Brevet FR3022306A1 — publié le 20151218

La présente invention concerne un cylindre hydraulique. Plus précisément, l'invention concerne une nouvelle structure de cylindre hydraulique qui trouve une application spécifique dans le domaine des 5 commandes hydrauliques des systèmes d'embrayage ou des systèmes de freinage des véhicules automobiles. Ces dispositifs de commande hydraulique comportent généralement un maître cylindre dit cylindre émetteur renfermant un piston dont la tige est reliée à une 10 pédale (d'embrayage ou de frein) qui est actionnée par le conducteur du véhicule. Dans les systèmes d'embrayage, ce maître cylindre est raccordé via une conduite de fluide hydraulique à un cylindre aval dit cylindre récepteur qui agit directement sur les moyens permettant de coupler (phase d'embrayage) ou de 15 découpler (phase de débrayage) le volant moteur de la boîte de vitesse. Le cylindre émetteur présente généralement de faibles dimensions et est réalisé, au moins partiellement, par moulage de matières thermoplastiques ou thermodurcissables. 20 Tant pour des raisons économiques qu'environnementales et, principalement, pour faciliter le montage initial du cylindre puis le recyclage ultérieur de ses divers matériaux constitutifs, ce cylindre est constitué de l'assemblage de plusieurs pièces. 25 Il existe déjà des cylindres hydrauliques réalisés en plusieurs pièces. Ces cylindres comprennent un corps obturé à sa partie arrière par une douille rapportée et qui renferment un piston solidaire d'une tige faisant saillie à l'extérieur au travers de la douille. La douille forme également une chemise de guidage du piston, lequel vient en 30 fin de course vers l'arrière en butée contre une fourchette fixée sur la douille. Cependant, dans ces modes de réalisation, la liaison entre le corps et la douille est assurée par des moyens complexes qui sont difficiles à mettre en oeuvre sans un outillage élaboré. Ainsi dans le EP 0345451, il est prévu d'assembler la douille par vissage dans le corps. Dans ce cas, il est nécessaire de réaliser un taraudage sur la paroi interne du corps et un filetage correspondant sur la paroi externe de la douille. Or le filetage est difficile à réaliser par moulage et ce mode d'assemblage présente des risques à la fois de coincement et de rupture d'étanchéité, en particulier, compte tenu des faibles dimensions du cylindre et des matières éventuellement différentes qui sont en contact. Dans le FR 2794508, la douille est soudée dans le corps. Ce mode de liaison nécessite un poste de soudure et présente, en outre, l'inconvénient de ne pas être démontable. Dans le AU 198665731, la douille est encliquetée de manière irréversible dans le corps ce qui ne permet pas son démontage ultérieur pour effectuer une maintenance ou un recyclage de la matière du cylindre après usage. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante et fiable en proposant une solution simple à mettre en oeuvre industriellement et économiquement avantageuse. Ce but est atteint selon l'invention au moyen d'un cylindre hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'assemblage à baïonnette assurant la liaison démontable entre le corps et la douille, des moyens d'étanchéité intercalaires et des moyens de verrouillage réversible de cette liaison. Selon une première caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de verrouillage comprennent une fourchette amovible recevant la tige de manière coulissante et dont au moins l'une des extrémités fait saillie au travers d'une fente ménagée dans la paroi de la douille pour venir se bloquer dans un créneau de la partie arrière du corps. Selon une variante spécifique, la fourchette présente un orifice central de réception de la tige délimité sur son bord interne par un chanfrein annulaire formant butée de fin de course pour une collerette portée par l'extrémité interne de la tige. Selon une seconde caractéristique avantageuse, les moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint annulaire comprimé par l'extrémité interne de la douille contre la paroi intérieure du corps lors de son assemblage avec la douille. Selon une troisième caractéristique avantageuse, les moyens d'assemblage comprennent au moins deux oreilles périphériques portées par la paroi extérieure de la douille coopérant, d'abord par translation axiale puis par rotation de la douille, avec au moins deux gorges correspondantes ménagées sur la paroi intérieure dudit corps. Selon une variante, la paroi intérieure de la partie arrière du corps comporte au moins deux cavités longitudinales formant glissières pour les oreilles lors de la translation de la douille dans le corps. De préférence, les extrémités internes des cavités sont fermées par une paroi radiale formant butée d'arrêt pour les oreilles lors de la translation de la douille. Selon d'autres variantes de l'invention, les gorges débouchent à l'extérieur du corps via au moins une ouïe tandis que les oreilles sont constituées de portions de cylindre à bords longitudinaux biseautés. Selon une variante avantageuse, lesdites gorges débouchent à l'extérieur, à l'une de leurs extrémités, via une ouïe et sont fermées, à leur autre extrémité, par un ergot formant butée pour la rotation desdites oreilles. Un autre objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un cylindre tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on introduit la douille en translation axiale dans la partie arrière du corps en engageant les oreilles dans les cavités formant glissières et, une fois les oreilles en butée, on effectue une rotation de la douille d'une fraction de tour de façon à engager les oreilles dans les gorges, on insère ensuite le piston et sa tige dans la douille puis on verrouille l'assemblage en montant la fourchette au travers de la douille et autour de la tige et en bloquant son extrémité en rotation dans le créneau de la partie arrière du corps. Encore un autre objet de l'invention est un système de commande d'embrayage ou de freinage pour véhicule automobile comprenant un organe de manoeuvre susceptible d'être actionné par le conducteur, un cylindre récepteur raccordé cinématiquement à des moyens d'accouplement et de désaccouplement de l'embrayage ou du frein et un cylindre émetteur selon le premier objet de l'invention, caractérisé en ce que le piston est cinématiquement relié à l'organe de manoeuvre tandis que le cylindre émetteur est hydrauliquement relié au cylindre récepteur. Grâce à l'invention, il est possible de réduire le coût du dispositif de commande hydraulique, notamment, par la simplification de l'assemblage des éléments constitutifs du cylindre émetteur. Conjointement, par le caractère aisément démontable du cylindre, le dispositif devient facilement recyclable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et des dessins explicités ci-après. Les figures 1A, 1B et 1C représentent, respectivement, une vue en perspective, en coupe axiale et de dessus d'un premier mode de réalisation du cylindre hydraulique selon l'invention. Les figures 2A, 2B, 2C et 2D représentent des vues, respectivement, en perspective, en coupe axiale et en coupe selon les plans CC et DD depuis le côté gauche (figure 2B), du corps du cylindre selon la figure 1A. La figure 2E représente une vue en coupe d'une variante du corps de la figure 2C. La figure 2F représente une vue en coupe d'une variante du corps de la figure 2C mais ici depuis le côté droit. Les figures 3A, 3B, 3C et 3D représentent des vues, respectivement, en perspective, de profil arrière, en coupe axiale selon le plan CC (figure 3B) et de côté, de la douille du cylindre selon la figure 1A. Le cylindre hydraulique représenté sur les figures est destiné à être utilisé comme maître-cylindre ou cylindre émetteur dans une commande hydraulique d'embrayage de véhicules automobiles. Un tel cylindre pourrait, toutefois, être aussi utilisé dans d'autres applications hydrauliques sans sortir du cadre de l'invention. Ce cylindre comprend un corps 1 qui renferme un piston P muni d'une tige T. Une douille 2 de guidage du piston P est engagée, au moins partiellement, dans la partie arrière du corps 1, comme illustré par la figure 1A. De façon complémentaire et selon l'invention, ce cylindre comporte également des moyens d'assemblage à baïonnette assurant la liaison démontable entre le corps 1 et la douille 2 ainsi que des moyens d'étanchéité intercalaires et des moyens de verrouillage réversible de cette liaison qui vont être décrits en détail par la suite. Les moyens d'étanchéité sont dits intercalaires car ils assurent l'étanchéité de la liaison entre la paroi intérieure du corps et la paroi extérieure de la douille qui est engagée dans la partie arrière du corps. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1B, l'étanchéité primaire est assurée par l'utilisation d'au moins un joint annulaire ou torique dit joint primaire 4 qui est bloqué par appui contre un épaulement interne 14 du corps 1. L'épaulement 14 est ajusté en fonction des épaisseurs respectives des parois du corps 1 et de la douille 2 et assure leur emboîtement coaxial et affleurant. Les moyens d'étanchéité dynamique comprennent ici, en outre, un autre joint annulaire 4' dit joint secondaire qui est comprimé, de façon intercalaire, par l'extrémité interne de la douille 2 contre la paroi externe du piston P lors de son assemblage avec la douille et qui est disposé en arrière dudit joint primaire. L'étanchéité statique est complétée par un joint annulaire ou torique 4" qui est comprimé radialement dans une gorge périphérique 23 de la douille 2 contre la paroi interne du corps 1. Toujours selon l'invention, les moyens d'assemblage du corps avec la douille sont du type baïonnette. Ces moyens comprennent au moins deux oreilles périphériques 21 qui font saillie à partir de la paroi extérieure de la douille 2 et qui coopèrent avec au moins deux gorges 10 correspondantes ménagées sur la paroi intérieure du corps 1. Les oreilles 21 sont constituées de portions de cylindre à bords longitudinaux biseautés, comme illustré par la figure 3A tandis que les gorges 10 ont un profil au moins partiellement cylindrique et des dimensions adaptés à ceux des oreilles 21. Les oreilles sont renforcées par des nervures transversales 21a. Chacune des gorges 10 débouche à l'extérieur du corps 1 via au moins une ouïe et, dans le mode de réalisation illustré par les figures 1A, 2A et 2C, via deux ouïes 10a. En revanche, dans la variante illustrée par les figures 2E et 2F, les gorges 10 ne sont débouchantes qu'à une de leurs extrémités via des ouïes 10b tandis que leur autre extrémité est fermée par un ergot interne 30. Cet ergot sert de butée en rotation pour les oreilles 21. Il s'agit d'une butée franche très utile lors de la rotation de la douille 2 à l'intérieur du corps 1 car, la position angulaire de ces ergots 30 étant déterminée, le risque d'erreur de montage devient inexistant. Les ergots 30 permettent également de rigidifier le corps 1 dans cette partie qui est relativement fragile. La douille 2 est pourvue, sur sa paroi interne, d'une rainure longitudinale 22 (figures 3A, 3B et 3C) assurant le blocage en rotation du piston P et, sur sa paroi externe, d'une collerette 24 (figures 1B, 3A, 3C et 3D). L'assemblage du corps 1 et de la douille 2 s'effectue de la manière suivante. Dans une première phase, la douille 2 est introduite par translation axiale vers l'avant dans la partie arrière la du corps 1. Au cours de cette phase, chacune des oreilles 21 coulisse dans une cavité longitudinale 11 formant glissière qui est ménagée dans la paroi intérieure de la partie arrière la du corps 1 (voir figure 2A). Cette translation se poursuit jusqu'à ce que la course de la douille soit arrêtée par mise en butée des oreilles contre des parois 12 du corps 1 qui s'étendent en déport radial vers l'intérieur (figure 2F). Chacune de ces parois 12 délimite une des gorges 10 de telle sorte que la rotation de la douille 2 d'une fraction de tour (dans un sens ou dans l'autre si les oreilles sont diamétralement opposées et identiques) conduit alors à engager puis à déplacer de façon coulissante les oreilles 21 dans les gorges curvilignes 10. La course angulaire des oreilles 21 est guidée dans les gorges 10 et se poursuit jusqu'à ce que leurs extrémités biseautées viennent en regard des ouïes 10a, comme illustré par la figure 1A et arrivent finalement en butée. L'assemblage à baïonnette de la douille 2 dans le corps 1 est alors terminé et les joints 4, 4', 4" sont en position d'étanchéité. La phase suivante consiste à insérer le piston P et sa tige T dans la douille 2 par l'arrière jusqu'à ce que le piston pénètre dans le corps 1. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1B, le piston Pet la tige T sont reliés de façon séparable par une tige F assemblée par interférence et une rotule R. Par ailleurs, la partie interne de la tige T porte une collerette C disposée à proximité de la rotule R. La dernière phase consiste à procéder au verrouillage de cet assemblage puis à fermer la douille par un obturateur B (voir figure 1B) encliqueté ici sur le rebord arrière de la douille 2 et coopérant avec sa collerette 24, de façon à empêcher l'entrée de corps étrangers (poussières, ... ). Dans ce but, les moyens de verrouillage de la douille 2 dans le corps 1 comprennent une fourchette amovible 3 recevant la tige T du piston P de manière coulissante, comme illustré par les figures lA et 1B. La fourchette 3 présente un orifice central 30 (figure 1B) de réception de la tige T. Cet orifice est délimité, sur son bord interne, par un chanfrein ou rayon annulaire 30a formant butée de fin de course pour la collerette C de la tige T. Au moins l'une des extrémités de cette fourchette fait saillie au travers d'une fente 20 ménagée dans la paroi de la douille 2. Dans le mode de réalisation représenté, la douille 2 est pourvue de deux fentes 20 diamétralement opposées dans lesquelles les deux extrémités de la fourchette 3 sont calées en se bloquant, à l'extérieur, dans un créneau 13 de la partie arrière la du corps 1. Dans cette position, aucun déplacement relatif de la douille relativement au corps n'est plus possible et l'assemblage étanche est donc verrouillé. REVENDICATIONS1. Cylindre hydraulique comprenant, d'une part, un corps (1) qui renferme un piston (P) muni d'une tige (T) et, d'autre part, une douille (2) de guidage du piston engagée, au moins partiellement, dans la partie arrière (1a) dudit corps, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'assemblage à baïonnette assurant la liaison démontable entre le corps (1) et la douille (2), des moyens d'étanchéité intercalaires et des moyens de verrouillage réversible de cette liaison. 2. Cylindre hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent une fourchette amovible (3) recevant la tige (T) de manière coulissante et dont au moins l'une des extrémités fait saillie au travers d'une fente (20) ménagée dans la paroi de la douille (2) pour venir se bloquer dans un créneau (13) de la partie arrière (1a) du corps (1). 3. Cylindre hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite fourchette (3) présente un orifice central (30) de réception de la tige (T) délimité sur son bord interne par un chanfrein annulaire (30a) formant butée de fin de course pour une collerette (C) portée par l'extrémité interne de la tige. 4. Cylindre hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint annulaire (4, 4') comprimé par l'extrémité interne de la douille (2) contre la paroi intérieure du corps (1) lors de son assemblage avec la douille. 5. Cylindre hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assemblage comprennent au moins deux oreilles périphériques (21) portées par la paroi extérieure de la douille (2) et coopérant, d'abord par translation axiale, puis par rotation de la douille, avec au moins deux gorges (10) correspondantes ménagées sur la paroi intérieure dudit corps. 6. Cylindre hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la paroi intérieure de la partie arrière (1a) du corps (1) comporte au moins deux cavités longitudinales (11) formant glissières pour les oreilles (21) lors de la translation de la douille (2) dans le corps. 7. Cylindre hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les extrémités internes desdites cavités (11) sont fermées par une paroi radiale (12) formant butée d'arrêt pour les oreilles (21) lors de la translation de la douille (2). 8. Cylindre hydraulique selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdites gorges (10) débouchent à l'extérieur du corps via au moins une ouïe (10a, 10b). 9. Cylindre hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites gorges débouchent à l'extérieur, à l'une de leurs extrémités, via une ouïe (10b) et sont fermées, à leur autre extrémité, par un ergot (30) formant butée pour la rotation desdites oreilles (21). 10. Cylindre hydraulique selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que lesdites oreilles (21) sont constituées de portions de cylindre à bords longitudinaux biseautés (21a). 11. Procédé de fabrication d'un cylindre démontable selon l'une au moins des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'on introduit la douille (2) en translation axiale dans la partie arrière (1a) du corps (1) en engageant les oreilles (21) dans les cavités (11) formant glissières et, une fois les oreilles en butée, on effectue une rotation de la douille d'une fraction de tour de façon à engager les oreilles dans les gorges (10), on insère ensuite le piston (P) et sa tige (T) dans la douille (2) puis on verrouille l'assemblage en montant une fourchette (3) au travers de la douille (2) et autour de la tige (T) et en bloquant son extrémité en rotation dans un créneau (13) de la partie arrière (1a) du corps (1). 12. Système de commande d'embrayage ou de freinage pour véhicule automobile comprenant un organe de manoeuvre susceptible d'être actionné par le conducteur, un cylindre récepteur raccordé cinématiquement à des moyens d'accouplement et de désaccouplement de l'embrayage ou du freinet un cylindre émetteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston (P) est cinématiquement relié à l'organe de manoeuvre tandis que le cylindre émetteur est hydrauliquement relié au cylindre récepteur.5