Brevet FR2492756A1 — publié le 19820430

La présente invention se rapporte à un maître cylindre à utiliser dans un système de freinage hydraulique et en particulier, à des maitres cylindres du type pouvant amener une quantité importante d'un fluide à relativement basse pression au stade initial de l'application du frein et amener une faible quantité d'un fluide à haute pression au stade restant de l'application du frein. Un ma tre cylindre selon 1' art antérieur du type ci-dessus mentionné comprend un alésage échelonné se composantduimcylindre de petit diamètre et d'un cylindre de grand diamètre, un piston échelonné consistant en un piston de petit diamètre travaillant dans le cylindre de petit diamètre pour définir une chambre de mise sous pression à déplacement d'un faible volume et à haute pres- sion, un piston de grand diamètre travaillant dans le cylindre de grand diamètre pour définir une chambre de charge à déplacement de fort volume et à basse pression, un réservoir pour amener du fluide de la chambre de mise sous pression à la chambre de charge, une vanne de déten- te prévue entre-a chambre de charge et le réservoir pour permettre l'écoulement du fluide de la chambre de charge au réservoir quand la pression dans cette chambre de charge dépasse une première pression prédéterminée, et une vanne d'alimentation prévue entre le réservoir et la chambre de charge pour permettre l'écoulement du fluide du réservoir à la chambre de charge quand la pression dans cette chambre de charge diminue en-dessous d'une seconde pression prédéterminée, inférieure à la première pression. La vanne de détente comprend un corps définissant un passage qui le traverse et ayant un siègede vrneet un orofice ou une partie de surface restreinte, un organe de vanne tel qut une bille coopérant avec le siège et un ressort à boudin agissant sur l'organe de vanne vers la direction de fermeture de la vanne Ainsi, cela présente un inconvénient parce que la vanne de détente produit des bruits ou des vibrations bruyantes lors de son ouverture. On peut considérer que les raisons en résidentd'lird dans le fait que la déviation du ressort à boudin change linéairement avec le changement de la charge, ainsi l'organe de vanne ne peut se séparer suffisamment de son siège quand la pression n'est pas suffisamment plus importante que la pression d'ouverture de la vanne, et 1 t organe de vanne a tendance à ouvrir et fermer la vanne de façon oscillante car la pression statique qui agit sur l'organe de vanne pour l'ouvrir change en réponse à l'écoulement qui traverse la vanne. Par ailleurs, l'orifice de la vanne de détente selon 1o l'art antérieur est prévu en aval de l'organe de vanne ainsi, le fluide qui passe par l'orifice entre directement dans le réservoir à une vitesse accrue quand une grande _ quantité de fluide passe par la vanne de détente provoquant ainsi des bruits. Quand le maître cylindre est installé sur un véhicule, ces bruits ou vibrations sont transmis au véhicule, ce qui est dangereux et inconfortable. La présente invention a pour but de surmonter les inconvénients ci-dessus du maître cylindre selon l'art anté- rieur afin de supprimer les bruits ou vibrations produits par le mécanisme de la vanne de détente. La présente invention concerne un mattre cylindre du type comprenant un alésage échelonné consistant en un cylindre de petit diamètre et un cylindre de grand diamètre, un piston échelonné consistant en un piston de petit diamètre travaillant dans le cylindre. de petit diamètre pour définir une chambre de mise sous pression à déplacement de faible volume et à haute pression, et un piston de grand diamètre travaillant dans le cylindre de grand diamètre pour définir une chambre de charge à déplacement de volume important et à faible pression, un moyen prévu entre lachambre de charge et la chambre de mise sous pression pour permettre l'écoulement du fluide de la chambre de charge à la chambre de mise sous pression quand la pression dans la première est supérieure à celle dans la seconde, un réservoir de fluide pour amener du fluide aux deux chambres, une vanne de détente prévue dans un passage reliant le réservoir à la chambre de charge et ayant un organe de vanne sollicité par ressort qui s'ouvre quand la pression dans la chambre de charge dépasse une première valeur prédéterminée, un orifice prévu dans le passage de la vanne de détente et une vanne d'alimentation prévue entre le réservoir et la chambre de charge pour permettre l'écoulement du fluide du réservoir à la chambre de chargequand lapression dans la chambre de charge diminue au-dessous d'une seconde valeur prédéter- minée qui est inférieure à la première, et selon l'inventiox: l'organe de vanne de la vanne de détente est sollicité par un ressort à lame traversé d'une ouverture et par cette ouverture s'écoule2e fluide passant par la vanne de détente. De préférence,l'orifice de la vanne de détente est prévu en amont de l'organe de vanne. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence à pliers deins illustrant plusieurs modes de réalisation et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mattre cylindre en tandem selon l'invention; la figure 2 est une vue agrandie montrant la partie essentielle de la figure 1; - la figure 3 est une vue agrandie et en plan d'un ressort à lame en forme de coupe qui est incorporé dans le maître cylindre deéla figure 1; - la figure 4 est une vue en plan semblable à la figure 3 mais montrant une forme modifiée; et - la figure 5 est un schéma charge-déviation d'un ressort à boudin ( A) et d'un ressort à lame ( B). La figure 1 montre un ensemble réservoir et maître cylindre en tandem utilisé dans un système de fr.einage hydraulique d'un véhicule, qui comprend un corps principal 1 définissant un alésage échelonné consistant en un cylindre 1A de grand diamètre et un cylindre lB de petit diamètre. Le corps principal comprend de plus des parties formant bossages 1C et 1D o est monté un réservoir 16. Un piston primaire 2 consistant en un piston 2A de grand diamètre et un piston 2B de petit diamètre travaille dans l'alésage échelonnéetun piston secondaire 3 travaille dans le cylindre de petit diamètre 1B et devant le piston primaire; une tige 4 est fixée à l'extrémité interne ou avant du piston primaire 2, et elle.en fait saillie, et cette tige4 engage de façon coulissante un moyen de retenue 5 générale- ment en forme de chapeau, qui est normalement en aboutement avec l'extrémité arrière du piston secondaire 3 grâce à-un ressort de retour 7. Le ressort de retour 7 s'étend entre le moyen de retenue 5 et un moyen de retenue 6 du ressort qui est fixé au piston primaire 2. Par ailleurs, un ressort de retour 9 pour le piston secondaire 3 s'étend entre l'extrémité interne du cylindre 1 B de petit diamètre et un moyen de retenue 8 monté sur la partie extrême interne du piston secondaire 3. Un joint primaire en coupe 10 est monté sur le piston 2B de petit diamètre du piston primaire 2. LejcgntlO ne permet l'écoulement du liquide que d'une chambre de charge 11 qui est définie à l'avant du piston de grand dia- mètre 2A vers une chambre de mise sous pression 12 qui est définie à l'avant du piston de petit diamètre 2B. Pour la mise en action du maître cylindre, la chambre de charge Il déplace un grand volume à une relativement basse pression tandis que la chambre de mise sous pression 12 peut produire une haute pression avec un déplacement d'un faible volume. Un joint secondaire en coupe 13, semblable au joint primaire 10, est monté sur le piston secondaire 3 et il sépare une chambre de mise sous pression 15 d'une chambre de charge 14. L'écoulement du liquide passant par le joint 13 de la chambre de charge 14 à la chambre de mise sous pression 15 ne se produit que pendant la course de retour du maUtre cylindre, cependant, le joint primaire 10 permet de plus l'écoulement du liquide de la chambre de charge 11 à la chambre de mise sous pression 12 au stade initial de la course de mise en action du maUtre cylindre, ce que l'on expliquera ci-après. Le réservoir 16 est monté de façon étanche sur les parties formant bossages1C et 1D du Corps principal 1 par des joints 17. Le réservoir 16 est relié aux chambres de charge 11 et 14 par des passages d'alimentation 18 et 19 respectivement, et il est relié aux chambres de mise sous pression 12 et 15 par des orifices de détente 20 et 21,. respectivement aà la condition non actionnée du maXtre cylindre comme on peut le voir sur la figue 1. En 22 et 23 sont représentés des orifices de sortie reliés par exemple aux cylindres des roues ( non représentés). Le ma tre cylindre en tandem représenté sur les dessins est actionné par exemple en enfonçant une pédale de frein ( non représentée), et du liquide sous pression est amené des orifices de sortie aux cylindres respectifs des roues, cependant, la présente invention n'est pas limité- à des maîtres cylindres en tandem et peut s'appliquer à des martre cylindres simples, o le piston secondaire 3 et les parties s'y rapportant sont omis. La partie essentielle de l'invention est repré- sentée sur la figure 2. Le repère 31 désigne un ensemble formant vanne constituant la partie essentielle de l'invention qui comprend un corps de vanle annulaire 32 fixé de façon étanche dans le bossage 1C du corps principal 1.Un orifice- 33 est formé le long de ltaxe central du corps de vanne 32, et la partie supérieure de l'orifice 33 est contre- alésée pour former un siège de vanne 34 avec lequel coopère une bille servant d'organe de vanne. Dans le siège de vanne 34 est prévue une découpe 35 définissant une surface minuscule de passage. Ainsi, le réservoir 16 et la chambre de charge 11 sont en communication permanente par la découpe 35, l'orifice 33 et le passage 18. La bille 42 est normalement sollicitée contre le siège de vanne 34 par un ressort onnu- laireàlam-43 en forme de coupe. La bille 42, le ressort 43, le siège de vanne 34 et l'orifice 33 constituent une vanne de détente, et l'orifice 33 détermine l'écoulement maximum qui peut passer par la vanne de détente. Le corps de vanne 32 comprend de plus un certain nombre de passages angulairement espacés d alimentation 36 qui entourent l'orifice 33. Les passages 36 sont norma- lement fermés par une lèvre annulaire 38A qui fait corps avec un joint annulaire élastique 38. Le joint 38 engage la surface circonférentielle interne du bossage 1C et la surface circonférentielle externe du corps de vanne 32. Dans ce mode de réalisation, le joint 38 est fixé dans une gorge annulaire 37 dans la circonférence.externe du corps de vanne 32 et la lèvre 38A s'étend en direction radialement vers l'intérieur. Quand la pression dans la chambre de charge 11 diminue en dessous de la pression atmosphérique ou de la pression dans le réservoir 16, la lèvre 38A se déforme vers le bas et le liquide dans le réservoir est amené vers la chambre de charge Il par les passages 36. Un capuchon 39 ayant une partie centrale en protubérance 39A et une partie f.ormant jupe 39B couvre l'extrémité supérieure du corps de vanne 32 et retient la circonférence externe du ressort 436UnOertaInialred'ouverttues sont prévues dans la paroi latérale de la partie en protubérance 39A. La partie formant jupe 39B du capuchon 39 est fixée à l'extrémité supérieure du corps de vanne 32 par ajustage de force, matage ou analogue. Le capuchon 39, le ressort 43, la bille 42, le corps de vanne 32, et le joint 38 constituent un ensemble de vanne de détente et vanne d'alimentation qui est fixé dans la circonférence interne du bossage 1C et y est retenu par une bague de rete- nue 41. Le ressort-43 a, comme on peut le voir sur la figure 3, un certain nombre de fentes s'étendant radialement 44A, qui servent de passage d'écoulement du liquide qui traverse la vanne de détente. Les fentes 44A peuvent être remplacées par des trous espacés 44B, comme on peut le voir sur la figure 4. Les figures 1 et 2 montrent la condition non actionnée du maitre cylindre, en effet le jeu entre le piston primaire2 le piston secondaire 3 est défini par 1 ' engagement entre le moyen de retenue 5 et la partie formant tête de la tige 4 du fait du ressort de retour 7, et l'extrémité externe du piston primaire 2 engage une butée 24 du fait du ressort de retour 9 ( on notera que le ressort 7 est plus fort que le ressort 9). Par ailleurs, la bille 42 engage le siège de vanne 34 pour fermer la vanne de détente, et la lèvre 38A ferme la vanne d'alimen- tation, cependant, le réservoir 16 communique avec la chambre de charge il par la découpe 35 formée dans le siège de vanne 34. La chambre 12 sous pression communique également avec le réservoir 16. Quand la pédale du frein est enfoncée, le piston primaire 2 se déplace vers la gauche sur la figure 2, et le liquide dans le grand cylindre lA est comprimé par la différence de surface entre le cylindre de grand diamètre lA et le cylindre de petit diamètre 1B. Le liquide sous pression qui se produit dans la chambre de charge 11 est amené dans la chambre de mise sous pression 12 par l'orifice d'alimentation 18 et l'orifice de détente 20 jusqu'à ce que le joint en coupe 10 prévu sur le piston 2B de petit diamètre ferme l'orifice de détente 20. Ensuite, quand la pression dans la chambre de charge Il est supé- rieure à la pression dans la chambre de mise sous pression 12, leliquide dans la chambre il s'écoule dans la chambre 12 par déformation du joint en coupe 10. Il faut noter que le piston 2B de petit diamètre sert à comprimer le liquide dans la chambre de mise sous pression 12, cependant quand les cylindres des roues néces- sitent une quantité importante de liquide au stade initial de l'application du frein pour des raisons telles que le jeu du frein est relativement important et que la surface effective et la course du piston 2B de petit diamètre sont faibles en comparaison à celles des cylindres des roues, la pression dans la chambre 12 n'augmente pas jusqu'à ce que le jeu du frein ait été compensé. Le liquide dans la chambre de charge 11 s'écoule également dans le réservoir 16 par l'orifice d'alimentation 18, l'orifice 33, la découpe 35 et les passages 40, cependant la surface de passage de la découpe 35 est si petite qu'une pression suffisante se produit dans la chambre de charge 11. Quand le jeu du frein a été compensé,lepiston de petit diamètre 2B met le liquide sous pression dans la chambre 12, et le liquide dans la chambre de charge 11 n'est pas amené dans la chambre de mise sous pression 12, et le liquide dans la chambre de charge 11 n'est pas amené dans la chambre de mise sous pression 12, après ce stade, la pression dans la chambre 11 est inefficace pour l'appli- cation du frein et constitue une perte dans la force d'application du frein. Quand la pression dans la chambre de charge 11 augmente jusqu'à un niveau prédéterminé, la bille 42 de la vanne de détente remonte contre la force de sollicitation du ressort 43. Comme on peut le voir sur la figure 5, la déviation du-ressort à lame 43 par rapport à lachargeest très importante en comparaison à des ressorts habituels à boudin, ainsi la bille 42 peut suffisamment se séparer du siège de vanne et il est possible d'empocher le mouvement oscillant de l'organe de vanne par rapport au siège que l'on observait dans un organe de vanne habituel sollicité par un ressort à boudin. En conséquence, il est possible d'éviter les bruits de vibrations. L'orifice 33 est prévu en amont de la bille 42 et définit l'écoulement maximum qui passe par la vanne de détente etde plus 7 même si le piston 2A de grand diamètre avance rapidement, la pression qui agit sur la bille 42 ne change pas de façon abrupte selon la résistance à l'écoulement de l'orifice 33, et le fonction- nement de la vanne de dénteniest régulier et fiable. Par ailleurs, leliquide qui passe par la vanne de détente passe par des passages 44A dans le ressort à lame 43 et les passages 40 dans le capuchon 39 et il est ainsi amorti, par consé- quent, les bruits produits dans le liquide, passant par l'orifice 33 peuvent être suffisamment amortis ou dissipés. Les passages 40 sont formés dans la paroi latérale de la partie en protubérance 39A, ainsi le liquide qui s'écoule par les passages 44 ne fait pas impact contre la paroi supérieure du réservoir 16. Lorsque la force d'enfoncement de la pédale du frein est libérée, le piston primaire 2 retourne ou se déplace vers la droite sur les dessins grace à la force du ressort de retour 7, et le volume de la chambre de charge 11 augmente et la pression diminue. Quand la pression dans la chambre de charge 11 a diminué en dessous d'une valeur prédéterminée, la lèvre annulaire 38A se dévie vers le bas pour ouvrir les passages 38. Le liquide dans le réservoir 16 est amené dans la chambre de charge 11 par les passages 40 et 44A et les passages 38. Le mattre cylindre selon l'invention ayant la construction ci-dessus décrite présente les avantages qui suivent: a) L'organe de vanne de la vanne de détente jr est sollicité par un ressort à lame 43 en forme de coupe, ainsi, en comparaison avec des vannes ayant un ressort à boudin pour solliciter l'organe de vanne, il est possible de séparer suffisamment l'organe de vanne 42 de son siège 34, empêchant ainsi les bruits de vibrations provoqués par le mouvement auto-excité de vibration de l'organe de vanne. b) L'orifice 33 est prévu en amont de l'organe de vanne 42de la vanne de détente, ainsi, la vanne de détente ne peut s'ouvrir accidentellement et son fonctionnement est régulier et fiable. c) Leliquide passant par l'orifice 33 produit des bruits importants cependant, il passe ensuite dans les passages restreints 44A du ressort à lame 43 et par les passages restreints 40 du capuchon 39, amortissant et dissipant ainsi les bruits. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Maître cylindrecaractérisé en ce qu'il comprend un alésage échelonné consistant en un cylindre de petit diamètre (lB) et un cylindre de grand diamètre (1A), un piston échelonné (2) consistant en un piston de petit diamètre (2B) travaillant dans le cylindre de petit diamètre pour définir une chambre de mise sous pression (12) à dépla- cement de faible volume et à haute pression et un piston de grand diamètre -(2A) travaillant dans le cylindre de grand diamètre pour définir une chambre de charge à déplacement de volume élevé et à basse pression (11), un joint en coupe (10) monté sur le piston de petit diamètre et permettant l'écoulement de fluide uniquement de la chambre de charge à la chambre de mise sous pression, un réservoir (16) pour amener du fluide à la chambre de mise sous pression et à la chambre de charge, une vanne de détente ( 31) prévue dans un passage reliant le réservoir à la chambre de charge et ayant un orifice ( 33),ladite vanne de détente ayant un organe de vanne sollicité par ressort qui s'ouvre quand la pression dans la chambre de charge dépasse une première valeur prédéterminée, et une vanne d'alimentation (31) prévue entre le réservoir et la chambre de charge pour amener du fluide dans la chambre de charge quand la pr'ession dans ladite chambre de charge diminue en dessous d'une seconde valeur prédéterminée in- férieure à la première, ledit ressort sollicitant ledit organe de vanne de ladite vanne de détente étant un ressort à lame. 2. Maître cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de vanne précité est une bille (42) et en ce que le ressort à lame (43) précité est un organe annulaire en forme de coupe, dont la partie centrale engage la bille, ledit ressort ayant un certain nombre d' ouVertures angulairement espacées (44A;44B), pour l'écoulement du liquide passant par ladite vanne de détente. 1l1 3. Maitre cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice précité est prévu en amont de l'organe de vanne précité.