Brevet FR2507276A1 — publié le 19821210

Sl barc La présente invention concerne un axe de moteur d'essuie-glace comportant une vis sans fin constituant un mécanisme réducteur à engrenages et elle se rapporte égale- ment à un procédé de fabrication dudit axe. Pour essuyer la surface d'une glace, telle que la glace de pare-brise de véhicules, on a mis au point deux ty- pes d'appareils essuie-glace, à savoir le type à mouvement alternatif et pivotant dans lequel un balai d'essuie-glace est déplacé alternativement par pivotement autour d'une de ses extrémités pour former une enveloppe en forme d'éventail et l'autre type dans lequel le balai d'essuie-glace est en- traîné en rotation autour de sa partie centrale Dans des cir- constances ordinaires, ces essuie-glaces transmettent le cou- ple de rotation d'un moteur au balai par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur. Un axe d'un moteur d'essuie glace classique est sou- mis à une poussée axiale si bien qu'il est nécessaire de pré- voir une structure d'appui rigide pour supporter la poussée et la roue tangente doit être de grande dimension car on ne peut pas obtenir un grand rapport de réduction. L'invention a pour objet de supprimer les inconvé- nients, mentionnés ci-dessus, d'un axe de moteur d'essuie- glace classique. La présente invention fournit un axe de moteur d'es- suie-glace à vis sans fin double qui est capable de supporter l'ensemble à l'aide d'un palier présentant une construction re- lativement simple, sans augmenter la poussée exercée sur l'a- xe de moteur d'essuie-glace, d'obtenir un grand rendement de transmission d'énergie, et de permettre l'assemblage avec des roues tangentes avec une haute précision. La présente invention fournit également un procédé de fabrication d'un axe de moteur d'essuie-glace à vis sans fin double avec une haute précision. Conformément à la présente invention, il est prévu un axe de moteur d'essuie-glace comportant une vis sans fin destinée à constituer un mécanisme réducteur comprenant deux vis sans fin qui sont placées sur un axe de moteur d'essuie- 2 2507276 glace sur une ligne droite Une vis sans fin comporte un fi- letage à pas à droite tandis que l'autre vis sans fin compor- te un filetage à pas à gauche Les formes des dents de ces vis sans fin sont respectivement continues jusqu'à leurs ex- trémités opposées Ces vis sans fin sont formées d'un fileta- ge.à filets multiples. Conformément à la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication d'un axe de moteur d'essuie-glace à vis sans fin double, caractérisé en ce qu'il consiste à pré- voir une matrice de roulage de filet comportant un élément de roulage de filet à pas à droite et un élément de roulage de filet à pas à gauche, à insérer une matière en forme de tige destinée à constituer l'axe de moteur d'essuie-glace dans la matrice de roulage de filet et à produire par roulage sur la- dite tige une vis sans fin à filet à pas à droite et une vis sans fin à filet à pas à gauche dans une seule opération de roulage de manière que les forces de traction dirigées l'une ver-s l'autre soient exercées sur l'axe de moteur d'essuie- glace La vis sans fin à pas à droite et la vis sans fin à pas à gauche sont roulées de telle sorte que les positions i- nitiales des filets coïncident l'une avec l'autre. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux des- sins annexés sur lesquels: Fig 1 est une vue en coupe partielle montrant un moteur d'essuie-glace pourvu d'un mécanisme réducteur à en- grenages de type classique. Fig 2 est une vue en coupe représentant un mode de réalisation d'un moteur d'essuie-glace comportant un axe conforme à la présente invention. Fig 3 est une vue de face à échelle agrandie mon- trant l'axe de moteur d'essuie-glace de la figure 2. Fig 4 est une vue explicative montrant un état de déformation plastique d'un axe de moteur d'essuie-glace dans le cas du formage de l'axe de moteur par un procédé de fabrication conforme à l'invention, la figure 4 a étant une coupe du filet de vis suivant un plan axial, la figure 4 b une coupe pri- se dans la direction de l'angle d'attaque du filet et la figure 4 c une vue de face du filet de vis, et Fig 5 est une vue explicative donnant une relation de positidh en- tre la tige destinée à former l'axe de moteur d'essuie-glace et une ma- trice de roulage. La figure 1 est une vue en coupe fragmentaire représentant un moteur d'essuie-glace pourvu d'un mécanisme réducteur classique Le moteur d'es- suie-glace 1 comprend un aimant inducteur, un induit, un collecteur et des balais qui sont montés dans un carter du moteur L'induit et le col- lecteur sont fixés sur un axe 2 du moteur d'essuie-glace L'axe 2 compor- te une vis sans fin 3 à une de ses extrémités (extrémité de gauche sur la figure 1), et une roue tangente 4 en prise avec la vis sans fin 3 est mon- tée à pivotement dans un carter 5 de façon à former ainsi un mécanisme ré- ducteur à engrenages 6 On a désigné par 7 un raccord servant à relier les balais du moteur 1 à une source d'alimentation en courant(non représentée) . Cependant un tel axe 2 d'un moteur d'essuie-glace classique est sou- mis à une poussée axiale de sorte qu'il est nécessaire de prévoir une struc- ture d'appui rigide pour supporter la poussée et on doit, en outre, donner à la roue tangente 4 des dimensions suffisamment grandes puisqu'on ne peut pas obtenir un grand rapport de réduction. Aux dessins annexés, on a représenté un moteur d'essuie-glace consti- tué d'un axe à vis sans fin double conformément à la présente invention. Comme le montre la figure 2, un moteur d'essuie-glace Il comprend une cu- lasse 12, un aimant inducteur 13 fixé sur la paroi intérieure de la cu- lasse 12, un induit 14 monté à rotation dans l'aimant 13, un collecteur 15 agencé de façon à alimenter l'induit 14 en courant, un axe de moteur 16 fi- xé sur l'induit 14 et le collecteur 15 et des balais en carbone 17 qui sont en contact avec le collecteur 15 Les balais en carbone 17 sont fixés sur la partie de liaison de la culasse 12 et sur un carter de réducteur 18 On a désigné par 19 un couvercle du carter 18. Conformément à la présente invention, l'axe 16 du moteur d'essuie-glace est pourvu de façon monobloc à une extrémi- té ( l'extrémité de gauche sur la figure 2) d'une vis sans fin 21 à pas à droite et d'une vis sans fin 22 à pas à gau- che centrées sur le même axe Dans ce mode de réalisation les vis sans fin à pas à droite et à pas à gauche 21, 22 se composent respectivement d'un double filet et elles sont agencées de manière que les positions initiales d'intersec- tion des vis sans fin 21, 22 coïncident l'une avec l'autre et que les formes de dents des vis soient continues Jusqu'à leurs extrémités opposées Les vis sans fin 21 et 22 sont respectivement en prise avec des roues tangentes 23 et 24 qui sont montées à pivotement dans le carter de réducteur 18 tandis que des pignons 23 a et 24 a, qui sont formés sur les roues 23 et 24, sont en prise avec un engrenage 25 qui est monté à pivotement dans le carter 18 afin de former un mécanisme réducteur 26, de telle sorte qu'un balai d'essuie- glace (non représenté) puisse être déplacé par pivotement alternatif ou par rotation par l'intermédiaire d'un axe de réducteur (non représenté) qui est relié à l'engrenage 25. L'axe de moteur d'essuie-glace 16 est monté, en- tre le collecteur 15 et les vis sans fin 21,22, dans un palier sans huile 31 qui est maintenu par le carter de ré- ducteur 18 et un élément porteur 32. L'autre partie extrême de l'axe de moteur d'es- suie-glace 16 est engagée au travers d'un palier sans huile 34 supporté par un élément porteur 33 et elle fait saillie de la culasse 12 La partie extrême dépassante de l'axe est montée sur un ventilateur d'auto-refroidissement 35 et el- le est fixée par un écrou 36 Un couvercle de ventilateur 37 pourvu de plusieurs orifices d'aspiration d'air 73 a est fixé autour du ventilateur 35 par des vis 38 de façon à for- mer un conduit de ventilation 39 entre la partie périphéri- que extérieure de la culasse 12 et le couvercle 37 Le cou- vercle de ventilateur 37 est profilé dans ce cas de telle sorte que le conduit de ventilation 39 ait une largeur ne dépassant pas le diamètre extérieur de la culasse 12 de sor- te que la quantité d'air nécessaire pour refroidir le moteur d'essuieglace 11 peut être canalisée par l'intermédiaire du conduit de ventilation 39 formé entre les parties supérieu- re et inférieure de la culasse 12 et du couvercle de venti- lateur 37 La largeur du moteur d'essuie-glace Il n'est par 2507276 conséquent pas excessive et il est possible de monter ai- sément le moteur dans l'espace étroit disponible. Conformément à la présente invention, l'axe de moteur d'essuie-glace 16 est pourvu de la vis à pas à droite 21 et de la vis à pas à gauche 22 qui sont placées sur le même axe et qui se composent d'un double filet de manière a avoir des formes continues de dents pour les vis sans fin 21 et 22, de sorte que la direction de la poussée exercée sur l'axe 16 par engrènement de la vis à pas à droite 21 avec la roue tangente 23 et la direction de la poussée exercée sur l'arbre 16 par engrènement de la vis à pas à gauche 22 avec la roue tangente 24 sont inverses l'une de l'autre pour que les poussées exercées sur l'axe de moteur d'essuie-glace 16 s'annulent mutuellement Il est par conséquent inutile de conférer aux paliers sans huile 31 et 34 une fonction d'ab- sorption de la poussée, ce qui simplifie la structure du moteur d'essuie-glace En outre la vis sans fin à pas à droi- te 21 et la vis sans fin à pas à gauche 22 sont pourvues d'- un double filet de sorte qu'il est inutile d'augmenter exces- sivement le nombre de dents des roues tangentes 23, 24 et de l'engrenage 25 et de réduire excessivement le nombre de dents des pignons 23 a et 24 a, ce qui permet de maintenir à une valeur avantageuse le rendement de transmission d'énergie. Egalement l'axe de moteur d'essuie-glace 16 est profilé de façon que les formes des dents des vis sans fin 21 et 22 soient continues et que les positions initiales d'intersec- tion des vis sans fin 21 et 22 coïncident mutuellement de sorte que les phases des vis sans fin à pas de droite 21 et à pas à gauche 22 peuvent efficacement coïncider l'une avec l'autre et que l'assemblage des vis sans fin 21,22, des roues tangentes 23,24, des pignons 23 a, 24 a et de l'engre- nage 25 peut être remarquablement amélioré en précision bien que le degré de liberté de montage soit assez petit de sorte que, dans le cas d'une discontinuité de forme des dents, l'écart de phase des vis sans fin peut être confir- mé visuellement. 6 2507276 Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la vis sans fin à pas à droite 21 et la vis sans fin à pas à gau- che 22 sont pourvues d'un double filet; cependant il va de soi que ces vis sans fin pourraient être pourvues de filets multiples. On va maintenant décrire un procédé de fabrication de l'axe de moteur d'essuie- glace 16 décrit ci-dessus et comportant des doubles vis sans fin 21 et 22. Un axe de moteur d'essuie-glace 16 de ce genre est habituellement fabriqué par un processus d'usinage corres- pondant au procédé de fabrication classique puisque l'axe 16 est pourvu de la vis sans fin à pas à droite 21 et de la vis sans fin à pas à gauche 22 Même avec la méthode de roulage, la vis sans fin à pas à droite 21 et la vis sans fin à pas à gauche 22 sont formées séparément en utilisant dans le pro- cessus connu une matrice de roulage correspondante Dans ce cas, l'axe 16 doit être roulé en deux étapes de sorte qu'il est difficile d'adapter mutuellement les phases des vis sans fin 21 et 22 et de fabriquer l'axe en série En conséquence, de l'axe l'invention a mis au point un nouveau procédé de fabrication I de moteur d'essuie-glace 16 à vis sans fin double comme illus- tré sur la figure 2 nécessitant une seule étape de roulage. Les figures 3 et 4 sont des vues explicatives met- tant en évidence le procédé de fabrication de l'axe de moteur d'essuieglace 16 conforme à la présente invention La vis sans fin à pas à droite 21 et la vis sans fin à pas à gauche 22 sont constituées par un double filet de sorte que la différence en- tre les forces auxquelles les filets 21 a, 21 b, 21 c 22 a, 22 b, 22 c sont soumis par une matrice de roulage 40 ( 40 a et 40 b) représentée sur la figure 5 correspond à la différence de dé- formation de la matière dans la partie en coupe f-g du filet 22 b représenté sur la figure 3 La figure 4 a est une vue en coupe du filet 22 b suivant un plan axial de celui-ci; la fi- gure 4 b est une vue en coupe prise dans la direction de l'an- gle d'attaque du filet 22 b tandis que la figure 4 c est une vue de face du filet 22 b La matière déformée est mise en éviden- ce en c, d sur la figure 4 c, en cl, dl sur la figure 4 b et en c 2, d 2 sur la figure 4 a, et ainsi de suite La tige destinée à former l'axe de moteur d'essuie-glace, qui présente un dia- mètre essentiellement égal au diamètre primitif du filet, est soumise à une déformation plastique par la matrice 40 de fa- çon à refouler la matière, en correspondance à la partie de racine du filet, vers le corps du filet de sorte que le filet 22 b est soumis à une force exercée sur la matrice 40 et son processus de déformation est assez compliqué Ce processus de déformation va être expliqué brièvement en référence à la figure 4. Comme le montre la figure 4, le profil f p q g du fi- let de vis formé 22 b est représenté, en considérant la direc- tion perpendiculaire au profil, par fl p 1 q 1 g 1 et, dans une vue en coupe faite dans la direction de l'axe du filet, il est représenté par f 2 pa q 2 g 2 La déformation produite par le roulage progresse de la partie de racine W 2 X 2 f 2 c 2 jusqu'à la partie de filet c 2 e 2 r 2 P 2 tandis que l'autre partie de ra- cine Y 2 z 2 g 2 d 2 progresse vers la partie de filet d 2 e 2 r 2 q 2 Dans ce cas, à condition que la partie rectangulaire W 2 X 2 f 2 k 2 progresse vers la partie rectangulaire m 2 e 2 r 2 P 2 et que la partie rectangulaire Y 2 z 2 g 2 12 progresse jusqu'à la partie m 2 e 2 r 2 q 2, les effets des deux refoulements peu- vent essentiellement se compenser mutuellement En ce qui con- cerne la progression de la partie triangulaire k 2 f 2 c 2 vers la partie triangulaire c 2 m 2 p 2 et la progression de la par- tie triangulaire 12 g 2 d 2 vers la partie triangulaire d 2 N 2 q 2, il est cependant nécessaire de considérer l'action de rou- lage. Lorsque l'axe de moteur d'essuie-glace 16 est rou- lé par rotation dans la direction de la flèche E de la fi- gure 3, l'axe 16 est soumis à-une force orientée dans la di- rection de la flèche F de la figure 4 et constituée par une force de réaction exercée par la matrice-40 de sorte que la matière se trouvant sur la partie du cercle primitif placée au-dessus de la partie de base f du filet 22 b est présente à l'origine dans une partie k et est refoulée par la force F. La matière se trouvant dans la partie c n'est pas notable- ment soumise à la force extérieure du fait de la présence de la surface de la matière de la tige de sorte que, si on con- 8 2507276 sidère-un point virtuel j placé sur le prolongement d'un segment linéaire cf (en fait le point j se trouve sur le cer- cle primitif) et un segment linéaire cj = ck, la matière se trouvant dans la partie triangulaire à c I JI f' est dépla- cée dans la direction de la flèche S 1 vers la partie trian- gulaire A c 1 mi Pl En conséquence, comme le montre la fi- gure 4, la partie de matière située au-dessus du cercle pri- mitif est présente dans le volume de la matrice 40 et elle est par conséquent refoulée dans la direction d'une flèche t 1 perpendiculaire au filet sans être notablement soumise à la force exercée par la matrice 40 De la même manière, la matière se trouvant dans la partie du cercle primitif qui est située au-dessus de la partie de base opposée g du filet 22 b se trouve à l'origine sur une partie i et elle est refoulée par la force F La matière se trouvant dans la partie d n'est pas notablement soumise à la force extérieure de sorte que, si on considère un point virtuel b placé sur un segment linéai- re Z (en fait b est situé sur le cercle primitif) et un seg- ment linéaire d T = E, la matière se trouvant dans la partie triangulaire à dl b 1 g 1 est déplacée dans la direction de la flèche u 1 vers la partie triangulaire& N 1 dl ql Cependant, dans le détail, la section de la partie triangulaire Ac 1 1 f est plus grande que celle de la partie triangulaire A d 1 b 1 g 1 du fait qu'on a la relation ck > di Cela signifie que la for- ce de réaction G 1, à laquelle le filet 22 b est soumis par la matrice 40 sur le côté gauche de la figure 4, est plus grande que la force de réaction G 2, à laquelle le filet 22 b est sou- mis par la matrice 40 sur le côté droit de la figure 4, pro- portionnellement à la quantité de matière déplacée, de sorte que la force exercée dans la direction de la flèche H de la fi- gure 3 est appliquée au filet 22 b en totalité De la même ma- nière, en ce qui concerne la vis sans fin à pas à droite 21, la force s'exerçant sur le filet 21 b dans la direction de la sur- face de dent située du côté droit en regardant la figure 3 de- vient élevée de sorte que la force orientée dans la direction de la flèche I de la figure 3 est exercée sur le filet 21 b en totalité Lorsque la vis sans fin à pas à droite 21 et la vis 9 2507276 sans fin à pas à gauche 22 sont simultanément roulées par la matrice de roulage 40 comprenant l'élément de roulage à pas à droite et l'élément de roulage à pas à gauche, il en résul- te que la vis à pas à droite 21 est soumise à la force orien- tée dans la direction de la flèche I de la figure 3 et que la vis à pas à gauche 22 est soumise à la force orientée dans la direction de la flèche H de la figure 3, en produisant ain- si une légère extension de sa partie centrale, de sorte que l'axe de moteur d'essuie-glace peut être avantageusement rou- lé sans qu'il se produise une flexion d'ensemble et sans for- mation importante de chaleur La vis sans fin à pas à droite 21 et la vis sans fin à pas à gauche 22 sont pourvues d'un double filet de sorte que les vis 21 et 22 sont soumises à des forces exercées axialement dans la même position par la matrice 40 sur les deux côtés, ce qui permet d'empêcher une flexion partielle. Quand l'axe de moteur d'essuie-glace 16 est entrai- né en rotation dans une direction opposée à la direction de la flèche E, les forces s'exerçant sur la vis à pas à droite 21 et la vis à pas à gauche 22 sont opposées à la force précé- dente et la direction de déplacement du filet est orientée vers sa partie centrale de sorte que de la chaleur est engen- drée dans cette partie centrale et que la matière se déplace vers le haut en établissant un risque de rupture dans certai- nes circonstances Comme dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'axe de moteur d'essuie-glace 16 doit, de préféren- ce, être entralné en rotation dans la direction de la flèche E. Ainsi il est préférable de choisir le sens de rota- tion intervenant pendant le roulage de manière que la force soit exercée pour rapprocher l'une de l'autre par traction la vis sans fin à pas à droite 21 et la vis sans fin à pas à gau- che 22. Lorsque l'axe de moteur d'essuie-glace 16 est rou- lé par rotation dans la direction de la flèche E, même si le pas dans la partie centrale des deux vis 21 et 22 est légè- rement allongé, le pas de la partie la plus grande est dé- 2507276 terminé par la matrice 40 de sorte que les vis sans fin 21 et 22 fonctionnent sans aucune entrave. En outre, comme le montre la figure 4, la section de la partie triangulaire à cl ji fl est plus grande que cel- le de la partie triangulaire Ad 1 b 1 g 1 et la quantité de ma- tière refoulée vers la partie triangulaire c 1 Pl m 1 est plus grande que celle refoulée vers la partie triangulaire dl q 1 N 1 de sorte que, comme indiqué sur la figure 4 b, la hau- teur de montée sur le côté p 1 est plus forte que celle sur le coté ql Cependant, la partie triangulaire p 1 r 1 q 1 est sollicitée par la racine des dents des roues tangentes 23 et 24 de sorte que les vis sans fin 2 1 et 22 fonctionnent sans aucune entrave. Comme décrit ci-dessus, l'axe de moteur d'essuie- glace 16 conforme à la présente invention est roulé de telle sorte que la matière destinée à former la vis 21 et la vis 22 soit refoulée sur le même axe, que les formes de dents de la vis à pas à droite 21 et de la vis à pas à gauche 22 soient continues, à filets multiples que les forces de traction diri- gées l'une vers l'autre soient appliquées à l'axe et que, dans un mode de réalisation, les vis sans fin 21 et 22 soient rou- lées de manière à faire concorder les positions initiales des filets l'une avec l'autre En conséquence les deux vis sans fin 21 et 22 peuvent être simultanément formées de manière à améliorer grandement la productivité; il est possible d'empè- cher un écart de phase et une flexion dans la partie de liai- son des deux vis sans fin 21 et 22, la précision d'assemblage des roues tangentes 23 et 24 et de l'engrenage 25 peut être grandement améliorée et la résistance et le fini de surface des filets 21 a, 21 b, 21 c 22 a, 22 b, 22 c, peut être encore améliorée par comparaison au cas d'un usinage classique Par exemple la résistance peut être aisément améliorée de 20 à 30 % et le fini de surface peut être aisément amélioré de 2 à 3 degrés. Conformément à la présente invention, une poussée n'est pas exercée additionnellement sur l'axe du moteur d'es- suie-glace avec la structure décrite ci-dessus, de sorte que il 2507276 l'axe peut être soutenu par une structure relativement sim- ple, ce qui améliore le rendement de transmission d'énergie dans le mécanisme réducteur, la précision d'assemblage de la partie du mécanisme réducteur qui comporte l'axe de mo- * teur d'essuie-glace, et en outre il est possible de fabri- quer en série l'axe de moteur d'essuie-glace avec une gran- de précision - REVENDICATIONS 1 Axe de moteur d'essuie-glace comportant une vis sans fin destinée à constituer un mécanisme réducteur à engrenages, caractérisé en ce qu'il est prévu sur l'axe de moteur d'essuie-glace ( 16) deux vis sans fin ( 21, 22) qui sont alignées. 2 Axe de moteur d'essuie-glace selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'une vis sans fin ( 21) se com- pose d'un filet à pas à droite et en ce que l'autre vis sans fin ( 22) se compose d'un filet à pas à gauche. 3 Axe de moteur d'essuie-glace selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les formes des dents des fi- lets des vis sans fin ( 21,22) sont réalisées de façon con- tinue Jusqu'aux extrémités opposées. 4 Axe de moteur d'essuie-glace selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que les vis sans fins ( 21,22) sont formées de filets multiples. Axe de moteur d'essuie-glace selon la revendi- cation 4, caractérisé en ce que le filetage à filets multi- ples est un filetage à double filet. 6 Procédé de fabrication d'un axe de moteur d'es- suie-glace à vis sans fin double, caractérisé en ce qu'on utilise une matrice de roulage de filet ( 40) comportant un élément de roulage de filet à pas à droite ( 40 a) et un élé- ment de roulage de filet à pas à gauche ( 40 b), en ce qu'on insère une tige destinée à former l'axe de moteur d'essuie- glace ( 16) dans la matrice de roulage de filet ( 40) et en ce qu'on roule sur ladite tige une vis sans fin à filet à pas à droite ( 21) et une vis sans fin à filet à pas à gauche ( 22) en une seule opération de roulage de manière que les forces de traction exercées l'une vers l'autre soient appliquées à l'axe de moteur d'essuie-glace ( 16). 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les formes de dents des filets des vis sans fin ( 21, 22) sont réalisées continues jusqu'à leurs extrémités oppo- sées. 13 2507275 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites vis ( 21,22) sont formées par un filetage à filets multiples. 9 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vis à filet à pas à droite ( 21) et la vis à fi- let à pas à gauche ( 22) sont roulées de telle sorte que les positions initiales de formage des filets coïncident l'une avec l'autre.