EP3426951A1 - Systeme de lubrification de roulements et carter de differentiel - Google Patents

Systeme de lubrification de roulements et carter de differentiel

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EP3426951A1
EP3426951A1 EP17708562.8A EP17708562A EP3426951A1 EP 3426951 A1 EP3426951 A1 EP 3426951A1 EP 17708562 A EP17708562 A EP 17708562A EP 3426951 A1 EP3426951 A1 EP 3426951A1
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EP
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housing
bearing
oil
differential
channel
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Withdrawn
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EP17708562.8A
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English (en)
Inventor
david THIOLIERE
Wilfried LELOUP
Frederic GATTIER
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
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    • F16H57/0471—Bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M1/00—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds
    • F16M1/02—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds for reciprocating engines or similar machines
    • F16M1/026—Frames or casings of engines, machines or apparatus; Frames serving as machinery beds for reciprocating engines or similar machines for housing movable engine or machine parts other than crankshafts, e.g. valve-gear housings

Definitions

  • the present invention relates to transmission differentials, particularly for road vehicles, and particularly the problem of the lubrication of differential bearings, and dynamic rings that seal the differential housing or mechanisms, with the transmission shafts transmitting the transmission. movement of the differential to the wheels of the vehicle.
  • this invention relates to a bearing lubrication system of a differential output rotating in a housing, guiding the scraped oil around the differential housing on a conical portion of the housing in the direction of the bearing.
  • the bearings that rotate the differential line of a gearbox need to be lubricated when the vehicle is in motion. It is the same for dynamic lip rings that seal with the driveshafts.
  • No. 6,186,277 discloses a differential housing with oil baffles integrated into its inner wall. These baffles are used to direct the oil projected inside the housing to the rolling bearings of the drive shafts at the two outputs of the housing.
  • baffles are used to direct the oil projected inside the housing to the rolling bearings of the drive shafts at the two outputs of the housing.
  • the space available between the crankcase and the differential case is very limited, to the point that they are almost contiguous. Under these conditions, the addition of baffles inside the housing is virtually impossible, or at least extremely difficult to achieve, either by the integration of baffles in the same wall of the housing, or the addition of patches , internally fixed on the housing wall.
  • the invention aims to effectively guide the scraped oil on the conical inner wall of the housing to the areas to be lubricated. It proposes for this purpose to route the oil in the direction of rolling, by a raw channel foundry in the inner wall of the housing, opening halfway up the bearing.
  • the oil is fed into the bottom of the housing by the lower wall of the channel.
  • the proposed lubrication system finds a non-limiting application on a gear housing, or on a clutch housing and differential, gearboxes.
  • FIGS. 1A and 1B illustrate a first crankcase arrangement for lubricating the transmission bearings
  • FIGS. 2A and 2B illustrate the crankcase arrangement preferred by the invention
  • Figures 3A and 3B show a variant of the latter.
  • FIG. 1A which is a view, on the box side, of a clutch and differential housing (1a, 1b), the passage opening 2 of the right drive shaft, of a front axle can be seen of vehicle.
  • An arrow f indicates the direction of rotation of the differential case (not shown) in forward direction.
  • On the inner wall of the differential housing lb there is a raw rib 3, in the upper position, for scraping oil entrained by the differential housing, and a groove, or channel 4, bringing the oil scraped by the rib 3, towards the opening 2.
  • a boss 5 corresponding to an advance of the clutch mechanism (not shown) behind the housing 1b.
  • the housing enclosing the mechanism of the gearbox, or mechanism housing presents the differential output to the left front wheel, with the left differential bearing.
  • the clutch and differential housing then carries the right bearing.
  • the method consists of scraping the oil rotated by the differential case and guiding it behind the bearing.
  • the channel 4 opens in the upper part of the bearing, to maximize by gravity, the flow of oil entering behind the bearing.
  • the interest of this provision is economic, since it is limited to a development directly from the crankcase in the foundry. Its limitations are due to the particular, essentially conical, shape of the housing, in the area of the housings, which houses the differential case. Indeed, a significant portion of the oil falls on the differential case by gravity, before reaching the bearing at the bottom of the housing.
  • FIG. 2A and its enlargement of FIG. 2B show a mechanism casing 7, the passage opening 2 of the left transmission shaft, and the bearing 6.
  • an arrow f has been indicated, the direction of rotation of the drive shaft in forward direction.
  • a raw casting channel 4 is formed in the inner wall of the housing, to route the oil in the direction of the bearing.
  • the orientation of the raw casting channel 4 in the inner wall of the casing is modified. It opens at half height of the bearing 6, not at the top.
  • the oil can be scraped on the differential housing in the same manner as before, for example by a rib (not reproduced in these diagrams). Part of the oil thus captured is conveyed to the left bearing through the lower wall of the channel 4a, as shown in Figure 2B.
  • the shape of the channel can be optimized, for example by adding a complementary oil guiding element 8, as in the nonlimiting example of FIG. 3A and FIG. 3B. , which is an enlargement of it.
  • the guide element 8 advances from the bottom of the channel, towards the interior of the casing 7, in order to better channel the oil.
  • This lubrication system is integrated in particular in a gear housing, or in a clutch housing and differential gearbox.
  • a gearbox can thus integrate a lubrication system according to the invention, in each of its housings.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

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.

Description

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 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 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 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 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 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 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.
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 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 1A 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 (la, 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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.

Claims

REVENDICATIONS
1. 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 raclée sur le boîtier du différentiel par une nervure brute (3) en position haute sur la paroi intérieure du carter, et 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 ce qu'il comporte un système de lubrification de roulement de sortie de différentiel conforme à l'une des revendications 1 à 6.
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.
EP17708562.8A 2016-03-10 2017-02-01 Systeme de lubrification de roulements et carter de differentiel Withdrawn EP3426951A1 (fr)

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