Brevet FR2312399A1 — publié le 19761224

L'invention concerne un maitre-cylindre hydraulique pour systèmes de freinage de véhicule, du genre dans lequel un ensemble de piston différentiel travaille dans un alésage à gradin d'un corps de cylindre et, quand le maitre-cylindre est actionné, l'ensemble de piston avance dans l'alésage de manière à isoler d'abord,d'un réservoir à liquide, une cavité située en avant de l'ensemble de piston et ensuite à mettre sous pression le liquide dans ladite cavité de pression, l'ensemble de piston comprenant des éléments mobiles les uns par rapport aux autres et des moyens élastiques servant à maintenir les éléments de piston dans une première position pour laquelle la cavité de pression subit l'action de toute la surface au piston jusqu'à ce que la pression dans cette cavité atteigne un niveau prédéterminé égal à la sollicitation des moyens élastiques, après ouoi un premier élément du piston, qui a une plus grande surface, est arrêté dans l1alé- sage par la pression de la cavité de pression et la pression de cette cavité peut être encore accrue par un élément du piston qui a une plus petite surface et qui se meut par rapport au premier élément. Lorsqu'un maître-cylindre hydraulique du genre cidessus est incorporé à un système de freinage, la cavité de pression étant reliée à au moins un frein, le volume de liquide nécessaire pour rattraper les jeux du frein est fourni par toute la surface du piston, ce qui peimet de transmettre au frein un grand volume de liquide et de le porter rapidement à la pression prédéterminée, la pression étant ensuite accrue QU intensifiée par une plus petite surface qui est soumise à une plus grande force de serrage. Dans un maitre-cylindre en tandem, la pression de la cavité de pression est non seulement appliquée directement à un frein, mais elle agit aussi sur un ensemble de piston secondaire ou flottant, de manière à mettre sous pression du liquide dans une cavité de pression secondaire qui, à son tour, peut être reliée au même frein ou à un frein différent. Dans un maitre-cylindre hydraulique du genre défini ci-dessus, l'ensemble de piston comprend une tige non perforée passant dans l'alésage et agissant dans la partie de l'alésage qui a un plus petit diamètre et qui porte un joint à lèvre duquel ltextrémité intérieure de la tige est normalement écartée quand elle n'agit pas, et un piston en forme de manchon agissant dans la partie de plus grand diamètre de et l'alésage/dans lequel la tige est guidée de manière à cou- lisser, et les moyens élastiques comprennent un premier ressort de compression agissant entre une butée prévue sur la tige auprès de l'extrémité opposée à la partie de petit diamètre de l'alésage et une deuxième butée qui s'applique constamment contre l'extrémité adjacente du piston et qui s'applique normalement contre un épaulement de la tige, et un deuxième ressort de compression moins fort que le premier, agissant entre l'extrémité intérieure opposée du piston et un épaulement prévu dans l'alésage, au gradin de diamètre. Le premier ressort doit être notablement plus fort que le deuxième car non seulement il doit agir en opposition au deuxième ressort, mais aussi en opposition à une force représentée par la pression de la cavité de pression qui agit sur la surface du piston. Dans une telle construction connue, il faut prévoir des joints hydrauliques intérieur et extérieur séparés entre le piston et l'alésage et entre le piston et la tige, un joint extérieur supplémentaire étant prévu entre le piston et l'alésage, intérieurement par rapport à l'autre joint extérieur, et disposéde manière à fermer un orifice de récupération communiquant avec le réservoir quand le mattre-cylindre est actionné. En outre, quand la force de serrage est relu chée, le joint à lèvre tend à être repoussé contre l'extrémi- té intérieure de la tige par la pression de la cavité de pression et risque d'être ensuite retourné et endommagé quand l'extrémité intérieure de la tige s'en retire dans la posi tion inactive. dans Selon l'invention un maitre-cylindre du type défini plus haut, ----------------- L'ensemble de à ontou piston comprend un premier piston en gradin présentant une première partie de grand diamètre qui agit dans la partie de grand diamètre de 1'alésage et une deuxième partie de plus petit diamètre qui agit dans la partie de plus petit diamètre de 1 'alésage, et un deuxième piston agissant dans une troisième partie de l'alésage entre les parties de grand et de petit diamètre et guidé de manière e' coulisser sur une partie intermédiaire de piston disposée entre les première et deuxième parties, les moyens élastiques comprennent un premier ressort agissant entre la première partie du premier piston et une extrémité adjacente du deuxième piston de manière à solliciter le deuxième piston vers une position avancée et active et un deuxième ressort agissant sur ltextrémité intérieure libre du premier piston qui a un plus petit diamètre de manière à solliciter l'ensemble de piston vers une position rétractée, et le corps comporte un orifice de récupération reliant un réservoir à liquide à la cavité de pression, un orifice de détente situé du cté de l'orifice de récupération de manière à relier constsmment le réservoir à une chambre définie dans l'alésage entre la première partie de piston et le deuxième piston ; un clapet anti-retour est prévu entre l'orifice de détente et le réservoir et agit de manière à empêcher le deuxième piston de se mouvoir prématurément en cas d'actionnement rapide du mattre-cylindre. Etant donné que le premier et le deuxième ressorts n'agissent pas sur un organe mobile commun, les sollicitations élastiques sont donc indépendantes l'une de l'autre. Le deuxième ressort sert simplement de ressort de rappel tandis que le premier ressort joue le rdle d'un limiteur de pression, empêchant le deuxième piston de se mouvoir relativement au premier avant que la pression de la cavité de pression n'atteigne le niveau prédéterminé. Ainsi, la force du premier ressort est choisie de manière à être compatible avec la pression prédéterminée, que l'on peut donc choisir entre des limites très rapprochées. Si l'ensemble de piston est déplacé rapidement dans des conditions d 'arrêt en catastrophe, la chambre située entre la première partie de piston et le deuxième piston est isolée du réservoir par le clapet anti-retour qui est déplacé par l'écoulement soudain de liquide, de sorte qu'il ferma la sortie du réservoir. Ainsi, la chambre joue le rôle d'une entretoise solide et empêche une compression prématurée du deuxième ressort. De préférence, le clapet anti-retour comprend un obturateur placé sur un diaphragme flexible, un orifice de purge étant prévu dans l'obturateur. I1 est de préférence disposé dans une cavité située entre un raccordement de sortie menant au réservoir et la base d'un orifice prévu dans le corps, l'orifice de récupération et l'orifice de détente étant prévus dans cette base. Dans un maitre-cylindre comportant une seule cavité de pression, le deuxième ressort bute contre l'extrémité fermée de l'alésage. Toutefois, dans un maitre-cylindre en tandem, le deuxième ressort agit entre le premier piston et un piston secondaire ou flottant, de manière à mettre sous pression une deuxième cavité de pression. rgp prévoyant une première partie de piston de plus grand diamètre engagée de façon étanche dans la partie de grand diamètre de l'alésage, il est possible de ne prévoir qu'un seul joint de valve à l'extrémité antérieure du deuxième piston de manière à former un joint direct entre l'alésage et le premier piston et à commander l'orifice de récupération qui relie le réservoir à liquide à la cavité de pression. De préférence, la deuxième partie du piston se déplace constamment dans un joint prévu dans la partie de petit diamètre de l'alésage et ne sort du joint à aucun moment. Ainsi, le joint lui-même n'a pas tendance à entre repoussé ou à être endommagé par la pression résiduelle de la cavité de pression quand on desserre le frein. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un mai- tre-cylindre hydraulique pour système de freinage de véhicule comportant une seule cavité de pression ; et la figure 2 une coupe longitudinale d'un maitre- cylindre hydraulique du type en tandem. Le maitre-cylindre représenté sur la figure 1 comprend un corps 1 présentant un alésage longitudinal à extrémités ouvertes 2, élargi à son extrémité intérieure en 3 de manière à recevoir une plaque annulaire perforée 4, serrée contre un épaulement 5 situé au gradin de diamètre grâce à un bouchon 6 vissé dans 1 'extrémité intérieure de l'alésage 1 et qui agit à travers une cavité 7 munie d'ouvertures, poussant à nouveau un joint 8 contre la plaque 4. Les ouver tildes de la plaque 4 communiquant avec la face intérieure du joint 8 par des passages 9. La paroi du corps est munie d'un orifice de sortie 10 assurant la liaison avec les freins et menant à 1 Largissement 3 entre le bouchon 6 et le joint 8 qui présente une lèvre flexible. La surface circulaire intérieure de la plaque 4 et le ciste . de l'alésage 1, du c8té opposé à l'élargissement 3 par rapport à la plaque, définissent un alésage en gradin dans lequel agit un ensemble de piston 11. L'ensemble de piston 11 comprend un premier piston 12 étagé ou en gradin et un deuxième piston 13 monté de manière à pouvoir coulisser sur le premier piston lli Le premier piston 12 comprend une première partie 14 de plus grand diamètre agissant dans une partie 15 de l'alésage en gradin qui a le plus grand diamètre et une deuxième partie 16 de diamètre réduit agissant à travers la plaque 4 et le joint 8 et pénétrant dans 1'élar- gissement.Un joint 17 porté par la partie 14 s'applique de façon étanche contre la partie 15 de l'alésage et un organe d'actionnement 18 agit sur la partie 14 de manière à faire avancer l'ensemble de piston 11 en direction du bouchon 6, dans l'alésage en gradin. Le deuxième piston 13 comprend un manchon 19 guidé de manière à coulisser sur une partie intermédiaire 20 de la longueur du premier piston 12, qui a un diamètre égal à celui de la deuxième partie 16, et une bride radiale perforée 21 de l'extrémité intérieure du manchon 19 est ajustée dans la partie 15 de l'alésage et assure le soutien d'un joint 22 qui assure l'étanchéité entre la partie d'alésage 16 et la partie intermédiaire 20. Quand l'ensemble de piston est rétracté, le joint 22 et la bride 21 sont situés entre les orifices espacés de récupération et de détente 23 et 24 de la paroi du corps. Le joint 22 et la bride sont maintenus dans cette position par une butée fixe 25 s'appliquant sur le joint 22 et une butée mobile 26 s'appliquant sur l'extrémité libre du manchon 19.La butée mobile 26 comprend un collier fendu monté de manière à pouvoir coulisser sur une partie de diamètre réduit de la partie intermédiaire 20 et habituellement poussé, par un premier ressort de compression 27, contre un épaulement 28 situé au gradin de diamètre et qui constitue une butée fixe servant à absorber la force du ressort 27. Le ressort de compression 27 agit entre le collier 26 et la partie de piston 14 et doit être comprimé avant que le piston 13 ne puisse se mouvoir vers la partie de piston 14. Un passage prévu dans un raccordement 29 qui conduit à un réservoir à liquide est relié à une cavité de pression 30, située en avant du joint 22, par l'orifice de récupération 23 et une cavité annulaire située entre les joints 22 et 8 communique avec 1' élargissement 3 oui fait partie de la cavité de pression, par des orifices radiaux 31 prévus dans la deuxième partie de piston 16, placés du c ôté intérieur du joint 8, mais communiquant avec un évidement axial 32 prévu dans 1 'extrémité de la deuxième partie 16. Le raccordement 29 communique aussi à tous moments avec une cavité annulaire 33 située entre les joints 17 et 22, par l'orifice 24. Un deuxième ressort de compression 34 agissant entre le bouchon 6 et la base de l'évidement 32 joue le rôle d'un ressort de rappel sollicitant l'ensemble de piston 11 vers la position rétractée, contre une butée 35 constituée par un anneau de butée prévu à l'extrémité ouverte de l'alésage 2 et avec lequel coopère une tête 35 de l'organe 18. Lorsque le maitre-cylindre est actionné, l'action initiale de l'organe d'actionnement 18 fait avancer l'ensemble de piston dans l'alésage, le premier piston 12 et le deuxième piston 13 se mouvant l'un vers l'autre à l'encontre de la force du ressort de rappel 34. Le mouvement initial a pour effet que le joint 22 ferme l'orifice de récupération 23, isolant le raccordement 29 de la cavité de pression et pratiquement simultanément, les orifices 31 sont fermés par le joint 8. Ensuite, du liquide contenu dans la cavité de pression 30 est mis sous pression de manière à être envoyé aux freins par l'orifice de sortie 10. Une fois que les orifices 31 sont fermés, du liquide contenu dans la cavité entre les joints 8 et 22 est refoulé, au-delà de la lèvre du joint 8, dans l'élargissement 3. Pendant la mise sous pression initiale, toute la surface utile de l'ensemble de piston agit sur le liquide de sorte qu'une grande quantité de liquide est déplacée de manière à rattraper les jeux du frein. Toutefois, quand la pression dans la cavité de pression atteint une valeur prédéterminéet telle que la force de la pression agissant sur la surface de la bride 21 soit égale à la force du ressort 27, un mouvement supplémentaire de l'organe d'actionnement 18 dans le même sens a pour effet que le premier piston 12 se déplace seul car le deuxième piston 13 est maintenu immobile dans une position d'équilibre. ainsi, la cavité de pression n'est plus mise sous pression que par la surface de la partie de piston 16 seulement. Lorsqu'on relâche la force de serrage, le ressort de rappel 34 fait reculer le piston 12 par rapport au piston 13 jusqu'à ce que le collier 26 s'applique à nouveau sur l'épaulement 28. Ensuite, la vitesse de baisse de la pression reste la même jusqu'à ce que les trous 23 et 31 soient découverts, permettant au volume en excès qui se trouve encore en avant du piston d'être libéré. dç Pendant que l'ensemble/piston 11 avance dans 1 'alé- sage, l'orifice 24 permet à du liquide de revenir da l'espace compris entre les joints et 17 du réservoir, afin d'éviter que le fonctionnement de l'ensemble de piston 11 ne soit entravé. Lorsque le maitre-cylindre est actionné rapidement, le piston 12 a tendance à se mouvoir par rapport au piston 13 qui peut lui-meme se mouvoir vers l'arrière par rapport au piston 12, avant mye que la pression prédéterminée ne soit atteinte dans la cavité de pression.Un clapet antiretour qui comprend un obturateur 37 muni d'un orifice de purge 38 est disposé entre l'orifice 24 et le raccordement 29, de manière à réduire la vitesse à laquelle du liquide contenu dans l'espacement entre les joints 22 et 17 peut être renvoyé au réservoir de sorte que le liquide contenu dans cet espacement peut résister à tout mouvement du piston 13 vers l'arrière. Le clapet anti-retour est monté sur un diaphragme conique flexible 39. Dans une variante, le joint 22 peut être remplacé par un joint similaire au joint 8 et muni d'une lèvre. Dans le maftre-cylindre en tandem, le corps 1 est plus long et le bouchon 6 vissé dans 1'extrémité ouverte de l'alésage 2 est aussi allongé et présente un alésage axial à liquide 40, dans lequel agit un piston secondaire ou flottant 41 de manière à mettre sous pression du liquide dans une cavité de pression secondaire 42, en avant du piston 41, et à établir la liaison avec le même frein ou un frein différent, par un deuxième orifice de sortie 43 de l'extrémité du bouchon 6. Le deuxième ressort de compression 33 agit entre le piston 20 et le piston 41 et un ressort de rappel 44 agit entre le piston secondaire 41 et l'extrémité fermée de l'alésage 40, de manière à solliciter le piston secondaire 41 vers une position rétractée, appliquée contre une butée 46. Un raccordement 47 prévu dans la paroi du corps 1 de manière à relier celui-ci au même réservoir ou à un réservoir différent communique avec la cavité de pression 42 par un orifice de récupération 48 et avec un évidement annulaire entre les joints espacés 49 et 50 du piston 41, par un deuxième orifice 51 disposé en arrière de l'orifice de récupération 48. Les orifices 48 et 51 sont situés dans la paroi du bouchon 6, un évidement étant prévu entre les joints espacés 52 et 53. En service, du liquide sous pression contenu dans la cavité de pression entre l'ensemble de piston 11 et le piston secondaire 41 agit de manière à faire avancer le piston 41 dans l'alésage 40, pour fermer initialement l'orifice de récupération 48 et ensuite mettre sous pression du liquide dans la cavité de pression 42. La structure et le fonctionnement du mode d' exé- cution de la figure 2 sont par ailleurs les mêmes que pour la figure 1 et des références correspondantes désigaent des parties correspondantes. Il va de soi que les modes de réalisation repue sentés ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. RVNDIOÂTIONS 1. tIattre-cylindre hydraulique pour systèmes de freinage de véhicule, du genre dans lequel un ensemble de piston différentiel travaille dans un alésage à gradin d'un corps de cylindre, et, quand le maStre-cylindre est actionné, l'ensemble de piston avance dans l'alésage de manière à isoler d'abord d'un réservoir à liquide une cavité située en avant de l'ensemble de piston et ensuite à mettre sous pression le liquide dans ladite cavité de pression, l'ensemble de piston comprenant des éléments mobiles les uns par rapport aux autres et des moyens élastiques servant à maintenir les éléments de piston dans une première position pour laquelle la cavité de pression subit it l'action de toute la surface du piston jusqu'à ce que la pression dans cette cavité atteigne un niveau prédéterminé égal à la sollicitation des moyens élastiques, après ouoi un premier élément du piston, qui a une plus grande surface, est arrêté dans l'alésage par la pression de la cavité de pression et la pression de cette cavité peut être encore accrue par un élément du piston qui a une plus petite surface et qui se meut par rapport au premier élément ; l'ensemble de piston comprend un premier piston en gredin présentant une première partie de grand diamètre qui agit dans la partie de grand diamètre de l'alésage et une deuxième partie de plus petit diamètre qui agit dans la partie de plus petit diamètre de l'alésage, et un deuxième piston agissant dans une troisième partie de l'alésage entre les parties de grand et de petit diamètre et guidé de manière à coulisser sur une partie intermédiaire de piston disposée entre les première et deuxième parties, les moyens élastiques comprennent un premier ressort agissant entre la première partie du premier piston et une extrémité adjacente du deuxième piston de manière à solliciter le deuxième piston vers une position avancée et active et un deuxième ressort agissant sur l'extrémité intérieure libre du premier piston qui a un plus petit diamètre de manièce à solliciter l'ensemble de piston vers une positionrétractée, et le corps comporte un orifice de récupération reliant un réservoir à liquide à la cavité de pression, un orifice de détente situé du cOté dé l'orifice de récupération de manière à relier constamment le réservoir à une chambre définie dans l'alésage entre la première partie de piston et le deuxième piston, caractérisé en ce qu'un clapet antiretour est prévu entre l'orifice de détente et le réservoir et agit de manière à empêcher le deuxième piston de se mouvoir prématurément en cas d'actionnement rapide du maitre-cylindre. 2. Mattre-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet anti-retour comprend un obturateur monté sur un diaphragme flexible. 3. Mattre-cylindre selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le. clapet aati-retour comporte un orifice de purge. 4. MaStre-oylindre selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le clapet antiretour est situé dans une cavité prévue entre le secordement menant au réservoir et la base d'un orifice prévu dans le corps où est situé le raccordement, l'orifice de récupération et l'orifice de détente étant pratiqués dans ladite base. 5. Mattre-cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième ressort bute contre l'extrémité fermée l'alésage. 5. Mattre-cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est du type en tandem et comprend en outre un piston flottant agissant dans une deuxième cavité de pression prévue en avant de la deuxième partie du premier piston, le deuxième ressort agissant entre le premier piston et le piston flottant. 7. Mattre-cylindre selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un seul joint de valve est prévu à l'extrémité antérieure du deuxième piston, forme un joint direct entre l'alésage et le premier piston et ferme l'orifice de récupération lorsque le amattre- cylindre est actionné. 8. MaStre-cylindre selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une bride radiale perforée est prévue à l'extrémité antérieure du deuxième piston et sert de support au joint de valve. 9. MaStre-cylindre selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une butée fixe du premier piston s 'appli- que au joint de valve et qutune butée. mobile montée de manière à pouvoir coulisser sur le premier piston s'applique à l'extrémité libre du deuxième piston. 10. Maitre-cylindre selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le joint de valve présente une lèvre flexible. Il. Mattre-cylindre selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la deuxième partie du premier piston agit constamment à travers un deuxième joint prévu dans la partie de petit diamètre de l'alésage, 12. Maftre-cylindre selon la revendication Il, caractérisé en ce que le deuxième joint présente une lèvre flexible.