Brevet FR2831124A1 — publié le 20030425

Dispositif d'essuie-vitre à balais. La présente invention concerne un dispositif d'essuie-vitre à balais, et plus particulièrement un dispositif d'essuie-vitre à balais de durabilité améliorée. Un dispositif d'essuie-vitre à balais, prévu pour nettoyer par exemple le pare-brise d'un véhicule, comprend généralement un bras relié d'un côté à un dispositif d'entraînement apte à déplacer le bras dans un premier et un second sens de déplacement, le bras étant relié à son extrémité opposée à un support de balai sur lequel est fixé un balai en matériau synthétique souple. Le balai possède une lame flexible en contact avec par exemple une vitre d'un véhicule, et qui permet le nettoyage de la vitre, en laminant les gouttelettes d'eau présentes à la surface de la vitre, de façon à former un film de faible épaisseur séchant rapidement. La lame flexible du balai doit être suffisamment souple pour permettre le changement de direction du balai lorsque le dispositif d'entraînement entraîne le bras dans le premier sens de déplacement puis dans le second sens de déplacement. L'utilisation d'un caoutchouc mou pour la confection des balais de section mince, entraîne une usure rapide des balais par traînées de frottement sur la surface balayée. Cette usure s'accompagne d'une altération du matériau du balai, causée par les conditions d'utilisation climatiques telles que l'exposition aux lumières ultraviolettes, ou la présence de salissures adhérentes et dures sur la surface balayée. On connaît par le document US-A-5 519 913 un dispositif d'essuie-vitre à balais dont le support de balai est fixé de façon mobile angulairement sur le bras, selon l'axe principal du bras, un balai étant fixé sur le support de balai. Des butées élastiques permettent de retenir angulairement le support de balai sur le bras. Ce dispositif permet de limiter la flexion de la lame du balai, et d'adapter, grâce aux butées élastiques, l'inclinaison de la lame en fonction du coefficient de friction entre la lame du balai et la vitre balayée. Néanmoins, ce dispositif nécessite encore l'utilisation d'une lame de balai suffisamment souple afin de permettre le mouvement de va-et-vient du balai, ce qui entraîne une usure rapide de la lame du balai. L'invention propose un dispositif d'essuie-vitre à balais, de durabilité augmentée, et dont les performances d'essuyage sont améliorées. Un dispositif d'essuie-vitre à balais, selon un aspect de l'invention, comprend au moins une platine solidaire d'un bras relié à un dispositif d'entraînement qui permet de déplacer le bras dans un premier et un second sens de déplacement, un premier balai et un second balai, le premier balai étant prévu pour être en contact avec la surface de la vitre dans le premier sens de déplacement du bras, le second balai étant prévu pour être en contact avec la surface de la vitre dans le second sens de déplacement du bras. Ainsi, l'utilisation de deux balais différents en contact avec la surface de la vitre lors du déplacement du bras dans deux sens de déplacement différents, permet de limiter l'usure des balais, qui ne sont utilisés que dans un sens de déplacement, de contrôler l'angle formé entre le balai et la surface balayée. Il devient possible d'utiliser un matériau plus dur pour les balais, car les balais ne sont pas soumis à une flexion importante lors des mouvements de va-et-vient. De préférence, les premier et second balais sont disposés parallèlement sur la platine. Dans un mode de réalisation avantageux, les balais sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la platine et parallèle à un balai, le premier balai possédant une portion d'accrochage fixée sur la platine, une lame d'épaisseur décroissante s'étendant à partir d'une extrémité de la portion d'accrochage opposée à la platine. L'utilisation des balais dans un unique sens de déplacement du bras permet d'utiliser des balais de section non symétrique, mieux adaptés pour le sens de déplacement considéré. On peut notamment envisager l'utilisation de balais procédant par raclage de l'eau à la surface d'une vitre, au lieu de procéder par laminage. Dans un mode de réalisation avantageux, la lame du premier balai s'étend obliquement du côté opposé à la platine, en direction du second balai. De préférence, chaque balai présente une surface de raclage et une surface de dépouille. L'utilisation de balais possédant une surface de raclage et une surface de dépouille est particulièrement adaptée pour retirer par exemple de l'eau de la surface d'une vitre en procédant par raclage, tout en permettant un auto-affûtage de la lame du balai. De préférence, l'angle de raclage est compris entre 10 et 40 . De préférence, l'angle de dépouille est compris entre 5 et 10 . Avantageusement, les balais sont en matériau synthétique possédant une dureté Shore A comprise entre 40 et 90. De préférence, la vitre est en verre minéral ou en matériau polymère tel que du plexiglas, du polycarbonate, ou du polyméthylmétacrylate. Les polymères présentent une tension d'adhérence de l'eau plus élevée, ce qui confère au vitrage un caractère hydrophile. Dans un mode de réalisation, le bras est relié à la platine par l'intermédiaire d'un dispositif de basculement dans un plan perpendiculaire aux premier et second balais, définissant une position de la platine sur le bras pour chaque sens de déplacement. Ainsi, le dispositif de basculement permet de mettre le premier balai en contact avec la surface lors du déplacement du bras dans le premier sens de déplacement. Le dispositif de basculement permet de mettre le second balai en contact avec la surface, au moment du changement de sens de déplacement. Le dispositif de basculement permet en outre d'assurer un angle précis entre la platine et la surface considérée, de façon à contrôler l'angle entre une lame de balai et la surface de la vitre, afin de préserver la lame du balai d'une usure excessive et d'améliorer les performances du dispositif. Avantageusement, le dispositif de basculement comprend une nervure axiale coopérant avec deux butées pour limiter la rotation de la platine pour chaque sens de déplacement. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue axiale d'un dispositif selon un aspect de l'invention, dans un premier sens de déplacement ; la figure 2 est une vue axiale du dispositif selon l'invention, dans un second sens de déplacement ; la figure 3 est une vue axiale d'un autre mode de réalisation ; et la figure 4 est une vue d'ensemble d'un dispositif selon un aspect de l'invention. Sur la figure 1, un dispositif de basculement référencé 1 dans son ensemble relie un bras, non représenté sur la figure, à une platine 2 servant de support de balai. Le dispositif de basculement 1 comprend une rotule cylindrique 3 possédant sur une surface extérieure une nervure axiale 4. La rotule cylindrique 3 est disposée à rotation sur le bras non représenté sur la figure, selon un axe 5 sensiblement parallèle au bras, et perpendiculaire au plan de la figure. La nervure axiale 4 de la rotule cylindrique 3 se situe angulairement entre deux butées 6,7 radialement distantes. Les butées 6,7 coopèrent avec la nervure axiale 4 pour limiter la rotation de la rotule cylindrique 3 dans un secteur angulaire déterminé. Le dispositif de basculement 1 permet de faire pivoter la platine 2 autour de l'axe 5. La platine 2 s'étend de façon symétrique dans un plan axial, à partir d'une zone périphérique de la rotule cylindrique 3 diamétralement opposée à la nervure axiale 4. Deux balais 8,9 sont fixés sensiblement parallèlement, de façon symétrique sur des portions distantes de la platine 2 situées de par et d'autre de l'axe 5, sur une surface 2a de la platine 2 opposée au dispositif de basculement 1, et prévue pour être orientée en direction d'une surface de travail 10, telle qu'une vitre, par exemple une vitre d'un véhicule automobile. Les balais 8,9 possèdent des portions d'accrochage, respectivement 11 et 12, possédant chacune une extrémité en contact avec la surface 2a de la platine 2. Des lames 13 et 14 s'étendent respectivement à partir des extrémités des portions d'accrochage 11 et 12 opposées à la surface 2a de la platine 2, et possèdent une épaisseur diminuant dans la direction opposée aux portions d'accrochage 11 et 12. Les balais 8 et 9 sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la platine 2, passant par l'axe 5, et parallèle au balai 8. Comme illustré sur la figure 1, la lame 14 du balai 9 vient en contact avec la surface de travail 10, lors du déplacement du bras du balai dans le sens indiqué par la flèche 15, de la droite vers la gauche sur la figure. La nervure axiale 4 est en contact avec la butée 7. Lors du déplacement du bras dans la direction indiquée par la flèche 15, une force de friction orientée de la gauche vers la droite, se crée entre une extrémité de la lame 14 du balai 9 en contact avec la surface de travail 10, et la surface de travail 10. La force de friction entre la lame 14 et la surface de travail 10 crée un couple sur la platine 2 par rapport à l'axe 5, orienté dans le sens contraire des aiguilles d'une montre comme illustré par la flèche 16. Le couple tend à rapprocher la nervure axiale 4 et la butée 7. La rotule cylindrique 3, disposée à rotation autour de l'axe 5, pivote jusqu'à ce que la nervure axiale 4 soit en contact avec la butée 7. La rotule cylindrique 3 est alors bloquée en rotation par la butée 7. Le déplacement angulaire de la rotule cylindrique 3 provoque le pivotement de la platine 2, de façon que la lame 14 du balai 9 reste en contact avec la surface de travail 10, alors que la lame 13 du balai 8 est soulevée et n'est plus en contact avec la surface de travail 10. Tant que le bras se déplace dans le sens de déplacement indiqué par la flèche 15, la force de friction entre la lame 14 du balai 9 et la surface de travail 10, qui crée un couple sur la platine 2, transmis à l'élément cylindrique 3, maintient l'ensemble en équilibre dans cette position. Comme illustré sur la figure 2, le déplacement du bras dans le sens indiqué par la flèche 17, de la gauche vers la droite sur la figure, provoque la création d'une force de friction, orientée de la droite vers la gauche, entre la lame 13 du balai 8 et la surface de travail 10. La force de friction crée un couple dans le sens des aiguilles d'une montre, tel qu'illustré par la fèche 18, qui tend à rapprocher la nervure axiale 4 et la butée 6. Lors du changement du sens de déplacement du bras, dans une période transitoire, les lames 13 et 14 sont simultanément en contact avec la surface de travail 10. Selon le sens de déplacement, la lame 13 ou la lame 14 s'éloignera de la surface de contact 10 pour ne plus être en contact avec la surface de travail 10. Lors du déplacement du bras dans le sens indiqué par la flèche 15 ou 17, les dimensions angulaires de la nervure axiale 4 et l'espacement radial des butées 6,7 sont prévues, de préférence, pour que l'angle formé entre un plan perpendiculaire à la surface de travail 10 et parallèle à l'axe des balais 8 et 9 forme avec le balai en contact avec la surface de travail 10 un angle compris entre 25 et 45 . Lors de l'utilisation du dispositif d'essuie-vitre à balais illustré par les figures 1 et 2, on constate que chaque balai n'est sollicité que dans un seul sens de déplacement du bras. Il n'est donc pas nécessaire que les balais présentent une souplesse leur permettant de s'orienter en fonction du sens de déplacement. L'utilisation d'un matériau de type caoutchouc élastomère plus dur et possédant des propriétés différentes, est rendue possible car le balai ne subit pas de flexion importante lors des mouvements de va-et-vient du bras. On peut utiliser des balais constitués de matériau de type caoutchouc élastomère, par exemple de composition chimique de type Nitrile Butadiène, de bonne résistance aux intempéries atmosphériques dans un intervalle de température compris entre-30 C et + 80 C, à l'essence, au carburant diesel et aux émulsions eau/huile et de plus grande dureté, de façon à augmenter la durée d'utilisation. On peut par exemple utiliser des matériaux de dureté Shore A comprise entre 40 et 90. Sur la figure 3, les références des éléments semblables aux figures 1 et 2 ont été conservées. Le balai 8 comprend une portion d'accrochage 20 s'étendant perpendiculairement à la surface 2a de la platine 2. Une lame 21 s'étend à partir d'une extrémité de la portion 20 opposée à la surface 2a de la platine 2. La lame 21 possède une section triangulaire, et s'étend obliquement vers l'intérieur, du côté opposé à la surface 2a de la platine 2, et en direction du balai 9, de sorte qu'elle présente une surface de raclage 21a et une surface de dépouille 21b. De même, le balai 9 présente une portion d'accrochage 22 s'étendant perpendiculairement à la surface 2a de la platine 2, une lame 23 s'étendant par son extrémité à la portion d'accrochage 22 opposée à la surface 2a de la platine 2, de façon symétrique à la lame 21 du balai 8. La lame 23 présente une section triangulaire et s'étend obliquement du côté opposé à la surface 2a de la platine 2, et en direction du balai 8, de sorte qu'elle présente une surface de raclage 23a et une surface de dépouille 23b. Les balais 8 et 9 sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la platine 2, passant par l'axe 5, et parallèle au balai 8. Lors du déplacement du bras dans le sens de déplacement indiqué par une flèche 24, de gauche à droite sur la figure, du côté opposé au balai 9, un dispositif de basculement, non représenté sur la figure 3, permet d'orienter angulairement l'élément cylindrique 3 par rapport au bras de façon que la platine 2 bascule, et que la lame 23 du balai 9 vienne en contact avec la surface de travail 10, alors que la lame 21 du balai 8 est soulevée et n'est pas en contact avec la surface de travail 10. Lors du déplacement du bras selon la flèche 24, une force de friction, orientée de la droite vers la gauche sur la figure, se crée entre la lame 23 du balai 9 et la surface de travail 10. La force de friction crée un couple par rapport à l'axe 5, orienté dans le sens des aiguilles d'une montre tel qu'illustré par la flèche 25, qui tend à faire basculer la platine 2 et à ramener la lame 21 du balai 8 en contact avec la surface de travail 10. Le dispositif de basculement, non représenté sur la figure, permet de contrebalancer ce couple. On définit par angle de raclage , l'angle défini entre la surface de raclage 23a de la lame 23 et un plan perpendiculaire à la surface de travail 10 et parallèle à l'axe principal du balai 9. On appelle angle de dépouille , l'angle formé entre la surface de dépouille 23b de la lame 23 du balai 9 et la surface de travail 10. Le dispositif de basculement, non représenté sur la figure, permet de préférence, d'obtenir un angle de raclage compris entre 10 et 40 , et un angle de dépouille compris entre 5 et 10 . Lors du déplacement du bras dans un sens de déplacement de la droite vers la gauche sur la figure, le dispositif de basculement permet de maintenir le contact entre la lame 21 du balai 8 et la surface de travail 10, alors que la rotation de la platine 2 provoque le décollement du balai 9 qui n'est plus en contact avec la surface de travail 10. Lors du changement de sens de déplacement du bras, le dispositif de basculement permet la rotation de la rotule cylindrique 3 et de la platine 2, de façon que le balai 9 ne soit plus en contact avec la surface de travail 10, et que le balai 8 vienne en contact avec la surface de travail 10, et inversement, selon le changement de sens de déplacement. L'utilisation d'un balai différent pour chaque sens de déplacement du bras, permet d'utiliser des balais possédant des profils mieux adaptés pour évacuer l'eau d'une surface de travail, notamment des profils permettant un travail par raclage, c'est-à-dire que la lame du balai vient entre la surface de travail et l'eau pour retirer l'eau de la surface de travail, alors que les dispositifs classiques procèdent par laminage, c'est-à-dire que le passage du balai sur la surface de travail laisse un film d'eau fin sur la surface de travail, séchant plus rapidement. L'utilisation d'un balai différent pour chaque sens de déplacement du bras permet encore d'utiliser des matériaux de type caoutchouc, de dureté Shore supérieure, puisqu'ils ne sont pas sollicités en flexion. On pourra par exemple utiliser un élastomère du type fluorocarbone, moins flexible mais de meilleure durabilité au vieillissement du fait de sa plus grande inertie chimique. Comme illustré sur la figure 3, lors du déplacement du bras selon le sens de déplacement indiqué par la flèche 24, l'usure de la lame 23 du balai 9 provoque un auto-affûtage du balai 9, de sorte que l'efficacité du balai 9 n'est pas altérée par l'usure de la lame 23. En effet, l'usure de la lame 23 du balai 9 sur la surface de travail 10 se fait toujours lors d'un même sens de déplacement de la lame 23 en contact avec la surface de travail 10. L'usure de la lame 23 provoquera une diminution de l'angle de dépouille, tout en conservant constant l'angle de raclage. L'efficacité du dispositif d'essuie-vitre à balais sera maintenue malgré l'usure des lames des balais. De plus, la section de la liaison entre la portion d'accrochage 22 et la lame 23 reste constante malgré l'usure de la lame 23, de sorte que l'efficacité du balai 9 n'est pas altérée par l'usure de la lame 23. En outre, cette zone de liaison entre la portion d'accrochage 22 et la lame 23 permet, par sa légère déformation élastique, d'adapter le frottement entre la surface de travail 10 et la lame 23 du balai 9. Ainsi, on supprime les phénomènes de brouttement des balais et on améliore la durabilité des balais. Comme cette section reste constante, les performances du dispositif d'essuie-vitre à balai sont maintenues dans le temps. Sur la figure 4, les références aux éléments semblables aux figures 1 à 3 ont été reprises. Le dispositif de basculement 1 supportant la platine 2 sur laquelle sont fixés les deux balais 8 et 9 parallèles, en contact avec une surface de travail 10, est relié par l'intermédiaire d'un pantographe comprenant deux bras parallèles 26,27 dont une extrémité est fixée au dispositif de basculement, et l'autre extrémité est fixée à un dispositif d'entraînement 28, de façon que les quatre extrémités des bras 26 et 27 forment un parallélogramme. L'utilisation d'un système de pantographe permet de déplacer les balais 8 et 9 selon une direction sensiblement perpendiculaire à leur axe principal. D'une part, ce système de pantographe permet une usure uniforme des lames sur toute la longueur des balais 8 et 9, car toute la surface de contact desdites lames parcourt une distance équivalente. D'autre part, lorsque le véhicule est en mouvement, l'évacuation de l'eau de la surface de travail, qui s'effectue de bas en haut selon le sens de la flèche 29, est favorisée par le positionnement des balais 8 et 9 qui restent perpendicualire au sens de la flèche 29 lors de leur déplacement. Le dispositif d'essuie-vitre à balais de l'invention permet donc, en utilisant un balai différent pour chaque sens de déplacement du bras, de limiter l'usure du balai, et d'employer des matériaux de dureté supérieure qui améliorent l'efficacité du balai tout en diminuant encore l'usure du balai. Le dispositif d'essuie-vitre à balai permet de maintenir les performances d'essuyage en fonction du temps. Le surcoût engendré par l'utilisation d'un dispositif plus complexe est compensé par un nonremplacement périodique des balais d'essuie-vitre, grâce a leur durabilité améliorée. De plus, l'utilisation d'un dispositif de basculement permet d'utiliser des balais dont les lames travaillent en raclant. Ainsi, l'évacuation de l'eau d'une surface de travail est améliorée. REVENDICATIONS 1-Dispositif d'essuie-vitre à balais comprenant au moins une platine (2) solidaire d'un bras relié à un dispositif d'entraînement qui permet de déplacer le bras dans un premier et un second sens de déplacement, caractérisé par le fait que la platine (2) comprend un premier balai (8) et un second balai (9), le premier balai (8) étant prévu pour être en contact avec une surface (10) dans un premier sens de déplacement (15) du bras, le second balai étant prévu pour être en contact avec la surface (10) dans un second sens (17) de déplacement du bras. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les premier et second balais (8,9) sont disposés parallèlement sur la platine (2). 3-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les balais (8,9) sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la platine (2) et parallèle à un balai (8), le premier balai (8) possédant une portion d'accrochage (20) fixée sur la platine (2), une lame (21) d'épaisseur décroissante s'étendant à partir d'une extrémité de la portion d'accrochage (20) opposée à la platine. 4-Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la lame (21) s'étend obliquement du côté opposé à la platine (2), en direction du second balai (9). 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chaque balai présente une surface de raclage (21a) et une surface de dépouille (21b). 6-Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'angle de raclage est compris entre 10 et 40 . 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que l'angle de dépouille est compris entre 5 et 10 . 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les balais (8,9) sont en matériau synthétique possédant une dureté shore A comprise entre 40 et 90. 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif de basculement dans un plan perpendiculaire aux premier et second balais (8,9), définissant une position angulaire de la platine (2) sur le bras pour chaque sens de déplacement du bras. 10-Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif de basculement comprend une nervure axiale (4) coopérant avec deux butées (6,7) pour limiter la rotation de la platine (2) pour chaque sens de déplacement.