Brevet FR2708235A1 — publié le 19950203

Mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type d'automobiles La présente invention concerne un mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type d'automo- bile, plus particulièrement un mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée des automobiles, qui utilise une cré- maillère du type à billes comme organe de transmission et un détecteur sans source d'énergie externe comme détec- teur de commande de détection pour augmenter l'utilité de la fenêtre motorisée, qui utilise un circuit de commande réversible pour la fenêtre motorisée de manière à ren- forcer la sécurité de la fenêtre motorisée en fonction- nement, qui emploie un pignon de conversion dont l'ori- fice d'accouplement est disponible suivant différentes spécifications de manière à faciliter la conversion des divers types de fenêtres d'automobiles actionnées manuel- lement en une fenêtre motorisée. Il est vrai que l'usage et la commodité d'une fenêtre motorisée dans les automobiles ont été largement acceptées par les utilisateurs. Cependant, la fenêtre motorisée est incluse seulement comme option dans la gam- me ordinaire des automobiles et comme équipement de série dans les automobiles de haute gamme depuis quelques années. Il existe encore une grande proportion d'automo- biles qui sont équipées de fenêtres à commande manuelle. Pour permettre aux propriétaires de ces automobiles de convertir leurs fenêtres en des fenêtres motorisées, il existe maintenant un type de mécanisme additionnel pour fenêtre motorisée qui est disponible sur le marché. Cependant, ce type de fenêtre motorisée présente des in- convénients induits par le procédé de montage, la struc- ture de la transmission ou par sa commande de sécurité. 2 2708235 En ce qui concerne le procédé de montage, l'arbre de manivelle existant des fenêtres est réuni habituelle- ment par soudage au mécanisme additionnel de la fenêtre motorisée, ce qui permet à la puissance du moteur pour les fenêtres motorisées d'être transférée à l'arbre de manivelle. Du fait que l'arbre de manivelle est fixement relié par soudure au mécanisme additionnel ou supplémen- taire de la fenêtre motorisée, cela entraîne inévitable- ment une difficulté, ou à tout le moins un dérangement, dans l'entretien futur ou le service dans le cas o le mécanisme doit être distribué. En ce qui concerne la structure de la transmis- sion, la crémaillère utilisée pour transférer la puis- sance du moteur comprend généralement des crans carrés ou trapézoïdaux qui n'engrènent pas facilement avec les dents d'engrènement ou qui sont aptes à se casser sous une pression ou une force. En ce qui concerne la commande de sécurité, le mécanisme pour fenêtre motorisée, disponible actuelle- ment, est conçu pour permettre à la vitre de la fenêtre d'être arrêtée dans son déplacement lorsqu'elle rencontre un obstacle quelconque au cours de son mouvement ascen- dant ou de fermeture. Dans le cas o le cou d'un enfant serait emprisonné au cours du mouvement de fermeture de la vitre, cela pourrait provoquer une très sérieuse bles- sure ou même une asphyxie alors même qu'il n'y a aucun moyen pour libérer l'enfant. Dans de nombreux cas, en raison de la panique, l'enfant ne sait pas comment faire descendre la fenêtre et la conséquence est tout à fait inimaginable. C'est la raison pour laquelle le demandeur a développé un mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type d'automobile afin d'éliminer les inconvé- nients qui existent dans les mécanismes usuels pour fenêtre motorisée des automobiles. RESUME DE L'INVENTION Un premier objet de la présente invention est de proposer un mécanisme pour fenêtre motorisée des automo- biles, dans lequel est prévu un pignon de conversion dis- ponible sous de nombreuses formes ou de spécifications, en ce qui concerne l'orifice de couplage, de manière à simplifier le procédé de conversion d'une fenêtre d'auto- mobile à commande manuelle en une fenêtre motorisée. Un autre objet de la présente invention est de proposer un mécanisme pour fenêtre motorisée pour automo- biles, dans lequel est prévue une crémaillère à crans du type à billes comme organe de transmission de manière à éviter les problèmes d'un engrènement difficile des crans avec les dents d'un pignon ou engrenage, ou la rupture des crans sous une pression qui se produit souvent dans une crémaillère à crans carrés ou trapézoïdaux, ce qui permet à la fenêtre motorisée d'être plus pratique et fiable en fonctionnement. Un objet supplémentaire de la présente invention est de proposer un mécanisme pour fenêtre motorisée pour automobiles, dans lequel un détecteur sans source d'éner- gie externe ou "POWER-FREE" est utilisé comme organe de commande de détection qui, en coopération avec un circuit de commande, peut fournir une motorisation inverse de la fenêtre, qui est plus sûr en fonctionnement et qui peut être commandé avec précision. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La structure, les caractéristiques et autres objets de la présente invention ainsi que les moyens techniques adoptés pour atteindre le but de la présente invention, seront mieux compris à la lecture de la des- cription d'un mode de réalisation préféré ainsi que des dessins annexés sur lesquels: 4 2708235 la figure 1 représente une structure de transmis- sion d'une fenêtre motorisée conventionnelle dont les crans et les dents sont à plus grande échelle, la figure 2 est une vue éclatée partielle de la présente invention, la figure 3 représente la structure de la trans- mission de la fenêtre motorisée selon la présente inven- tion, les crans et les dents étant à une plus grande échelle, la figure 4A est une vue en perspective du détec- teur adopté dans la présente invention, et la figure 4B est un diagramme représentant le signal d'onde électrique émis par le détecteur de la présente invention, la figure 5 est une vue éclatée du détecteur sans énergie externe de la présente invention, la figure 6 est une représentation synoptique du circuit de commande de la fenêtre motorisée réversible selon la présente invention, et la figure 7 est le schéma du circuit représentant le circuit de commande réversible de la fenêtre motorisée de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLE DU MODE DE REALISATION PREFERE On se réfère à la figure 2. Le mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type d'automo- biles selon la présente invention comprend principalement un mécanisme de transmission 1, un pignon d'accouplement 2 engrenant avec une extrémité du mécanisme de transmis- sion 1, un pignon de conversion 3 disposé à l'intérieur et engrenant avec le pignon d'accouplement 2 pour rece- voir un arbre de manivelle existant 8, un détecteur sans source d'énergie externe 5, prévu à l'autre extrémité du mécanisme de transmission 1, opposée au pignon d'accou- plement 2, une paire de logements tubulaires 4 disposés entre et reliant les deux extrémités du mécanisme de transmission 1, une crémaillère 6 disposée dans et pas- 2708235 sant à travers les logements tubulaires 4 et engrenant avec le mécanisme de transmission 1, et un circuit de commande réversible pour fenêtre motorisée pour commander le mouvement inverse de la vitre de la fenêtre motorisée. Le mécanisme de transmission 1 comprend, en outre, un renvoi motorisé 11 et un mécanisme entraîné 12. Une puissance axiale provenant d'un moteur 7 est trans- formée en une puissance linéaire par le renvoi motorisé 11 et elle est ensuite transférée au mécanisme entraîné 12 par l'intermédiaire de la crémaillère 6. La crémail- lère couramment utilisée pour transférer de la puissance comprend, généralement, des crans carrés ou trapézoïdaux, comme cela est représenté sur la figure 1. Un cordon 61 de la crémaillère 6 est usuellement plus long après une longue durée d'utilisation, les crans carrés ou trapézoï- daux de la crémaillère 6 ayant alors un pas plus grand. Le pas agrandi des crans rend plus difficile l'engrè- nement des crans de la crémaillère 6 avec les dents externes périphériques 121 d'un pignon entraîné 120 du mécanisme entraîné 12, les crans de la crémaillère 6 ayant tendance à glisser hors du pignon entraîné 120 ou de se coincer et de casser dans le support externe du mécanisme entraîné 12. Au contraire, la crémaillère 6 de la présente invention comporte des crans 62 du type à bille pour engrener de façon douce avec les dents périphériques externes et concaves 121 du pignon entraîné 120. Même si le cordon 61 de la crémaillère 6 s'allonge après une longue durée d'utilisation, les crans 62 du type à bille peuvent encore facilement glisser dans et30 engrener avec les dents périphériques externes et con- caves 121. De plus, les crans du type à bille présentent une zone de contact plus petite et, en conséquence, un coefficient de friction plus faible, ce qui permet à la crémaillère 6 de se déplacer dans les logements tubu- 6 2708235 laires 4 et d'engrener très facilement avec les engre- nages du mécanisme de transmission. Le pignon entraîné 120 comporte un orifice cen- tral qui constitue un engrenage interne 122. Le pignon d'accouplement 2 présente une partie de plus grand diamè- tre pourvue d'une pluralité de dents périphériques exter- nes 21 qui engrènent avec les dents de l'engrenage inter- ne 122 du pignon entraîné 120. Le pignon d'accouplement 2 comporte de plus une partie de plus petit diamètre ayant un orifice central ayant une pluralité de dents d'engrènement internes 22 qui constituent un engrenage interne. Le pignon de con- version 3 comprend une pluralité de dents périphériques externes 31 et un orifice central 32. Le pignon de con- version 3 est disposé à l'intérieur de la partie de plus petit diamètre du pignon d'accouplement 2, ses dents périphériques externes 31 engrenant avec les dents d'en- grènement internes 22 du pignon d'accouplement 2, ce qui permet la puissance provenant du moteur 7 d'être trans- férée au pignon de conversion 3 par l'intermédiaire de la crémaillère 6, le pignon entraîné 120 dont les dents périphériques externes 121 engrènent avec les crans 62 de la crémaillère 6, et le pignon d'accouplement 2 dont les dents périphériques externes 21 engrènent avec les dents d'engrènement internes 122 du pignon entraîné 120. L'ori- fice central 32 du pignon de conversion 3 est utilisé pour recevoir un arbre de manivelle 8 existant de fenêtre d'automobile à commande manuelle. Pour s'adapter aux différentes configurations et spécifications de l'arbre à manivelle 8, le pignon de conversion 3 de la présente invention est disponible sous des formes différentes en ce qui concerne l'orifice central 32. L'utilisation d'un pignon de conversion 3 avec un orifice central 32 sou- haité pour recevoir l'arbre de manivelle 8 existant et engrener le pignon de conversion 3 avec les dents d'en- 7 2708235 grènement internes 22 du pignon d'accouplement 2, permet d'utiliser la puissance provenant du moteur 7 pour lever ou baisser la vitre de la fenêtre. Pour commander la montée et la descente précise et sûre de la vitre de la fenêtre, on utilise le détec- teur 5 sans source d'énergie externe ainsi qu'un circuit de commande réversible pour fenêtre motorisée. Les figu- res 4A et 5 représentent le détecteur sans source d'éner- gie externe. Le détecteur sans source d'énergie externe comprend une base 51, une feuille en caoutchouc 52, une plaque en acier 53 dont des ailes s'étendent vers l'exté- rieur, une bobine d'induction 54, un aimant 55, un patin 56 et un arbre de transmission 57. L'arbre de transmis- sion 57 est relié à l'arbre du moteur 7. Les ailes de la plaque en acier 53 s'étendent au-delà de la périphérie de la bobine d'induction 54, de telle sorte qu'aucun signal n'est produit lorsque l'aimant 55 tourne dans la bobine d'induction 54 et passe devant les ailes de la plaque en acier 53. Il s'ensuit que chaque tour de l'aimant 55 dans la bobine d'induction 54 produit deux impulsions de signal à tension zéro ou nulle sur la courbe du signal d'onde électrique, comme cela est représenté sur la figure 4B. En comptant le nombre de tels signaux pro- duits, on peut déterminer avec précision le nombre de tours du moteur 7; à partir du nombre total d'impul- sions, on peut calculer le trajet total de la vitre de la fenêtre à la montée ou à la descente, et à partir du nombre accumulé d'impulsions on peut déterminer la posi- tion exacte de la vitre de la fenêtre sur son trajet à la montée ou à la descente. Les signaux sortant d'une borne de sortie de signal 541 du détecteur 5 sont envoyés à un circuit de commande réversible de fenêtre motorisée, représenté sur la figure 7 et considéré comme étant la commande de base pour la fenêtre. Le diagramme de commande est représenté 8 2708235 sur la figure 6 et il est, de plus, explicité ci- dessous: 1. Le détecteur sans source d'énergie externe 5 détecte de faibles impulsions de signal qui sont ampli- fiés dans une interface d'entrée de signal Qg et envoyés ensuite dans une unité centrale de traitement (CPU). 2. La CPU traite le nombre d'impulsions des si- gnaux reçu et il compte le nombre de tours que le moteur 7 a fait, qui correspond à la position actuelle ou réelle haute à laquelle se trouve la fenêtre motorisée. Les don- nées ci-dessus sont envoyées dans une mémoire qui pro- tègent les données contre un effacement même lorsque la puissance d'alimentation est arrêtée, ce qui signifie que les données relatives à la position de la vitre de la fenêtre et au trajet total de la vitre de la fenêtre ne seront pas effacées. 3. Un signal de fermeture de la fenêtre est envoyé à partir d'une interface d'entrée ouverture/ferme- ture à la CPU pour traitement. Dans le cas o un obstacle quelconque est rencontré par la vitre de la fenêtre au cours de son trajet de fermeture, la CPU envoie un signal d'auto-inversion au circuit de commande du moteur qui provoque la descente de la vitre de la fenêtre. Par ail- leurs, lorsque la vitre de la fenêtre atteint le sommet du cadre de fenêtre, le nombre total des impulsions comp- té par la CPU est le même que le nombre d'impulsions du trajet total stocké dans la mémoire, et aucun signal ne sera envoyé pour faire baisser la vitre de la fenêtre. 4. La capacité d'amener la vitre de la fenêtre motorisée de la présente invention à descendre automati- quement au moment o elle rencontre un obstacle quelcon- que sur son trajet de fermeture, constitue la caractéris- tique de ce circuit. 9 2708235 5. Q1, Q Q, Q Q3,, Q Q5 et d'autres circuits con- cernés sont des circuits d'interface d'entrée pour ouvrir et fermer les fenêtres. 6. Dans un circuit d'alimentation en énergie, ZR1 et Cll sont des circuits d'atténuation de bruit, C12 et 13 sont des capacités de stabilisation de tension, L1, L2, C14 et C15 sont des circuits de filtrage et U3 est 1'I.C. pour transformer la haute tension en basse tension. 7. Q3 est l'amplificateur des faibles signaux détectés par le détecteur 5 et il constitue un circuit d'interface. 8. K1 et K2 sont des relais pour commander le sens de rotation du moteur 7 et en conséquence, la montée et la descente de la vitre de la fenêtre. C19 et ZR2 sont des circuits pour éliminer les pointes et le bruit des relais. 9. U1 est l'unité centrale de traitement (CPU) pour traiter les diverses sortes d'informations et pour réaliser d'autres opérations et décisions. J6 et J7 sont pour la sélection de différentes fonctions. 10. U2 est une EEPROM, une mémoire morte program- mable par électronique de lecture et d'écriture, qui peut fonctionner même lorsque l'énergie est interrompue. De la description ci-dessus, on peut constater que le mécanisme pour fenêtre motorisée de la présente invention peut positivement et efficacement résoudre les problèmes existants dans les mécanismes conventionnels pour fenêtre motorisée, notamment ceux relatifs à la dif- ficulté de la liaison du mécanisme conventionnel pour fenêtre motorisée avec l'arbre de manivelle d'une fenêtre commandée manuellement, au manque d'efficacité des mesu- res de sécurité, etc. De plus, les crans du type à bille adoptés dans la crémaillère de la présente invention pré- sentent des zones de contact plus petites et donc un 2708235 coefficient de friction plus faible, ce qui permet à la crémaillère de se déplacer avec douceur dans les loge- ments tubulaires. Il doit être compris que la structure de la pré- sente invention, représentée et décrite, doit être consi- dérée comme un mode de réalisation préféré de l'invention et que divers changements dans la forme, les dimensions et l'arrangement des parties peuvent être effectués sans se départir de l'esprit de l'invention ou de l'étendue10 conférée par les revendications jointes. il 2708235 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type d'automobile, comprenant un mécanisme de transmission (1), un pignon d'accouplement (2) engrenant à une extrémité du mécanisme de transmission, un pignon de conversion (3) disposé dans et engrenant avec ledit pignon d'accouplement (2) pour la réception d'un arbre de10 manivelle (8), un détecteur sans source d'énergie externe (5), monté à l'autre extrémité dudit mécanisme de trans- mission à l'opposé audit pignon d'accouplement (2), une paire de logements tubulaires (4) disposée entre et reliant les deux extrémités du mécanisme de transmission (1), une crémaillère (6) disposée et passant dans les logements tubulaires (4) et engrenant avec ledit mécanis- me de transmission (1), et un circuit de commande réver- sible de la fenêtre motorisée pour la commande du mouve- ment inverse d'une vitre de fenêtre; ledit mécanisme de transmission (1) comprenant un organe de renvoi de puis- sance (11) pour convertir une puissance axiale générée par un moteur (7) en une puissance linéaire, et un méca- nisme entraîné par la puissance linéaire produite par ledit organe de renvoi, par l'intermédiaire de ladite crémaillère (6), ledit mécanisme entraîné (12) comportant un pignon entraîné (120) qui est muni d'une pluralité de dents périphériques externes (121) et une pluralité de dents périphériques internes (122); - ledit pignon d'accouplement (2) comprenant une partie de plus grand diamètre qui est munie d'une plura- lité de dents périphériques externes (21) qui engrènent avec lesdites dents périphériques internes (122) dudit mécanisme entraîné, et une partie de plus petit diamètre comportant un orifice central qui constitue un engrenage 12 2708235 interne et qui comporte des dents d'engrènement internes (22); - ledit pignon de conversion comprenant des dents périphériques externes (31) qui engrènent avec les dents d'engrènement internes (22) de la partie de plus petit diamètre du pignon d'accouplement, et un orifice central (32) pour recevoir un arbre de manivelle (8) d'une fenê- tre d'automobile commandé manuellement, ledit orifice central (32) étant conçu pour présenter beaucoup de formes différentes afin de s'adapter aux différentes con- figurations et spécifications dudit arbre de manivelle (8); - ledit détecteur sans source d'énergie externe comprenant une bobine d'induction (54) et un aimant (55) tournant dans ladite bobine d'induction; la rotation de l'aimant (55) dans la bobine d'induction (54) produisant des impulsions de signal qui peuvent être utilisées pour commander le circuit de commande réversible de la fenêtre motorisée de manière à commander le mouvement inverse d'une vitre d'une fenêtre motorisée; - ladite crémaillère (6) étant constituée par une corde (61) et une pluralité de crans (62) du type à bille qui coopèrent avec l'organe de renvoi de puissance (11) et avec les dents périphériques externes (121) du pignon entraîné pour transférer la puissance générée par le moteur (7) au pignon de conversion (3) par l'intermé- diaire du pignon d'accouplement (2) et entraîner ainsi automatiquement une fenêtre commandée manuellement à l'origine. 2. Mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le pignon de conversion (3) comprend une pluralité de dents périphériques externes (31) qui engrènent avec les dents d'engrènement internes de la partie de plus petit diamètre dudit pignon d'accouplement (2), et un 13 2708235 orifice central (32) utilisé pour recevoir un arbre de manivelle (8) existant d'une fenêtre d'automobile com- mandée manuellement, ledit orifice central (32) étant conçu pour présenter de nombreuses formes de manière à s'adapter aux différentes configurations et spécifica- tions de l'arbre de manivelle (8), de sorte qu'après avoir sélectionné un orifice central (32) d'un pignon de conversion (3) quelconque qui s'adapte à la forme exis- tante d'un arbre de manivelle (8) et que le pignon de conversion (3) engrène avec les dents d'engrènement internes du pignon d'accouplement (2), la puissance géné- rée par le moteur (7) puisse être efficacement utilisée pour lever ou baisser une vitre de fenêtre commandée manuellement à l'origine. 3. Mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le détecteur sans source d'énergie externe (5) comprend un arbre de transmission (57) relié à l'arbre du moteur (7) et une plaque d'acier (53) qui comporte des ailes qui s'étendent vers l'extérieur et qui empêchent l'aimant (55) de produire des signaux pendant sa rotation dans la bobine d'induction (54), de manière à amener ain- si l'aimant (55) à produire deux impulsions de signal à tension nulle lors de chaque tour dudit aimant, les im- pulsions de signal permettant un comptage précis du nom- bre de tours que fait le moteur (7) et un calcul précis du trajet total effectué par la vitre de la fenêtre au cours de la montée ou de la descente, ledit calcul étant basé sur le nombre total d'impulsions, ainsi que la posi- tion actuelle d'une vitre de fenêtre levée ou baissé grâce au nombre accumulé d'impulsions. 4. Mécanisme de sécurité pour fenêtre motorisée de tout type de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le circuit de commande réversible de la fenêtre motorisée pour commander le mouvement inverse de la vitre 14 2708235 de la fenêtre motorisée comprend une unité centrale de traitement (CPU) dans laquelle de faibles impulsions de signal détectées par le détecteur sans source d'énergie externe (5) et amplifiées par une interface d'entrée de5 signal Q9 sont envoyées pour traitement et comptage du nombre de tours effectués par le moteur, ce qui corres- pond à la position réelle de la vitre de la fenêtre moto- risée au cours de la montée ou de la descente, une mémoi- re dans laquelle sont stockées les données traitées et comptées par la CPU, de telle sorte que lesdites données ne soient pas effacées de la mémoire même lorsque l'éner- gie est interrompue, et une interface d'entrée de ferme- ture/ouverture qui envoie un signal de fermeture de fenê- tre à la CPU pour traitement, ladite CPU, quel que soit15 l'obstacle rencontré par la vitre de la fenêtre motorisée sur son trajet de montée ou de fermeture, envoyant un signal d'auto-inversion à un circuit de commande du mo- teur pour commander le mouvement inverse de la vitre de la fenêtre à des fins de sécurité, le nombre total d'im- pulsions compté par la CPU, lorsqu'il est égal au nombre d'impulsions de trajet total stocké dans la mémoire, in- diquant que la vitre de fenêtre à atteint la position supérieure, aucun signal d'auto-inversion n'étant envoyé par la CPU ce qui permet à la vitre de fenêtre de se fermer automatiquement.