Brevet FR2394428A1 — publié le 19790112

La présente invention se rapporte aux maîtres-cylindres de systèmes de freinage en deux parties pour véhicules automobiles, du type dans lequel des freins à disque agissent sur un jeu de roues et des freins à tambour agissent sur un autre jeu de roues. Dans ces systèmes de freinage, il est quelquefois souhaitable d'empêcher les freins à disque de commencer à entrer en action tant que les freins à tambour n'ont pas reçu une pression suffisante pour surmonter l'effet des habituels ressorts de rappel des mâchoires de freins, de manière que les deux jeux de freins commencent à agir effectivement au même instant. Il est déåà connu d'utiliser pour assurer cette fonction des soupapes de retenue ou de temporisation mais, étant donné que ces soupapes sont fonctionnellement et, normalement, matériellement séparées du maître-cylindre, elles constituent nécessairement une dépense supplémentaire. Le but de l'invention est donc de réaliser un maitre-cylindre hydraulique pour système de freinage en deux parties du type décrit qui, en utilisation, retarde le début du fonctionnement des freins à disque jusqu'à l'instant où les freins à tambour commencent à travailler effectivement. L'invention a pour objet un maitre-cylindre pour un système de freinage hydraulique en deux parties, de véhicule automobile, comportant des freins à disque qui agissent sur un jeu de roues et des freins à tambour qui agissent sur un autre jeu de roues, ce maître-cylindre comprenant une première chambre, destinée à être reliée aux freins à tambour, qui, en utilisation, est mise sous pression par un premier piston; une deuxiè- me chambre, destinée à etre reliée aux freins à disque, qui, en utilisation, est mise sous pression par un deuxième piston, une chambre de commande qui, en utilisation, est mise sous pression par un piston de commande susceptible de retarder le déplacement du deuxième piston dans le sens qui met la deuxième chambre sous pression, et deux vannes de commande de la pression dans la chambre de commande de telle sorte qu'après le déplacement initial du deuxième piston dans le sens du serrage des freins, la première vanne -entre en jeu pour permettre au piston de commande de s'opposer à un nouvel accroissement de la pression dans la deuxième chambre tant que la pression de la première chambre n'a pas atteint une valeur prédéterminée et qu'à ce moment là, la deuxième vanne entre en jeu pour laisser croître la pression dans la deuxième- chambre. La chambre de commande est avantageusement agencée pour communiquer avec la deuxième chambre, la communication étant fermée par la première vanne puis ouverte par la deuxième vanne lorsque la pression dans la première chambre atteint le niveau prédéterminé. Toutefois, la chambre de commande peut être agencée pourcommuniquer avec la première chambre ou avec l'habituel réservoir du maitre-cylindre. la deuxième vanne règle de préfèrence la communication entre la chambre de commande et la deuxième chambre croît progressivement par rapport à la pression dans la chambre de commande, à une vitesse fixe jusqu'à ce que les pressions de la deuxième chambre et la chambre de commande soient équilibrées, la deuxième vanne restant ouverte pendant que la pression continue à croître dans la chambre de commande. la première vanne peut être actionnée par le déplacement du deuxième piston par rapport au piston de commande ou encore par la pression engendrée dans la première chambre, la deuxième chambre ou la chambre de commande. Dans une forme de réalisation de l'invention, les deux vannes commandent le passage de la chambre de commande à la deuxième chambre et un obturateur est repoussé et écarté de son contact avec un premier siège par un premier ressort de commande et tend à être mis en contact avec un deuxième siège prévu sur un plongeur de la vanne par un deuxième ressort de commande précontraint qui agit entre cet obturateur et le plongeur, la première vanne comprenant le premier siège et l'obturateur et la deuxième vanne comprenant le deuxième siège et l'obturateur. L'agencement est tel qu'en utilisation, la chambre de commande communique avec la deuxième chambre à travers la première vanne jusqu'au moment où la pression engendrée dans la deuxième chambre et dans la chambre de commande, par le mouvement de serrage des freins du deuxième piston, agit sur le plongeur, déplace ce plongeur, le deuxième ressort de commande et l'obtu- rateur contre la force de rappel du premier ressort de commande et applique l'obturateur sur le premier siège, ce mouvement fermant le passage de la chambre de commande à la deuxième chambre, puis le plongeur se déplace contre la force de rappel du deuxième ressort de commande sous l'action de la pression accrue régnant dans la chambre de commande, écarte l'obturateur de la deuxième vanne et réouvre le passage de la chambre de commande à la deuxième chambre lorsque la pression intérieure de cette deuxième chambre atteint la valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fiv.1 est une coupe d'un exemple de réalisation d'un maître-cylindre hydraulique en tandem suivant l'invention; et la Piu.2 est une coupe d'un autre mode de réalisation d'un maître-cylindre hydraulique en tandem suivant l'invention. Le mattre-cylindre en tandem représenté sur la Fig.1 comprend un corps Il présentant un alésage 12 dans lequel coulissent un premier piston 13 et un deuxième piston 14. Le premier piston 13 (ou piston primaire) est de construction classique et destiné à être actionné, soit directement, de la façon habituelle, par la pédale de frein du conducteur, soit indirectement par l'intermédiaire d'un dispositif servo. Le deuxième piston (ou piston secondaire) 14 est également de construction classique, sauf qu'il présente un alésage axial borgne 15 dans lequel coulisse un piston de commande 16.L'appareil comporte l'agencement habituel de ressorts préchargés de rappel des pistons; un ressort 17 repousse le piston secondaire 14 contre un ergot de butée 18 et un autre ressort taré 19 tend à éloigner le piston primaire 13 du piston secondaire 14, l'écartement entre les pistons 13 et 14 étant limité par une tige d'accouplement 21, d'une façon connue. Un réservoir cloisonné est venu de moulage avec le corps Il du maître-cylindre et présente les habituels orifices obturables 22 et 23 et les habituels orifices de récupération 24 et 25. Les pistons sont munis de dispositifs d'étanchéité 26, 27 et 28 de sorte qu'une première chambre ou chambre primaire 29 est délimitée entre le piston primaire 13 et le piston secondaire 14 et que cette chambre est mise sous pression par le mouvement de serrage du frein du piston primaire 13 qui se rapproche du piston secondaire 14, la pression étant transmise aux freins arrière à tambour 32 du véhicule par un orifice 31. De même, une deuxième chambre ou chambre secondaire 33 est délimitée entre le piston secondaire 14 et le fond du corps 11 du maître-cylindre, et est mise sous pression par le mouvement de serrage du frein du piston secondaire 14 qui se dirige vers le fond du corps 11 du maitre-cylindre, la pression étant transmise aux freins avant à disque 35 du véhicule par un orifice 34. Le piston de commande 16 présente une partie 36 de diamètre réduit qui coulisse dans un alésage 37 du fond du corps 11 du cylindre. L'extrémité de l'alésage 37 qui se raccorde à l'alésage principal 12 du maitre-cylindre présente une gorge destinée à recevoir une bague d'étanchéité 38 maintenue en place par une rondelle 39 qui est à son tour maintenue en position par le ressort 17, qui appuie contre une plaquette contrecoudée 40. L'autre extrémité de l'alésage 37 est en communica- tion avec l'atmosphère. La plaquette 40 traverse une fente rectangulaire 41 du piston 16 et un ressort de commande préchargé 42 tend à éloigner ce piston de commande 16 du fond du cylindre de sorte que, dans la position représentée sur la Fig.1, la plaquette 40 est en butée contre la face de la fente 41 qui est la plus proche de la partie 36 de petit diamètre du piston, le ressort 42 exer çant son action entre la plaquette 40 et une collerette 43 qui fait saillie sur la surface externe du piston de commande 16. Une garniture d'étanchéité 44 ferme le passage entre le piston de commande 16 et l'alésage 15 de sorte qu'une chambre de commande 45 est mise sous pression lorsque le piston secondaire 14 se déplace dans le sens du serrage des freins. fI!oute- fois, dans la position représentée sur la Fig.1, un orifice 46 est ouvert pour établir la communication entre la chambre secondaire 33 et la chambre de commande 45. Cet orifice 46, en combinaison avec la garniture 44, jour le rôle d'une première vanne qui ferme la communication entre la chambre secondaire 33 et la chambre de commande lorsque le piston secondaire 14 s'est déplacé initialement d'une certaine distance dans le sens du serrage des freins. Une deuxième vanne, qui ouvre à nouveau la communication entre la chambre secondaire 33 et la chambre de commande 45 comprend une bille 47 qu'un léger ressort 48 tend à appliquer contre un siège formé par un épaulement interne d'un alésage axial étagé 49 du piston de commande 16. L'alésage étagé 49 débouche dans la fente 41 et une tige. 51, de section triangulaire, coulisse dans cet alésage. Cette tige 51 a pour fonction de soulever la bille 47 de son siège lorsque le piston de commande 16 se déplace contre l'action du ressort de commande 42, l'extrémité de la tige 51 butant alors contre la plaquette 40. La Fig.1 représente le maître-cylindre dans sa position normale, dans laquelle les freins 32 et 35 sont desserrés. Lorsque le piston primaire 13 se déplace dans le sens du serrage des freins, il déplace initialement le piston secondaire 14 de la même distance, du fait que le ressort 19 possède une précontrainte supérieure à celle du ressort 17. Les orifices 22 et 23 sont ainsi obturés presque simultanément de sorte que la pression commence à croître dans la chambre secondaire 33.Toutefois, le piston secondaire 14 doit effectuer encore un petit déplacement dans le sens du serrage des freins pour que la garniture d'étanchéité 44 masque l'orifice 46 et ferme la communication entre la chambre de commande 45 et la chambre secondaire 33, de sorte que la pression intérieure de la chambre de commande s'élève pour s'opposer temporairement à la poursuite du mouvement du piston secondaire 14 et à un nouvel accroissement de la pression transmise aux freins à disque 35. Cette situation se maintient pendant que le ressort 19 est comprimé et que la pression s'élève dans la chambre primaire 29 pour appliquer les mâchoires des freins à tambour 32 contre leurs tambours et commencer à provoquer le freinage effectif.Lorsque la pression intérieure de la chambre primaire 29 atteint ou approche la pression prédéterminée nécessaire pour le commencement du freinage effectif des freins à tambour 32, le ressort de commande 42 est comprimé sous l'effet de l'accroissement de La pression intérieure de la chambre primaire 29 qui agit sur le piston secondaire 14, et permet à ce piston secondaire de poursuivre son mouvement dans le sens du serrage des freins et à la bille 47 de se soulever de son siège pour réouvrir la communication entre la chambre de commande 45 et la chambre secondaire 33. L'effet du soulèvement de la bille 47 de son siège et de la fuite d'une certaine quantité de fluide hors de la chambre de commande 45 abaisse la pression intérieure de cette chambre de commande 45 et fait croître la pression intérieure de la chambre secondaire 33, ce qui provoque le retour du piston de commande 16 sous l'action de la force de rappel du ressort de commande 42 et laisse la bille 47 s'appuyer de nouveau sur son siège. Un nouveau petit déplacement du piston secondaire 14 dans le sens du serrage des freins soulève à nouveau la bille 47 de sorte que celle-ci dose la communication entre la chambre de commande 45 et la chambre secondaire 33.Etant donné que le piston de commande 16 présente une section effective exposée à la pression de la chambre secondaire 33 qui est plus petite que la section effective exposée à la pression de la chambre de commande 45, la pression intérieure de la chambre secondaire 33 croît progressivement par rapport à la pression intérieure de la chambre de commande 45, à une vitesse fixée par les valeurs de ces sections effectives du piston, jusqu'au moment où les pressions sont équilibrées. La bille 47 reste alors soulevée de son siège pour laisser la pression continuer à s'accroître dans la chambre secondaire 33. Le maître-cylindre fonctionne maintenant comme un maitre-cylindre en tandem de construction normale. Le maître-cylindre représenté sur la Fig.1, peut être modifié de manière que le piston 14 soit actionné par le dispositif servo ou par la pédale du conducteur et devienne ainsi le piston primaire, le piston 13 devenant le piston secondaire, tandis que le piston de commande 16 agit entre les pistons 13 et 14. Dans la forme de réalisation décrite en regard de la Fig.1, le piston de commande 16 fait partie de la deuxième vanne puisqu'il se déplace contre la précontrainte du ressort de commande 42 lorsque la bille 47 est soulevée de son siège pour laisser le piston secondaire 14 se déplacer et provoquer un accroissement effectif de la pression transmise aux freins avant 35. Par conséquent, la précontrainte du ressort de commande 42 est grande comparativement à la dimension de ce ressort qui peut commodément être monté dans le maitre-cylindre puisqu'il a à résister å l'effort transmis par le piston secondaire 14, moins la force du ressort 17. Dans la forme de réalisation qui sera décrite ci-après en regard de la Fig.2, le piston de commande ne fait pas partie de la deuxième vanne et il n'a pas à se déplacer contre la force d'un ressort. Le maître-cylindre en tandem représenté sur la Fiv.2 comprend un corps 111 présentant- un alésage 112 dans lequel coulissent un premier piston, ou piston primaire, 113 et un deuxième piston, ou piston secondaire, 114. Le piston primaire 113 est de construction classique, et est adapté à se déplacer pour le serrage du frein en direction du piston secondaire 114 sous l'action d'un poussoir (non représenté) relié à la pédale de freinage du conducteur pour mettre sous pression une première chambre ou chambre primaire 115 délimitée entre le piston primaire 113 et le piston secondaire 114, lorsqu'un joint d'étanchéité 116 recouvre un orifice de récupération 117 relié à l'habituel réservoir de fluide hydraulique 118, la chambre primaire 115 étant reliée aux freins arrière à tambour du véhicule sur lequel le martre-cylindre est monté, par l'intermédiaire d'un orifice 119. Le piston secondaire 114 est de construction classique, et peut se déplacer dans le sens du serrage des freins, en direction du fond fermé de l'alésage 112, sous l'effet de la pression engendrée dans la chambre primaire 115, pour mettre sous pression une deuxième chambre ou chambre secondaire 121 délimitée entre le piston secondaire 114 et le fond de l'alésage 112 lorsque le joint d'étanchéité 112 recouvre un autre orifice de récupération 123 relié au réservoir de fluide 118, la deuxième chambre étant reliée aux freins avant, à disque, du véhicule, par l'intermédiaire d'un orifice 124. Un piston de commande 125 comprend un boîtier 126, une tige 127 et une tête 128 qui coulisse dans un trou borgne 129 ménagé dans le piston secondaire 114. Une bague d'étanchéité en caoutchouc 131 est appuyée contre la face terminale de la tête 128 par un léger ressort de compression 132 qui agit par l'intermédiaire d'une rondelle 133. Un ressort 134 de rappel du piston secondaire maintient le boîtier 126 en contact étanche avec une rondelle de caoutchouc 135 située au fond de l'alésage 112 et repousse le piston secondaire 114 en appui contre un doigt de butée 136 après le serrage des freins. Un autre ressort de rappel 137 repousse le piston primaire 113 contre une bague d'arrêt 138. En utilisation, le piston de commande 125 ne se déplace pas par rapport au corps 111 mais agit pour freiner le mouvement du piston secondaire 114 dans le sens du serrage des freins, en mettant sous pression une chambre de commande 139 délimitée par le perçage borgne 129 et la tete de piston 128. La pression dans la chambre 139 est commandée par une première et une deuxième vannes situées dans le boitier 126 du piston de commande et dont l'écoulement du fluide de la chambre de commande 139 à la chambre secondaire 121, à travers un passage axial 141 ménagé dans la tige 127 et la tête 128 et un trou 142. La première vanne comprend un obturateur annulaire 143 qui est repoussé et écarté d'un premier siège, formé par la face libre d'une rondelle de caoutchouc 144, par un premier ressort de commande 145 du type ressort de compression hélicoI- dal, agissant par l'intermédiaire d'un plongeur 146.Le rondelle de caoutchouc 144 est logée dans une cavité délimitée par le boîtier 126 et par une rondelle rigide 147 qui est retenue dans l'extrémité du boftier 126 par un rebord rabattu 148. Ce rebord rabattu retient également une autre collerette formée sur un manchon tubulaire 149 logé dans un perçage axial du fond du corps 111 du maître-cylindre. L'alésage du manchon 149 contient le premier ressort de commande 145 et reçoit le plongeur 146, la chambre qui contient le ressort 145 étant équilibrée par un trou 151 et un jeu ménagé entre le manchon et le perçage axial du corps 111 du mattre-cylindre. Une autre rondelle de caoutchouc 152 empêche les corps étrangers et l'humi- dité de s'infiltrer dans l'alésage du maitre-cylindre. Une autre rondelle de caoutchouc 153 est serrée entre la collerette du manchon 149 et la rondelle 147 du plongeur et s'encastre dans une gorge semi-circulaire ménagée dans la tige du plongeur 146 pour jouer le rôle d'un dispositif d'étanchéité du type diaphragme entre le plongeur 146 et le manchon 149 du plongeur. La deuxième vanne comprend un deuxième siège tronconique formé sur le plongeur 146 et l'obturateur annulaire 143, lequel est repoussé contre le deuxième siège par un deuxième ressort de commande précontraint, 154, qui exerce son action entre cet obturateur annulaire 143 et une bague de retenue 155 vissée sur le plongeur 146. Lorsque le maitre-cylindre n'est pas en action, les éléments occupent les positions représentées sur la Fig.2. La chambre de commande 139 se trouve à la pression du réservoir de fluide 118, puisque l'obturateur annulaire 143 est soulevé du siège formé par la rondelle 14X, que des rainures 156 ménagées dans la rondelle rigide 147 permettent la communication par le trou 142 et qu'une fente de tournevis ménagée dans la bague 155 permet la communication par le passage axial 141. Lorsque le piston primaire 113 est poussé vers l'extrémité fermée de l'alésage 112, la pression s'élève dans la chambre primaire 115 et dans la chambre secondaire 121. Pour éviter que les freins à disque reliés à l'orifice 124 ne s'usent inutilement pendant le temps nécessaire pour que la chambre 115 engendre une pression suffisante pour surmonter la force des ressorts de rappel des freins à tambour reliés à l'orifice 119, la première vanne entre en jeu pour une valeur basse de la pression dans les chambres secondaires 121 et de commande 139 et ferme le passage de la chambre de commande 139 à la chambre secondaire 121 par la manoeuvre du plongeur 146, qui est déplacé avec l'obturateur annulaire 143 et avec le deuxième ressort de commande 154 contre la charge du premier ressort de commande 145 pour permettre à l'obturateur annulaire 143 de s'appuyer sur la rondelle 144. Lorsque le piston primaire 113 poursuit son mouvement en direction de l'extrémité fermée de l'alésage 112, la pression de la chambre primaire 115 s'élève mais la pression de la chambre secondaire reste au niveau ou légèrement au-dessus du niveau de valeur basse puisque le fluide emprisonné dans cette chambre de commande 139 par le piston de commande 125 empêche le piston secondaire 114 de se rapprocher de l'extrémité fermée de l'alésage 112.Toutefois, la pression dans la chambre de commande 139 croît avec l'accroissement de la pression de la chambre primaire 115 jusqu'au moment où la différence de pression de part et d'autre de la surface de portée du plongeur 146 est suffisante pour que le plongeur 146 se déplace contre les forces du premier ressort de commande 145 et du deuxième ressort de commande 154 et laisse une petite quantité de fluide s'échapper de la chambre de commande 139 vers la chambre secondaire 121. La deuxième vanne fonctionne donc pour rétablir à une pression de la chambre de commande 139 qui correspond à une valeur prédéterminée de la pression dans la chambre primaire 115, le passage de la chambre dc commande 139 à la chambre secondaire 121. L'effet de l'échappement d'une certaine quantité de fluide de la chambre de commande 139 vers la chambre secondaire 121, est d'augmenter la pression dans la chambre 121, de réduire la différence de pression de part et d'autre de la portée du plongeur 146 et de réappliquer le plongeur 146 contre l'obtura- teur annulaire 143. Cette succession de soulèvement et de réapplication de l'obturateur 143 se poursuit avec l'accroissement de la pression dans la chambre primaire 115, de sorte que la pression dans la chambre secondaire 121 croit progressivement jusqu'à ce que la pression exercée sur le plongeur 146 soit suffisante pour surmonter les charges combinées des premier et deuxième ressorts de commande 145 et 154, le plongeur 146 restant ensuite écarté de l'obturateur 143 et les pressions de la chambre primaire 115 et de la chambre secondaire 151 s'équilibrant. L'invention a été décrite dans son application aux maitres- cylindres en tandem mais elle n'est pas limitée à ce type de maîtres-cylindres; elle est au contraire également applicable aux maîtres-cylindres à deux alésages jumeaux, dans lesquels un premier piston et un deuxième piston sont disposés côte à côte et commandés par l'intermédiaire d'un palonnier ou mécanisme équivalent qui répartit l'effort du conducteur. REVENDICATIONS 1.- Maître-cylindre pour système de freinage hydraulique en deux parties pour véhicule, dans lequel des freins à disque agissent sur un jeu de roues et des freins à tambour sur un autre jeu de roues, ce mattre-cylindre comportant un premier piston susceptible de mettre sous pression une première chambre destinée à être reliée aux freins à tambour, et un deuxième piston susceptible de mettre sous pression une deuxième chambre destinée à être reliée aux freins à disque, et étant caractérisé en ce qu'il comporte un piston de commande (16, 125) susceptible de comprimer le fluide hydraulique contenu dans une chambre de commande (45, 139), et ainsi de retarder le déplacement du deuxième piston (14, 114) dans le sens du serrage des freins, le fluide hydraulique contenu dans la chambre de commande étant réglé par une première vanne (44, 46; 143, 144) qui se ferme après un déplacement initial du deuxième piston dans le sens du- serrage des freins, et par une deuxième vanne (47; 143, 146) qui s'ouvre lorsque la pression dans la première chambre (29, 115) a atteint un niveau prédéterminé. 2.- Maître-cylindre suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de commande (145, 139) communique avec la deuxième chambre (33, 121) par l'intermédiaire de la première vanne (44, 46, 143, 144) et de la deuxième vanne (47; 143, 146). 3.- Maître-cylindre suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième vanne (47; 143, 146) règle le passage de la chambre de commande (45; 139) à la deuxième chambre (33, 121) de telle manière que la pression dans la deuxième chambre croît progressivement, avec une vitesse fixe, par rapport à la pression dans la chambre de commande, jusqu'à ce que les pressions intérieures de la deuxième chambre et de la chambre de commande soient équilibrées, la deuxième vanne restant ouverte pendant que la pression continue à croître dans la chambre de commande. 4.- Maitre-cylindre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première vanne (44, 46) est actionnée par le mouvement du deuxième piston (14) par rapport au piston de commande (16). 5.- Maître-cylindre suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième vanne (47) est actionnée par le déplacement du piston de commande (16) contre la force d'un ressort préchargé (42). 6.- Maitre-cylindre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première vanne (143, t-4) est actionnée par la pression engendrée dans la chambre de commande (139). 7.- Maetre-cylindre suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un obturateur (143) est repoussé dans le sens qui l'écarte d'un premier siège (144) par un premier ressort de commande (145) et poussé contre un deuxième siège (146) par un deuxième ressort de carmande préchargé (154) qui exerce son action entre cet obturateur et le plongeur, la première vanne comprenant le premier siège et l'obturateur et la deuxième vanne comprenant le deuxième siège et l'obturateur, la pression dans la chambre de commande (139) agissant sur le plongeur pour commander le déplacement initial de ce plongeur, du deuxième ressort de commande et de l'obturateur, contre l'action du premier ressort de commande et pour appliquer l'obturateur sur le premier siège, fermant ainsi la première vanne, puis pour déplacer le plongeur contre l'action du deuxième ressort de commande, écarter l'obturateur du deuxième siège, et ouvrir ainsi la deuxième vanne.