Brevet FR2464169A1 — publié le 19810306

La présente invention a pour objet un maître- cylindre pour installations hydrauliques de freinage de véhicules, du type dit "multiplicateur" parce qu'il est conçu pour effectuer une première partie de course, devant amener en contact et mettre sous pression les organes de freinage, en utilisant une grande surface de piston de refoulement, et ensuite une seconde partie de course devant appliquer la pression de freinage, en utilisant une plus faible surface de piston de refoulement, et en engendrant donc une pression utile supérieure, à égalité de force appliquée, par l'intermédiaire de la pédale de frein, au piston du maître-cylindre. Pour ces caractéristiques, un cylindre multiplicateur peut, dans certaines limites, remplacer un dispositif de servofrein. Dans un cylindre multiplicateur connu de ce type, le passage du premier au second état de fonctionnement est commandé par un système de soupapes à petit piston de commande qui est installé dans le piston du maître-cylindre qui est à gradins et forme un piston intérieur de forte pression et un piston annulaire extérieur qui s'ajoute au premier dans le premier état de fonctionnement, le système de soupapes et le petit piston de commande correspondant ont pour rôle de permettre un reflux libre du liquide de freinage repoussé par le piston annulaire, dans le second état de fonctionnement. Ce dispositif connu présente quelques inconvénients. En premier lieu, le système de soupapes à petit piston monté dans le piston nécessite une structure complexe et relativement coûteuse. Le système lui-même n'est pas accessible aux fins de contrôle ou de réparation qu'après démontage de tout le maître-cylindre. Du fait que la structure nécessite soit des joints fixés au cylindre dans lesquels coulisse le piston, soit des joints mobiles dans le cylindre solidairement avec le piston, il faut prévoir une superfinition tant de la surface latérale du piston que des surfaces de l'alésage du cylindre. Enfin, l'actionnement du petit piston faisant partie de l'ensemble de soupapes implique la perte d'une partie même si'elle est faible, de la course de freinage utile. L'invention a pour objet de réaliser un maRtre- cylindre multiplicateur du type indiqué au début, d'une structure et d'un usinage plus simples et économiques, où la sou pape qui commande le passage d'un état de fonctionnement à l'autre soit accessible aux fins de contrôle ou réparation sans nécessiter le démontage du piston, et où il n'y ait aucune partie de course utile sacrifiée à la commande de la soupape. On atteint cet objectif, selon l'invention, dans un maRtre-cylindre multiplicateur pour installation hydraulique de freinage de véhicules, du type comprenant un cylindre comportant, au moins, une paire de raccords d'alimentation et de refoulement, un piston à gradin mobile dans ledit cylindre sous la commande de la pédale du frein, un système de joints séparant de la chambre principale du cylindre une chambre annulaire délimitée autour de la partie de plus petit diamètre du piston, et une soupape unidirectionnelle disposée de façon à permettre le passage du liquide de la chambre annulaire à la chambre principale du cylindre et pas le contraire, du fait qu'entre la chambre annulaire et le raccord d'alimentation est insérée une soupape, montée dans le corps du cylindre, fermée au repos et agencée de façon à s' ouvrir iorsqu'on atteint dans la chambre annulaire la pression fixée pour le passage à i'état de fonctionnement avec pression multipliée, et pour ne se fermer que lorsque la pression régnant dans la chambre annulaire descend à une valeur extrêmement basse. La soupape installée dans le corps du cylindre peut avoir une structure relativement simple et être disposée dans des conditions d'accessibilité facile, et son fonctionnement, commandé uniquement par la pression régnant dans la chambre annulaire, n'implique aucune perte de course utile. En outre, le dispositif ainsi conçu peut être réalisé sans joint mobile avec le piston dans le cylindre, de sorte qu'on peut supprimer la superfinition de l'alésage du cylindre qui représente une operation relativement coûteuse. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris par la description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif du dispositif selon l'invention, représenté schematiquement sur le dessin annexé, en coupe axiale. Le dispositif représenté est du type susceptible de commander une installation à deux circuits séparés, mais il va de soi que l'invention s'applique également à des cylindres à un seul circuit, auquel cas il suffit de supprimer toutes les parties correspondant au second circuit (partie gauche du dessin). Le dispositif représenté comprend un corps de cylindre 1, pourvu d'une bride de support 2 près d'une extrémité, accessible aux fins de commande par la pédale de frein, et fermé à l'extrémité opposée par un obturateur 3. Dans ce cas, le dispositif comprend deux raccords d'alimentation 4 et 5 décalés axialement, pour les deux réservoirs indépendants des deux circuits de freinage, et'deux raccords de refoulement 6 disposés entre les raccords d'alimentation 4, 5 et 7 disposés entre le raccord d'alimentation 5 et l'obturateur 3. Dans le corps 1 est pratiqué un alésage cylindrique 8 dans lequel se déplace un piston à gradin constitué par une portion extérieure 9 de plus grand diamètre et une portion intérieure 10 de plus petit diamètre. Une chambre annulaire 23 est délimitée autour d'une partie de la portion de plus petit diamètre 10 du piston, entre un joint d'extrémité 11 installé dans le corps 1 et un joint 12 jouant aussi, de façon connue en soi, le rôle de soupape de remplissage, situé à proximité du raccord d'alimentation 4, du côté de celui-ci opposé au raccord de refoulement 6.Un autre joint i3, jouant également le rôle de soupape de remplissage, est disposé de l'autre côté du raccord d'alimentation 4 et dessert la chambre principale 24 du cylindre, communiquant avec lé raccord de- refoule- ment 6 et dans laquelle plonge la portion de piston 10 dont la paroi est traversée, à proximité du joint 13, par une ouverture 14. Un second piston de transmission 15 peut se déplacer entre la chambre principale 24 communiquant avec le raccord de refoulement 6 et une chambre de fond 25 communiquant avec le raccord de refoulement 7 et il coulisse à l'intérieur de deux joints 16 et 17 situés des deux côtés du raccord d'alimentation 5 et dont le joint 17, situé du côté du raccord de refoulement 7, joue également le rôle de soupape de remplissage. Le rôle du piston de transmission 15, qui a également pour fonction de transmettre la pression au second circuit de freinage et de permettre le fonctionnement de l'un des deux circuits, même lorsque l'autre est en panne, est bien connu en soi et on ne le décrira pas plus ioin. Les pistons 15 et 10-9 sont repoussés vers la position de repos par des ressorts, respectivement 18 et 19, tandis que l'action de la pédale de freinage est appliquée au piston 9-10, au niveau d'un siège 20 de celui-ci. Une soupape unidirectionnelle 21 est montée à l'intérieur du piston 9-10 et elle coopère avec un conduit 22 pratiqué dans ledit piston et communiquant avec la chambre annulaire 23, ainsi qu'avec une cavité axiale du piston, communiquant avec la chambre principale 24, et cette soupape est disposée de façon à permettre un écoulement de liquide de la chambre annulaire 23 à la chambre principale 24, mais pas le contraire. La soupape, caractéristique de l'invention, est indiquée par la référence générale 26, et elle est installée dans une protubérance 27 du corps 1, adjacente au raccord d'alimentation 4. Elle -communique avec la chambre annulaire 23 par un trou calibré 28 normalement fermé par un joint frontal 29 du petit piston de soupape 30, sous la poussée d'un petit ressort calibré 31. Le petit piston 30 a son étanchéité assurée par un joint annulaire 32 dans un alésage de la protubérance 27 où la soupape 26 est installée, et un petit passage 33 fait communiquer ledit alésage avec le raccord d'alimentation 4, mais, au repos il est intercepté, totalement ou partiellement, par le joint annulaire 32. Le trou 28 et le petit ressort 31 sont dimensionnés de telle façon que le produit de l'aire transversale du trou 28 par la pression à laquelle on veut que le dispositif passe du premier au second état de fonctionnement corresponde à la force élastique du petit ressort 31. Le dispositif fonctionne de la façon suivante En partant de la position de repos et de remplissage représentée, une première partie de course à vide transmue de la pédale du frein au piston 9-10 amène l'ouverture 14 du piston 10 et l'ouverture analogue 15 au-delà des joints respectifs 13 et 17, ce qui permet l'établissement d'une pression dans les chambres 23, 24 et 25. La course se poursuivant, le piston 10 plonge dans la chambre 24, tandis que la surface annulaire entre les parties 9 et 10 du piston comprime le liquide dans la chambre annulaire 23 et le chasse, par le conduit 22 et la soupape 21, vers la chambre principale 24. En conséquence, dans cet état, le piston se comporte comme s'il avait la section de sa partie de plus grand diamètre 9, et par une brève course, il envoie une forte quantité de liquide sous basse pression aux organes de freinage qui effectuent leur course de rapprochement et se mettent en pression. La pression fixée pour le passage au second état de fonctionnement étant atteinte, cette pression, en agissant sur le joint 29, triomphe de la force du petit ressort 31 et la soupape 26 tend à s'ouvrir. Dès que l'ouverture commence, la pression agit sur toute la section délimitée par le joint 32, relativement importante et ensuite, la soupape 26 s'ouvre complètement et le passage 33 qui permet au liquide comprimé dans la chambre annulaire 23 de refluer vers le raccord d'alimentation 4, sans opposer de résistance notable se dégage. En conséquence, dans le second état de fonctionnement, ainsi atteint, c'est seulement la section de la portion 10 du piston qui repousse le liquide de freinage, et il y a transmission d'une pression relativement forte par rapport à la force exercée sur la pédale du frein.Dans cet état de fonctionnement, la soupape 21 empêche le liquide de refluer de la chambre principale 24 vers la chambre annulaire 23. Bien entendu, le piston 15 transmet au second circuit de freinage des conditions identiques à celles imposées au premier circuit. Pendant la course de relâchement du frein subséquente, la pression régnant dans les chambres 24 et 25 diminue et les pistons 15 et 10-9 sont rappelés par les ressorts 18 et 13. Vers la fin de la course de relâcilement, si nécessaire, les joints 13 et 17 permettent aux chambres 24 et 25 de se replier de liquide. Dans la chambre annulaire 23, tout d'abord tout le liquide contenu dans la soupape 26 qui se ferme sous l'action du petit ressort 31 reflue. Une fois que le joint 29 a obturé le trou calibré 28, le remplissage de la chambre annulaire 23 a lieu à travers le joint 12, conformé de façon à jouer aussi le rôle de soupape, et comportant des canaux d'adduction et une rondelle élastique d'éloignement, connus en soi et que l'on ne décrira donc pas davantage.Dans la position de repos, enfin, les chambres de pompage du cylindre se remettent en libre communication avec les raccords d'alimentation par l'intermédiaire des ouvertures, telles que l'ouverture 14, prati quées dans les parois des pistons. La soupape unidirectionnelle 21, de structure simple et non susceptible de subir des pannes, peut rester installée dans le piston 9-10, comme on l'a représenté. Il va de soi, cependant, que si on le voulait, on pourrait l'installer dans une protubérance analogue à la protubérance 27 du corps 1, et la mettre en communication avec la chambre annulaire 23 d'une part, et de l'autre, avec la chambre principale 24 ou avec le raccord de refoulement 6. Dans ce cas également, le conduit 22 vient à manquer. Les différents joints du dispositif sont tous, comme on le voit, placés dans le cylindre et restent immobiles par rapport à celui-ci qui ne nécessite donc pas de superfinition. Les joints peuvent être maintenus en place par l'agencement de ressorts, manchons séparateurs et vis de retenue représentés, ou encore, on peut utiliser d'autres agencements structuraux. L'obturateur 3 qui facilite l'opération d'alésage du corps 1 pourrait cependant être remplacé par un culot fixe. I1 va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et au dessin annexé de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de 1 présente invention. R E V E N D T C P T I O N s 10 - Maître-cylindre multiplicateur pour installations hydrauliques de freinage de véhicules, du type comprenant un cylindre comportant au moins une paire de raccords d'alimentation (4 et 5) et de refoulement (6-7), un piston å gradin (9) mobile dans ce cylindre sous la commande de la pédale de frein, un système de joints séparant de la chambre principale du cylindre une chambre annulaire (23) délimitée autour de la partie de plus petit diamètre (10) du piston (9) et une soupape unidirectionnelle (21) disposée de façon à permettre le passage de liquide de la chambre annulaire à la chambre principale du cylindre et pas le contraire, caractérisé en ce qu'entre ladite chambre annulaire 23 et le raccord d'alimentation 4 est insérée une soupape 26 installée dans le corps (1, 27) du cylindre, fermée au repos et agencée de fa çon à s'ouvrir lorsqu'on atteint, dans la chambre annulaire 23, la pression fixée pour le passage à l'état de fonctionnement avec pression multipliée, et pour ne se refermer que lorsque la pression régant dans la chambre annulaire 23 descend à une valeur extrêmement basse. 20 - Maître-cylindre, selon la revendication 1, carac terisé en ce que ladite soupape 26 comprend un piston de soupape 30 comportant un joint antérieur 29 susceptible d'obturer un orifice calibré 28 communiquant avec la chambre annulaire 23 et un joint annulaire 32 pouvant coulisser de façon étanche dans une cavité du corps (1-27) logeant la soupape, ledit joint annulaire étant disposé de façon à obturer totalement ou partiellement un passage 33 de communication avec le raccord d'alimentation 4, lorsque le joint frontal 29 obture l'orifice calibré 28, et un-ressort calibré 31 disposé de façon à pousser le piston de soupape 30 vers la position de fermeture, ledit ressort calibré 31 et ledit trou calibré 28 étant dimen sionnés de façon que le rapport entre la force exercée par le ressort 31 et l'aire de la section du trou 28 corresponde à la pression fixée pour le passage du dispositif à l'état de fonctionnement à pression multipliée. 30 - Maître-cylindre, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents joints d'étanchéSté (11, 12, 13, 16, 17) entre le cylindre 1 et le piston (9-10, 15) sont tous placés dans le cylindre et soumis à un mouvement relatif par rapport au piston.