Brevet FR2673900A1 — publié le 19920918

VEHICULE AUTOMOBILE POURVU D'UN RALENTISSEUR HYDRODY- NAMIQUE A LA SORTIE D'UNE BOITE DE VITESSES L'invention concerne un véhicule automobile comportant, à la sortie d'une boîte de vitesses à engrenages, un ralentisseur hydrodynamique dont le rotor est porté par un arbre de rotor monté sur paliers dans un carter de ralentisseur et entraîné par un arbre de sortie de la boîte de vitesses au moyen d'un engrenage surmultiplicateur à pignons droits, et dont le stator est non rotatif dans le carter de ralentisseur, ledit arbre de sortie comportant un flasque en sortie de boîte et étant supporté par un roulement à l'intérieur d'un chapeau de palier. Un agencement de ce genre d'un ralentisseur hydrodynamique sur une boîte de vitesses à engrenages est connu du fait de la publication "Hydrodynamischer ZF-Sekundâr-Retarder fur ZF-Schaltgetriebe" de Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, F 43552/RT 3434-887 L'engrenage à pignons droits servant de surmultiplicateur entraîne un ralentisseur à double flux, cet engrenage étant placé dans un élément de carter qui contient un groupe-relais de la boîte de vitesses Le chapeau de palier porte le roulement de l'arbre de sortie et lui-même est bloqué avec l'élément de carter contenant le groupe-relais D'autre part, le carter de ralentisseur est fixé contre l'élément de carter de la boîte de vitesses Il forme une protubérance relativement grande par rapport au profil extérieur de la boîte de vitesses, aussi bien radialement que dans la direction axiale de la boîte, et il a donc un encombrement relativement grand C'est spécialement la dimension radiale à partir de l'axe de l'arbre de sortie qui pose des problèmes car, du fait du châssis existant dans les véhicules utilitaires, l'espace latéral disponible pour la boîte de vitesses est limité et une installation au- dessous de la boîte de vitesses conduirait à réduire notablement la garde au sol du véhicule D'autre part, pour obtenir un couple de freinage suffisant du ralentisseur, on doit maintenir une surmultipli- cation aussi forte que possible de l'engrenage et un diamètre aussi grand que possible du rotor et du stator du ralentisseur Avec la disposition du ralentisseur hydrodynamique sur la boîte de vitesses comme le prévoit l'état de la technique, on atteint déjà des dimensions constructives relativement grandes et une modification du rapport de l'étage surmultiplicateur ou du diamètre du rotor et du stator aurait encore pour conséquence une sensible augmentation des dimensions radiales. La présente invention a donc pour but de réduire à la fois les dimen- sions constructives et la complexité de l'unité formée par un ralen- tisseur hydrodynamique monté à la sortie d'une boîte de vitesses à engrenages. Ce but est rempli, dans un véhicule automobile du genre indiqué plus haut, par le fait que le stator se trouve dans une zone délimitée en direction axiale par les positions axiales dudit roulement et du flasque de l'arbre de sortie et s'étend en direction radiale jusqu'à l'intérieur d'une projection axiale d'un contour extérieur dudit roulement et/ou dudit flasque La circonférence extérieure de l'unité constituée par le rotor et le stator vient tout près de l'arbre de sortie et l'on utilise pour cela un espace compris entre le roulement et le flasque de l'arbre de sortie Etant donné une limite prédéterminée de l'encombrement radial de la boîte et du ralentisseur, on peut ainsi donner le plus grand diamètre possible au rotor et au stator En outre, cet agen- cement offre la possibilité d'augmenter le rapport de l'engrenage surmultiplicateur En effet, les dimensions du carter de boîte déterminent le maximum du diamètre extérieur du pignon de cet engrenage se trouvant sur l'arbre de sortie Une augmentation du rapport de surmultiplication se fait par diminution de l' entraxe entre l'arbre de sortie et l'arbre du rotor, donc une réduction correspon- dante du diamètre extérieur du pignon monté sur l'arbre du rotor. Différentes formes de réalisation de l'invention sont décrites ci- dessous De préférence, le chapeau de palier et le carter de ralen- tisseur sont formés par un couvercle de boîte en une pièce Par conséquent, ce couvercle de boîte porte le roulement de l'arbre de sortie et, le cas échéant, le joint radial d'étanchéité qui suit, et il s'agit d'une pièce moulée unitaire formant aussi le carter de ralen- tisseur dans lequel sont montés l'arbre du rotor, le rotor et le pignon de sortie de l'étage surmultiplicateur Cette construction monobloc du chapeau de palier et du carter de ralentisseur permet une construction particulièrement compacte En outre, il n'est pas nécessaire d'avoir une fixation supplémentaire ou un centrage du ralentisseur sur le carter de la boîte de vitesses, car le ralentisseur est centré par le couvercle commun sur le roulement de l'arbre de sortie et cela déter- mine un entraxe fixe entre l'arbre de sortie et l'arbre du rotor. D'autre part, le couvercle de boîte peut contenir un filtre à huile raccordé à l'entrée d'une pompe de remplissage et o arrive au moins un conduit d'aspiration ménagé à l'intérieur du couvercle et venant du carter d'huile de la boîte de vitesses Le ralentisseur et la boîte de vitesses disposent ainsi d'une réserve d'huile commune qui se trouve dans le carter de la boîte de vitesses et qui peut être aspirée par le conduit d'aspiration passant dans le couvercle de boîte Grâce à l'incorporation de ces fonctions dans le couvercle de boîte, on évite des conduits supplémentaires et un carter séparé pour le filtre, ce qui permet aussi de réduire l'encombrement du ralentisseur et le coût de fabrication. Il peut être prévu que le couvercle de boîte, qui comporte des alé- sages disposés parallèlement pour loger ledit roulement et l'unité constituée par le stator et le rotor, contienne un autre alésage également parallèle à ceux-ci pour loger le filtre à huile, que la partie du couvercle de boîte servant de chapeau de palier soit adjacente, dans sa zone inférieure, à un plan horizontal passant par l'arbre du rotor et que l'alésage destiné au filtre à huile se trouve en dessous de l'alésage destiné au roulement De cette manière, on obtient un sous- ensemble très compact sur le couvercle de boîte, o le filtre à huile placé dans l'alésage correspondant du couvercle se trouve à proximité immédiate du carter d'huile de la boîte de vitesses L'installation du ralentisseur sous un couvercle de boîte agencé en conséquence permet d'obtenir que les éléments constructifs relatifs au ralentisseur se trouvent sensiblement à l'intérieur des profils extérieurs verticaux et horizontaux de la boîte de vitesses Cela permet donc de respecter aussi des limites d'encombrement très étroites dans un véhicule utilitaire. Par ailleurs, le ralentisseur peut comporter un rotor à un seul flux qui est fait d'une seule pièce avec son arbre, lequel est un arbre plein Le rotor à un seul flux présente, avec le stator, une faible longueur axiale et offre donc de bonnes conditions pour être inséré entre le roulement et le flasque de l'arbre de sortie Grâce à la réali- sation du rotor et de son arbre en une seule pièce, on dispose de nouvelles possibilités pour obtenir une surface aussi grande que possible des aubes et donc une puissance de freinage maximale. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le stator comporte une cuvette ayant, du côté opposé à une couronne d'aubes de la cuvette, une surface d'appui qui est perpendiculaire à l'axe longitu- dinal du ralentisseur et par laquelle la cuvette du stator s'appuie contre un élément de paroi parallèle du carter de la boîte de vitesses. La cuvette du stator, sur laquelle la pression hydraulique agit pendant le freinage, peut ainsi s'appuyer d'une manière simple contre un second élément du carter de ralentisseur, formé par l'élément du carter de boîte qui entoure le groupe-relais Il en résulte la possibi- lité d'épauler axialement la cuvette du stator d'une manière particu- lièrement avantageuse. De préférence, le stator comporte une cuvette ayant sur sa périphérie au moins un élément en forme de tenon qui est engagé positivement dans un évidement du carter de boîte ou du carter de ralentisseur. Ces éléments en forme de tenon, raccordés positivement à la partie du carter de ralentisseur formée par l'élément de carter de boîte, déter- mine un blocage de rotation, assurant une position fixe du stator Ce genre de liaison positive entre le carter et la cuvette du stator est très efficace et peut être réalisé sans complications particulières du montage Les éléments en forme de tenon peuvent s'étendre en direction axiale et se trouver dans la zone périphérique extérieure de la cuvette du stator. On peut prévoir en outre, qu'une pompe de remplissage est montée sur une face frontale du carter de ralentisseur et comporte un arbre qui est raccordé à l'arbre du rotor par un accouplement positif Cette pompe de remplissage, au moyen de laquelle le lubrifiant aspiré dans le carter de la boîte de vitesses est pompé vers le circuit du ralen- tisseur, peut être disposée favorablement du point de vue de l' encombrement et en outre son montage et son démontage sont simples L'accouplement positif reliant l'arbre de la pompe à l'arbre du rotor peut être formé par une rainure dans la surface d'extrémité de l'arbre du rotor et par une lame sur l'arbre de la pompe. Pour décrire l'invention plus en détail, on se référera au dessin annexé, représentant un exemple de réalisation Les caractéristiques apparaissant dans la description et dans le dessin peuvent, dans d'autres formes de réalisation de l'invention, être utilisées isolément ou dans n'importe quelle combinaison Dans le dessin: la fig 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un couvercle de boîte de vitesses dans la zone o se trouve un ralentisseur hydrodynamique, et la fig 2 est une vue en élévation du couvercle et du ralen- tisseur disposé dans la partie du couvercle servant de carter de ralentisseur. Dans la fig 1, la référence 1 désigne une partie inférieure d'un arbre de sortie d'une boîte de vitesses à engrenages qui n'est pas repré- sentée Cet arbre est entraîné de la manière habituelle à partir d'un moteur à combustion du véhicule, par des éléments d'entraînement également non représentés, par exemple un embrayage principal ou un convertisseur hydrodynamique de couple, ainsi que des trains de pignons offrant différents rapports de démultiplication Un flasque de sortie 2 est fixé de manière non rotative sur l'arbre 1 au moyen d'une cannelure 3 Le blocage en position axiale du flasque 2 sur l'arbre 1 se fait au moyen d'une rondelle de fixation 4 et de vis 5 Le flasque de sortie 2 est raccordé de la manière habituelle, par un arbre à cardan non représenté, à un différentiel du véhicule, d'o partent des demi-arbres entraînant les roues motrices du véhicule D'autre part, en parallèle à l'arbre de sortie 1, on trouve un arbre de rotor 6 d'un ralentisseur hydrodynamique qui est entraîné par l'arbre de sortie 1 avec un rapport surmultiplicateur au moyen d'un pignon entraîneur 8 et d'un pignon entraîné 9 Un tel entraînement permanent formé des pignons 8 et 9 est généralement appelé l'étage surmultiplicateur du ralentisseur hydrodynamique 7 et doit permettre d'augmenter la puissance de freinage grâce à l'élévation de la vitesse de rotation de l'arbre de rotor 6 du ralentisseur hydrodynamique 7 par rapport à la vitesse de l'arbre de sortie. L'étage surmultiplicateur formé par les pignons 8 et 9 est placé dans une partie d'un carter 10 de la boîte de vitesses, du côté de la sortie de boîte L'arbre de sortie 1 est monté dans le carter 10 dans un roulement 11 fixé au moyen d'un chapeau de palier 12 qui est fixé au carter 10 par des vis Un carter de ralentisseur 13 est également fixé au carter 10 par des vis, le chapeau de palier 12 et le carter de ralentisseur 13 étant formés d'une seule pièce Dans le carter de ralentisseur 13 se trouve un stator 14 du ralentisseur hydrodynamique 7 L'arbre de rotor, qui est d'une pièce avec un rotor 15, est monté dans ce stator au moyen d'un roulement à rouleaux coniques 16. L'unité constituée par le rotor 15 et le stator 14 est placée radialement à proximité de l'arbre de sortie 1, de telle sorte que son contour extérieur se trouve dans un espace délimité en direction axiale par le roulement 11 d'une part et par le flasque de sortie 2 d'autre part. L'unité constituée par le rotor 15 et le stator 14 est ramenée si près de l'arbre de sortie 1 que son contour radial extérieur pénètre dans une zone s'étendant à l'intérieur de la projection axiale du roulement 11 et également du flasque 2. Comme on le voit en particulier dans la fig 2, le chapeau de palier 12 et le carter de ralentisseur 13 sont combinés en un couvercle de boîte commun 17, donc en une seule pièce La fig 2 montre le couvercle de boîte 17 dans lequel le ralentisseur hydrodynamique 7 est monté au préalable Ce couvercle 17 est ensuite appliqué contre le carter de boîte 10 et il fixe ainsi le roulement 11 dans le carter 10, tandis que simultanément le pignon entraîné 9 s' engrène sur le pignon entraîneur 8 monté sur l'arbre de sortie 1 Dans la fig 2, les traits mixtes indiquent la position occupée par le pignon entraîneur 8 par rapport au couvercle de boîte 17 quand celui-ci est monté sur le carter 10. Comme on peut le voir aussi dans la fig 2, en dessous d'un alésage 18 destiné à recevoir le roulement 11, un autre alésage 19 destiné à recevoir un filtre à huile 20 est prévu dans le couvercle de boîte 17. De plus, un alésage 18 A reçoit l'unité constituée par le rotor 15 et le stator 14 A partir du filtre à huile 20 et de son alésage de montage 19, un canal d'aspiration ménagé à l'intérieur du couvercle de boîte 17 mène au carter d'huile de la boîte de vitesses Il est prévu en outre, dans le couvercle de boîte 17, un canal de retour 22 par lequel l'huile peut revenir du ralentisseur hydrodynamique au carter d'huile de la boîte de vitesses. On se référera de nouveau à la fig 1 pour ce qui concerne les autres particularités de l'agencement selon l'invention du ralentisseur hydro- dynamique 7 sur la boîte de vitesses Le stator 14, comprenant une cuvette 23 et une couronne d'aubes 24 dirigées vers le rotor 15, est guidé positivement dans un évidement 26 du carter 10 au moyen d'un élément 25 formant un tenon L' élément 25 ayant la forme de tenon représentée s'étend dans la direction axiale de l'arbre 6 du rotor et se trouve sur la zone périphérique extérieure de la cuvette 23 du stator. La cuvette du stator comporte en outre, sur sa face frontale opposée à la couronne d'aubes 24, une surface d'appui 27 par laquelle la cuvette s'appuie contre un élément de paroi parallèle 28 du carter de boîte 10 Le pignon entraîné 9 est lié en rotation à l'arbre 6 au moyen de cannelures 29, tandis que sa fixation en position axiale est assurée par une rondelle de fixation 30 et une vis 31 Pour réduire les pertes par brassage du ralentisseur hydrodynamique 7, il est prévu en outre un dispositif de réduction 32 qui, vu en coupe, forme un obstacle angulaire à l'écoulement En marche à vide, ce dispositif est inséré dans l'intervalle entre une couronne d'aubes 33 du rotor 15 et la couronne d'aubes 24 du stator 14 Le dispositif de réduction 32 est actionné au moyen d'un dispositif hydraulique de commande 34, sous la forme d'un vérin hydraulique logé dans le carter de ralentisseur 13. A son extrémité opposée au pignon 9 de l' étage surmultiplicateur, l'arbre 6 du rotor est monté dans le couvercle de boîte 17 au moyen d'un autre palier à rouleaux coniques 35 Cette zone du carter de ralentisseur 13, c'est-à-dire du carter de boîte commun 17, est adja- cente à une pompe de remplissage 36 constituée par une pompe à piston rotatif Pour remplir le ralentisseur 7 en vue d' effectuer un freinage, la pompe 36 aspire de l'huile du carter de la boîte de vitesses à travers le canal d'aspiration 21 et le filtre à huile 20 et la refoule dans la couronne d'aubes 33 du rotor La pompe 36 est entraînée directement par l'arbre 6 du rotor, auquel son arbre 37 est couplé d'une manière simple et facilement démontable grâce à un accouplement positif, la face frontale de l'arbre 6 du rotor présentant une rainure 38 dans laquelle est engagée une lame 39 ménagée au bout de l'arbre 37 de la pompe. Les fig 1 et 2 montrent que le ralentisseur hydrodynamique 7, avec son étage surmultiplicateur constitué du pignon entraîneur 8 et du pignon entraîné 9 et avec la pompe de remplissage 36, peut être associé à une boîte de vitesses à engrenages sous une forme très peu encombrante De cette manière, on utilise avantageusement l'espace disponible entre le roulement 11 de l'arbre de sortie 1 et le flasque 2 de cet arbre Un autre avantage important réside dans la possibilité de réunir en un seul couvercle commun 17 le carter du ralentisseur et le chapeau de palier 12 qui sert à fixer le roulement 11 Ce couvercle commun permet de fixer d'une manière simple la position du ralen- tisseur 7 par rapport à l'arbre de sortie 1. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle s' étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. REVENDICATIONS 1 Véhicule automobile comportant, à la sortie d'une boîte de vitesses à engrenages, un ralentisseur hydrodynamique ( 7) dont le rotor ( 15) est porté par un arbre de rotor ( 6) monté sur paliers dans un carter de ralentisseur ( 13) et entraîné par un arbre de sortie ( 1) de la boîte de vitesses au moyen d'un engrenage surmultiplicateur à pignons droits ( 8 et 9), et dont le stator ( 14) est non rotatif dans le carter de ralentisseur ( 13), ledit arbre de sortie ( 1) comportant un flasque ( 2) en sortie de boîte et étant supporté par un roulement ( 11) à l'intérieur d'un chapeau de palier ( 12), caractérisé en ce que l'unité constituée par le rotor ( 15) et le stator ( 14) se trouve dans une zone délimitée en direction axiale par les positions axiales dudit roulement ( 11) et du flasque ( 2) de l'arbre de sortie et s'étend en direction radiale jusqu'à l'intérieur d'une projection axiale d'un contour extérieur dudit roulement ( 11) et/ou dudit flasque ( 2). 2 Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chapeau de palier ( 12) et le carter de ralentisseur ( 13) sont formés par un couvercle de boîte ( 17) en une pièce. 3 Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le couvercle de boîte ( 17) contient un filtre à huile ( 20) raccordé à l'entrée d'une pompe de remplissage ( 36) et o arrive au moins un conduit d'aspiration ( 21) ménagé à l'intérieur du couvercle ( 17) et venant du carter d'huile de la boîte de vitesses. 4 Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que le couvercle de boîte ( 17), qui comporte des alésages ( 18, 18 A) disposés parallèlement pour loger ledit roulement ( 11) et l'unité constituée par le stator ( 14) et le rotor ( 15), contient un autre alésage ( 19) également parallèle à ceux-ci pour loger le filtre à huile ( 20), en ce que la partie du couvercle de boîte ( 17) servant de chapeau de palier ( 12) est adjacente, dans sa zone inférieure, à un plan horizontal passant par l'arbre ( 6) du rotor, et en ce que l'alésage ( 19) destiné au filtre à huile ( 20) se trouve en dessous de l'alésage ( 18) destiné au roulement ( 11). Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ralentisseur ( 7) comporte un rotor ( 15) à un seul flux qui est fait d'une seule pièce avec son arbre ( 6), lequel est un arbre plein. 6 Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stator ( 14) comporte une cuvette ( 23) ayant, du côté opposé à une couronne d'aubes ( 24) de la cuvette, une surface d'appui ( 27) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal du ralentisseur ( 7) et par laquelle la cuvette ( 23) du stator s'appuie contre un élément de paroi parallèle ( 28) du carter ( 10) de la boîte de vitesses. 7 Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stator ( 14) comporte une cuvette ( 23) ayant sur sa périphérie au moins un élément en forme de tenon ( 25) qui est engagé positivement dans un évidement ( 26) du carter de boîte ( 10) ou du carter de ralentisseur ( 13). 8 Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément en forme de tenon ( 25) s'étend en direction axiale et se trouve sur la zone périphérique extérieure de la cuvette ( 23) du stator. 9 Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pompe de remplissage ( 36) est montée sur une face frontale du carter de ralentisseur ( 13) et comporte un arbre ( 37) qui est raccordé à l'arbre ( 6) du rotor par un accouplement positif ( 38, 39). Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'accouplement positif est formé par une rainure ( 38) dans la surface d'extrémité de l'arbre ( 6) du rotor et par une lame ( 39) sur l'arbre ( 37) de la pompe.