Brevet FR2311696A1 — publié le 19761217

L'invention a pour objet un maitre-cylindre pour systèmes de freinage hydraulique de véhicule et, plus particu liement, un maitre-cylindre en tandem du genre comprenant: un boitier cylindrique muni d'un alésage fermé à son extrémité avant et dans lequel travaillent un piston primaire et un piston secondaire, un volume de pression primaire étant défini entre les pistons, et un volume de pression secondaire étant défini entre le second piston et l'extrémité fermée de l'alésage, le second piston étant muni d'un orifice s'ouvrant dans le volume de pression secondaire; un passage de récupération assurant une communication permanente entre cet orifice et une connexion de réservoir débouchant dans le boitier, agencée pour être connectée à un réservoir hydraulique; et le clapet d'une soupape de récupération commandant l'écoulement du fluide par l'orifice, agencé pour fermer l'orifice quand le piston secondaire avance à partir de sa position de repos. Il est nécessaire de prévoir un passage de récupération dans le piston secondaire,pour les saitres-cylindres en tandem dans lesquels le piston secondaire comporte deux joints d'étanchéité écartés entre lesquels est définie une chambre annulaire reliée à la connexion de réservoir. Usuellement, jusqu a présent,les volumes de pression primaire et secondaire d'un maitre-cylindre en tandem étaient séparés l'un de l'autre par un seul joint annulaire porté par le piston secondaire. Cette disposition présente l'inconvénient que la défaillance de ce joint n'est pas facile à détecter. Si le joint ne peut plus assurer son service, la défaillance ultérieure de l'un des circuits hydrauliques entraînera la défaillance de l'autre circuit du fait de la communication hydraulique par le joint défaillant du piston secondaire. Dans certains pays, une législation récente interdit l'utilisation d'un tel joint unique pour les raisons ci-dessus. Quand deux joints séparés sont prévus sur le piston secondaire, la défaillance de l'un des joints n' entraîne alors pas de communication hydraulique entre les deux volumes de pression, mais provoque simplement une communication entre un des volumes de pression et le réservoir de fluide. Dans un maitre-cylindre connu du genre ci-dessus, la position de la soupape de récupération est déterminée par rapport à l'extrémité fermée de l'alésage du cylindre par un ressort prisonnier, et la position de repos du piston secondaire est déterminée par une butée du piston primaire et par un autre ressort prisonnier agissant entre les pistons. Un sérieux inconvénient de cet agencement connu est la difficulté de maîtriser l'écart entre le clapet de la soupape de récupération et l'orifice quand on respecte les tolérances sur les dimensions des pistons et sur la longueur de la cage placée entre les pistons. Si le jeu entre la soupape de récupération et l'orifice est excessif, il faudra donner aux pistons des déplacements correspondants excessifs avant de fermer la soupape de récupératioW et de pouvoir commencer la mise sous pression du volume de pression secondaire. Les diverses tolérances conduiront donc à des déplacements excessifs des pistons dans certains maitres-cylindres produits en série avant que la mise en pression ne commence. Conformément à la présente invention, dans un maitre-cylindre en tandem du genre ci-dessus, une soupape comportant un clapet est située dans le volume de pression secondaire, la soupape comporte un arrêtoir restant en appui contre la face avant du piston secondaire, cet arrêtoir étant déplaçable axialement dans l'alésage par rapport au clapet, une butée associée à l'arrêtoir et un moyen élastique maintenant le clapet vers l'avant par rapport à l'arrêtoir contre la butée, quand le piston secondaire est à sa position de repos, pour déterminer la position du clapet par rapport à l'arrêtoir et ainsi l'écart du clapet par rapport à l'orifice, l'agencement étant tel que, lors du déplacement vers l'avant du piston secondaire à partir de sa position de repos, la force exercée par le moyen élastique sur le clapet est dépassée, ce qui permet au clapet de se déplacer vers l'arrière par rapport à l'arrêtoir et d'obturer l'orifice. ainsi, l'écart entre le clapet de la soupape de récupération et l'orifice est déterminé sensiblement par les tolérances sur la soupape et non par la somme de nombreuses autres tolérances. La position de repos du piston secondaire dans l'a lésage est de préférence déterminée par son appui sur l'arrêtoir. Le piston secondaire peut alors être maintenu vers l'avant en appui sur l'arrêtoir par un second moyen élastique de préférence un ressort de compression agissant entre les pistons. De pr férence, le premier moyen élastique agit vers l'arrière contre l'arrêtoir et vers l'avant contre un autre organe applique directement ou indirectement contre le boitier, ce qui empêche un déplacement vers l'arrière du clapet par rapport à cet autre organe. De préférence, le premier moyen élastique est un ressort prisonnier, ou en cage, constitué d'un ressort prisonnier entre deux coupelles, la coupelle arrière constituant l'arrêtoir, la coupelle avant constituant l'autre organe et le clapet étant porté par la tête d'un organe à double tête allongé s'étendant axialement, limitant la séparation des coupelles. On peut empêcher la partie avant de la cage de se déplacer en service vers l'arrière de l'alésage, soit en fixant cette partie de l'ensemble au boitier, soit en la fixant à un organe sensible à la pression, exposé en service à la pression du fluide dans le volume secondaire et ayant une surface effective qui est égale ou supérieure à celle du clapet. Dans certaines circonstances une pression résiduelle peut se maintenir dans le volume secondaire quand le piston secondaire approche sa position de repos normale,et si le ressort prisonnier n'est pas retenu d'une certaine façon, le clapet au lieu de s'écarter du piston peut tirer la cage vers l'arrière de sorte qu'elle est délogée en permanence. la description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularites qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 'i est une vue en élévation d'un maitre cylindre en tandem conforme à l'invention, la partie supérieure étant représentée en coupe, les pistons primaire et secondaire étant représentés dans leurs positions de repos; dans la description, le côté gauche de la figure est appelé l'avant du maitre-cylindre et le côté droit, l'arrière, la figure 2 est une coupe agrandie de l'extrémité arrière de la cage de la figure 1 et dans l'état représenté sur la figure 1; la figure 5 est une vue analogue à la figure 2, mais dans laquelle la tête de soupape est écartée vers l'arrière par rapport à la coupelle de ressort arrière de la cage pour montrer le ressort belleville complètement détendu;; la figure 4 est une vue en coupe partielle agrandie d'une variante dans laquelle la partie avant de la cage est fixée à un bouchon fileté; et la figure 5 est une vue en coupe d'une autre variante dans laquelle la partie avant de la cage est fixée à un piston. Dans le maitre-cylindre de la figure 1, les pistons primaire et secondaire 1 et 2 respectivement sont montés de fa çon à pouvoir glisser dans un alésage cylindrique 3 réalisé dans un boitier 4. Des volumes de pression primaire 5 et secondaire 6 sont prévus pour être connectés à des circuits hydrauliques indépendants par des orifices (non représentés) dans la paroi du boitier. Le volume de pression primaire est agencé pour être connecté à une chambre 7 d'un réservoir 8 amovible, par une soupape à bascule 9, la chambre annulaire 10 et l'orifice radial Il dans le piston primaire, quand le piston primaire est complètement rentré comme représenté. La position de repos du piston primaire est déterminée par son contact avec l'extrémité inférieure de la soupape à bascule. Le piston secondaire est écarté du piston primaire par un ressort de compression 12 (le second moyen élastique) qui fait office de ressort de rappel pour le piston primaire et est muni à son extrémité arrière d'un bossage cylindrique 13 prévu pour maintenir le ressort 12 et pour s'engager dans l'alé sage 4 prévu dans la partie avant du piston primaire l. La course du piston primaire est en partie absorbée par l'alésage 't4 ce qui gagne du volume, tandis que le moyen de maintien nécessaire du ressort 12 est fourni par le bossage 13. Le bossage '13 sert de plongeur pour libérer tout air qui serait emprisonné dans l'alésage 14 ou autour du ressort 12 comme décrit dans le brevet anglais 1.395.940 au nom de la demanderesse. Le piston secondaire est muni de deux joints d'étant chéité 5 et 16 écartés axialement, entre lesquels une cavité annulaire prévue sur l'extérieur du piston secondaire définit une chambre annulaire 17 qui communique librement avec une seconde chambre 8 du réservoir 8 au moyen d'un trou, non représenté, percé dans la paroi du boitier 4 à côté d'une cheville 19. Cette dernière sert d'arrêt de sécurité pour le piston secondaire en cas de pression excessive dans le volume secondaire 6 pendant la purge des freins. Un perçage radial 20 et un perçage axial 21 dans le piston secondaire constitue pour le volume secondaire un canal de récupération qui fait communiquer la chambre annulaire 17 avec un orifice 22 en communication avec le volume de pression secondaire. l'orifice 22 est commandé par une soupape de commande 36 comprenant un clapet de récupération constitué par un joint annulaire 23 retenu dans une rainure annulaire 23', creusée dans la tête 29 d'une tige 24 à double têtes, d'une cage 25. La cage 25 détermine la longueur d'emprisonnement d'un ressort de compression 26 (premier moyen élastique) et comprend la tige 24 et deux coupelles 27 et 28, montées à glissement sur la tige 24 et dont l'écart maximum est déterminé par le contact avec les têtes 29 et 30 respectivement sur les extrémités opposées de la tige. Une rondelle élastique (ressort Belleville) faible v1 (le troisième moyen élastique), représentée sur la figure 3 est insérée entre la tête 29 et la base 22 de la coupelle 27 et sollicite la tige 30 et le joint 23 vers l'arrière par rapport à la coupelle 27. La coupelle Le ressort de compression 26 de l'ensemble à ressort prisonnier 25 est plus raide que le ressort 12 agissant entre les pistons de sorte que Quand on cesse d'agir sur le piston primaire 1 en actionnant la pédale, l'ensemble 25 se détend complètement pour déterminer la position de repos du second piston 13 par contact de l'arrêtoir 27 qui joue le rôle de butée, avec une surface 37 sur le piston 2 à l'extrémité arrière de l'alésage 34, creusé vers l'arrière dans le piston 2. La position axiale du joint 23 par rapport à l'arrêtoir 27 est déterminée par l'appui de la tête 29 contre la surface de la butée 38 de l'arrêtoir 27 comme représenté sur la figure 2.L'épaisseur axiale du joint annulaire 23 est choisie pour que lorsque l'ensemble prisonnier 25 est en extension complète il y ait le jeu axial désiré entre la face d'étanchéité radiale du joint 23 et la surface 37 pour permettre au fluide de passer de la chambre secondaire 6 à l'orifice 22. Ce aeu est déterminé uniquement par les dimensions de l'arrêtoir 27, de la tête 29 et du joint 23. Quand le piston secondaire avance à partir de sa position de repos complète, sous l'effet du déplacement vers l'avant du piston primaire, la coupelle arrière 27 avance dans l'alésage lorsque la force dépasse celle du ressort 26. La tête 29 n'est alors plus maintenue en avant par rapport à l'arrêtoir 27 par le ressort 26 et reste en position dans l'alésage sous la force du ressort 31 jusqu a ce que la face 37 vienne s'appliquer contre le joint 23 pour obturer l'orifice 22 dans le piston secondaire. La poursuite du déplacement vers l'avant du piston secondaire entraîne ensemble vers l'avant la tête 29 et l'arrêtoir 27 dans l'alésage avec le piston 2. L'alésage 34 , pratiqué dans le piston secondaire, perrnet de loger une part importante de la longueur de l'ensemble prisonnier 25 à l'intérieur du piston secondaire et, donc, de réduire la longueur totale du maitre-cylindre. Cette longueur est encore réduite par la disposition du ressort 12 dans l'alésage 14. S'il se produisait une défaillance du joint 16 du piston secondaire, une communication serait établie entre la cavité annulaire 17 reliée au réservoir 18 et le volume primaire 5, mais il n'y aurait pas de liaison directe entre les volumes primaire 5 et secondaire 6 de sorte que le circuit hydraulique relié au volume secondaire serait toujours en état de fonctionner. De même s'il se produisait une défaillance du joint 15,il y aurait seulement une communication entre le volume secondaire 6 et la chambre annulaire 7, de sorte que le volume primaire 5 et le circuit auquel il est relié ne seraient pas affectés. La défaillance de l'un des joints 15 ou 16 peut être détectée en pratique par un mécanisme avertisseur à pression différentielle connecté entre les deux circuits hydrauliques. Dans les cylindres classiques ne comportant qu'un seul joint sur le piston secondaire pour isoler les volumes primaire et secondaire, la défaillance de ce joint n'est pas détectée par le mécanisme avertisseur. Un avantage de disposer d'un orifice de récupération pour le volume secondaire situé dans le piston secondaire avec un ensemble prisonnier 25 retenu sur le côté fermé de l'alésage cylindrique 3, par rapport à la disposition plus commune d'un clapet de récupération fixé au piston secondaire avec un orifice de récupération dans l'extrémité fermée de l'alésage, est que dans le premier cas il suffit de réaliser sur le piston secondaire un alésage simple tandis que dans le dernier cas il est nécessaire d'usiner sur le piston secondaire une fente cylindrique pour y loger et y maintenir la coupelle fixe du clapet. On peut régler la course relative des pistons, dans la forme de réalisation décrite, en changeant simplement la longueur de l'ensemble prisonnier 25. Bien que l'on ait représenté un piston primaire destiné à être actionné au moyen d'une pédale, il est bien entendu que le maitre-cylindre peut être agencé pour être actionné par fluide sous pression. Dans la variante de réalisation de la figure 4, la coupelle de ressort 28 est fixée par une pointe (non représentée) à un manchon 39 faisant corps avec un bouchon fileté 33'. Le bouchon 33' obture une ouverture 40 dans la paroi d'extrémité du boitier du cylindre, cette ouverture étant suffisamment grande pour permettre d'assembler dans le boitier,à partir de ce côté, l'ensemble prisonnier et le manchon 39 auquel il est attaché. Le bouchon 33' est rendu étanche par rapport au boitier par le joint annulaire 41. Dans la variante de réalisation de la figure 5, la coupelle de ressort 28 n'est pas fixée mécaniquement en position dans le boitier du cylindre, mais est effectivement retenue par utilisation de la pression du fluide dans le volume secondaire 6, agissant sur un piston 42 auquel est fixée la coupelle 28 par une pointe (non représentée). Le piston 42 a la forme d'une coupe et son étanchéité dans la partie réduite 43 de l'alésage cylindrique 3 est assurée par un joint annulaire 44 logé dans une rainure annulaire prévue dans la surface extérieure du piston. Un évent 45 dans la paroi de bout du boitier cylindrique communique avec l'atmosphère pour assurer une pression différentielle sur le piston quand le volume secondaire est sous pression et pour fournir une indication de défaillance du joint 44, par fuite du fluide. La surface de la section droite du piston 42 est prévue supérieure à la surface de la section droite du joint de récupération (non représenté) porté à l'extrémité arrière de la tige 24. Ainsi dans le cas où une pression résiduelle se maintient dans le volume secondaire lorsque le piston secondaire approche sa position de repos normale pendant son rappel, la force exercée par la pression du fluide sur le piston 42 est suffisante pour dépasser la force exercée par la pression du fluide sur la soupape de récupération, de sorte que cette soupape est écartée de son siège sur le piston secondaire par la tige 24. Il va de soi que les modes de réalisation ne sont que des exemples et l'on pourrait les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E -r E N D I C A T I O N S 1. Maitre-cylindre en tandem du genre comprenant: un boitier cylindrique muni d'un alésage fermé à son extrémité avant et dans lequel travaille un piston primaire et un piston secondaire, un volume de pression primaire étant défini entre les pistons et un volume de pression secondaire étant défini entre le second piston et l'extrémité fermée de l'alésage, le second piston étant muni d'un orifice ouvert dans le volume de pression secondaire, un passage de récupération assurant une communication permanente entre l'orifice et une connexion de réservoir,débouchant dans le boitier,agencée pour être connectée à un réservoir hydraulique et le clapet d'une soupape de récupération commandant l'écoulement du fluide par l'orifice, agencé pour fermer l'orifice quand le piston secondaire avance à partir de sa position rentrée, caractérisé en ce qu'une soupape comportant un clapet est située dans le volume de pression secondaire, la soupape comportant un arrêtoir restant en appui contre la face avant du piston secondaire, cet arrêtoir étant déplaçable axialement dans l'alésage par rapport au clapet, une butée associée à l'arrêtoir et un moyen élastique maintenant le clapet vers l'avant par rapport à l'arrêtoir, contre la butée quand le piston secondaire est à sa position de repos pour déterminer la position du clapet par rapport à l'arrêtoir et ainsi l'écart du clapet par rapport à l'orifice, l'agencement étant tel que lors du déplacement vers l'avant du piston secondaire à partir de sa position de repos, la force exercée par le moyen élastique sur le clapet est dépassée, ce qui permet audit clapet de se déplacer vers l'arrière par rapport à l'arrêtoir et d'obturer l'orifice. 2. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de repos du piston secondaire dans l'alésage est déterminée par son contact contre l'arrêtoir. 3. Naitre-cylindre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un second moyen élastique sollicite le piston secondaire vers l'avant contre l'arrêtoir. 4. itre-cylindre en tandem selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second moyen élastique comprend un ressort de compression agissant entre les deux pistons. 5. Maitre-cylindre en tandem selon d'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un troisième moyen élastique de force inférieure à celle du premier moyen élastique agit entre l'arrêtoir et le clapet pour solliciter le clapet vers l'arrière par rapport à l'arrêtoir quand la force exercée sur le clapet par le premier moyen élastique est surmontée par l'avance du piston secondaire à partir de sa position de repos. 6. Maitre-cylindre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen élastique est appliqué vers l'arrière contre 1 'arrê- toir et vers l'avant contre un autre organe 28 appliqué directement ou indirectement contre le boitier 4, le clapet étant maintenu contre un déplacement vers l'arrière par rapport à cet autre organe. 7. tEitre-cylindre en tandem selon la revendication 6,caractérisé en ce que le premier moyen élastique comprend un ensemble à ressort prisonnier ayant un ressort prisonnier entre deux coupelles, la coupelle arrière constituant l'arrêtoir, la coupelle avant constituant ledit autre organe et le clapet étant porté par la tête arrière d'un organe allongé à double tête s'étendant axialement, limitant l'écart des coupelles. 8. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication 7,caractérisé en ce que la disposition est telle que la partie avant de l'ensemble à ressort prisonnier ne puisse pas,en service, se déplacer vers l'arrière dans l'alésage. 9. Haitre-cylindre en tandem selon la revendicztion 8, caractérisé en ce que la partie avant de l'ensemble à ressort prisonnier est maintenue dans l'alésage contre un déplacement axial. 10. Maitre-cylindre en tandem selon la revendica tion 9, caractérisé en ce que la partie avant de l'ensemble à ressort prisonnier est fixée dans l'alésage par une cheville fixée à la paroi du boitier. 11. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication 10, caractérisé en ce que la coupelle avant est fixée de façon permanente sur un organe cylindrique qui est ajusté dans l'extrémité interne de l'alésage et comporte une rainure annulaire dans laquelle est engagée la cheville. 12. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie avant de l'ensem- ble à ressort prisonnier est fixée à un support lui-même fixé à l'extrémité fermée de l'alésage du cylindre par un bouchon fileté qui obture une ouverture dans le boitier du cylindre permettant d'introduire l'ensemble à ressort prisonnier et le support pendant le montage du maitre-cylindre. 13. hiaitre-cylindre en tandem selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support fait partie intégrange du bouchon. 14. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie avant de l'ensemble à ressort prisonnier est fixée à un organe sensible à la pression soumis en service à la pression du fluide dans le volume secondaire, la surface effective de l'organe sensible à la pression étant égale ou supérieure à celle du clapet. 15. Maitre-cylindre en tandem selon la revendication i4, caractérisé en ce que l'organe sensible à la pression comporte un piston monté de façon étanche dans une partie d'extrémité de l'alésage cylindrique, la partie extrême interne de cette partie d'extrémité étant en communication avec l'atmosphère. 16. Maitre-cylindre en tandem selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que l'ensemble à ressort prisonnier est logé en partie dans un alésage borgne s'étendant vers l'arrière dans le piston secondaire, l'orifice étant formé dans l'extrémité aveugle de cet alésage du piston. a7. Maitre-cylindre en tandem selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston secondaire est muni de deux joints écartés axialement entre lesquels est définie une chambre annulaire dans l'alésage, assurant une communication permanente avec la connexion de réservoir dans le boitier et le passage du réservoir.