Brevet FR2751726A1 — publié le 19980130

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 d'une roue dentée 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 d'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. Dans une mise en oeuvre connue du principe de l'agencement décrit dans le document US-A-3.529.698, la roue dentée qui trempe en permanence dans la partie inférieure du réservoir principal est la couronne du différentiel de la transmission associée à la boîte de vitesses. L'alimentation du réservoir additionnel est assurée par la récupération de l'huile projetée par la couronne du différentiel, qui s'effectue uniquement sur le bord de la denture de la couronne. Une telle récupération, et donc l'alimentation du réservoir additionnel, s'avère être insuffisante pour les faibles régimes de rotation de la couronne du différentiel. La partie supérieure du réservoir additionnel est une face supérieure ouverte du réservoir additionnel et l'on constate, de ce fait, que la quantité d'huile distribuée à haut régime devient trop importante. Enfin, le trop plein d'huile s'échappe du réservoir additionnel par sa face supérieure qui est ouverte. La présente invention a pour but de proposer un agencement du type mentionné dans le document US-A3.529.698 qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être évoqués. Dans ce but, I'inventiqn propose un agencement caractérisé en ce que la surface de guidage comporte une encoche en forme de U dans laquelle s'étend la roue dentée et dont les bords parallèles s'étendent en regard des flancs latéraux opposés de la roue dentée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le réservoir s'étend longitudinalement, sensiblement parallèlement à l'axe de rotation de la roue dentée, et l'encoche est agencée au voisinage d'une première des deux extrémités longitudinales du réservoir additionnel - le réservoir additionnel comporte un orifice d'évacuation du trop plein de remplissage qui est agencé au voisinage de l'une des deux extrémités longitudinales opposées du réservoir additionnel - L'orifice de trop plein est agencé au voisinage de ladite première extrémité du réservoir additionnel - la face supérieure du réservoir additionnel est fermée - le réservoir additionnel comporte une série de trous d'évacuation du lubrifiant, et l'un au moins des trous d'évacuation est situé à l'aplomb d'une zone à lubrifier du train d'engrenages - les trous d'évacuation sont situés à des altitudes différentes. L'invention propose également une boîte de vitesses de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte deux arbres primaire et secondaire qui portent chacun une série de pignons, associés par paires pour établir différents rapports de démultiplication, et en ce que les orifices d'évacuation du réservoir additionnel sont agencés respectivement au droit des paires de pignons. Selon d'autres caractéristiques de la boîte de vitesses - L'orifice d'évacuation du trop plein du réservoir additionnel est agencé au droit d'une partie du carter de la boîte de vitesses - elle est associée à un différentiel dont la couronne constitue ladite roue dentée qui provoque l'alimentation du réservoir additionnel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure I est une vue schématique en perspective éclatée d'une transmission de véhicule automobile équipée d'un agencement de lubrification de certains de ses engrenages réalisé conformément aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est un schéma qui illustre la transmission de la figure 1 en section par un plan horizontal médian du réservoir additionnel de lubrification ; et - les figures 3 et 4 sont deux schémas illustrant le principe de fonctionnement du réservoir additionnel. On a représenté aux figures 1 et 2 une transmission 10 qui est une transmission de véhicule automobile qui est constituée par une boîte de vitesses 12 à laquelle est associé un différentiel 14. La transmission 10 comporte, selon une conception connue, un carter 16 dans lequel sont montés à rotation des arbres primaire 18 et secondaire 20 de la boite de vitesses 12 dont les axes de rotation sont parallèles, ainsi que différents composants du différentiel 14 parmi lesquels une roue dentée de grand diamètre 22, aussi appelée couronne du différentiel 14, dont l'axe de rotation X-X est parallèle aux axes des arbres primaire 18 et secondaire 20. Selon une conception connue d'une boîte de vitesses les arbres primaire 18 et secondaire 20 portent chacun des pignons qui sont associés par paires, ici sous la forme de cinq paires de pignons P1 à P5 pour assurer notamment la formation de cinq rapports de marche avant en fonction de la commande de la boîte de vitesses. Ainsi, les pignons de chaque paire Pi s'engrènent mutuellement et il est nécessaire de lubrifier ces pignons, de préférence au droit de la zone d'engrènement mutuel des pignons d'une paire, pour assurer simultanément la lubrification de deux pignons d'une même paire. Selon une conception connue, la transmission 10 est du type à carter humide, c'est-à-dire que ie fond 24 du carter 16 constitue un réservoir principal de lubrifiant, notamment d'huile H, dans lequel peuvent barboter au moins partiellement les pignons qui équipent les arbres primaire 18 et secondaire 20 ainsi que la partie inférieure de la couronne dentée 22. Selon un agencement connu, la lubrification des pignons de la boîte de vitesses est aussi assurée au moyen d'un réservoir additionnel supérieur 26 qui est ici réalisé sous la forme d'une pièce en tôle mécano-soudée qui est agencée dans le carter 16 de la boîte de vitesses 10 au-dessus des paires de pignons P1 à P5. Le réservoir additionnel 26 comporte un fond 28 sensiblement horizontal, une paroi latérale 30 et une face supérieure fermée 32. Conformément aux enseignements de l'invention l'alimentation du réservoir additionnel 26 est assurée par une surface 34 de guidage vers l'intérieur du réservoir additionnel 26 du lubrifiant projeté par centrifugation par la couronne dentée 22 du différentiel 14. A cet effet, la surface de guidage 34 est une surface de tôle sensiblement horizontale dans laquelle est formée une encoche 38 en forme de U qui est délimitée par deux bords latéraux parallèles et opposés 40 et par un bord 42 de fond d'encoche qui est lui parallèle à l'axe X-X de rotation de la couronne dentée 22. Les dimensions de l'encoche 38 sont telles que la couronne dentée 22 est reçue à rotation dans l'encoche 38 de manière que ses faces latérales opposées 23 s'étendent en regard des bords latéraux opposés 40 de l'encoche 38. Ainsi, la récupération de l'huile projetée par centrifugation par la couronne dentée 22 se fait d'une part à sa périphérie, c'est-à-dire au niveau des dents 21 et, d'autre part, le long de ses faces latérales opposées 23, I'agencement selon l'invention augmentant ainsi de manière importante le phénomène de récupération de l'huile, y compris à faible vitesse de rotation de la couronne dentée 22. L'huile récupérée sur la surface 36 alimente le réservoir additionnel 26 par sa partie inférieure, et son trop plein éventuel est évacué du réservoir additionnel 26 par un orifice d'évacuation 44 qui est formé dans la paroi latérale 30 du réservoir additionnel 26 à l'extrémité longitudinale 46 de ce dernier située sensiblement à hauteur de la couronne dentée 22. La lubrification des paires de pignons P1 à P5 est assurée grâce à une série de cinq trous T1 à T5 qui sont formés dans la paroi latérale 30 du réservoir additionnel 26 chacun sensiblement au droit de l'une des paires de pignons P1 à P5. Selon une variante de réalisation non représentée sur les figures, il est aussi possible de prévoir un second orifice d'évacuation du trop plein formé par exemple au niveau de l'autre extrémité longitudinale 48,du réservoir additionnel 26. Comme on peut le voir sur les schémas des figures 3 et 4, les cinq trous d'évacuation T1 à T5 sont formés à des altitudes différentes dans la paroi latérale 30 du réservoir additionnel 26. Ainsi, le trou T1 situé au droit de la paire de pignons P1 assurant l'établissement du premier rapport de transmission de la boîte de vitesses 12 est l'orifice situé le plus bas, tandis que l'orifice T5 situé au droit de la paire de pignons P5 assurant l'établissement du cinquième rapport de transmission, de rang le plus élevé, est le trou d'altitude la plus élevée. Le fait que le réservoir additionnel 26 en forme de goulotte soit fermé à sa partie supérieure, ici par une face supérieure fermée 32, ou à titre de variante par une partie du carter proprement dit de la boîte de vitesses, permet d'assurer un meilleur contrôle global de l'écoulement de l'huile en direction du réservoir additionnel 26 et à partir de celui-ci vers l'extérieur. L'agencement d'un ou plusieurs orifices d'évacuation du trop plein, par exemple l'orifice 44 au voisinage des extrémités longitudinales du réservoir additionnel 26, permet de diriger l'huile excédentaire vers le carter de la transmission en limitant les projections sur les pignons des arbres primaire 18 et secondaire 20. Le déversement d'une partie de l'huile sur les parties chaudes du carter, notamment sur les roulements à billes ou à rouleaux assurant le montage à rotation des différents arbres permet de contribuer au refroidissement de ces derniers. Le diamètre ou la section des trous d'évacuation T1 à T5 sont déterminés pour assurer une section de passage suffisante pour l'huile H nécessaire à la lubrification des pignons tout en évitant des projections d'huile surabondantes. L'altitude des différents trous T1 et T5 est déterminée en accord avec la démultiplication de chaque rapport de transmission. Ainsi, le trou T1 de distribution situé au droit de la paire de pignons P1 est proche du fond 28 du réservoir additionnel 26 de manière que même une faible quantité d'huile collectée par le réservoir additionnel 26 puisse être dirigée vers les pignons, la vitesse de rotation du différentiel étant généralement faible lorsque le premier rapport de transmission est choisi. Par contre, le trou T5 de distribution d'huile situé au droit des pignons de la paire P5 est situé à l'altitude la plus élevée. Ainsi les pignons de la paire P5 ne sont lubrifiés que lorsque le réservoir additionnel est complètement rempli, ce qui correspond à un régime élevé de rotation du différentiel, cet état étant assuré dans la mesure où la vitesse de rotation du différentiel est généralement la plus élevée quand le rapport de plus haut rang est engagé. La très bonne distribution de l'huile de lubrification assurée par le réservoir additionnel 26 conforme aux enseignements de l'invention permet de réduire la quantité globale d'huile H contenue dans le carter de la transmission tout en facilitant le transfert de l'huile vers les pignons à faible régime de rotation de la transmission. Cette meilleure lubrification "par le haut", permet de réduire la nécessité de faire barboter les pignons dans l'huile en partie inférieure et donc de limiter les pertes de puissance résultant de ce phénomène de barbotage. Le trop plein d'huile est évacué sans qu'il soit projeté sur les pièces en mouvement. REVENDICATIONS 1. Agencement pour la lubrification d'un train d'engrenages (PI-PS) d'axes horizontaux (18, 20, X-X) montés à rotation dans un carter étanche (16) dont le fond (24) constitue un réservoir principal contenant un lubrifiant (H) dans lequel trempe en permanence la partie inférieure dentée (21) d'une roue dentée (22) dont la rotation provoque l'entraînement d'une partie du lubrifiant et son éjection par centrifugation en direction d'une surface (36) de guidage qui oriente le lubrifiant éjecté en direction d'un réservoir additionnel supérieur (26) 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 la surface de guidage (36) comporte une encoche (38) en forme de U dans laquelle s'étend la roue dentée (22) et dont les bords parallèles (40) s'étendent en regard des flancs latéraux opposés (23) de la roue dentée (22). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir additionnel s'étend (26) longitudinalement, sensiblement parallèlement à l'axe de rotation (X-X) de la roue dentée (22), et en ce que l'encoche (38) est agencée au voisinage d'une première (46) des deux extrémités longitudinales (46, 48) du réservoir additionnel (26). 3. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (26) comporte un orifice (44) d'évacuation du trop plein de remplissage qui est agencé au voisinage de l'une (46) des deux extrémités longitudinales opposées (46, 48) du réservoir additionnel (26). 4. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'orifice de trop plein (44) est agencé au voisinage de ladite première extrémité (46) du réservoir additionnel (26). 5. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face supérieure (32) du réservoir additionnel (26) est fermée. 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir additionnel (26) comporte une série de trous (T1, T5) d'évacuation du lubrifiant, et en ce que l'un au moins des trous d'évacuation est situé à l'aplomb d'une zone à lubrifier du train d'engrenages (P1 - P5). 7. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les trous d'évacuation (T1, T5) sont situés à des altitudes différentes. 8. Boîte de vitesses (12) de véhicule automobile (10), caractérisée en ce qu'elle comporte un agencement (26) pour la lubrification de ses pignons (P1 - P5) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Boîte de vitesses (12) selon la revendication précédente prise en combinaison avec l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle comporte deux arbres primaire (18) et secondaire (20) qui portent chacun une série de pignons, associés par paires (P1 - P5) pour établir différents rapports de démultiplication, et en ce que les orifices d'évacuation (T1 - T5) sont agencés respectivement au droit des paires de pignons (P1 - P5). 10. Boîte de vitesses (12) selon l'une des revendications 8 ou 9 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisée en ce que l'orifice d'évacuation du trop plein (44) est agencé au droit d'une partie du carter de la boîte de vitesses. 11. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle est associée à un différentiel (14) dont la couronne (22) constitue ladite roue dentée.