FR2816024A1 - Joints d'etancheite primaires pour des systemes a cylindres emetteur/recepteur - Google Patents

Joints d'etancheite primaires pour des systemes a cylindres emetteur/recepteur Download PDF

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Abstract

Joints d'étanchéité primaires pour des systèmes à cylindres émetteur/ récepteur. L'invention concerne une installation hydraulique pour des véhicules automobiles, en particulier un système à cylindre émetteur/ récepteur pour des embrayages ou des freins, en proposant des joints primaires 6, qui comprennent chacun une première pente 8 qui coopère avec une deuxième pente 9 de même type, d'une conformation annulaire 10 sur le boîtier 1 de chacun des cylindres respectifs. L'avantage de l'invention proposée réside, outre dans la plus faible friction possible au niveau de chaque lèvre d'étanchéité 15, dans la possibilité d'effectuer un remplissage du cylindre émetteur sous pression/ dépression sans complications, ainsi que dans la propriété qu'a chaque joint primaire 6 de coulisser par les effets de coin en direction de compression sur la pente 9 de chacune de leur conformation annulaire 10 et de réduire la surface d'appui annulaire de chaque lèvre d'étanchéité 15 d'une façon optimisée vis-à-vis de la friction.

Description

1I D2816024
L'invention concerne une installation hydraulique pour actionner un frein ou un embrayage d'un véhicule automobile, comportant un cylindre émetteur avec un boîtier et un piston mobile en translation dans celui-ci, un cylindre récepteur avec un boîtier et un piston mobile en translation dans celui-ci, ainsi qu'une conduite hydraulique reliant ces boîtiers, une chambre de pression variable se formant entre les deux pistons via la conduite hydraulique et étant étanchée par rapport au piston par au moins un joint primaire orienté vers la chambre de
pression.
On connaît du brevet allemand DE 37 38 512 C2 un joint d'étanchéité de préférence pour des installations hydrauliques, au moyen duquel on
doit maintenir faible la friction même sous des pressions importantes.
À cet effet, on prévoit une bague de soutien conique en matériau rigide dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du perçage de boîtier et possède un angle a compris entre 45 et 800, l'angle D du joint annulaire portant la lèvre d'étanchéité dans l'état monté étant inférieur d'environ 1 à 10 à l'angle ca et la largeur du joint annulaire sortant axialement de la bague de soutien étant inférieure à environ 40 de l'ensemble du joint. L'objectif sous-jacent à cette invention était de réaliser un joint qui présente des dimensions compactes et une faible friction même à des pressions importantes. Sous des pressions importantes, le joint en forme de L est tourné dans la forme imposée par la bague de soutien, et la force agissant sur l'arête de lèvre d'étanchéité sur le perçage de boîtier est maintenue dans des limites prédéterminées. Une transmission de la majeure partie de la force normale via la bague de soutien au perçage de boîtier est exclue parce que la bague de soutien est écartée du perçage de boîtier et qu'elle est rigide. Ainsi, le joint ne se déforme pas excessivement, de sorte que l'on peut utiliser des joints en forme de L minces qui demandent
seulement peu de place structurelle.
En partant de cette situation, la présente invention propose des joints primaires qui présentent une pente vers le piston, qui coopère avec une pente parallèle d'une conformation sur un composant rigide, et les
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joints primaires sont fixés dans leur position et peuvent se déplacer plastiquement uniquement par l'influence de pressions importantes dans la chambre de pression remplie de fluide hydraulique. On propose des conformations annulaires aussi bien pour le cylindre émetteur que pour le cylindre récepteur, le premier joint primaire du cylindre émetteur étant réalisé par le montage d'une bague d'écartement et le deuxième joint primaire du cylindre récepteur étant réalisé par le montage d'une douille de guidage. On veille à ce que les joints primaires dans l'état monté sans sollicitation de pression produisent déjà un effet d'étanchement qui se répercute en particulier sur le côté
des joints primaires qui est détourné de la chambre de pression.
L'essentiel de l'invention est la coopération entre des lèvres d'étanchéité qui peuvent coulisser par les pentes mentionnées sur un piston mobile en translation, qui génèrent un effet de coin en particulier lors de la sollicitation par pression, au moyen duquel le joint primaire est pressé dans son siège détourné de la chambre de pression, suite à quoi les lèvres d'étanchéité se déplacent légèrement sur les conformations et réduisent la distance et ainsi leurs résistances à la friction. La zone du joint primaire dans laquelle est agencée la lèvre d'étanchéité est la seule qui est mobile et elle pivote contre le piston, les pressions de pressage maximales s'établissant dans la zone de la lèvre d'étanchéité. En direction des pentes, ces forces tendent alors vers zéro et ne causent plus de résistances à la friction qui s'opposeraient à la force
d'actionnement et augmenteraient l'usure.
Pour le cas du premier remplissage auprès du client lors du montage, il est avantageux de réaliser la première pente et la seconde pente de manière à obtenir un étanchement sous une certaine force de pressage, ce qui empêche en particulier dans le cas du remplissage sous pression/dépression que le fluide hydraulique s'écoule derrière le joint primaire sur le côté détourné de la chambre de pression. Finalement, la lèvre d'étanchéité qui s'appuie dans le cylindre émetteur uniquement dans une zone annulaire étroite sur le piston favorise le refoulement du fluide hydraulique, ce qui rend la fonction de l'installation hydraulique
plus sûre même lors d'un actionnement multiple.
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Par conséquent, l'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un joint primaire pour des installations hydrauliques, en particulier pour des cylindres émetteurs et récepteurs, qui présente des avantages à l'égard de la friction, du remplissage et du refoulement du fluide hydraulique lors d'un actionnement multiple. Cet objectif est atteint du fait que le joint primaire comprend une première pente qui mène, par sa coopération avec une deuxième pente d'une conformation annulaire de soutien lors de l'établissement de pression dans la chambre de pression, à une concentration des forces de pressage dans la zone d'une lèvre d'étanchéité, et ainsi à une réduction de la friction lors de la translation du piston. Des développements
avantageux de l'invention ressortent de la description qui suit.
Des exemples de réalisation de joints primaires pour des cylindres
émetteurs/récepteurs sont illustrés dans trois dessins en coupe partielle.
Les figures montrent: figure 1, une coupe partielle à travers un boîtier avec un piston d'un cylindre émetteur et un premier joint primaire agissant entre ceux-ci; figure 2, une coupe partielle à travers un boîtier et un piston d'un
cylindre récepteur avec un deuxième joint primaire agissant entre ceux-
ci; et figure 3, le deuxième joint primaire de la figure 2 avec un schéma
illustrant les forces.
La figure 1 illustre un boîtier 1 d'un cylindre émetteur dans lequel un piston 2 est agencé mobile en translation pour délimiter une chambre de pression 5. Le piston 2 se laisse déplacer dans un guidage du boîtier 1 et il est illustré dans une position de "point mort" présentant la plus grande chambre de pression 5 possible. La chambre de pression 5 est étanchée par rapport à l'atmosphère par un premier joint primaire 6, et celui-ci est fermement ancré dans le boîtier 1 par une bague d'écartement 20 et comprend une première lèvre d'étanchéité 15 dirigée vers le piston 2, qui étanche la chambre de pression 5 au cas o le
piston 2 serait déplacé hors de la position de point mort décrite ci-
dessus. Le premier joint primaire 6 comprend une première pente 8 qui
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s'appuie à plat contre une deuxième pente 9 d'une première conformation annulaire 10 et qui étanche largement la surface de contact avec la bague d'écartement 20. Les pentes 8 et 9 présentent un angle 17 par rapport à la direction de déplacement du piston, angle qui joue un rôle décisif pour la force de pressage de la lèvre d'étanchéité lors du déplacement du piston 2 hors de sa position de point mort, et en cas de pressions plus hautes dans la chambre de pression 5, on trouve un optimum entre l'appui de la lèvre d'étanchéité 15 sur le diamètre extérieur du piston 2 et les forces de pressage suffisamment élevées de la lèvre d'étanchéité sur la surface annulaire décrite du piston 2. Il s'est avéré qu'un angle 17 de 32 remplit le mieux les exigences mentionnées. En cas de remplissage sous pression/dépression, la construction proposée avec une première conformation annulaire 10 s'avère avantageuse car le liquide parvient depuis un récipient situé à l'extérieur sur le chemin de la bague d'écartement 20 en passant la lèvre d'étanchéité 15 vers la chambre de pression 5, sans parvenir à travers l'appui du premier joint primaire 6 contre la bague d'écartement 20
grâce aux pentes 8 et 9.
Les avantages du premier joint primaire 6 avec sa première lèvre d'étanchéité 15 sont que la lèvre d'étanchéité 15 est agencée dans la zone d'une partie annulaire réalisée relativement faible qui développe une haute élasticité en direction radiale. C'est elle qui favorise un refoulement du fluide hydraulique lors d'un actionnement multiple du piston 2 et qui maintient approximativement constantes les pressions
maximales dans la chambre annulaire 5.
Selon la figure 2, on prévoit entre le boîtier 3 d'un cylindre récepteur et un piston 4 mobile en translation dans celui-ci un deuxième joint primaire 7 qui est fixé via une douille de guidage 19 dans le boîtier 3, la douille de guidage 19 comprenant une deuxième pente 12 qui
coopère avec une première pente 11 sur le deuxième joint primaire 7.
La deuxième pente 12 fait partie d'une deuxième conformation annulaire 13 qui est reliée à la douille de guidage 19. Le cylindre récepteur est relié au cylindre émetteur via une conduite hydraulique, de sorte que le deuxième joint primaire 7 doit étancher la chambre de pression 5 dans le cylindre récepteur par rapport à l'atmosphère. Pour réduire la friction sur la deuxième lèvre d'étanchéité 16, on a prévu un angle 18 suivi par la première pente 11 du deuxième joint primaire 7 et
par la deuxième pente 12 de la deuxième conformation annulaire 13.
L'angle 18 a une valeur qui est préférentiellement de 40 + 30 et la deuxième conformation annulaire 13 est agencée sur une partie du boîtier 3, en particulier sur la douille de guidage 19. Cet angle 18 est également optimisé à l'égard de sa force de pressage d'une deuxième lèvre d'étanchéité 16 et de sa friction produite sur la surface extérieure du piston et est compris entre 4 et 40 , cette valeur pouvant être soumise à de faibles modifications lors d'une modification des facteurs
d'influence, comme les rapports des diamètres ou similaires.
Pour réduire la friction sur les lèvres d'étanchéité 15, 16, les angles 17 et 18 peuvent être optimisés par expérimentation à l'intérieur des tolérances indiquées, en fonction de la propriété qu'ont les joints primaires 6 et 7 de coulisser légèrement sur les pentes 8 et 11 par l'effet de coin en direction de pression. En outre, la première pente 8 du premier joint primaire 6 et la deuxième pente 9 de la première conformation annulaire 10 forment un joint d'étanchéité à faible précontrainte. La figure 3 illustre l'évolution des forces dans une représentation schématique autour du deuxième joint primaire 7. En raison de la pression régulière depuis la chambre de pression 5, on voit ici un établissement de forces sur la surface périphérique opposée à la chambre de pression 5, qui montre en particulier au niveau de la deuxième lèvre d'étanchéité 16 des forces de pressage 14 qui chutent fortement en direction de la première pente 11 et qui développent seulement ici des forces de pressage 14 correspondantes pour
l'établissement de pression dans la chambre de pression 5.
L'avantage de l'invention proposée réside, outre dans la plus faible friction possible au niveau des lèvres d'étanchéité 15 et 16, dans la possibilité dans le cylindre émetteur d'effectuer un remplissage sous pression/dépression sans complications, ainsi que dans la propriété qu'ont les joints primaires 6, 7 de coulisser par les effets de coin en direction de compression sur les pentes 9 et 12 des conformations annulaires 10 et 13 et de réduire la surface d'appui annulaire des lèvres
d'étanchéité 15 et 16 de façon optimisée vis-à-vis de la friction.
Liste des références 1 boîtier 2 piston 3 boîtier 4 piston chambre de pression 6 premier joint d'étanchéité primaire 7 deuxième joint d'étanchéité primaire 8 première pente 9 deuxième pente première conformation annulaire i 1 première pente 12 deuxième pente 13 deuxième conformation annulaire 14 forces de pressage première lèvre d'étanchéité 16 deuxième lèvre d'étanchéité 17 angle 18 angle 19 douille de guidage bague d'écartement 21 partie annulaire

Claims (10)

Revendications
1. Installation hydraulique pour actionner un frein ou un embrayage d'un véhicule automobile, comportant un cylindre émetteur avec un boîtier et un piston mobile en translation dans celui-ci, un cylindre récepteur avec un boîtier (1, 3) et un piston (2, 4) mobile en translation dans celui-ci, ainsi qu'une conduite hydraulique reliant ces boîtiers (1, 3), une chambre de pression variable (5) se formant entre les deux pistons (2, 4) via la conduite hydraulique et étant étanchée par rapport au piston (2, 4) par au moins un joint primaire (6, 7) orienté vers la chambre de pression (5), caractérisée en ce que le joint primaire (6, 7) comprend une première pente (8, 11) qui mène, par sa coopération avec une deuxième pente (9, 12) d'une conformation annulaire de soutien (10, 13) lors de l'établissement de pression dans la chambre de pression (5), à une concentration des forces de pressage (14) dans la zone d'une lèvre d'étanchéité (15, 16), et ainsi à une réduction de la
friction lors de la translation du piston (2, 4).
2. Installation hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première pente (8) du premier joint primaire (6) forme un angle commun (17) avec la deuxième pente (9) de la conformation annulaire (10).
3. Installation hydraulique selon l'une ou l'autre des revendications 1
et 2, caractérisée en ce que l'angle (17) a sensiblement une valeur de 32 .
4. Installation hydraulique selon l'une ou l'autre des revendications 1
et 2, caractérisée en ce que la première pente (11) du deuxième joint primaire (7) forme un angle commun (18) avec la deuxième pente (12)
de la conformation annulaire (13).
5. Installation hydraulique selon l'une ou l'autre des revendications 1
et 4, caractérisée en ce que l'angle (18) a une valeur de 40 + 30 .
6. Installation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1
à 3, caractérisée en ce que la première conformation annulaire (10) est
agencée sur une bague d'écartement (20).
7. Installation hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1,
4 et 5, caractérisée en ce que la deuxième conformation annulaire (13) est agencée sur une partie du boîtier (3), en particulier sur une douille
de guidage (19).
8. Installation hydraulique selon l'une ou l'autre des revendications 3
et 5, caractérisée en ce que pour réduire la friction sur les lèvres d'étanchéité (15, 16), les angles (17, 18) peuvent être optimisés par expérimentation à l'intérieur des tolérances indiquées, en fonction de la propriété qu'ont les joints primaires (6, 7) de coulisser légèrement sur
les pentes (8, 11) par l'effet de coin en direction de pression.
9. Installation hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première pente (8) du premier joint primaire (6) et la deuxième pente (9) de la première conformation annulaire (10) forment un joint
d'étanchéité à faible précontrainte.
10. Installation hydraulique selon l'une ou l'autre des revendications 1
et 9, caractérisée en ce que la concentration des forces de pressage (14) sur la zone étroite annulaire de la lèvre d'étanchéité (15) favorise un
refoulement du fluide hydraulique dans le cylindre émetteur.
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