Brevet FR2969088A1 — publié le 20120622

Domaine de l'invention La présente invention concerne un maître-cylindre de système de freins de véhicules automobiles ayant un corps muni d'un alésage logeant au moins un piston actionné par le conducteur entre une position arrière de repos et une position avant de freinage et rappelé élastiquement vers sa position de repos, - l'alésage ayant au moins une chambre d'alimentation reliée au réservoir de liquide de frein, - le piston formant un tiroir séparant la chambre d'alimentation reliée au 10 réservoir de liquide de frein et une chambre de pression reliée aux cir- cuits de freins, - la chambre d'alimentation étant bordée par deux gorges recevant l'une un j oint de réalimentation séparant la chambre d'alimentation de la chambre de pression et l'autre, un joint d'étanchéité séparant la cham- 15 bre d'alimentation et l'extérieur, par rapport à la surface du piston, - le joint d'étanchéité est un joint périphérique à section en forme de U, couché, dont une branche est appliquée contre le fond de la gorge et ses deux parois adjacentes, l'autre branche assurant l'étanchéité en s'appuyant sur le piston. 20 La présente invention concerne également un joint pour un tel maître-cylindre. Etat de la technique On connaît des maîtres-cylindres tels que définis ci-dessus dans lesquels le joint d'étanchéité également appelé coupelle d'étanchéité 25 peut se retourner dans sa gorge dans des conditions extrêmes de friction appliquées au piston lors que le maître-cylindre est en position isolatrice ou séparatrice. Il arrive également que pour des raisons de friction le joint se retourne au moment de l'assemblage du maître-cylindre. 30 Dans le cas d'un maître-cylindre simple, il n'y a qu'une chambre d'alimentation bordée par le joint de réalimentation et le joint d'étanchéité, le premier étant placé derrière le second dans le sens de dé-placement du piston du maître-cylindre sous l'effet d'une action sur la pédale de frein. Dans le cas d'un maître-cylindre tandem, il y a deux pistons 35 fonctionnant de façon combinée et chaque piston coopère avec une chambre d'alimentation et une chambre de pression. Le risque de retournement soit au montage soit dans des situations d'extrême existe alors pour les deux joints d'étanchéité. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un maître-cylindre de système de freins évitant le retournement du ou des j oints d'étanchéité tant à l'assemblage que dans des conditions extrêmes aux- quelles le maître-cylindre pourrait être exposé, en position isolatrice ou séparatrice. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un maître-cylindre tel que défini ci-dessus caractérisé en ce que l'extrémité d'au moins l'une des deux branches du joint a une surface plane destinée à s'appliquer contre le côté de la gorge. Cette surface plane de l'extrémité de chacune des branches permet aux deux branches et surtout à la branche extérieure située près du fond de la gorge de s'appliquer fermement contre la surface du côté de la gorge en s'opposant à l'appui de la base de la section en U contre la face opposée de la gorge. Ainsi, la branche extérieure de la section en U s'arcboute dans la gorge et ne risque pas de riper d'abord par la branche du fond, qui du fait de ce ripage risquerait de refermer la forme de U et de décoller partiellement la base, favorisant encore plus le ripage sous l'effet d'un frottement violent exercé par le mouvement du piston sur la branche intérieure de ce joint. L'effet de blocage du joint dans sa gorge est encore amélioré si les faces planes ou tronconiques des deux branches des joints et en particulier la face plane située au fond de la gorge est en position de re- pos, inclinée d'un angle faible par rapport à la surface de la paroi correspondante. Cet angle faible peut être de l'ordre de 10°. Ainsi au fur et à mesure que les efforts de friction s'accentuent, exercés sur la branche intérieure de la forme de U, la sur-face de la branche extérieure s'appuie de plus en plus fermement contre la face de la gorge et bloque toute amorce de ripage et par suite de bascule-ment ou de roulement de cette section en U à l'intérieur de la gorge. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité plane d'au moins l'une des branches du joint est une surface inclinée tronconique par rapport à la direction axiale xx lorsque le joint est en po- sition neutre, logé dans la gorge. Et en particulier dans le cas d'une surface inclinée, l'inclinaison est un angle compris entre 0° et 10° par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe xx de l'alésage. Le cas extrême correspondant à une inclinaison nulle est celui d'une surface réellement plane alors que le cas d'une inclinaison de 10° correspond à une surface conique au sens mathématique du terme. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'extrémité 5 d'au moins l'une des branches du joint d'étanchéité est constituée par des parties en saillie réparties en périphérie et ayant chacune une surface plane ou quasi-plane. Dans ce cas, la surface inclinée peut être inclinée d'un angle compris entre 0° et 10° par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 10 de l'alésage. L'invention concerne également un joint pour un maître-cylindre soit comme joint installé dans le maître-cylindre au moment de l'assemblage de celui-ci soit comme pièce de rechange pour un tel maître-cylindre. 15 Ainsi, l'invention concerne un joint d'étanchéité périphérique à section en U couché pour un maître-cylindre de système de freins de véhicules automobiles ayant un corps muni d'un alésage logeant au moins un piston actionné par le conducteur entre une position arrière de repos et une position avant de freinage et rappelé élastiquement vers sa 20 position de repos, - l'alésage ayant au moins une chambre d'alimentation reliée au réservoir de liquide de frein, - le piston formant un tiroir séparant la chambre d'alimentation reliée au réservoir de liquide de frein et une chambre de pression reliée aux cir-25 cuits de freins, la chambre d'alimentation étant bordée par deux gorges recevant l'une un joint de réalimentation séparant la chambre d'alimentation de la chambre de pression et l'autre, un joint d'étanchéité séparant la chambre d'alimentation et l'extérieur, par rapport à la surface du piston, 30 le joint d'étanchéité est un joint périphérique à section en forme de U, couché, dont une branche est appliquée contre le fond de la gorge et ses deux parois adjacentes, l'autre branche assurant l'étanchéité en s'appuyant sur le piston, caractérisé en ce que l'extrémité d'au moins l'une des deux branches du 35 joint a une surface plane destinée à s'appliquer contre le côté de la gorge. Suivant une autre caractéristique, l'extrémité plane d'au moins l'une des branches du joint est une surface inclinée tronconique par rapport à la direction axiale xx lorsque le joint est en position neutre logé dans la gorge. Suivant une autre caractéristique, la surface inclinée est inclinée d'un angle a compris entre 0° et 10° par rapport à un plan perpen-5 diculaire à l'axe xx de l'alésage (120). Suivant une autre caractéristique, l'extrémité d'au moins l'une des branches du joint d'étanchéité est constituée par des parties en saillie réparties en périphérie et ayant chacune une surface plane ou quasi-plane. 10 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est Une vue en coupe axiale d'un maître-cylindre tandem selon l'invention, 15 - la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie du joint placé dans une gorge du corps du maître-cylindre débouchant dans l'alésage, la figure 3 montre la forme de l'extrémité d'une branche de la forme en U de la section du joint d'étanchéité, - la figure 4 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation 20 du joint, - la figure 5 est une vue à échelle agrandie du joint de la figure 4, placé dans son logement, - la figure 6 est une vue de détail montrant la forme de l'extrémité d'une branche en U du joint de la figure 4, 25 - la figure 7 montre dans ses parties 7A-7E cinq étapes de la déformation d'un joint d'étanchéité selon l'invention en position installée, lorsque le maître-cylindre est soumis à un effort de friction extrême exercé entre le piston du maître-cylindre et le joint, - la figure 8 montre à titre de comparaison dans ses parties 8A-8F le 30 mouvement de retournement d'un joint connu sous l'effet d'un effort de friction extrême exercé par le piston sur le joint. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention concerne un maître-cylindre 10 d'un système de freins. L'exemple présenté est celui d'un maître-cylindre 35 tandem. Le maître-cylindre sera décrit ci-après dans son expression de maître-cylindre simple, sachant que cette description s'applique pratiquement de façon dédoublée au maître-cylindre tandem pour tous les éléments qui constituent le dédoublement et permettent la commande de deux circuits de freins indépendants. Le maître-cylindre se compose d'un corps 110 traversé par un alésage 120 d'axe (xx) recevant un piston 130 destiné à être commandé s soit par un servo-frein non représenté soit directement par l'action exercée par la pédale de frein sur le maître-cylindre. Dans le cas d'une pédale de frein assistée d'un servofrein, il peut être prévu un simulateur commandé par un actionneur. Le simulateur d'une part commande le maître-cylindre et d'autre part crée une réaction simulant la transmission directe de 10 l'action de la pédale de frein sur le frein. Le sens de déplacement du piston 130 est indiqué par la flèche AF qui correspond à une action de freinage allant, selon la figure 1, de la droite vers la gauche. Les parties dédoublées du maître-cylindre si-tué à gauche seront appelées les « parties côté avant » et les parties situées 15 de l'autre côté seront appelées les « parties côté arrière ». Le dessus du maître-cylindre est muni de deux entrées 101, 201 destinées à recevoir les embouts de sortie du réservoir de liquide de frein simplement esquissé. Le piston 130 formant tiroir délimite dans l'alésage 120 une 20 chambre de pression 140 reliée au circuit de frein C 1 par un perçage 141 débouchant dans la chambre 140. Cette chambre de pression 140 est séparée par le piston 130 creux, d'une chambre d'alimentation 150 réalisée dans le corps 110 du maître-cylindre 100 et entre son alésage 120 et la surface extérieure du piston 130, matérialisée par une gorge périphérique 25 dans l'alésage. Du côté avant et du côté amère, cette chambre d'alimentation 150 est bordée d'une gorge périphérique 151, 152 débouchant dans l'alésage. La gorge avant 151 reçoit un joint périphérique de réalimentation 153 et la gorge arrière 152 un joint périphérique d'étanchéité 180 encore appelé joint d'isolation. 30 Le joint de réalimentation 153 a pour fonction de permettre l'alimentation en liquide de frein de la chambre de pression 140 en cas de manque de liquide de frein ou d'un actionnement brusque des freins. Le mouvement d'ouverture et de fermeture de ce joint de réalimentation 153 est décrit dans le document FR 2 916 405. Le joint d'étanchéité 180 qui 35 sépare la chambre d'alimentation 150 de l'extérieur du maître-cylindre 100 a pour fonction d'assurer, quelles que soient les circonstances, l'étanchéité entre l'alésage 120 et la surface du piston 130. Ce joint 180 doit résister aux efforts importants auxquels peut être soumis ensemble alésage 120/boîtier 110/piston 130. De ce fait, le joint 152 frotte sur la surface extérieure du piston 130 et cette surface de contact du joint avec le piston peut être soumise à des forces de frottement très importantes qui ne doivent en aucun cas entraîner le joint 130 et le faire se retourner pro- 5 gressivement. La description du maître-cylindre 100, donnée ci-dessus est aussi celle d'un maître-cylindre simple. Dans le cas du maître-cylindre tandem 100 représenté, il y a un dédoublement des moyens de mise en pression des deux circuits de freins Cl, C2. Dans ce cas, la partie décrite 10 ci-dessus est la partie primaire du maître-cylindre tandem et l'autre partie est la partie secondaire. La description donnée ci-dessus s'applique dans les mêmes conditions pour les éléments concernés par l'invention et qui portent les mêmes références augmentées de 100. Les deux pistons 130, 230 sont reliés par une tige télesco- 15 pique 170 formée de deux parties 171, 172 maintenues écartées par un ressort 173 et s'appliquant par les deux extrémités, l'une contre le fond 131 du piston 130 et l'autre contre le dessus 231 du piston 230. La figure 2 est une vue en coupe du joint d'étanchéité 180 logé dans sa gorge périphérique 152 et prenant appui contre le piston 130. 20 Cette gorge 152 a une section carrée ou rectangulaire avec un fond 152a et deux côtés 152b, 152c dirigés radialement par rapport à l'axe (xx). Le joint 180 a une section en forme de U couché à deux branches 181, 182, une branche extérieure 181 par rapport à l'axe (xx) du piston, cette branche extérieure 181 venant en fait au fond 152a de la gorge, et une branche 25 intérieure 182 par rapport à l'axe xx, et venant s'appuyer contre la surface extérieure du piston 130. Les deux branches 181, 182 sont réunies et forment une base 183 qui s'appuie contre le côté 152b situé dans le sens de poussée AF du piston. La surface plane de l'extrémité de l'une ou des deux bran- 30 ches du joint est dite plane par abus de langage. Le côté de la gorge 152c est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe xx et la surface dite plane de l'extrémité de l'une ou des deux branches s'aplatit contre ce côté 152c de la gorge. Cette surface peut être plane au sens strict, c'est-à-dire contenue dans un plan perpendiculaire à l'axe xx. Mais elle peut égale- 35 ment être quasi-plane ou « inclinée » par rapport à un tel plan. En fait lorsqu'elle est inclinée par rapport à la face correspondante de la gorge elle correspond à une surface tronconique d'axe xx, avec un angle au sommet très grand ou son complément très petit, de l'ordre de 0-10°. La surface plane est alors réellement plane lorsque l'angle au sommet est égal à 180° ou son complément égal à 0°. La figure 3 montre le détail de la face avant 184 de chacune des branches 181, 182. La section de cette face avant 184 représentée en coupe axiale a une inclination d'un angle cc par exemple de l'ordre de 10° par rapport au côté 152c de la gorge 152 contre lequel cette surface 184 est destinée à s'appliquer et à s'accrocher avec le moins de glissement possible. La figure 4 montre une variante de réalisation du joint d'étanchéité 280 à section en U dont les extrémités des branches 281, 282 sont munies de plots 285 répartis régulièrement sur la périphérie ce chaque branche, pour former un profil crénelé. Les faces 284 des parties en saillie 285 sont planes au sens déjà défini ci-dessus, c'est-à-dire conte-nues dans un plan perpendiculaire à l'axe xx de l'alésage ou faisant un léger angle avec ce plan et se présentant alors sous la forme d'une surface conique à angle au sommet très grand. Le fond en retrait entre les parties saillies 285 portent la référence 286. La figure 5 montre l'installation du j oint dans la gorge 152 et la figure 6 montre schématiquement la disposition d'une face avant « plane » ou quasi-plane 284 par rapport au côté 152 de la gorge 150. Le joint selon l'invention est, par exemple, réalisé en EPDM d'une dureté Shore A de 70. La figure 7 dans ses parties 7A-7E montre la déformation d'un joint 180 selon l'invention tel que celui décrit ci-dessus sous l'effet 25 d'un effort violent engendrant une friction importante. A la partie 7A, le joint est au repos. Sa branche extérieure 181 s'appuie contre le côté 152c de la gorge, de même que sa base 183 contre le côté 152b. La branche extérieure 181 s'appuie également en périphérie contre le fond 152a de la gorge 152. 30 Sous l'effet d'un mouvement brusque dans la direction AF (partie 7B) exercé par le piston 130 sur la branche intérieure 182, celle-ci recule dans une certaine mesure et comprime la partie correspondante de la branche 182 et le cas échéant de la base 183. Cet effort peut se pour-suivre avec une plus forte compression de la branche intérieure 182 en 35 direction du côté 152b (parties 7B, 7C). L'étape de la partie 7D montre une situation encore plus poussée pour finalement atteindre la situation de ripage extrême mais sans retournement, à la partie 7E. La figure 8 montre à titre de comparaison dans ses parties 8A-8F la déformation d'un joint classique 200 sous l'effet d'un frottement violent du joint 200 contre le piston 130 provoquant le glissement progressif du joint le long des parois de la gorge 152 pour aboutir finalement au retournement du joint 200, position dans laquelle le joint n'assure plus sa fonction de joint (partie 8F). NOMENCLATURE 10 Maître-cylindre 101, 201 Entrées du maître-cylindre 5 110 Corps du maître-cylindre 120 Alésage 130, 230 Piston 131 Fond du piston 140, 240 Chambre de pression 10 141 Perçage 150, 250 Chambre d'alimentation 151, 152 ; 251, 252 Gorges 152a Fond 152b, 152c Parois 15 153, 253 Joint de réalimentation 170 Tige télescopique 171, 172 Parties de la tige 173 Ressort 180, 280 Joint d'étanchéité selon l'invention 20 181, 182 ; 281, 282 Branches 183 Base 184 Extrémité 190 Réservoir 200 Joint classique 231 Dessus du piston 284 Surface plane 285 Parties en saillie 286 Fond entre les parties 285 Circuits de freins Cl, C2