FR2458435A1

FR2458435A1 - Maitre-cylindre

Info

Publication number: FR2458435A1
Application number: FR8012866A
Authority: FR
Inventors: Alfred William Thomas; Helmut Heibel; Lutz Eckardt Albert Op De Camp; Derek Joseph Flynn
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1981-01-02
Also published as: ES492317A0; DE3021893A1; IN150267B; ES8101479A1; AU5880680A

Abstract

INVENTION CONCERNANT LE FREINAGE DES VEHICULES. UN MAITRE-CYLINDRE POUR SYSTEME DE FREINAGE DE VEHICULE COMPORTE UN ORIFICE 80 DEBOUCHANT DANS L'ALESAGE RELIE A UNE CHAMBRE-RESERVOIR 56 PAR UN PASSAGE 81 PASSANT, DANS LE SENS LONGITUDINAL, AU TRAVERS DU CORPS 51 A PARTIR D'UN EPAULEMENT INTERNE 76 DEFINI AU VOISINAGE DE L'EXTREMITE ARRIERE DU CORPS. AFIN DE REDUIRE LA LONGUEUR ET LE POIDS DU MAITRE-CYLINDRE, LE PISTON AVANT 60 EST CREUX ET LOGE LE RESSORT 61 LE REPOUSSANT VERS L'ARRIERE; LE PISTON ARRIERE 68 A UNE FAIBLE DIMENSION AXIALE ET EST CONFORME EN TONNEAU; LA LIAISON TELESCOPIQUE ENTRE LES PISTONS 60, 68 EST FOURNIE PAR DEUX PIECES TUBULAIRES 66, 73 ET LE JOINT 77 A L'EXTREMITE ARRIERE DU CORPS EST RETENU DANS L'ALESAGE PAR UN COLLIER 78 S'ADAPTANT SUR L'EXTREMITE DU CORPS DU MAITRE-CYLINDRE. APPLICATION A LA REALISATION DE MAITRES-CYLINDRES POUR LE FREINAGE, AYANT UN FAIBLE ENCOMBREMENT.

Description

La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus particulièrement relative à un martre-cylindre pour un système de freinage de véhicules.

Par suite de la crise mondiale actuelle de l'énergie on s'efforce, dans l'industrie automobile, de construire des véhicules à marche économique. Il s'ensuit qu'or demande aux fabricants d'éléments col- posants de réaliser des économies d'encombrement et de poids sans réduire la sécurité ni la fiabilité.

Toute réduction de dimensions et de poids d'un élément composant est jugée intéressante, mtme si elle est faible, car une petite économie sur chaque élément composant d'un véhicule peut amener une réduction très appréciable pour l'ensemble du véhicule.

Dans les systèmes de freinage de véhicule connue, on a déPa placé un dispositif renforçateur entre le mécanisme de pédale du frein et un mattre- cylindre qui est attaché à l'avant du carter du dispo sitar renforçateur. La combinaison du mattre-cylindre et du renforçateur exige un encombrement considérable et doit titre placée dans le compartiment moteur du véhicule oU l'espace disponible est mesuré. En s'efforçant de réduire l'encombrement nécessaire pour l'ensemble du 1atre-cylindre et du renforçateur, on a proposé de recourir à une conception qui permet à l'extrémité arrière du mattre-cylindre d'strie disposée dans le dispositif renforçateur.Néanmoins la position du réservoir sur le mattre-cylindre a imposé des limites à la longueur de la partie du mattrecylindre qu'on pourrait faire rentrer dans le renfor çateure liin de surmonter cette limitation, on a proposé de déplacer le réservoir le long du mattre- cylindre. Néanmoins, la position des orifices de communication du réservoir avec la chambre de pression du matre-cylindre est prédéterminée par les carac taristiquesde l'ensemble du système de freinage et on ne peut la faire varier. Afin de maintenir les positions des orifices, il faut prévoir des passages le long du maître-cylindre pour les relier au réservoir.Dans la réalisation proposée jusqu'ici, ces passages sont obtenus par les opérations suivantes : l'aménagement d'une chambre auxiliaire dans le corps du mattre-cylindre; le perçage de deux trous, dont l'un est disposé radialement et l'autre incliné sous un angle aigu par rapport à l'axe du sattre-cylindre, pour relier la chambre auxiliaire à l'alésage prévu dans ie corps en fournissant les passages nécessaires; et le perçage d'un troisième trou dans le corps, sous un certain angle par rapport à la direction axiale, de façon à couper la chambre-réservoir et à déboucher dans la chambre auxiliaire0 L'extrémité ouverte du troisième trou et la partie supérieure ouverte de la chambre sont alors fermées par des bouchons.La réalisation des passages et en particulier des trous inclinés est ases conpliquée
Dans la publication de brevet japonais N 53 115S9, on trouve un sattre-cylindre dans lequel un orifice, qui coiiiinique avec l'alésage principal du nattre-cylindre,est relié à une chambre-réservoir par un passage longitudinal, dirigé suivant la longueur, et pratiqué dans le corps du sattre-cylindre et un passage radial coupant le passage longitudinal et aligné sur l'orifice. Le passage longitudinal débouche dans un épaulement radial externe du corps, et son extrémité ouverte est Seraée de façon étanche. L'extrémité extérieure du passage radial est bouchée par une vis.Ce wattre-cylindre n'est pas prévu pour rentrer dans un dispositif renforçateur, car il est pourvu d'une bride de montage au voisinage de son extrémité arrière. De plus, une chambre de soupape est prévue sur le c8té du corps, cette chambre étant reliée au passage longitudinal par une valve de retenue et à la chambre de pression du mattre-cylindre.

Conformément à l'invention, on prévoit un mattre-cylindre qui comprend un corps comportant un alésage axial en gradin de façon à définir un épaulement interne voisin de l'extrémité arrière du corps, uzchambre-réservoir, un orifice transversal dans le corps, débouchant dans l'alésage en un point intermédiaire entre l'épaulement et la chambre-réservoir et un passage, passant dans le sens longitudinal du corps et pratiquement parallèle à l'axe de l'alésage, depuis l'épaulement interne jusqu'à la chaebrerréservoir, le passage longitudinal coupant l'orifice transversal, ce qui fait que la chambre-réservoir communique avec l'alésage par l'intermédiaire de l'orifice et de l'extrémité ouverte du passage à l'endroit de l'épaulement interne.

Gracie à cette disposition, on n'a percé que deux trous pour former les passages nécessaires1 dont l'un est radial et l'autre dirigé dans le sens axial, de sorte qu'on évite de forer des trous inclinés.

La communication entre la chambre-réservoir et l'alésage par l'extrémité ouverte du passage à l'endroit de l'épaulement interne est avantageuse, car elle permet d'alimenter l'alésage en fluide derrière le joint du piston du mattre-cylindre, ce qui est nécessaire pour lubrifier le joint et l'empocher de subir des dommages en glissant par-dessus l'ouverture de l'orifice.

L'invention peut entre particulièrement avantageuse quand on l'applique à des mattres-cylindres tandem de longueur relativement grande.

Un mattre-cylindre tandem comprend normalement un corps ou carter pourvu d'un alésage axial borgne, un premier piston pouvant coulisser dans l'alésage et divisant ce dernier en chambres de pression avant et arrière, des orifices pour faire communiquer les chambres de pression avec des chambres-réservoirs respectives, un ressort agissant entre le premier piston et l'extré mité de l'alésage et sollicitant le premier piston à se déplacer vers l'arrière, un deuxième piston, pouvant coulisser dans l'alésage, qui est relié au premier piston par une jonction télescopique limitant l'écartement axial des pistons, un ressort interposé entre les pistons et tendant à les écarter et une tige d'actuateur passant vers l'extérieur par l'extrémité ouverte de l'alésage.

Quand la tige d'actuateur est poussée vers l'intérieur, par exemple par un mécanisme de pédale ou un dispositif renforçateur, les pistons sont amenés à se déplacer vers l'avant, de sorte que la communication entre les chambres de pression et les chambresréservoirs est coupée et que le fluide se trouvant dans les chambres de pression est mis sons pression, celle-ci étant transmise aux circuits de freinage respectifs par l'intermédiaire de deux orifices de sortie qui sont reliés aux chambres de pression respectives.

Dans un sattre-cylindre tandem conforme i l'invention, la chambre de pression arrière communique avec sa chambre-réservoir associée par l'intermédiaire du passage longitudinal qui traverse le corps, une chambre de récupération d'un joint du deuxième piston communiquant avec ladite chambre-réservoir par 1 'extré- mité ouverte du passage à l'endroit de ltépaulement interne du corps
Si l'on recherche toujours l'obtention d'un faible poids et de petites dimensions, un sattre- cylindre tandem préféré qui incorpore l'invention présentera les caractéristiques ci-aprèst
I) le deuxième piston a une forme en tonneau qui permet de réduire la dimension axiale du piston et par suite celle de l'ensemble du sattre-cylindre;
II) le premier piston est creux et ouvert à l'avant, le ressort qui agit entre le piston et la paroi d'extrémité de l'alésage se logeant en partie à l'intérieur du piston, ce qui fait que le poids et la longueur axiale du mattre-cylindre peuvent titre encore réduits;
III) la liaison télescopique entre les deux pistons est formée par deux pièces tubulaires, plut8t que par une broche pleine et un manchon comme cela existe dans l'art antérieur, de sorte qu'on économise du poids;;
IV) la tige d'actuateur est reliée hermétique- ment au carter par un joint se logeant dans l'alésage et retenu par une pièce qui s'adapte sur l'extrémité du carter plut8t qu'au moyen d'une rondelle élastique ou circlip dans l'alésage, ce qui permet une réduction de longueur.

Les avantages de ces dispositions préférées en combinaison avec les dispositions essentielles de l'invention fournissent un mattre-cylindre de poids réduit et de longueur axiale courte en comparaison des matres-cylindres tandem de l'art antérieur.

Afin de mieux comprendre encore l'invention, on se reportera a la description détaillée ci-après de deux modes de réalisation, donnés à titre non limitatif avec référence aux dessins ci-annexés, parmi lesquels
- la figure I est une coupe axiale d'un premier maPtre-cylinClrv tandem selon l'invention;
- la figure 2, une vue semblable, pour un deuxième mode de réalisation de l'invention; et
- la figure 3, une coupe horizontale d'une partie d'extrémité avant du carter de maitre-cylindre de la figure 2.

Le mattre-cylindre représenté sur la figure 1 est prévu pour un système de freinage à circuit double et comprend un corps 1 incluant un alésage axial borgne 2 en gradin qui forme deux cylindres 3 et 4 se raccordant par un épaulement incliné 5 et qui comporte un épa1llewent interne supplémentaire 6 au reisnnage de l'extrémité arrière ouverte du corps.

Un piston 7 pourvu d'un joint 8 est susceptible de coulisser dans le cylindre arrière 3 et solidaire d'une tige d'actionnement 9 passant vers l'extérieur par 1 'extrémité arrière du corps.

Un autre piston 10 peut coulisser dans le cylindre avant 4 et est pourvu d'un joint Il agissant à son extrémité avant et de deux joints 12 à son extrémité arrière. Le piston 10 est repoussé vers l'arrière par un ressort 13 qui agit entre le piston et l'extrémité fermée de l'alésage et une saillie 14 du piston limite son mouvement vers l'avant en rencontrant la paroi d'extrémité. L'extrémité du piston 10 est accouplée à l'extrémité avant du piston 7 par un organe 15 admettant un certain mouvement axial relatif des pistons. Un ressort 16 tend à les écarter.

Le corps du sattre-cylindre inclut deux chambres-réservoirs 17 et 18 qui sont respectivement associées aux cylindres respectifs 3 et 4. Un orifice 19 fait communiquer le réservoir 18 avec la chambre de pression définie entre le piston 10 et l'extrémité intérieure de l'alésage 2 et un autre orifice, que comporte un élément 20, fait cors niquer ce réservoir avec le cylindre 4 entre les joints 8 et 12. (L'élément 20 forme également butée limitant le mouvement vers l'arrière du piston 10).

Un passage 21, obtenu en perçant un trou parallèlement à l'axe du corps 1, se dirige vers l'intérieur à partir de l'épaulement 6 vers la chambreréservoir 17. Un orifice 22, constitué par un trou foré radialement et pourvu d'un bouchon de fermeture, fait communiquer le passage 21 et par suite la chambreréservoir 17 avec la chambre de pression définie entre les pistons 7 et 10. Le passage 21 est relié au cylindre 3 derrière le joint de piston 8 par un intervalle 22 entre une partie légèrement évidée de l'épau- lement 6 et une rondelle 23 et par des trous 24 ménagés dans le piston 7. La rondelle 23 empoche que l'extrémité du passage 21 soit fermée par un joint 25 bouchant l'extrémité du mattre-cylindre et est supportée à son c8té extérieur par un élément 26 fixé dans l'alésage 2 par une bague élastique fendue 27.Un trou 28 prévu dans la rondelle 23 assure la lubrification convenable du joint 25.

En service, le mattre-cylindre est monté à l'avant d'un dispositif renforçateur, de sorte que la partie du mattre-cylindre située derrière la bride externe du corps se loge dans le carter du renforçateur.

Lorsque les freins doivent outre actionnés, le renforçateur pousse la tige d'actionnement 9 vers l'avant en déplaçant les pistons 7, 10 dans les cylindres 3, 4 jusqu'à ce que la communication entre les chambres de pression et les réservoirs par les orifices 19 et 22 soit coupée par les joints 8 et 11. Les chambres sont alors mises sous pression pour appliquer les freins par déplacement supplémentaire des pistons vers l'avant. Il est nécessaire que les réservoirs commu- niquent avec les cylindres derrière les joints 8 et 11 pour assurer que ces joints soient convenablement lubrifiés et ne soient pas endommagés lorsqu'ils coulissent en traversant au retour les ouvertures des orifices.

Avec le mattre-cylindre décrit, on peut en loger une grande partie dans le dispositif renforçateur et réaliser une économie de place appréciable. Les passages reliant le réservoir 17 au cylindre 3 sont obtenus de manière simple et commode, en ne nécessitant que la percée de deux trous dont l'un est dirigé dans le sens radial et l'autre est parallèle à l'axe.

LeSkltre-cylindre représenté sur les figures 2 et 3 comporte un carter d'un bloc, comprenant une partie de corps principal 51 qui comporte un alésage axial borgne 52, un réservoir 53 divisé par un écran interne 54 en deux chambres 55 et 56 et une bride 57 pour fixer le matre-cylindre à un dispositif renfor çateur, à une partie du corps du véhicule ou à un autre élément composants L'alésage 52 est divisé en chambres de pression avant et arrière, 58 et 59, par un piston 60 en forme de cuvette. L'extrémité ouverte du piston 60 se trouve en face de l'extrémité avant fermée de l'alésage 52 et un ressort 61, logé en partie à l'intérieur de la cavité du piston, repousse le piston 60 vers l'arrière.Le piston 60 porte des joints annulaires 62, 63 à ses extrémités avant et arrière et un espace annulaire, défini entre les joints par le piston et la paroi de l'alésage, communique avec la chambreréservoir 55 par l'intermédiaire d'un orifice 64. Le joint avant 62 est maintenu en place par un collier 65 qui est retenu sur le piston 60 par quatre languettes partant du collier et fléchies pour entrer dans une rainure périphérique du piston. Le joint arrière 63 est retenu sur le piston 60 par la bride externe d'un manchon 66 dont l'extrémité avant porte contre un bossage du piston 60.

Une tige d'actionnement 67, pratiquement creuse sur toute sa longueur, entre dans l'extrémité ouverte de l'alésage 2 et inclut un piston solidaire 68 qui peut coulisser dans l'alésage. Le piston 68 a une faible longueur axiale et à cause de cela il présente une forme en tonneau de manière à éviter tout risque de son grippage dans l'alésage. L'actuateur comporte une saillie axiale solidaire 70 qui présente une toute effilée et un col de diamètre réduit. Sur la saillie 70 sont montés une pièce 71, servant à retenir en place un joint 72 monté sur la tige d'actuateur en avant du piston 68, et un élément composant tubulaire 73. Les languettes partant de l'élément 73 s'engagent derrière la tête de la saillie 70 pour le fixer à la tige d'actionnement. L'extrémité avant de l'élément 73 se loge dans le manchon 66 et comporte une bride externe portant contre une bride interne du manchon, de manière à limiter l'écartement axial des pistons 60 et 68. Un ressort à boudin 74 agit entre la bride externe du manchon 66 et la pièce de retenue 71. Une rondelle 75, logée à l'intérieur d'un ré-alésage de la partie principale, du corps 1, soutient l'épau- lement interne 76 et limite le mouvement du piston 68 vers l'arrière. On a également prévu, à l'intérieur du ré-alésage, des joints 77 assurant l'herméticité entre le carter et la tige d'actionnement et maintenus captifs par un collier 78 s'adaptant sur l'extrémité de la partie de corps 51 et retenu en place par des languettes partant du collier, qui s'engagent dans une rainure périphérique du carter.

Un orifice 79 fait communiquer la chambreréservoir 55 avec la chambre de pression avant 58 légèrement en avant du joint 62, tandis qu'un orifice 80 et le passage longitudinal 81 font communiquer l'autre chambre-réservoir 56 avec la chambre de pression arrière 59. Le passage 81 débouche à l'endroit de l'épaulement radial 76 entre l'alésage 52 et son réalésage, l'intervalle entre le joint 71 et le piston 68 étant relié, par des trous passant au travers du piston 68, une chambre de récupération 82 et des trous ménagés dans la rondelle 75, avec le passage 81.

Des orifices de sortie 83 et 84 (figure 3) sont prévus pour relier les chambres 58 et 59 à des circuits de freinage respectifs. On notera que l'orifice 84 est incliné sur la direction axiale de manière à outre accessible à l'extérieur de la paroi contre laquelle la bride 57 est fixée.

Le fonctionnement du mattre-cylindre est le même que celui des mattres-cylindres tandem connus.

En bref, lorsque la tige d'actuateur 67 est poussée vers l'avant, le piston 68 se déplace vers l'avant, de sorte que le joint 71 ferme l'orifice 80, et le piston 60 est déplacé ve l'avant, de sorte que le joint 62 ferme l'orifice 79. La continuation du mouvement des pistons vers l'avant met le fluide hydraulique sous pression dans les chambres 58 et 59, cette pression étant transmise aux cylindres asservis ou vérins servant à appliquer les freins par l'intermédiaire des orifices 83 et 84. L'élément composant 73 rentre dans le manchon 66 pendant la compression de la chambre 590 La communication entre le passage 81 et la chambre de récupération 82 derrière le joint 71 empêche qu'il ne se crée une dépression derrière le piston 68, qui s'opposerait à son déplacement vers l'avant.

Le sattre-cylindre est très compact et de faible poids, à cause d'une combinaison de dispositions, notamment s l'existence du passage longitudinal 81, qui fait communiquer le réservoir avec la chambre de pression 59 et avec la chambre de récupération 82 du joint 71; l'emploi d'un piston creux 60 logeant le ressort 61; l'emploi du collier externe 78 pour retenir les joints 77; et la présence d'un piston très court 68, en forme de tonneau, sur la tige d'actionnement.

Claims

REVENDICATIONS

1. Mattre-cylindre comprenant un corps (1g51) qui comporte un alésage axial (2;52), une chambre-réservoir (17;56), un orifice transversal (22;80) ménagé dans le corps, qui débouche dans l'alésage à une certaine distance en arrière de la chambreréservoir et un passage (21;81), passant dans le sens longitudinal du corps et reliant l'orifice transversal et la chambre-réservoir, ledit mattre-cylindre étant caractérisé en ce que l'alésage axial (2;52) a une formien gradin de façon à définir un épaulement (6;76) au voisinage de l'extrémité arrière du corps (1;51) et en ce que l'orifice transversal (22;80) est situé en position intermédiaire entre l'épaulement et la chambre-réservoir (17;56) et le passage (21;;81) est dirigé pratiquement parallèlement à l'axe de l'alésage depuis l'épaulement (6;76) jusqu'à la chambre-réservoir (17j56), ce qui fait que la chambreréservoir communique avec l'alésage à la fois par l'orifice transversal et par l'extrémité ouverte du passage (21;81) à l'endroit de l'épaulement interne (6;76).

2. Mattre-cylindre selon revendication 1, dans lequel l'extrémité ouverte arrière de l'alésage est fermée par un joint (25;77), caractérisé en ce qu'un élément (23;75) est interposé entre l'épaulement (6;76) et le joint (25;77) pour maintenir le joint écarté de l'épaulement, ce qui empoche le joint de fermer l'extrémité ouverte du passage (21;81).

3. MaStre-cylindre selon revendication 1 2, dans lequel l'alésage (52) est divisé en chambres de pression avant et arrière (58;59) par un premier piston (60) pouvant coulisser dans l'alésage, deux orifices (79;80) sont prévus pour faire communiquer les chambres de pression avant et arrière avec des chambres-réservoi:r::s respectives (55;56), le deuxième orifice (80) communiquant avec la chambre-réservoir associée (56) par le passage (81), un deuxième piston (68) peut coulisser dans l'alésage et un ressort (61) agit entre le premier piston (60) et l'extrémité de l'alésage et pousse le premier piston vers l'arrière, ledit mattre-cylindre étant caractérisé en ce que le premier piston (60) est creux et ouvert à son extrémité avant, le ressort (61) étant logé en partie à l'intérieur du piston (60) et en ce que le deuxième piston (68) présente une dimension axiale courte et est conformé en tonneau.

4. Mattre-cylindre selon revendication 3, dans lequel le premier piston et le deuxième piston sont reliés par une liaison télescopique qui limite leur écartement axial, caractérisé en ce que la liaison télescopique comprend deux pièces tubulaires (66;73) attachés aux pistons respectifs (60;68).

5. Mattre-cylindre selon revendication 3 ou 4, dans lequel une tige d'actionnement (67) est accouplée au deuxième piston (68) et fait saillie vers l'extérieur par l'extrémité ouverte de l'alésage et un joint ferme hermétiquement l'extrémité ouverte de l'alésage autour de la tige d'actuateur, ledit mattre-cylindre étant caractérisé en ce que le joint est retenu dans l'alésage par une pièce s'adaptant rieur l'extrémité du susdit corps.