FR3046819A1 - SLIDING SEALING DEVICE BETWEEN A HYDRAULIC PUMP BODY AND A TRANSMISSION ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'étanchéité glissant (10) entre l'intérieur d'un corps de pompe hydraulique (3) renfermant un premier fluide hydraulique d'une part, et un arbre relais (6) tournant l'intérieur d'un arbre creux (9) s'étendant au travers du corps de pompe en y étant lubrifié par un deuxième fluide hydraulique distinct du premier d'autre part, caractérisé en ce qu'il est composé d'un premier joint (11) présentant une armature rigide (12) fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple (11b) en appui glissant sur l'arbre relais (6), et d'un deuxième joint (15) qui est fixé sur le carter (3c) de la pompe (3) et présente une lèvre souple (15a) en appui glissant sur une portée extérieure de l'armature (12) du premier joint.Sliding sealing device (10) between the inside of a hydraulic pump body (3) enclosing a first hydraulic fluid on the one hand, and a relay shaft (6) rotating inside a hollow shaft (9) ) extending through the pump body by being lubricated therein by a second hydraulic fluid distinct from the first fluid on the other hand, characterized in that it is composed of a first seal (11) having a rigid armature (12) secured by an inner bearing on the hollow shaft and a flexible lip (11b) slidingly supported on the relay shaft (6), and a second seal (15) which is fixed on the pump housing (3c) (3) and has a flexible lip (15a) slidingly abutting on an outer bearing surface of the armature (12) of the first seal.
Description
DISPOSITIF D'ETANCHEITE GLISSANT ENTRE UN CORPS DE POMPE HYDRAULIQUE ET UN ELEMENT DE TRANSMISSIONSLIDING SEALING DEVICE BETWEEN A HYDRAULIC PUMP BODY AND A TRANSMISSION ELEMENT
La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles à propulsion hydraulique comprenant un module hydraulique d'entraînement hydraulique d'un essieu, qui comporte d'une part une pompe hydraulique entraînée par le moteur principal du véhicule entraînant un premier essieu du véhicule, et d'autre part un moteur hydraulique recevant la pression hydraulique crée par la pompe, pour entraîner un deuxième essieu.The present invention relates to the field of motor vehicles with hydraulic propulsion comprising a hydraulic hydraulic drive unit of an axle, which comprises on the one hand a hydraulic pump driven by the main motor of the vehicle driving a first axle of the vehicle, and on the other hand a hydraulic motor receiving the hydraulic pressure created by the pump, to drive a second axle.
Plus précisément, elle a pour objet un dispositif d'étanchéité glissant entre l'intérieur d'un corps de pompe hydraulique renfermant un premier fluide hydraulique d'une part, et un premier arbre tournant l'intérieur d'un deuxième arbre creux s'étendant au travers du corps de pompe en y étant lubrifié par un deuxième fluide hydraulique distinct du premier d'autre part.More specifically, it relates to a sealing device sliding between the inside of a hydraulic pump body enclosing a first hydraulic fluid on the one hand, and a first shaft rotating inside a second hollow shaft s' extending through the pump body by being lubricated by a second hydraulic fluid separate from the first on the other hand.
Elle a également pour objet un groupe motopropulseur de véhicule comportant un moteur principal qui entraîne les deux roues d'un essieu du véhicule à partir d'arbres relais reliés à un différentiel de transmission, et une pompe hydraulique entraînée à partir du même différentiel de transmission par un arbre creux à l'intérieur duquel tourne un arbre relais de la transmission. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un tel groupe motopropulseur.It also relates to a vehicle powertrain comprising a main motor which drives the two wheels of a vehicle axle from relay shafts connected to a transmission differential, and a hydraulic pump driven from the same transmission differential. by a hollow shaft inside which turns a relay shaft of the transmission. The invention also relates to a motor vehicle comprising such a powertrain.
Lorsqu' une pompe hydraulique tire son mouvement du différentiel de transmission d'un bloc moteur principal, qui répartit le mouvement du moteur entre les deux roues d'un premier essieu, elle est généralement rapportée sur celui-ci, et le plus souvent fixée sur le carter du différentiel.When a hydraulic pump derives its movement from the transmission differential of a main engine block, which distributes the movement of the engine between the two wheels of a first axle, it is generally attached to it, and most often fixed on the differential housing.
Selon une disposition utilisée dans certaines transmissions à quatre roues motrices purement mécaniques, le mouvement peut être pris par un arbre creux sur le boîtier de différentiel. Cet arbre creux est transversal à l'axe principal du véhicule. Il renferme un arbre relais en direction d'une des roues avant, qui tourne à l'intérieur de celui-ci avec un différentiel de vitesse pouvant atteindre jusqu'à + ou - 300 tours par minute, selon le glissement entre les roues du même essieu. Dans le cas d'une transmission à quatre roues motrices purement mécanique, le mouvement est transféré par un renvoi d'angle à 90° vers l'essieu arrière du véhicule. Dans le cas d'un véhicule à propulsion hydraulique, l'arbre creux peut être l'arbre d'entrée de mouvement d'une pompe hydraulique, qui crée une pression hydraulique d'entraînement à destination de l'essieu arrière, à partir de l'énergie mécanique prélevée sur le différentiel.According to a provision used in some purely mechanical four-wheel drive transmissions, the motion can be taken by a hollow shaft on the differential case. This hollow shaft is transverse to the main axis of the vehicle. It contains a relay shaft in the direction of one of the front wheels, which rotates inside it with a speed differential of up to + or - 300 revolutions per minute, depending on the slip between the wheels of the same wheel. axle. In the case of a purely mechanical four-wheel drive transmission, the movement is transferred by a 90 ° angle gear to the rear axle of the vehicle. In the case of a hydraulic powered vehicle, the hollow shaft may be the motion input shaft of a hydraulic pump, which creates a drive hydraulic pressure to the rear axle, from the mechanical energy taken from the differential.
Une disposition de ce type est montrée sur la figure 1, où l'on reconnaît le bloc moteur 1 d'un véhicule, son différentiel 2, et un corps de pompe 3 fixé par des vis 4 sur celui-ci. Un arbre relais 6, entraîné par le mécanisme du différentiel (non représenté), traverse de part en part la pompe 3, et en ressort au travers d'un couvercle 6b, fixé par des vis 6a sur le corps de pompe. La pompe 3 renferme un fluide fonctionnel mis en circulation au travers d'un circuit hydraulique de pression 3a, 3b, à destination d'un moteur hydraulique (non représenté), entraînant un autre essieu du véhicule.An arrangement of this type is shown in Figure 1, which recognizes the engine block 1 of a vehicle, its differential 2, and a pump body 3 fixed by screws 4 thereon. A relay shaft 6, driven by the differential mechanism (not shown), passes right through the pump 3, and out through a cover 6b, fixed by screws 6a on the pump body. The pump 3 contains a functional fluid circulated through a hydraulic pressure circuit 3a, 3b, to a hydraulic motor (not shown), driving another axle of the vehicle.
Le mouvement de l'arbre relais 6 est transmis à un arbre de transmission 7 à l'intérieur d'un palier relais, composé du couvercle 6b et d'un roulement 6d, le dirigeant vers une roue (non représentée) . A l'intérieur du corps de la pompe 3, l'arbre relais 6 tourne dans un arbre creux 9 (voir figure 2), qui reçoit comme lui son mouvement du différentiel. L'huile de la transmission, lubrifiant le différentiel, est projetée entre l'arbre relais et l'arbre creux, et parvient jusqu'à l'extrémité de ce dernier. La pompe 3 renferme donc son propre fluide fonctionnel, distinct de l'huile de la transmission, et qui ne doit pas se mélanger à celle-ci à l'extrémité de l'arbre creux, en raison de leur nature différente.The movement of the relay shaft 6 is transmitted to a transmission shaft 7 inside a relay bearing, consisting of the cover 6b and a bearing 6d, directing it to a wheel (not shown). Inside the body of the pump 3, the relay shaft 6 rotates in a hollow shaft 9 (see Figure 2), which like him receives his differential movement. The oil of the transmission, lubricating the differential, is projected between the relay shaft and the hollow shaft, and reaches the end of the latter. The pump 3 thus encloses its own functional fluid, distinct from the transmission oil, and which must not mix with it at the end of the hollow shaft, because of their different nature.
Comme indiqué sur la figure 2, on trouve à cet emplacement une extrémité de l'arbre creux 9, traversée par l'arbre relais 6, qui se prolonge à l'extérieur de la pompe. Un problème essentiel au bon fonctionnement de la pompe et de la transmission, est d'assurer une étanchéité entre celles-ci, avant la sortie de l'arbre relais. Les contraintes d'implantation sont, d'une part qu'il existe un différentiel de vitesses entre 1' arbre relais et 1'arbre creux, lui-même en rotation vis-à-vis du carter de la pompe, et d'autre part que le fluide fonctionnel intérieur de la pompe, ne doit en aucun cas se mélanger à l'huile de lubrification de la transmission, qui s'écoule entre l'arbre relais et l'arbre creux.As shown in Figure 2, there is at this location an end of the hollow shaft 9, through which the relay shaft 6, which extends outside the pump. An essential problem for the proper functioning of the pump and transmission is to ensure a seal between them, before the output of the relay shaft. The implantation constraints are, on the one hand that there is a speed differential between the relay shaft and the hollow shaft, itself in rotation vis-à-vis the pump housing, and other On the other hand, the internal functional fluid of the pump must never be mixed with the lubricating oil of the transmission, which flows between the relay shaft and the hollow shaft.
Enfin, l'écart de diamètres entre l'arbre relais et l'arbre creux, est très étroit pour pouvoir placer un joint d'étanchéité de chaque côté de l'arbre creux.Finally, the diameter difference between the relay shaft and the hollow shaft is very narrow to be able to place a seal on each side of the hollow shaft.
La présente invention vise à réaliser une étanchéité entre la pompe et l'arbre relais à l'extrémité de l'arbre creux traversant celle-ci, dans un environnement particulièrement contraint.The present invention aims to achieve a seal between the pump and the relay shaft at the end of the hollow shaft passing through it, in a particularly constrained environment.
Dans ce but, elle propose un dispositif d'étanchéité glissant composé d'un premier joint présentant une armature rigide fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple en appui glissant sur l'arbre relais, et d'un deuxième joint qui est fixé sur le carter de la pompe et présente une lèvre souple en appui glissant sur la portée extérieure de l'armature du premier joint. L'étanchéité de la pompe hydraulique et de la transmission à la sortie de l'arbre relais, sont ainsi assurées grâce à un dispositif particulièrement compact, dans lequel les deux joints sont au moins en partie superposés radialement autour de l'arbre relais. L'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 : la figure 1 est une vue extérieure de groupe motopropulseur avec une pompe hydraulique rapportée sur le différentiel, et la figure 2, illustre le dispositif d'étanchéité proposé.For this purpose, it proposes a sliding sealing device composed of a first seal having a rigid frame fixed by an inner bearing on the hollow shaft and a flexible lip slidingly abutting on the relay shaft, and a second seal which is fixed on the pump casing and has a flexible lip sliding support on the outer bearing surface of the first seal. Sealing of the hydraulic pump and the transmission at the output of the relay shaft, are thus provided through a particularly compact device, wherein the two seals are at least partially superimposed radially around the relay shaft. The invention will be better understood on reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is an external view of a powertrain with a hydraulic pump. reported on the differential, and Figure 2 illustrates the proposed sealing device.
Sur la figure 2, on a représenté en coupe partielle le corps de pompe 3 (sans son mécanisme intérieur), en indiquant cependant par une flèche Fl, l'arrivée de l'huile dans le secteur de son roulement intérieur 3d. L'arbre relais 6 et l'arbre creux 9 sont également représentés. L'arbre relais 6 est supporté par son couvercle 6b, dans des roulements 6d retenus par des « circlips » 6c. L'arrivée de l'huile de transmission vers l'extrémité de l'arbre creux 9, est indiquée par une flèche F2. Le dispositif d'étanchéité glissant 10 proposé, est disposé à l'intérieur du couvercle de l'arbre relais 6b, fixé sur le corps de la pompe 3. La pompe renferme un premier fluide hydraulique. L'arbre relais 6 tourne à l'intérieur de l'arbre creux 9 qui s'étend au travers du corps de pompe. Il y est lubrifié par l'huile de la transmission, qui constitue un deuxième fluide hydraulique distinct du premier. L'arbre relais 6 sort de la pompe au travers de son couvercle 6b, dans lequel il est supporté par un roulement 6d, extérieur au corps de pompe. Le roulement 6d est à l'air, et n'est pas lubrifié.In Figure 2, there is shown in partial section of the pump body 3 (without its internal mechanism), however indicating by an arrow Fl, the arrival of the oil in the sector of its inner bearing 3d. The relay shaft 6 and the hollow shaft 9 are also shown. The relay shaft 6 is supported by its cover 6b, in bearings 6d retained by "circlips" 6c. The arrival of the transmission oil towards the end of the hollow shaft 9, is indicated by an arrow F2. The proposed sliding sealing device 10 is disposed inside the cover of the relay shaft 6b, fixed on the body of the pump 3. The pump contains a first hydraulic fluid. The relay shaft 6 rotates inside the hollow shaft 9 which extends through the pump body. It is lubricated by the transmission oil, which is a second hydraulic fluid distinct from the first. The relay shaft 6 leaves the pump through its lid 6b, in which it is supported by a bearing 6d, outside the pump body. The 6d bearing is in the air, and is not lubricated.
Le dispositif d'étanchéité glissant 10 proposé, est composé de deux joints 11, 15. Le premier joint 11 présente une armature rigide 12 fixée par une portée intérieure sur l'arbre creux et une lèvre souple 11b en appui glissant sur l'arbre relais 6. Le deuxième joint 15 est fixé sur le carter 3c de la pompe 3. Il présente une lèvre souple 15a en appui glissant sur une portée extérieure de l'armature 12 du premier joint. Ce dispositif est disposé à l'intérieur du couvercle d'arbre relais 6b fixé sur le corps de pompe 3. L'armature 12 comporte une première portée cylindrique 12a fixée sur l'arbre creux 9, raccordée à 90° sur une deuxième portée 12b orientée radialement vers 1' intérieur, plaquée contre l'extrémité de l'arbre creux. La deuxième portée 12b de l'armature est insérée dans un corps du joint lia en matériau élastomère intégrant la lèvre souple 11b en appui glissant contre l'arbre relais 6. L'armature 12 est de préférence métallique. Dans ce cas, elle peut être frettée sur 1'arbre creux 9.The proposed sliding sealing device 10 is composed of two seals 11, 15. The first seal 11 has a rigid armature 12 fixed by an inner bearing on the hollow shaft and a flexible lip 11b slidingly on the relay shaft 6. The second seal 15 is fixed on the casing 3c of the pump 3. It has a flexible lip 15a slidingly bears on an outer bearing surface of the armature 12 of the first seal. This device is disposed inside the relay shaft cover 6b fixed on the pump body 3. The armature 12 has a first cylindrical bearing surface 12a fixed on the hollow shaft 9, connected at 90 ° to a second bearing surface 12b oriented radially inwardly, pressed against the end of the hollow shaft. The second bearing surface 12b of the armature is inserted into a body of the seal 11a made of elastomeric material integrating the flexible lip 11b slidingly against the relay shaft 6. The armature 12 is preferably metallic. In this case, it can be hooped onto the hollow shaft 9.
Comme indiqué plus haut, l'invention s'étend à un groupe motopropulseur (GMP) de véhicule, comportant un moteur principal qui entraîne les deux roues d'un essieu du véhicule à partir d'arbres relais reliés à un différentiel de transmission, une pompe hydraulique entraînée à partir du même différentiel de transmission par un arbre creux à l'intérieur duquel tourne un des arbres relais de la transmission, et le dispositif d'étanchéité proposé. Dans ce GMP, le dispositif d'étanchéité glissant assure une double étanchéité, celle de la transmission et celle de la pompe, dans un encombrement particulièrement réduit, puisque les deux joints sont partiellement superposés radialement autour de l'arbre relais 6. Sans sortir du cadre de l'invention, il est aussi possible qu'ils se superposent entièrement, dans un mode de réalisation non représenté, si la position relative du carter de pompe 3c et de l'extrémité de l'arbre creux 9 le permet.As indicated above, the invention extends to a powertrain (GMP) vehicle, comprising a main motor that drives the two wheels of a vehicle axle from relay shafts connected to a transmission differential, a hydraulic pump driven from the same transmission differential by a hollow shaft within which rotates one of the relay shafts of the transmission, and the proposed sealing device. In this GMP, the sliding sealing device ensures a double seal, that of the transmission and that of the pump, in a particularly small space, since the two joints are partially superimposed radially around the relay shaft 6. Without leaving the In the context of the invention, it is also possible that they completely overlap, in an embodiment not shown, if the relative position of the pump housing 3c and the end of the hollow shaft 9 allows it.
Un autre essieu du véhicule peut ainsi être entraîné grâce à la pression hydraulique fournie par la pompe, sans problème d'étanchéité, ou de mélange d'huiles, au niveau de la sortie de l'arbre relais qui traverse la pompe.Another axle of the vehicle can be driven by the hydraulic pressure supplied by the pump, without sealing problem, or oil mixture, at the output of the relay shaft through the pump.
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