Brevet FR2861825A1 — publié le 20050506

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une boîte de transmission dans laquelle l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie sont coaxiaux. Les dispositifs de ce type sont utilisés dans de nombreux domaines pour établir au moins un rapport de transmission entre la vitesse de rotation d'un arbre menant et celle d'un arbre mené. Ce rapport et en général réducteur. Certaines boîtes comportent égale-ment un mécanisme permettant de changer le rapport de transmission. Il s'agit alors d'une boîte de vitesses qui offre la plupart du temps deux rapports de transmission dont l'un est une prise directe (rapport égal à un). ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Dans le domaine particulier des boîtes de trans- mission pour centre d'usinage ou machine-outil, celles-ci sont intégrées avec l'arbre porte-outils dans une seule broche intercalée entre le moteur et l'outil coupant. Dans un souci de limiter au maximum l'encombrement de la machine, il est connu d'utiliser des arbres d'entrée et de sortie creux afin de pouvoir loger dans l'espace central de la ligne d'arbre, soit un outillage particulier (tube, tige...), soit un conduit d'amenée d'un fluide de lubrification de l'outil de coupe par exemple. Dans ce dernier cas le conduit est tournant, soit avec l'arbre d'entrée soit, plus généralement, avec l'arbre de sortie et sa connexion avec la source de fluide est réalisée au moyen d'un joint tournant situé à l'extérieur de la boîte de transmission. La figure 1 illustre par un schéma une boîte de vitesses (ou de transmission) d'un type correspondant à celle faisant l'objet de l'invention. Cette boîte comprend un boîtier extérieur 1, formant ou comprenant des paliers de soutien pour un arbre d'entrée 2, pour des tourillons de roues satellites 3 et pour un arbre de sortie 4. Le boîtier 1 constitue donc un porte-satellite fixe pour un train d'engrenages épicycloïdal à deux étages. En d'autres termes, l'arbre 2 porte une roue d'entrée 5 qui engrène avec des roues satellites 6 calées sur les tourillons de roues satellites 3. Ces tourillons 3 portent également, immobilisés en rotation, des roues satellites 7 du deuxième étage du train d'engrenages épicycloïdal qui engrène avec une roue de sortie 8 qui est montée guidée en rotation à la fois dans le boîtier 1 et sur l'arbre d'entrée 2. Cette roue de sortie 8 peut être crabotée au moyen d'un dispositif 9 à l'arbre de sortie 4 lorsque le dispositif 9 est dans sa position représentée à la figure 1 ou, dans une deuxième position du dispositif de crabotage 9, n'être reliée à aucune sortie alors que le dispositif de crabotage relie en rotation les arbres d'entrée 2 et de sortie 4 (prise directe). Les arbres d'entrée 2 et de sortie 4 sont tubulaires. Leur évidement intérieur aligné constitue un pas-sage pour des moyens devant atteindre l'outil de coupe que ce soit un outillage ou une canalisation. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne une adaptation particulière de ce type de boîte de transmission grâce à laquelle l'espace intérieur des arbres 1 et 2 constitue une canalisation continue pour l'écoulement d'un fluide sous une pression de l'ordre de 70 à 90 bars. A cet effet, l'invention a donc pour objet une boîte de transmission à trains d'engrenages épicycloïdaux comportant un boîtier fixe formant paliers pour un arbre d'entrée, pour un arbre de sortie et pour chaque tourillon de roues satellites, une roue centrale d'entrée étant solidaire de l'arbre d'entrée tandis qu'une roue centrale de sortie est connectable à l'arbre de sortie, les arbres d'entrée et de sortie étant coaxiaux et creux. Selon l'invention, cette boîte de transmission comporte un joint d'étanchéité tournant installé dans le boîtier entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie. Cette disposition permet de réaliser une canalisation étanche continue au travers de la boîte de transmission et donc de supprimer une canalisation rapportée. Dans un mode préféré de réalisation, le joint tournant est formé par deux pastilles annulaires en appui l'une sur l'autre, dont l'une est portée par un siège tubulaire, logée avec étanchéité dans l'arbre de sortie, l'autre étant portée par une cartouche vissée avec étanchéité dans l'arbre d'entrée. La cartouche comporte un piston d'application de la pastille annulaire correspondante contre celle portée par le siège, soumis à l'effet d'un organe élastique de rappel en direction du siège. Cette cartouche comprend également une butée démontable de retenue du piston. De manière avantageuse, le diamètre extérieur de la cartouche est supérieur au diamètre extérieur du siège, de sorte que le montage et le démontage du joint s'opèrent du côté de l'extrémité extérieure de l'arbre d'entrée. Enfin, la boîte de vitesse selon l'invention comprend au moins une chambre annulaire réalisée dans l'arbre de sortie entre le siège tubulaire et l'arbre de sor- tie pour la collecte des fuites du joint tournant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'une exemple de sa réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1, comme déjà dit, illustre par un schéma l'état de la technique, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une réalisation industrielle de la boîte selon l'inven- tion, - la figure 3 est une vue de détail en coupe longitudinale d'une variante de la réalisation représentée à la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On retrouve sur les figures 2 et 3 les éléments déjà décrits en regard de la figure 1 avec les mêmes références. L'arbre d'entrée 2 est tubulaire et son alésage intérieur 10 est formé de plusieurs sections. La première section l0a est une section d'accouplement de l'arbre 2 à un organe d'entraînement non représenté. La deuxième section 10b est une section taraudée tandis que la troisième section 10c est une section lisse. Le diamètre de ces sections est décroissant depuis la section l0a jusqu'à la section 10c. L'alésage 10 constitue le logement d'une cartouche 11, également tubulaire qui possède une section filetée susceptible d'être vissée dans la section 10d de l'alésage 10 et une section lisse qui est logée d'une ma- nière étanche, grâce à des joints toriques, à l'intérieur de la section 10c de l'alésage. Cette cartouche 11 constitue le support pour un piston 12 qui est monté coulissant le long de l'axe de la cartouche 11 et à l'intérieur de celle-ci, un ressort 13 étant disposé entre la cartou- che 11 et le piston 12. L'effet de ce ressort 13 est de repousser le piston 12 du côté de l'extrémité de la car-touche 11 opposée à celle susdite comportant le filetage. Au nez de ce piston 12, on a disposé une pastille annulaire 14, par exemple en céramique, qui constitue un élé- ment d'étanchéité du joint tournant. A son extrémité faisant face à l'élément annulaire 14, l'arbre de sortie 4 possède un siège 15 rapporté de manière étanche par des joints appropriés dans un alésage 16, tubulaire, porteur à son extrémité tournée vers l'arbre 2 d'un élément d'étanchéité en forme d'une pastille annulaire en céramique 17. On comprend que lorsque la cartouche 11 est mise en place, c'est-à-dire vissée totalement dans la section 10c de l'alésage 10 de l'arbre 2, sous l'effet du ressort 13 la pastille 14 s'appuie sur la pastille 17 et ce dans un contact plan sur plan étanche. Les pastilles 14 et 17 sont rapportées par collage respectivement au piston 13 et au siège 16. Leur vitesse relative de rotation peut varier, selon la boîte de réduction, dans un rapport al- tant de un à quatre. A la figure 3, on retrouve tous les éléments déjà décrits avec les mêmes références. Pour ce qui concerne la cartouche 11 et le piston 12, on constate que ce der-nier est en deux parties 12a, 12b, la partie 12a étant essentiellement tubulaire et prenant appui sur la partie 12b formant plaque d'extrémité au moyen d'une surface conique 12c. On notera également la présence d'un joint à lèvres 18 entre la cartouche 11 et la partie tubulaire 12a du piston 12. Il faut enfin remarquer la présence d'un circlips 19 qui est disposé à l'intérieur d'un la-mage 20 de la cartouche 11 dans lequel peut débattre axialement la partie 12b du piston 12, ce circlips 19 constituant une butée d'arrêt du piston 12 de sorte que lorsqu'on dévisse et retire la cartouche 11, le piston 12 est maintenu à l'intérieur de cette cartouche bien que la pastille de céramique 14 ne soit plus en contact avec la pastille 17 du siège 15, plaqué contre le circlips 19 par le ressort 13. Le siège 15 est dans ce mode de réalisation logé de manière étanche, non pas directement dans la matière de l'axe 4 mais dans un alésage réalisé dans un tube 21 qui définit à l'intérieur de l'axe 4 d'une part un canal central 22 qui est en communication directe et étanche avec l'alésage intérieur 10 de l'axe 2 par l'intermé- diaire du joint tournant et d'autre part un espace annu- laire 23 qui constitue un conduit de collecte du fluide échappant par fuites du joint tournant. Ce tube ou cette chemise 21 est, quant à elle, collée à un embout 24 qui possède des cannelures 25 établissant la liaison entre l'espace annulaire 23 et l'espace environnant les deux pastilles 14 et 17. A son autre extrémité, cette chemise 21 pénètre de manière étanche dans un logement adapté de l'arbre 4. L'embout 24 est quant à lui vissé à l'extrémité de l'arbre 4 dans la zone repérée 26 à la figure 3. Contrairement à la figure 2, le siège 15 est en butée axiale sur l'embout 24 par une collerette supérieure alors que dans la figure 2 ce siège était représenté en butée au fond d'un alésage 16 de l'axe 4. Sur les deux figures 2 et 3, on remarquera que l'alésage dans lequel est logée la cartouche 11 est de diamètre plus important que le diamètre du siège 15. Cette disposition permet de procéder sans démontage de la boîte au changement du joint tournant. On peut en effet dévisser la cartouche 11 et l'extraire du côté de la sec- Lion l0a de l'alésage 10 puis, à l'aide d'un outil par exemple vissé sur le taraudage 27 (figure 3) du siège 15, extraire par traction ce siège et la pastille 17 qui y est collée. Il suffit alors de remettre en place un siège équipé d'une pastille neuve et de changer la partie 12b du piston 12 équipée d'une pastille neuve 14 avant de re- mettre en place la cartouche 11 dans son alésage. Les fuites qui s'écoulent depuis le joint tournant jusque dans l'espace 23, sont collectées à la base de cet espace au moyen de canaux 28 dans un réservoir 29 représenté extérieurement à la figure 2 qui peut être régulièrement vidangé. REVENDICATIONS 1. Boîte de transmission à train d'engrenages épicycloïdal comportant un boîtier (1) fixe formant pa- liers pour un arbre d'entrée (2), pour un arbre de sortie (4) et pour chaque tourillon (3) de roues satellites (6, 7), une roue centrale d'entrée (5) étant solidaire de l'arbre d'entrée (2) tandis qu'une roue centrale (8) de sortie est connectable à l'arbre de sortie (4), caracté- risée en ce qu'elle comporte un joint d'étanchéité tournant (14, 17) installé dans la boîte entre l'arbre d'entrée (2) et l'arbre de sortie (4) . 2. Boîte de transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint tournant est formé par deux pastilles annulaires (14, 17) en appui l'une sur l'autre, dont l'une est portée par un siège tubulaire (15) logé avec étanchéité dans l'arbre de sortie (4), l'autre étant portée par une cartouche (il) vissée avec étanchéité dans l'arbre d'entrée (2). 3. Boîte de transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cartouche (11) comporte un piston d'application (12) de la pastille annulaire (14) correspondante contre celle (17) portée par le siège (15), soumis à l'effet d'un organe élastique (13) de rap- pel en direction du siège (15). 4. Boîte de transmission selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cartouche (11) comporte une butée {19) démontable de retenue du piston (12). 5. Boîte de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de la cartouche (11) est supérieur au diamètre extérieur du siège (15), de sorte que le montage et le démontage du joint s'opèrent du côté de l'extrémité extérieure de l'arbre d'entrée (2). 6. Boite de transmission selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend dans l'arbre de sortie (4) une chambre annulaire (23) entre le siège tubulaire (15) et l'arbre de sortie (4) pour la canalisation des fuites du joint tournant.