Brevet FR2989046A1 — publié le 20131011

Domaine de l'invention L'invention se rapporte à un piston primaire et un piston secondaire de maître-cylindre d'un véhicule automobile et aux maîtres-cylindres de véhicule muni de tels pistons. Etat de la technique Les maîtres-cylindres tandem connus comportent un piston primaire et un piston secondaire généralement en aluminium et montés tous deux en série dans un alésage axial d'un corps de maître-cylindre de frein, généralement réalisé en aluminium et usiné. Un tel maître-cylindre est décrit dans le document FR 2 827 244 représenté ici à la figure 1. Une tige de poussée 16 dans la cavité 17 du piston primaire 2 permet de l'actionner et mettre sous pression le liquide de frein dans une chambre primaire 9 et le piston secondaire 3 met sous pression le liquide de frein dans une chambre secondaire 10. Des ressorts primaire 7 et secondaire 8 repoussent les pistons 2, 3 dans le sens inverse du déplacement assurant la montée en pression. L'alésage 11 du maître-cylindre 1 est alimenté en liquide de frein par deux trous d'alimentation 12, 13 raccordés à un réservoir de liquide de frein pour alimenter les chambres primaire 9 et secondaire 10. Ces trous 12, 13 débouchent dans des chambres annulaires, avec de part et d'autre des joints d'étanchéité annulaires appelés coupelles 4 A,B, 5A,B des gorges annulaires bordant les chambres annulaires. L'alimentation des chambres 9, 10 en liquide de frein se fait lorsque les pistons 2, 3 sont au repos dans la position représentée à la figure 1. L'alimentation se fait à travers des trous 14, 15 dans les parois des pistons 2, 3 faisant alors communiquer les trous d'alimentation 12, 13 et les chambres annulaires avec l'intérieur des pistons 2, 3 donnant respectivement dans les chambres primaire 9 et secondaire 10. L'axe des trous 14, 15 dans les parois des pistons 2, 3 est perpendicu- laire à l'axe des pistons. Lorsque les pistons avancent (sens de la flèche d sur la figure 1) les trous 14, 15 franchissent les joints d'étanchéités 4B, 5B pour isoler les chambres d'alimentations et ainsi permettre l'établissement d'une pression de freinage dans les chambres de pres- sion primaire 9 et secondaire 10. Le maître-cylindre 1 est monté sur un servomoteur d'assistance au freinage. Lorsque les pistons 2, 3 sont déplacés selon le sens de la flèche d par la tige de poussée 16, la coupelle 4B isole la chambre de pression primaire 9 du trou d'alimentation 12 et la coupelle 5B isole la chambre de pression secondaire 10 du trou d'alimentation 14. Lorsque l'effort sur la tige de poussée 16 est relâché, le volume de liquide de frein accumulé dans les freins et les ressorts 7, 8 repoussent les pistons en position repos. Il peut arriver, que lors d'un relâché rapide de la tige de poussée 16, la pression du liquide de frein contenu dans les chambres 9, 10 du maître-cylindre 1 passe en dessous de la pression atmosphérique, à cause des ressorts 7, 8 qui repoussent les pistons 2, 3 plus vite que l'arrivée de liquide de frein dans les chambres 9, 10 du maître-cylindre 1. Au moment où les pistons 2, 3 arrivent en position repos, la communication entre le réservoir de liquide de frein à pression atmosphérique et les chambres 9, 10 s'ouvre de manière directe, le liquide de frein passe alors rapidement et brutalement, ce qui génère un bruit dans le maître-cylindre. La figure 2 montre un piston secondaire 20 de maître- cylindre selon l'état de la technique. L'axe Y des trous 23 forme un angle de 90° avec l'axe X du piston 20. Ces trous traversent un corps 21 du piston 20 et débouchent sur une surface cylindrique 25 et sur une surface intérieure 24 d'une cavité 22. La cavité 22 reçoit un ressort secondaire et la cavité 25 reçoit un ressort primaire non représentés. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un maître-cylindre permettant de limiter les bruits dus à la circulation du liquide de frein. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un maître-cylindre de système de frein du type défini ci-dessus caractérisé en ce que les perçages ont un axe incliné par rapport à l'axe du piston tel que l'ouverture du perçage dans la paroi intérieure de la cavi- té du piston et l'ouverture du perçage dans la paroi extérieure du piston soient décalées dans la direction de l'axe pour qu'un rayon perpendiculaire à l'axe et s'appuyant sur la périphérie de l'ouverture du perçage du côté intérieur ne passe pas à l'intérieur de la périphérie de l'ouverture du perçage du côté extérieur. L'invention a principalement pour objet des pistons pri- maire et/ou secondaire de maître-cylindre montés dans un alésage du maître-cylindre. Ces pistons permettent de créer une pression, respectivement dans une chambre de pression primaire et dans une chambre de pression secondaire, sous l'action d'une tige de poussée sur le piston primaire (par convention le coté où se trouve la tige de poussée est l'arrière du maître-cylindre) caractérisé en ce qu'au moins un piston du maître-cylindre possède au moins un trou ou perçage entre la paroi cylindrique du piston et une cavité intérieure du piston dont l'axe n'est pas perpendiculaire à l'axe du piston et dont l'angle est suffisant pour que le trou forme une chicane entre une chambre annulaire où se trouve un trou d'alimentation relié à un réservoir placé au dessus du maître-cylindre et la chambre de pression. Ce trou est avantageusement de forme cylindrique et de section constante mais d'autres formes et des sections variables peuvent être envisagées tel que par exemple, triangu- laire, rectangulaire, oblongue. Effectivement lors d'un retour rapide des pistons du maître-cylindre, la pression des chambres de pression est inferieure à la pression atmosphérique et donc au moment où les pistons arrivent dans la position de repos, les trous des pistons qui permettent le pas- sage entre les chambres de pression et le réservoir passent des points d'étanchéité des coupelles. Les trous dont l'axe est différent de 90° permet de créer une chicane qui ralentit le liquide frein. Cette chicane permet de limiter le bruit généré lorsque le liquide de frein venant du réservoir arrive trop vite dans la chambre de pression. Le bruit est dû à une colonne de liquide qui descend brutalement du réservoir et vient buter sur les parois de la cavité intérieure du piston et les chambres de pression, lors du retour rapide des pistons dans une position repos. Dessins Les différents objets et caractéristiques de l'invention ap- paraîtront plus clairement dans la description et dans les figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe axiale un maître-cylindre connu, la figures 2 est une vue en coupe axiale d'un piston connu, la figure 3 est une vue en coupe axiale et en perspective d'un exemple de réalisation d'un piston selon l'invention, la figure 3a est une vue agrandie d'un détail et en coupe axiale de la figure 3, la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un maître-cylindre d'un exemple de réalisation de l'invention. Description La figure 1 montre un maître-cylindre de frein 100 pos- sédant un alésage 11 dans lequel ont été placés un piston primaire 2 et un piston secondaire 3 et des ressorts primaire 7 et secondaire 8. Les pistons 2 et 3 ont pour rôle de mettre sous pression des chambres de pression primaire 9 et secondaire 10. Des trous d'accès d'alimentation en liquide de frein 12 et 13 sont destinés à être raccordés à un réservoir de liquide de frein (non représenté). De part et d'autre du trou d'accès 12 sont prévues des coupelles 3 et 4 et de part et d'autre du trou d'accès 13 des coupelles 5 et 6. Lorsque le maître-cylindre est au repos, le piston primaire est dans la position représentée sur la figure 1. Les parois des pistons munies de passages 14 et 15 qui font communiquer les trous 12 et 13 avec l'intérieur du piston et les chambres de pression primaire 9 et secondaire 8. Au repos les coupelles 4 et 6 permettent la communication à travers les trous d'accès 12 13 et les chambres de pression primaire et secondaire 9 et 8, elles sont donc alimentées en liquide de frein. Lorsque, sous l'effet d'une force de freinage exercée sui- vant le sens D par la tige de poussée 16 placée dans une cavité 17 du piston primaire 2 ; le piston primaire 2 est déplacé selon le sens de la flèche d, la coupelle 6 obture des passages 15 en forme de trous et la coupelle 4 obture des passages 14. Les chambres de pression primaire et secondaire étant isolées des trous 12 et 13 une pression s'établit dans les chambres 9 et 10 ; cette pression est proportionnelle à l'effort exercé suivant le sens d par la tige de poussée 16. La figure 2 montre un piston secondaire 20 de maître- cylindre selon l'état de la technique. L'axe Y des trous 23 forme un angle de 90° avec l'axe X du piston 20. Ces trous traversent un corps 21 du piston 20 et débouchent dans la surface cylindrique 25 et dans la surface intérieure 24 d'une cavité 22. La cavité 22 reçoit un ressort secondaire, la cavité 25 reçoit un ressort primaire non représentés. Les figures 3 et 3a montrent un piston 30 de maître- cylindre selon l'invention, ayant des trous 33 dont l'axe YY est incliné par rapport l'axe XX du piston 30. L'axe YY forme un angle Gc suffisant pour qu'un point 34, sur la courbe d'intersection de la surface intérieure du trou 33 et de la surface 38 du piston 30, situé le plus en ar- rière du trou 33 du piston 30, soit devant le point 35 situé le plus en avant du trou 33 du piston 30 sur la courbe d'intersection de la surface intérieure du trou 33 et de la surface 36 du piston 30. En d'autres termes, selon la figure 3a, les trous ou perçages 33 avec leur axe incliné YY sont répartis globalement sur le cône généré par l'axe YY tournant autour de l'axe XX. Les perçages coupent la surface extérieure 38 du piston 30 et sa surface intérieure 36 selon une courbe d'intersection extérieure 34 et une courbe d'intersection intérieure 35 délimitant chacune la surface de débouché du perçage. L'inclinaison a de l'axe YY de chaque perçage 33 est choi- sie pour former une chicane dans les conditions suivantes : De façon géométrique, un rayon ZZ perpendiculaire à l'axe XX et passant par un point M se déplaçant sur la courbe intérieure 35 ne passe pas dans la surface délimitée par la courbe extérieure 34. Réciproquement, un tel rayon (non représenté) passant par un point se déplaçant sur la courbe extérieure 34 ne passe pas dans la surface délimitée par la courbe intérieure 35. A titre d'explication supplémentaire, la figure 3a montre les deux positions extrêmes Z1, Z1 ; Z2, Z2 du rayon ZZ. Cette disposition permet de créer un chicane qui ralentit l'écoulement du liquide de frein du réservoir vers la chambre de pression et limite le bruit dans le maître-cylindre. Selon les figures 3 et 3a, le piston 30 a une surface exté- rieure principale 37 de diamètre correspondant au diamètre de l'alésage du maître-cylindre 400 qui se termine à l'extrémité avant par une lèvre de surface extérieure 39 rejoignant la surface principale 37 par une surface tronconique 38. Les perçages 33 débouchent dans cette surface extérieure tronconique 38 reliant la surface extérieure 37 et le levier 39 du piston 30. Selon une caractéristique avantageuse, l'axe Y du trou 33 et l'axe X du piston forment un angle Gc compris entre 30° et 60° et en particulier cet angle Gc est sensiblement égal à 45°. La figure 4 montre un maître-cylindre de frein 400 selon l'invention possédant un alésage 411 recevant un piston primaire 42, un piston secondaire 43, un ressort primaire 47 et un ressort secondaire 48. Les pistons 42, 43 mettent sous pression le liquide de frein des chambres de pression primaire 409 et secondaire 410. Des trous d'alimentation en liquide de frein 412 et 413 sont raccordés à un réser- voir de liquide de frein (non représenté). De part et d'autre du trou d'accès 412 sont prévues des coupelles 44A et 44B et de part et d'autre du trou d'accès 413 sont prévues des coupelles 45A et 45B. Lorsque le maître-cylindre 400 est au repos, le piston primaire 42 et le piston se- condaire 43 sont dans la position représentée sur la figure 4 comme dé- crit ci-dessus selon les figures 3, 3a. Les parois des pistons 42, 43 sont munies de perçages 414 et 415 dont les axes YY sont inclinés par rapport à l'axe XX du maître-cylindre 400.Ces perçages 414, 415 sont situés sur les pistons 42, 43 pour se trouver entre les coupelles 44A,B pour les perçages 414 et entre les coupelles 45A,B pour les perçages 415 lorsque les pistons 42, 43 sont en position de repos de façon que le réservoir de liquide de frein puisse alors remplir la chambre primaire 409 et la chambre secondaire 410. Ainsi, ces perçages 414, 415 font communiquer les trous d'accès 412 et 413 avec l'intérieur des pistons 42, 43 et la chambre de pression primaire 409 et la chambre de pres- sion secondaire 410. Au repos les coupelles 44B et 45B permettent la communication entre les trous d'accès 412, 413 et les chambres de pression 409, 410 qui sont donc alimentées en liquide de frein. Lorsque, sous l'effet d'une force de freinage exercée sui- vant le sens d par une tige de poussée 416 s'appuie au fond de la cavité 417 du piston primaire 42, celui-ci est déplacé selon le sens de la flèche d la coupelle 44B obture les perçages 414, la coupelle 45B obture les perçages 415. Les chambres primaire et secondaire 409, 410 sont alors isolées des trous 412 et 413 et une pression s'y établit. Cette pression est proportionnelle à l'effort exercé suivant le sens d par la tige de pous- sée 416. Lors d'un relâché rapide de la tige de poussée, le liquide de frein contenu dans les chambres de pression 409 et 410 du maître-cylindre 400 passe en dessous de la pression atmosphérique, à cause de l'action des ressorts 47,48 qui repoussent les pistons plus vite que l'arrivée de liquide de frein dans le maître-cylindre. Au moment où les pistons 42, 43 reviennent dans la position repos, la communication se fait entre le réservoir dont le liquide de frein est à la pression atmosphérique et les chambres 409, 410 du maître-cylindre 400 s'ouvre par les perçages 414, 415 formant des chicanes pour le passage du liquide frein qui est freiné, ce qui permet de réduire ou supprimer les bruits dus à l'arrivée trop rapide du liquide de frein dans les cavités avant 419, 420 des pistons 42 et 43 et les chambres 409, 410.25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 corps 2 piston primaire 3 piston secondaire 4A,B coupelles 5A,B coupelles 7 ressort 8 ressort 9 chambre de pression secondaire 10 chambre de pression primaire 11 alésage 12 trou 13 trous 14 trous 15 trous 16 tige de poussée 17 cavité du piston primaire piston primaire 20 21 corps de piston 22 cavité avant 23 trou 24 surface intérieure du piston surface extérieure du piston 25 26 cavité arrière du piston piston/piston primaire 31 corps de piston 32 cavité avant 33 trou/perçage 30 34 courbe extérieure d'intersection du perçage 33 courbe intérieure d'intersection du perçage 33 36 surface intérieure du piston 37 surface extérieure principale du piston 38 surface tronconique 35 39 surface extérieure de la lèvre 41 corps 42 piston primaire 43 piston secondaire 44A,B coupelles 45A,B coupelles 47 ressort 48 ressort 100 maître-cylindre tandem 400 maître-cylindre tandem 409 chambre primaire 410 chambre 411 alésage 412 trou 413 trou 414 perçage 415 perçage 416 tige de poussée 417 cavité arrière du piston primaire 419 cavité avant du piston primaire 420 cavité avant du piston secondaire XX axe du perçage 33 YY axe du perçage 33 X axe du maître-cylindre et des pistons Gc angle entre l'axe XX du piston et l'axe YY du perçage 33 REVENDICATIONS1°) Maître-cylindre de système de freins comportant un corps (41) muni d'un alésage (411) recevant au moins un piston (30, 42, 43) délimitant une chambre (409, 410) reliée au circuit de freins et recevant du liquide de frein d'un réservoir communiquant avec la chambre (409, 410) à tra- vers un trou (412, 413) débouchant dans une chambre annulaire de l'alésage (411), cette chambre annulaire étant délimitée par des joints-coupelles (44A,B, 45A,B) logés dans deux gorges périphériques et le piston (30, 42, 43) comporte des perçages (414, 415) répartis selon une périphérie du piston, débouchant dans la cavité (32, 419, 420) du pis- ton (30, 42, 43) et situés dans une position sur la périphérie du piston telle que lorsque le piston est en position de repos non actionné par le poussoir (416) du maître-cylindre, les trous (412, 413) communiquent avec la chambre (419, 420) à travers les perçages (33, 414, 415) du pis- ton (30, 42, 43) alors qu'après le début du déplacement du piston (30, 42, 43) sous l'effet du poussoir (416), la coupelle (44B, 45B) obture les perçages (33, 414, 415) maître-cylindre caractérisé en ce que les perçages (33, 414, 415) ont un axe (YY) incliné par rapport à l'axe (XX) du piston (30, 42, 43) tel que l'ouverture (35) du perçage (33) dans la paroi intérieure (36) de la cavité (419, 420) du piston (30, 42, 43) et l'ouverture (34) du perçage (33) dans la paroi extérieure (38) du piston (30, 42, 43) soient décalées dans la direction de l'axe (XX) pour qu'un rayon (ZZ) perpendiculaire à l'axe (XX) et s'appuyant sur la périphérie de l'ouverture (35) du perçage (33, 414, 415) du côté intérieur ne passe pas à l'intérieur de la périphérie de l'ouverture (34) du perçage (33, 414, 415) du côté extérieur. 2°) Maître-cylindre de freins selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il est un maître-cylindre tandem ayant un piston primaire (42) et un piston secondaire (43), le piston primaire (42) et le piston secondaire (43) ont un axe (YY) incliné par rapport à l'axe (XX) du piston (42, 43) tel que l'ouverture (35) du perçage (33) dans la paroi intérieure (36) de la cavité (419, 420) du piston (42, 43) et l'ouverture (34) du perçage (33)dans la paroi extérieure (38) du piston (30, 42, 43) soient décalées dans la direction de l'axe (XX) pour qu'un rayon (ZZ) perpendiculaire à l'axe (XX) et s'appuyant sur la périphérie de l'ouverture (35) du perçage (33, 414, 415) côté intérieur ne passe pas à l'intérieur de la périphérie de l'ouverture (34) du perçage (414, 415) côté extérieur. 3°) Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (30) a une surface extérieure principale (37), de diamètre cor- respondant à celui de l'alésage du corps (41) du maître-cylindre (400) et son avant se termine par une lèvre avec une surface cylindrique extérieure (39) de diamètre réduit, ces deux surfaces cylindriques (37, 39) de section circulaire étant reliées par une surface tronconique (38) et les perçages débouchent dans cette surface tronconique (38). 4°) Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (YY) du perçage (33) fait avec l'axe (XX) du piston (30) un angle a compris entre 30° et 60° et notamment égal à 45°. 5°) Maître-cylindre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (YY) du perçage (33) est incliné vers l'arrière du piston (30). 25