FR2647739A1 - Maitre cylindre pour installation de freinage de vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un maître-cylindre 30 dans lequel un carter de cylindre 2 est constitué d'un corps 3 présentant une ouverture d'extrémité fermée par un chapeau 4, un piston 5, 6 coulissant dans un guide de piston 31 à l'intérieur du carter. Le problème à résoudre consiste à faciliter le retour du piston lorsque la pédale de frein est relâchée. Le maître-cylindre est caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rainures de dimensions micrométriques sont formées dans la surface du guide de piston 31 venant en contact avec le carter. L'invention est applicable notamment aux installations de freinage de véhicules automobiles.

Description

Maître cylindre pour installation de freinage

de véhicule.

La présente invention a pour objet un maitre-

cylindre du type utilisé dans diverses installations de freinage des véhicules automobiles et similaires. Un maître-cylindre du type tandem, représenté

sur la figure 7, constitue un exemple de maitre-

cylindre traditionnel. Le maitre-cylindre i est constitué d'un corps 3 présentant une ouverture formée a travers une extrémité de ce corps formant un carter de cylindre 3 ainsi que d'un chapeau 4. L'ouverture 3a, formée à travers une extrémité du corps 3, coopère avec une filetage mâle 4b formé sur la surface latérale extérieure d'une extrémité du chapeau 4. Le chapeau 4 est fixé sur le corps 3 en engageant le filetage mâle 4b dans un filetage femelle correspondant 3b du corps 3. L'extrémité libre du piston primaire 5 et d'un piston secondaire 6 sont introduites à travers le chapeau 4 et sont disposées pour coulisser librement, par l'intermédiaire de guides de piston 7 et 8 à l'intérieur du corps 3 décrit ci-dessus. Dans le corps 3, une première chambre de pression 10 est fermée par le piston primaire 5 et un manchon en résine 9, tandis qu'une seconde chambre de pression 11 est formée par le piston secondaire 6 et la surface de la paroi intérieure du corps 3. La première chambre de pression et la seconde chambre de pression 11 sont respectivement munies de mécanismes à ressorts 12 et 13. En outre, des éléments d'étanchéité annulaires 14, , 16 et 17 sont aussi prévus a l'intérieur du carter

de cylindre 2.

Par conséquent, quand le piston primaire 5 et le piston secondaire 6 sont respectivement poussés dans la première chambre de pression 10 et dans la seconde chambre de pression 11 en allant vers la gauche sur la figure, la pression du liquide contenu dans ces deux chambres 10 et 11 est élevée. Il en résulte que du liquide de travail est refoulé par des orifices de refoulement 18 et 19 dans une installation de freinage (non représentée). Dans le maitre-cylindre 1, le piston primaire et le piston secondaire 6 sont introduits guidés au moyen de guidages de pistons respectifs 7 et 8, avec un manchon 9 positionné à l'intérieur du carter de cylindre 2. Des passages 24 et 25 sont reliés a des passages de remplissage en liquide 21, 22 et 23 qui sont reliés à leur tour à un réservoir de liquide pour

frein 20.

A l'intérieur de la première chambre de pression 10, du côté du piston primaire 5, une rainure de libération de pression 26 est formée dans la surface d'extrémité du manchon 9 qui est disposée à côté du guide de piston 7; cette rainure est utilisée pour libérer le liquide pour frein lorsque le véhicule n'est pas freiné. La rainure de libération de pression 26 débouche a l'une de ses extrémités du côté de l'élément d'étanchéité 15 et son extrémité opposée est en communication avec le passage de remplissage en liquide 22, ce qui crée une zone d'ouverture d'allure conique telle que la surface soit réduite à l'intérieur du manchon 9 et soit augmentée à l'extérieur de ce manchon 9. La pression 10 est accrue pour pousser l'élément d'étanchéité 15 contre l'extrémité du manchon 9 et la paroi latérale de gauche du guide de piston 7, en assurant une action d'étanchéité entre eux. Dans ce cas, en raison de l'allure conique, l'élément d'étanchéité 15 est conçu de manière que son coin ne puisse pas pénétrer dans la rainure de libération de pression 26. En outre, un trou de faible diamètre est pratiqué à travers la surface latérale du piston primaire 5, ce trou créant un passage de remplissage en liquide qui s'étend depuis le réservoir de liquide 20 jusqu'à la première chambre de pression 10 lorsque le

frein est desserré.

Cependant, dans la seconde chambre de pression 11, du côté de l'autre piston ou second piston 6, il n'est prévu que de faibles jeux entre les surfaces de coulissement du guide de piston 8 et du piston 6 ainsi qu'entre les surfaces de contact du guide de piston 8 et du corps 3. Par conséquent, quand un chauffeur retire brusquement son pied de la pédale de frein pendant une opération de freinage, le piston secondaire 6, qui a été déplacé suivant une course allant yers la gauche, est déplacé brusquement suivant une course allant vers la droite par la force du mécanisme à ressort 13. A ce moment, une pression négative est induite à l'intérieur de la chambre de pression 11 et s'oppose au mouvement vers la droite du piston secondaire 6. Au même moment, le liquide de travail se trouvant à l'intérieur du réservoir d'huile 20 peut s'écouler dans la chambre de pression 11 par le passage 25 et le trou de faible diamètre 28 pratiqué dans la surface latérale du piston secondaire 6. Mais, si le passage 25 est fermé, le liquide de travail commence à s'écouler dans la chambre de pression 11 par les petits jeux formés entre les surfaces intérieure et

extérieure du guide de piston 8.

Il en résulte un problème du à l'absence "d'effet de double pédalage". En d'autres termes, une pression négative règne dans la chambre de pression pendant des périodes de temps prolongées et retarde le

mouvement vers l'arrière du piston secondaire 6.

Le jeu qui doit être formé entre le guide de piston 8 et le corps 3 peut être réduit de façon variable, en particulier quand le guide de piston 8 est réalisé en un matériau à base de résine. Cette réduction dépend de plusieurs paramètres tels que la température, l'humidité et similaires. Dans certains cas, ce jeu peut être sensiblement nul. Cela aggrave le problème en ce que l'effet de double pédalage n'est pas obtenu. D'autre part, le manchon 9 fabriqué en résine est formé de manière que son diamètre extérieur soit plus petit que le diamètre intérieur du corps 3 ainsi que ceux du chapeau 4, pour permettre la dilatation thermique et pour que l'on ait des tolérances de

fabrication moins sévères etc...

Par conséquent, le manchon 9 est disposé le long des surfaces latérales intérieures du corps 3 et du chapeau 4 avec un jeu formé par rapport à ces surfaces. Il en résulte que si la pression régnant à l'intérieur de la chambre de pression 10 est élevée, le manchon 9 est déformé en direction radiale vers l'extérieur par cette pression élevée. Le volume de la

chambre de pression 10 est ainsi notablement agrandi.

En conséquence, un tel maitre-cylindre pose un problème en ce qu'une perte de pression peut se produire pendant le cycle d'accroissement de pression et qu'une transmission efficace de -la pression hydraulique du maitre-cylindre au cylindre de roue est empêchee. La présente invention a été établie en prenant en compte les problèmes exposés plus haut et elle a pour but de créer un maitre-cylindre dans lequel

on puisse, compter sur l'effet de double pedalage.

Un autre but de la présente invention est de créer un maitre-cylindre constitué pour supprimer la dilatation du manchon et réduire ainsi la perte de

pression au cours du cycle d'accroissement de pression.

A cet effet l'invention concerne un maître-

cylindre dans lequel un carter de cylindre est constitué d'un corps présentant une ouverture a une extrémité et d'un chapeau assemblé avec le corps pour fermer l'ouverture, un piston étant introduit à travers le chapeau et étant disposé pour coulisser librement & l'intérieur du carter de cylindre en étant guide au moyen d'un guide de piston ainsi que d'un manchon présentant un passage de fluide extérieur, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rainures ayant une profondeur de dimensions micrométriques sont formées dans la surface du guide de piston par laquelle celui-ci vient en contact avec le carter de cylindre entre le passage de liquide extérieur et la chambre de pression formée

par le carter de cylindre et le piston.

Suivant un mode de réalisation, le maître-

cylindre est caractérisé en ce qu'au moins une partie conique est formée sur la surface intérieure du carter de cylindre et qu'au moins une autre partie conique est formée sur l'extrémité ou les extrémités du manchon, la manchon étant assemblé avec le carter de cylindre en amenant sa ou ses parties coniques en butée contre la

ou les parties coniques du carter de cylindre.

Dans le maitre-cylindre suivant la présente invention, le manchon est installé en position de manière qu'au moins une partie conique de la surface intérieure du carter de cylindre vienne en butée sur au moins une partie conique du manchon. En conséquence, le manchon du maitre-cylindre est moins sujet à l'expansion en direction radiale en réponse a une élévation de pression régnant à l'intérieur. On peut ainsi réduire la perte de pression se produisant pendant le cycle d'accroissement de pression, par comparaison avec les moyens traditionnels. Il est possible d'avoir une transmission plus efficace de la pression hydraulique au cylindre de roue de l'installation de freinage. On obtient en outre un effet dérivé en ce que le manchon peut être centré de

façon plus précise par rapport au carter de cylindre.

L'invention est décrite plus en détail ci-

après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - les figures 1 à 4 sont des vues représentant un exemple de réalisation d'un maîtrecylindre suivant la présente invention, à savoir: - la figure 2 est une vue agrandie de la partie A de la figure i; - la figure 3 est une vue en perspective d'un guide piston; - la figure 4 est un graphique représentant les variations en fonction du temps de la pression régnant à l'intérieur de la seconde chambre de pression lorsque la pédale de frein est relâchée; - la figure 5 et la figure 6 sont des vues représentant un second exemple de réalisation du maître-cylindre suivant l'invention, à savoir: - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du maitre- cyiindre; - la figure 6 est une vue agrandie représentant la partie o le manchon est fixé sur le carter de cylindre; - la figure 7 est une vue en coupe

longitudinale d'un maitre-cylindre traditionnel.

Sur les figures 1 à 3, représentant un exemple de réalisation du maîtrecylindre suivant l'invention, on a utilisé les mêmes références numériques pour désigner des composants identiques à ceux de la figure 7. On n'a pas repris dans la suite la

description détaillée de ces composants. Conformément

aux figures 1 à 3, plusieurs (quatre dans l'exemple de réalisation considéré) trous de traversée 32 sont

pratiqués à travers le guide de piston 31 du maitre-

cylindre 30. Ces trous s'étendent en direction radiale depuis la surface latérale extérieure du guide de

piston jusqu'à sa surface latérale intérieure.

Plusieurs rainures 33a et 33b, ayant chacune une profondeur de dimension micrométrique S, sont également réalisées en direction radiale dans la surface du guide de piston 31 par laquelle celui-ci vient en contact avec le corps 3. Dans ce cas, ces rainures ne sont pas prévues si un certain jeu est formé dans la surface de contact avec le corps 3, c'est-à-dire dans une partie à angle droit 34 représentée sur la figure 2 et la figure 3. Mais les rainures 33a et 33b sont réalisées dans la partie o une telle mise en contact est établie avec un jeu très faible. Les rainures 33a et 33b peuvent être réalisées dans une zone o le guide de piston 31 vient en contact avec le corps 3 en s'étendant de façon

continue en direction radiale.

Quand une poussée est exercée sur le piston primaire 5 du maitre-cylindre 30, la pédale de frein (non représentée) étant enfoncée pour effectuer un freinage, ce piston primaire 5 et le piston secondaire 6 sont actionnés pour se déplacer dans le sens de gauche sur la figure 1. Etant donné que les passages de liquide de travail 24 et 25 sont bloqués au moyen des éléments d'étanchéité 15 et 17 placés sur de petits orifices 27 et 28. Il en résulte que la pression du liquide s'élève à l'intérieur de la première chambre de

pression 10 et de la seconde chambre de pression 11.

Dans ce cas, l'élément d'étanchéité 17 est appliqué contre l'extrémité du guide de piston dans la zone ou il vient en contact avec le corps 3 et contre la paroi

latérale de gauche pour produire en effet d'etanchéité.

Etant donne que la rainure 33b a une profondeur de dimension micrométrique, la partie d'angle de l'élément d'étanchéité 17 ne peut pas pénétrer dans cette rainure 33b. Si, ensuite, la pédale de frein est relâchée brusquement pendant l'application d'une force de freinage, le piston secondaire 6, qui a effectué une course vers la gauche, est soumis à l'action du mécanisme à ressort 13 qui lui communique une course vers la droite. Bien qu'une pression négative soit momentanément produite dans la seconde chambre de pression & cet instant, le liquide de travail a cependant la possibilité de s'écouler à partir du réservoir de liquide 20 en passant dans la série de rainures 33a et 33b réalisées dans le guide de piston 31 et dans le jeu formé avec la surface de l'élément d'etanchéité 17. Le piston secondaire peut ainsi passer

en douceur à une course dirigée vers la droite.

La figure 4 représente en trait plein, à titre d'exemple, les variations en fonction du temps de la pression qui règne à ce moment dans la seconde chambre de pression. Comme le montre cette courbe caractéristique, quand la pédale de frein est relâchée brusquement, une pression négative règne dans la chambre de pression, mais cette pression négative se transforme en une pression positive immédiatement après que le liquide de travail ait commencé à s'écouler à partir du réservoir de liquide 20. La pression revient au niveau qui peut être atteint par le retour du liquide provenant de la roue freinée dans l'installation de freinage. Cette pression s'abaisse ensuite progressivement. Sur la figure, une ligne en trait interrompu représente en fonction du temps les variations de pression dans le cas d'un maitre-cylindre

traditionnel qui donne des caractéristiques instables.

Sur la même figure, on voit que le temps T nécessaire pour répondre au relâchement du freinage peut être judicieusement réduit en fonction de la profondeur, de la largeur et du nombre des rainures. On peut donc

compter sur un effet de double pédalage.

En réalisant les rainures 33a et 33b dans le guide de piston 31, il est donc possible de garantir un passage d'écoulement du liquide de travail provenant du réservoir de liquide, même si le jeu des surfaces de contact entre le guide de piston 31 et le corps 3 devient nul par suite de la température, de l'humidité

et de facteurs similaires.

La figure 5 et la figure 6 représentent un exemple de réalisation variante du maitre-cylindre suivant la présente invention. Sur ces figures, le carter de cylindre 51 du maitre-cylindre 50 est constitué d'un corps 52 et d'un chapeau 53. Le corps 52 présente une ouverture 52a à l'une de ses extrémités, une bague torique étant fixée en place dans cette ouverture 52a pour recevoir le chapeau fileté 53. Des parties coniques 52c et 53b sont réalisées dans les surfaces latérales intérieures respectives 52b et 53a

du corps 52 et du chapeau 53.

D'autre part, le manchon 54 est en résine moulée et présente des parties coniques 54a et 54b à

ses extrémités opposées.

Un guide de piston 55, le manchon 54 et un guide de piston 56 sont disposés en série dans le carter de cylindre 51. Le guide de piston 55 est centré en étant en contact avec la surface latérale intérieure 52b du corps 52. Le manchon 54 est alors disposé de manière que sa partie conique 54a soit en butée contre la partie conique 52c du corps 52. La partie conique 53b du chapeau 53 est en butée contre la partie conique 54b. Un piston secondaire 57 est introduit a travers le guide de piston 55 et le manchon 54, de manière que ce piston 57 puisse être guidé au moyen de ce guide de piston 55 et du manchon 54. Un piston primaire 58 est introduit à travers le manchon 54 et le guide de piston 56, de manière que ce piston 58 puisse être guidé au moyen de ce manchon 54 et du guide de piston 56. Le piston primaire 58 traverse également le chapeau 53, l'une des extrémités de ce piston se prolongeant loin à l'extérieur du carter de cylindre 51. Les pistons 57 et 58 sont poussés dans un sens allant vers la droite sur la figure 5 sous l'action de ressorts 59 et 60 qui sont disposés entre le corps 52 et le piston 57 ainsi

qu'entre les pistons 57 et 58.

Deux chambres de pression 61 et 62 sont formées dans ce carter de cylindre 51 au moyen du guide de piston 55 et du piston secondaire 57. Ces chambres sont en communication avec un réservoir de liquide 65 par l'intermédiaire de trous de faible diamètre 57a et 58a, de passages 55a et 56a formés dans les parois périphériques de chacun des guides de piston, de passages 63 et 64 formés dans le carter de cylindre 51 et de passages 65a et 65b formés dans le fond du réservoir de liquide 65. Lesdites chambres sont en outre mises en communication avec les cylindres de roues non représentés des roues avant et des roues arrière, dans l'installation de freinage, par l'intermédiaire d'orifices 66 et 67 pratiqués dans le carter de cylindre 51. Sur la figure 5, les références numériques 68, 69, 70 et 71 désignent des éléments

d'étanchéité annulaires.

Le maitre-cylindre 50 fonctionne lorsque le piston primaire 58 est déplacé vers la gauche sur la figure 5 sous la force d'enfoncement de la pédale de frein (non représentée). La communication est alors interrompue entre le passage 56a du guide de piston 56 et le passage 58a du piston 58. En outre, le volume de la chambre de pression 62 est réduit, ce qui élève la pression du liquide à l'intérieur de la chambre de pression 62. Cette pression accrue est transmise a l'un des cylindres de roue (non représentés) par l'intermédiaire de l'orifice 67. En outre, le mouvement du piston primaire 58 est transmis au piston secondaire 57. Ce piston 57 est ainsi déplacé suivant une course dirigée vers la gauche, la communication étant interrompue entre le passage 55a du guide de piston 55 et le passage 57a du piston 57. De plus, le volume de la chambre de pression 61 est réduit, ce qui élève la pression du liquide à l'intérieur de cette chambre de pression 61. Cette pression accrue est transmise à un autre cylindre de roue (non représenté). par

l'intermédiaire de l'orifice 66.

A ce moment, le manchon 54 reçoit une force qui agit pour le déformer dans un sens orienté radialement vers l'extérieur, sous l'action de la pression du liquide contenu dans la chambre de pression 62. Mais une telle déformation du manchon 54 est empêchée par la disposition suivant laquelle des parties coniques 52c et 53b du corps 52 et du chapeau 53 sont mises en butée contre des parties coniques respectives 54a et 54b situées aux extrémités opposées

du manchon 54.

Par conséquent, dans le maitre-cylindre 50, le manchon 54 ne peut pas être déformé facilement dans un sens orienté radialement vers l'extérieur quand la pression du liquide intérieur est élevée. En même temps, on élimine sensiblement la production d'une perte de pression dans le cycle d'accroissement de pression.

Claims (2)

REVENDICATIONS

1) Maitre-cylindre (30, 50) dans lequel un carter de cylindre (2, 51) est constitué d'un corps (3,52) présentant une ouverture & une extrémité et d'un chapeau (4, 53) assemblé avec le corps pour fermer l'ouverture, un piston (5, 6, 57, 58) étant introduit à travers le chapeau et étant disposé pour coulisser librement & l'intérieur du carter de cylindre en étant guidé au moyen d'un guide de piston (31) ainsi que d'un manchon (9, 54) présentant un passage de fluide extérieur, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs rainures (33a, 33b) ayant une profondeur (&) de dimensions micrométriques sont formees dans la surface du guide de piston (31) par laquelle celui-ci vient en contact avec le carter de cylindre entre le passage de liquide extérieur et la chambre de pression (11) formée

par le carter de cylindre et le piston.

2) Maître-cylindre (30, 50) dans lequel un carter de cylindre (2, 51) est constitué d'un corps (3,52) présentant une ouverture à une extrémité et d'un chapeau (4, 53) assemblé avec le corps pour fermer l'ouverture, un piston (5, 6, 57, 58) étant introduit à travers le chapeau et étant disposé pour coulisser librement à l'intérieur du carter de cylindre en étant guidé au moyen d'un guide de piston (31) ainsi que d'un manchon (9, 54) présentant un passage de fluide extérieur, caractérisé en ce qu'au moins une partie conique (52c, 53b) est formée sur la surface intérieure du carter de cylindre (51, 52) et qu'au moins une autre partie conique (54a, 54b) est formée sur l'extrémité ou les extrémités du manchon (54), le manchon (54) étant assemblé avec le carter de cylindre (51, 52) en amenant sa ou ses parties coniques (54a, 54b) en butée contre la ou les parties coniques (52c,

53b) du carter de cylindre.