Brevet FR2874243A1 — publié le 20060217

L'invention concerne un entraînement par engrenages pour un véhicule motorisé comprenant un premier engrenage engrené avec un second engrenage qui est immergé dans un bac de récupération d'huile disposé en dessous du second engrenage de l'entraînement par engrenages. Le document DE 3 743 671 Al décrit un entraînement par engrenages qui comprend un agencement de récupération d'huile pour récupérer de l'huile éclaboussée. L'huile éclaboussée est générée par la rotation d'engrenages qui sont partiellement immergés dans le bac d'huile. L'agencement de récupération d'huile fournit l'huile à des composants de transmission qui ne sont pas directement alimentés en lubrifiant du fait qu'ils sont agencés au-dessus du bac d'huile. Pour remplir l'agencement de récupération d'huile, les engrenages doivent atteindre une vitesse minimum du fait qu'en dessous de cette vitesse les forces centrifuges sont si petites que l'huile s'écoule vers le bas à partir des engrenages immergés dans le bac d'huile et n'atteint pas l'agencement de récupération d'huile. Particulièrement, lorsque l'agencement de récupération d'huile a marché à vide à cause d'une immobilisation prolongée de l'entraînement par engrenages, une lubrification fiable des composants disposés à l'extérieur du bac d'huile n'est pas assurée. L'objet de la présente invention est de proposer un entraînement par engrenages qui fournit une lubrification sûre de tous les composants de l'entraînement par engrenages même à des vitesses d'engrenage faibles. Dans un entraînement par engrenages pour un véhicule motorisé comprenant un premier engrenage, un second engrenage engrené avec le premier engrenage, un bac d'huile agencé en dessous du second engrenage de sorte que le second engrenage est partiellement immergé dans le bac d'huile, et une structure de récupération d'huile disposée à un niveau plus élevé que le bac d'huile pour récupérer de l'huile transportée par les engrenages hors du bac d'huile, le second engrenage est pourvu au moins au niveau d'un côté de celui-ci d'un élément de guidage d'huile qui s'étend au niveau du côté du premier engrenage par-dessus la zone d'engrènement de celui-ci avec le second engrenage et transporte l'huile vers le haut pour être récupérée dans la structure de récupération d'huile. La zone d'engrènement de dentures d'engrenages est la zone dans laquelle les deux engrenages sont en contact l'un avec l'autre. L'élément de guidage d'huile est une pièce supplémentaire et est constitué de tôle ou de plastique. L'élément de guidage d'huile peut être un élément annulaire ou similaire à un disque. Pour l'adaptation aux propriétés de l'huile et/ou aux conditions de fonctionnement, l'élément de guidage d'huile peut avoir une surface particulière telle que un revêtement en PTFE et/ou il peut avoir une configuration particulière au niveau de sa circonférence extérieure. Afin d'empêcher l'élément de guidage d'huile de gêner le second engrenage, l'élément de guidage d'huile est agencé de façon espacée à partir de la paroi avant du second engrenage qui est engrené avec le premier engrenage. Le diamètre extérieur de l'élément de guidage d'huile est sélectionné de sorte que, dans la zone d'engrènement de dentures, au moins les pointes d'engrenage du premier engrenage ou la base du second engrenage sont recouvertes par l'élément de guidage d'huile. De cette manière, il est assuré que l'huile comprimée vers l'extérieur au niveau de la zone d'engrènement de dentures est éclaboussée sur l'élément de guidage d'huile qui, par l'effet des forces 2874243 3 centrifuges transporte l'huile de façon radiale et dans la direction de rotation de l'engrenage. Le premier engrenage et également l'élément de guidage d'huile déplacent l'huile vers la structure de récupération d'huile. Toute l'huile pressée vers l'extérieur lors de l'engrènement des dentures des premier et second engrenages ne retourne pas dans le bac d'huile mais une partie de celle-ci est éclaboussée sur la structure de récupération d'huile. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les premier et second engrenages sont pourvus d'engrenage hélicoïdal. L'engrenage hélicoïdal a l'avantage que l'huile est déplacée dans une direction axiale sur la base de la direction de rotation des engrenages. La direction de mouvement dépend de la direction d'engrenage. Cette direction est sélectionnée de sorte que les engrenages dirigent l'huile vers l'élément de guidage d'huile. Les gouttes d'huile disposées dans les entres-dents sont déplacées par les impulsions transmises par les dents inclinées vers l'élément de guidage d'huile alors qu'en même temps également l'huile pressée hors de la zone d'engrènement entre les dentures est dirigée vers la structure de guidage d'huile. De manière avantageuse, l'huile, qui est transportée par le second engrenage dans les creux entre les dents hors du bac d'huile, est dirigée vers l'élément de guidage d'huile. De préférence, les deux faces latérales du premier engrenage sont toutes les deux pourvues d'une structure de guidage d'huile. Particulièrement, des roues cylindriques à denture droite compriment l'huile hors de la zone d'engrènement de dentures dans une direction axiale au niveau des deux côtés des engrenages. Afin de récupérer autant d'huile que possible dans la structure de récupération d'huile, le premier engrenage est pourvu au niveau des deux côtés de celui-ci d'une structure de guidage d'huile. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la structure de récupération d'huile comprend une ouverture agencée de façon radiale par rapport au premier engrenage et à l'élément de guidage d'huile. La structure de récupération d'huile est prévue pour récupérer autant d'huile que possible. La structure de récupération d'huile est disposée au-dessus du bac d'huile de façon radiale à partir du premier engrenage. L'huile libérée à partir du premier engrenage et de l'élément de guidage d'huile est libérée tangentiellement à partir du premier engrenage et de l'élément de récupération d'huile et est dirigée vers l'ouverture. Egalement, l'huile éclaboussée s'écoulant vers le bas le long de la paroi de carter atteint la structure de récupération d'huile par l'intermédiaire de l'ouverture. De préférence, l'élément de guidage d'huile est relié, de façon ajustée à la forme, au premier engrenage. Avantageusement, l'élément de guidage d'huile est en prise avec le premier engrenage, à savoir, le bord intérieur de façon radiale de l'élément de guidage d'huile est reçu par jeu élastique de l'extrémité intérieure de façon radiale de l'élément de guidage d'huile dans une rainure annulaire du premier engrenage ou il est relié au premier engrenage par une procédure de déformation telle que l'enroulage. La structure de récupération d'huile peut fournir de l'huile de lubrification pour des paliers et engrenages agencés au-dessus du bac d'huile. La structure de récupération d'huile est agencée à un niveau plus élevé que les composants destinés à être lubrifiés de sorte que l'huile peut s'écouler jusqu'à ces composants par gravité, et des composants disposés au-dessus du bac d'huile tels que des paliers à roulement et à friction sont alimentés en huile de manière fiable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention deviendront évidents à partir de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci représenté, à titre d'exemple seulement, sur les dessins annexés. La figure 1 représente, schématiquement, un agencement d'entraînement par engrenages pour un véhicule motorisé avec deux essieux moteurs, la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un des entraînements par engrenages de la figure 1, et la figure 3 est une vue en coupe transversale axiale de l'entraînement par engrenages représenté sur la figure 2. Des composants identiques sont désignés sur les figures 1 à 3 par les mêmes numéros de référence. La figure 1 représente un agencement d'entraînement dans une transmission pour deux essieux moteurs 2, 3 d'un véhicule motorisé. La transmission comprend un entraînement de distribution 1 et des transmissions différentielles 4 pour le premier et le second essieux 2, 3. Les transmissions différentielles 4 comprennent chacune un engrenage conique 5 entraîné par un engrenage conique 10, quatre engrenages différentiels 7' montés sur des arbres d'engrenages différentiels 6' et deux engrenages coniques d'arbre de roue 8' reliés aux roues de véhicule 9. Les transmissions différentielles 4 transmettent le couple de moteur aux roues 9 tout en s'adaptant aux vitesses de roues différentes dans les virages. L'entraînement de distribution 1 comprend un étage 35 d'engrenage cylindrique 14 et une transmission différentielle intermédiaire 23. La transmission différentielle intermédiaire 23 comprend un arbre en étoile de transmission différentielle 6, des engrenages différentiels 7 et des roues différentielles de sortie 6. Un arbre d'entrée 11 est relié à l'arbre en étoile de transmission différentielle 6. Des engrenages différentiels 7 supportés par l'arbre en étoile d'engrenage différentiel 7 transfèrent le couple aux engrenages différentiels de sortie 6. Un des engrenages différentiels de sortie 8 est relié à l'engrenage conique d'entraînement 10 de la transmission différentielle 4 du second essieu 3 et l'autre engrenage différentiel de sortie 8 est relié, par l'intermédiaire de premier et second engrenages cylindriques 12 et 13 d'un jeu d'engrenages cylindriques 14, au premier essieu 2. Le premier engrenage cylindrique 12 est supporté de façon rotative par l'arbre d'entrée 11 et est engrené avec le second engrenage cylindrique 13 qui est couplé à l'engrenage conique d'entraînement 10 de la transmission différentielle d'essieu 4 du premier essieu 2. L'entraînement de distribution 1 transmet la puissance de moteur fournie par le moteur à l'arbre d'entrée 11 aux essieux moteurs 2, 3 et s'adapte aux différentes vitesses des arbres d'entraînement des deux essieux moteurs afin d'empêcher les tensions relatives dans la transmission. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un jeu d'engrenages cylindriques 14 d'un entraînement de distribution tel qu'il est représenté sur la figure 1. De préférence, le jeu d'engrenages cylindriques 14 et la transmission différentielle intermédiaire 23 sont agencés dans un carter commun 16. L'entraînement de distribution comprend alors un arbre d'entrée 11 et deux arbres de sortie qui sont reliés aux transmissions différentielles 4. Cependant, une des transmissions différentielles 4 peut être logée en plus dans le carter 16, de sorte que l'entraînement de distribution 1 a un arbre d'entrée, deux arbres latéraux 17 reliés aux roues du premier essieu 2 et un arbre de sortie relié à la transmission différentielle du second essieu 3. Le carter 16 est rempli d'huile de transmission jusqu'à un niveau tel que le second engrenage 13 est partiellement immergé dans l'huile. Le premier engrenage 12 est pourvu au niveau de la face de celui-ci d'un élément de guidage d'huile 18. L'élément de guidage d'huile 18 est constitué de tôle ou de matériau plastique et est relié au premier engrenage par exemple par des soudures par point 19. En variante, l'élément de guidage d'huile 18 peut être relié au premier engrenage 12 par des vis ou par des rivets ou à l'engrenage en tôle 12 par des vis ou par des rivets ou l'élément de guidage en tôle 18 peut être fixé par pression ou enroulé dans une rainure fournie sur le premier engrenage 12. L'élément de guidage d'huile 18 a la forme d'un anneau fermé. La figure 2 représente seulement un segment de l'anneau. Pour améliorer l'effet de transport de l'huile, la surface de l'anneau peut être structurée ou enduite. Le bord extérieur de l'anneau n'a pas besoin d'être circulaire; il peut avoir une forme différente adaptée pour fournir certains effets pour l'élément de guidage d'huile 18. Les engrenages 12, 13 sont pourvus d'un engrenage hélicoïdal de sorte que l'huile est déplacée de façon axiale hors de la zone d'engrènement d'engrenages de façon similaire à l'action dans les pompes à engrenages. A cause de l'inclinaison des engrenages, l'huile est déplacée vers une face des engrenages, par exemple jusqu'à la face avant des engrenages 12, 13 au niveau 2874243 8 duquel côté l'élément de guidage d'huile 18 est agencé (voir figure 3). Dans le carter 16 tel qu'il est représenté sur la figure 2, une structure de récupération d'huile 20 ayant la forme d'un canal 20 est fournie à côté du second engrenage 12 et de l'élément de guidage d'huile 18. L'huile projetée tangentiellement à partir des engrenages 12 et de l'élément de guidage d'huile 18 est récupérée dans le canal 20. Une certaine quantité de l'huile est éclaboussée directement dans le canal 20, une certaine quantité coule vers le bas de la paroi intérieure du carter 16 dans le canal 20. L'arbre d'entrée 11 est également agencé dans le carter 16 et est supporté par des paliers qui ne sont pas représentés. Le canal 20 conduit l'huile récupérée dans celui-ci jusqu'aux paliers de l'arbre d'entrée 11 et jusqu'aux composants 6, 7, 8 de la transmission différentielle intermédiaire d'arbre 23. Le canal 20 est agencé de sorte que l'huile s'écoule jusqu'aux composants destinés à être lubrifiés par gravité. Autant que possible, tous les composants qui ne peuvent pas être directement alimentés en huile provenant du bac d'huile doivent être alimentés en huile par l'intermédiaire du canal 20. L'entraînement par engrenages selon l'invention comprend l'élément de guidage d'huile 18 qui permet un remplissage du canal 20 même à des vitesses de rotation faibles du jeu d'engrenages cylindriques 14, à savoir dans des conditions qui peuvent se produire à des vitesses faibles dans un stade de vitesse très lente. Comme cela représenté sur la figure 2, les creux entre les dentures du second engrenage 13 transportent des volumes d'huile 21 vers le premier engrenage 12. Dans la zone d'engrènement avec le premier engrenage 12, l'huile dans les volumes d'huile 21 est pressée hors des entres-dents de préférence dans la direction vers l'élément de guidage d'huile 18 à cause de l'engrenage hélicoïdal des engrenages 12 et 13, voir figure 3. L'huile atteint l'élément de guidage d'huile 18 et est partiellement renvoyée dans les creux entre les dents de l'engrenage 12 et adhère partiellement à l'élément de guidage d'huile 18. L'huile renvoyée dans les creux entre les dents du premier engrenage 12 et l'huile adhérant à l'élément de guidage d'huile 18 est déplacée vers le canal 20. L'huile projetée à partir de l'engrenage 12 tangentiellement par les forces centrifuges est dirigée partiellement dans le canal 20. D'autre huile coulant vers le bas de la paroi intérieure du carter 16 est également récupérée dans le canal 20. L'ouverture d'admission 22 du canal 20 est agencée de façon radiale à partir de l'engrenage 12 et s'étend au moins sur la largeur b de l'engrenage 12 et l'élément de guidage d'huile 18, voir figure 3. L'ouverture d'admission 22 du canal 20 est agencée aussi près que possible du premier engrenage 12, ou respectivement, l'élément de guidage d'huile 18. Alors également les gouttes d'huile qui, à cause d'une vitesse faible du premier engrenage 12 et de l'élément de guidage 18, ont peu d'énergie cinétique couvriront la distance entre le premier engrenage 12 ou, respectivement, l'élément de guidage d'huile 18 et atteindront l'ouverture du canal d'huile 20. Dans un mode de réalisation qui n'est pas représenté sur les dessins, le jeu d'engrenages cylindriques 14 comprend des dentures droites. Du fait qu'alors l'huile est pressée hors des deux côtés dans la zone d'engrènement des dentures, des éléments de guidage d'huile 16 sont agencés au niveau des deux côtés du premier engrenage 12. En conséquence, l'huile est récupérée au niveau des deux côtés du premier engrenage 12 et est au moins partiellement fournie au canal d'huile 20 pour être utilisée dans la lubrification des divers composants. L'entraînement par engrenages selon l'invention fournit également à des vitesses faibles une lubrification fiable des composants qui ne sont pas agencés dans le bac d'huile tels que les paliers ou sections d'engrenage. L'utilisation de ces éléments de guidage d'huile 18 n'est naturellement pas limitée aux entraînements de distribution 1. L'agencement de l'élément de guidage d'huile 18 associé à un engrenage qui est agencé à l'extérieur du bac d'huile peut être utilisé en association avec un type quelconque d'entraînement par engrenages, par exemple dans des transmissions de changement de vitesse et dans des entraînements industriels, etc. REVENDICATIONS 1. Entraînement par engrenages pour un véhicule motorisé comprenant un premier engrenage (12), un second engrenage (13) engrené avec le premier engrenage (12), et un bac d'huile disposé en dessous du second engrenage (13) de sorte que le second engrenage (13) est partiellement immergé dans le bac d'huile, une structure de récupération d'huile (20) disposée à un niveau plus élevé que le bac d'huile pour récupérer l'huile transportée par le second et le premier engrenages vers le haut hors du bac d'huile, ledit premier engrenage (12) ayant au moins au niveau d'un côté de celuici un élément de guidage d'huile (18) qui s'étend par-dessus la zone d'engrènement de celui-ci avec le second engrenage (13) de façon espacée axialement. 2. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel le premier et le second engrenages (12, 13) sont pourvus d'engrenage hélicoïdal par l'intermédiaire duquel ils sont engrenés l'un avec l'autre. 3. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel un élément de guidage d'huile (18) est agencé au niveau des deux côtés du premier engrenage (12). 4. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel est fournie une structure de récupération d'huile (20) comprenant un canal de récupération d'huile, ledit canal ayant une ouverture de récupération (22) agencée de façon radiale à côté du premier engrenage (12) et de l'élément de guidage d'huile (18). 5. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel l'élément de guidage 2874243 12 d'huile (18) est fermement relié au premier engrenage (12). 6. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel le canal d'huile (20) fournit une huile de lubrification à des paliers et structures d'engrenage disposés au-dessus du bac d'huile. 7. Entraînement par engrenages selon la revendication 1, dans lequel l'entraînement par engrenages fait partie d'un entraînement de distribution de puissance (1). 8. Entraînement par engrenages selon la revendication 7, dans lequel l'entraînement de distribution (1) est disposé dans un carter (16) et les premier et second engrenages (12, 13), la transmission différentielle intermédiaire (23) et une transmission différentielle d'essieu (9) sont tous agencés dans le même carter (16).