La présente invention se rapporte à la lubrification de composants d’un mécanisme intérieur de boîte de vitesses à arbres parallèles.

Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de lubrification d’une ligne d’arbres de boîte de vitesses, comprenant au moins un arbre à l’intérieur duquel est ménagé un perçage axial d’écoulement d’huile et plusieurs perçages partant radialement de celui- ci au droit de zones de lubrification ciblées de la boîte.

La présente invention a également pour objet une ligne d’arbres de boîtes de vitesses, munie d’un tel dispositif de lubrification.

Une ligne d’arbres de boîte de vitesses, comprend au moins un arbre portant des pignons fixes, des pignons fous, des cages à aiguilles ou des roulements, et des groupes synchroniseurs. Tous les éléments en rotation sur l’arbre doivent être lubrifiés, pour éviter qu’ils se grippent II est nécessaire de faire parvenir de l’huile en permanence au niveau de leur zone de contact avec l’arbre. Lorsque l’arbre est creux, l’huile est acheminée sur ces points de lubrification ciblés à l’intérieur de l’arbre.

En l’absence de pompe de lubrification, l’huile est récupérée au fond de la boîte, en particulier dans la partie renfermant la couronne de différentiel. Avec ce type de lubrification par bain d’huile, l’huile est projetée dans toute la boîte par la mise en rotation des éléments mécaniques qui tournent au fond de celle-ci, comme la couronne du différentiel. L’huile peut être récupérée dans le haut de la boîte, par des goulottes, facilitant son introduction à l’intérieur d’un arbre creux, où elle s’écoule jusqu’à des points de lubrification ciblés, par exemple au droit des pignons fous tournant fou sur l’arbre, ou de ses roulements.

Par la publication FR 2 877065, on connaît un dispositif de lubrification forcé de roues d’engrenages, comprenant une canule d’alimentation, fixée à l’intérieur d’un arbre creux de boîte de vitesses, et percée de trous de lubrification ciblés sur les pignons. Dans cet exemple, l’introduction de l’huile à l’intérieur de l’arbre, s’effectue à partir d’une de ses extrémités. Les éléments à lubrifier, les plus éloignés de l’entrée d’huile, sont pénalisés par rapport aux autres. Avec l’augmentation de la longueur des boîtes de vitesses, leur lubrification devient problématique, car l’huile ne parvient plus forcément jusqu’au bout des lignes d’arbres. Ce problème est particulièrement sensible dans certaines boîtes de vitesses à six rapports de marche avant, ou des boîtes de véhicule hybride, empilant sur une même ligne d’arbres des pignons de descente de mouvement d’un moteur thermique, et d’une machine électrique.

La présente invention vise à améliorer la lubrification d’une ligne d’arbre de boîte de vitesses.

Dans ce but, elle propose de disposer une canule tournante en amont des zones de lubrification ciblées, dans le flux d’écoulement d’huile à l’intérieur de la ligne d’arbres. De préférence, les zones de lubrification ciblée incluent au moins un pignon fou de la ligne d’arbres, et/ou des roulements de la ligne d’arbres.

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.

[Fig. 1] illustre un dispositif de lubrification connu.

[Fig. 2] illustre le dispositif proposé.

Comme indiqué ci-dessus, la lubrification des pièces tournantes associées à une ligne d’arbres de boîte de vitesses est une nécessité. Pour parvenir jusqu’aux composants tournant autour d’un arbre, l’huile circule à l’intérieur d’un perçage axial, puis emprunte des perçages radiaux disposés au droit des pièces à lubrifier. L’huile est introduite par une extrémité de la ligne d’arbres (par une pompe, par gravité...). Elle pénètre dans l’arbre par son perçage axial, et parcourt celui-ci. Grâce à la force centrifuge, l’huile est plaquée sur les faces extérieures du perçage, et s’échappe par les perçages radiaux. Elle est captée en grande partie par les premiers perçages rencontrés, de sorte que les suivants sont défavorisés, car ils reçoivent moins d’huile. Les dernières pièces sont donc moins bien lubrifiées que les premières, selon leur position axiale et le nombre total de points de lubrification.

Ce problème est illustré de façon non limitative par la figure 1 , montrant en section une ligne d’arbres 1 de boîte de vitesses hybride (non représentée entièrement), et son dispositif de lubrification. La ligne d’arbres des figures 1 et 2, est composée d’un premier arbre creux 2 portant une machine électrique 3, et d’un deuxième arbre plein 4 coaxial à celui-ci, relié à un moteur thermique (non représenté). L’arbre plein 4 tourne dans l’arbre creux 2. Il est porté par deux roulements 5, 6, à l’intérieur de celui-ci. Un perçage axial d’écoulement d’huile 7, ainsi que plusieurs perçages 8a, 8b, 8c, partant radialement de celui-ci sont ménagés dans l’arbre 4. Les perçages radiaux 8a, 8b, 8c, sont disposés au droit de zones de lubrification ciblées, respectivement entre les deux roulements 5 et 6, et au droit de deux pignons fous 9, 10. Les flèches du schéma montrent que la majorité de l’huile bénéficie principalement aux deux roulements 5, 6, de sorte que les deux pignons fous 9, 10, plus éloignés de l’entrée du perçage axial 7, sont moins bien lubrifiés.

En résumé, plus les points à lubrifier sont distants de l’arrivée d’huile, plus ils sont difficiles à lubrifier. L’exemple décrit est relatif à une boîte de vitesses supportant une machine électrique 3, dont la longueur s’ajoute à celle du mécanisme de la boîte. Le même problème peut se rencontrer sur toutes les boîtes de grande longueur, notamment les boîtes à six rapports.

Pour aider l’acheminement de l’huile jusqu’aux éléments les plus lointains de la source, l’invention propose de rapporter une canule tournante 11 , disposée en amont des zones de lubrification ciblées, dans le flux d’écoulement d’huile à l’intérieur de la ligne d’arbres. La canule 11 , apparait sur la figure 2. Elle présente une section 11a de concentration et de guidage du flux d’huile vers l’entrée du deuxième arbre 4 de la ligne. Le deuxième arbre 4 présente toujours un perçage axial 7 d’écoulement d’huile et plusieurs perçages radiaux 8a, 8b, 8c, au droit de zones de lubrification ciblées. La canule 11 permet d’acheminer l’huile jusqu’à ces trois perçages 8a, 8b, 8c, au lieu qu’elle soit accaparée par les roulements 5 et 6, comme sur la figure 1. Les zones de lubrification ciblée incluent au moins un pignon fou 9, 10 de la ligne d’arbres 3, 4, et des roulements 5, 6, de la ligne d’arbres. Dans l’exemple de réalisation non limitatif illustré par la figure 2, il s’agit de roulements du deuxième arbre 4 à l’intérieur du premier 2. Ce perçage débouche entre des roulements 5, 6. La canule 11 est serrée dans le premier l’arbre 4, en amont de l’entrée dans le perçage 7 du deuxième arbre 4. Elle forme un entonnoir tournant avec le premier arbre 2, et orientant l’huile vers l’entrée du deuxième 4.

L’invention propose donc une ligne d’arbres 2, 4, de boîte de vitesses, comportant un tel dispositif de lubrification. Dans cet agencement, la canule 11 permet de lubrifier efficacement à la fois des roulements 5, 6, du deuxième arbre 4 dans le premier 2, et des pignons fous 9, 10, portés par le deuxième arbre.

Sans sortir de l’invention, la canule 11 peut être agencée différemment dans la ligne d’arbres, pourvu qu’elle soit fixée à l’intérieur de l’un deux, de manière à tourner solidairement avec celui-ci en canalisant l’huile vers le second.

La longueur et le diamètre de la canule, sont adaptables à chaque environnement de boîte de vitesses, pour répondre à des besoins spécifiques, par exemple la lubrification de pignons et de roulements entre deux arbres, ou entre un arbre et le carter de boîte.

Il est ainsi possible de faire des perçages sur la canule elle-même, pour créer des points de fuite vers des zones de lubrification spécifiques, ou de la fixer directement sur un arbre portant des perçages de lubrification.