 25) pourvu d'un étranglement (26) et débouchant à la base de cette partie inférieure formant réceptacle (11). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation (14) comporte une restriction (20). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit de retour (22, 23, 25) débouche dans la chambre (8) par une partie d'extrémité (25) faisant saillie dans la chambre par rapport à la paroi de cette dernière. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bec (12) est situé à un niveau supérieur à celui del'axe (13) de l'engrenage (1). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation (14) s'étend vers le haut, sensiblement tangentiellement à partir de la périphérie de la chambre (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (16) est extérieur au carter (9) et est rapporté de façon amovible sur celui-ci. 8. Dispositif selon la revendication 3 et la revendication 7, caractérisé en ce que la restriction (20) est formé par un embout (19) solidaire du réservoir (16) et engagé dans le conduit d'évacuation (14). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les paliers des arbres du train d'engrenages (1,3) sont lubrifiés au moyen d'un (1) des engrenages. 10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que le conduit de retour (22, 23, 25) comporte un dispositif (23) de refroidissement du lubrifiant.