Brevet FR3059753A1 — publié le 20180608

- 1 - DISPOSITIF DE GUIDAGE D'HUILE DE LUBRIFICATION A L'INTERIEUR D'UN ARBRE CREUX DE BOITE DE VITESSES La présente invention se rapporte à la lubrification des boîtes de vitesses mécaniques à arbres parallèles, et plus précisément, à la lubrification d'un empilement de pignons sur un arbre creux de boîte de vitesses par un flux d'huile circulant à l'intérieur de celui-ci. Elle a pour objet un dispositif de guidage d'huile de lubrification dans un arbre creux de boîte de vitesses, comportant un déflecteur de récupération d'huile coiffant au moins partiellement l'extrémité de l'arbre et de ses roulements, raccordé à une canule d'introduction engagée dans l'extrémité de l'arbre creux. La distribution de l'huile dans une boîte de vitesses peut s'effectuer à l'aide d'une goulotte de collecte et de distribution de l'huile, en position haute de la boîte. Après récupération des projections d'huile générées par les pignons de la boîte, la goulotte guide l'huile, par gravité, jusqu'à un déflecteur, situé dans l'axe de l'arbre creux supportant les pignons fous à lubrifier. Comme décrit la publication FR 2 879 709, l'huile peut pénétrer dans l'arbre par une canule pénétrant dans l'arbre creux à l'une de ses extrémités. La canule est raccordée à un déflecteur à parois en V. Elle rassemble l'huile ruisselant le long des parois du déflecteur, et l'introduit à l'intérieur de l'arbre creux. Dans certaines architectures de boîte de vitesses, la collecte de l'huile pour l'arbre creux portant les pignons à lubrifier, ne peut d'effectuer par le haut, en raison de la difficulté à faire remonter l'huile dans la boîte, et à la récupérer en haut de celle-ci. La présente invention vise à faciliter la remontée du flux d'huile projeté par la rotation des arbres de la boîte, ainsi que sa collecte par un déflecteur en direction d'une canule d'alimentation du centre d'un arbre creux. 3059753 - 2 - Dans ce but, elle propose un dispositif de guidage muni d'un déflecteur présentant plusieurs zones fonctionnelles : une zone obturée pour optimiser le volume de 5 remplissage du palier, - une zone découpée pour récupérer le lubrifiant en provenance du bas de la boîte de vitesses, - une zone de remontée du lubrifiant par entrainement en rotation, et 10 - une ouverture en V pour la collecte du lubrifiant par des racleurs et l'orientation du flux vers la canule. De préférence, le déflecteur présente également une zone de mise à l'air du palier, permettant l'échappement de 15 l'air contenu dans l'arbre et derrière le déflecteur. La présente invention sera mieux comprise 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 : 20 - la figure 1 illustre la circulation d'huile gravitaire guidée par une goulotte et un déflecteur vers un arbre creux de boîte de vitesses, - la figure 2, illustre la lubrification d'un arbre creux par alimentation basse, 25 - la figure 3 met en évidence les principales zones fonctionnelles du dispositif de guidage proposé, - la figure 4, montre le dispositif proposé, et - la figure 5 indique les aménagements correspondants du carter de boîte. 30 La figure 1 présente une coupe transversale de carter la de boîte de vitesses 1, montrant une goulotte 14 et un déflecteur de lubrification 2 par le haut de la boîte. La goulotte 14 est placée dans la partie supérieure de la boîte 1, au-dessus de l'arbre creux à alimenter en 35 huile. Le déflecteur 2 a une ouverture en V, et débouche dans une canule 3 concentrique à l'arbre. La flèche f, indique le trajet du lubrifiant de la goulotte 14, vers la 3059753 - 3 - canule 3. La figure 2 illustre un autre type de boîte de vitesses, dans laquelle les projections d'huile dans la partie haute de la boîte sont inexistantes, de sorte que 5 l'alimentation en huile n'est réalisable que par le dessous de l'arbre creux. Sans goulotte ou déflecteur, la rotation de l'arbre 4 crée une obturation tourbillonnaire empêchant l'entrée de l'huile dans celui-ci. La mise en place d'un déflecteur est donc nécessaire pour briser l'effet 10 tourbillonnaire créé par la rotation de l'arbre, et permettre une alimentation par le centre de l'arbre. Le déflecteur est disposé en face d'une gorge 9 d'amenée de l'huile pour bénéficier de l'énergie cinétique du flux. Pour que le lubrifiant parvienne en quantité suffisante 15 dans la canule, sa disposition et son orientation doivent donc être choisies avec soin. Le dispositif de guidage d'huile de lubrification dans un arbre creux de boîte de vitesses de l'invention, qui fait l'objet de la figure 4, comporte un déflecteur 2 20 de récupération d'huile, coiffant au moins partiellement l'extrémité de l'arbre et de ses roulements. Il est raccordé à une canule d'introduction 3 engagée dans l'extrémité de l'arbre creux. En référence à la figure 3, ce nouveau déflecteur, 25 présente plusieurs zones fonctionnelles : - une zone a, obturée pour optimiser le volume de remplissage du palier, - une zone b, découpée pour récupérer le lubrifiant en provenance du bas de la boîte de vitesses, 30 - une zone c, de remontée du lubrifiant par entrainement en rotation, - une ouverture en V (zone d) pour la collecte du lubrifiant par des racleurs, et l'orientation du flux vers la canule. 35 La première zone fonctionnelle (zone a) ne participe pas directement à l'alimentation de l'arbre en lubrifiant : elle est obturée pour optimiser le volume de remplissage du 3059753 - 4 - palier 10. Dans la zone c, le lubrifiant est entrainé en rotation vers le haut par les pièces tournantes. Le palier du carter présente également des aménagements particuliers : 5 - une zone e, de mise à l'air du palier permettant l'échappement de l'air contenu dans l'arbre et dans la zone du déflecteur, - une zone f, d'indexage du déflecteur dans le palier. 10 La zone d'obturation a, a pour fonction d'optimiser le volume de carburant entrant dans le palier de l'arbre creux. Elle est matérialisée par un rebord d'entrée circulaire 6 du déflecteur 2. Les aménagements du carter de boîte la et du 15 déflecteur 3 visibles sur les figures 4 et 5, sont prévus pour introduire de l'huile à l'intérieur d'un arbre creux (non représenté) tournant dans le sens horaire. Un conduit d'amenée du lubrifiant 9 dans la zone a, est visible sur la figure 5. Il est réalisé dans la masse du carter la. Le 20 déflecteur 2 présente une paroi de positionnement 4 vis-à- vis du palier 9, dans laquelle est découpée une ouverture 4a correspondant à la zone de récupération d'huile b. Celle-ci fait face à la gorge 9. L'entrée du lubrifiant se fait par l'ouverture 4a de la paroi de positionnement 4. 25 Une poche limitant le volume de lubrifiant dans le déflecteur est créée, grâce l'obturation partielle du volume par un rebord d'entrée 6, dont la paroi est proche des pièces tournant avec l'arbre. L'ouverture 4a et le rebord d'entrée 6, permettent un remplissage efficace de la 30 zone fonctionnelle de récupération b. La remontée du lubrifiant (zone c) est facilitée par la paroi lisse 2a du déflecteur 3, dont on peut régler la proximité avec les pièces tournantes en vis-à-vis pour d'optimiser le débit arrivant dans le V formé par les flancs 7,8 de la paroi 2a. 35 La collecte du lubrifiant dans la canule s'effectue dans la zone d. 3059753 - 5 - La rotation de l'arbre dans le sens horaire, met le lubrifiant en rotation dans le même sens. Le lubrifiant entraîné en rotation remonte. Il est projeté sur des racleurs 8a, 8b du déflecteur (cf. figure 4) et le fond 10a 5 du palier 10 (cf. figure 5) découvert partiellement par l'ouverture en V du déflecteur. Le lubrifiant arrêté par les racleurs 8a et 8b ruissèle le long des flancs 7, 8, et sur fond du palier 10a. Il est récupéré par la canule 3. Les racleurs 8a, 8b du déflecteur 2 sont disposés sur au 10 moins un flanc 8 de son ouverture d. Ils peuvent s'étendre sur toute la hauteur du flanc 8, dans la mesure où les pièces en vis-à-vis le permettent. Enfin, le flanc 8 opposé au sens de rotation de l'arbre, permet de récupérer le flux d'huile renvoyé par le racleur 3d, grâce à la force de 15 projection du lubrifiant. Comme indiqué plus haut, le déflecteur 2 présente une zone le de mise à l'air du palier e, qui permet l'échappement de l'air contenu dans l'arbre et derrière le déflecteur. Dans cette zone, le palier 10 présente une 20 gorge 13 pour permettre l'échappement vertical de l'air présent dans la zone. Le V du déflecteur est ouvert en face de la gorge 12, pour faciliter le dégazage. Enfin, un indexage du déflecteur est nécessaire pour orienter correctement le V (flancs 7, 8 du déflecteur), et 25 pour s'assurer que la zone de récupération b du lubrifiant soit en face de la gorge d'arrivée d'huile 7 du carter de mécanismes la, de la boîte. L'indexage de la zone de récupération b est réalisé dans la zone f, par une encoche 11 dans le fond du palier 10a, et par un téton d'indexage 30 12 sur le déflecteur 2. Le téton 12 est porté par exemple par la paroi de positionnement 4a du déflecteur sur le palier 10. Le dispositif de guidage d'huile proposé, peut être fabriqué par diverses méthodes, notamment par injection 35 plastique, en impression 3D par fil plastique, en tôle emboutie et assemblage soudé, etc. Il n'a qu'un seul sens montage déterminant l'orientation du déflecteur dans le palier. 3059753 - 6 - Ses avantages principaux sont les suivants : - la suppression du risque d'usure des pignons portés par l'arbre, pour lesquels le dispositif de lubrification a été créé, 5 - l'optimisation de la vitesse d'alimentation en huile de l'arbre creux, et - la persistance de l'alimentation en huile dans toutes les configurations d'utilisation du véhicule, accélération, inclinaison, etc. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif de guidage d'huile de lubrification dans un arbre creux de boîte de vitesses (1), comportant un 5 déflecteur (2) de récupération d'huile coiffant au moins partiellement l'extrémité de l'arbre et de ses roulements, raccordé à une canule d'introduction (3) engagée dans l'extrémité de l'arbre creux, caractérisé en ce que le déflecteur (2) présente les zones fonctionnelles suivantes 10 - une zone (a) obturée pour optimiser le volume de remplissage du palier - une zone (b) découpée pour récupérer le lubrifiant en provenance du bas de la boîte de vitesses, 15 - une zone (c) de remontée du lubrifiant par entrainement en rotation, - une ouverture en V (d) pour la collecte du lubrifiant par des racleurs et l'orientation du flux vers la canule. 20 2. Dispositif de guidage d'huile de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déflecteur (2) présente une zone (e) de mise à l'air du palier, permettant l'échappement de l'air contenu dans l'arbre et derrière le déflecteur (2). 25 3. Dispositif de guidage d'huile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le déflecteur (2) présente une paroi de positionnement (4) vis-à-vis du palier (5) dans laquelle est découpée une ouverture (4a) correspondant à la zone de récupération d'huile (b). 30 4. Dispositif de guidage d'huile selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la zone d'obturation (a) est matérialisée par un rebord d'entrée circulaire (6) du déflecteur (2). 5. Dispositif de guidage d'huile de lubrification 35 selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les racleurs (2a, 2b, 2c) du déflecteur (2) sont disposés sur un flanc (8) de son ouverture (d). 3059753 - 8 6. Dispositif de guidage d'huile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les racleurs (8a, 8b), s'étendent sur toute la longueur d'un flanc (8). 7. Dispositif de guidage d'huile selon, l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de récupération d'huile (b) fait face à une gorge d'arrivée d'huile (9) du carter de mécanismes (1a) de la boîte de vitesses (1). 8. Dispositif de guidage d'huile selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'indexage de la zone de récupération (b) est réalisé par une encoche (11) dans le fond du palier (10) de l'arbre creux et un téton d'indexage (12) sur le déflecteur (2). 9. Dispositif de guidage selon la revendication 8, 15 caractérisé en ce que le téton d'indexage (12) est porté par la paroi de positionnement (4) du déflecteur sur le palier (10). 10. Dispositif de guidage selon l'une des revendications, caractérisé en ce que le palier (10) 20 présente une gorge (13) pour permettre l'échappement vertical de l'air.