Brevet FR3052215A1 — publié le 20171208

CIBLE ANNULAIRE DE CAPTEUR DE ROTATION [0001] L'invention porte sur une cible annulaire de capteur de rotation intégrée dans une boîte de vitesses, et sur un véhicule comprenant une telle boîte de vitesses. [0002] L'invention vise notamment mais pas limitativement, des applications dans le domaine des systèmes de transmission des véhicules automobiles et en particulier les boîtes de vitesses de ces véhicules. [0003] Dans ce domaine, une lubrification efficace des pièces tournantes conditionne la durée de vie des transmissions, ainsi qu'une limitation des pertes mécaniques par frottement. Des organes complexes, comme les boîtes de vitesses, sont sensibles à ces deux phénomènes de par le nombre important de pièces ajustées en rotation dans un environnement contraint mécaniquement et thermiquement, par exemple les engrenages et les roulements. Le circuit de lubrification d'une telle boîte de vitesses comprend le plus souvent des engrenages réalisant une lubrification par barbotage dans une réserve 16 d'huile, l'huile étant alors projetée sur un carter ou couvercle de carter de boîte de vitesses, puis collectée par gravité et orientée vers des organes comme les roulements. [0004] Les boîtes de vitesses sont, en outre, de plus en plus souvent équipées de dispositifs de prise d'information de vitesse sur l'arbre primaire. Ceci permet, par exemple, pour un calculateur pilotant un embrayage, d'obtenir la vitesse de rotation de l'arbre primaire et de la comparer à une vitesse de rotation d'un moteur de propulsion, et d'en déduire, par comparaison de ces deux vitesses, un glissement de l'embrayage. Ces boîtes de vitesses peuvent être couplées à un ou plusieurs moteurs, comme un moteur thermique et un moteur électrique de propulsion pour un véhicule hybride, le couplage entre ces boîtes de vitesses et ces moteurs étant réalisé le plus souvent par au moins un de ces embrayages pilotés. [0005] Dans ce but, il est connu d'utiliser des cibles annulaires de capteur de rotation sur un arbre primaire de boîte de vitesses, la cible étant liée à l'arbre primaire, et le capteur étant fixé sur un carter ou couvercle de la boîte de vitesses. De telles cibles sont connues pour avoir une jante pleine ou ajourée. [0006] Le document de brevet FR-A-2 739 672 divulgue un dispositif de prise d'information de vitesse sur l'arbre primaire d'une boîte de vitesses à l'aide d'un capteur détectant le passage d'une cible métallique liée en rotation audit arbre primaire. 3052215 2 [0007] Un inconvénient de ces cibles est que même avec la jante ajourée, la cible étant en rotation avec l'arbre primaire, il est difficile, voire impossible que l'huile ou un brouillard d'huile puisse traverser la jante de la cible dans une direction axiale à cette cible. Ceci implique soit des difficultés d'implantation de cette cible dans la boîte de vitesses, soit une 5 lubrification altérée d'organes masqués par cette cible, comme un roulement de l'arbre primaire, soit encore, un circuit de lubrification complexe venant d'un arbre creux. [0008] Le document de brevet DE-A-102009012579 divulgue une cible dont la géométrie forme des écopes sur sa circonférence, permettant de remonter l'huile par barbotage. [0009] Un inconvénient de cette cible est que l'huile n'est projetée que radialement, et ne 10 favorise pas la lubrification des organes situés axialement à proximité. Un autre inconvénient vient du fait que cette lubrification par barbotage diminue le rendement de la transmission en augmentant sa traînée. [0010] Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités. [0011] A cet effet, l'invention a pour objet une cible annulaire d'un capteur de rotation 15 dans une atmosphère lubrifiante, comportant des écopes et une jante, la jante ayant une première face amont et une deuxième face aval, les écopes étant en saillie de la première face amont et chacune en correspondance d'un trou traversant la jante, les écopes étant en outre toutes orientées selon un sens de rotation déterminé de la cible. [0012] On entend par atmosphère lubrifiante dans tout ce document, une atmosphère 20 chargée en lubrifiant, comme de l'huile, c'est-à-dire un gaz contenant des gouttelettes de lubrifiant, des projections de lubrifiant, des jets de lubrifiant, des vapeurs de lubrifiant, ou formant un bouillard de lubrifiant, mais restant un gaz. [0013] Les termes amont et aval doivent être compris dans tout ce document, par rapport au sens du gaz traversant la jante. La face amont est la face de la jante du coté 25 qui capte le gaz, la zone amont étant tout le volume en amont de la face amont et délimité par au moins un plan confondu à la face amont, la face aval étant la face de la jante du côté du refoulement du gaz, la zone aval étant tout le volume en aval de la face aval et délimité par au moins un plan confondu à la face aval. [0014] En effet, dans cette atmosphère lubrifiante, les écopes en saillie de la face amont 30 et orientées selon le sens de rotation de la cible déterminé, vont capter le gaz de l'atmosphère lubrifiante sous l'effet de la rotation de la cible, gaz qui va traverser la jante 3052215 3 par les trous en passant de de la face amont à la face aval. Le gaz est alors forcé à travers la jante et un mouvement de convection du gaz se crée entre une zone amont du coté de la face amont, et une zone aval du coté de la face aval. Ce gaz étant chargé en lubrifiant, la quantité de lubrifiant de la zone aval sera augmentée. 5 [0015] Ainsi, on voit que cette réalisation permet le passage de lubrifiant à travers la jante de la cible, ce qui permet une implantation de la cible plus aisée dans un environnement nécessitant une lubrification de la zone aval. En outre, la rotation de la cible dans le gaz génère une traînée bien moindre qu'une rotation de la cible dans un bain d'huile pour une lubrification par barbotage. 10 [0016] Dans un mode de réalisation, les écopes forment des ouïes à travers la jante. [0017] En effet, cette forme est une réalisation simple des écopes, garantissant néanmoins l'efficacité de ces dernières. [0018] Dans un mode de réalisation, le capteur de vitesse est positionné en vis-à-vis des écopes, les écopes étant les parties de la cible détectées par le capteur de vitesse. 15 [0019] En effet, ces écopes en saillie de la face amont, sont des excroissances qui peuvent servir avantageusement pour la détection de la vitesse, le capteur de vitesse étant alors positionné en vis-à-vis de ces excroissances. Les écopes ont alors une double fonction de lubrification et de détection, ce qui permet d'alléger la cible et de la réduire en encombrement. 20 [0020] Dans une variante, la cible comporte un anneau magnétique ou à échancrures solidaire de la jante, le capteur de vitesse étant positionné en vis-à-vis de l'anneau, ce dernier étant la partie de la cible détectée par le capteur de vitesse. [0021] Dans un mode de réalisation, la cible annulaire est constituée d'une tôle d'acier emboutie. 25 [0022] En effet, la tôle en acier permet la réalisation de la cible en une seule pièce, car l'emboutissage, particulièrement adapté pour les pièces en tôle, permet le poinçonnage et le découpage de la tôle pour réaliser les écopes et les trous dans la même tôle et accessoirement en même temps. On notera qu'il est alors avantageux d'utiliser un capteur de type magnétique ou électromagnétique, qui vient détecter soit les écopes, soit les 3052215 4 échancrures ou des évidements réalisés dans l'anneau, cet anneau étant alors la continuité de la jante et réalisé dans cette même tôle. [0023] Dans une variante, cet anneau est rapporté sur la jante en tôle d'acier, notamment par serrage, soudage, clippage, ou sertissage. 5 [0024] Dans une variante, la jante est en polyamide et réalisée en une seule pièce par moulage avec les écopes. [0025] Dans une variante, la jante en polyamide comprend un moyeu de centrage renforcé par une âme métallique. [0026] L'invention a également pour objet une boîte de vitesses d'un véhicule 10 comprenant un arbre primaire, avec la cible précédemment décrite solidaire de l'arbre primaire. [0027] En effet, l'arbre primaire, qui est aussi l'arbre d'entrée lié en rotation à l'embrayage d'un moteur, tourne principalement dans le même sens, et toujours dans le même sens pour un moteur thermique. Les écopes étant orientées selon le sens de 15 rotation déterminé de la cible, la lubrification de la zone aval est dégradée si la cible tourne dans un sens opposé au sens déterminé, de sorte qu'il est avantageux de positionner cette cible sur l'arbre primaire tournant majoritairement voir toujours dans le sens déterminé. [0028] Selon un mode de réalisation, la boîte de vitesses comprend un organe tournant 20 par rapport à l'arbre primaire, et la cible jouxte l'organe par la deuxième face aval. [0029] On entend par l'expression « la cible jouxte l'organe » dans tout ce document, le fait que la cible soit à proximité de l'organe et que le gaz chargé en huile et propulsé par la cible puisse atteindre cet organe. [0030] En effet, la lubrification est utile lorsqu'il y a un mouvement relatif entre deux 25 pièces. Dans ce mode de réalisation, le mouvement relatif est un mouvement de rotation entre l'arbre primaire et l'organe. En outre, le gaz chargé en huile traversant la jante permet d'apporter cette lubrification dans la zone aval, et permet donc de lubrifier un organe jouxtant la cible par la face aval, c'est-à-dire se trouvant dans la zone aval. [0031] Selon un mode de réalisation, l'organe est un roulement de l'arbre primaire. 3052215 5 [0032] En effet, ce type d'organe nécessite une lubrification suffisante mais pas excessive, et qui est délicate à déterminer par les moyens numériques actuels. La cible de l'invention, lorsqu'elle jouxte ce roulement, permet une telle lubrification. [0033] Dans une variante, l'organe est un roulement d'un pignon fou de l'arbre primaire. 5 [0034] Selon un mode de réalisation, la boîte de vitesses comprend un carter de boîte de vitesses logeant un palier de l'arbre primaire à proximité d'une extrémité de l'arbre primaire, le carter est fermé par un couvercle du coté de l'extrémité, le couvercle a une réserve de lubrifiant collecté, et une arrivée de lubrifiant de la réserve de lubrifiant collecté pour l'organe débouche à proximité des écopes, du côté de la face amont. 10 [0035] En effet, dans la boîte de vitesses, le lubrifiant est projeté sur les parois du carter, par barbotage des engrenages dans un bain de lubrifiant. Ce lubrifiant est alors en partie collecté par une forme particulière du carter, ou une pièce spécifique, vers la réserve de lubrifiant collecté, cette réserve permettant d'alimenter un circuit de lubrifiant comprenant par exemple, un arbre creux. Il est alors avantageux d'utiliser cette réserve de lubrifiant 15 collecté pour acheminer le lubrifiant à proximité des écopes, augmentant ainsi l'efficacité de la cible pour la lubrification de la zone aval. [0036] Dans une variante, le palier de l'arbre primaire est le roulement. [0037] Selon un mode de réalisation, l'extrémité de l'arbre primaire est dotée d'une vis coaxiale et solidaire de l'arbre primaire, cette vis comprenant une tête de vis, la cible étant 20 fixée autour de ou dans la tête de vis. [0038] En effet, la faible place disponible dans la boîte de vitesses pour loger cette cible peut amener à avoir une cible dont la partie centrale s'étend axialement pour venir chercher une fixation sur l'arbre primaire en retrait de la cible. Lorsqu'une vis telle que décrite est présente, il est avantageux que la cible soit fixée sur la périphérie de la tête de 25 vis, ou dans l'empreinte de la tête de vis, de façon à avoir une cible la plus simple possible. Un autre avantage est que l'on n'augmente pas le nombre de pièces à monter, la vis pouvant être livrée sur une ligne de montage avec la cible déjà montée sur la vis. [0039] Dans une variante, l'extrémité est dotée de cette vis, et la cible est serrée entre la tête de vis et l'extrémité. 3052215 6 [0040] Dans une variante, la cible est fixée sur ou autour de l'extrémité dudit arbre primaire. [0041] Dans une variante, l'organe est le roulement, et la cible est fixée sur la bague intérieure du roulement. 5 [0042] Un avantage de cette variante, est que l'on n'augmente pas le nombre de pièces à monter, le roulement pouvant être livré sur la ligne de montage avec la cible déjà montée sur la bague intérieure du roulement. Un autre avantage est que la cible est au plus près de la zone à lubrifier, notamment les billes, rouleaux, ou aiguilles. On aura avantage à ce que les écopes soient positionnées en vis-à-vis des billes, rouleaux, ou aiguilles. 10 [0043] L'invention a également pour objet un groupe motopropulseur comprenant une boîte de vitesses telle que précédemment définie. [0044] L'invention a également pour objet un véhicule comprenant une boîte de vitesses telle que précédemment définie. [0045] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description des exemples de réalisation non limitatifs qui vont suivre, faite en référence aux figures 1 à 3 annexées, qui représentent : - Figure 1 : cible selon un mode de réalisation de l'invention, vue de face et en coupe. - Figure 2 : vue en perspective d'une écope de la cible selon un mode de réalisation de l'invention. 20 - Figure 3 : vue d'ensemble de la cible intégrée dans une boîte de vitesses [0046] L'ensemble représenté sur la figure 1 comporte une cible annulaire 1 d'un capteur de rotation (non représenté) dans une atmosphère lubrifiante, comportant des écopes 2 et une jante 3, la jante 3 ayant une première face amont 4 et une deuxième face aval 5, les écopes 2 étant en saillie de la première face amont 4 et chacune en correspondance d'un 25 trou 6 traversant la jante 3, les écopes 2 étant en outre toutes orientées selon un sens de rotation déterminé 7 de la cible 1. Y sont représentés également le sens de circulation 19 du gaz de l'atmosphère lubrifiante, et les zones amont 14 et aval 15. Cette cible 1 comprend par exemple un moyeu de centrage. Les écopes 2 en saillie de la face amont 4 et orientées selon le sens de rotation déterminé 7 de la cible 1, vont capter le gaz de 30 l'atmosphère lubrifiante sous l'effet de la rotation de la cible 1, gaz qui va traverser la jante 3052215 7 3 par les trous 6 en passant de de la face amont 4 à la face aval 5. Le gaz est alors forcé à travers la jante 3 et un mouvement de convection du gaz se crée entre la zone amont 14 du coté de la face amont 4, et la zone aval 15 du coté de la face aval 5. Ce gaz étant chargé en lubrifiant, la quantité de lubrifiant de la zone aval 15 sera augmentée. 5 [0047] On remarquera que si les écopes 2 ne fonctionnent que dans le sens de rotation déterminé 7 de la cible 1, le capteur de rotation (non représenté) détecte la rotation de la cible 1 dans les deux sens de rotation. Cependant, cette cible 1 étant dans une atmosphère lubrifiante, même si la cible 1 tourne dans le sens opposé au sens de rotation déterminé 7, la lubrification n'est pas pour autant absente de la zone aval 15, et permet un 10 fonctionnement pour une durée limitée dans ces conditions. [0048] La figure 2 montre une vue en perspective de l'une des écopes 2, l'écope 2 étant vue de la zone amont 14. Cette écope 2 est en forme d'ouïe et présente une bouche d'entrée du gaz 20 dont la section d'entrée 21 est proche d'un plan orthogonal à la jante 3. Les écopes 2 en saillie de la face amont 4 sont orientées selon le sens de rotation 15 déterminé 7 de la cible 1, c'est-à-dire que la bouche d'entrée 20 et sa section d'entrée 21 sont orientées de sorte à s'opposer au sens de rotation déterminé 7. Ainsi, lorsque la cible 1 tourne dans le sens de rotation déterminé 7, la section d'entrée 21 va capter le gaz environnant et le forcer à traverser la jante par le trou 6 de la jante 3. La disposition des écopes sur la jante, leur nombre, et leur géométrie, sont des caractéristiques empiriques 20 définies pour chaque type de boîte de vitesses et de chaque profil d'utilisation, lors des essais de mise au point. La Figure 1 montre par exemple des écopes 2 symétriques toutes situées sur un même rayon de la cible 1, mais elles pourraient être réparties sur plusieurs rayons différents, et de forme non symétrique. [0049] La cible annulaire 1 est constituée d'une tôle d'acier emboutie. La cible 1 est donc 25 réalisée en une seule pièce, par poinçonnage et découpage de la tôle pour réaliser les ouïes 2 et les trous 6 dans la même tôle. On utilise un capteur de type magnétique (non représenté) ou électromagnétique, qui vient détecter soit les ouïes 2, soit des échancrures ou des évidements (non représentés) réalisés dans un anneau 8, cet anneau 8 étant alors la continuité de la jante 3 et réalisé dans cette même tôle. 30 [0050] Dans une variante, non représentée, cet anneau 8 est rapporté par serrage, soudage, sertissage ou clippage sur la jante 3. 3052215 8 [0051] Dans une variante, non représentée, la cible 1 comporte un anneau 8 magnétique ou à échancrures ou à évidements, solidaire de la jante 3, le capteur de vitesse étant positionné en vis-à-vis de l'anneau 8, ce dernier étant la partie de la cible 1 détectée par le capteur de vitesse. 5 [0052] Dans une variante, non représentée, la jante 3 est en polyamide et réalisée en une seule pièce par moulage avec les écopes 2. [0053] L'ensemble représenté sur la figure 3 comporte une boîte de vitesses d'un véhicule comprenant un arbre primaire 9, avec la cible 1 précédemment décrite solidaire de l'arbre primaire 9. L'arbre primaire 9, qui est aussi l'arbre d'entrée lié en rotation à 10 l'embrayage d'un moteur, tourne principalement dans le même sens de rotation déterminé 7, et toujours dans le même sens de rotation déterminé 7 pour un moteur thermique. Cette boîte de vitesses comprend un organe 10 tournant par rapport à l'arbre primaire 9, et la cible 1 jouxte l'organe 10 par la deuxième face aval 5. Dans cet exemple, l'organe 10 est un roulement de l'arbre primaire 9, mais peut également être un roulement d'un pignon 15 fou, ou tout organe tournant nécessitant une lubrification. [0054] L'ensemble représenté sur la figure 3 comporte en outre un carter 11 de boite de vitesse logeant un palier de l'arbre primaire 9 à proximité d'une extrémité 12 de l'arbre primaire 9, le carter 11 est fermé par un couvercle 13 du coté de l'extrémité 12, le couvercle 13 a une réserve 16 de lubrifiant collecté, et une arrivée 17 de lubrifiant de la 20 réserve 16 de lubrifiant collecté pour l'organe 10 débouche à proximité des écopes 2, du côté de la face amont 4. Cette arrivée 17 de lubrifiant est ici un petit trou percé dans une paroi de la réserve 16 de lubrifiant, ce petit trou étant en charge de lubrifiant, et donc en partie basse de la réserve 16. Ce petit trou est idéalement placé dans la zone amont 14 et devant les écopes 2. Le jet de lubrifiant, ou les gouttes de lubrifiant, sortant de ce petit 25 trou, seront captées par les écopes 2 et viendront ainsi lubrifier l'organe 10, ici un roulement de l'arbre primaire 9 et qui est aussi le palier de l'arbre primaire 9. [0055] Le lubrifiant est projeté sur les parois du carter 11, par barbotage des engrenages dans un bain de lubrifiant. Ce lubrifiant est alors en partie collecté par une forme particulière du carter 11, ou une pièce spécifique comme un déflecteur ou un déviateur en 30 plastique (non représenté), vers la réserve 16 de lubrifiant collecté. Cette réserve 16 permet d'alimenter par gravité un circuit de lubrifiant comprenant par exemple, une canule fixe 25 d'amenée du lubrifiant dans l'extrémité 12 de l'arbre primaire creux 9, cette extrémité ayant une vis 18 coaxiale à l'arbre primaire creux 9, cette vis 18 comprend un 3052215 9 trou coaxial traversant 24, un embout 22 disposé en prolongement de la canule 25, cet embout 22 ayant un perçage axial communiquant dans le trou coaxial traversant 24 et une lèvre élastique en appui radial dans le trou traversant 24. La canule fixe 25 est fixée sur la réserve 16 du couvercle 13. 5 [0056] Cette vis 18 comprenant une tête de vis, et la cible 1 est fixée autour de ou dans la tête de vis. Cette fixation peut se faire par sertissage, clippage, collage, serrage. Cette vis 18 permet à la fois de bloquer axialement l'empilement des pièces sur l'arbre primaire 9, comme le roulement et des pignons fous, et de laisser passer le lubrifiant dans son trou traversant 24. 10 [0057] Dans une variante, non représentée, la cible 1 est serrée entre la tête de vis et l'extrémité 12. [0058] Dans une variante, non représentée, la cible 1 est fixée sur ou autour de l'extrémité 12 de l'arbre primaire 9. [0059] Dans une variante, non représentée, l'organe 10 est le roulement, et la cible 1 est 15 fixée sur la bague intérieure du roulement. En particulier, une gorge peut être usinée sur la bague intérieure et la jante de la cible vient se clipper dans cette gorge. [0060] L'invention a également pour objet un groupe motopropulseur comprenant une boîte de vitesses telle que précédemment définie, notamment comprenant un moteur thermique. 20 [0061] L'invention a également pour objet, un véhicule comprenant une boîte de vitesses telle que précédemment définie. REVENDICATIONS1. Cible annulaire (1) d'un capteur de rotation dans une atmosphère lubrifiante, comportant des écopes (2) et une jante (3), ladite jante (3) ayant une première face amont (4) et une deuxième face aval (5), caractérisée en ce que lesdites écopes (2) sont en saillie de ladite première face amont (4), lesdites écopes (2) étant chacune en correspondance d'un trou (6) traversant ladite jante (3), et en ce que lesdites écopes (2) sont toutes orientées selon un sens de rotation déterminé (7) de ladite cible (1). 2. Cible annulaire (1) selon la revendication (1) caractérisée en ce que les écopes (2) forment des ouïes à travers ladite jante (3). 3. Cible annulaire (1) selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit capteur de vitesse est positionné en vis-à-vis desdites écopes (2), lesdites écopes (2) étant les parties de ladite cible (1) détectées par ledit capteur de vitesse. 4. Cible annulaire (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une tôle d'acier emboutie. 5. Boîte de vitesses d'un véhicule comprenant un arbre primaire (9), caractérisée en ce qu'une cible (1) selon l'une des revendications précédentes est solidaire dudit arbre primaire (9). 6. Boîte de vitesses selon la revendication 5 comprenant un organe (10) tournant par rapport audit arbre primaire (9), caractérisé en ce que ladite cible (1) jouxte ledit organe (10) par ladite deuxième face aval (5). 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6 comprenant un carter (11) de boîte de vitesses logeant un palier dudit arbre primaire (9) à proximité d'une extrémité (12) dudit arbre primaire (9), ledit carter (11) étant fermé par un couvercle (13) du coté de ladite extrémité (12), ledit couvercle (13) ayant une réserve (16) de lubrifiant collecté, caractérisée en ce qu'une arrivée (17) de lubrifiant de ladite réserve (16) de lubrifiant collecté pour ledit organe (10) débouche à proximité desdites écopes (2), du coté de ladite face amont (4). 8. Boîte de vitesses selon la revendication 6 ou 7, comprenant un carter (11) de boîte de vitesses logeant un palier dudit arbre primaire (9) à proximité d'une extrémité (12) dudit 3052215 11 arbre primaire (9), caractérisée en ce que ladite extrémité (12) est dotée d'une vis (18) coaxiale et solidaire dudit arbre primaire (9), ladite vis (18) comprenant une tête de vis, et caractérisée en ce que ladite cible (1) est fixée autour de ou dans ladite tête de vis. 9. Boîte de vitesses selon la revendication 6 ou 7, comprenant un carter (11) de boîte de 5 vitesses logeant un palier dudit arbre primaire (9) à proximité d'une extrémité (12) dudit arbre primaire (9), caractérisée en ce que ladite extrémité (12) est dotée d'une vis (18) coaxiale et solidaire dudit arbre primaire (9), ladite vis (18) comprenant une tête de vis, et caractérisée en ce que ladite cible (1) est fixée par serrage de ladite vis (18) entre ladite tête de vis et ladite extrémité (12). 10 10. Boîte de vitesses selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que ledit organe (10) est ledit palier de l'arbre primaire, notamment un roulement d'arbre primaire.