FR3047215A1 - Dispositif de freinage comprenant un joint d'etancheite composite a deux materiaux encolles. - Google Patents

Dispositif de freinage comprenant un joint d'etancheite composite a deux materiaux encolles. Download PDF

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Abstract

Ce dispositif de freinage comprend un joint (1) d'étanchéité ayant une première partie (2) d'étanchéité dans un premier matériau et une deuxième partie (4) d'étanchéité dans un deuxième matériau distinct du premier matériau. De plus, le premier matériau comprend du PTFE, le deuxième matériau comprend de l'EPDM, et la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité sont encollées l'une à l'autre.

Description

La présente invention concerne un dispositif de freinage, notamment un dispositif de freinage de type à antiblocage de roue (ABS).
Les systèmes ABS comprennent classiquement une pompe destinée à pomper le liquide de frein afin de réguler la pression de freinage après avoir relâché la pression de freinage en cas de blocage, ou générer une pression de freinage permettant le contrôle du véhicule (contrôle de trajectoire, contrôle de distance ou de vitesse, arrêt d'urgence, assistance au stationnement, conduite autonome partielle ou complète). Comme illustré sur la figure 1, qui montre une pompe 100 conventionnelle d'un dispositif de freinage de type ABS, celle-ci comprend un moteur électrique et un piston 200 qui est entraîné dans un mouvement rectiligne de va-et-vient par le biais du moteur électrique afin de pomper le liquide de frein. Pour protéger le moteur électrique du liquide de frein, il est connu d'utiliser un joint 300 de piston autour du piston 200. Ce joint 300 de piston à quatre lobes est classiquement en EPDM (éthylène-propylène-diène monomère). Les joints 300 de piston actuellement connus conviennent pour les fonctions en série des systèmes ABS équipant les véhicules, comme par exemple l'antiblocage de roue en cas de freinage ou l'antipatinage. Ces joints 300 de piston évitent une fuite de liquide de frein vers l'extérieur du système.
Cependant, avec le développement des véhicules autonomes, des fonctions supplémentaires telles que l'antidérapage (contrôle de trajectoire), le contrôle de vitesse, le contrôle de distance, la conduite autonome assistée partiellement ou complètement , le freinage d'urgence anti collision ou l'aide au stationnement automatique sont proposées. La multiplication de ces fonctions entraîne une sollicitation accrue des systèmes ABS, donc en particulier des pompes équipant ces systèmes. En conséquence, les composants des systèmes ABS destinés à équiper les véhicules à venir doivent pouvoir supporter une utilisation plus soutenue qu'aujourd'hui, et en particulier les joints de piston des pompes de système ABS contre lesquels frotte le piston. De ce fait, les joints de piston actuels en EPDM risquent de subir une usure plus rapide en cas de sollicitation accrue des systèmes ABS et des fuites plus précoces peuvent apparaître.
Aussi, la présente invention vise à pallier cet inconvénient en proposant un dispositif de freinage offrant une étanchéité de qualité et à durée de vie améliorée. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un joint d'étanchéité, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité comprend une première partie d'étanchéité dans un premier matériau et une deuxième partie d'étanchéité dans un deuxième matériau distinct du premier matériau, en ce que le premier matériau comprend du PTFE, le deuxième matériau comprend de l'EPDM, et en ce que la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité sont encollées l'une à l'autre.
Ainsi, le dispositif de freinage selon l'invention offre une étanchéité améliorée et à durée de vie accrue, et est donc adapté pour des sollicitations de plus en plus importantes. Cela tient notamment au fait que le dispositif de freinage comprend un joint d'étanchéité composite à deux matériaux encollés, formant une seule et même pièce, la première partie offrant une étanchéité dynamique tandis que la deuxième partie offre une étanchéité statique.
Le fait d'utiliser du PTFE pour la première partie d'étanchéité dynamique améliore la durée de vie du joint d'étanchéité, en limitant l'usure du fait des mouvements répétés d'un piston de la pompe ABS et en protégeant la deuxième partie d'étanchéité des mouvements du piston. L'utilisation d'EPDM pour cette deuxième partie d'étanchéité statique permet au joint d'étanchéité de se déformer, à la fois pour le montage dans la pompe ABS et pour encaisser du fait de son élasticité des pics de pression qui peuvent survenir dans la pompe.
Le fait que les première et deuxième parties d'étanchéité soient collées l'une à l'autre par un liant permet une fixation efficace et pérenne des première et deuxième parties, ainsi qu'une facilité d'assemblage.
Le joint d'étanchéité est ainsi avantageusement adapté pour réaliser l'étanchéité d'un piston de pompe ABS, y compris pour des sollicitations de plus en plus importantes de la pompe ABS.
Selon un mode de réalisation préféré, la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité ont chacune une surface en contact, l'une de ces surfaces en contact présentant une portion concave et l'autre de ces surfaces en contact présentant une portion convexe de forme complémentaire de la portion concave.
Ainsi, le joint d'étanchéité résiste davantage aux sollicitations axiales. Le risque de désolidarisation des première et deuxième parties est limité. Cela améliore donc la durée de vie du joint d'étanchéité.
Selon un mode de réalisation préféré, la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité sont annulaires, et agencées en empilement radial.
Ainsi, le joint d'étanchéité est particulièrement adapté pour assurer l'étanchéité autour d'un piston de pompe.
Selon un mode de réalisation préféré, la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité ont chacune une surface en contact, et ces surfaces en contact délimitent une ou plusieurs chicanes.
Selon un mode de réalisation préféré, la colle liant la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité comprend un primaire adapté pour adhérer au premier matériau et un secondaire adapté pour adhérer au primaire et au deuxième matériau.
Cette caractéristique améliore la fixation des première et deuxième parties, et améliore donc la tenue du joint d'étanchéité dans la durée. Le joint est ainsi davantage adapté pour réaliser l'étanchéité de pièces mobiles dans des systèmes très sollicités.
Selon un mode de réalisation préféré, la colle liant la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité s'étend uniquement sur des surfaces en contact des première et deuxième parties d'étanchéité.
Cette caractéristique a l'avantage de limiter les contraintes de fabrication, ainsi que d'assurer sur toute la zone de contact un collage de qualité en évitant la désolidarisation des matériaux.
Selon un mode de réalisation préféré, la colle liant la première partie d'étanchéité et la deuxième partie d'étanchéité s'étend sur toute la superficie des surfaces en contact des première et deuxième parties d'étanchéité.
Un avantage de cette caractéristique est de proposer une seule pièce sans assemblage assurant une performance améliorée.
Selon un mode de réalisation préféré, le premier matériau comprend une charge de carbone.
Selon un mode de réalisation préféré, la deuxième partie d'étanchéité comprend une rainure annulaire ménagée sur une face transversale de cette deuxième partie d'étanchéité.
Ainsi, la première partie d'étanchéité est asservie à la pression dans la rainure qui permet d'appliquer une pression radiale à la première partie d'étanchéité par l'intermédiaire d'une lèvre appartenant à la deuxième partie d'étanchéité et délimitée entre la rainure et la première partie d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe partielle d'une pompe d'un dispositif de freinage ABS de l'état de la technique, montrant un joint de piston conventionnel,
La figure 2 est une vue en coupe et en perspective d'un joint d'étanchéité d'un dispositif de freinage selon un mode de réalisation de l'invention,
La figure 3 est une vue en coupe et de côté d'un joint d'étanchéité d'un dispositif de freinage selon un mode de réalisation de l'invention.
Les figures 2 et 3 montrent un joint 1 d'étanchéité d'un dispositif de freinage selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de freinage est un dispositif de freinage pour véhicule automobile, de préférence de type à antiblocage de roue (ABS).
Le joint 1 d'étanchéité du dispositif de freinage selon l'invention est destiné à assurer l'étanchéité d'une pièce du dispositif de freinage qui est en contact avec un liquide de frein. Le liquide de frein peut être un liquide de frein de type DOT. Le joint 1 d'étanchéité est donc adapté pour une utilisation avec ce type de liquide de frein.
De préférence, le dispositif de freinage comprend le joint 1 d'étanchéité et un élément de pompe autour duquel s'étend le joint 1 d'étanchéité. Ainsi, le joint 1 d'étanchéité est destiné à assurer l'étanchéité au niveau de cet élément de pompe, qui peut être le piston d'une pompe du dispositif de freinage, notamment en remplacement du joint 300 de piston représenté sur la figure 1. En particulier, le joint 1 d'étanchéité est configuré pour assurer l'étanchéité entre cet élément de pompe et un bâti de la pompe.
Le joint 1 d'étanchéité est un joint composite comprenant une première partie 2 d'étanchéité dans un premier matériau et une deuxième partie 4 d'étanchéité dans un deuxième matériau. La première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité sont fixées l'une à l'autre par collage. La première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité sont donc solidarisées l'une à l'autre au moyen d'une colle ou liant. Les deux parties 2, 4 d'étanchéité forment ainsi une seule et même pièce.
La première partie 2 d'étanchéité est destinée à venir en appui contre l'élément de pompe, tandis que la deuxième partie 4 d'étanchéité est destinée à venir en appui contre une paroi intérieure d'un bâti de la pompe. Le joint 1 d'étanchéité est ainsi destiné à être interposé entre le piston et le bâti d'une pompe d'un dispositif ABS.
La première partie 2 d'étanchéité est dans un premier matériau à base de polytétrafluoroéthylène (PTFE), afin d'assurer une étanchéité dynamique et procurer au joint 1 d'étanchéité une résistance à l'usure. De plus, le premier matériau peut avantageusement comprendre des charges de carbone.
La deuxième partie 4 d'étanchéité est dans un deuxième matériau qui est un élastomère à base d'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), afin d'assurer une certaine élasticité au joint 1 d'étanchéité, ce qui permet la déformation de celui-ci lors du montage dans une pompe ABS et d'encaisser des pics de pression élevés.
Comme représenté sur les figures 2 et 3, le joint 1 d'étanchéité est avantageusement de forme annulaire. Le joint 1 d'étanchéité délimite une ouverture 6 à travers laquelle est destiné à s'étendre l'élément de pompe.
La première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité sont ici de forme annulaire. La première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité peuvent être agencées, comme illustré sur les figures 2 et 3, en empilement radial, c'est-à-dire que les parties 2, 4 d'étanchéité forment deux anneaux concentriques accolés l'un à l'autre, l'un étant inclus dans l'autre.
Avantageusement, la première partie 2 d'étanchéité destinée à assurer une étanchéité dynamique est agencée à l'intérieur de la deuxième partie 4 d'étanchéité destinée à assurer l'étanchéité statique. Ainsi, la première partie 2 d'étanchéité forme avantageusement la partie interne du joint 1 d'étanchéité tandis que la deuxième partie 4 d'étanchéité forme la partie externe.
En particulier, le joint 1 d'étanchéité peut s'étendre autour d'un piston de pompe ABS, la première partie 2 d'étanchéité étant en contact avec le piston, et la deuxième partie 4 d'étanchéité étant en contact avec le bâti de la pompe. Cela permet de protéger efficacement et avec une durée de vie élevée un moteur électrique d'entraînement de la pompe ABS et d'éviter une fuite du liquide de frein.
Bien que cela ne soit pas représenté, la deuxième partie 4 d'étanchéité pourrait à l'inverse être agencée à l'intérieur de la première partie 2 d'étanchéité. La deuxième partie 4 d'étanchéité formerait alors la partie interne du joint 1 d'étanchéité tandis que la première partie 2 d'étanchéité formerait la partie externe. Cela pourrait être le cas pour un joint 1 d'étanchéité positionné par exemple dans une gorge du piston, l'étanchéité dynamique devant alors être assurée en partie externe.
Comme indiqué précédemment, le joint 1 d'étanchéité comprend un liant ou colle interposé entre la première et la deuxième partie 2, 4 d'étanchéité afin de les lier l'une à l'autre.
Pour assurer une fixation efficace de la première partie 2 d'étanchéité et de la deuxième partie 4 d'étanchéité, et contribuer ainsi à une durée de vie améliorée du joint 1 d'étanchéité, la colle comprend avantageusement une première couche, ou primaire, adaptée pour adhérer au matériau de la première partie 2 d'étanchéité, et de préférence une deuxième couche, ou secondaire, adaptée pour adhérer au primaire et à la deuxième partie 4 d'étanchéité.
La colle est avantageusement adaptée à la solidarisation de matériaux élastomères. La colle utilisée peut être une colle aqueuse. De préférence, la colle comprend un primaire ayant un ou plusieurs éléments parmi une résine phénolique, un polymère halogéné, et un solvant organique comprenant du xylène et/ou du méthylisobutylcétone (MIBC). Le cas échéant, la colle peut comprendre un secondaire ayant préférentiellement un ou plusieurs éléments parmi du polyéthylène chlorosulfoné, un polymère halogéné et du xylène. A titre d'exemple non limitatif, la colle peut être un liant LORD Chemosil® 211 pour le primaire et Chemosil® NL 411 pour le secondaire ou plus généralement toute autre colle adaptée pour solidariser de l'EPDM et du PTFE.
La première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité ont chacune une surface 8, 10 de contact. La surface 8 de contact est par exemple ménagée sur une paroi externe de la première partie 2 tandis que la surface 10 de contact est par exemple ménagée sur une paroi interne de la deuxième partie 4 d'étanchéité. La surface 8 de contact de la première partie 2 d'étanchéité est positionnée en appui contre la surface 10 de contact de la deuxième partie 4 d'étanchéité.
La colle s'étend entre ces surfaces 8, 10 de contact, et de préférence uniquement entre les surfaces 8, 10 de contact. Selon une possibilité avantageuse, la colle s'étend sur toute la superficie des surfaces 8,10 en contact.
Comme visible sur les figures 2 et 3, les surfaces 8,10 de contact ont une forme complémentaire. Ainsi, les surfaces 8, 10 de contact sont destinées à être emboîtées.
En particulier, l'une de ces surfaces, par exemple la surface 8 de contact de la première partie 2 d'étanchéité, présente une portion 12 concave, et l'autre de ces surfaces, comme la surface 10 de contact de la deuxième partie 4 d'étanchéité, présente une portion 14 convexe de forme complémentaire de la portion 12 concave.
Ainsi, la deuxième partie 4 d'étanchéité peut présenter une saillie ou rainure radiale destinée à s'emboîter dans une cavité ou gorge de la première partie 2 d'étanchéité.
La surface 8 de contact peut occuper toute une face externe de la première partie 2 d'étanchéité. La surface 10 de contact peut occuper toute une face interne de la deuxième partie 4 d'étanchéité.
Le cas échéant, la première partie 2 d'étanchéité et la deuxième partie 4 d'étanchéité peuvent avoir une ou des faces transverses 24 coplanaires.
La deuxième partie 4 d'étanchéité comprend avantageusement une rainure ou gorge 26 annulaire ménagée sur un côté de la deuxième partie 4 d'étanchéité, et plus particulièrement sur au moins une face 24 d'extrémité transversale de celle-ci. Cette rainure 26 présente de préférence en forme de U ou V.
Entre la rainure 26 et la première partie 2 d'étanchéité s'étend ainsi une portion 27 de lèvre annulaire qui est destinée à appliquer une pression radiale contre la première partie 2 d'étanchéité en cas de forte pression.
En d'autres termes, la pression exercée par cette portion 27 de lèvre sur la première partie 2 d'étanchéité est asservie à la pression dans le dispositif de freinage.
Une paroi interne de la première partie 2 d'étanchéité peut présenter une gorge 28 radiale.
Aussi, on notera que les lignes d'intersection 30 des faces 24 latérales de la première partie 2 d'étanchéité et de la deuxième partie 4 d'étanchéité présentent un décalage radial, c'est-à-dire que l'une d'entre elle est plus proche d'un axe central A que l'autre de ces deux lignes d'intersection. Cela offre un surcroît de résistance dans le temps à des charges axiales répétées.
Par ailleurs, les surfaces 8, 10 de contact peuvent être avantageusement conformées pour délimiter une plusieurs chicanes 16. Par exemple, chaque surface 8, 10 de contact peut comprendre deux ou trois pans inclinés 18, 20, 22 consécutifs adjacents. De préférence, la ou les chicanes 16 sont agencées en bordure des surfaces 8, 10 de contact de manière à protéger davantage une zone centrale des surfaces 8, 10 de contact de l'environnement extérieur.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications sont possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par la substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de freinage pour véhicule automobile, comprenant un joint (1) d'étanchéité, caractérisé en ce que le joint (1) d'étanchéité comprend une première partie (2) d'étanchéité dans un premier matériau et une deuxième partie (4) d'étanchéité dans un deuxième matériau distinct du premier matériau, en ce que le premier matériau comprend du PTFE, le deuxième matériau comprend de l'EPDM, et en ce que la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité sont encollées l'une à l'autre.
  2. 2. Dispositif de freinage selon la revendication 1, dans lequel la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité ont chacune une surface (8, 10) en contact, l'une de ces surfaces (8,10) en contact présentant une portion (12) concave et l'autre de ces surfaces (8, 10) en contact présentant une portion (14) convexe de forme complémentaire de la portion (12) concave.
  3. 3. Dispositif de freinage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité sont annulaires, et agencées en empilement radial.
  4. 4. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité ont chacune une surface (8, 10) en contact, et ces surfaces (8, 10) en contact délimitent une ou plusieurs chicanes (16).
  5. 5. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la colle liant la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité comprend un primaire adapté pour adhérer au premier matériau et un secondaire adapté pour adhérer au primaire et au deuxième matériau.
  6. 6. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la colle liant la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité s'étend uniquement sur des surfaces (8, 10) en contact des première et deuxième parties (2, 4) d'étanchéité.
  7. 7. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la colle liant la première partie (2) d'étanchéité et la deuxième partie (4) d'étanchéité s'étend sur toute la superficie des surfaces (8, 10) en contact des première et deuxième parties (2, 4) d'étanchéité.
  8. 8. Dispositif de freinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le premier matériau comprend une charge de carbone.
  9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la deuxième partie (4) d'étanchéité comprend une rainure (26) annulaire ménagée sur une face (24) transversale de cette deuxième partie (4) d'étanchéité.
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