Brevet FR2594772A3 — publié le 19870828

FR 2594772 A3 19870828 FR 8701274 A 19870203 La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux maitres-cylindres pour équipements de freinage de véhicules et notamment à un maître-cylindre particulier à circuits séparés qui constitue l'objet du brevet français nO 80 13 957 de la même titulaire. Le maítre-cylindre objet dudit brevet se caractérise par des dispositions originales qui rendent possible l'installation des garnitures d'étanchéité dans des positions de travail fixes par rapport au cylindre, tandis que les pistons du dispositif coulissent par rapport aux dites garnitures ; ctest une disposition opposée à la disposition traditionnelle. Cette particularité rend possible un usinage moins coûteux du cylindre, alors que les pistons peuvent recevoir, de façon relativement économique, un haut degré de finition de leur surface extérieure, de sorte que, avec une construction industriellement plus économique que la construction traditionnelle, on parvient à réaliser un dispositif techniquement supérieur. Cependant, dans la forme de réalisation prévue selon ladite demande de brevet, l'emploi dans des conditions dynamiques de garnitures annulaires en élastomère, du type traditionnel, pose quelques problèmes, qui sont spécifiques du type de garniture utilisé. En particulier, les minuscules aspérités présentes sur la surface extérieure des pistons peuvent, à la longue, finir par détériorer les garnitures en élastomère ; ces garnitures présentent, par rapport aux pistons, un coefficient de frottement relativement élevé et peuvent donner lieu à des phénomènes de collage après de longues périodes d'inactivité et la tendance à l'extrusion de l'élastomère oblige à prévoir dans les accouplements comprenant les garnitures des jeux assez réduits, plus réduits que ce qui serait souhaitable, afin d'assurer un écoulement facile du liquide du circuit de freinage. Le but de la présente invention est de résoudre de façon rationnelle les problèmes posés par les garnitures dans les maitres-cylindres pour équipements de freinage de véhicules où les garnitures sont installées dans des sièges immobiles par rapport au cylindre et coopèrent avec la surface extérieure des pistons, et donc, en particulier, dans les maitres-cylindres selon le brevet français 80 13957. Ce but est atteint, selon la présente invention, par le fait que, dans un maitre-cylindre du type indiqué, les garnitures installées dans des positions de travail fixes et coopérant avec la surface extérieure des pistons sont composées et comprennent un anneau interne en une matière synthétique relativement flexible et présentant un bas coefficient de frottement, telle que, en particulier, le polytétrafluoroéthylène ou similaire, et un anneau externe en élastomère ayant la forme, par exemple, d'un O-ring, disposé de manière à serrer radialement ledit anneau interne. Ces caractéristiques, ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de l'objet de la présente invention, seront mieux mis en évidence par la description d'une forme de réalisation, faite ci-après à titre d'exemple non limitatif et schématiquement représentée en coupe axiale, à une échelle plus grande que les dimensions réelles, sur la figure unique du dessin ci-joint. Le maitre-cylindre représenté comprend un corps 1 fermé à une extrémité par un fond 2 et muni de deux raccords d'alimentation 3 et 4 pour le raccordement de deux réservoirs d'huile (ou bien d'un seul réservoir divisé en deux parties). Le corps 1 présente un alésage usiné 5 d'un diamètre uniforme sur toute sa longueur, à l'exception de l'extrémité 6 adjacente au fond 2 dont le diamètre est plus grand et qui n'exige pas un usinage soigné. Des trous transversaux 7 et 8 traversent l'alésage 5 dans sa partie centrale et près du fond 2 et le font ainsi communiquer avec des raccords de débit, non représentés, destinés à être raccordés aux conduites qui vont aux cylindres d'actionnement des freins des roues du véhicule. A l'intérieur de l'alésage 5 sont montés coulissants deux pistons 11, 12 avec leurs respectifs ressorts de rappel 13, 14.Le piston 11 est muni d'un siège 27 pour recevoir un poussoir d'actionnement accouplé à la pédale de freinage (non représentée) et, dans la position de repos, il s'appuie, à l'aide d'une douille 19, contre une bague de butée 28 insérée à l'extrémité du corps 1 opposée au fond 2 ; le ressort 13 du piston 11 s'appuie contre le piston 12, qui se trouve entre le piston 11 et le fond 2, et le ressort 14 du piston 12 s'appuie contre le fond 2. Dans l'alésage 5, en face du raccord d'alimentation 4, est disposée une douille 19 qui, des deux côtés de l'arrivée dans l'alésage 5 du raccord d'alimentation 4, présente deux garnitures 15 et 17 t la douille 19 comporte un canal périphérique, des trous radiaux et des jeux radiaux, de façon à ne pas entraver l'écoulement du liquide de freinage aussi bien dans le sens radial que dans le sens longitudinal. La garniture 17, qui se trouve entre le raccord d'alimentation 4 et le raccord de débit 7, est positionnée de façon étanche contre l'alésage 5 grâce à une lèvre pouvant être soulevée élastiquement à la manière d'une valve, tandis que la garniture 15 peut être d'un type approprié quelconque, tel un O-ring. De plus, la douille 19 présente à l'intérieur, vers le piston 11, deux garnitures composées 29-30 et 31-32.Chacune de ces garnitures est constituée par un anneau interne 29 ou 31 en polytétrafluoroéthylène, qui est serré radialement contre la surface extérieure du piston 11 au moyen d'un O-ring 30 ou 32, monté sur l'anneau interne et assurant également l'étanchéité -par rapport à la douille 19. Le piston 11 est partiellement creux et sa paroi est traversée par un trou 21 qui, dans la position de repos, se trouve juste après la garniture 31-32 vers le raccord d'alimentation 4. De manière analogue, des deux côtés de l'arrivée du raccord d'alimentation 3 est disposée, dans l'alésage 5, une douille 20 qui présente deux garnitures 16 et 18 (analogues aux garnitures 15 et 17) coopérant avec l'alésage 5 et deux garnitures composées 33-34 et 35-36 (analogues aux garnitures 29-30 et 31-32) coopérant avec le piston 12. La douille 20 est maintenue en position, longitudinalement, par un bouchon de blocage 23 présentant des ouvertures de passage 24, inséré dans le raccord 3. Le piston 12, partiellement creux, a, lui aussi, sa paroi traversée par un trou 22 qui, en position de repos, se trouve juste après la garniture 35-36 vers le raccord d'alimentation 3. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. En position de repos (celle représentée), étant donné que les trous 21 et 22 des pistons 11 et 12 se trouvent à droite (selon le dessin) des garnitures 31-32 et 35-36, il y a libre communication, comme prévu, entre chaque réservoir d'huile et le circuit de freinage respectif. Dès que le piston 11 est déplacé vers la gauche au moyen de la pédale de freinage, son trou 21 dépasse la garniture 31-32 et ladite communication cesse d'exister, de sorte que le piston 11 met sous pression l'huile contenue dans l'alésage 5 à droite du piston 12 et pousse ce dernier vers la gauche interrompant ainsi la communication précédemment établie par son trou 22. A partir de ce moment, la pression qui s'établit dans les chambres du cylindre 1 est transmise, par les raccords de débit, aux cylindres d'actionnement des freins, réalisant le freinage.Comme dans tous les systèmes à circuits séparés, l'éventuelle panne d'un des circuits rend inutilisable la paire de freins correspondante, mais la paire restante continue de fonctionner normalement commandée par l'autre circuit. Lorsqu'on lâche la pédale de freinage, normalement les trous 21 et 22 des pistons 11 et 12 rétablissent la communication des circuits de freinage avec leurs réservoirs respectifs, en permettant la compensation de petites variations de remplissage. En présence de variations plus grandes de la quantité de liquide dans les circuits de freinage, il tend à s'établir, pendant la course de relâchement, une dépression dans le circuit; dans ce cas, la lèvre de la garniture 17 ou 18 correspondante se soulève et permet à l'huile provenant du raccord d'alimentation correspondant de rejoindre le circuit pour assurer son parfait remplissage. Les garnitures 17 et 18 assument donc par elles-mêmes les fonctions de garnitures d'étanchéité entre cylindre et douille et les fonctions de soupapes unidirectionnelles pour la compensation des variations de la quantité de liquide dans les circuits. La structure résultant de ce système est d'une grande simplicité bien qu'elle remplisse toutes les fonctions exigées et les garnitures ne coopèrent que de façon statique avec le corps du cylindre, lequel, par conséquent, ne demande pas un usinage d'une haute finition, celle-ci n'étant nécessaire qu'en ce qui concerne les surfaces extérieures des pistons 11 et 12 qui, par leur nature, sont assez faciles à usiner. Dans le fonctionnement décrit ci-dessus, les pistons 11 et 12 coulissent en contact avec les anneaux internes 29, 31, 33 et 35 en polytétrafluoroéthylène des garnitures composées 29-30, 31-32, 33-34 et 35-36, sans être en contact avec les anneaux externes 30, 32, 34 et 36 en élastomère. Lesdits anneaux internes s'appuient latéralement contre les gorges dans lesquelles sont positionnées les garnitures composées et ne transmettent aux respectifs O-ring 30-32-34 et 36 aucune sollicitation transversale. De cette manière, tout phénomène d'extrusion est exclu, même si les jeux entre les pistons 11 et 12 et les respectives douilles 19 et 20 sont importants , cela peut être prévu au stade du projet, afin de favoriser la libre circulation de l'huile pendant la phase-de repos ou de relâchement. Les petites aspérités que pourrait éventuellement présenter la surface extérieure des pistons agissent sur les anneaux en polytétrafluoroéthylène, qui résistent assez bien à de semblables sollicitations, et non sur l'élastomère, matière qui serait facilement détériorée. Au contraire, au cours d'un emploi prolongé, les particules de tétrafluoroéthylène qui se déposent sur la surface extérieure des pistons en diminuent le degré de rugosité et améliorent ainsi, avec le temps, les conditions de fonctionnement. Le bas coefficient de frottement réduit les charges passives aussi bien au repos que dans des conditions dynamiques, réduisant en dernière analyse la force exigée pour l'actionnement des freins. De plus, il ne se produit aucun phénomène de collage, même après de longues périodes d'inactivité. L'emploi des garnitures composées décrites cidessus - déjà connues et utilisées dans d'autres applications - présente donc, dans l'application proposée par la présente invention, des avantages particuliers spécifiques de cette application, alors que les avantages qu'offre la configuration du maitre-cylindre auquel les garnitures sont appliquées se trouvent entièrement maintenus. En particulier, le fait que les garnitures composées soient positionnées dans des sièges internes des douilles, insérées à leur tour dans l'alésage du maitre- cylindre, permet de séparer les fonctions dynamiques de ces garnitures composées de celles des garnitures d'étanchéité statiques insérées entre les douilles et le corps du cyclindre. La construction de ce corps avec un alésage borgne fermé par un fond fixe, avec les parties internes introduites à partir de l'extrémité du corps opposée au fond et fixées en position à l'aide d'un anneau élastique ou similaire, permet de simplifier et de rendre moins coûteuse et moins encombrante cette construction. Bien que la présente invention ait été spécifiquement décrite en rapport avec son application. au maîtrecylindre selon la brevet français nO 80 13 957,-il est entendu qu'on peut aussi l'appliquer avantageusement à tout autre type de maitre-cylindre présentant également des garnitures montées dans des positions de travail fixes et contre lesquelles coulissent les surfaces des pistons. Comme on l'a déjà dit, la matière constituant l'anneau interne des garnitures appliquées selon l'invention peut être, avantageusement, du polytétrafluoroéthylène, dans une de ses diverses formes commerciales (téflon, turcon, turcite et autres), mais il est entendu qu'on peut utiliser aussi d'autres matières synthétiques présentant des caractéristiques de frottement et de résistance similaires. De la même façon, l'anneau externe des garnitures, qui doit être à la fois élastique et apte à maintenir une étanchéité, mais qui n'est pas soumis à des sollicitations dynamiques, peut être avantageusement constitué par un Oring en élastomère, bien que des anneaux d'un profil différent puissent être également utilisés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10- Maitre-cylindre pour un équipement de freinage de véhicules, du type dans lequel les garnitures sont installées dans des sièges immobiles par rapport au cylindre et où certaines de ces garnitures coopèrent dynamiquement avec la surface extérieure des pistons (11,12), maitrecylindre caractérisé en ce que les garnitures installées dans des positions de travail fixes et coopérant dynamiquement avec la surface extérieure des pistons comprennent des anneaux internes (29,31,33,35) en une matière synthétique relativement flexible présentant un bas coefficient de frottement et des anneaux externes (30,32-,34,36) en élastomère, disposés de manière à serrer radialement lesdits anneaux internes (29,31,33,35) sur la surface extérieure du piston (11,12) correspondant, pour former ainsi des garnitures composées. 20- Maitre-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits anneaux internes (29,31,33,35) des garnitures composées sont constitués par du polytétrafluoroéthylène ou une autre matière synthétique similaire. 30- Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits anneaux externes (30,32,34,36) des garnitures composées ont la forme de O-rings. 40- Maitre-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites garnitures composées sont positionnées dans des sièges internes de douilles (19,20) insérées à leur tour dans l'alésage (5) du maitre-cylindre avec des garnitures d'étanchéité en position statique. 50- Maître-cylindre selon la revendication 4, caractérisé en ce que son corps (1) présente un alésage borgne (5) fermé par un fond fixe (2) et que les parties internes sont toutes introduites à partir de l'extrémité du corps opposée au fond et sont fixées en position au moyen d'un anneau élastique- (28),