Brevet FR2869381A1 — publié le 20051028

L'invention concerne un moyen d'étanchéité pour maîtres cylindres de freins et notamment de freins automobiles et maître cylindre comportant un tel moyen. La figure 1 représente un exemple de maître cylindre de freins auquel peut s'appliquer l'invention. Il comporte principalement un piston primaire P1 et un piston secondaire P2 coulissant dans le cylindre du maître cylindre. Le piston primaire se déplace de la gauche vers la droite sous l'action d'une tige de poussée non représentée et appuie alors sur le piston secondaire P2 par l'intermédiaire d'un ressort de compression Rl. Le piston secondaire P2 appuie sur le fond du cylindre par l'intermédiaire d'un ressort de compression R2. Le ressort R1 présente une plus grande résistance à la compression que le ressort de compression R2 de telle façon que le piston P2 exerce une pression qui est transmise aux dispositifs de freinage du véhicule (plaquettes de freins) par l'intermédiaire tout d'abord du liquide de frein contenu dans la chambre C2, puis du liquide de frein contenu dans la chambre Cl. La chambre Cl est alimentée en liquide de frein à partir d'un réservoir de liquide de frein (non représenté). Celui-ci est connecté à une entrée de réservoir Al et à l'accès Aal qui permet de desservir en liquide de frein une gorge annulaire Acl pratiquée dans la paroi interne du cylindre et qui entoure le piston 1. Le piston 1 est muni de trous d'accès, tel que Api., qui sont localisés, lorsque le piston Pl est au repos, au niveau de la gorge Acl. Ces trous permettent ainsi, quand 2869381 2 le piston est au repos, de faire communiquer l'intérieur du piston Pl, et donc la chambre Cl, avec la gorge Acl. Ils permettent ainsi d'alimenter la chambre Cl en liquide de frein fourni par le réservoir. La chambre C2 est alimentée en liquide de frein par une disposition analogue comprenant un accès Aa2, une gorge Ac2 pratiquée dans la paroi du cylindre et par des trous, tel que Ap2, prévus dans le piston P2 et situés au niveau de la gorge Ac2 lorsque le piston P2 est au repos. Des joints d'étanchéité appelés coupelles permettent de conserver le liquide de frein dans les chambres Cl et C2, d'isoler les chambres du réservoir entre-elles, et d'exercer une pression en direction des plaquettes de freins par l'intermédiaire du liquide de frein contenu dans les chambres Cl et C2. Ces coupelles sont logées dans le cylindre autour des pistons et assure une étanchéité entre le cylindre et les pistons Pl et P2. La coupelle J1 interdit des fuites de liquide de 20 frein vers l'extérieur du maître cylindre. La coupelle J2 permet au piston Pl d'exercer une pression qui est transmise aux plaquettes de freins par le liquide de frein contenu dans la chambre Cl. La coupelle J3 permet d'isoler la chambre Cl de 25 la chambre C2. La coupelle J4 permet au piston C2 d'exercer une pression qui est transmise aux plaquettes de freins par le liquide de frein contenu dans la chambre C2. Chaque coupelle a une structure présentant un 30 bord en forme de lèvre telle que cette lèvre a tendance à 2869381 3 se plaquer contre la périphérie d'un piston selon les pressions qui s'exerce des deux côtés de la coupelle. La souplesse des lèvres de ces coupelles soulève des difficultés de réalisation. En effet, elles doivent être suffisamment souples pour permettre, dans certaines phases de fonctionnement, de laisser passer le liquide de frein entre le piston et le cylindre; elles doivent pouvoir se plaquer efficacement contre le piston pour assurer une bonne étanchéité et elles ne doivent pas être trop longues pour ne pas allonger la course morte du maître cylindre. De plus dans certains systèmes tels que l'ESP (Electronic Stability Program), le système a besoin d'aspirer, dans certains cas de fonctionnements, un plus grand volume de liquide de frein pour les besoins des circuits de freinage. Cela peut se faire à partir du réservoir par l'intermédiaire des chambres. Pour faciliter cet écoulement de liquide de frein on peut avoir tendance à augmenter les diamètres des trous tels que Api, Ap2 et pour faire face à l'augmentation de débit qui en résulte on doit prévoir des lèvres de coupelles plus souples pour qu'elles soient plus sensibles et réagissent plus rapidement aux variations de pressions qui leurs sont appliquées. Cependant, on a alors des coupelles qui peuvent présenter une plus grande fragilité. L'invention fournit un moyen d'étanchéité permettant de résoudre ces difficultés. L'invention concerne donc un moyen d'étanchéité pour maître cylindre de freins comprenant au moins un piston coulissant dans un corps de cylindre de frein 2869381 4 lequel est muni d'au moins un accès de liquide de frein, le piston étant muni de trous de passage du liquide de frein faisant communiquer, lorsque le piston est au repos, un accès de fluide de frein avec l'intérieur du piston et une chambre dans laquelle le fluide sera soumis à un effort de pression lors d'un freinage, le moyen d'étanchéité étant destiné à être placé autour du piston, de part et d'autre de l'accès de fluide de frein, pour réaliser une étanchéité entre le piston et le cylindre, ce moyen d'étanchéité ayant une forme générale circulaire et possédant une partie en forme de couronne, appelée talon, une partie extérieure cylindrique raccordée au plus grand diamètre du talon, solidaire de celui-ci et dont les génératrices sont parallèles à l'axe du piston et une partie intérieure de forme générale cylindrique ou tronconique appelée lèvre raccordée au plus petit diamètre du talon, dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du piston ou forment un cône d'angle au sommet faible dont la pointe du cône est orientée vers une chambre contenant un fluide qui doit être soumis à un effort de pression, l'extrémité libre de ladite lèvre étant, au repos, en contact avec la paroi périphérique du piston, caractérisé en ce que le talon est en matériau difficilement déformable, et en ce que la lèvre est en matériau souple. Egalement, on prévoit que la partie extérieure est en matériau souple. De plus, chaque moyen d'étanchéité est destiné à être logé dans une rainure prévue dans la paroi interne du cylindre, avec la partie extérieure située dans le fond de la rainure, le talon étant situé contre un flanc 2869381 5 de la rainure et la lèvre étant située vers l'intérieur du cylindre de façon à être en contact avec un piston. Selon un mode réalisation préféré de l'invention, la lèvre, le talon et la partie circulaire extérieure sont moulés en une seule pièce. La présente invention a également pour objet un maître-cylindre de freins muni d'au moins un accès de liquide de frein, d'un pisotn monté à coulissment étanche, ledit piston étant muni de trous de passage du liquide de frein faisant communiquer, lorsque le piston est au repos, un accès de fluide de frein avec l'intérieur du piston et une chambre dans laquelle le fluide sera soumis à un effort de pression lors d'un freinage, des moyens d'étanchéité étant placées autour du piston, de part et d'autre de l'accès de fluide de frein, pour réaliser une étanchéité entre le piston et le cylindre, carctérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité sont formés par des moyens selon la présente invention. Les différents aspects et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent. La figure 1, un exemple de maître cylindre auquel s'applique l'invention; Les figures 2a et 2b, un exemple de réalisation d'un moyen d'étanchéité selon l'invention. Un exemple de maître cylindre auquel s'applique 30 l'invention a déjà été expliqué précédemment en relation avec la figure 1. 2869381 6 L'objet de l'invention réside donc dans la conception de moyens d'étanchéité appelés coupelles. Sur la figure 1, ces coupelles sont référencées J1, J2, J3, J4. Les figures 2a et 2b représentent un exemple de réalisation d'une coupelle selon l'invention. Elle comporte une première partie JC1 périphérique de forme sensiblement cylindrique d'axe XX'. Une partie JP1 en forme de couronne, appelée talon, disposée selon un plan perpendiculaire à l'axe XX' est raccordée à la partie cylindrique JC1 ou est solidaire de cette partie cylindrique par son diamètre extérieur. Une partie cylindrique ou tronc conique intérieure JL1, appelée lèvre, disposée selon le même axe XX' est raccordée ou est solidaire du diamètre extérieur du talon JP1. Le talon JP1 est en matériau difficilement déformable ou quasiment dur ou rigide. Il s'agit, par exemple, d'un caoutchouc dur ou d'un matériau thermoplastique élastomère La lèvre JL1 est en matériau souple et élastique. Il s'agit par exemple, d'un caoutchouc souple ou d'un thermoplastique élastomère de composition lui procurant des qualités de souplesse La partie cylindrique périphérique JC1 est de préférence en matériau souple mais cela n'est pas obligatoire. Elle pourra être de composition similaire à celle de la lèvre JL1. Comme on peut le voir sur les figures 2a et 2b, le moyen d'étanchéité se présente donc sous forme d'un anneau possédant une lèvre JL1 inclinée vers l'intérieur de l'anneau. 2869381 7 La moyen d'étanchéité est placé à l'intérieur d'une rainure RCY réalisée dans la paroi intérieur du cylindre. La partie cylindrique périphérique JC1 de la coupelle est placée dans le fond de la rainure RC. Le talon JP1 est plaqué contre un flanc de la rainure. Cette partie JP1 est difficilement déformable, mais suffisamment pour pouvoir faire entrer la coupelle à l'intérieur du corps du maître cylindre CY1 en la pliant légèrement pour la placer dans la rainure RCY. La lèvre JL1 est située vers l'intérieur du corps du maître cylindre. La conception de la coupelle est telle que, de préférence, le diamètre intérieur Dcl du talon est légèrement supérieur au diamètre D du corps du maître cylindre CY, tandis que le diamètre Djl de l'extrémité JLtl de la lèvre JL1 est légèrement inférieur ou quasiment égal au diamètre D du cylindre CY. Sous l'effet d'une pression exercée selon F, la lèvre JL1 se plaquera contre le piston assurera une étanchéité. Par contre sous l'effet d'une pression dirigée selon f la lèvre s'écartera du piston et permettra un passage du liquide de frein. La coupelle selon l'invention permet d'avoir une hauteur de lèvre relativement faible car le talon JP1 difficilement déformable n'est pas ou est très peu soumis aux différences de pressions qui s'exercent sur la coupelle. Seule la lèvre JL1 y est sensible. De plus les déformations de la lèvre sous l'effet des différences de pressions n'auront pas d'action sur le talon JP1. Un autre avantage de l'invention est lié au corps du maître cylindre qui comporte, comme cela est représenté sur la figure 1, sur sa paroi interne, des 2869381 8 rainures longitudinales ou légèrement inclinées par rapport à la génératrice du cylindre. Dans ce cas, avec une coupelle selon l'invention un talon en matériau difficilement déformable évitera que la coupelle ne vienne obstruer ces rainures. L'intérêt d'avoir une hauteur h de la lèvre JL1 faible est que cela permet de réduire la distance H qui sépare le sommet JLtl de la lèvre du bord de la gorge telles que Acl, Ac2. En effet, en position de repos, les trous tels que Api, Ap2 sont en correspondance d'une de ces gorges. Lorsqu'on déplace le piston, il existe un temps mort qui correspond au déplacement de longueur H et durant lequel les trous font communiquer la gorge avec l'intérieur du piston. On a donc intérêt à diminuer autant que possible cette longueur H et donc, à placer les coupelles le plus près possible des gorges, ainsi qu'à diminuer la hauteur h de la lèvre de la coupelle. C'est ce que permet la coupelle de l'invention. Par ailleurs, la partie cylindrique extérieure JC1 pourra être en matériau souple de façon à se plaquer, sous l'effet de la pression, sur la paroi latérale de la rainure RCY. A titre d'exemple, le talon JP1 de la coupelle d'étanchéité selon l'invention pourra avoir une dureté d'environ 85 shores TPE ou caoutchouc, tandis que la dureté de la lèvre JL1 pourra être de 75 shores caoutchouc environ. 2869381 9 REVENDICATIONS 1 Moyen d'étanchéité pour maître cylindre de freins comprenant au moins un piston (P1, P2) coulissant dans un corps de cylindre de frein (CY1) lequel est muni d'au moins un accès de liquide de frein (Aal, Aa2), le piston étant muni de trous (Api, Ap2) de passage du liquide de frein faisant communiquer, lorsque le piston est au repos, un accès de fluide de frein avec l'intérieur du piston et une chambre (Cl, C2) dans laquelle le fluide sera soumis à un effort de pression lors d'un freinage, le moyen d'étanchéité (J1, J2, J3, J4) étant destiné à être placées autour du piston, de part et d'autre de l'accès de fluide de frein (Aal, Aa2), pour réaliser une étanchéité entre le piston et le cylindre, ce moyen d'étanchéité ayant une forme générale circulaire et possédant une partie en forme de couronne, appelée talon (JP1), une partie extérieure (JC1) cylindrique raccordée au plus grand diamètre du talon, solidaire de celui-ci et dont les génératrices sont parallèles à l'axe du piston et une partie intérieure de forme générale cylindrique ou tronconique appelée lèvre (JL1) raccordée au plus petit diamètre du talon, dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe du piston ou forment un cône d'angle au sommet faible dont la pointe du cône est orientée vers une chambre (Cl, C2) contenant un fluide qui doit être soumis à un effort de pression, l'extrémité libre de ladite lèvre 2869381 10 étant, au repos, en contact avec la paroi périphérique du piston, caractérisé en ce que le talon (JP1) est en matériau difficilement déformable, et en ce que la lèvre (JL1) est en matériau souple. 2. Moyen d'étanchéité pour maître cylindre de freins selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie extérieure (JC2) est en matériau souple. 3. Moyen d'étanchéité pour maître cylindre de freins selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen d'étcnhéité est logé dans une rainure prévue dans la paroi interne du cylindre, avec la partie extérieure (JC1) située dans le fond de la rainure, le talon (JP1) situé contre un flanc de la rainure et la lèvre (JL1) située vers l'intérieur du cylindre de façon à être en contact avec un piston. 4. Moyen d'étanchéité pour maître cylindre de freins selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lèvre (JL1), le talon (JP1) et la partie circulaire extérieure (JC1) sont moulés en une seule pièce. 5. Maître-cylindre de freins muni d'au moins un accès de liquide de frein (Aal, Aa2), d'un pisotn monté à coulissment étanche, ledit pisotn étant muni de trous (Api, Ap2) de passage du liquide de frein faisant communiquer, lorsque le piston est au repos, un accès de fluide de frein avec l'intérieur du piston et une chambre (Cl, C2) dans laquelle le fluide sera soumis à un effort de pression lors d'un freinage, des moyens d'étanchéité (Ji, J2, J3, J4) étant placées autour du piston, de part et d'autre de l'accès de fluide de frein (Aal, Aa2), pour 2869381 11 réaliser une étanchéité entre le piston et le cylindre, carctérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité sont formés par des moyens selon les revendications 1 à 4.