Brevet FR2461129A1 — publié le 19810130

-1 - La présente invention a trait aux pompes à dé- pression fonctionnant selon le principe des pompes à piston, destinées notamment à être installées sur des véhicules automobiles afin d'alimenter en dépression les amplifi- cateurs d'effort de freinage de ceux-ci. L'invention est relative, en particulier, à l'étanchéité du piston par rapport au cylindre de travail de ces pompes et permet d'assurer une adaptation automatique de la force avec laquelle l'élément qui assure cette étanchéité appuie contre la paroi du cylindre, cette adaptation étant fonction de la dépression atteinte dans la pompe. Dans les pompes à piston génératrices de dépression habituellement utilisées jusqu'à présent pour alimenter en dépression l'aenplification pneumatique de l'effort de freinage, l'un des problèmes les plus importants réside dans la nécessité d'assurer l'étanchéité entre le piston et le cylindre. La solution la plus répandue fait usage d'un joint torique autour duquel est disposée une bague de glissement et/ou d'étanchéité. Ce joint torique ou autre élément équivalent a pour tache de produire la force d'application requise pour assurer l'effet d'étanchéité correct. Cette force est obtenue par mise en précon- trainte du joint turique et doit, pour assurer un effet d'étanchéité suffisant dans toutes les plages de fonction- nement de la pompe, 8tre réglée pour assurer l'étanchéité dans la situation de fonctionnement la plus défavorable, ce qui veut dire que dans toutes les autres situations cette force d'application est beaucoup trop grande. La conséquence en est que la bague d'étanchéité est soumise à une usure mécanique inutilement gorte, et par suite l'effet d'étanchéité se trouve fortement réduit. Pour remédier à cet état de choses, l'invention a créé un nouveau dispositif qui, automatiquement, pro- portionne à chaque situation de fonctionnement la force qui applique la bague d'étanchéité contre la paroi du cylindre. Grace à cette disposition l'usure mécanique de -2 - la bague de glissement et d'étanchéité se trouve réduite, ce qui se répercute très favorablement sur la durée de service effective de la pompe. Dans ce nouveau dispositif d'étanchéité, le piston comporte un évidement radial qui est entouré par un corps annulaire élastique et qui communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'au moins un perçage axial. Dans une forme d'exécution, une bague de glissement et d'étanchéité entoure le corps annulaire élastique dans le champ de l'évidement. Dans une autre forme d'exécution, le corps annu- laire élastique présente, dans le champ de l'évidement, une surépaisseur radiale qui assure la fonction de la bague de glissement et d'étanchéité. Dans ces deux formes d'exécution la-section du ou des perçages qui assurent la communication entre l'évi- dement radial du piston et l'atmosphère peut avoir une forme quelconque. Des exemples d'exécution du nouveau dispositif sont décrits ci-après et illustrés au dessin schématique annexé, sur lequel - la figure 1 montre la structure d'une pompe à piston à dépression dont l'étanchéité du piston est réa- lisée selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face, c8té tige;du fond du piston correspondant à la fig. I; - la figure 3 montre une variante de l'étanchéité du piston, et - les figures 4 à 6 sont des vues de différents fonds de piston correspondant à la variante selon la fig.3. Les fig. 1 et 2 illustrent schématiquement une pompe à piston conçue pour créer une dépression, comportant une enceinte de travail 1 qui, de façon connue en soi, est raccordée par une valve d'aspiration 9 et une valve de refoulement 10 aux conduites et appareils correspondant à chacune de ces valves. L'enceinte de travail 1 est déli- -3 - mitée par la paroi d'un cylindrique 2. Dans cette enceinte peut se déplacer le piston 3 qui, de manière appropriée, est commandé pour se déplacer suivant un mouvement os- cillant, ce qui, dans cet exemple, est représenté schéma- tiquement par la tige de piston 11 en tant qu'exemple gén6ralement valable. Ce piston 3 est conçu conformément à l'invention; il comporte donc un évidement annulaire 4 autour duquel est fixé le corps tubulaire élastique 5 qui obture de manière étanche l'enceinte de cet évidement en direction de la paroi du cylindre 2. Ce corps tubulaire 5 est rendu solidaire du piston 3, par exemple par collage. L'enceinte délimitée par l'évidement 4 et ce corps élas- tique 5 est reliée à l'atmosphère (à droite du piston en regardant le dessin) par l'intermédiaire de perçages 6 disposés de préférence symétriquement sur le cercle de perçage. La bague de glissement et d'étanchéité 7 qui, lors du mouvement oscillant du piston 3, glisse sur la face de glissement du cylindre 2 et assure l'étanchéité de l'enceinte de travail 1 de la pompe par rapport à l'atmosphère qui règne de l'autre c8té du piston 3, est solidaire du corps tubulaire 5 qu'elle entoure. Du fait de la dépression engendrée dans l'enceinte de travail 1 et qui règne également dans l'enceinte 12, et de la pression atmosphérique dans l'enceinte 13 et dans celle de l'évidement annulaire 4, une pression diffé- rentielle s'établit par l'intermédiaire du corps tubulaire qi, de ce fait, se trouve repoussé radialement vers l'etérieur, ce qui applique la bague de glissement et d'étanchéité 7 de façon étanche contre la paroi 2 du cylindre. Une augmentation de la dépression effective dans l'enceinte 1 conduit automatiquement à appliquer plus for- tement la bague 7 contre la paroi 2. On est ainsi certain que dans tous les états de fonctionnement de la pompe la force qui agit sur la bague d'étanchéité 7 pourl'appliquer contre la paroi 2 afin d'assurer l'effet d'étanchéité recherché est suffisante et non excessive. De ce fait, - 4 l'urure mécanique et en même temps aussi les pertes de rendement par frottement sont réduites au minimum inévitable. Il est évident que le corps élastique 5 et la bague de glissement et d'étanchéité 7 sont conçus de telle sorte que m8me à l'état initial, dans lequel la pression atmosphérique nègne des deux c8tés du piston 3, l'las- ticité propre du corps 5 et la précontrainte à donner par construction à la bague d'étanchéité 7 pour l'appliquer contre la paroi 2 du cylindre assurent l'effet d'étanchéité minimum requise Les formes d'exécution représentées à la fig. 3 et aux fig. 4 à 6 qui lui correspondent illustrent des variantes du système d'étanchéité du piston qui restent dans le cadre de l'invention. Par rapport à la forme d'exécution illustrée à la fig. 1 ces variantes ont pour particularité de constituer une simplification des pièces utilisées. Cette simplification concerne surtout un corps d'étanchéité 8 à symétrie de rotation qui combine quasiment en soi les pièces représentées à la fig. 1, à savoir le corps tubulaire 5 et la bague d'étanchéité 7. Ce corps d'étanchéité 8 est, par sa face tournée vers l'enceinte de travail 1, associé de manière solide et étanche au piston 3; cette association est, à la fig. 3, conti.tée par un encastrement, mais d'autres formes de fixation sont possibles. L'autre face du corps d'étanchéité 8 repose librement sur le piston 3o Dans sa partie tournée vers l'atmosphère ce piston présente un appui pour le corps d'étanchéité 8 et est conçu de telle sorte que l'évidement 4 communique avec l'atmosphère. Diverses variantes pos- sibles de cette disposition sont illustrées aux fig. 4, et 6, mais un grand nombre d'autres sont concevables dans l'esprit de l'invention. Dans la variante illustrée à la fig. 4, le piston 3 comporte des perçages de liaison 6 comme déjà décrit avec référence à la fig. 1. Dans celle illustrée à la fig. -5, le piston 3a comporte au moins deux (quatre dans cet exemple) échancrures 14 d'assez grandes 0 * bas * i De -5 - dimensions et autant de nervures correspondantes 15 6,as le champ de la surface d'appui pour le corps d'étancebeit 8. Ces échancrures 14 assurent la communication entre l' évidement 4 et l'atmosphère. La forme d'exécution selon la fig. 6 est une variante de celle représentée à la fig. 5, le piston 3b étant, dans sa partie soumise à la pression atmosphérique, muni de plusieurs échancrures 17 et nervures 16. - 6 - -6- REVENDICATI ONS 1. Pompe à piston, notamment pour crier une.pres- sion, munie d'un dispositif assurant i'étanchéitC du piston dans le sens radial, cette pompe étant remar- quable en ce qu'elle comporte les dispositions suivantes: a) le piston (3) présente un évidement annulaire radial (4), b) dans le sens axial, un corps tubulaire élas- tique (5) est fixé au piston des deux c8t6s de l'évidement (4), c) le oorps.tubulaire axial (5) assure l'tétanehé- ité de l'évidement (4) dans le sens radial, d) une bague de glissement et &'étanchéité (7) est fixée sur le pourtour extérieur du co:ps tubulaire (5) dans le champ de l'évidement (4), et e) le piston (3) est conçu-de façon que son évi- dement (4) communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'au moins un perçage (6). 2. Pompe à piston, notamment pour créer une dé- pression, munie d'un dispositif assurant l'étanchéité du piston dans le sens radial, cette pompe étant re- marquable en ce qu'elle comporte les dispositions suivantes: a) le piston (3) présente un évidement annulaire radial (4), b) un corps élastique de forme allongée cylindrique (8) est fixé de manière étanche au piston (3) qu'il entoure, c) ce corps élastique (8) repose sur le piston 3C (3), d) ce corps élastique (8) présente une surépais- seur radiale, e) cette surépaisseur radiale assure l'étanch6ité et le glissement et isole l'enceinte de travail (1) de la pompe par rapport à l'atmosphère, et f) l'évidement (4) communique avec l'atmosphère par au moins un perçage (6) ou au moins une échancrure (14; 17).