Brevet FR3046819A1 — publié le 20170721

- 1 - DISPOSITIF D'ETANCHEITE GLISSANT ENTRE UN CORPS DE POMPE HYDRAULIQUE ET UN ELEMENT DE TRANSMISSION La présente invention concerne le domaine des véhicules 5 automobiles à propulsion hydraulique comprenant un module hydraulique d'entraînement hydraulique d'un essieu, qui comporte d'une part une pompe hydraulique entraînée par le moteur principal du véhicule entraînant un premier essieu du véhicule, et d'autre part un moteur hydraulique recevant la 10 pression hydraulique crée par la pompe, pour entrainer un deuxième essieu. Plus précisément, elle a pour objet un dispositif d'étanchéité glissant entre l'intérieur d'un corps de pompe hydraulique renfermant un premier fluide hydraulique d'une 15 part, et un premier arbre tournant l'intérieur d'un deuxième arbre creux s'étendant au travers du corps de pompe en y étant lubrifié par un deuxième fluide hydraulique distinct du premier d'autre part. Elle a également pour objet un groupe motopropulseur de 20 véhicule comportant un moteur principal qui entraîne les deux roues d'un essieu du véhicule à partir d'arbres relais reliés à un différentiel de transmission, et une pompe hydraulique entraînée à partir du même différentiel de transmission par un arbre creux à l'intérieur duquel tourne un arbre relais de la 25 transmission. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un tel groupe motopropulseur. Lorsqu'une pompe hydraulique tire son mouvement du différentiel de transmission d'un bloc moteur principal, qui 30 répartit le mouvement du moteur entre les deux roues d'un premier essieu, elle est généralement rapportée sur celui-ci, et le plus souvent fixée sur le carter du différentiel. Selon une disposition utilisée dans certaines transmissions à quatre roues motrices purement mécaniques, le 35 mouvement peut être pris par un arbre creux sur le boîtier de différentiel. Cet arbre creux est transversal à l'axe principal du véhicule. Il renferme un arbre relais en 3046819 - 2 direction d'une des roues avant, qui tourne à l'intérieur de celui-ci avec un différentiel de vitesse pouvant atteindre jusqu'à + ou - 300 tours par minute, selon le glissement entre les roues du même essieu. Dans le cas d'une transmission à 5 quatre roues motrices purement mécanique, le mouvement est transféré par un renvoi d'angle à 90° vers l'essieu arrière du véhicule. Dans le cas d'un véhicule à propulsion hydraulique, l'arbre creux peut être l'arbre d'entrée de mouvement d'une pompe hydraulique, qui crée une pression hydraulique 10 d'entraînement à destination de l'essieu arrière, à partir de l'énergie mécanique prélevée sur le différentiel. Une disposition de ce type est montrée sur la figure 1, où l'on reconnaît le bloc moteur 1 d'un véhicule, son différentiel 2, et un corps de pompe 3 fixé par des vis 4 sur 15 celui-ci. Un arbre relais 6, entraîné par le mécanisme du différentiel (non représenté), traverse de part en part la pompe 3, et en ressort au travers d'un couvercle 6b, fixé par des vis 6a sur le corps de pompe. La pompe 3 renferme un fluide fonctionnel mis en circulation au travers d'un circuit 20 hydraulique de pression 3a, 3b, à destination d'un moteur hydraulique (non représenté), entraînant un autre essieu du véhicule. Le mouvement de l'arbre relais 6 est transmis à un arbre de transmission 7 à l'intérieur d'un palier relais, composé du 25 couvercle 6b et d'un roulement 6d, le dirigeant vers une roue (non représentée). A l'intérieur du corps de la pompe 3, l'arbre relais 6 tourne dans un arbre creux 9 (voir figure 2), qui reçoit comme lui son mouvement du différentiel. L'huile de la transmission, lubrifiant le différentiel, est projetée 30 entre l'arbre relais et l'arbre creux, et parvient jusqu'à l'extrémité de ce dernier. La pompe 3 renferme donc son propre fluide fonctionnel, distinct de l'huile de la transmission, et qui ne doit pas se mélanger à celle-ci à l'extrémité de l'arbre creux, en raison de leur nature différente. 35 Comme indiqué sur la figure 2, on trouve à cet emplacement une extrémité de l'arbre creux 9, traversée par l'arbre relais 6, qui se prolonge à l'extérieur de la pompe. Un problème essentiel au bon fonctionnement de la pompe et de 3046819 - 3 - la transmission, est d'assurer une étanchéité entre celles-ci, avant la sortie de l'arbre relais. Les contraintes d'implantation sont, d'une part qu'il existe un différentiel de vitesses entre l'arbre relais et l'arbre creux, lui-même en rotation vis-à-vis du carter de la pompe, et d'autre part que le fluide fonctionnel intérieur de la pompe, ne doit en aucun cas se mélanger à l'huile de lubrification de la transmission, qui s'écoule entre l'arbre relais et l'arbre creux. Enfin, l'écart de diamètres entre l'arbre relais et 10 l'arbre creux, est très étroit pour pouvoir placer un joint d'étanchéité de chaque côté de l'arbre creux. La présente invention vise à réaliser une étanchéité entre la pompe et l'arbre relais à l'extrémité de l'arbre creux traversant celle-ci, dans un environnement 15 particulièrement contraint. Dans ce but, elle propose un dispositif d'étanchéité glissant composé d'un premier joint présentant une armature rigide fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple en appui glissant sur l'arbre relais, et d'un 20 deuxième joint qui est fixé sur le carter de la pompe et présente une lèvre souple en appui glissant sur la portée extérieure de l'armature du premier joint. L'étanchéité de la pompe hydraulique et de la transmission à la sortie de l'arbre relais, sont ainsi 25 assurées grâce à un dispositif particulièrement compact, dans lequel les deux joints sont au moins en partie superposés radialement autour de l'arbre relais. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de 30 celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue extérieure de groupe motopropulseur avec une pompe hydraulique rapportée sur le différentiel, et - la figure 2, illustre le dispositif d'étanchéité 35 proposé. Sur la figure 2, on a représenté en coupe partielle le corps de pompe 3 (sans son mécanisme intérieur), en indiquant cependant par une flèche Fl, l'arrivée de l'huile dans le 3046819 - 4 - secteur de son roulement intérieur 3d. L'arbre relais 6 et l'arbre creux 9 sont également représentés. L'arbre relais 6 est supporté par son couvercle 6b, dans des roulements 6d retenus par des « circlips » 6c. L'arrivée de l'huile de 5 transmission vers l'extrémité de l'arbre creux 9, est indiquée par une flèche F2. Le dispositif d'étanchéité glissant 10 proposé, est disposé à l'intérieur du couvercle de l'arbre relais 6b, fixé sur le corps de la pompe 3. La pompe renferme un premier fluide hydraulique. L'arbre relais 6 tourne à l'intérieur de l'arbre creux 9 qui s'étend au travers du corps de pompe. Il y est lubrifié par l'huile de la transmission, qui constitue un deuxième fluide hydraulique distinct du premier. L'arbre relais 6 sort de la pompe au travers de son couvercle 6b, dans lequel il est supporté par un roulement 6d, extérieur au corps de pompe. Le roulement 6d est à l'air, et n'est pas lubrifié. Le dispositif d'étanchéité glissant 10 proposé, est composé de deux joints 11, 15. Le premier joint 11 présente une armature rigide 12 fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple llb en appui glissant sur l'arbre relais 6. Le deuxième joint 15 est fixé sur le carter 3c de la pompe 3. Il présente une lèvre souple 15a en appui glissant sur une portée extérieure de l'armature 12 du premier joint. Ce dispositif est disposé à l'intérieur du couvercle d'arbre relais 6b fixé sur le corps de pompe 3. L'armature 12 comporte une première portée cylindrique 12a fixée sur l'arbre creux 9, raccordée à 90° sur une deuxième portée 12b orientée radialement vers l'intérieur, plaquée contre l'extrémité de l'arbre creux. La deuxième portée 12b de l'armature est insérée dans un corps du joint lia en matériau élastomère intégrant la lèvre souple llb en appui glissant contre l'arbre relais 6. L'armature 12 est de préférence métallique. Dans ce cas, elle peut être frettée sur l'arbre creux 9. Comme indiqué plus haut, l'invention s'étend à un groupe motopropulseur (GMP) de véhicule, comportant un moteur principal qui entraîne les deux roues d'un essieu du véhicule à partir d'arbres relais reliés à un différentiel de 3046819 - 5 - transmission, une pompe hydraulique entraînée à partir du même différentiel de transmission par un arbre creux à l'intérieur duquel tourne un des arbres relais de la transmission, et le dispositif d'étanchéité proposé. Dans ce GMP, le dispositif 5 d'étanchéité glissant assure une double étanchéité, celle de la transmission et celle de la pompe, dans un encombrement particulièrement réduit, puisque les deux joints sont partiellement superposés radialement autour de l'arbre relais 6. Sans sortir du cadre de l'invention, il est aussi possible 10 qu'ils se superposent entièrement, dans un mode de réalisation non représenté, si la position relative du carter de pompe 3c et de l'extrémité de l'arbre creux 9 le permet. Un autre essieu du véhicule peut ainsi être entraîné grâce à la pression hydraulique fournie par la pompe, sans 15 problème d'étanchéité, ou de mélange d'huiles, au niveau de la sortie de l'arbre relais qui traverse la pompe. REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchéité glissant (10) entre l'intérieur d'un corps de pompe hydraulique (3) renfermant un 5 premier fluide hydraulique d'une part, et un arbre relais (6) tournant à l'intérieur d'un arbre creux (9) s'étendant au travers du corps de pompe en y étant lubrifié par un deuxième fluide hydraulique distinct du premier d'autre part, caractérisé en ce qu'il est composé d'un premier joint (11) 10 présentant une armature rigide (12) fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple (11b) en appui glissant sur l'arbre relais (6), et d'un deuxième joint (15) qui est fixé sur le carter (3c) de la pompe (3) et présente une lèvre souple (15a) en appui glissant sur une 15 portée extérieure de l'armature (12) du premier joint (11). 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature (12) est métallique. 3. Dispositif d'étanchéité (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'armature (12) est frettée sur 20 l'arbre creux (9). 4. Dispositif d'étanchéité (10) selon la revendication 1 2, ou 3, caractérisé en ce que l'armature (12) comporte une première portée cylindrique (12a) fixée sur l'arbre creux (9), raccordée à 90° sur une deuxième portée (12b) orientée 25 radialement vers l'intérieur, plaquée contre l'extrémité de l'arbre creux (9). 5. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième portée (12b) de l'armature est insérée dans un corps de joint (11a) en matériau 30 élastomère intégrant la lèvre souple (11b). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux joints (11, 15) sont au moins en partie superposés radialement autour de l'arbre relais (6). 35 7. Dispositif d'étanchéité (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est disposé à l'intérieur d'un couvercle d'arbre relais (6b) fixé sur le corps de pompe (3). 3046819 - 7 - 8. Groupe motopropulseur de véhicule comportant un moteur principal (1) qui entraîne les deux roues d'un essieu du véhicule à partir d'arbres relais (6) reliés à un différentiel de transmission, et une pompe hydraulique (3) entraînée à partir du même différentiel par un arbre creux (9) à l'intérieur duquel tourne un des arbres relais (6) de la transmission, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'étanchéité (10) conforme à l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un groupe motopropulseur conforme à la revendication 8. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un module de propulsion 15 hydraulique entraînant un autre essieu du véhicule grâce à la pression hydraulique fournie par la pompe (3).