Brevet FR2744508A1 — publié le 19970808

La présente invention concerne un agencement pour la lubrification d'un train d'engrenages. L'invention trouve plus particulièrement à s'appliquer pour la lubrification des engrenages d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Le document US-A-3.529.698 décrit et représente un agencement pour la lubrification d'un train d'engrenages d'axes horizontaux montés à rotation dans un carter étanche dont le fond constitue un réservoir principal contenant un lubrifiant dans lequel trempe en permanence la partie inférieure dentée de l'un des pignons du train d'engrenages dont la rotation provoque l'entraînement d'une partie du lubrifiant et son éjection par centrifugation en direction d'une surface de guidage qui oriente le lubrifiant éjecté en direction de l'entrée d'un conduit qui débouche dans un réservoir additionnel supérieur de stockage temporaire dont le lubrifiant est évacué progressivement par gravité pour arroser des zones à lubrifier du train d'engrenages. Ce document décrit ainsi un agencement qui peut être intégré à un mécanisme existant, tel que par exemple une boîte de vitesses de véhicule automobile, qui permet d'utiliser les projections d'huile dues à la rotation des pignons dans le bain d'huile principal agencé dans le fond du carter, et qui permet de fonctionner avec un niveau d'huile abaissé en diminuant ainsi les pertes dues au phénomène de barbotage des pignons et de redistribuer l'huile de lubrification vers des zones critiques du train d'engrenages. Selon l'agencement proposé dans ce document, il est prévu à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses, à la partie supérieure de ce dernier, de disposer un composant rapporté en tôle de forme particulièrement complexe dans la mesure où il intègre d'une part le réservoir additionnel de lubrifiant, des surfaces de guidage du lubrifiant projeté par centrifugation et les conduits reliant les surfaces de guidage au réservoir additionnel. Outre la complexité de la pièce en tôle à réaliser, il est nécessaire de modifier de manière importante la conception du carter pour pouvoir réaliser la mise en place de la pièce en tôle. Enfin, le réservoir additionnel est situé à l'intérieur du carter de la boîte de vitesses, c'est-à-dire qu'il n'est pas possible d'obtenir un refroidissement du lubrifiant pendant sa période de stockage provisoire dans le réservoir intermédiaire. L'invention a pour objet de proposer une nouvelle conception d'un agencement du type mentionné précédemment qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être évoqués. Dans ce but, I'invention propose un agencement pour la lubrification d'un train d'engrenages, caractérisé en ce que le conduit est un tuyau qui traverse de manière étanche la paroi supérieure du carter et qui débouche dans un réservoir additionnel agencé à l'extérieur du carter au-dessus de sa paroi supérieure, et en ce que la paroi supérieure du carter comporte une série de trous pour l'évacuation du lubrifiant stocké dans le réservoir additionnel. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la surface de guidage du lubrifiant éjecté est une portion de la surface interne de la paroi supérieure du carter - le tronçon d'extrémité du tuyau de guidage qui traverse de manière étanche la paroi du carter est orienté selon une direction rectiligne sensiblement tangente à la surface de guidage et qui forme un angle supérieur à 90" par rapport au rayon du pignon éjecteur qui passe par le centre de ladite extrémité du tuyau de guidage - le réservoir additionnel comporte des ailettes de refroidissement - le réservoir additionnel est un réservoir sans fond délimité par une paroi supérieure et par une paroi latérale dont le bord inférieur est fixé de manière étanche sur la face externe de la paroi supérieure du carter et entoure la série de trous d'évacuation - I'un au moins des trous d'évacuation est situé le long d'une zone à lubrifier du train d'engrenages - I'un au moins des trous d'évacuation se prolonge par un tube de guidage du lubrifiant en direction d'une zone à lubrifier du train d'engrenages - le tuyau de guidage débouche dans le réservoir additionnel à la partie supérieure de ce dernier qui est munie d'un dispositif de mise à l'air libre - le carter comporte un dispositif propre de mise à l'air libre et la partie supérieure du réservoir additionnel est reliée à la partie supérieure de l'espace interne du carter, en amont du niveau de lubrifiant au repos, par un tuyau de mise à l'air libre du réservoir additionnel. L'invention propose également une boîte de vitesses de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un agencement pour la lubrification de ses pignons réalisé conformément aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en section, par un plan perpendiculaire aux axes des engrenages et selon la ligne 1-1 de la figure 2, qui illustre un exemple de réalisation d'une boîte de vitesses de véhicule automobile équipée d'un agencement de lubrification complémentaire conforme aux enseignements de l'invention; ; et - la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1. On a représenté sur les figures une boîte de vitesses 10 constituée pour l'essentiel par un carter principal 12 qui est une pièce de fonderie. Le carter 12 délimite ainsi de manière étanche un espace interne 14 à l'intérieur duquel est agencé un train d'engrenages d'axes horizontaux et parallèles Al, A2 et A3 qui comportent notamment une couronne de différentiel 16, un arbre secondaire 18 et un arbre primaire 20. Selon une conception connue, le carter étanche 12 constitue un carter humide pour la lubrification des différents pignons et engrenages et il contient à cet effet un bain d'huile 22 dans la partie inférieure 24 du carter 12. Le niveau N de l'huile dans le carter 12 représenté sur la figure 1 correspond au niveau "dynamique", c'est-à-dire au niveau réel lorsque les pignons sont en rotation. On a également fait figurer en traits mixtes le niveau N' qu'occupe l'huile lorsque la transmission ne tourne pas. Comme on peut le constater sur la figure 1, le niveau N' est choisi de manière que la couronne de différentiel 16 et la partie inférieure de l'arbre secondaire denté 18 trempe dans l'huile 22. Lorsque les pignons tournent, le niveau d'huile N baisse car le lubrifiant est entraîné en rotation par les pignons et notamment par la couronne de différentiel 16 qui est celle de plus grand diamètre mais dont la partie inférieure 161 trempe toujours en permanence dans l'huile 22. En rotation, la couronne 16 entraîne ainsi de l'huile par l'intermédiaire de ses dents qui, par effet de centrifugation, est projetée radialement vers l'extérieur en direction d'une portion de surface 26 formée en vis-à-vis sur la surface interne de la partie latérale 28 du carter 12. Comme on peut le voir sur la figure 1, la portion de surface de guidage 26 est une portion sensiblement cylindrique et coaxiale à l'axe de rotation Al de la couronne de différentiel 16. L'huile projetée contre la surface de guidage 26 I'est avec suffisamment d'énergie pour qu'elle remonte le long de la portion de surface de guidage 26 en direction d'une ouverture 30 ménagée dans la paroi supérieure sensiblement horizontale du carter 12. L'ouverture 30 correspond à l'intersection d'un trou débouchant 34 avec la surface interne de la paroi supérieure 32 qui reçoit, de manière fixe et étanche, le tronçon d'extrémité 36 appartenant à un tuyau 38 de guidage du lubrifiant projeté par la couronne dentée 16. Comme on peut le voir sur les figures, le tuyau de guidage 38 se prolonge à l'extérieur du carter 12 au-dessus de ce dernier et son extrémité libre 40 débouche verticalement à la partie supérieure d'un réservoir additionnel de lubrifiant 42. Le réservoir 42 est un réservoir sans fond et il est constitué essentiellement par une paroi supérieure 44 et par une paroi latérale 46 de contour rectangulaire dont le bord inférieur 48 est fixé de manière étanche sur la face externe 50 de la paroi supérieure 32 du carter 12. La fixation étanche est assurée, selon un agencement connu, par une bride 52 et par un joint périphérique d'étanchéité 54, la fixation étant assurée par des vis 56. Afin d'assurer un bon refroidissement du lubrifiant stocké dans le réservoir intermédiaire 42, la paroi latérale 46 de ce dernier est munie d'une série d'ailettes de refroidissement 58. Le réservoir additionnel supérieur 42 est fixé sur une portion de la paroi supérieure 32 du carter 12 qui comporte une série de trous débouchants 60 qui relient le réservoir additionnel 42 à la cavité interne 14 du carter 12. Comme on peut le voir sur la figure 1, les trous 60 sont situés à l'aplomb vertical de zones particulières du train d'engrenages 16, 18, 14 que l'on désire lubrifier avec efficacité. Comme cela est illustré à la partie droite de la figure 1, on peut prolonger certains des trous débouchants 60 par des tubes 62 de guidage qui orientent le lubrifiant contenu dans le réservoir 42, qui s'échappe par gravité par les trous 60, en direction de zones particulières du train d'engrenages qui ne sont pas situées à l'aplomb de trous correspondants 60. Comme cela a été évoqué précédemment, l'alimentation du réservoir 42 est effectuée par le tuyau de guidage 38 à l'intérieur duquel le lubrifiant projeté par la couronne dentée 16 sur la surface de guidage 26 remonte, le tronçon d'extrémité 36 du tuyau de guidage 38 étant orienté à cet effet selon une direction D sensiblement parallèle à la tangente à la portion de surface de guidage 26 et qui forme avec le rayon R de la couronne dentée 16 passant par le centre C de l'ouverture 30 un angle obtus a supérieur à 90" et qui est de préférence compris entre 95" et 135". Afin d'assurer un bon écoulement par gravité du lubrifiant contenu dans le réservoir intermédiaire 42, ce dernier comporte un dispositif de mise à l'air libre qui est constitué par un tuyau de mise à l'air libre 64 dont une extrémité 66 est reliée à la partie supérieure du réservoir additionnel 42 et qui débouche par son extrémité inférieure 68 à travers la paroi supérieure 32 dans la cavité interne 14 du carter 12 au-dessus du niveau maximal de lubrifiant N' au repos, le carter 12 possédant son dispositif propre de mise à l'air libre (non représenté). L'agencement complémentaire pour la lubrification du train d'engrenages conforme aux enseignements et illustré sur les figures est donc particulièrement simple à réaliser dans la mesure où tous les composants additionnels par rapport à un carter classique de boîte de vitesses, sont agencés à l'extérieur de la boîte de vitesses et il ne nécessite que de réaliser différents perçages dans la paroi supérieure 32 sans modifier le carter de conception classique 12 de la boîte de vitesses 10. REVENDICATIONS 1. Agencement pour la lubrification d'un train d'engrenages (16, 18, 20) d'axes horizontaux (Al, A2, A3) montés à rotation dans un carter étanche (12) dont le fond (24) constitue un réservoir principal contenant un lubrifiant (22) dans lequel trempe en permanence la partie inférieure dentée (161) de l'un des pignons (16) du train d'engrenages dont la rotation provoque l'entraînement d'une partie du lubrifiant et son éjection par centrifugation en direction d'une surface (26) de guidage qui oriente le lubrifiant éjecté en direction de l'entrée (30) d'un conduit (38) qui débouche dans un réservoir additionnel supérieur (42) de stockage temporaire dont le lubrifiant est évacué progressivement par gravité pour arroser des zones à lubrifier du train d'engrenages, caractérisé en ce que le conduit est un tuyau de guidage (38) qui traverse de manière étanche la paroi supérieure (32) du carter (12) et qui débouche dans un réservoir additionnel (42) agencé à l'extérieur du carter (12) au-dessus de sa paroi supérieure (32), et en ce que la paroi supérieure (32) du carter comporte une série de trous (60) pour l'évacuation du lubrifiant stocké dans le réservoir additionnel (42). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (26) de guidage du lubrifiant éjecté est une portion de surface interne de la paroi (28) du carter (12). 3. Agencement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité (36) du tuyau de guidage (38) qui traverse de manière étanche la paroi supérieure (32) du carter est orienté selon une direction (D) rectiligne sensiblement tangente à la surface de guidage (26) et qui forme un angle (a) supérieur à 90C par rapport au rayon (R) du pignon éjecteur (16) qui passe par le centre (C) de ladite extrémité (30, 36) du tuyau de guidage (38). 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (42) comporte des ailettes (58) de refroidissement du lubrifiant stocké dans le réservoir. 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (42) est un réservoir sans fond délimité par une paroi supérieure (44) et par une paroi latérale (46) dont le bord inférieur (48) est fixé de manière étanche (52, 54) sur la face externe (50) de la paroi supérieure (32) du carter (12) et entoure la série de trous d'évacuation (60). 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des trous d'évacuation (60) est situé à l'aplomb d'une zone à lubrifier du train d'engrenages. 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des trous d'évacuation (60) se prolonge par un tube (62) de guidage du lubrifiant en direction d'une zone à lubrifier du train d'engrenages. 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tuyau de guidage (38) débouche dans le réservoir additionnel (42) à la partie supérieure de ce dernier qui est munie d'un dispositif (64) de mise à l'air libre. 9. Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le carter (12) comporte un dispositif propre de mise à l'air libre et en ce que la partie supérieure du réservoir additionnel (42) est reliée à la partie supérieure de l'espace interne (14) du carter (12), en amont du niveau (N') de lubrifiant au repos, par un tuyau (64) de mise à l'air libre du réservoir additionnel (42). 10. Boîte de vitesses de véhicule automobile (10), caractérisée en ce qu'elle comporte un agencement pour la lubrification de ses pignons conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.