Brevet FR2836437A1 — publié le 20030829

niveau de leur jonction. s 2836437 Maître-cylindre hydraulique à masquage de course morte La présente invention concerne un maître s cylindre hydraulique pour cTrcuit de freinage de véhicule automobile. Le maître-cylindre d'un circuit de freinage de véhicule automobile est alimenté en liquide hydraulique (liquide de frein) à partir d'un lo réservoir et est commandé à partir de la pédale de fre in pour al imenter en l iquide hydraul i que sous pression des moyens de serrage des freins des roues du véhicule. Typiquement, le maître-cylindre comprend un piston (le piston primaire dans le cas d'un maître- cylindre tandem) déplaçable axialement dans une chambre de travail (chambre primaire) par des moyens d'assistance commandés par la péJale de frein, et comporte un passage axial de communication entre la chambre de travail et une chambre d'alimentation reliée au réservoir précité. Un clapet sollicité par un ressort est porté par le piston pour fermer l'extrémité de ce passage qui débouche dans la chambre de travail, après que le piston ait parcouru une course morte à partir de sa position de repos. La fermeture de ce passage par le clapet permet, la course du piston se poursuivant, de faire monter la pression dans la chambre de travail pour actionner les moyens de serrage des freins. Après un freinage, le piston du maître-cylindre est ramené dans sa position de repos et le clapet rouvre la communication entre la chambre de travail et la chambre d'alimentation reliée au réservoir. L'ouverture du clapet peut aussi être provoquce 3s par une dépression dans la chambre de travail, cette dépression résultant du fonctionnement d'un circuit du type ESP (Electronic Stability Program) de commande sélective des freins, ce circuit comprenant au moins une pempe alimentée en liquide hydraulique par la sortie du maître-cylindre. Un maître- cylindre tandem comprend une chambre secondaire pour l'alimentation en liquide sous pression d'un circuit secondaire de freinage et un piston secondaire déplaçable dans la chambre 0 secondaire en réponse au déplacement du piston primaire dans la chambre primaire ou chambre de travail précitée Comme le piston primaire, le piston secondaire comporte un passage de communication entre la chambre secondaire et une chambre d'alimentation en liquide, et un clapet sollicité par un ressort est porté par le piston secondaire pour obLurer ce passage por un freinage, après une course morte du piston secondaire depuis sa position de repos. On a déjà cherché à réduire et à contrôler les courses mortes des pistons du maître-cylindre, car elles retardent le début du freinage et varient avec les tolérances de fabrication et de montage. I1 faut toutefois, pour cela, procéder à des mesures et ajustements sur chaque maître-cylindre, ce qui est relativement long et coûteux. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un maître-cylindre hydraulique pour circuit de freinage de véhicule automobile, comprenant au moins un piston déplaçable axialement dans une chambre de travail et formé avec un passage axial de communication entre ladite chambre de travail et une chambre d'alimentation en liquide de frein, et un clapet sollicité par un _ 3 _ ressort pour fermer ledit passage quand le piston a parcouru une course morte dans la chambre de travail partir d'une position de repos, caractAris en ce qu'il comprend des moYens de masquage de la course s mote prcite, permettant de rAduire l'Acoulement de liquide par le passage prAcit pour augmenter la pression de liquide dans la chambre de travail pendant la course morte du piston, ces moyens Atant ports par le clapet prAcitA. o L' invention permet donc de masquer la course morte du piston en faisant commencer 1' augmentation de pression dans la chambre de travail ds le dbut du dAplacement du piston, avant la fin de sa course morte, ce qui a pour avantage de ne pas retarder le dbut du freinage sans interfArer pour autant avec les autres Atapes de fonctionnement du maltre cylindre. Dans un mode de ralisation prAfArA de l' invention, les moyens de masquage de la course morte comprennent un clapet additionnel sollicit par un ressort pour fermer un conduit d'extrAmitd du piston dans lequel dbouche le passage prAcit6, ce clapet additionnel comportant des moyens permettant un Acoulement rAduit de liquide dans ledit passage et 2s ledit conduit quand le clapet additionnel est dans sa position de fermeture du conduit. Avantageusement, ces moyens permettant un AcoulemenL rAduit de liquide sont formAs par au moins un orifice traversant du clapet additionnel. Un tel clapet est de prAfArence constituA par une rondelle qui est monte axialement dAplagable sur une tige axiale solidaire du premier clapet et qui est ralise en une matire rigide telle que du mAtal ou une mati6re plastique rsistant au liquide de frein. _ 4 Les moyens de masquage de course morte du piston du maître-cylindre selon l' invention sont donc de structure simple, faciles à installer et peu coûteux. Leur mise en place ne nécessite aucune mesure préalable sur le maîtrecylindre et leur fonctionnement ne dépend pas des tolérances de fabrication et de montage. Dans le cas d'un maître-cylindre tandem comprenant des pistons primaire et secondaire 0 déplagables respectivement dans des chambres primaire et secondaire pour l'alimentation de circuits primaire et secondaire de freinage, avec des clapets portés par les pistons primaire et secondaire et sollicités par des ressorts pour fermer des passages de ces pistons qui relient les chambres primaire et secondaire respectivement à des chambres d'alimentation en liquide de frein, des moyens de masquage des courses mortes des pistons primaire et secondaire sont prévus pour réduire les écoulements de liquide par les passages des plstons primaire et secondaire et augmenter la pression dans les chambres primaire et secondaire pendant ces courses mortes, ces moyens étant portés par les pistons et constitués par des clapets additionnels du même type que celui décrit ci-dessus. Avantageusement, les clapets des pistons primaire et secondaire du maîtrecylindre sont identiques et, de même, les clapets additionnels des moyens de masquage sont identiques. L' invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: _! - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un maître-cylindre tandem selon l' invention; - la figure 2 est une vue de face d'un clapet additionnel selon l' invention; - la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale du maître-cylindre, représentant le piston primaire en position avancce; et la figure 4 est une vue semblable à la figure 3, représentant le piston primaire en position de o repos et le clapet additionnel ouvert en raison d'une aspiration dans la chambre primaire. Par convention, on dira dans la description qui suit que ce qui se trouve à gauche sur les dessins est à l' avant et ce qui se trouve à droite est à l'arrière. Le maître-cylindre tandem 10 représenté schématiquement en figure 1 comprend un corps cylindrique 12 dont l'extrémité arrière est fermée par une paroi circulaire 14 traversée axialement à étanchéité par un piston primaire 16 dont la partie avant se trouve dans une chambre primaire 18 remplie de liquide de frein et comportant un orifice de sortie (non représenté) raccordé à des moyens de serrage des freins des roues d'un véhicule automobile. La partie avant du piston primaire 16 comporte une tête 20 déplaçable en translation de façon étanche dans la chambre 18 et formée avec un passage axial 22 dans lequel est engagée la tige axiale 24 d'un clapet 26 qui est sollicité vers l'arrière par un ressort 28 dans une position de fermeture du passage 22. L'extrémité avant du ressort 28 prend appui sur la surface interne d'un conduit cylindrique 30 qui est formé à l'extrémité avant du 6 _ piston primaire 16 et à l'intérieur duquel est logé le clapet 26. Le passage axial 22 débouche à son extrémité arrière dans une chambre d'alimentation 32 sétendant entre la tête 20 du piston et la paroi arrière 14 du maître-cylindre 10, cette chambre d'alimentation 32 étant reliée par un conduit 34 du corps 12 à un chambrage 36 destiné à recevoir à étanchéité un embout tuLulaire d'un réservoir (non représenté) de lo liquide de frein. Une goupille transversale 38 est montée fixement dans la chambre d'alimentation 32 et traverse une lumière 40 de la tige du piston primaire 16, cette goupille 38 limitant le mouvement vers l' avant du piston primaire 16 et formant un appui de la tige de clapet 24 de telle sorte que, dans la position de repos du piston primaire 16 représentée en figure 1, la tête de clapet 26 est écartée de l'extrémité avant du passage 22 et permet une communication entre la chambre primaire 18 et la chambre d'alimentation 32. Le piston primaire 16 est sollicité vers sa position de repos par un ressort de rappel 42 qui prend appui à son extrémité avant sur l'extrémité arrière du piston secondaire 44 et à son extrémité s arrière sur une butée de ressort 46 qui est montée avec jeu sur le conduit 30 du piston primaire et qui prend appui à son extrémité arrière sur la tête de piston 20. La partie avant de la butée de ressort 46 est traversoe par une tige axiale 48 dont l'extrémité avant est fixée, par exemple par vissage, sur la face arrière du piston secondaire 44 et dont l'extrémité arrière comporte une tête 50 de retenue de l'extrémité avant de la butée de ressort 46. Cette disposition permet de fixer la longueur au repos de _e. i la chambre pr ima ire 1 8 et la précontrainte du re s sort de rappel 42. Comme le piston primaire 16, le piston secondaire 44 est monté coulissant à étanchéité dans une chambre secondaire 52 comportant une sortie (non représentée) raccordée aux moyens d'actionnement des freins des roues du véhicule. L'extrémité avant du piston secondaire 44 est solidaire d'un conduit axial cylindrique 54 entourant un clapet dont la tête 56 o est destinse à fermer de façon étanche un passage axial 58 du piston secondaire, qui établit une communication entre la chambre secondaire 52 et une chambre d'alimentation 60 relise à un chambrage 62 du corps cylindrique 12 du maître-cylindre destiné à recevoir un embout tubulaire du réservoir de liquide de frein. Une goupille transversale 64 montée fixement dans la chambre d'alimentation 60 traverse avec jeu une lumière 66 du piston secondaire 44 et forme une butée pour la tige axiale 68 du clapet 56 pour maintenir ce clapet en position d'ouverture du passage axial 58 quand le piston secondaire est dans sa position de repos représentée en figure 1. Le clapet 56 est sollicité en position de fermeture du passage 58 par un ressort 70 dont l'extrémité avant prend appui sur la face interne du conduit cylindrique 54. Un ressort 72 de rappel du piston secondaire dans sa position de repos prend appui à son extrémité avant sur la paroi avant 74 du maître-cylindre 10 et à son extrémité arrière sur le piston secondaire 44. De préférence, la précontrainte du ressort 72 dans la position de repos de la figure 1 est inférieure à e du ressort 42 de rappel du piston primalre Ce maître-cylindre fonctionne de la façon suivante: quand le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein pour le freinage du véhicule, l' effort appliqué à la péJale de frein est amplifié par un servomoteur d' assistance pneumatique et transmis au piston primaire 16 du maître-cylindre qui est déplacé vers l' avant dans le sens indiqué par la flèche 76 et qui déplace vers l' avant le piston lo secondaire 44. Dans la position de repos représentée en figure 1, les passages axiaux 22 et 58 des pistons primaire 16 et secondaire 44 sont ouverts et le début du déplacement vers l' avant des pistons primaire 16 et secondaire 44 ne provoque pas d' augmentation de pression dans les chambres primaire 18 et secondaire 52, le liquide de frein contenu dans la chambre secondaire 52 pouvant s'écouler vers la chambre d'alimentation 66 par le passage axial 58 du piston secondaire 44. Quand le piston secondaire 44 arrive au contact de la tête de clapet 56, le passage axial 58 de communication entre la chambre secondaire 52 et la chambre d'alimentation 66 est fermé de façon étanche et le déplacement vers l' avant du piston secondaire provoque alors une augment at ion de pres s ion dans la chambre secondaire 52. La force générée par cette augmentation de pression commence par compenser la différence de précontrainte des ressorts 42 et 72 puis crce une réduction du volume de la chambre primaire 18, d'abord sans augmentation de pression dans la chambre primaire 18 tant que la tête du clapet 26 reste à distance de l'extrémité avant du passage axial 22, puis, ce passage étant obturé à étanchéité par la tête de clapet, le déplacement relatif vers l' avant du piston primalre 16 provoque - 9 une augmentation de press ion dans la chambre primaire 18. L' augmentation de pression dans les chambres 18 et 52 est transmise aux moyens de serrage des freins des roues du véhicule. Quand le conducteur cesse d'appuyer sur la pédale de frein, la pression du liquide de frein dans les chambres 18 et 52 et les ressorts de rappel 42 et 72 ramènent les pistons primaire et secondaire 16, 44 o vers leur position de repos, les tiges de clapet 24 et 68 reviennent en appui sur les goupilles 28, 64 respectivement, des communications sont à nouveau établies entre les chambres 18 et 32 ainsi qu'entre les chambres 52 et 60, et les divers composants du maître cylindre reviennent dans leurs positions de repos représentées en figure 1. Les courses mortes du piston primaire 16 et du piston secondaire 44 retardent le début du freinage, puisque aucune augmentation de pression n'a lieu dans les chambres 18 et 52 avant la fermeture des passages axiaux 22 et 58 par les têtes des clapets 26 et 56. Ces courses mortes dépendent des tolérances de fabrication et de montage des maîtres-cylindres et il est difficile de les contrôler de façon précise. L' invention propose de les masquer en utilisant pour cela des moyens simples, efficaces et peu coûteux, comprenant des clapets additionnels qui sont montés sur les clapets 26, 56 précités et qui ont pour fonction de réduire l'écoulement de liquide de frein par les passages axiaux 22 du piston primaire 16 et 58 et du piston secondaire 44 pendant les courses mortes de ces derniers. Le clapet additionnel monté sur le clapet 26 du piston primaire 16 comprend une rondelle transversale 80 déplaçable sur une tige axiale 82 portée par le 1G clapet 26 et s'étendant vers l' avant depuis la tête du clapet, la rondelle 80 ayant un diamètre extérieur supérieur au diamètre interne du conduit cylindrique du piston primaire 16 de facon à pouvoir obturer ce conduit de façon sensiblement étanche. Un ressort 84 prenant appui à son extrémité avant sur une tête avant 86 de la tige axiale 82 et à son extrémité arrière sur la rondelle 80 sollicite celle-ci vers sa position d'obturation du conduit 30. Un orifice 0 travereant 88 de la rondelle 80 permet un écoulement de liquide de frein à déUit réduit entre la chambre 18 et l'intérieur du conduit 30 quand la rondelle 80 du clapet additionnel est en position d'obLuration de ce conduit. De même, le clapet 56 du piston secondaire 44 est équipé d'un clapet additionnel, avantageusement identique à celui du clapet du piston primaire, ce clapet additionnel comprenant une autre rondelle 80 déplaçable sur une tige axiale 90 s'étendant vers l' avant depuis la tête du clapet 56 et sollicitée par un ressort 92 pour venir obturer de façon sensiblement étanche. l'extrémité avant du conduit cylindrique 54 du piston secondaire 44. Le ressort 92 prend appui à son extrémité avant sur une tête. avant 94 de la tige axiale 90 et à son extrémité arrière sur la rondelle 80. Celle-ci comporte un orifice traversant 88 qui permet un écoulement de liquide de frein à débit réduit de la chambre secondaire 52 dans le conduit 54. Ces clapets additionnels fonctionnent de la façon suivante: dans la position de repos représentée en figure 1, les rondelles 80 des clapets additionnels ferment de façon sensiblement étanche les conduits 30 du piston primaire 16 et 54 du piston secondaire 44. Comme déjà décrit, les têtes des clapets 26 et 56 restent écartées des extrémités avant des passages axlaux 22 et 58 respectivement du piston primaire et du piston secondaire. Lorsque le conducteur appuie s sur la pédale de frein et que les pistons primaire et secondaire commencent leur déplacement vers l' avant et parcourent le début de leur course morte, le débit forcé de liquide de frein par l' orifice travereant 88 de la rondelle 80 se traduit par une augmentation de lo la pression de la chambre secondaire 52 dès le début du déplacement vers l' avant des pistons primaire et secondaire à partir de leur position de repos. L' augmentation de pression dans la chambre 52 provoque une diminution du volume de la chambre primaire 18, ce qui se traduit par une augmentation de pression dans la chambre primaire 18, en raison de l'obturation du conduit 30 par la rondelle 80 du additionnel 80 porté par le clapet 26. Dans la position de freinage représentée en figure 3, le passage axial 22 de la tête du piston primaire est obLuré par la tête du clapet 26 et le conduit 30 contenant cette tête de clapet reste obturé par la rondelle 80 du clapet additionnel. Lorsque le véhicule automobile est équipé d'un circuit du type ESP, le fonctionnement de ce circuit nécessite l'alimentation d'une pompe en liquide de frein fourni par la sortie du maître-cylindre 10. Cette alimentation provoque une dépression dans les chambres primaire 18 et secondaire 52 du maître cylindre et l'ouverture des clapets additionnels et des clapets 26 du piston primaire et 56 du piston secondaire, comme représenté schématiquement en figure 4 pour le piston primaire, cette ouverture permettant l'alimentation en liquide de frein de la _ 12 pompe du circuit ESP à partir du réservoir relié au maître cylindre 10. Les rondelles 80 des clapets additionnels sont réalisoes en une matière rigide, par exemple métallique ou plastique, qui résiste au liquide de frein. Les pressions subies par les clapets additionnels sont relativement faibles et limitées aux pressions développées dans les chambres 18 et 52 pendant les courses mortes des pistons primaire et secondaire, ces pressions étant par exemple de l'ordre de 10 bars au maximum. Les trous 88 des rondelles 80 permettent un écoulement de liquide de frein des chambres 18 et 52 vers le réservoir en cas de dilatation thermique du liquide de frein. Par exemple, les diamètres de ces trous sont compris entre 0,4 et 0,6 mm environ et peuvent varier en fonction des jeux entre les rondelles 80 et les tiges axiales 82, 90 sur lesquelles ces rondelles sont axialement déplacables. i _ 13 REVENDICATIONS 1 - Maître-cylindre hydraulique pour cTrcuit de freinage de véhicule automobile, comprenant au moins un piston (16, 44) déplaçable axialement dans une chambre de travail (18, 52) et formé avec un passage axial (22, 58) de communication entre ladite chambre de travail (18, 52) et une chambre (32, 60) d'alimentation en liquide de frein, et un clapet (26, 0 56) sollicité par un ressort (28, 70) pour fermer ledit passage quand le piston (16, 44) a parcouru une course morte dans ladite chambre de travail (18, 52) à partir d'une position de repos, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (80) de masquage de la course morte précitée, permettant de réduire l'écoulement de liquide par le passage axial (22, 58) précité pour augmenter la pression dans la chambre de travail (18, 52) pendant la course morte du piston, ces moyens étant portés par le clapet (26, 56). 2 - Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de masquage de la course morte comprennent un clapet additionnel (80) sollicité par un ressort (84, 92) dans une position de fermeture d' un conduit (30, 54) d' extrémité du piston (16, 44), ledit clapet additionnel comportant des moyens (88) permettant un écoulement réduit de liquide dans ledit conduit (30, 54) lorsque celui-ci est obturé par le clapet additionnel (80). 3 - Maître-cylindre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit clapet additionnel (80) comporte au moins un orifice travereant (88) pour l'écoulement réduit du liquide. 4 - Maltre-cylindre selon l'une des revendications prAcAdentes, caractArisA en ce que le clapet (26, 56) de fermeture du passage axial (22, 58) du piston (16, 44) est log l'intArieur du s conduit d'extrAmit (30, 54) dudit piston. - Maltre-clindre selon l'une des revendications 2 A 4, caractArisA en ce que le clapet additionnel comprend une rondelle (80) dAplagable sur une tige aziale (82) solidaire du clapet (26, 56) de fermeture du passage axial (22, 58) du piston (16, 44). 6 - Maltre-cylindre selon l'une des revendications prAcAdentes, comprenant un piston primaire (16) et un piston secondaire (44) dAplagables respectivement dans une chambre primaire (18) et dans gne chambre secondaire (52) pour l'alimentation de ctrcuits primaire et secondaire de freinage, des clapets (26, 56) ports par les pistons primaire et secondaire et sollicits par des ressorts (28, 70) pour fermer des passages axiaux des pistons primaire et secondaire qui relient les chambres primaire et secondaire (18, 52) des chambres (12, 60) d'alimentation en liquide de frein, caract4risA en ce qu'il comprend des moyens (80) de masquage des courses mortes des pistons primaire (16) et secondaire (44), permettant de rAduie l'6coulement de liquide par les passages axiaux (22, 58) de ces pistons pour augmenter la pressign dans les chambres secondaire primaire (18) et secondaire (52), ces moyens Atant ports par les clapets (26, 56) desdits pistons. 7 Maitre-cylindre selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque clapet additionnel (80) est en une matière rigide, par exemple métallique ou plastique, résistant au liquide de frein. 8 - Maîtrecylindre selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l' orifice traversant (88) du clapet additionnel (80) a un lo diamètre compris entre 0,4 et 0,6 mm environ. 9 - Maître-cylindre selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens (80) de masquage des courses mortes des pistons primaire (16) et secondaire (44) sont