FR3059753A1

FR3059753A1 - LUBRICATING OIL GUIDING DEVICE WITHIN A HOLLOW GEARBOX SHAFT

Info

Publication number: FR3059753A1
Application number: FR1661833A
Authority: FR
Inventors: Virginie Chabert; Flavien VILLIERS; Frederic Maudet; Patrice Mercay
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2036-12-02
Also published as: RU2726213C1; WO2018100259A1; FR3059753B1; EP3548775A1; CN110088508A

Abstract

Dispositif de guidage d'huile de lubrification dans un arbre creux de boîte de vitesses (1), comportant un 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 - 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, - 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 .Lubricating oil guiding device in a gearbox hollow shaft (1), comprising an oil recovery deflector (2) at least partially covering the end of the shaft and its bearings, connected to a introduction cannula (3) engaged in the end of the hollow shaft, characterized in that the deflector (2) has the following functional areas - an area (a) closed to optimize the filling volume of the bearing - an area (b) cut to recover the lubricant from the bottom of the gearbox; - a zone (c) for raising the lubricant by rotational driving; - a V-shaped opening (d) for the collection of the lubricant by scrapers and the orientation of the flow towards the cannula.

Description

DISPOSITIF DE GUIDAGE D'HUILE DE LUBRIFICATION ALUBRICATION OIL GUIDING DEVICE A

L'INTERIEUR D'UN ARBRE CREUX DE BOITE DE VITESSESTHE INTERIOR OF A HOLLOW GEARBOX

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.The present invention relates to the lubrication of mechanical gearboxes with parallel shafts, and more specifically, to the lubrication of a stack of pinions on a hollow gearbox shaft by a flow of oil circulating inside this one.

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.It relates to a device for guiding lubricating oil in a hollow gearbox shaft, comprising an oil recovery deflector covering at least partially the end of the shaft and of its bearings, connected to a cannula. introduction engaged in the end of the hollow shaft.

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.Oil distribution in a gearbox can be done using an oil collection and distribution chute, in the high position of the box. After recovery of the oil projections generated by the gearbox gears, the chute guides the oil, by gravity, to a deflector, located in the axis of the hollow shaft supporting the idler gears to be lubricated.

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.As described in publication FR 2 879 709, the oil can enter the shaft through a cannula penetrating the hollow shaft at one of its ends. The cannula is connected to a V-shaped deflector. It collects the oil dripping along the walls of the deflector, and introduces it inside the hollow shaft.

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.In some gearbox architectures, the collection of oil for the hollow shaft carrying the pinions to be lubricated cannot be done from above, due to the difficulty in getting the oil back into the gearbox, and to retrieve it at the top of it.

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.The present invention aims to facilitate the ascent of the oil flow projected by the rotation of the shafts of the box, as well as its collection by a deflector in the direction of a supply cannula from the center of a hollow shaft.

- 2 Dans ce but, elle propose un dispositif de guidage muni d'un déflecteur présentant plusieurs zones fonctionnelles :- 2 For this purpose, it offers a guide device provided with a deflector having several functional zones:

une zone obturée pour optimiser le volume de 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 une ouverture en V pour la collecte du lubrifiant par des racleurs et l'orientation du flux vers la canule.a closed area to optimize the filling volume of the bearing, a cut-out area to recover the lubricant from the bottom of the gearbox, a rising area of the lubricant by rotary drive, and a V-shaped opening for collecting the lubricant by scrapers and the orientation of the flow towards the cannula.

De préférence, le déflecteur présente également une zone de mise à l'air du palier, permettant l'échappement de l'air contenu dans l'arbre et derrière le déflecteur.Preferably, the deflector also has a zone for venting the bearing, allowing the air contained in the shaft and behind the deflector to escape.

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 :The present invention will be better understood on reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the appended drawings, in which:

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, la figure 3 met en évidence les principales zones fonctionnelles du dispositif de guidage proposé,FIG. 1 illustrates the circulation of gravity oil guided by a chute and a deflector towards a hollow shaft of the gearbox, FIG. 2 illustrates the lubrication of a hollow shaft by low supply, FIG. 3 highlights the main functional areas of the proposed guidance device,

- la figure 4, montre le dispositif proposé, et la figure 5 indique les aménagements correspondants du carter de boîte.- Figure 4 shows the proposed device, and Figure 5 shows the corresponding arrangements of the gearbox housing.

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 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 canule 3.Figure 1 shows a cross section of the gearbox housing 1, showing a chute 14 and a lubrication deflector 2 from the top of the box. The chute 14 is placed in the upper part of the box 1, above the hollow shaft to be supplied with oil. The deflector 2 has a V-shaped opening, and opens into a cannula 3 concentric with the shaft. The arrow f indicates the path of the lubricant from the chute 14 to the cannula 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 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 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 dans la canule, sa disposition et son orientation doivent donc être choisies avec soin.Figure 2 illustrates another type of gearbox, in which oil splashes in the upper part of the gearbox do not exist, so that the oil supply can only be carried out from below the hollow shaft . Without a chute or deflector, the rotation of the shaft 4 creates a vortex blocking preventing the entry of oil therein. The installation of a deflector is therefore necessary to break the vortex effect created by the rotation of the shaft, and allow a supply from the center of the shaft. The deflector is arranged opposite a groove 9 for supplying the oil in order to benefit from the kinetic energy of the flow. In order for the lubricant to reach the cannula in sufficient quantity, its arrangement and orientation must therefore be chosen with care.

Le dispositif de guidage d'huile de lubrification dans un arbre creux de boîte de vitesses de 1'invention, qui fait l'objet de la figure 4, comporte un déflecteur 2 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.The lubricating oil guide device in a hollow shaft of the gearbox of the invention, which is the subject of FIG. 4, comprises an oil recovery deflector 2, covering at least partially the end of the shaft and its bearings. It is connected to an introduction cannula 3 engaged in the end of the hollow shaft.

En référence à la figure 3, ce nouveau déflecteur, présente plusieurs zones fonctionnelles :Referring to Figure 3, this new deflector has several functional areas:

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, 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.a zone a, closed to optimize the filling volume of the bearing, a zone b, cut out to recover the lubricant coming from the bottom of the gearbox, a zone c, for raising the lubricant by rotary drive, a V-shaped opening (zone d) for the collection of the lubricant by scrapers, and the orientation of the flow towards the cannula.

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 un rebord d'entrée la et du palier 10. Dans la zone c, le lubrifiant est entraîné en rotation vers le haut par les pièces tournantes. Le palier du carter présente également des aménagements particuliers :The first functional zone (zone a) does not directly participate in supplying the shaft with lubricant: it is closed to optimize the filling volume of an inlet flange la and of the bearing 10. In zone c, the lubricant is driven in upward rotation by the rotating parts. The housing bearing also has special arrangements:

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.a zone e, for venting the bearing allowing the air contained in the shaft and in the zone of the deflector to be escaped, a zone f, for indexing the deflector in the bearing.

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 circulaire 6 du déflecteur 2.The closure zone a has the function of optimizing the volume of fuel entering the bearing of the hollow shaft. It is materialized by circular 6 of the deflector 2.

Les aménagements du carter de boîte 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 déflecteur 2 présente une paroi de positionnement 4 vis-àvis 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. 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 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. La collecte du lubrifiant dans la canule s'effectue dans la zone d.The arrangements of the deflector box housing 3 visible in FIGS. 4 and 5 are provided for introducing oil inside a hollow shaft (not shown) rotating clockwise. A lubricant supply duct 9 in zone a is visible in FIG. 5. It is produced in the mass of the casing la. The deflector 2 has a positioning wall 4 opposite the bearing 9, in which is cut an opening 4a corresponding to the oil recovery zone b. This faces the groove 9. The lubricant enters through the opening 4a of the positioning wall 4. A pocket limiting the volume of lubricant in the deflector is created, thanks to the partial closure of the volume by an inlet flange 6, the wall of which is close to the parts rotating with the shaft. The opening 4a and the inlet flange 6 allow efficient filling of the functional recovery zone b. The ascent of the lubricant (zone c) is facilitated by the smooth wall 2a of the deflector 3, the proximity of which can be adjusted with the rotating parts opposite to optimize the flow arriving in the V formed by the flanks 7 , 8 of the wall 2a. The lubricant is collected in the cannula in zone d.

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 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, etRotating the shaft clockwise puts the lubricant in the same direction. The lubricant driven in rotation rises. It is projected onto scrapers 8a, 8b of the deflector (cf. FIG. 4) and the bottom 10a of the bearing 10 (cf. FIG. 5) partially discovered by the V-shaped opening of the deflector. The lubricant stopped by the scrapers 8a and 8b trickles along the sides 7, 8, and

sur sure fond background du of pâli Pali er st 10a. 10a. Il est récupéré He is recovered par la canule by cannula 3 . 3. Les The racleurs wipers 8a, 8a, 8b 8b du of déflecteur 2 sont disposés sur deflector 2 are arranged on au at moins un minus one flanc 8 flank 8 de of son his ouverture d. Ils opening d. They peuvent s'étendre can extend

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 projection du lubrifiant.over the entire height of the sidewall 8, insofar as the facing pieces allow it. Finally, the side 8 opposite the direction of rotation of the shaft, makes it possible to recover the flow of oil returned by the 3d scraper, thanks to the force of projection of the lubricant.

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 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.As indicated above, the deflector 2 has a zone le for venting the bearing e, which allows the air contained in the shaft and behind the deflector to be exhausted. In this zone, the bearing 10 has a groove 13 to allow the vertical escape of the air present in the zone. The V of the deflector is open opposite the groove 12, to facilitate degassing.

Enfin, un indexage du déflecteur est nécessaire pour orienter correctement le V (flancs 7, 8 du déflecteur), et 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 dans le fond du palier 10a, et par un téton d'indexage sur le déflecteur 2. Le téton 12 est porté par exemple par la paroi de positionnement 4a du déflecteur sur le palier 10.Finally, an indexing of the deflector is necessary to correctly orient the V (sides 7, 8 of the deflector), and to ensure that the recovery zone b of the lubricant is opposite the oil inlet groove 7 of the crankcase of mechanisms, of the box. Indexing of the recovery zone b is carried out in zone f, by a notch in the bottom of the bearing 10a, and by an indexing stud on the deflector 2. The stud 12 is carried for example by the positioning wall 4a of the deflector on the bearing 10.

Le dispositif de guidage d'huile proposé, peut être fabriqué par diverses méthodes, notamment par injection 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.The proposed oil guiding device can be manufactured by various methods, in particular by plastic injection, 3D printing with plastic wire, stamped sheet metal and welded assembly, etc. It has only one mounting direction determining the orientation of the deflector in the bearing.

Ses avantages principaux sont les suivants :Its main advantages are:

• la suppression du risque d'usure des pignons portés par l'arbre, pour lesquels le dispositif de lubrification a été créé, • 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.• the elimination of the risk of wear on the pinions carried by the shaft, for which the lubrication device was created, • the optimization of the oil supply speed of the hollow shaft, and • the persistence of the oil supply in all vehicle use configurations, acceleration, tilt, etc.

Claims

1. A device for guiding lubricating oil in a hollow gearbox shaft (1), comprising a deflector (2) for recovering oil at least partially covering the end of the shaft and its bearings, connected to an introduction cannula (3) engaged in the end of the hollow shaft, characterized in that the deflector (2) has the following functional areas

- an area (a) closed to optimize the filling volume of the bearing, an area (b) cut out to recover the lubricant from the bottom of the gearbox, an area (c) for rotary drive, an opening in lubricant by scrapers the cannula.

rising of the lubricant by

V (d) for the collection of and the orientation of the flow towards

2. A lubricating oil guide device according to claim 1, characterized in that the deflector (2) has a zone (e) for venting the bearing, allowing the air contained in the 'shaft and behind the deflector (2).

3. Oil guiding device according to claim 1 or 2, characterized in that the deflector (2) has a positioning wall (4) vis-à-vis the bearing (5) in which is cut an opening (4a ) corresponding to the oil recovery zone (b).

4. Oil guiding device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the obturation zone (a) is materialized by a circular inlet flange (6) of the deflector (2).

5. A lubricating oil guide device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the scrapers (2a, 2b, 2c) of the deflector (2) are arranged on a side (8) of its opening ( d).

- 8

6. Oil guiding device according to claim 5, characterized in that the scrapers (8a, 8b) extend over the entire length of a sidewall (8).

7. Oil guiding device according to one of the preceding claims, characterized in that the oil recovery zone (b) faces an oil inlet groove (9) of the mechanism housing ( la) of the gearbox (1).

8. Oil guiding device according to claim 7, characterized in that the indexing of the recovery zone (b) is carried out by a notch (11) in the bottom of the bearing (10) of the hollow shaft and an indexing stud (12) on the deflector (2).

9. Guide device according to claim 8, characterized in that the indexing pin (12) is carried by the positioning wall (4) of the deflector on the bearing (10).

10. Guide device according to one of claims, characterized in that the bearing (10) has a groove (13) to allow the vertical escape of air.