Brevet FR2925441A1 — publié le 20090626

L'invention concerne un maître cylindre de frein pour véhicule automobile et plus particulièremer un maître cylindre de frein à coupelles statiques du type comportant un piston primaire et un piston secondaire. Un maître cylindre de frein à coupelles statiques comporte de façon générale quatre coupelles telles que les coupelles cl à c4 de la figure 1. Leur fonction de base est une fonction d'isolation. C'est ainsi que sur la figure 1, la coupelle cl isole la chambre primaire h1 et le trou d'alimentation en fluide de frein tl à partir de l'extérieur. La coupelle c2 isole la chambre primaire hl du trou tl lorsque le piston primaire pp se déplace vers une position de freinage. La coupelle c3 isole la chambre primaire pp de la chambre secondaire ps et du trou d'alimentation t2. La coupelle c4 isole la chambre secondaire h2 du trou t2 lorsque le piston secondaire ps se déplace vers une position de freinage. Cependant, outre ces fonctions d'isolation et des frottements sur les pistons qui en résultent, les coupelles c2 et c4 permettent une réalimentation des chambres primaire et secondaire. Leurs positions selon l'axe du maître cylindre déterminent la course morte de fonctionnement du maître cylindre. En effet, lor du déplacement des pistons, le maître cylindre ne peut commencer à assurer un freinage que lorsque les trous tels que tpl du piston primaire pp se sont déplacés suffisamment au delà de la coupelle c2 et que les trous tels que tsl du piston secondaire ps se sont déplacés suffisamment au delà de la coupelle c4. Cependant, dans les nouveaux systèmes actuels, on a besoin maintenant de réalimenter en fluide de freinage les chambres du maître cylindre en raison du fait que certains systèmes dont peut être équipé le véhicule, tel que les système de correction automatique de trajectoire (ESP: Electronic Stability Program en terminologie anglo-saxonne), conduisent à prélever du fluide dans le circuit de freinage. On peut donc avoir besoin d'augmenter la dimension des trous tpl et tsl pour permettre une réalimentation la plus rapide que possible des chambres primaire et secondaire du maître cylindre. Cette augmentation des diamètres de ces trous peut alors conduire à augmenter la course morte du maître cylindre. L'invention a pour objet de résoudre cet inconvénient. L'invention concerne donc un maître cylindre de frein comportant disposés selon l'axe 20 du maître cylindre: une chambre primaire dans laquelle coulisse axialement un piston primaire, une chambre secondaire dans laquelle coulisse axialement un piston secondaire, 25 caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins une première canalisation d'alimentation de fluide de frein qui débouche dans la chambre primaire à travers une première face qui est perpendiculaire à l'axe du maître 30 cylindre, - un premier clapet capable de s'appliquer sur ladite première face pour obturer la première canalisation, - au moins une deuxième canalisation d'alimentation de fluide frein qui débouche dans la chambre secondaire à travers une deuxième face qui est perpendiculaire à l'axe du maître cylindre, - un deuxième clapet capable de s'appliquer 10 sur ladite deuxième face pour obturer la deuxième canalisation. L'invention prévoit de préférence que lesdites première et deuxième faces sont planes et en ce que lesdits clapets possèdent chacun une 15 face plane capable de s'appliquer à l'une desdites faces. Avantageusement, le piston primaire possède un premier dispositif de rétention destiné à écarter le premier clapet de ladite première face 20 lorsque le maitre cylindre de frein est au repos. Egalement, l'invention prévoit avantageusement que le piston secondaire possède un deuxième dispositif de rétention destiné à écarter le deuxième clapet de ladite deuxième face lorsque le 25 maître cylindre de frein est au repos. le premier et le deuxième dispositif de rétention sont avantageusement des épaulements appartenant respectivement au piston primaire et au piston secondaire et localisés dans la chambre 30 primaire et dans la chambre secondaire respectivement. Alternativement, les dispositifs de rétention sont des circlips montés sur les pistons primaire et secondaire (ou tout autres éléments rapportés sur les pistons). Selon l'invention, il est également prévu avantageusement que le maître cylindre comporte un premier élément élastique destiné à exercer un effort sur le premier clapet de façon que sa face plane puisse s'appliquer sur ladite première face lorsque le piston primaire se déplace pour actionner un freinage. De même, un deuxième élément élastique est destiné à exercer un effort sur le deuxième clapet de façon que sa face plane puisse s'appliquer sur ladite deuxième face lorsque le piston secondaire se déplace jour actionner un freinage. Selon une forme de réalisation de l'invention, le maître cylindre de l'invention comporte: un corps possédant une cavité cylindrique et un premier et un deuxième trou d'accès traversant la paroi du corps et débouchant dans la cavité cylindrique, - un premier cylindre tubulaire placé dans la cavité du corps et dans la paroi duquel est prévue ladite deuxième canalisation qui débouche selon ladite deuxième face, un trou radial permettant la communication de la deuxième canalisation avec le deuxième trou d'accès, - un deuxième cylindre tubulaire placé dans la cavité du corps dans l'alignement du premier cylindre et dans la paroi duquel est prévue ladite première canalisation qui débouche selon ladite première face, un trou radial permettant la communication de la première canalisation avec le 5 premier trou d'accès. Le piston secondaire est alors destiné à coulisser dans ce deuxième cylindre tubulaire, - un troisième cylindre tubulaire placé dans la cavité du corps dans l'alignement du deuxième cylindre tubulaire. Le piston primaire est alors destiné à coulisser dans ce troisième cylindre tubulaire. Avantageusement, selon cette fcrme de réalisation, le premier clapet est situé entre une face d'une extrémité du troisième cylindre tubulaire et ladite première face. De façon similaire, le deuxième clapet est situé entre une face d'une extrémité du deuxième cylindre tubulaire et ladite deuxième face. Selon cette forme de réalisation, on peut prévoir que ladite extrémité du troisième cylindre tubulaire comporte une cavité dans laquelle est placé ledit premier élément élastique, et que ladite extrémité du deuxième cylindre tubulaire comporte une cavité dans laquelle est placé ledit deuxième élément élastique. Avantageusement, lesdits éléments élastiques sont des ressorts. Alternativement, lesdits éléments élastiques font partie desdits clapets. Selon une variante de réalisation, une première partie au moins du deuxième cylindre tubulaire possède un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur du premier cylindre tubulaire. Le piston secondaire est alors destiné à coulisser dans cette première partie et possède un épaulement extérieur destiné à plaquer le deuxième clapet contre ladite extrémité du deuxième cylindre tubulaire. L'invention prévoit également que le troisième cylindre tubulaire peut posséder un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur de la partie du deuxième cylindre tubulaire qui est contiguë avec le troisième cylindre tubulaire. Le piston primaire qui est destiné à coulisser dans ce troisième cylindre tubulaire possède alors avantageusement un épaulement extérieur destiné à plaquer le premier clapet contre ladite extrémité du troisième cylindre tubulaire. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu un joint isolant la chambre primaire de la chambre secondaire. Ce joint est situé dans le deuxième cylindre tubulaire au niveau du piston primaire pour réaliser une étanchéité entre ce piston et. la paroi intérieure du deuxième cylindre tubulaire. Selon cette forme de réalisation de l'invention, l'extrémité du corps située du côté du premier cylindre est borgne et l'extrémité du corps située du côté du troisième cylindre est fermée par un capot possédant un trou axial par lequel le piston primaire est commandé. Dans une telle forme de réalisation, l'invention prévoit avantageusement que la cavité 5 intérieure du corps est axialement de diamètre uniforme. De façon similaire l'invention prévoit avantageusement que le diamètre extérieur du corps est axialement: uniforme ou quasiment uniforme. 10 Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figlres annexées qui représentent: 15 - la figure 1, une vue en coupe axiale d'un maître cylindre de frein connu dans la technique et déjà décrite précédemment, - la figure 2, une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation simplifié d'un maître 20 cylindre de frein selon l'invention - la figure 3, une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation plus détaillé d'un maître cylindre de frein selon l'invention, - la figure 4, une vue en coupe de détail 25 d'une partie de la chambre secondaire du maître cylindre. En se reportant à la figure 2, on va donc décrire tout d'abord un exemple de réalisation simplifié d'un maître cylindre de frein selon 30 l'invention. 8 Ce maître cylindre comporte un corps 5 possédant une cavité 50 dans laquelle sont alignés selon l'axe XX', trois cylindres tubulaires 31, 32 et 33. Le corps 5 est complètement fermé à son extrémité 52 et possède deux trous d'accès radiaux 40 et 41 qui traversent la paroi du corps 50. Ces trous sont alignés selon une ligne parallèle à l'axe XX'. Ils permettent le raccordement d'un réservoir de fluide de freinage non représenté sur la figure et qui permettra d'alimenter le maître cylindre en fluide de freinage. Le cylindre tubulaire 31 est situé dans le fond de la cavité 50. Il possède au moins une canalisation 23 qui est située dans la paroi du cylindre 31 parallèlement à l'axe XX'. Cette canalisation débouche dans la face d'extrémité 24 du cylindre 31. De plus, un trou radial 26 relie la canalisation 23 à la périphérie du cylindre et notamment au trou d'accès 41. L'intérieur du cylindre 31 constitue la chambre secondaire 2 du maître cylindre de frein. La chambre 2 peut donc être alimentée en fluide de freinage par la canalisation 23 et le trou radial 26. Le deuxième cylindre tubulaire 32 est situé dans le prolongement du premier cylindre 31. Le piston secondaire 20 est destiné à coulisser axialement dans ce deuxième cylindre. Entre les deux extrémités en vis-à-vis 24 et 35 30 des deux cylindres 31 et 32 est prévu un joint ou clapet 21 mobile axialement. 9 Le piston secondaire 20 possède un épaulement 27 dont la fonction est de pousser le clapet 21 contre la face 35 du cylindre 32 lorsque le maître cylindre de frein ne reçoit pas d'ordre de freinage. De plus, le cylindre 32 possède une cavité 37 (cavité circulaire par exemple) qui débouche dans la face 35. Cette cavité 35 possède un élément élastique 22 tel qu'un ressort qui tend à pousser le clapet 21 vers la face 24 du premier cylindre 31. Le troisième cylindre tubulaire 33 est situé en bout du deuxième cylindre 32. Le piston primaire 10 est destiné à coulisser dans ce troisième cylindre. La partie intérieure du deuxième cylindre 32 située entre le piston secondaire 20 et le troisième cylindre constitue la chambre primaire 1 du mitre cylindre de frein. Le deuxième cylindre 32 possède au moins une canalisation 13 qui est située dans sa paroi parallèlement à l'axe XX'. Cette canalisation débouche dans la face d'extrémité 14 du cylindre 32. De plus, un trou radial 16 relie la canalisation 13 à la périphérie du cylindre et notamment au trou d'accès 40. La chambre 1 peut donc être alimentée en fluide de freinage par la canalisation 13 et le trou radial 16. Entre les deux extrémités en vis-à-vis 14 et 34 des deux cylindres 32 et 33 est prévu un joint ou clapet 1l mobile axialement. Le piston primaire 10 possède un épaulement 17 30 dont la fonction est de pousser le clapet 11 contre la 10 face 34 du cylindre 33 lorsque le maître cylindre ne reçoit pas d'ordre de freinage. De plus, le cylindre 33 possède une cavité 36 (cavité circulaire par exemple) qui débouche dans la face 34. Cette cavité 36 possède un élément élastique 12 tel qu'un ressort qui tend à pousser le clapet vers la face 14 du cylindre 32. Un capot 54 permet de refermer le corps 5 du maître cylindre et de maintenir en place les différents éléments décrits précédemment et contenus dans la cavité 50. Ce capot comporte un trou axial 55 permettais: le passage du piston primaire 10 ou d'une tige permettant la commande de ce piston primaire. Sur la figure 2, le capot 54 est serti sur le 15 corps 5 du maître cylindre, mais il pourrait également être vissé sur =_e corps 5. Lorsque le maître cylindre de frein est au repos (aucune commande de freinage n'est appliquée au piston primaire 10, le système est dans la position représentée 20 sur la figure 2.. Les clapets 11 et 21 sont plaqués contre les faces 34 et 35 respectivement par les épaulements 17 et 27 des pistons primaire et secondaire. Lorsqu'une commande freinage est appliquée au piston primaire 10, celui-ci se déplace vers la gauche. 25 L'élément élastique 12 pousse vers la gauche le clapet 11. Celui-ci bouche la canalisation 13 d'alimentation en fluide de freinage de la chambre primaire. La ch mbre primaire est isolée du trou d'accès 40 auquel est raccordé le réservoir de liquide frein. 30 De même, le piston secondaire 20, qui est entraîné par le piston primaire 10, se déplace vers la 11 gauche. Le clapet 21 est alors poussé, par l'élément élastique 22, contre la face 24 et obture la canalis,tion 23. La chambre secondaire est ainsi également isolée du trou d'accès 41 auquel est raccordé le réservoir de liquide de frein. Le temps mort de fonctionnement du maître cylindre de la figure 2 ne correspond donc qu'à la course des clapets 11 et 21. Cette course peut être faible tout en permettant un débit important pour l'alimentation des chambres primaire et secondaire. En effet: -l'alimentation de ces chambres se fait par la totalité des circonférences intérieures des faces 14 et 24, - il est possible de prévoir plusieurs 15 canalisations telles que 13 et 23 dont les extrémités de sortie peuvent être situées sur des cercles sur les faces 14 et 24, - les sections des canalisations telles que 13 et 23 peuvent relativement importantes. 20 On voit donc que le système de l'invention permet d'augmenter le débit d'alimentation des chambres du maître cylindre de frein sans augmenter la course morte de fonctionnement du maître cylindre voire même co la diminuant. 25 La figure 3 représente un exemple de réalisation plus détaillé du maître cylindre de frein selon l'invention. Ce maître cylindre de frein comporte les mêmes dispositifs que le maître cylindre de la figurE 2. Il comporte en plus dans le troisième cylindre 30 tubulaire 33 un joint à coupelle 61 qui réalise une étanchéité entre le cylindre 33 et le piston primaire 12 pour isoler la chambre primaire 1 de l'extérieur du maître cylindre. Il comporte également deux joints à coupelle 62 et 63 situés dans le deuxième cylindre tubulaire 32. Ces joints réalise une étanchéité entre le cylindre 32 et le piston secondaire 20. Le joint à coupelle 62 isole la chambre primaire de la chambre secondaire. Le joint à coupelle 63 permet la mise en pression de la chambre secondaire 2. Comme cela est visible en détail sur la figure 4, une ouverture 38 est reliée par une canalisation 39 au trou d'accès 41 de façon à garder du liquide de frein à pression atmosphérique entre la coupelle séparatrice 62 (ou C3) et la coupelle de pression secondaire 63 (ou C4) comme cela est connu dans la technique. Par ailleurs, dans le maître cylindre de la figure 2, le diamètre du piston primaire 10 est plus petit que celui du piston secondaire 20. Dans le maître cylindre de la figure 3, les pistons primaire et secondaire sont du même diamètre. Pour que cela soit possible, en raison du fait que le piston primaire possède l'épaulement 17, la partie du cylindre tubulaire 32 correspondant à la chambre primaire possède un diamètre intérieur supérieur au diamètre intérieu2 du cylindre 33. Le deuxième cylindre 32 présente donc deux parties de diamètres différents. L'invention prévoit également, selon une variante de réalisation non représentée, que le cylindre 32 peut être réalisé en deux pièces de diamètres différents. Selon une autre variante de réalisation non représentée le diamètre du piston primaire est supérieur 13 au diamètre du piston secondaire. Cela est obtenu en augmentant le diamètre du cylindre 32 dans la parie correspondant à la chambre primaire. Dans la description qui précède, l'invention_ prévoit que les pistons primaire 10 et secondaire 2C possèdent des épaulements 17 et 27 respectivement. Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de prévoir des moyens de rétention d'une nature différente. Par exemple, il est possible de prévoir des éléments rapportés tels que des rondelles de type circlips en lieu et place des épaulements 17 et 27. Avantageusement, les clapets 11 et 21 sont en matériau relativement rigide mais suffisamment déformable pour assurer une bonne fermeture des canalisations 13 et 23. Cependant, selon une variante de réalisation, les clapets 11 et 21 peuvent être en matériau élastique. Selon une autre variante de réalisation, des éléments élastiques peuvent faire partie des clapets. Ces éléments élastiques remplacent alors les ressorts 12 et 22. Dans les exemples de réalisation ainsi décrits, la cavité 50 du corps 5 du maître cylindre possède un diamètre uniforme. Selon une variante de réalisation la surface extérieure du corps 5 peut se présenter so_s la forme d'un cylindre, ce qui permet alors de réaliser ce corps 5 par extrusion. Avantageusement, les cylindre 31, 32 et 33 seront réaliser en matière plastique rigide. 5 10 15 20 25 REVENDICATIONS 1. Maître cylindre de frein comportant disposés selon l'axe (XX') du maître cylindre: une chambre primaire (1) dans laquelle coulisse axialement un piston primaire (10), une chambre secondaire (2) dans laquelle coulisse axialement un piston secondaire (20), caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins une première canalisation (13 d'alimentation de fluide de frein qui débouche dans la chambre primaire (1) à travers une première face (14) perpendiculaire à l'axe (XX') du maître cylindre, - un premier clapet (11) capable de s'appliquer sur ladite première face (14) pour obturer la première canalisation (13), - au moins une deuxième canalisation (23) d'alimentation de fluide frein qui débcuche dans la chambre secondaire (2) à travers une deuxième face (24) perpendiculaire à l'axe (XX') du maître cylindre, un deuxième clapet (21) capable de s'appliquer sur ladite deuxième face 15 (24) pour obturer la deuxième canalisation (23). 2. Maître cylindre de frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième face (14, 24) sont planes et en ce que lesdits clapets (11, 21) possèdent chacun une face plane capable de s'appliquer à l'une desdites faces (14, 24) perpendiculaires à l'axe (XX') du maître cylindre. 3. Maître cylindre de frein selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston primaire (10) possède un premier dispositif de rétention (17) destiné à écarter le premier clapet (11) de ladite première face (14) lorsque le maître cylindre de frein est au repos, et en ce que le piston secondaire (20) possède un deuxième dispositif de rétention (27) destiné à écarter le deuxième clapet (21) de ladite deuxième face (24) lorsque le maître cylindre de frein est au repos. 4. Maître cylindre de frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier et le deuxième dispositifs de rétention (17, 27) sont des épaulements appartenant respectivement au piston primaire et au piston secondaire et localisés dans la chambre primaire et dans la chambre secondaire respectivement. 5. Maître cylindre de frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs de rétention (17, 27) sont des circlips montés sur les pistons primaire et secondaire. 6. Maître cylindre de frein selon la revendication 3, caractérisé en ce qH'il comporte un premier élément élastique (12) destiné à exercé un effort sur le premier clapet (11) de façon que sa face plane puisse s'appliquer sur ladite première face (14) lorsque le piston primaire (101 se déplace pour actionner un freinage, ainsi qu'un deuxième élément élastique (22) destiné à exercé un effort sur le deuxième clapet (21) de façon que sa face plane puisse s'appliquer sur ladite deuxième face (24) lorsque le piston secondaire (20i se déplace pour actionner un freinage. 7 Maître cylindre de frein selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte: un corps (5) possédant une cavité cylindrique (50) et un premier et un deuxième trou d'accès (40, 41) traversant la paroi du corps et débouchant dans la cavité, un premier cylindre tubulaire (31) pLacé dans la cavité (50) du corps et dans la 30 paroi duquel est prévue ladite deuxième canalisation (23) qui débouche selon 10 15 20 25 ladite deuxième face (24), un trou radial (26) permettant la communication de la deuxième canalisation avec le deuxième trou d'accès (41), - un deuxième cylindre tubulaire (32) placé dans la cavité (50) du corps (5) dans l'alignement du premier cylindre (31) et dans la paroi duquel est prévue ladite première canalisation (13) qui déboache selon ladite première face (14), un trou radial (16) permettant la communication de la première canalisation (13) avec le premier trou d'accès (40), le piston secondaire étant destiné à coulisser éans ce deuxième cylindre tubulaire, - un troisième cylindre tubulaire (33) placé dans la cavité (50) du corps (5) dans l'alignement du deuxième cylindre tubulaire, le piston primaire é:ant destiné à coulisser dans ce troisième cylindre tubulaire. 8. Maître cylindre de frein selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier clapet (11) est situé entre une face d'une extrémité (34) du troisième cylindre tubulaire (33) et ladite première face (14), et en ce que le deuxième clapet est situé entre une face d'une extrémité (35) du deuxième cylindre tubulaire (33) et ladite deuxième face (24). 9. Maître cylindre de frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite extrémité (34) du troisième cylindre tubulaire (33) comporte une cavité (36) dans laquelle est placé ledit prunier élément élastique (12), et en ce que ladite extrémité (35) du deuxième cylindre tubulaire (32) comporte une cavité (37) dans laquelle est placé ledit deuxième élément élastique (22). 10. Maître cylindre de frein selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits éléments élastiques (12, 22) sont des ressorts. 11. Maître cylindre de frein selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits éléments élastiques font partie desdits clapets (11, 21) 12. Maître cylindre de frein selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une première partie au moins du deuxième cylindre tubulaire (32) possède un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur du premier cylindre tubulaire (31), le piston secondaire (20) étant destiné à coulisser dans cette première partie et possédant un épaulement extérieur (27) destiné à plaquer le deuxième clapet (21) contre ladite extrémité (35) du deuxième cylindre tubulaire (32). 13. Maître cylindre de frein selon la revendication 12, caractérisé en ce que le troisième cylindre tubulaire (33) possède un diamètre intérieur inférieur au diamètre intérieur de la partie du deuxième cylindre tubulaire (32) qui est contiguë avec le troisième cylindre tubulaire, le piston primaire (10) étant destiné à coulisser dans ce troisième cylindre tubulaire et possédant un épaulement extérieur (17) destiné à plaquer le premier clapet (11) contre ladite extrémité (34) du troisième cylindre tubulaire (33). 14. Maître cylindre de frein selon la revendication 13, caracterise en ce qu'il comporte au moins un joint (62, 63) isolant la chambre primaire de la chambre secondaire, ce joint étant situé dans le deuxième cylindre tubulaire (32) au niveau du piston primaire (20) pour réaliser une étanchéité entre ce piston et la paroi intérieure du deuxième cylindre tubulaire (32). 15. Maître cylindre de frein selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'extrémité du corps (5) située du côté du premier cylindre (31) est borgne et en ce que l'extrémité du corps située du côte du troisième cylindre est fermée par un capot (54) possédant un trou axial (55) par lequel le piston primaire est commandé.16. Maître cylindre de frein selcn l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité intérieure du corps est axialement de diamètre uniforme. 17. Maître cylindre de frein selon la revendication 16, caractérisé en ce quo le diamètre extérieur du corps est axialement uniforme ou quasiment uniforme.10