Brevet FR2951230A1 — publié le 20110415

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston de pompe à piston comportant un joint d'étanchéité élastique et une bague d'appui, rigide voisine pour le joint d'étanchéité ou une bague de guidage, rigide, voisine pour le piston de pompe. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité de piston de pompe à piston. Etat de la technique Les pompes à piston du type défini ci-dessus sont utilisées dans les systèmes de freinage de véhicules automobiles pour permettre la régulation de la pression de freinage des cylindres de freins pour la mise en oeuvre d'un système antiblocage ou d'une régulation de dynamique de roulage. La régulation de la pression des freins se fait à l'aide d'un piston de pompe qui transfère du liquide de frein par un cylindre de pompe. Un dispositif de joint d'étanchéité est prévu entre le piston de pompe et le cylindre de pompe. Un tel dispositif de joint d'étanchéité comprend selon le document WO 2008/015071 Al, un joint d'étanchéité élastique et à côté de celui-ci, une bague d'appui dans la direction axiale et à côté de la bague d'appui, également une bague de guidage. Pendant le fonctionnement de la pompe à piston, la bague d'appui évite que le joint d'étanchéité ne soit poussé dans la zone comprise entre la bague de guidage et le piston. La bague de guidage assure le guidage du piston de la pompe au cours du mouvement de translation et présente à cet effet le jeu nécessaire pour le mouvement. De tels dispositifs d'étanchéité sont soumis à des exigences très élevées comme d'ailleurs les autres parties du système de freins, sur le plan de la fiabilité et de la tenue. En même temps, dans la construction automobile, les exigences quant au prix sont sévères de sorte que précisément de tels dispositifs de joints d'étanchéité devraient être d'une fabrication économique. La figure 1 montre en coupe une partie d'une pompe à piston 10 comportant un boîtier 12 logeant un excentrique 14 monté à 2 rotation. Un piston de pompe 16 est appliqué contre l'excentrique 14 ; le piston de pompe coulisse dans un alésage 18. Le piston de pompe 16 est guidé dans son mouvement de coulissement dans une bague de guidage 20 logée dans l'alésage cylindrique 18. Cette bague de guidage est dans une matière rigide, de préférence en matière plastique. Il y a ainsi du jeu ou un certain écart entre la bague de guidage 20 et le piston de pompe 16 permettant le mouvement relatif du piston de pompe 16 pratiquement sans frottement, tout en guidant de manière précise, le piston de pompe 16. A côté de la bague de guidage 20, rigide, le piston de pompe 16 porte également une bague d'appui 22 rigide ainsi qu'un joint d'étanchéité élastique 24. Le joint d'étanchéité 24 est de préférence en élastomère et a la forme d'un joint de section rectangulaire ; il assure l'étanchéité dans l'alésage 18 entre le piston de pompe 16 et le boîtier 12. La bague de support ou bague d'appui 22 est appliquée étroitement contre le piston de pompe 16 et a pour fonction d'éviter que pendant le mouvement du piston de pompe 16, le joint d'étanchéité 24 ne glisse sous la bague de guidage 20. Un tel déplacement pourrait endommager le joint d'étanchéité 24 qui pourrait être grignoté. Au montage de la pompe à piston 10 selon la figure 1, les composants constitués par la bague de guidage 20, la bague d'appui 22 et le joint d'étanchéité 24 sont installés séparément et successivement dans le perçage ou alésage 18 à l'aide d'outils appropriés. Ces composants constituent un dispositif de joint d'étanchéité apte à fonctionner seulement à l'état assemblé pour le piston de pompe 16 dans l'alésage 18. La figure 2 montre un joint d'étanchéité 24 selon l'état de la technique qui a une forme dite asymétrique. Cela signifie que l'arête d'étanchéité tournée vers le piston de pompe 16 de ce joint d'étanchéité 24 a une section qui n'est pas purement symétrique, mais présente au lieu de cela un flanc raide 26 et un flanc légèrement incliné 28. Les flancs 26,28 permettent d'assurer un mouvement ciblé du lubrifiant sur le piston de pompe 16 au cours de son déplacement. Le joint d'étanchéité 24 de la figure 2 comporte sur son côté gauche, un bossage 30 servant à détecter la position de montage du joint d'étanchéité 24 qui est asymétrique. 3 A l'état installé, ce joint d'étanchéité 24 vient également en appui à gauche de la figure 2 contre une bague d'appui 22 et une bague de guidage 20. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un dispositif de joint d'étanchéité du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est réalisé en une seule pièce avec la bague de support ou la bague de guidage. Suivant une caractéristique avantageuse : io le joint d'étanchéité est réalisé par injection en une seule pièce avec la bague de support ou la bague de guidage. Le dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention réalise le joint d'étanchéité en une seule pièce avec la bague de support ou la bague de guidage pour avoir globalement un seul paquet d'étanchéité. 15 Ce paquet d'étanchéité ou paquet de joint d'étanchéité se monte tel quel par comparaison aux solutions existantes dans lesquelles le joint d'étanchéité et la bague de support ou la bague de guidage se montent séparément. Cela permet un montage économique. En outre, pour chaque mode de réalisation dans laquelle le joint d'étanchéité est 20 surmoulé par injection directement sur la bague de guidage, on supprime complètement la bague de support. Comme joint d'étanchéité, il est avantageux d'utiliser un joint de section rectangulaire c'est-à-dire un joint d'étanchéité ayant une section rectangulaire, avec chaque fois un bourrelet d'étanchéité 25 arrondi aux sommets, ou encore un joint d'étanchéité asymétrique. Précisément dans le cas d'un joint d'étanchéité asymétrique, la solution selon l'invention, permet de reconnaître l'orientation de montage correcte sans nécessiter la mise en oeuvre de moyens supplémentaires. Dans le cas du dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention, la bague 30 de support ou le joint d'étanchéité peuvent être réalisés avec des couleurs différentes, d'une manière très simple, si bien que la seule différence des couleurs permet de connaître la position. Il n'est pas nécessaire grâce à l'invention de prévoir une caractéristique de reconnaissance particulière quant au montage correct du joint 35 d'étanchéité. En outre et comme déjà indiqué ci-dessus, la pièce 4 combinée selon l'invention permet d'économiser au moins une pièce séparée, ce qui réduit également les opérations au moment du montage. Selon un développement avantageux du dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention, la bague de support ou la bague de guidage comporte au moins une contre-dépouille (ou partie en contre-dépouille) de sorte que lors de l'injection, la matière du joint d'étanchéité arrive derrière la partie en contre-dépouille. Selon un autre développement, le joint d'étanchéité est quasiment intégré dans la bague de support ou la bague de guidage. Ainsi avec des moyens simples, on réalise une liaison par la forme durable pour toute la durée de vie du dispositif de joint d'étanchéité entre le joint d'étanchéité et la bague d'appui ou la bague de guidage. L'invention crée également un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston de pompe à piston équipée d'un joint d'étanchéité élastique et d'une bague d'appui, rigide voisine ou d'une bague de guidage, rigide voisine, et dont le joint d'étanchéité est pré assemblé à la bague de support ou à la bague d'appui par un procédé d'emmanchement par pression. Cette solution selon l'invention ne nécessite pas de caractéristiques de reconnaissance particulière pour le joint d'étanchéité. Au contraire, il est très avantageux du point de vue de l'économie de réaliser une pièce combinée qui est également contrôlée préalablement par le fournisseur et qui ensuite est installée dans la pompe à piston. Selon un autre développement avantageux selon l'invention, le dispositif de joint d'étanchéité est muni d'au moins un orifice traversant de façon qu'un poinçon de compression puisse passer dans l'orifice traversant pour emmancher le dispositif de joint d'étanchéité sur le piston de la pompe. Ce développement ne nécessite plus de manipulation séparée de la bague d'appui ou de la bague de guidage et du joint d'étanchéité et globalement le montage est garanti. Lors de l'enfoncement de force, le poinçon de presse traverse les orifices et s'appuie contre la bague d'appui ou la bague de guidage qui est ainsi enfoncée dans le boîtier de la pompe à piston et entraîne avec lui la 25 30 bague d'étanchéité. L'introduction du joint d'étanchéité par traction est plus avantageuse que l'introduction du joint d'étanchéité en procédant par poussée comme cela se faisait. L'invention concerne également un dispositif de joint 5 d'étanchéité d'un piston de pompe à piston, muni d'un joint d'étanchéité élastique et d'une bague d'appui rigide voisine ou d'une bague de guidage, rigide voisine notamment du type défini ci-dessus et dont le joint d'étanchéité est muni d'une feuillure pour recevoir la bague d'appui ou la bague de guidage et, le joint d'étanchéité comporte radialement à côté de la feuillure, un segment d'étanchéité qui déborde de la bague d'appui. La feuillure selon l'invention améliore en particulier l'auto-calibrage notamment de la bague d'appui par le débordement de sa forme sur le joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité ainsi tenu pousse la bague d'appui contre le piston de pompe et évite que le joint d'étanchéité soit endommagé par le calibrage ultérieur de la bague d'appui. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité pour un piston de pompe, ce procédé comprenant les étapes suivantes : - réalisation d'une bague d'appui ou d'une bague de guidage en un matériau dur, et - réalisation d'un joint d'étanchéité en une seule pièce avec la bague d'appui ou la bague de guidage par un procédé d'injection. Selon un autre développement avantageux de l'invention, lors de la réalisation de la bague d'appui ou de la bague de guidage, on donne à celle-ci au moins une forme à contre-dépouille pour que la matière du joint d'étanchéité arrive derrière la partie en contre-dépouille au moment de l'injection. En outre le procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention sur un piston de pompe à piston comprend les étapes suivantes : - réalisation d'une bague d'appui ou d'une bague de guidage en un matériau rigide et pré assemblage d'un joint d'étanchéité sur la 6 bague d'appui ou la bague de guidage par un procédé d'assemblage par emmanchement par pression ou d'accrochage. Selon un autre développement du procédé de l'invention, en réalisant le joint d'étanchéité, on munit celui-ci d'au moins un orifice traversant et lorsqu'on enfonce le dispositif de joint d'étanchéité dans la pompe à piston, un poinçon de pression vient dans l'orifice traversant. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de joint de piston pompe comportant un joint d'étanchéité élastique et une bague d'appui rigide ou une bague de guidage rigide, notamment du type défini ci-dessus, ce procédé comprenant les étapes suivantes : réalisation du joint d'étanchéité avec une feuillure pour recevoir la bague d'appui ou la bague de guidage pour que le joint d'étanchéité présente un segment d'étanchéité radialement extérieur à côté de la feuillure et que ce segment d'étanchéité déborde de la bague d'appui ou de la bague de guidage. Les avantages résultant de ce procédé correspondent à ceux déjà mentionnés pour le dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de joint d'étanchéité selon l'état de la technique, - la figure 2 est une section axiale d'un second mode de réalisation d'un dispositif de joint d'étanchéité selon l'état de la technique, - la figure 3 est une vue en perspective à coupe axiale d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective d'une bague de guidage du dispositif de joint d'étanchéité de la figure 3, - la figure 5 est une vue en perspective du joint d'étanchéité du dispositif de joint d'étanchéité de la figure 4, 7 - la figure 6 est une vue en perspective coupée d'un joint d'étanchéité d'un second exemple de réalisation du dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention, - la figure 7 est une vue en perspective coupée du dispositif de joint d'étanchéité de la figure 6 avec la bague d'étanchéité et la bague d'appui, - la figure 8 est une vue en perspective coupée d'un troisième mode de réalisation d'un joint d'étanchéité d'un dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention, - la figure 9 est une vue en perspective coupée du dispositif de joint d'étanchéité de la figure 8 avec le joint d'étanchéité et la bague d'appui, et - la figure 10 est un ordinogramme d'un procédé selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Les figures 3 à 5 montrent un premier dispositif de joint d'étanchéité selon l'invention dont la bague de guidage rigide est réalisée en une seule pièce par un procédé d'injection, avec le joint d'étanchéité 24, élastique. Le joint d'étanchéité 24, élastique est ainsi réuni par injection en une seule pièce à la bague de guidage pour avoir globalement un unique composant d'étanchéité à installer. Ce composant d'étanchéité s'installe dans l'alésage 18 par une seule opération. En outre, dans ce mode de réalisation, on supprime complètement la bague d'appui. Selon les figures 3 et 4, la bague de guidage 20 présente une âme annulaire 32 entourée par le joint d'étanchéité 24. Six parties en contre-dépouille 34 sont réalisées dans l'âme 32. Ces parties en contre-dépouille sont des perçages traversants, de sorte qu'au cours de l'opération d'injection, la matière du joint d'étanchéité 24 arrive dans les perçages traversants. Le joint d'étanchéité 24 est ainsi intégré dans la bague de guidage 20. Selon les figures 3 et 5, le joint d'étanchéité 24 comporte des orifices traversants 36 en forme de fentes dirigées axialement. Lors de l'enfoncement du joint d'étanchéité 24 avec la bague de guidage 20, un poinçon d'enfoncement ou de compression non représenté pénètre dans ces orifices traversants 36. Le poinçon de compression pousse 8 alors directement sur la bague de guidage 20, rigide, ce qui évite tout grippage du dispositif de joint d'étanchéité au cours de la phase d'enfoncement. Les figures 6 à 9 montrent un dispositif de joint d'étanchéité dont la bague d'appui 22, rigide est réalisée en une seule pièce avec la bague d'étanchéité élastique 24 par un procédé d'injection. La bague d'étanchéité 24, élastique est fixée par injection en une seule pièce à la bague d'appui 22, de sorte que l'on obtient un composant combiné. Ce composant combiné pourra être mis en place par une seule opération dans l'alésage 18, après avoir préalablement installé une bague de guidage 20. Le joint d'étanchéité 24 selon les figures 6 et 7 est un joint rectangulaire c'est-à-dire un joint ayant une section pratiquement rectangulaire avec un bourrelet d'étanchéité arrondi à ses coins. Dans le cas de l'exemple de réalisation des figures 8 et 9, le joint d'étanchéité 24 est un joint d'étanchéité de section asymétrique. Précisément dans le cas d'un joint d'étanchéité asymétrique, du fait de la réalisation en une seule pièce avec la bague d'appui 22, il est inutile de prévoir un moyen de détection de la bonne position de montage. La bonne position de montage se reconnaît directement sur la bague d'appui 22 qui peut être à cet effet d'une autre couleur que le joint d'étanchéité 24. Le joint d'étanchéité 24 élastique des deux modes de réalisation des figures 8 à 9 comporte une feuillure 38 pour recevoir la bague d'appui 22, et radialement à l'extérieur, à côté de la feuillure 38, le joint d'étanchéité 24 comporte un segment d'étanchéité 40 qui déborde par-dessus la bague d'appui 22. A l'état installé, le segment d'étanchéité 40 pousse la bague d'appui 22 contre le piston de pompe 16 et assure ainsi l'auto-calibrage de la bague d'appui 22 ce qui évite notamment le développement de traces de grignotage du joint 24. En variante au procédé d'injection décrit ci-dessus, on peut également pré-assembler les composants d'étanchéité combinés formés de la bague de guidage 20 et du joint d'étanchéité 24 ainsi que ceux formés de la bague d'appui 22 et du joint d'étanchéité 24 en utilisant un procédé de montage par compression. 9 La figure 10 montre le diagramme d'un procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité selon les exemples de réalisation ci-dessus de l'invention. Le procédé comprend une étape 42 consistant à réaliser la bague d'appui 22 selon les figures 7 et 9 ou la bague de guidage 20 selon la figure 4 en une matière rigide ; l'étape 44 consiste à réaliser le joint d'étanchéité 24 en une seule pièce avec la bague d'appui 22 ou la bague de guidage 20 par un procédé d'injection ou un procédé d'emmanchement par pression. Lorsqu'on réalise la bague de guidage 20, dans l'étape 42 on prévoit des parties en contre-dépouille 34 sur la bague de guidage. Ensuite dans l'étape 46, lorsqu'on enfonce le dispositif de joint d'étanchéité dans la pompe à piston 10, le poinçon de compression pénètre dans les orifices traversants 36 du joint d'étanchéité 24. Lors de la fabrication du joint d'étanchéité 24 sur la bague d'appui 22, au cours de l'étape 44, on réalise sur le joint d'étanchéité 24, la feuillure 38 pour y installer la bague d'appui 22 pour que le joint d'étanchéité 24 présente le segment d'étanchéité 40, radialement à l'extérieur, au-delà de la feuillure 38.20 NOMENCLATURE 10 pompe à piston 12 boîtier 14 excentrique 16 piston de pompe 18 alésage 20 bague de guidage 22 bague d'appui 24 joint d'étanchéité 26 flanc 28 flanc 30 bossage 36 orifice traversant 32 entretoise annulaire 34 contre-dépouille 36 orifice traversant 38 feuillure 40 segment d'étanchéité20 REVENDICATIONS1 °) Dispositif de joint d'étanchéité d'un piston (16) de pompe à piston (10) comportant un joint d'étanchéité (24) élastique et une bague d'appui (2), rigide voisine pour le joint d'étanchéité (4) ou une bague de guidage (20), rigide voisine pour le piston de pompe (16), dispositif caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (4) est réalisé en une seule pièce avec la bague de support (22) ou la bague de guidage (20). 2°) Dispositif de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (4) est réalisé par injection en une seule pièce avec la bague de support (22) ou la bague de guidage (20). 3°) Dispositif de joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de support (22) ou la bague de guidage (20) sont réalisées avec au moins une contre-dépouille (24) de façon que la matière du joint d'étanchéité (24) arrive derrière la contre-dépouille (34) au cours de l'injection. 4°) Dispositif de joint selon la revendication 1, dispositif caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (24) est pré-assemblé à la bague d'appui (22) ou à la bague de guidage (20) par un procédé d'emmanchement par pression. 5°) Dispositif de joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (24) est muni d'au moins un passage traversant (36) de façon à permettre à un poinçon de compression de presser le dispositif d'étanchéité contre la pompe à piston (10) dans l'orifice de passage (36). 6°) Dispositif de joint d'étanchéité d'un piston (16) de pompe à piston (10) comportant un joint d'étanchéité (24) élastique et une bague 12 d'appui rigide (22), voisine pour le joint d'étanchéité (24) ou une bague de guidage rigide (20), voisine pour le piston de pompe (16), notamment selon l'une des revendications 1 à 5, dispositif caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (4) est muni d'une feuillure (38) pour recevoir la bague de support (22) ou la bague de guidage (20) et le joint d'étanchéité (24) comporte un segment d'étanchéité (40) radialement extérieur à côté de la feuillure (38), ce segment d'étanchéité chevauchant la bague de support (22) ou la bague de guidage (20). 7°) Procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston (16) de pompe à piston (10) comprenant les étapes suivantes : - réalisation (42) d'une bague d'appui (22) pour un joint d'étanchéité (24) ou d'une bague de guidage (20) pour un piston de pompe (16) en un matériau rigide, et - réalisation (44) du joint d'étanchéité (24) en une seule pièce avec la bague de support (22) ou la bague de guidage (20) par un procédé d'injection. 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que lors de la réalisation (42) de la bague d'appui (22) ou de la bague de guidage (20), on donne à cet élément une contre-dépouille (34) de façon que la matière du joint d'étanchéité (24) vienne par injection derrière la partie en contre-dépouille (34). 9°) Procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston de pompe (16) de pompe à piston (10) comprenant les étapes suivantes : - réalisation (42) d'une bague d'appui (22) pour un joint d'étanchéité (24) ou d'une bague de guidage (20) pour le piston de pompe (16) en une matière rigide, et - pré-assemblage (44) du joint d'étanchéité (24) sur la bague d'appui (22) ou la bague de guidage (20) par un procédé d'emmanchement par pression. 13 10°) Procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston (16) de pompe à piston (10) comportant un joint d'étanchéité (24) élastique et une bague d'appui (22) rigide, voisine ou une bague de guidage (20), rigide voisine, notamment selon l'une des revendications 7 à 9, procédé comprenant les étapes de procédé suivantes : - réalisation (44) du joint d'étanchéité (24) avec au moins un orifice de passage (36), et - enfoncement (46) du dispositif d'étanchéité de la pompe à piston (10) par un poinçon d'enfoncement qui pénètre alors au moins en partie dans l'orifice traversant (36). 11°) Procédé de fabrication d'un dispositif de joint d'étanchéité d'un piston (16) de pompe à piston (10) comportant un joint d'étanchéité élastique (24) et de bague d'appui (22) rigide, voisine ou une bague de guidage (20), rigide voisine, notamment selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 10, procédé comprenant les étapes suivantes : - réalisation (44) du joint d'étanchéité (24) avec une feuillure (38) pour recevoir la bague d'appui (22) ou la bague de guidage (20) de façon que le joint d'étanchéité (24) comporte radialement à l'extérieur à côté de la feuillure (38), un segment d'étanchéité (40) qui déborde sur la bague de support (22) ou la bague de guidage (20).25