Brevet FR2536797A1 — publié le 19840601

1. Pompe à cylindre et à pis ton utilisable conme piompe vide pour asservissement des freins d'un véhicule. La présente invention concene un nouveau type de pompe à cylindre et à piston utilisable notammnent, mais non exclusivement, comme pomnpe à vide pour' asservissement des freins d'un véhicule. D'une façon générale, on sait que les pompes à vide utilisées à 1 'heure actuelle pour ce type d'application com)rennent un corps en alliage léger moulé, muni d'un alésage cylindrique, à l'intérieur duquel est engagée une chemise cylindrique en acier ou en alliage d'acier dans laquelle vient coulisser le piston. I 1 s'avère que cette solution, outre le fait qu'elle est relativement couteuse (réalisation du corps et de la'chemise puis montage de ces deux éléments) présente en outre un certain nombre d'inconvénients: Elle nécessite la mise en place d'un dispositif d'étanchéité entre le corps et la chemise Ceci est en particulier indispensable dans le cas d'une pompe à vide double effet, pour éviter qu'en raison de la différence de pression au sein des deux chamrbres de la pompe, l'air puisse passer d'une chambre à lautre en by-passant le piston. Ce problèmne se pose d'autant plus que le coefficient de dilatation de la chemise est différent de celui du corps de sorte qu'il se produira, entre ces deux pièces, un volume intercalaire par lequel l'air pourra circuler. Un autre-inconvénient de cette solution consiste en ce que le piston est généralement réalisé en métal ou en alliage de métal léger qui présente, lui-aussi, un coefficient de dilatation différent de celui de la chemise, Ainsi, lors de variations importantes de température de la pormpe, il se produit fréqueranent des défauts d'étanchéité entre cihei ise et pistorn, ou, a l'iive:'se, une usu e excessive du joint u' étsncila-_t 6 du piston. L'irnvention a donc pour but de suppsir;er tous ces inconvé- iienils rlle p)oose donc une pompe sanrs chenisage, c est-à-dirze une pompe dans laquelle le piston coulisse directement dans l'alésage du corps, ce qui supprime en conséquence, tous les problèmes d'étanchéité chemise/corps des pompes actuellement utilisées. Toutefois, dans le cas o l'on veut utiliser un corps en nmétal ou en alliage léger, dette solution iiolique la résolution du problème de friction sans usure du piston sur l'alésage du corps. En vue de résoudre ce problème, l'invention propose d'effectuer sur l'alésage du corps un dépôt d'oxyde métallique dur soit par oxydation anodique dure (anodisation dure AOD) soit par dép 6 t physique d'oxydes métalliques. Dans l'un et l'autre cas on obtient en réalité la fonrmation de deux couches, à savoir une couche extérieure d'oxyde dur, par exemple de l'ordre de 50 à 150 microns et une couche intermédiaire par exe,,Iole de l'ordre de 25 microns, dans laquelle l'oxyde se- trouve inclus par diffusion dans le réseau cristallin du métal, cette couche assurant l'accrochage de la couche extérieure sur le corps. L'alésage du coips de la pompe se trouve donc revêtu d'une couche dure pouvant atteindre 300 à 450 points Vickers qui présente une raute résistrance à l'usure. Il s'avère que cette couche présente en outre d'excellentes propriétés de friction, notamment avec des joints en plastomère (ioly'étrafluoréthylne, composés fluocarbonés). Par ailleurs, elle convient particulièrement bien dans le cadre des p) omes à vide dams lesquelles les problèmes de corrosion cll-"ique ne se posent pas. Ainsi, la pompe à vide selon l'invention peut donc comprendre, d'une part, un corps en alliage léger, par exemple en aluminium ou en magnésium, ce corps présentant un alésage cylindrique revêtu d'une couche en oxyde métallique pouvant êtr'e, selon le cas, de l'allumine ou de l'oxyde de magnésium, et, d'autre part, un piston réalisé de préférence en le même métal ou alliage métallique que le corps, ce piston comprenant au moins un joint annulaire d'étanchéité réalisé, au moins en partie, en un plastomère tel que du polytétrafluoréthylène ou en un composé fluocarboné. z Bien entendu, une telle pompe-peut en outre comprendre tous les ? accessoires des pompes classiques, simple ou double effet, tels que clapets, régulation, système de refroidissement Elle peut être lubrifiée par de l'huile pouvant provenir du moteur-ou comprendre ses propres moyens de lubrification. L'invention permet donc d'obtenir une pompe à vide performante, légère et d'un prix considérablement réduit. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux-dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une coupe axiale schématique d'une pompe sans chemise selon l'invention; La figure 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle de la pompe représentée figure 1, cette coupe mettant plus particulièrement en relief la structure du revêtement de 1 'alésage du cylindre et le système d'étanchéité piston/alésage. Telle que représentée sur ces dessins, la 'pompe comprend un corps 1 par exemple en aluminium moulé à alésage interne cylindrique 2, refenrmé d'un côté par un carter 3 et, de l'autre côté, par un fond 4. Le carter 3 peut comprendre, de façon classique, au moins un 2536797, clapet d'aspiration 5 et un clapet de refoulement 6 le clapet d'aspiration 5 peut par exemple -être raccordé à la prise d'aspiration d'un servofrein. Le fond 4 est muni d'une douille-palier 7 coaxiale, dans laquelle vient coulisser, avec étanchéité, la tige 8 d'un piston 9. il peut en outre comprendre, dans le cas d'une pompe à double effet, un clapet d'aspiration 10 et un clapet de refoulement 11 éventuellement raccordés, respectivement, aux clapets d'aspiration 5 et de refoulement 6 du carter 3. Conmne on peut le voir sur la figure 2, l'alésage 2 du corps 1 porte, après avoir subi un traitement d'anodisation dure, un revêtement constitué par une couche externe 12 d'alumine, d'épaisseur pouvant aller de 50 à 150 microns et par une couche interne 13, dans laquelle l'alumine se trouve incluse par diffusion dans le réseau cristallin du corps 1 en aluminium. En principe l'état de surface de la couche d'alumine 12 est suffisamment bon pour éviter d'avoir à effectuer une rectification ou un rodage Toutefois au besoin, l'une ou l'autre de ces opérations peuvent être envisagées. -20 Le piston 9 peut consister en un empilage de deux disques 14, en aluminium présentant une enture périphérique 16 en vis-à-vis de manière à réaliser sur-la tranche une gorge périphérique 17 de section carrée ou rectangulaire A l'intérieur de cette gorge 17 est disposé un segment composite comprenant une enveloppe extérieure 18 de section en forme de U, en plastomère dont la concavité reçoit un sommier 19 pouvant consister en un joint torique en élastomère, ou même en un joint torique métallique flexible. Il s'avère que la corroinaison des matériaux utilisés pour réaliser la portée coulissante corps 1/joint d'étanchéité 18-19 du piston, pennet d' obtenir une excellente étanchéité, d'excellentes propriétés de friction et une très bonne tenue 1 'usure. 2536797 ' l. ?ormn a: viue à cyl-ijdre et s;toon utilisable pour les asservissements des freins de vé icules, caractérisée an ce qu'elle coaiprend, d'une part, un corps 1 en alliagé léger, présentant un alésage cylindrique 2 revbtu d'au moins une couche dure 12-13 en oxyde m&tcllicque et, d'autre pat, uni piston 9 coulissant dans ledit alésage 2, ce piston 9 étant, de préférence, réalisé en le fîième alliage léger que le corps 1 et cormportant au moins un joint annulaire d'étanchéité 18, 19 réalisé, au moins en partie, en une matière telle qu'un plastomère. 2. Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que le susdit corps 1 est réalisé en aluminium ou en magnésium et en ce que la susdite couche dure 12-13 en oxyde métallique consiste, selon le cas, en de 1 'allumine ou en oxyde de magnésium. 3 Pomrpe à vide selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la susdite couche d'oxyde métallique 12-13 est obtenue par anodisation dure ou par dépôt physique d'oxyde métallique. 4. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matière constitutive du susdit joint 18 est du polytétrafluoréthylène ou bien un corq Dosé fluocarboné.