Brevet FR2655120A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un groupe propul- seur, comprenant en série, selon la ligne de transmission de forces, un moteur de propulsion, un convertisseur hydro- dynamique de couple et une boîte de vitesses mécanique à commande automatique, ce groupe étant pourvu d'un système permettant le stockage intermédiaire, en fonction de la température, d'huile de boîte dans une chambre formée dans le carter de boîte et située au-dessus d'un récipient col- lecteur d'huile de boîte, une pompe à engrenages pour l'ali- mentation en huile de boîte étant disposée dans ladite chambre prévue pour le stockage intermédiaire et l'écoule- ment de décharge de cette chambre dans le récipient collec- teur étant commandé par une vanne thermostatique de comman- de de décharge opérant en fonction de la température de l'huile de boîte, ladite chambre du carter de boîte étant délimitée par une paroi dudit carter orientée perpendicu- lairement à un axe horizontal de rotation de la boîte de vitesses ainsi que par un couvercle obturateur agencé comme une pièce emboutie en tôle et situé à l'opposé de ladite paroi. Une boîte de vitesses mécanique connue de ce genre ( brevet DE-29 39 723) est disposée de façon que son axe de rotation, coïncidant avec l'axe de rotation des demi-arbres d'entraînement d'un essieu de véhicule, soit situé parallèlement à l'axe du vilebrequin et en dessous du moteur de propulsion, des forces étant transmises du moteur à la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un convertisseur hydrodynamique de couple fixé par bride au moyen de son carter sur le carter du moteur et le carter de laboîte de vitesses formant une seule et même pièce avec le carter du convertisseur Une paroi du convertis- seur de la boîte de vitesses mécanique, qui est disposée du côté du convertisseur opposé au moteur de propulsion et qui est située à la même hauteur que ce convertisseur, ainsi qu'un couvercle obturateur réalisé comme une pièce emboutie en tôle, délimitent entre eux une chambre du carter de boîte dans une zone inférieure de laquelle il est prévu au moins une chambre d'accumulation, divisée par des parois de retenue, pour le stockage intermédiaire d'huile de boîte Dans une zone centrale de cette chambre du carter de boîte, il est prévu une vanne distributrice ainsi qu'une pompe à engrenages pour l'alimentation sous pression du changeur automatique de vitesses La chambre d'accumulation est alimentée par un écoulement d'huile en retour, de pression réduite, qui provient de la vanne distributrice et qui est retenu plus ou moins par une vanne thermostatique de commande de décharge sur son trajet vers un récipient collecteur d'huile situé plus bas, afin d'em- pêcher que le niveau d'huile dans le récipient collecteur monte sous l'effet d'une augmentation de volume causée par la température. Le problème qui est à la base de l'invention consiste dans l'essentiel à permettre, pour un groupe propulseur comportant en série un moteur de propulsion, un convertisseur hydrodynamique de couple et une boîte de vitesses mécanique à commande automatique, une disposition peu encombrante d'une chambre formée dans le carter et servant au stockage intermédiaire, en fonction de la tem- pérature, d'huile de boîte, cette chambre étant située au- dessus du récipient collecteur proprement dit à partir duquel une pompe à engrenages entraînée par le moteur aspire de l'huile pour la boîte de vitesses. Conforr lément a l'invention, ce problème est résolu d'une manière avantageuse, par un groupe propulseur du type SO indiqué en préambule, en ce que la chambre du carter de boîte de vi- tesses est disposée dans l'espace existant entre le convertisseur de couple et la boîte de vitesse, le couvercle obturateur étant adjacent au convertisseur, en ce que la pompe à engrenages est fixée par son corps sur le côté, dirigé vers le couvercle obturateur, de ladite paroi du carter de boîte, en ce qu'aussi bien le couvercle obturateur que le corps de la pompe à engre- nages comportent un passage respectif pour un arbre d'en- traînement de la pompe qui est aligné sur l'axe de rota- tion de la boîte de vitesses, et en ce que le corps de la pompe comporte au moins une ouverture débouchant dans ladite chambre du carter de boîte de telle sorte que l'alimentation de ladite chambre du carter de boîte soit assurée par l'échappement contrôlé d'huile de fuite à par- tir de la pompe à engrenages. Selon d'autres particularités du groupe propul- seur conforme à l'invention: Le couvercle obturateur est réalisé dans l'essentiel avec une symétrie de révolution. Pour assurer l'étanchéité du corps de pompe par rapport à la paroi du carter de boîte de vitesses, il intervient exclusivement des surfaces du carter s'appliquant direc- tement de façon étanche l'une contre l'autre. Un joint d'étanchéité d'arbre est disposé dans le passage du couvercle obturateur. Le bord extérieur du couvercle obturateur comporte une moulure en forme de collerette, pourvue par mandrinage d'une rainure de réception d'une garniture annulaire d'é- tanchéité servant à assurer l'étanchéité par rapport à la paroi circonférentielle de la chambre du carter de boîte de vitesses. Le couvercle obturateur a une forme s'adaptant au con- tour extérieur du convertisseur de couple adjacent. L'arbre d'entraînement de la pompe est monté par l'in- termédiaire d'un roulementdans le corps de pompe, et égale- ment ce roulement est isolé par rapport au volume intérieur du corps de pompe jusqu'à un intervalle annulaire existant entre l'arbre d'entraînement de pompe et le passage cor- respondant du corps de pompe alors que par contre il est dégagé par rapport à la chambre du carter de boîte de vitesses. L'intervalle annulaire précité permet l'échappement con- trôlé d'huile de fuite. La paroi du carter de boîte de vitesses comporte un canal de trop-plein qui part de la zone supérieure extrême de la chambre du carter de boite et qui débouche dans une autre chambre du carter de boîte. Le corps de pompe comporte un canal d'étranglement qui relie une chambre de la paroi du carter de boîte, commu- niquant avec un passage de lubrification sous pression (canaux de carter), avec la chambre du carter de boîte servant au stockage intermédiaire d'huile de boîte. Le corps de pompe comporte un canal d'étranglement qui relie une chambre de pompe soumise à la pression de refou- lement avec la chambre du carter de boîte servant au stockage intermédiaire d'huile de boîte. Selon l'invention, l'espace existant entre le convertisseur de couple et la boîte de vitesses est utilisé pour le stockage intermédiaire d'huile de fuite tandis que la pompe principale de toute façon nécessaire est utilisée pour l'alimentation de la chambre correspondante du carter de boîte avec de l'huile de fuite. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement un exemple de réalisation de l'invention. Un carter 4 d'une boîte de vitesses mécanique 1 du type à trains planétaires et à commande automatique comporte une partie centrale cylindrique 32 qui est pourvue d'une chambre 31 servant à recevoir, entre autres, des pignons satellites 34, des pignons centraux 35 et 36, des moyens de commutation comme des freins 37 et des embrayages 38 de changement de rapports ainsi que des organes associés 39 et 40 de commande par fluide sous pression. Il est prévu à la suite de la partie 32 du carter 4 de la boîte de vitesses une partie de carter 33 en forme de cloche servant à recevoir un convertisseur hydrodynamique de couple 22, dont le circuit de travail contient une roue de pompe 21, une roue de turbine 41 et une roue directrice 42 Le contour extérieur 20 du conver- tisseur de couple 22 est défini dans l'essentiel par une coquille extérieure 43 de forme torique de la roue de pompe 21 L'entraînement du convertisseur de couple 22 est assuré par l'intermédiaire d'une coquille 44, soudée sur la coquille extérieure 43, entourant la roue de turbine 41 et qui peut être reliée de façon non tournante et de la manière classique par l'intermédiaire d'un disque élasti- que d'entraînement avec le vilebrequin d'un moteur de pro- pulsion de telle sorte que les axes de rotation du vile- brequin, du convertisseur de couple 22 et de la boîte de vitesses mécanique 1 soient alignés avec un axe 7-7 de rotation de la boîte de vitesses. Dans la zone de transition entre les deux par- ties 32 et 33 du carter 4, celui-ci comporte une paroi 8 orientée perpendiculairement à l'axe de rotation 7-7 de la boîte de vitesses, cette paroi 8 séparant la chambre 31 du carter de boîte d'une seconde chambre 3 de ce carter, qui est fermée, dans le sens de l'axe 7-7 qui est orienté vers le convertisseur de couple 22, au moyen d'un couvercle obturateur 9 réalisé en tôle emboutie. La paroi 8 du carter de boîte de vitesses se compose dans l'essentiel d'un flasque annulaire 25, centré sur l'axe de rotation 7-7 de la boîte de vitesses et qui forme une seule et même pièce avec l'enveloppe du carter de boîte 4, ce flasque comportant une ouverture de montage 46 permettant l'installation des pignons, etc Pour l'ob- turation de l'ouverture de montage 46, la paroi 8 du carter de boîte comporte une partie correspondante 47 en forme de disque, qui est fixée au moyen de vis 48 sur le flasque annulaire 45. Le flasque annulaire 45 comporte un appendice central 49, de diamètre élargi par rapport à celui de la partie de paroi 47 en forme de disque et qui fait saillie au-dessus de la partie de paroi 47 en forme de disque dans le sens de son axe 7-7 qui est orienté vers le con- vertisseur de couple 22 Le couvercle obturateur 9 est centré et étanchéifié par son bord extérieur par rapport à cet appendice 49 Dans ce but, le couvercle obturateur 9 est pourvu d'une moulure 17 dans laquelle est formée par mandri- nage une rainure réceptrice 18 dans laquelle est engagé un joint annulaire d'étanchéité 19 s'appliquant contre l'appendice 49 La fixation du couvercle obturateur 9 est assurée par des vis 50, qui sont vissées dans des trous filetés correspondants 51 de la partie de paroi 47 en forme de disque. Le couvercle obturateur 9 a un profil 23 en forme de tore, qui est géométriquement analogue à la forme de tore 20 de la coquille extérieure 43 de la roue de pompe 21 adjacente et qui s'adapte ainsi à la coquille extérieure. Dans la chambre 3 du carter de boîte de vitesses est disposée une pompe à engrenages 2 dont le corps 10 se compose d'une partie 52 en forme de plateau, recevant les engrenages, et d'une paroi latérale 53 assurant la fermetu- re de la partie 52 La partie 47 en forme de disque de la paroi 8 du carter de boite de vitesses est pourvue de trous 56 de passage de vis de fixation 54, qui sont vissées dans les trous filetés 55 de la partie de carter 52 et qui maintiennent ainsi solidement le corps de pompe 10 contre une surface réceptrice 58 de la partie de carter 47 en for- me de disque, cette surface étant située dans la chambre 3 du carter de boîte de vitesses La surface réceptrice 58 est disposée en retrait, dans le sens de l'axe de rotation 7-7 orienté à l'opposé du convertisseur de couple 22, par rapport à un appendice annulaire centré 57 de la partie de carter 47 en forme de disque Le corps de pompe est centré et étanchéifié par rapport à cet appendice 57 et, pour assurer l'étanchéité, on utilise seulement des surfaces correspondantes 14 et 15 du corps de pompe pour permettre une sortie contrôlée ou intentionnelle d'huile de fuite hors de la pompe à engrenages 2 en vue de l'alimenta- tion de la chambre 3 du carter de boîte de vitesses avec de l'huile de boîte s'écoulant entre les surfaces précitées 14 et 15. Dans sa zone radialement intérieure, la roue de pompe 21 ou sa coquille extérieure 43 est liée par soudage à un moyeu 59, qui forme une seule et même pièce avec un arbre 13 d'entraînement de la pompe, agencé comme un arbre creux L'arbre 13 d'entraînement de la pompe est disposé coaxialement à l'axe de rotation 7-7 de la boîte de vites- ses et il traverse respectivement des passages centrés correspondants 11, 12 du couvercle obturateur 9 et de la partie 52 du corps de pompe Un joint d'étanchéité d'arbre 16, monté dans le passage 11, assure l'étanchéité de l'arbre 13 d'entraînement de la pompe par rapport au couvercle obturateur 9 L'arbre 13 d'entraînement de la pompe est monté dans le corps de pompe 10 par l'intermé- diaire d'un roulement 24 engagé dans le passage 12, ce roulement étant séparé du volume intérieur 25 du corps de pompe 10 par un intervalle annulaire étroit 26, tout en étant cependant dégagé en direction de la chambre 3 du carter de boîte de vitesses L'intervalle annulaire 26 est dimensionné de telle sorte qu'il permette une sortie contrôlée ou intentionnelle d'huile de fuite à partir de la pompe à engrenages 2 pour qu'elle parvienne par l'in- termédiaire du roulement 24 dans la chambre 3 du carter de boîte de vitesses, une bague d'étranglement 60 pouvant être disposée entre l'intervalle annulaire 26 et le roule- ment 24 pour limiter la quantité d'huile de fuite. La chambre 3 du carter de boîte de vitesses com- porte dans sa zone supérieure extrême un passage de trop- plein 61 débouchant dans une autre chambre 31 du carter de boite, qui se compose d'une échancrure axiale 30 en forme de rainure, formée dans le bord extérieur de la partie de paroi 47 en forme de disque et ouverte en direc- tion de la chambre 3 du carter de boite, et d'un canal 62 formé dans le flasque annulaire 45 en alignement avec ladite échancrure 30 et ouvert en direction de la chambre 31 du carter de boite La chambre 31 du carter de boite est ouverte en direction d'un récipient collecteur 6 qui va être décrit dans la suite. De la zone inférieure extrême de la chambre de carter 3, qui est située à la hauteur du fond 29 du carter de boîte de vitesses 4, part un canal de décharge 27, situé dans la partie de paroi 47 en forme de disque et qui communique avec une ouverture 63 prévue dans le fond 29 du carter, qui est elle-même ouverte en direction du volume intérieur d'un récipient collecteur 6, qui est maintenu de la manière classique sur le côté inférieur 28 du fond 29 du carter et à partir duquel la pompe à engrenages 2 aspire de l'huile. La quantité d'huile s'écoulant par l'intermé- diaire du canal de décharge 27 dans le récipient collecteur 6 est réglée au moyen d'une vanne thermostatique 5 de commande de décharge, opérant en fonction de la températu- re de l'huile et qui a été décrite, en ce qui concerne sa fonction et son agencement, dans la demande de brevet allemand P 39 21 932 1-12. Une chambre 68, soumise à la pression de refou- lement, de la pompe à engrenages 2 est reliée par un canal d'étranglement 69 du corps de pompe 10 à la chambre 3 du carter de boite de vitesses de façon à recevoir, d'une manière contrôlée ou intentionnelle, de l'huile de fuite pour le stockage intermédiaire. La pompe à engrenages 2 débite dans un conduit du système de commande de boîtes de vitesses, dans lequel) de la manière classique, une pression principale constante est réglée au moyen d'une soupape spéciale de régulation de pression principale, de laquelle part également encore le conduit servant à la lubrification sous pression de la boîte de vitesses et qui est alimenté en huile de boîte pour la lubrification Dans ce conduit de lubrification sous pression, il est prévu en série à partir de la sou- pape de régulation de pression principale le convertis- seur de couple 22, un refroidisseur d'huile, une chambre 64 de la paroi 8 du carter de boîte de vitesses, et égale- ment des canaux 65 partant de cette paroi 8 et aboutissant aux zones de lubrification de la boîte de vitesses ainsi que des canaux 66 prévus à la suite Le système de lubri- fication sous pression décrit ci-dessus est connu ( docu- ment "Funktionsbeschreibung automatische Getriebe " ( description du fonctionnement de boîtes de vitesses automatiques), Daimler-Benz-Aktiengesellschaft, Stuttgart- Untert Urkheim, Novembre 1985, N O 65 10 10 37 00, pages 41 et 42). Le corps 10 de la pompe comporte un canal d'é- tranglement 67 qui établit une communication directe entre la chambre 64 du système de lubrification sous pression et la chambre 3 du carter de boîte de vitesses servant au stockage intermédiaire, de façon à faire parvenir d'une manière contrôlée ou intentionnelle de l'huile de fuite dans la chambre 3. La section d'étranglement des canaux d'étrangle- ment 67 et 69 s'élève à environ 0,8 mm. Pour l'introduction d'huile de fuite dans la chambre 3 ducarter de boîte de vitesses, il est ainsi possible d'utiliser les traj'ets suivants d'huile de fuite a) l'intervalle annulaire prévu sur le pourtour extérieur des parties 52 et 53 du corps de pompe, b) l'intervalle annulaire 26, c) le canal d'étranglement 67, d) le canal d'étranglement 69. En ce qui concerne ces trajets d'huile de fuite, il est possible d'en faire intervenir un ou plusieurs ou même de les faire intervenir tous ensemble. il REVENDICATIONS 1 Groupe propulseur, comprenant en série, selon la ligne de transmission de forces, un moteur de propulsion, un convertisseur hydrodynamique de couple et une boite de vitesses mécanique à commande automatique, ce groupe étant pourvu d'un système permettant le stockage intermédiaire, en fonction de la température, d'huile de boite dans une chambre formée dans le carter de boite et située au-dessus d'un récipient collecteur d'huile de boîte, une pompe à engrenages pour l'alimentation en huile de boîte étant dis- posée dans ladite chambre prévue pour le stockage intermé- diaire et l'écoulement de décharge de cette chambre dans le récipient collecteur étant commandé par une vanne ther- mostatique de commande de décharge opérant en fonction de la température de l'huile de boite, ladite chambre du carter de boîte étant délimitée par une paroi dudit carter orientée perpendiculairement à un axe horizontal de rota- tion de la boite de vitesses ainsi que par un couvercle obturateur agencé comme une pièce emboutie en tôle et situé à l'opposé de ladite paroi, groupe caractérisé en ce que la chambre ( 3) du carter de boite de vitesses est disposée dans l'espace existant entre le convertisseur de couple et la boite de vitesses, le couvercle obturateur ( 9) étant adjacent au convertisseur, en ce que la pompe à engrenages ( 2) est fixée par son corps ( 10) sur le côté, dirigé vers le couvercle obturateur ( 9), de ladite paroi ( 5) du carter de boite, en ce qu'aussi bien le couvercle obturateur ( 9) que le corps ( 10) de la pompe à engrenages ( 2) comportent un passage respectif ( 11, 12) pour un arbre d'entraînement ( 13) de la pompe qui est aligné sur l'axe de rotation ( 7-7) de la boite de vitesses, et en ce que le corps ( 10) de la pompe comporte au moins une ouverture (passage 12) débouchant dans ladite chambre ( 3) du carter de boîte de telle sorte que l'alimentation de ladite cham- bre ( 3) du carter de boite soit assurée par l'échappement contrôlé d'huile de fuite à partir de la pompe à engrenages ( 2). 2 Groupe propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle obturateur ( 9) est réalisé dans l'essentiel avec une symétrie de révolution. 3 Groupe propulseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour assurer l'étanchéité du corps de pompe ( 10) par rapport à la paroi ( 8) du carter de boîte de vitesses, il intervient exclusivement des surfaces ( 14, 15) du carter s'appliquant directement de façon étan- che l'une contre l'autre. 4 Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité d'arbre ( 16) est disposéd Jns le passage ( 11) du couvercle obtura- teur ( 9). Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bord extérieur du couvercle obturateur ( 9) comporte une moulure ( 17) en forme de colle- rette, pourvue par mandrinage d'une rainure ( 18) de récep- tion d'une garniture annulaire d'étanchéité ( 19) servant à assurer l'étanchéité par rapport à la paroi circonféren- tielle de la chambre ( 3) du carter de boîte de vitesses. 6 Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le couvercle obturateur ( 9) a une forme ( 23) s'adaptant au contour extérieur ( 20) du con- vertisseur de couple adjacent. 7 Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arbre ( 13) d'entraînement de la pompe est monté par l'intermédiaire d'un roulement ( 24) dans le corps de pompe ( 10),et également ce roulement ( 24) est isolé par rapport au volume intérieur ( 25) du corps de pompe jusqu'à un intervalle annulaire ( 26) existant entre l'arbre ( 13) d'entraînement de pompe et le passage corres- pon&ant ( 12) du corps de pompe ( 10) alors que par contre il est dégagé par rapport à la chambre ( 3) du carter de boite de vitesses. 8 Groupe propulseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'intervalle annulaire précité ( 26) permet l'échappement contrôlé d'huile de fuite. 9 Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi ( 8) du carter de boîte de vitesses comporte un canal de trop-plein ( 30, 62) qui part de la zone supérieure extrême de la chambre ( 3) du carter de boîte et qui débouche dans une autre chambre ( 31) du carter de boite ( 4). Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le corps de pompe ( 10) comporte un canal d'étranglement ( 67) qui relie une chambre ( 64) de la paroi ( 8) du carter de boîte,communiquant avec un passage de lubrification sous pression ( canaux de carter , 66), avec la chambre ( 3) du carter de boite servant au stockage intermédiaire d'huile de boite. 11 Groupe propulseur selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le corps de pompe ( 10) comporte un canal d'étranglement ( 69) qui relie une chambre de pompe ( 68) soumise à la pression de refoulement avec la chambre ( 3) du carter de boîte servant au stockage intermédiaire d'huile de boite.