Brevet FR2764952A1 — publié le 19981224

L'invention concerne un système d'entraînement pour un essuie-glace de véhicule automobile comportant une articulation à rotule perfectionnée. L'invention concerne plus particulièrement un système d'entraînement pour un essuie-glace de véhicule automobile, du type dans lequel un premier élément est relié à un second élément par une articulation à rotule, du type dans lequel l'articulation à rotule comporte une tête de rotule solidaire du premier élément, et une boîte à rotule qui est solidaire du second élément et qui délimite un évidement complémentaire de la tête de rotule, et du type dans lequel la boîte à rotule est fixée sur le second élément au travers d'un orifice aménagé dans une partie en forme de plaque du second élément, du bas vers le haut selon la direction de l'axe de l'orifice. II est connu de réaliser la boîte à rotule par surmoulage sur le second élément qui la porte. Toutefois, afin de diminuer le coût de réalisation d'une articulation à rotule, il a été proposé divers moyens d'emboîtement élastique de la boîte à rotule sur le second élément. A cet effet, le second élément présente une partie en forme de plaque qui est percée d'un orifice circulaire. La boîte à rotule comporte alors généralement, dans une surface latérale externe, une gorge radiale annulaire dans laquelle est reçu le bord circulaire de l'orifice du second élément lorsque la boîte à rotule est engagée élastiquement au travers de l'orifice. Toutefois, un tel montage ne donne pas entièrement satisfaction. En effet, il faut noter que de telles articulations à rotule sont généralement utilisées pour relier une bielle à une manivelle du système d'entraînement et que les efforts qui sont transmis par l'intermédiaire de cette articulation sont essentiellement orientés dans le plan formé par les deux éléments constitués de la bielle et de la manivelle. Ainsi, les efforts transmis entre la boîte à rotule et le second élément qui la porte se font essentiellement par l'intermédiaire du bord circulaire de l'orifice qui est en appui contre le fond de la gorge radiale annulaire de la boîte à rotule. Les surfaces en contact du second élément et de la boîte à rotule présentent donc une dimension réduite selon la direction axiale de l'orifice. Dans l'art antérieur, cette dimension n'excède pas l'épaisseur de la partie en forme de plaque du second élément. De plus, le second élément étant généralement réalisé en métal et la boîte à rotule en matière plastique, les efforts répétés et alternés qui sont appliqués au niveau des surfaces de contact de dimension réduite peuvent induire une dégradation rapide de la boîte à rotule. Cette dégradation sera d'autant plus rapide dans le cas où, lorsque l'articulation à rotule est assemblée, le centre de la tête à rotule n'est pas agencé dans le plan du second élément, auquel cas la transmission des efforts de l'un à l'autre des éléments induit un couple de torsion sur la boîte à rotule qui ne fait qu'accentuer la dégradation de cette dernière au niveau de sa gorge annulaire. Enfin, les boîtes à rotule selon l'art antérieur sont généralement réalisées dans des matériaux plastiques qui présentent une rigidité suffisante pour résister aux efforts transmis par l'articulation. Toutefois, la rigidité de ces matériaux impose de prévoir des jeux suffisamment importants pour permettre l'emboîtement élastique de la boîte à rotule dans l'orifice. Or, étant donné que les efforts transmis par l'articulation sont alternés quant à leur sens, ces jeux peuvent être générateurs de bruits de fonctionnement et d'une usure accélérée du matériau plastique constituant la boîte à rotule. L'invention a donc pour objet de proposer une nouvelle conception d'un système d'entraînement qui permet d'apporter une solution efficace et économique aux problèmes qui viennent d'être exposés. Dans ce but, I'invention propose un système d'entraînement du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le bord de l'orifice est réalisé sous la forme d'un collet cylindrique qui s'étend depuis la partie en forme de plaque du second élément selon un axe sensiblement perpendiculaire au plan de la partie en forme de plaque. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le collet est formé par un repli axial de la partie en forme de plaque du second élément - le collet comporte une surface cylindrique interne qui coopère avec une partie complémentaire de la surface externe de la boîte à rotule - la boîte à rotule est emboîtée élastiquement au travers de l'orifice, elle est immobilisée axialement par deux surfaces d'appui, inférieure et supérieure, qui coopèrent avec des surfaces d'appui correspondantes du second élément, et l'une des surfaces d'appui du second élément est portée par une extrémité axiale libre du collet - le collet cylindrique s'étend axialement vers le haut - la boîte à rotule comporte, à une extrémité axiale inférieure, un collet radial externe qui porte la surface d'appui inférieure de la boîte à rotule, laquelle coopère avec une face inférieure de la partie en forme de plaque du second élément - la surface d'appui supérieure de la boîte à rotule est portée par une portion élastique de la boîte à rotule - la portion élastique de la boîte à rotule est réalisée venue de matière avec un corps principal de la boîte à rotule - la portion élastique de la boîte à rotule est réalisée dans une matière élastique plus souple que celle d'un corps principal de la boîte à rotule - la portion élastique de la boîte à rotule est formée d'une série de bras, qui s'étendent radialement, qui sont répartis angulairement autour de l'axe de l'orifice, et qui portent chacun une fraction de la surface supérieure d'appui de la boîte à rotule - la portion élastique de la boîte à rotule est réalisée en polyuréthanne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un système d'entraînement conforme aux enseignements de l'invention comportant une articulation à rotule illustrée avec arrachement - la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective et en éclaté de la boîte à rotule et du second élément de l'articulation à rotule de la figure I - la figure 3 est une vue en coupe axiale de l'articulation selon l'invention; ; et - la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3. On a représenté sur les figures une articulation à rotule 10 destinée à relier deux éléments 12, 14 d'un système d'entraînement pour un essuie-glace de véhicule automobile. Les deux éléments 12, 14, qui sont réalisés sous la forme d'une plaque métallique allongée, forment par exemple une bielle et une manivelle interposées entre un moteur d'essuie-glace et un arbre d'entraînement (non représenté) de l'essuie-glace. Dans un tel système d'entraînement, les éléments 12, 14 se déplacent généralement de telle manière qu'ils sont animés l'un par rapport à l'autre sensiblement d'un mouvement de rotation d'axe Al perpendiculaire au plan de l'un au moins de ces éléments 12, 14. Toutefois, plutôt que d'utiliser entre les deux éléments 12, 14 une articulation à pivot, on préfère généralement utiliser une articulation à rotule 10 qui permet de relâcher les tolérances de dimensions et de positionnement des différentes pièces constituant le système d'entraînement. Aussi, comme on peut le voir sur les figures, les éléments 12, 14 sont ici essentiellement susceptibles de pivoter autour de l'axe Al sensiblement perpendiculaire au plan contenant les deux directions longitudinales de chacun de ces deux éléments 12, 14. Dans la suite, afin de faciliter la compréhension de la description, on qualifiera le plan des deux directions longitudinales des deux éléments 12, 14 de plan horizontal, I'axe Al étant qualifié d'axe vertical. Les notions de "haut" et "bas" seront celles qui apparaissent sur les figures 1 et 2. Toutefois, ces qualificatifs ne doivent pas être interprétés comme étant des limitations à la portée de l'invention. De manière connue, I'articulation à rotule 10 comporte une tête de rotule 16 qui est reliée par un pied axial 18 au premier élément 12. Le pied 18 s'étend selon l'axe Al et il est fixé à la manière d'un rivet sur le premier élément 12 en étant introduit axialement au travers d'un trou 20 prévu à cet effet dans le premier élément 12. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, la tête de rivet 16 s'étend au-dessus d'une face supérieure 22 du premier élément 12, tandis que l'extrémité axiale inférieure 24 du pied 18 est déformée par rivetage contre la face inférieure 26 du premier élément 12. L'articulation à rotule 10 comporte aussi une boîte à rotule 28 qui délimite un logement sphérique 30 complémentaire d'une portion sphérique 32 de la surface latérale de la tête 16. Le logement 30 débouche axialement vers le bas de sorte que son ouverture débouchante est resserrée par rapport au diamètre du logement 30 afin d'assurer le maintien de la tête 16 à l'intérieur du logement 30 délimité par la boîte à rotule 28. La tête de rotule 16 est par exemple engagée dans le logement 30 par emboîtement élastique. Pour faciliter l'introduction de la tête 16 dans le logement 30, I'ouverture débouchante de ce dernier est munie d'un chanfrein 31. Par ailleurs, I'extrémité supérieure de la tête de rotule 16 est tronquée de manière à présenter un méplat 33 sensiblement perpendiculaire à l'axe Al. Comme on peut le voir sur plus particulièrement sur la figure 2, la boîte à rotule 28 est destinée à être engagée au travers d'un orifice 34 circulaire aménagé dans le second élément 14. Selon un aspect de l'invention, cet orifice 34 est bordé par un collet 36 cylindrique qui est formé par un repli de la plaque formant le second élément 14 et qui s'étend axialement vers le haut. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, L'orifice 34 est circulaire et le collet 36 est réalisé sous la forme d'un cylindre de révolution. Toutefois, on peut envisager que la droite génératrice du cylindre du collet 36 s'appuie sur un contour non circulaire, par exemple polygonal, auquel cas la boîte 9 rotule 28 est immobile en rotation par rapport au second élément 14 autour de l'axe AI. Dans le cas tel que représenté où le collet 26 est de révolution, cette immobilisation peut par exemple être réalisée par des moyens complémentaires (non représentés) tels qu'un ergot porté par la boite à rotule 28 et reçu dans un trou correspondant du second élément 14. Comme on peut le voir sur les figures, la boîte à rotule 28 comporte un corps principal 38 dont la surface latérale externe présente une partie inférieure 40 sensiblement cylindrique d'axe Al, et une partie supérieure tronconique 42 d'axe Al resserrée vers le haut. La partie tronconique 42 est limitée axialement vers le haut par le méplat 33 de la tête de rotule 16. La partie cylindrique 40 de la surface externe de la boîte à rotule 28 est destinée à coopérer avec la surface cylindrique interne 44 du collet cylindrique 36. Avantageusement, on notera que le centre C commun a aux parties sphériques de la tête de rotule 16 et du logement 30 est agencé, lorsque l'articulation 10 est assemblée, de manière à être compris axialement dans la longueur des surfaces en contact 40, 44 de la boîte à rotule 10 et du collet 36. Ainsi, les efforts transmis entre les deux éléments 12, 14 par l'articulation à rotule ne provoquent pas l'apparition d'un couple de porte-à-faux entre la boîte à rotule 28 et le second élément 14 qui la porte. Dans son montage par emboîtement élastique sur le second élément 14, la boîte à rotule 28 est engagée axialement du bas vers le haut au travers de l'orifice 34. Le corps principal 38 de la boîte à rotule 28 comporte, à son extrémité axiale inférieure, en dessous de la partie cylindrique 40 de sa surface externe, un collet radial externe 46 dont une face annulaire supérieure 48 est destinée à venir en appui contre une surface inférieure 50 du second élément 14 pour déterminer la position axiale de la boîte à rotule 28. Par ailleurs, le corps principal 38 de la boîte à rotule 28 comporte une série de bras 52, ou nervures, qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la partie tronconique 42 de la surface externe du corps principal 38. Les bras 52 sont espacés angulairement de manière régulière autour de l'axe Al et ils présentent chacun un profil triangulaire dans un plan axial de sorte qu'ils comportent chacun une extrémité inférieure en décrochement radialement vers l'extérieur par rapport à la partie cylindrique 40 de la surface cylindrique externe de la boîte à rotule 28. Ainsi, chacun des bras 52 comporte une face 54 en décrochement qui est tournée vers le bas et qui est destinée à venir en appui axialement vers le bas contre l'extrémité axiale supérieure du collet 36 qui présente une face annulaire 56 complémentaire tournée vers le haut. Comme on peut le voir sur les figures, les bras 52 s'étendent ainsi sur un diamètre supérieur au diamètre de la surface cylindrique interne 44 du collet 36. Aussi, l'emboîtement de la boîte à rotule 28 dans l'orifice 34 ne peut se faire que par déformation élastique au moins des bras 52. Le profil triangulaire des bras 52, qui leur confère une surface latérale externe 53 en forme de secteur de tronc de cône resserré vers le haut, facilite l'emboîtement de la boîte à rotule 28. De manière connue, la boîte à rotule 28 peut être réalisée en matière plastique telle qu'un polyacétal ou un polyamide. Toutefois, pour la réalisation des bras 52, il est particulièrement intéressant de choisir un matériau plus souple tel qu'un polyuréthanne, ceci afin de faciliter l'opération d'emboîtement de la boîte à rotule 28. On peut envisager de réaliser l'ensemble du corps principal 38 et des bras 42 de la boîte à rotule dans le même matériau, en polyuréthanne, ou on peut prévoir que les matériaux constitutifs soient différents, la boîte à rotule 28 étant par exemple réalisée par injection bi-matière. L'utilisation d'un matériau plus souple, même pour le corps principal 38, est possible grâce à la présence du collet 36 selon l'invention qui permet d'augmenter la superficie des surfaces en contact 40, 44 de la boîte à rotule 28 et du second élément 14, limitant ainsi la valeur des contraintes transmises de l'une à l'autre pour un même effort. Dans le même temps, la présence du collet 36 permet d'assurer un meilleur guidage et un meilleur maintien de la boîte à rotule 28. Par ailleurs, l'utilisation d'un matériau plus souple pour la réalisation de la boîte à rotule 28 permet de prévoir des jeux de montage très réduits, la possibilité de montage étant assurée par une déformation élastique de la boîte 28, et notamment des bras 52 et de la partie tronconique du corps principal 38. Ces jeux réduits, notamment entre les surfaces en contact 40, 44 de la boîte à rotule 28 et du collet 36, favorisent à la fois la durée de vie de l'articulation à rotule 10 et son silence de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Système d'entraînement pour un essuie-glace de véhicule automobile, du type dans lequel un premier élément (12) est relié à un second élément (14) par une articulation à rotule (10), du type dans lequel l'articulation à rotule (10) comporte une tête de rotule (16) solidaire du premier élément (12), et une boîte à rotule (28) qui est solidaire du second élément (14) et qui délimite un logement (30) complémentaire de la tête de rotule (16), et du type dans lequel la boîte à rotule (28) est fixée sur le second élément (14) au travers d'un orifice (34) aménagé dans une partie en forme de plaque du second élément (14), du bas vers le haut selon la direction de l'axe de l'orifice (34), caractérisé en ce que le bord de l'orifice (34) est réalisé sous la forme d'un collet cylindrique (36) qui s'étend depuis la partie en forme de plaque du second élément (14) selon un axe sensiblement perpendiculaire au plan de la partie en forme de plaque. 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collet (36) est formé par un repli axial de la partie en forme de plaque du second élément (14). 3. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le collet (36) comporte une surface cylindrique interne (44) qui coopère avec une partie complémentaire (40) de la surface externe de la boite à rotule (28). 4. Système d'entraînement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la boite à rotule (28) est emboîtée élastiquement au travers de l'orifice (34), en ce qu'elle est immobilisée axialement par deux surfaces d'appui, inférieure (48) et supérieure (54), qui coopèrent avec des surfaces d'appui (50, 56) correspondantes du second élément, et en ce que l'une (56) des surfaces d'appui du second élément est portée par une extrémité axiale libre du collet (36). 5. Système d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collet cylindrique (36) s'étend axialement vers le haut. 6. Système d'entraînement selon les revendications 4 et 5 prises en combinaison, caractérisé en ce que la boîte à rotule (28) comporte, à une extrémité axiale inférieure, un collet radial externe (46) qui porte la surface d'appui inférieure (48) de la boîte à rotule (28), laquelle coopère avec une face inférieure (50) de la partie en forme de plaque du second élément (14). 7. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes 4 à 6, caractérisé en ce que la surface d'appui supérieure (54) de la boite à rotule (28) est portée par une portion élastique (52) de la boîte à rotule (28). 8. Système d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portion élastique (52) de la boîte à rotule (28) est réalisée venue de matière avec un corps principal (38) de la boîte à rotule (28). 9. Système d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portion élastique (52) de la boîte à rotule (28) est réalisée dans une matière élastique plus souple que celle d'un corps principal (38) de la boîte à rotule (28). 10. Système d'entraînement selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la portion élastique de la boîte à rotule est formée d'une série de bras (52), qui s'étendent radialement, qui sont répartis angulairement autour de l'axe (Al) de l'orifice (34), et qui portent chacun une fraction (54) de la surface supérieure d'appui de la boîte à rotule (28). 11. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 7 a 10, caractérisé en ce que la portion élastique de la boîte à rotule est réalisé en polyuréthanne.