Brevet FR2459164A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne un maître- cylindre double en ligne de faible encombrement. La tendance actuelle à la réalisation de vé- hicules automobiles petits et légers a nécessité des efforts visant à la réduction de la taille et du poids de nombreux constituants des véhicules. Par exemple, on a proposé des maîtres cylindres doubles en ligne de faible encombrement, ayant une longueur et ainsi un poids réduits, mais nécessitant en général l'éli- mination du joint secondaire du piston primaire. Le maitre-cylindre double en ligne de type classique représenté dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n0 3 147 596 a un ensemble comprenant un piston pri- maire portant un joint primaire soumis à la pression et un joint secondaire qui n'est pas soumis à la pression. Ce dernier est important car il empêche les fuites de fluide de freinage vers l'extérieur du maître- cylindre lorsque le joint primaire qui est sous pres- sion présente des fuites ou un suintement. Ainsi, ces maitres-cylindres doubles en ligne de faible en- combrement n'ayant pas de joint secondaire du piston primaire ne sont pas souhaitables car ils peuvent pré- senter des fuites de fluide de freinage vers l'exté- rieur, pouvant finalement vider le réservoir et pro- voquer l'introduction d'air dans le circuit de frei- nage si bien que les possibilitésde panne du circuit de freinage sont accrues. L'invention concerne un maître-cylindre double en ligne de faible encombrement, dont la longueur et le poids sont faibles par rapport au maître-cylindre dou- ble en ligne de type classique décrit dans le brevet précité, mais qui conserve le joint secondaire du piston primaire. Le maître-cylindre double en ligne selon l'invention comporte un bottier ayant un alésage, un réservoir de fluide ayant un premier et un second compartiment séparés de façon étanche, ainsi qu'un piston primaire et un piston secondaire placés dans l'alésage et délimitant des chambres primaire et se- condaire contenant du fluide. Les pistons primaire et secondaire sont mobiles dans l'alésage et assurent l'application d'une pression aux fluides de la chambre primaire et de la chambre secondaire respec- tivement. Le piston primaire a une tige comportant un orifice assurant la communication entre le premier compartiment du réservoir et la chambre primaire. Le piston secondaire a une tige ayant un orifice permet- tant la communication entre le second compartiment du réservoir et la chambre secondaire. Le piston primaire porte un premier et un second joint distants à sa pé- riphérie externe et desthés à coopérer de façon étanche avec la paroi de l'alésage sur laquelle ils glissent. Des passages formés dans le piston primaire assurent la communication entre le premier compartiment du réservoir et la partie de la périphérie externe du piston primaire qui se trouve entre le premier et le second joint. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe longitudinale d'un maitre-cylindre double en ligne selon l'invention. Un mode de réalisation avantageux de maître- cylindre double en ligne selon l'invention porte la référence générale 10 et comprend un bottier 12 ayant un réservoir 14 et un alésage 16. Le réservoir 14 est divisé par une cloison 18 en deux compartiments sépa- rés 20, 22. Des trous 24 et 26 sont formés dans le bottier 12 et relient respectivement les compartiments et 22 à l'alésage 16. Des trous 28, 30 de sortie sont formés dans le boîtier 12 et recoupent l'alé- sage 16. Un couvercle non représenté est placé à la partie supérieure du réservoir 14. Un piston primaire 32 peut se déplacer dans l'alésage 16. Il porte un joint primaire 34 et un joint secondaire 36 destinés à coopérer de façon étan- che avec la paroi annulaire de l'alésage 16 le long de laquelle ils coulissent. Le piston primaire 32 a des surfaces annulaires 38, 40, 42, 44 adjacentes aux joints primaire et secondaire 34, 36. Une cavité 46 est formée dans la partie avant du piston primaire 32 et une gorge annulaire 48 est formée dans la cavité 46. Des passages 50, 52 sont formés dans la partie avant du piston primaire 32 et recoupent la cavité 46. Un perçage borgne 54 pénètre vers la partie arrière du piston primaire 32 à partir de la surface d'extrémité interne 47 de la cavité 46. Un passage 56 est formé dans la partie arrière du piston primaire 32 entre le perçage 54 qu'il recoupe et la surface annulaire 42. Une tige 58 a une première extrémité vissée dans le perçage 54 afin qu'elle se déplace avec le piston primaire 32. Un joint 60 est placé entre la tige 58 et la paroi du perçage 54. La tige 58 a un passage longitudinal 62 qui la traverse et un trou transversal 64 qui recoupe le passage 62. Un épaulement annulaire 66 est délimité à l'extrémité libre de la tige 58. Une bague élastique 68 est pla- cée dans une gorge de l'extrémité ouverte de l'alé- sage 16 afin qu'elle limite le déplacement du piston primaire 32 vers la gauche. Un piston secondaire 70 peut se déplacer dans l'alésage 16. Ce piston secondaire 70 porte un organe 72 d'étanchéité destiné à coopérer de façon étanche avec la paroi annulaire de l'alésage 16 le long de laquelle il glisse. Une cavité 74 est formée dans la partie avant du piston secondaire 70 et une gorge annulaire 76 est formée dans la cavité 74. Un perçage borgne 78 est disposé dans la partie arrière du piston secondaire 70 à partir de la surface d'ex- trémité interne 75 de la cavité 74. Une cavité 80 et des passages 82, 84 sont formés dans la partie arrière du piston secondaire 70. Une tige 86 a une première extrémité vissée dans le perçage 78 afin qu'ell.e se déplace avec le piston secondaire 70. Un joint 88 est placé entre la tige 86 et la paroi du perçage 78. La tige 86 a un passage longitudinal 90 qui la traverse et un trou transversal 92 qui recoupe le passage 90. Un épaulement annulaire 94 est délimité à l'extrémité libre de la tige 86. Une vis 96 est vissée au fond du bottier 12 et son extrémité pénètre dans l'alésage 16 afin qu'elle empêche un déplacement plus important vers la gauche du piston secondaire 70. Un joint 98 est placé entre la vis 96 et le boî- tier 12. Un organe 100 de guidage est destiné à loger télescopiquement la tige 58. Cet organe 100 a une cavité centrale 102, une paroi 104 d'extrémité percée d'un trou 105, un épaulement annulaire 106 et une bride annulaire 108. L'organe 100 porte un organe 110 d'étanchéité qui coopère de façon étanche avec la surface périphérique externe de la tige 58 le long de laquelle il peut glisser. Une coupelle 112 d'étan- chéité est placée à proximité de la bride annulaire 108 de l'organe 100 de guidage. La périphérie externe de la coupelle 112 a une lèvre annulaire 114 destinée à coopérer de façon étanche avec la paroi annulaire de l'alésage 16 sur laquelle elle peut glisser. L'organe 1.00 de guidage se loge dans un trou central 116 de la coupelle 112 avec laquelle il coopère de façon étanche. Un ressort 118 de rappel est entouré et com- primé par l'organe 100 de guidage et le piston pri- maire 32 et il repousse normalement le piston primaire 32 et la tige 58 vers la gauche sur la figure si bien que le piston primaire 32 coopère avec la bague élas- tique 68, le ressort repoussant aussi normalement la coupelle 112 d'étanchéité et l'organe 100 de guidage vers la droite sur la figure, en coopération avec le piston secondaire 70. Une première extrémité du ressort 118 de rappel coopère avec une plaque 120 de retenue placée près de la coupelle 112 alors que l'autre extré- mité du ressort 118 se loge dans la gorge annulaire 48 formée dans le piston primaire 32. Un organe 122 de guidage est destiné à loger télescopiquement la tige 86. Cet organe 122 a une ca- vité centrale 124, une paroi 126 d'extrémité percée d'un trou 127, un épaulement annulaire 128 et une bride annulaire 130. l'organe 122 porte un organe 132 d'étan- chéité qui coopère de façon étanche avec la surface pé- riphérique externe de la tige 86 et qui peut glisser le long de cette surface. Une coupelle 134 d'étanchéité est placée près de la bride annulaire 130 de l'organe 122 de guidage. La périphérie externe de cette coupelle 134 comporte une lèvre annulaire 136 destinée à coopé- rer de façon étanche avec la paroi annulaire de l'alé- sage 16. L'organe 122 de guidage se loge dans un trou central 138 de la coupelle 134 avec laquelle il coo- père de façon étanche. Une plaque 140 d'appui est logée dans l'extrémité fermée de l'alésage 16. Un ressort 142 de rappel est entouré et comprimé entre l'organe 122 de guidage et le piston secondaire 70 et il repousse normalement le piston secondaire 70 et la tige 86 vers la gauche sur la figure afin que le piston coopère avec l'organe 100 de guidage; le ressort repousse aussi normalement la coupelle 134 d'étan- chéité et l'organe 122 de guidage vers la droite sur la figure, en coopération avec la plaque 140 d'appui. Une première extrémité du ressort 142 de rappel coo- père avec une plaque 144 de retenue qui est placée près de la coupelle 134 d'étanchéité, l'autre extrémité du ressort 142 se logeant dans la gorge annulaire 76 du piston secondaire 70. Dans le maitre-cylindre 10 double en ligne, une chambre primaire 146 est formée dans l'alésage 16 entre le piston primaire 32 et la coupelle 112 d'étan- chéité, et une chambre secondaire 148 est formée dans l'alésage 16 entre le piston secondaire 70 et la cou- pelle 134 d'étanchéité. Lorsque le maitre-cylindre est en position totalement libérée représentée sur la figure, le compartiment 20 du réservoir communique avec la chambre primaire 146 par le trou 64 formé dans la tige 58, et le compartiment 22 du réservoir communique avec la chambre secondaire 148 par l'inter- médiaire du trou 92 de la tige 86 si bien que la di- latation et la contraction du fluide, dues aux varia- tions de température, peuvent être compensées. On considère maintenant le fonctionnement du maitre-cylindre selon l'invention. Le maître-cylindre double en ligne est commandé lorsqu'une force F est appliquée à l'extrémité gauche du piston primaire 32 et déplace ce dernier et la tige 58 vers la droite sur la figure. Ce déplacement vers la droite de la tige 58 provoque le passage du trou 64 au-delà de l'organe 110 d'étanchéité porté par l'organe 100 de guidage si bien que la communication entre le compar- timent 20 du réservoir et la chambre primaire 146 est interrompue. Le déplacement vers la droite du pis- ton primaire 32 provoque en outre la compression du ressort 118 et élève la pression du fluide de la cham- bre primaire 146 si bien que le fluide est transmis par le trou 28 de sortie à une première partie d'un double circuit de freinage (non représenté). La pres- sion établie dans le fluide de la chambre primaire 146 et la force appliquée par le ressort comprimé 118 exercent une force à l'extrémité gauche du piston se- condaire 70 si bien que celui-ci se déplace vers la droite avec la tige 86. Ce déplacement vers la droite de la tige 86 fait passer le trou 92 audelà de l'organe 132 d'étanchéité porté par l'organe 122 de guidage si bien que le compartiment 22 du réservoir ne communique plus avec la chambre secondaire 148, à peu près en même temps que la communication entre le compartiment 20 et la chambre primaire 146 est inter- rompue. Le déplacement vers la droite du piston se- condaire 70 élève la pression du fluide de la chambre secondaire 148, et ce fluide est transmis par le trou 30 de sortie à l'autre partie du double circuit de freinage (non représenté), pratiquement en môme temps que le fluide sous pression est transmis au circuit relié au trou 28 de sortie. Lorsque le piston primaire 32 continue à se déplacer vers la droite, la pression du fluide de la chambre primaire 146 augmente et exerce une force sur le piston secondaire 70 si bien que ce dernier se déplace vers la droite et élève et maintient une pression pratiquement égale du fluide dans la cham- bre secondaire 148. Lorsque la force F appliquée au piston primaire 32 est supprimée, les ressorts 118, 142 de rappel dé- placent les pistons primaire 32 et secondaire 70 vers la gauche jusqu'à ce que le piston primaire 32 coopère avec la bague élastique 68. Le déplacement vers la gau- che des deux pistons 32, 70 peut créer une dépression dans les chambres 146, 148. La différence de pressions correspondant à cette dépression provoque la circula- tion du fluide des compartiments 20, 22 du réservoir vers l'alésage 16 par les trous 24, 26 d'entrée et au niveau des lèvres annulaires 114, 136 des cou- pelles 112, 134, vers les chambres 146, 148 de fluide si bien que tout manque de fluide dans ces chambres est supprimé. Lorsque le maîtrecylindre 10 double en ligne revient dans la position totalement libre représentée, la communication est à nouveau établie entre les compartiments 20, 22 du réservoir et les chambres 146, 148 de fluide par l'intermédiaire des trous 64 et 92. Lorsque le circuit de freinage relié au trou 28 de sortie présente une fuite, la force F qui est appliquée provoque le déplacement du piston primaire 32 et de la tige 58 vers la droite, avec compression du ressort 118, mais le déplacement vers la droite du piston primaire 32 ne fait pas croître la pression du fluide dans la chambre primaire 146. La force appliquée par le ressort comprimé 118 provoque le déplacement du piston secondaire 70 et de la tige 86 vers la droite si bien que le compartiment 22 du réservoir et la chambre secondaire 148 ne communiquent plus comme dé- crit précédemment. La force F qui est appliquée dépla- ce le piston primaire 32 vers la droite jusqu'à ce que la surface d'extrémité interne 47 de la cavité 46 soit en butée contre la paroi 104 d'extrémité de l'organe de guidage. Cette coopération par contact du pis- ton 32 et de l'organe 100 provoque l'application mé- canique directe de la force F au piston secondaire 70 vers la droite si bien que la pression du fluide de la chambre secondaire 148, transmis par le trou 30 de sortie vers la partie correspondante du circuit, s'élève. Lorsque le circuit relié au trou 30 de sortie présente une fuite, la force F qui est appliquée dé- place le piston primaire 32 et la tige 58 vers la droite et provoque la compression du ressort 118 si bien que la communication entre le compartiment 20 du réservoir et la chambre primaire 146 est interrompue comme décrit précédemment, et la pression du fluide de la chambre primaire 146, transmise par le trou 28 de sortie à la partie correspondante du circuit, s'élève. Cette pression élevée régnant dans la chambre primaire 146 et la force appliquée par le ressort comprimé 118 pro- voquent l'application d'une force au piston secondaire qui se déplace vers la droite mais, étant donné la fuite, ce déplacement vers la droite du piston 70 ne provoque pas l'élévation de la pression du fluide de la chambre secondaire 148. En conséquence,le piston secondaire 70 se déplace vers la droite jusqu'à ce que la surface d'extrémité interne 75 de la cavité 74 soit en butée contre la paroi 126 d'extrémité de l'or- gane 122 de guidage. Cette coopération par contact du piston 70 et de l'organe 122 empêche tout déplacement supplémentaire vers la droite du piston 70 qui cons- titue alors une extrémité fixe de la chambre primaire 146 vers la droite, le piston primaire 32 continuant à fixer la pression du fluide dans la chambre primaire 146. Une caractéristique importante du maître- cylindre double en ligne 10 selon l'invention est cons- tituée par le passage 56 formé dans la partie arrière du piston primaire 32, entre le perçage 54 qu'il re- coupe et la surface annulaire 42. Une fonction de ce passage 56 est de permettre au fluidedu compartiment 20 du réservoir de lubrifier constamment la surface annu- laire 40 du piston primaire et d'empêcher ainsi le rayage de la paroi annulaire de l'alésage 16 lors du déplacement du piston primaire 32. Tout rayage de l'alésage 16 est indésirable car il peut provoquer une détérioration des joints 34, 36 et des fuites de fluide au niveau de ces joints. Les fuites de fluide au-delà du joint primaire 34 peuvent provoquer une panne de freinage, en empêchant une augmentation suffisante de la pression du fluide dans la chambre primaire 146 par le piston primaire 32 pour que les freins fonctionnent. Une fuite de fluide au-delà du joint secondaire 36 peut finalement épuiser la réserve de fluide du com- partiment 20 du réservoir et peut provoquer l'intro- duction d'air dans le circuit de freinage si bien que les possibilités de panne de freinage sont accrues. Il apparaît que l'alésage 16 n'est pas rayé par les surfaces annulaires 42, 44 du piston primaire car, com- me indiqué sur la figure, il n'y a pas de contact glis- sant avec la paroi annulaire de l'alésage 16. Une autre fonction du passage 56 est de permettre le renvoi au compartiment 20 du réservoir du fluide qui peut avoir suinté ou fui au-delà du joint primaire 34. L'invention concerne donc un maitre-cylindre double en ligne dont la longueur et le poids sont nota- blement réduits par rapport à ceux d'un maître-cylindre double en ligne de type classique tel que décrit dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique no 3 147 596, le maître-cylindre selon l'invention conservant le joint secondaire de sécurité placé sur le piston pri- maire ainsi que la compensation de la dilatation et de la contraction du fluide par mise en communication du réservoir et des chambres sous pression. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exem- ples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Maitre-cylindre double en ligne de faible encombrement, du type qui comporte un bottier ayant un alésage, un réservoir de fluide, des pistons pri- maire et secondaire placés dans l'alésage et délimi- tant des chambres primaire et secondaire dans cet alésage, les pistons primaire et secondaire pouvant se déplacer dans l'alésage afin qu'ils élèvent la pression du fluide dans les chambres primaire et se- condaire, le piston primaire ayant un joint primaire à sa périphérie, destiné à coopérer de façon étanche avec la paroi de l'alésage le long de laquelle il glisse, le piston primaire comprenant en outre une tige ayant un dispositif assurant la communication en- tre la chambre primaire et le réservoir de fluide, le- dit maitre-cylindre étant caractérisé en ce que le pis- ton primaire (32) a un joint secondaire un dispositif (56) de lubrification du joint secondai- re (36), permettant la communication entre la région (42) du joint et le dispositif de communication (62, 64) formé dans la tige (58). 2. Maitre-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de lubrification comporte un passage (56) formé dans le piston primaire (32) et disposé entre un perçage borgne (54) et la région (42) du joint. 3. Maitre-cylindre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la région (42) du joint est délimitée par une cavité annulaire du piston primaire, disposée dans l'espace compris entre les joints pri- maire et secondaire.