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PERFECTIONNEMENTS A LA LUBRIFICATION DES COMMANDES A ENGRENAGES.
La présente invention se rapporte à la lubrification des commandes à engrenages et concerne plus particulièrement;, mais non exclusivement, la lubrification des commandes de changement de vitesse du type planétaire.
L'expérience a démontré que la lubrification des trains d'engre- nages, notamment ceux fonctionnant à grande vitesse, pose divers problèmes Par exemple on a observé que la rotation de plusieurs engrenages à l'inté- rieur d'une boite de vitesses tend à rejeter vers l'extérieur la totalité de l'huile, les engrenages se frayant ainsi un chemin dans l'huile, et au bout d'un certain temps les roulements sur lesquels ceux-ci sont montés se trouvent à sec et bientôt hors d'usagea Ce phénomène, dû principalement à la force centrifuge, se rencontre dans la plupart des types de boîte à en- grenages et peut être neutralisé dans certains cas par une augmentation du niveau d'huilemais pour le fonctionnement à grande vitesse, cette solution n'est pas satisfaisante,
car l'augmentation de la quantité d'huile contenue dans la boîte de vitesses offre une plus grande résistance à leur rotation et provoque ainsi une augmentation marquée de la température, ce qui n'est pas à désirer.
Pour supprimer cet inconvénient, l'invention, selon l'une de ses caractéristiques, se propose d'associer une bague de projection d'huile à l'arbre de commande qui passe dans la boite à engrenages, cet arbre de com- mande peut être, par exemple;, le vilebrequin d'un moteur. Cette bague de graissage est placée de manière que l'huile, projetée extérieurement par la force centrifuge et retombant près de la paroi de la boite à engrenages, descende sur la bague qui la projette extérieurem.ent à nouveau dans un élé- ment récepteur annulaire situé sur la face du train d'engrenages. Ce train d'engrenages est pourvu de conduits de graissage s'étendant de l'intérieur de l'élément récepteur aux roulements sur lesquels les engrenages sont mon- tés.
Grâce à ce dispositif et selon cette caractéristique de l'invention, l'huile de lubrification est rejetée extérieurement, par la bague de grais-,
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sage, dans l'élément récepteur, duquel elle passe dans les conduits aboutis- sant aux roulements à lubrifier.
Le précédent dispositif permet de maintenir dans les portées une circulation d'huile qui les empêche de se trouver à sec, à moins, naturelle- ment, que le niveau d'huile de la boîte d'engrenages s'abaisse au-dessous d'une valeur minimum. Sous ce rapport, il arrive souvent-que, lorsque le moteur est rempli d'huile, la boîte d'engrenages ne se trouve pas remplie complètement. Si cette pratique continue, le niveau d'huile de la boite à engrenages baisse du fait des fuites, ce qui crée des ennuis au bout d'un certain temps.
Pour supprimer cet inconvénient, 1' invention, selon une autre de ses caractéristiques, se propose de relier la boîte d'engrenages au carter de vilebrequin du moteur de manière que l'air chargé d'huile de ce carter puisse passer dans la boîte d'engrenages. Si nécessaire, la boîte dengre- nages peut être pourvue d'une soupape d'évent permettant à l'air de s'échap- per après avoir déposé la totalité ou la plus grande partie de l'huile qu'il contenait en suspension. L'invention profite de la plus grande contenance du carter de vilebrequin, lequel peut contenir environ 2 litres d'huile alors que la boite d'engrenages n'en renferme par exemple qu'un demi-litre, pour utiliser une faible fraction de l'huile du carter pour maintenir le ni- veau dans la boîte à engrenages.
On remarquera que, lorsque le moteur tour- ne, le carter de vilebrequin est rempli d'un brouillard d'huile et que, selon cette caractéristique de l'invention, une partie de cet air chargé d'huile passe du carter dans la boîte à engrenages dans laquelle il dépose son huile pour en maintenir le niveau.
L'invention offre également un procédé plus positif d'entraîne- ment de l'huile du carter de vilebrequin dans la boite à engrenages, procédé consistant à utiliser un élément tubulaire pourvu de gorges hélicoïdales internes, entourant l'arbre de commande lorsque la boite à engrenages est mon- tée sur cet arbre, et tournant avec ce dernier pour retirer de l'huile du carter à vilebrequin par un conduit et l'entraîner dans la boîte à engrena- ges le long d'un'autre conduit. En alternative, la surface interne de l'élé- ment tubulaire peut être lisse et l'arbre de commande peut être fileté ou pourvu de gorges hélicoïdales.
Si le moteur est pourvu d'un graissage sous pression, il est re- lativement simple d'incorporer la boite d'engrenages dans le système de lubrification forcée en perçant l'arbre de commande, mais lorsque cette lu- brification sous pressionnest pas utilisée, l'un ou plusieurs des précédents procédés peuvent être adoptés.
L'invention ainsi que la manière de la réaliser ressortiront mieux de la description ci-dessous donnée en référence au dessin annexé, qui représente, à titre d'exemple et sous forme schématique, diverses vues d'une boîte de vitesses construite selon l'invention et convenant pour un moteur de faible puissance.
La figure 1 est une coupe d'une partie d'une boite de vitesses de l'invention.
La figure 2 représente une autre forme de réalisation de la con- struction de la figure 1, utilisant un élément récepteur d'huile de plus grand rayon et pourvu de conduits de graissage formés dans un élément fileté.
La figure 3 est une coupe partielle d'une autre boite de vitesses de l'invention, représentant un moyen plus positif de maintenir le niveau d'huile dans la boîte de vitesses, un dispositif assurant le retour du sur- plus d'huile au carter de vilebrequin.
Si l'on considère la figure 1, le vilebrequin: ou arbre de comman- de 1 d'un moteur (non représenté) passe du carter 2 dans la boîte de vitesses 3. Sur l'arbre 1 est claveté un manchon 4 pourvu d'une collerette 5, située à son extrémité extérieure et portant un arbre auxiliaire 6, sur lequel est monté un engrenage composé 7 au moyen des roulements 8. Sur le manchon 4 est monté librement un élément cylindrique 9 supporté par un roulement 10 et pour-
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vu d'un engrenage 11 en prise avec une partie 12 de l'engrenage composé 7. Un pignon à chaîne 13 est accouplé par un pas de vis ou autre dispositif avec l'extrémité de l'élément cylindrique 9,et relié par un dispositif in- termédiaire approprié aux roues motrices d'un chariot ou autre appareil ana- logue.
Naturellement, si on le désire;, il peut exister plusieurs arbres au- xiliaires 6,et en fait l'inventeur préfère utiliser trois de ces arbres mon- tés avec un angle de 120 entre eux. Selon cet agencement, ces trois ar- bres, pourvus chacun d'un engrenage composé 7, sont disposés autour du vile- brequin 1.
La boite de vitesses 3 est entourée d'un carter 14 pourvu d'un manchon en saillie intérieure 15 entourant l'élément cylindrique 9 et por- tant à son extrémité un engrenage 16 en prise avec l'autre partie 17 de l'en grenage composé 7. Un bandage de frein 18 entoure l'extérieur du carter de boîte de vitesses 14.
En fonctionnement, le moteur fait tourner l'arbre 1 et le man- chon 4 tourne avec ce dernier. Le nombre de dents des engrenages 11, 12 et 16, 17 est établi de manière à transmettre une commande à vitesse réduite soit au pignon à chaîne 13, soit au carter 14, selon la moindre résistance offerte par ces deux éléments. Ce résultat peut être obtenu, par exemple en donnant 38 dents aux engrenages 11 et 17, et 37 dents aux engrenages 12 et 16.
Lorsque le moteur tourne et que le chariot ou autre appareil est à l'arrêt, la résistance appliquée par les roues sur le pignon à chaîne 13 est supérieure à la résistance offerte par le carter 14, et, par conséquent, celui-ci tourne,dans l'exemple précédent, d'une dent par révolution du mo- teur. Cependant., si l'on serre le bandage de frein 18 autour du carter 14, la résistance offerte à la rotation par ce dernier est alors supérieure à. celle du pignon à chaîne 13 et celui--ci tournera alors en entraînant avec lui la roue motrice.
Dans une boîte de vitesses courante., la rotation du train d'en- grenages précédemment décrit projettera l'huile extérieurement jusqu'à ce que le contenu d'huile de la boite de vitesses prenne approximativement la forme de la paroi intérieure du carter 14. En d'autres termes, le train d' engrenages se fend un chemin dans l'huile et aucun graissage effectif n'est obtenu. L'huile a tendance à retomber sur les côtés du carter pendant la rotation., et l'invention utilise ce fait pour améliorer la lubrification.
L'extrémité du vilebrequin 1 est pourvue d'une bague de graissage par pro- jection d'huile 19 sur laquelle l'huile retombante est dirigée au moyen d'aubes 20 ou dispositif analogue situé à l'intérieur du carter 14. La bague de graissage 19 projette extérieurement alors cette huile dans un élément récepteur 21 de forme annulaire dont est pourvu le bord de la face de la collerette 5. Cet élément 21 forme une cupule annulaire destinée à recevoir l'huile projetée par la bague de graissage 19, et la cloche ou ca- pot formant l'élément récepteur s'étend intérieurement par rapport à la collerette 5 au delà de l'axe de l'arbre auxiliaire 6. Au fur et à mesure de la projection d'huile dans l'élément récepteur,une réserve d'huile a tendance à s'accumuler à l'intérieur contre la face de la collerette 5.
Des conduits de graissage 22, 23 permettent d'amener cette huile aux rou- lements 8 à lubrifier. Une certaine importance est attachée au fait que le conduit 22 s'ouvre dans l'élément récepteur sur le côté et non au fond, car cette disposition réduit au minimum tout risque d'obstruction du con- duit., les malpropretés pouvant ainsi s'accumuler à l'extrémité de l'élé- ment récepteurà l'extérieur du plateau 5 sans causer d'ennuis.
Ainsi qu'exposé précédemment., on peut utiliser un dispositif destiné à maintenir dans la boîte de vitesse une réserve d'huile adéquate, et à cette fin., dans le cas d'un moteur à lubrification forcée, on peut pourvoir la boite de vitesses d'une connetion appropriée.
Pour maintenir dans la boîte de vitesses une réserve d'huile normale en l'absence du graissage sous pression, une connexion réunit la boîte de vitesses 3 et le carter de vilebrequin 2. A cette fin.. on donne au carter de vilebrequin 2 la forme représentée pour supporter le pignon à chaîne 13, ce montage étant pourvu d'un roulement approprié 24 et un con-
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duit 25 est percé entre le carter 2 et le vilebrequin 1. Si on le désire, un petit impulseur à ailettes 26 peut être placé dans ce passage ou conduit pour entraîner l'air chargé d'huile du carter de vilebrequin à la boîte de vitesses.
Cette dernière est pourvue d'un dispositif d'évent approprié, indiqué dans son ensemble en 27, pour permettre l'échappement de l'air et favoriser la circulation de l'air chargé d'huile le long du conduit 25.
Si l'on considère maintenant la figure 2, on remarquera que le dispositif représenté utilise un élément récepteur d'huile 21 de rayon plus grand et que sa périphérie. forme une chambre 28 destinée à recueillir les malpropretés et le cambouis. L'axe 6, qui peut être constitué par un gou- jon ou élément analogue fileté., est pourvu d'un conduit longitudinal 22 et de conduits transversaux 23' amenant l'huile aux roulements.
Si l'on considère maintenant la figure 3, une cuiller de grais- sage 30 est placée à l'intérieur du carter de vilebrequin dans lequel l'huile est projetée. L'huile recueillie par la cuiller descend par le conduit 25 dans un élément tubulaire 31 dans lequel sont usinés des filets de vis ou gorges hélicoïdales internes 32. Cet élément 30 entoure l'arbre de com- mande 1 dont la rotation entraîne l'huile le long des rainures ou filets 32 et dans les conduits 33 du manchon 4. Grâce à ce dispositifun courant d'huile constant circule dans la boîte de vitesses et si rien n'était fait pour en maintenir le niveau., elle contiendrait bientôt beaucoup trop d'huile.
Afin d'éliminer le surplus d'huile de la boîte de vitesses, un conduit 34 est percé dans le manchon 15,lequel est fileté ou pourvu de gorges héli- coïdales en 35,et un autre conduit 36 est percé dans l'élément cylindri- que 9. L'excédant d'huile s'écoule donc par le conduit 34, les gorges 35 et le conduit 36 sur la surface extérieure de l'élément tubulaire 31 et de là retourne au carter de vilebrequin par l'intermédiaire des portées 37 ou d'un conduit approprié représenté en 39.