Brevet FR3048747A1 — publié le 20170915

- 1 - SYSTEME DE LUBRIFICATION DE ROULEMENTS ET CARTER DE DIFFERENTIEL La présente invention concerne les différentiels de transmission, notamment pour véhicule routier, et particulièrement le problème de la lubrification des roulements de différentiel, et des bagues dynamiques qui assurent l'étanchéité du carter de différentiel ou de mécanismes, avec les arbres de transmission transmettant le mouvement du différentiel aux roues du véhicule. Plus précisément, cette invention a pour objet un système de lubrification de roulement d'une sortie de différentiel tournant dans un carter, par guidage de l'huile raclée autour du boîtier de différentiel sur une partie conique du carter en direction du roulement. Elle a également pour objet un carter de mécanismes et un carter d'embrayage et de différentiel de boîte de 20 vitesses, ainsi qu'une boîte de vitesses comportant ces carters. Les roulements qui guident en rotation la ligne de différentiel d'une boîte de vitesses, ont besoin d'être lubrifiés, dès lors que le véhicule est en mouvement. Il en 25 est de même pour les bagues à lèvres dynamiques qui assurent l'étanchéité avec les arbres de transmission. Par la publication US 6 186 277, on connaît un carter de différentiel avec des déflecteurs d'huile intégrés à sa paroi intérieure. Ces déflecteurs permettent d'orienter 30 l'huile projetée à l'intérieur du carter vers les paliers de roulement des arbres de transmission aux deux sorties du carter. Dans les architectures contemporaines, l'espace disponible entre le carter et le boîtier de différentiel est très limité, au point qu'ils sont presque jointifs. Dans ces 35 conditions, l'ajout de déflecteurs à l'intérieur du carter est pratiquement impossible, ou du moins extrêmement difficile à réaliser, que ce soit par l'intégration de déflecteurs dans la paroi même du carter, ou l'ajout de 3048747 - 2 - pièces rapportées, fixées intérieurement sur la paroi du carter. L'invention vise à orienter efficacement l'huile raclée sur la paroi intérieure conique du carter vers les 5 zones à lubrifier. Elle propose à cet effet d'acheminer l'huile en direction du roulement, par un canal brut de fonderie dans la paroi intérieure du carter, débouchant à mi-hauteur du roulement. 10 De préférence, l'huile est acheminée dans le fond du carter par la paroi basse du canal. Le système de lubrification proposé, trouve une application non limitative sur un carter de mécanismes, ou sur un carter d'embrayage et de différentiel, de boîtes 15 de vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures lA et 1B illustrent un premier aménagement de carter pour lubrifier les roulements de transmission, - les figures 2A et 2B illustrent l'aménagement de carter préféré par l'invention, et - les figures 3A et 3B présentent une variante de ce dernier. Sur la figure 1A, qui est une vue, côté boîte, d'un carter d'embrayage et de différentiel (1a, lb), on aperçoit l'ouverture de passage 2 de l'arbre de transmission droit, d'un essieu avant de véhicule. Une flèche f, indique le sens de rotation du boîtier de différentiel (non représenté), en marche avant. Sur la paroi interne du carter de différentiel lb, on distingue une nervure brute 3, en position haute, destinée à racler d'huile entraînée par le boîtier du différentiel, et une gorge, ou canal 4, amenant l'huile raclée par la nervure 3, vers l'ouverture 2. A côté de la nervure 3, apparaît un bossage 5 correspondant à une avancée 3048747 - 3 du mécanisme d'embrayage (non représenté) en arrière du carter lb. Sur la coupe verticale de la figure 1B, on a représenté le roulement de différentiel droit 6 que l'on 5 cherche à lubrifier. Le chemin théorique voulu le long de la nervure 3, pour amener l'huile derrière le roulement droit 6, est indiqué en traits interrompus. Le chemin constaté lors d'essais est indiqué par une flèche en traits pleins : on constate en effet à l'usage, que l'huile tombe par 10 gravité sur le bossage 5, avant d'arriver au fond du carter. Dans ces conditions, la lubrification du roulement n'est pas assurée. Dans cet exemple, comme dans de nombreuses autres architectures, le carter renfermant le mécanisme de la boîte 15 de vitesses, ou carter de mécanismes, présente la sortie de différentiel vers la roue avant gauche, avec le roulement de différentiel gauche. Le carter d'embrayage et de différentiel porte alors le roulement droit. La méthode consiste à racler l'huile entraînée en rotation par le 20 boitier de différentiel, et à la guider derrière le roulement. Le canal 4 débouche en partie haute du palier, afin de maximiser par gravité, le débit d'huile entrant derrière le roulement. L'intérêt de cette disposition est économique, puisqu'elle se limite à un aménagement 25 directement issu du carter brut en fonderie. Ses limites tiennent à la forme particulière, essentiellement conique, du carter, dans la zone des carters, qui loge le boîtier de différentiel. En effet, une part importante de l'huile retombe sur le boîtier de différentiel par gravité, avant 30 d'atteindre le roulement au fond du carter. La figure 2A et son agrandissement de la figure 2B montrent un carter de mécanismes 7, l'ouverture de passage 2 de l'arbre de transmission gauche, et le roulement 6. Comme sur la figure 1, on a indiqué par une flèche f, le sens de 35 rotation de l'arbre de transmission en marche avant. Un canal brut de fonderie 4 est ménagé dans la paroi intérieure du carter, pour acheminer l'huile en direction du roulement. Par rapport aux exemples précédents, l'orientation du canal 3048747 - 4 - brut de fonderie 4 dans la paroi intérieure du carter est modifiée. Il débouche à mi-hauteur du roulement 6, et non en haut. L'huile peut être raclée sur le boîtier de différentiel de la même manière que précédemment, par 5 exemple par une nervure (non reproduite sur ces schémas). Une partie de l'huile ainsi captée est acheminée vers le roulement gauche par l'intermédiaire de la paroi basse du canal 4a, comme indiqué sur la figure 2B. En raison des contraintes de démoulage du carter, un 10 dénivelé positif doit être gravi par l'huile pour atteindre le fond du carter. Afin d'augmenter l'efficacité de la solution une dépouille réduite (0,5° à 1° au lieu des 2° habituels), doit être réalisée dans cette zone. En considérant une longueur de canal maximale de 80 mm (valeur 15 enveloppe connue), le dénivelé est inférieur à 1 mm. La dynamique imprimée au flux d'huile lors du raclage, ainsi que le niveau d'huile généré dans le canal 4, permettent d'alimenter le fond du carter. Une partie importante de l'huile peut ainsi atteindre l'arrière du roulement, en 20 direction de la sortie du carter. Cette solution répond au besoin fonctionnel de lubrification des roulements de palier du différentiel pour un coût faible, car elle n'introduit aucune pièce rapportée, ni de moyen de fixation associé à celle-ci. L'absence de 25 pièce rapportée simplifie également l'assemblage de la boîte. Selon l'implantation du boîtier de différentiel, elle est applicable sur le carter d'embrayage différentiel (CED), sur le carter de mécanismes (CM), ou sur les deux. Afin d'augmenter l'efficacité du système de 30 lubrification, la forme du canal peut être optimisée, par exemple en ajoutant un élément complémentaire de guidage d'huile 8, comme dans l'exemple non limitatif de la figure 3A et de la figure 3B, qui est un agrandissement de celle-ci. L'élément de guidage 8 s'avance à partir du fond du 35 canal, en direction de l'intérieur du carter 7, afin de mieux canaliser l'huile. Ce système de lubrification s'intègre notamment dans un carter de mécanismes, ou dans un carter d'embrayage et de 3048747 - 5 - différentiel de boîte de vitesses. Une boîte de vitesses peut ainsi intégrer un système de lubrification conforme à l'invention, dans chacun de ses carters. 5 REVENDICATIONS1. Système de lubrification de roulement (6) d'une sortie de différentiel tournant dans un carter (1, 7), par guidage de l'huile raclée autour du boîtier de différentiel sur une partie conique du carter en direction du roulement (6), caractérisé en ce que l'huile est acheminée en direction du roulement par un canal brut de fonderie (4) dans la paroi intérieure du carter, qui débouche à mi-hauteur du roulement. 2. Système de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'huile est acheminée dans le fond du carter par la paroi basse (4a) du canal (4). 3. Système de lubrification, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'huile gravit un dénivelé positif pour atteindre le fond du carter (1, 7). 4. Système de lubrification selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une partie de l'huile atteint l'arrière du roulement (6) en direction de la sortie du carter (1, 7). 5. Système de lubrification selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en plus un élément complémentaire (8) qui s'avance à partir du fond du canal (4), en direction de l'intérieur du carter (1, 7,) afin de mieux canaliser l'huile en direction du roulement (3). 6. Carter de mécanismes de boîtes de vitesses caractérisé en ce qu'il comporte un système de lubrification de roulement de sortie de différentiel conforme à l'une des revendications précédentes. 7. Carter d'embrayage et de différentiel, caractérisé en 30 ce qu'il comporte un système de lubrification de roulement de sortie de différentiel conforme à l'une des revendications 1 à 5. 3048747 - 7 - 8. Boîte de vitesses, caractérisée ce qu'elle comporte un carter de mécanismes et/ou un carter d'embrayage et de différentiel, conforme aux revendications 6 ou 7.