Brevet FR2706563A1 — publié le 19941223

La présente invention concerne un système de refroidissement d'un dispositif de transmission, en particulier d'un réducteur à engrenages d'entraînement d'un barbotin d'un véhicule chenillé ou à roues, le réducteur comprenant un circuit interne de lubrification avec circulation forcée d'un fluide caloporteur. Dans le cas d'un véhicule chenillé, un barbotin situé à l'avant et/ou à l'arrière du véhicule reçoit son mouvement d'un arbre entraîné en rotation par le groupe moto-propulseur du véhicule, et il engrène sur une chenille pour provoquer le déplacement du véhicule. Concrètement, ce barbotin est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur à engrenages monté entre un arbre de sortie du groupe moto-propulseur et le moyeu du barbotin. D'une manière générale, la puissance dissipée à l'intérieur du réducteur sous forme de chaleur est évacuée par les surfaces externes du réducteur, sans aménagement particulier, l'architecture du réducteur étant globalement suffisante pour assurer cette dissipation. Cependant, dans certaines conditions d'utilisation du véhicule, il est souhaitable d'augmenter le refroidissement du réducteur, par exemple en raison d'une température extérieure élevée et/ou d'une utilisation intensive du véhicule. L'invention a pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème. A cet effet, l'invention propose un système de refroidissement d'un dispositif de transmission, en particulier d'un réducteur à engrenages d'entraînement d'un barbotin d'un véhicule chenillé ou à roues, le réducteur comprenant un circuit interne de lubrification avec circulation forcée d'un fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une surface d'échange thermique additionnelle et des moyens pour canaliser le fluide caloporteur vers ladite surface d'échange thermique, cette dernière étant située à l'intérieur de l'ensemble réducteur-moyeu. Le système selon l'invention permet ainsi d'améliorer de manière sensible la dissipation de l'énergie thermique produite par le réducteur, c'est-à- dire d'augmenter le coefficient d'échange thermique entre le fluide caloporteur circulant dans le circuit de lubrification du réducteur et le milieu extérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface d'échange thermique additionnelle est intégrée dans le moyeu du barbotin. Dans un exemple de réalisation, cette surface d'échange thermique est constituée par des canaux internes mis en communication avec le circuit de lubrification du réducteur, ces canaux éant constitués par des gorges annulaires, un filetage ou des cannelures par exemple, pour augmenter la surface de contact entre le fluide caloporteur et le moyeu. En variante et selon une autre caractéristique de l'invention, la surface d'échange thermique additionnelle est constituée par des canaux internes d'un radiateur fixé au réducteur et mis en communication avec le circuit de lubrification du réducteur. D'une manière avantageuse, le radiateur peut être également équipé d'ailettes de refroidissement externes pour créer une autre surface thermique additionnelle avec l'air ambiant, ces ailettes pouvant être disposées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du barbotin ou dans un plan passant par ledit axe. Enfin, selon une autre variante et selon une autre caractéristique de l'invention, la surface d'échange thermique additionnelle peut être constituée par une combinaison de la surface d'échange thermique intégrée au moyeu du barbotin et de celle constituée par le radiateur équipé ou non d'ailettes de refroidissement. Le système de refroidissement selon l'invention présente notamment l'avantage de se monter facilement sur le réducteur dans le cas o la surface d'échange thermique additionnelle est constituée par un radiateur fixé au réducteur, ne nécessite que quelques opérations d'usinage lorsque la surface d'échange thermique additionnelle est intégrée dans le moyeu du barbotin, et n'implique pas de problèmes particuliers au niveau des moyens d'étanchéité à prévoir entre le réducteur, le moyeu du barbotin et/ou le radiateur, étant donné que toutes ces pièces sont solidaires en rotation. Selon un autre avantage de l'invention, l'utilisation d'un véhicule chenillé ou à roues équipé d'un tel système de refroidissement est mieux adapté aux conditions climatiques que l'on rencontre dans des régions désertiques, semi-désertiques ou tropicales. D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé, qui est une vue en coupe axiale schématique et partielle d'un réducteur à engrenages d'entraînement d'un barbotin équipé d'un système de refroidissement selon l'invention. Sur ce dessin, la référence 1 désigne un barbotin situé à l'avant et/ou à l'arrière d'un véhicule chenillé (non représenté) qui engrène sur une chenille (non représentée) pour assurer le déplacement du véhicule. De façon classique, le barbotin 1 comprend notamment un moyeu 2 qui est entraîné en rotation autour de son axe longitudinal X-X par un réducteur 3 à engrenages, par exemple du type épicycloidal. Le réducteur 3 comprend notamment un arbre d'entrée 5 entraîné en rotation autour de l'axe X-X par un organe moteur, des pignons satellites (non représentés) interposés entre un pignon planétaire entraîné par l'arbre 5 et une grande couronne 6 fixe en rotation et supportant le moyeu 2 du barbotin 1 par l'intermédiaire de roulements 8. Le réducteur 3 comprend de façon connue en soi, un circuit interne 10 de lubrification avec circulation forcée d'un fluide caloporteur tel que de l'huile. Plus précisément, ce circuit 10 comprend un conduit aller 11 et un conduit retour 12 branchés sur un réservoir R de liquide caloporteur, avec interposition d'une pompe P pour assurer une circulation forcée du fluide dans les conduits aller 11 et retour 12. Selon l'invention, il est prévu au moins une surface d'échange thermique additionnelle, qui est mise au contact du fluide caloporteur circulant dans le circuit interne 10 de lubrification du réducteur 3, et qui est située à l'intérieur de l'ensemble réducteur 3- moyeu 2. Dans l'exemple de réalisation illustré sur le dessin annexé, la surface d'échange thermique additionnelle se décompose en trois surfaces dont les effets se cumulent et que l'on peut utiliser séparément ou en combinaison. Une première surface d'échange thermique additionnelle est intégrée dans le moyeu 2 du barbotin 1, et elle est définie par des canaux internes 15 qui sont par exemple constitués par des gorges annulaires usinées du côté de la surface périphérique interne du moyeu 2. Ces canaux 15 communiquent avec le circuit interne 10 par un conduit d'entrée 16 et un conduit de sortie 17, pour permettre une circulation du fluide de lubrification à l'intérieur du moyeu 2. Les canaux 15 constituent des moyens qui permettent d'augmenter la surface de contact entre le fluide de lubrification et le moyeu 2. Les35 conduits 16 et 17 sont par exemple usinés parallèlement à l'axe de rotation X-X du barbotin 1. Une seconde surface d'échange thermique additionnelle est constituée au moyen d'un radiateur 20 fixé au réducteur 3 sur le côté externe de celui-ci qui correspond au côté extérieur du véhicule, le radiateur 20 étant par exemple axialement aligné suivant l'axe X-X de rotation du barbotin 1. Le corps 21 du radiateur 20 comporte des canaux internes 22 qui sont constitués par des gorges annulaires par exemple, pour augmenter la surface de contact avec le fluide de lubrification. Ces canaux 22 communiquent avec le circuit interne 10 par un conduit d'entrée 24 et un conduit de sortie 25, pour permettre une circulation du fluide de lubrification à l'intérieur du radiateur 20. Une troisième surface d'échange thermique additionnelle est constituée par des ailettes de refroidissement 28 qui équipent la surface externe du radiateur 20, ces ailettes 28 étant par exemple disposées ou orientées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X-X du barbotin 1. Pour que le fluide caloporteur de lubrification du réducteur 3 circulant dans les conduits aller 11 et retour 12 puisse être refroidi par la surface d'échange thermique additionnelle intégrée dans le moyeu 2 du barbotin 1 et par la surface d'échange thermique additionnelle constituée par le radiateur 20 et ses ailettes 28, on réalise une liaison étanche de fluide entre: - le conduit aller 11 du circuit 10 de lubrification et le conduit d'entrée 24 du réservoir 20, - le conduit de sortie 25 du réservoir 20 et le conduit d'entrée 16 du moyeu 2, et - le conduit de sortie 17 du moyeu 2 et le conduit de retour 12 du circuit 10 de lubrification, ce conduit de sortie 17 passant dans le corps 21 du réservoir 20. Ces liaisons étanches de fluide entre les conduits précités ne posent pas de problèmes particuliers et peuvent être obtenues par des moyens classiques, étant donné que le moyeu 2, le réducteur 3 et le radiateur 20 sont solidaires en rotation autour de l'axe X-X. Ainsi, on a réalisé un circuit 10 de lubrification qui, à partir de la pompe P, traverse le radiateur 20 et le moyeu 2 avant de retourner au réservoir R, le fluide étant refroidi par l'action combinée des surfaces d'échange thermique additionnelles constituées par le radiateur 20 et ses ailettes 28, et le moyeu 2 en considérant le sens de circulation du fluide de lubrification. Bien entendu, la circulation forcée du fluide de lubrification est calculée de façon à avoir un écoulement fluidique le plus favorable à l'échange thermique avec l'air ambiant. En variante, le système de refroidissement peut ne comporter qu'une surface d'échange thermique additionnelle, par exemple celle constituée par le moyen 2 du barbotin 1 ou celle constituée par le radiateur 20 équipé ou non d'ailettes 28. Dans le cas o la surface d'échange thermique additionnelle est limitée au moyeu 2 du barbotin 1, les conduits aller 11 et retour 12 du circuit de lubrification 10 sont directement reliés aux conduits aller 16 et retour 17 du moyeu 2, respectivement. Dans le cas o la surface d'échange thermique additionnelle est limitée à l'utilisation du radiateur 20, les conduits aller 11 et retour 12 du circuit de lubrification 10 sont directement reliés aux conduits d'entrée 24 et de sortie 25 du radiateur 20, respectivement. Dans l'exemple illustré sur le dessin, les ailettes 28 du radiateur 20 sont disposées perpendiculairement à l'axe de rotation X-X du barbotin 1, mais elles peuvent être également disposées dans un plan passant par cet axe X-X. Enfin, les canaux 15 et 22 prévus dans le moyeu 2 et dans le réservoir 20 peuvent être réalisés par des cannelures, des filetages ou analogues, ces canaux étant des moyens qui permettent d'augmenter la surface de contact entre le fluide de lubrification, le moyeu et/ou le radiateur afin d'améliorer le refroidissement dudit fluide. REVENDICATIONS 1. Système de refroidissement d'un dispositif de transmission, en particulier d'un réducteur à engrenages d'entraînement d'un barbotin d'un véhicule chenillé ou à roues, le réducteur comprenant un circuit interne de lubrification avec circulation forcée d'un fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une surface d'échange thermique additionnelle (15; 22; 28) et des moyens pour canaliser le fluide caloporteur vers ladite surface d'échange thermique (11; ), cette dernière étant située à l'intérieur de l'ensemble réducteur (3) - moyeu (2). 2. Système de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique additionnelle (15) est intégrée dans le moyeu (2) du barbotin (1). 3. Système de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique additionnelle (15) est constituée par des canaux internes mis en communication avec le circuit (10) de lubrification du réducteur (3). 4. Système de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canaux sont constitués par des gorges annulaires, un filetage ou des cannelures. 5. Système de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique additionnelle (22) est constituée par des canaux internes d'un radiateur (20) fixé au réducteur (3) et mis en communication avec le circuit (10) de lubrification du réducteur (3). 6. Système de refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface externe du radiateur (20) est équipée d'ailettes (28) 7. Système de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ailettes (28) sont orientées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du barbotin (1). 8. Système de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ailettes (28) sont orientées dans un plan passant par l'axe de rotation du barbotin (1).