Brevet FR2541209A1 — publié le 19840824

L'invention concerne un maître-cylindre, particulière- me.nt destiné à l'installation hydraulique de freinage d'un véhicule, com a-ant un carterdont l'alésage cylindrique est ouvert d'un c 8 té, un piston pouvant se déplacer dans le carteret formant avec l'alésage cylindrique une chambre de travail qui se trouve en liaison avec un premier et un deuxième canal la reliant à une utilisati Lon et à un réservoir de retour de fluide de pression, un ressort de rappel prévu pour appuyer le piston contre une butée en l'éloignant de la base du catter et une valve de réglage du débit de fluide de prr-5- sion par le deuxième canal,:ette valve étant constituée par une pièce tubulaire pouvant se déplacer lengitudinalement avec un certain jeu dans l'alésage cylindrique constituant la chambre de travail, nette pièce tubulaire portai:t à son avant une hague de valve coop rar t avec un siège anr ule:ire dipcsé dans un plan perpendiculaire au maltre-cylindre Des moyens sont prÉv'us pour déplacer, lorsque le maitre-cyllndre n'est pas actionf,é, la pièze tubulaire dans une position o la face frontale de la bague de valve se troave à une distance de son siège telle qu'il existe une corcunication ouverte avec les ca- naux Enfin des moyens permettai de déglacer la pièce tubulaire dans le sens de la fermeture en mema temps que se produit un déplacement du piston en direction de la base du maltre-cylin dreo On connaît déjâ un maitre-cyl'ndre pcur installation hy- draulique de freinage de véhicule (DE-CS-2026756) dans lequel la piece tubulaire pouvant se déplacer axialement et servant de dispositif de valve présente deux bagues d'étanchéité dont l'une est prévue sur la face frontale de la pièze tubulaire et est accouplée au siège sur un épau- tamentde l'alésage du maicre cylindre et dont l'autre agit dans le sens radial et enserre la piéu tubulaire L'alésage de retour sii établit la liaison entre le réservoir de retour et la chambre de travail débouche dans la zcne de la partie de tîze de la piece tubulaire, et le débouché de l'alésage de retour se troupe entre les deux ba- gues d'étanchéité, Le piston de travail de ce martre-cylindre connu s'appuie au moyen d'un ressort de compression sur la base du ma tre- cylindre; ce ressort est disposé dans la chambre de travail elle-meme. Un inconvénient de ce maitre-cyliadre connu réside el ca que la chambra de travail doit Utre dimensionnée de telle sorte qu'on puisse y loger le ressort du piston, ce qui ne permet pas une réalisation de petites dimensions et faible poids. L'objet de la présente invention est un naître- cylindre conforme au type en question, équipé de joints d'étanchéité particulièrement endurants, mouillés de préférence par un fluide, qui puisse par surÄroît être réalisé à un coût réduit et sans que l'alésage cylindrique ne nécessite un usinage de haute précision. En outre, les forces de frottement occasionnées par les joints doivent être faibles de manière à maintenir au plus bas niveau possible les différences de pression entre les deux circuits hydrauliques en fonc- tionnement, dans le cas d'un maître-cylindre en tandem Enfin tous les ressorts nécessaires doivent être main- tenus et guidés sans risque de flambage malgré une construction très courte de l'ensemble de cet organe. L'invention aboutit à ce résultat en ce que la pièce tubulaire est de préférencedans la zone de la bague de valve, au moins partiellement élargie en un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur, de sorte que les parties élargies de la pièce tubulaire s'appuient et glissent sur l'alésage cylindrique La bague de valve qui s'étend axialement par rapport au siège avec le canal débouchant dans la chambre de travail est, de préférence, disposée sur la face intérieure des parties élargies qui s'appuient sur l'alésage cylindrique et ancrée par des pièces en forme de tenons qui s'étendent axialement dans des ouvertures ou des évidements 2-5 de la pièce tubulaire. Afin de disposer d'une place suffisante pour la pièce tu- bulaire, le piston qui s'enfonce dans la chambre de travail est du type piston plongeur; la pièce tubulaire enserre le piston et est limitée dans son mouvement axial par un collet prévu dans la zone de la face avant du piston. La pièce tubulaire est avantageusement pourvue à son extré- mité côté tige de piston d'un rebord qui s'étend radialement vers l'in- térieur et s'appuie sur le collet lorsque le piston est en position de repcs, sous l'effet d'un ressort qui agit sur la pièce tubulaire dans le sens de la fermeture Dans une réalisation de maître-cylindre prévue pour deux circuits hydrauliques, on monte à la suite d'un piston plongeur un piston flottant qui peut se déplacer dans une deuxième partie de l'alésage cylindrique, le piston plongeur présente une tige qui s'étend en direction de la base et par laquelle il s'accroche dans un alésage borgne du piston flottant; l'extrémité libre de la tige saisit le piston flottant derrière un talon, une saillie ou un circlips et tire celui-ci en position de repos lors du mouvement de rappel du piston plongeur Pans une forme de réalisation préférée du maître- cylindre à deux circuits, le ressort de rappel enserre l'extrémité du piston plongeur c 8 té pédale qui émerge du corps du cylindre et s'appuie d'une part sur un collet ou un plateau disposé sur le piston et d'autre part sur le carterdu cylindre ou sur une bague de fermeture reliée au carterdu cylindre Le diamètre du c 6 té chambre de travail du piston plongeur correspond au diamètre du piston flottant et la partie du piston plongeur guidée hermétiquement qui se trouve en regard de la bague de fermeture obturant l'alésage cylindrique c 8 té pédale présente un diamètre extérieur légèrement plus réduit. Afin d'obtenir une réalisation du ma tre-cylindre à deux cir- cuits d'un prix réduit, le carter du cylindre se compose d'une partie supportant la base et qui reçoit la chambre de travail du piston flottant constitué en piston plongeur et d'une deuxième partie qui présente un alésage longitudinal continu pour le piston plongeur actionné par la pédale Les deux parties du corps sont reliées de manière fixe, par exemple par vissage ou soudage et comportent dans le domaine de la partie de jonction une garniture d'étanchéité pour le passage du piston flottant qui va jusqu'à la chambre de travail du piston plongeur commandé par la pédale, Le piston flottant présente avantageusement en -son extrémité tournée vers la base un collet qui saisit une extrémité d'une pièce tubulaire, dont l'autre extrémité porte une bague de valve s'appuyant sur la base au cours de la phase de misi en pression et ferme le canal débouchant dans le sens axial dans la chambre de travail et se présentant comme un perçage de retour de fluide. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représente figure 1, une vue en coupe longitudinale d'un maitre-cylindre en tandem approprié pour la production de pressions pratiquement identiques dans les deux circuits de travail. la figure 2, une vue en perspective de la pièce tubulaire - utilisée dans le maître-cylindre en tandem de la figure 1 et, la figure 3, une vue en coupe longitudinale d'un martre-cylindre en tandem dont le corps de cylindre est divisé en deux parties et engendre des volumes différents pour les deux circuits hydrau- liques. Le maitre-cylindre de la figure 1 est constitué par un carter 1 com- portant un alésage cylindrique 2, 44, cet alésage étant de forme étagée, par un piston plongeur 3 maintenu et guidé dans la bague de fermeture 27 et dont la tête 24 à l'extrémité de la tige 22 pénètre dans un alésage borgne 23 d'un pistôn flottant 20 pouvant se déplacer longitudinalement dans l'alésage cylindrique 44 à petit diamètre et, enfin, par une pièce tubulaire 11 dont le rebord intérieur 19 côté pédale s'appui, dans la position de repos du piston plongeur 3, sur une bague 14 qui elle-même s'appuie contre le collet 17 formé dans la zone de la surface frontale 18 du piston plongeur 3; d'autre part la pièce tubulaire Il est pourvue sur son extrémité en regard du piston flot- tant 20 d'un rebord radial 16 qui enserre unebague de valve 12, laquelle commande le passage du fluide de pression par le canal 6, établissant la liaison entre le réservoir de retour 7 et la chambre de travail 4 La chambre de travail 4 située devant le piston plon- geur 3 est reliée par un canal 5 a l'utilisation Dautre part, la cham- bre de travail 76 située en avant du piston flottant 20 est reliée par un canal 77 au réservoir de retour 65 d'une part, et par un canal 78 à une deuxième utilisation, d'autre part La possibilité de déplacement du piston flottant 20 est limitée par une butée 10, constituée par un boulon fileté qui est vissé dans e carter 1 Son extrémité qui pénètre dans l'alésage cylindrique 44 fait saillie dans un évidement correspondant 79, aménagé dans la surface latérale du piston flottant. Le plus grand diamètre a du piston plongeur 3 correspond au diamètre b de l'alésage cylindrique 44 au niveau du pistonflottant 20, ce qui permet au piston plongeur 3 de plonger dans l'alésage cylindrique 44 lorsqu'il est déplacé en direction de la base 9 du carter 1. Le diamètre c du piston plongeur 3 est dimensionné de telle sorte que la bague de butée 14 peut être déplacé sur la surface latérale 3 du piston plongeur, d'une part, et s'appuie par ailleursdans la position extrême représentée sur la figure 1 sur le collet 17 du piston plon- geur 3 L'extrémité c 8 té pédale du piston plongeur 3 est pourvued'un plateau 26, sur lequel s'appuie le ressort de rappel 8, dont l'extré- mité côté mantre-cylindre s'appuie sur un épaulement de la bague de fer ture 27. Lorsqu'on actionne le maitre-cylindre présenté sur la figure 1, le piston plongeur 3 est d'abord déplacé en direction de la chambre de travail jusqu'à-ce que la bague de valve 12 dela pièce tubulaire 11 l sée par la force du ressort 15 recouvre le canal 6, de manière à ce qu' puisse se constituer dans la chambre de travail 4 une pression qui est transmise à l'utilisation par le canal 5 La montée de la pression dan E la chambre de travail 4 déplace le piston flottant 20 dans le sens del'actionnement, ce qui fait que le joint 64 recouvre le canal 77 et qu'il peut s'établir dans la chambre de travail une pression, transmise à l'utilisation par le canal 78 En cas de défaillance dl circuit utilisateur relié au canal 78, le piston flottant 20 se - déplace en direction de la base 9, jusqu'à ce que sa face frontale 21 s'appuie sur la base 9 et qu'il puisse s'établir une pression dans le circuit utilisateur relié au canal 5 Il est clair que, dans ce cas, le piston plongeur 3 parcourt, en direction de la base 9, distance assez importante pour que le piston plongeur 3 s'enfonce dans l'alésage cylindrique 44 Lors de la course en retour du piston plongeur 3 en direction de la pédale qui n'est pas représentée ici, le piston plongeur est entraîné par le ressort de rappel 8; à ce momeni le piston plongeur ramène, par la tige 22 et sa tête 24 le piston flottant 20 dans la position de repos représentée sur la figure 1, car la tête 24 de la tige 22, qui comporte un élargissement s'appuie sur un circlips 25 et ne peut donc pas être re- tirée de l'alésage borgne du piston flottant 20. Sur le maître-cylindreen tandem étagé représenté sur la figu 3, le piston plongeur 32 est maintenu et guidé hermétiquement dans une bague de fermeture 67 qui est, pour sa part, vissée sur la partie decarter 33, elle-même reliée par soudure à la partie decarter 31. Le piston plongeur 32 est enserré dans la zone de sa face frontale 71 par un élément tubulaire 52, dont le bord rabattu vers l'intérieur vforte un rebord 72 qui, s'appuie sur une bague de butée, elle- mêmre adjacente au collet 53 Le piston plongeur 32 s'appuie au moyen du ressort de compression 80 sur le piston flottant 20, qui est main- tenu et guidé par un élément intercalaire 81, lui-mime disposé dans la zone de liaison 36 des deux parties du carter 31 et 33, à 'intétieur de l'alé sa-e cylindrique Le piston intermédiaire 30 comporte un collet 39 sur lequel s'appuie un rebord intérieur de la pièce tubulaire 40; cette pièce sup- porte en liaison avec son rebord extérieur 68 une bague de valve qui contr 8 l( le débit de fluide de pression dans le canal 42 Une pièce tubulaire 52 de conformation analogue s'accroche par un rebord intérieur 72 derrière une bague de butée, qui est mobile sur le piston plongeur 42 et s'appuie sur le collet 53 lorsque le piston plongeur est en position de repos L'élément tubulaire 52 est pourvu d'un rebord 55 et comporte en outre une bague de valve qui contrôle le débit de fluide de pression dans la zone du canal 45 Les joints 37,38 prévus en rapport avec l'élément intercalaire 81 séparent hermétiquement les chambres de travail 29, 35 et un canal orienté radialement dans, la pièce inter- calaire 81 fait que ces joints 37,38 sont constamment mouillés par le fluide de pression. Lors de l'actionnement du maître-cylindre tandem représenté sur la figure 3, le piston plongeur 32 se déplace vers la base 28 et le ressort 54, qui est encastré entre la bague de fermeture 67 et le rebord 55 de la pièce tubulaireveille à ce que la bague de valve 51 de la pièce tubulaire 52 s'appuie sur le siège 50 et recouvre le canal 45 de manière à ce qu'il puisse s'établir dans la chambre de travail 35 une pression qui se propage jusqu'à l'utilisation par le canal 4 e L'établissement de la pression dans la chambre de travail 35 a pour effet de déplacer le piston flottant 30 en direction de la base 28 et le ressort de compression 83 veille à ce que la bague de valve 41 de la pièce tubulaire 40 Recouvre Je canal 42 de manière à ce que puisse s'établir dans la chambre de travail 29 une pression ,41209 qui se propage jusqu'à la deuxième utilisation par le canal 56 Le ressort de compression 80 fait que les deux valves se ferment simultanément, avant que la pression ne s'établisse dans la chambre de travail 35. Sur les maitres-cylindres représentés sur les figures 1 et 3, tous les joints 63, 64, 66 ou 37, 38, 62 destinés à l'étan- chéité dés pistons 3, 20 ou 30, 32 softt mouillés par le fluide de pression, afin d'éviter leur usure prématurée et d'empêcher l'établisse- ment de différences de pression appréciables entreles chambres de tra- vail 4, 76 ou 35, 29 en raison des forces de frottement élevées dans la région de ces joints Pour guider le piston 3 ou 32 du côté pédale, on a uniquement prévu la pièce de base 27 ou 67 dont l'alésage parti- culièrement court est usiné avec précision, la chambre de travail 4 ou 35 située devant le piston plongeur 3 ou 36 est conformée avec un alésage 2 ou 34 qui ne fait pas l'objet d'un usinage spécial Comme on le voit sur les figures, le maître-cylindre tandem qui constitue l'invention peut être réalisé de manière particulièrement simple avec un étagement, autrement dit de telle sorte que le piston flottant présente un diamètre inférieur à celui du piston de tige de poussée ou du piston côté pédale Les dispositifs constituant les valves 6, 12, 13 ou 45, 50, 51 ou 42, 41, 74 sont conformés de manière à ce que les maîtres-cylindres tandem ici décrits puissent être également utilisé sur des installations de freinage comportant un dispositif antiblocage. Enfin les dispositifs de valves représentés sur-les figures l et 3 ont l'avantage de se prêter à une post-aspiration si une dépression s'établit dans le circuit hydraulique, ce qui procure une post-aspira- tion de fluide de pression lors de la course en retour du piston, si le volume est déficient Le ressort de rappel 8 ou 48 du piston plongeur 3 ou 32 qui est disposé en dehors du corps permet de gagner de la place pour l'accouplement du maître-cylindre tandem à un ampli- ficateur de force à dépression; à cet effet, le rapport longueur/ diamètre des ressorts de rappel 8, 48 a été choisi de manière à exclure en toute certitude le flambage des ressorts de rappel lors de leur course de travail. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont é données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variant peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention 8 & 2541209 REVENDICATIONS. 1 Maître-cylindre particulièrement destiné à l'installation hydraulique de freinage d'un véhicule,comprenant un carter ( 1 ou 31, 33) dont l'alésage cylindrique ( 2, 44 ou 34, 43) est ouvert d'un coté, un piston ( 3 ou 32) pouvant se déplacer dans le carter ( 1 ou 31, 33) et formant avec l'alésage cylindrique ( 2 ou 34) une chambre de travail ( 4 ou 35) qui se trouve en liaison avec un premier et un deuxième canal ( 5, 6 ou 45, 46)la reliant à une utilisation et à un réservoir de retour ( 7 ou 47) pour le fluide de pression, un ressort de rappel ( 8 ou 48) prévu pour appuyer le piston ( 3 ou 32) contre une butée ( 10 ou 49) en l'éloignant de la base du carter ( 9 ou 28) et une valve ( 6, 12, 13 ou 459 50 S 51) de commande du débit de fluide de pression par le deuxième canal ( 6 ou 45), cette valve étant constituée par une pièce tubulaire ( 11 ou 52) pouvant se déplacer longitudinalement avec un certain jeu dans l'alésage cylindrique ( 2 ou 34) constituant la chambre de travail ( 4 ou 35), cette pièce tubulaire ( 11 ou 51) portant à son avant une bague de valve ( 12 ou 51) coopérant avec un siège annulaire ( 13 ou 50) disposé dans un plan perpendiculaire au maître- cylindre, &s moyens ( 17, 53) étant prévus pour déplacer, lorsque le maître-cylindre n'est pas actionné, la pièce tubulaire ( 11 ou 52) dans une position o la face frontale de la bague de valve ( 12 ou 51) se trouve à une distance de son siège ( 13 ou 50) telle qu'il existe une communication ouverte avec les canaux ( 59 6 ou 45, 46), ainsi que des moyens ( 15 ou 54) permettant de déplacer la pièce tubulaire (I 1 ou 56) dans le sens de la fermeture en même temps que se produit un déplacement du piston ( 3 ou 32) en direction de la base ( 9 ou 28) du maltrecylindre, ce maître-cylindre étant caractérisé en ce que la pièce tubulaire ( 11 ou 40, 52) est, de préférence, dans la zone de la bague de valve ( 12, ou 41,51) au moins partiellement élargie en un rebord s'étendant radialement vers l'extérieur et en ce que les parties élargies ( 16 ou 55, 68) de la pièce tubulaire s'adaptent avec possibilité de glissement sur l'alésage cylindrique ( 2 ou 34, 43). 2 Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de valve ( 12 ou 41, 51) qui s'étend axialement 2541 209 par rapport au siège ( 13 ou 50, 74) est disposée sur la face inté- rieure des parties ( 16 ou 55, 68) de la pièce tubulaire (Il ou 40, 52) adjacentes à l'alésage cylindrique ( 2 ou 34, 43) et est ancrée par des pièces en forme de tenons ( 69) qui s'étendent axialement dans des ouvertures ou des évidements ( 70) de la pièce tubulaire ( 11 ou 40, 52), le deuxième canal ( 6 ou 42, 45) débouchant dans la chambre de travail ( 4 ou 29, 35) dans la région du eège ( 13 ou , 74). 3 Maître-cylindre selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que le piston ( 3 ou 32) actionné par la tige de poussée qui s'enfonce dans la chambre de travail est du type piston plongeur et en ce que la pièce tubulaire ( 11 ou 52) enserre par- tiellement le piston ( 3 ou 32) et est limitée dans son mouvement axial par un collet ( 17 ou 53) prévu dans la zone de la face avant ( 18 ou 71) du piston ( 3 ou 32). 4 Maître-cylindre selon les revendications I à 3 carac- térisé en ce que la pièce tubulaire (l 1 ou 52) est pourvue à son extrémité c 8 té tige de poussée d'un rebord ( 19 ou 72) qui s'étend radialement vers l'intérieur et s'appuie sur le collet ( 17 ou 54) lorsque le piston est en position de repos, sous l'effet d'un ressort ( 15 ou 54) agissant sur la pièce tubulaire ( 11 ou 52) dans le sens de la fermeture. Maître-cylindre d'après l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est monté à la suite du piston plongeur ( 3, 32) un piston flottant ( 20, 30) pouvant se dé- placer dans une deuxièmepartie de l'alésage cylindrique, le piston plongeur ( 3, 30) présentant une tige ( 22, 58) s'étendant en directior de la base ( 9, 28) et au moyen de laquelle, il s'accroche dans un alésage borgne ( 23, 60) du piston flottant ( 20, 30), l'extrémité li- bre ( 24, 59) de la tige ( 22, 58) tenant le piston flottant ( 20, 30) derrière un talon, une saillie ou un circlips ( 25, 73) et Lirant celui ci en position de repos lors du mouvement de rappel du piston plon- geur ( 3, 32). 6 Ma tre-cylindre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort de rappel ( 8, 48) enserre l'extrémité du piston-plongeur ( 3, 32) émergeant du 2 rterdu cylindre ( 1, 33) et s'appuie d'une part sur un collet ou un plateau ( 26, 57) disposé sur le piston ( 3, 32) et, d'autre part, sur le rterde cylindre ( 1, 33) ou sur une pièce de fermeture ( 27, 67) reliée au carterdu cylindre. Ma tre-cylindreselon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que le diamètre (a) de l'ex- trémité coté chambre de travail du piston plongeur ( 3) correspond au diamètre (b) du piston flottant ( 20) et la partie du piston plongeur ( 3 l guidée hermétiquement qui se trouve en regard de la bague de ferme- ture ( 27) obturant l'alésage cylindrique ( 2) côté pédale présente un diamètre extérieur (c) légèrement plus réduit. 8 Maître-cylindre selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que le carter du cylindre se compose d'une partie ( 31) comprenant la base ( 28) et qui reçoit la cham- bre de travail du piston flottant ( 30) constitué en piston plongeur et d'une deuxième partie ( 33) qui présente un alésage longitudinal continu ( 34) pour le piston plongeur ( 32) actionné par la tige de poussée, les deux parties du corps ( 31, 33) étant associées de maniè- re fixe, par exemple par vissage ou soudage et comportant dans la zone de la partie de jonction ( 36) un joint d'étanchéité ( 37, 38) pour le passage du piston flottant ( 30) qui va jusqu'à la chambre de travail ( 35) du piston plongeur ( 32) commandé par la pédale. 9 Ma tre-cylindre selon l'une quelconque des revendica- tions I à 8, caractérisé en ce que le piston flottant ( 30) présente à son extrémité tournée vers la base ( 28) un collet ( 39) qui saisit une extrémité d'une pièce tubulaire ( 40) dont l'autre extrémité porte sur sa face avant une bague de valve ( 41) qui s'appuie sur la base ( 28) au cours de la phase de mise en pression et ferme l'orifice ( 42} débouchant dans la chambre de travail ( 29) dans le sens axial par un canal annulaire.