Brevet FR2896217A1 — publié le 20070720

-1- BALAI D'ESSUIE-VITRE POUR PARE-BRISE DE VÉHICULE AUTOMOBILE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un balai d'essuie-vitre destiné à assurer l'essuyage et/ou le nettoyage d'un pare-brise d'un véhicule automobile. L'essuyage et le nettoyage du pare-brise avant d'un véhicule automobile est un 15 facteur très important pour la sécurité des automobilistes, lorsqu'il pleut, lorsqu'il neige et/ou lorsqu'il grêle... La vue dégagée est ainsi assurée par un ou deux essuie-vitres prévus pour effectuer un balayage cadencé du pare-brise avant. Le pare-brise arrière ou lunette arrière est essuyé et nettoyé par un essuie-vitre arrière. Pour certains modèles, un essuie-vitre peut être prévu pour la vitre des feux avant. 20 Un essuie-vitre avant ou arrière est traditionnellement constitué d'un balai pivotant par rapport à un axe sensiblement situé dans son prolongement, de façon à couvrir une surface en arc de cercle sur le pare-brise. Le balai possède une lèvre racleuse souple, généralement en caoutchouc, se positionnant sensiblement à angle droit par rapport à la surface du pare-brise. Le balai est porté par un porte-balai, déplacé par 25 un bras, mis en mouvement par un moteur électrique, ce dernier étant commandé par un organe de sélection du mode de fonctionnement, également appelé manette ou comodo. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Il existe actuellement deux grandes catégories de balai d'essuie-vitre. La plus ancienne de ces catégories concerne un balai muni d'une lame de nettoyage et d'essuyage et qui comporte des palonniers, des palonniers intermédiaires et un 10 30 -2-adaptateur pour le bras de l'essuie-vitre. Les palonniers sont chargés de répartir la pression d'appui en permettant à la lame de suivre la courbure du pare-brise durant son balayage. La lame se termine par une lèvre entrant en contact avec la surface du pare-brise. Un balai plus récent, appelé balai plat ou encore flat blade , par exemple commercialisé par les sociétés BOSCH et VALEO, ne comporte plus de palonniers, ni de monture, ni de palonniers intermédiaires. Le balai est constituée d'une ou plusieurs vertèbres épaisses, en acier à ressort, dont la courbure est calculée afin d'obtenir une pression constante le long de la lèvre et ceci pour un rayon de courbure moyen choisi arbitrairement. Ce rayon moyen est représentatif de la courbure du pare-brise la plus communément rencontrée par la lame durant son balayage angulaire. Afin d'améliorer d'avantage l'efficacité des balais d'essuie-vitre, les techniques se sont également orientées vers un traitement de surface du pare-brise. Ce traitement a pour but de diminuer la surface de contact entre la surface du pare-brise et la base de la goutte d'eau, afin que cette dernière puisse s'évacuer d'elle-même grâce à la vitesse du véhicule et/ou afin que la lèvre du balai puisse la chasser d'un seul coup en dehors du pare-brise. Ce traitement permet également de minimiser l'adhésion des salissures. La surface extérieure du pare-brise est revêtue par un film conférant des propriétés hydrophobe. Cependant, l'utilisation d'une lame racleuse en caoutchouc frottant sur la surface du pare-brise traité hydrophobe engendre une dégradation progressive du traitement. La lame racleuse caoutchouc, même adaptée par de nouveaux matériaux, profils et pressions d'appui, dégrade la couche hydrophobe à chaque passage. Cette couche doit être périodiquement régénérée. De plus, l'emploi d'une lame racleuse caoutchouc implique un réglage précis de l'angle d'inclinaison par rapport à la surface du pare-brise, ainsi que de la pression d'appui. Les bruits de frottement (broutement) et le retournement de lame doivent être évités. La puissance du moteur d'entraînement du mécanisme imposant une cinématique de déplacement au balai d'essuyage doit également faire l'objet d'un choix précis. La lame en élastomère voit son efficacité diminuer progressivement et doit être remplacée de manière périodique. Aucune solution standard de série à une lame racleuse caoutchouc ne permet actuellement de résoudre ces problèmes de façon complètement satisfaisante. -3 On connaît d'après le document DE- 41.24.360 un balai d'essuie-vitre fonctionnant sur le principe du coussin d'air. Le balai comprend une lèvre entrant en contact avec le pare-brise. Un coussin d'air est obtenu entre cette lèvre du balai et le pare-brise. Pour ce faire, de l'air sous pression est envoyé par un tuyau vers plusieurs fentes ménagées sur l'arête de la lèvre. Cependant, en raison de la configuration de la lame ayant une forme effilée, un raclage de la surface du pare-brise reste analogue à celui du nettoyage par un balai traditionnel. Les difficultés évoquées ci-dessus d'attaque du traitement hydrophobe, de bruit, de cinématique et d'usure ne sont pas résolues. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un essuie-vitre présentant un balai qui soit particulièrement efficace pour un essuyage et un nettoyage de la surface de pare-brise d'un véhicule automobile. Un deuxième problème est de minimiser au maximum les frottements existants entre la lèvre du balai et la surface devant être essuyée. Un troisième problème consiste à éviter la dégradation de la couche de traitement hydrophobe de la surface du pare-brise. Un quatrième problème est d'obtenir grâce à un balai d'essuie-vitre une réduction du couple du moteur d'entraînement du bras, entraînant un gain de place et de coût. Un cinquième problème est d'éviter une gestion fine de la position de la lame racleuse avec la surface. Un autre problème encore est la suppression des bruits de frottement et de retournement de la lame racleuse. L'invention concerne donc un balai d'essuie-vitre, comprenant une ou plusieurs vertèbres assurant un appui du balai contre un pare-brise devant être essuyé, et une lèvre, entrant en contact avec la surface du pare-brise, maintenue par la ou les vertèbres, et réalisée en un matériau élastomère souple. La lèvre comprend des orifices, débouchant sensiblement en direction de la surface du pare-brise, destinés à créer une zone de circulation de fluide entre la lèvre et le pare-brise, et connectés à une source de fluide sous pression. -4- Conformément à un aspect de la présente invention, le balai est caractérisé en ce que la lèvre comprend deux parties longitudinales, séparées transversalement l'une de l'autre, et présentant chacune une face longitudinale plane d'essuyage, sensiblement parallèle à la surface du pare-brise, le fluide sous pression passant entre les deux parties longitudinales séparées. Autrement dit, un coussin d'air, donné comme exemple de fluide, se forme entre les faces longitudinales planes d'essuyage de la lèvre et la surface du pare-brise. Le fluide sous pression circule entre les deux parties longitudinales, puis entre chacune des deux faces longitudinales planes d'essuyage et la surface du pare-brise devant être essuyée et/ou nettoyée. Les faces longitudinales planes d'essuyage jouent alors leur rôle en ce qui concerne le nettoyage et l'essuyage avec l'évacuation de l'eau et des salissures par le coussin d'air sous pression. Les faces longitudinales planes d'essuyage forment une partie analogue à une jupe d'un aéroglisseur ou hovercraft . Avec ce balai d'essuyage, il y a peu de contacts avec la surface essuyée, donc quasiment plus de frottements avec celle-ci. Par voie de conséquence, le couple moteur du système d'entraînement peut être réduit. Il ne reste en effet plus qu'à vaincre les efforts issus des phénomènes aérodynamiques. Aucune dégradation de la couche hydrophobe déposée sur la surface du pare-brise ou de la lunette n'est observée, ce qui évite d'avoir à la régénérer périodiquement, comme cela était le cas avec le système standard à lame racleuse caoutchouc. Avec la jupe, il n'est plus nécessaire gérer l'angle d'attaque et la pression de contact entre la fine lèvre de la lame racleuse et la surface du pare-brise. De même, tous les bruits générés par le frottement et le retournement de la lame racleuse sont supprimés. Les orifices peuvent être ménagés dans chacune des deux parties longitudinales de la lèvre. De manière particulièrement favorable, les deux parties longitudinales de la lèvre peuvent délimiter un canal longitudinal central. Les orifices peuvent déboucher dans le canal longitudinal central. Les deux parties longitudinales de la lèvre peuvent être préférentiellement creuses, de façon à former chacune une canalisation permettant un passage du fluide. Les deux parties longitudinales de la lèvre peuvent être chacune connectées à une tubulure d'amenée de fluide sous pression. Les deux tubulures d'amenée de fluide sous pression peuvent être connectées à un tube principal connecté à la source de fluide sous pression. - 5 Avantageusement, le balai peut comprendre une pièce centrale, permettant de réaliser une solidarisation avec un bras de manoeuvre de l'essuie-vitre et une connexion avec les deux tubulures d'amenée de fluide sous pression pour le passage du fluide sous pression vers les deux parties longitudinales de la lèvre. Le balai peut favorablement comprendre un adaptateur fixé à la pièce centrale par un premier axe de rotation longitudinal, sensiblement parallèle à la lèvre, et au bras de manoeuvre par un deuxième axe de rotation transversal perpendiculaire au premier axe de rotation. Pour assurer un plaquage du balai contre la surface à nettoyer, ce dernier peut favorablement comprendre une vertèbre interne longitudinale, formant un ressort, 10 insérée à l'intérieur de la lèvre. Conformément à un autre aspect de la présente invention, un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un balai d'essuie-vitre, présentant une ou plusieurs des caractéristiques techniques décrites ci-dessus, et destiné à essuyer une surface de pare-brise possédant un traitement de surface hydrophobe. 15 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes 20 caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : - la Figure 1 représente une vue avant partielle d'un pare-brise, muni d'un essuie-vitre montré dans deux positions d'essuyage extrêmes ; - la Figure 2 représente une vue en coupe latérale du pare-brise selon le plan II ù II 25 de la Figure 1 ; - la Figure 3 représente une vue latérale avec un écorché partiel d'un balai selon l'invention ; - la Figure 4 représente une vue en plan du dessous du balai de la Figure 3 ; - la Figure 5 représente une vue du dessus de la zone d'attache du balai ; et 30 - la Figure 6 représente une vue en coupe transversale du balai selon le plan VI ù VI de la Figure 5. -6 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Comme l'illustrent les Figures 1 et 2, un véhicule à moteur (1) comprend un pare-brise (2). La surface extérieure (3) du pare-brise (2) est nettoyée par un essuie-vitre (4). L'essuie-vitre (4) est monté dans une zone formant une boîte à eau (6), située sous le pare-brise (2). L'essuie-vitre (4) comporte un moteur (non visible), un pivot (7), un bras (8), à l'extrémité duquel est monté un balai (9). L'essuie-vitre (4) tourne (Flèche T en Figure 1, la cinématique classique étant représentée en pointillés) sur le pivot (7) par rapport à un premier axe de rotation (R). Le balai (9) pivote par rapport au bras (8) selon un deuxième axe de rotation (P). La cinématique ne dépend que de la surface (3) que l'on souhaite essuyer, ou plus précisément des surfaces réglementées selon le pays concerné. La cinématique peut donc être générée par n'importe quel mécanisme classique d'entraînement, parallèle, pantographe, antagoniste et d'autres encore. Le balai (9) fonctionne sur le principe du coussin d'air. Le balai (9) est fixé en lieu et place d'un balai conventionnel (à palonniers ou plat). Le bras (8) de l'essuie-vitre (4) impose la cinématique au balai (9) via une pièce centrale d'attache (11). Le balai (9) est ainsi plaqué sur la surface hydrophobe à essuyer (3). Conformément à l'invention, le balai (9) comprend une lèvre, formant une jupe caoutchouc (12), servant à canaliser l'air comprimé. L'effet coussin d'air est obtenu et isole le balai (9) de la surface à essuyer (3), tout en permettant également le balayage de l'eau et des salissures que celui-ci va rencontrer lors de son déplacement. Le déplacement du balai (9) se fait sans frottement sur la surface (3). La jupe (12) comprend deux boudins ou parties longitudinales creuses (13), séparées transversalement l'une de l'autre par un canal longitudinal central (14). Les deux parties longitudinales (13) possèdent chacune une face de nettoyage (16), sensiblement plane, orientée vers, en regard et parallèle à la surface (3) du pare-brise (2). Une série d'orifices d'éjection d'air (17) est ménagée dans chacune des deux parties longitudinales (13) sur toute la longueur. Les orifices (17) débouchent dans le canal central (14). L'air sous pression entre dans les deux parties longitudinales (13), les fait gonfler, et ressort par les orifices (17). L'air passe ensuite dans le canal longitudinal central (14) -7- pour circuler ensuite (Flèche A en Figure 6) entre la face de nettoyage (16) et la surface (3) du pare-brise (2). L'air est contraint ainsi de s'échapper vers l'extérieur en soulevant le balai (9) et en expulsant du même coup toutes les salissures et les gouttes d'eau rencontrées sur son passage. L'effet de coussin d'air est ainsi créé. Pour fonctionner efficacement, ce système de balai d'essuyage (9) sur coussin d'air doit être obligatoirement couplé à un traitement de la surface à essuyer (3), afin de la rendre hydrophobe. En raison de la présence des faces de nettoyage (16), le balai (9) ne nécessite plus de gérer l'angle d'attaque et les bruits de frottement. Une adaptation du balai (9) aux galbes de la surface complexe à essuyer (3) est obtenue par l'utilisation d'une vertèbre intérieure (18). La vertèbre (18) est insérée à l'intérieur des parties longitudinales creuses (13), en étant collée sur leur face interne. La forme particulière ( spline ) permet au balai (9) d'être constamment plaqué sur la surface courbe à essuyer (3). Cette vertèbre (18) est en un seul tenant et sa courbure est calculée pour chaque pare-brise (2), en fonction de la cinématique de balayage choisie. Le balai (9) se monte en lieu et place d'un balai d'essuyage classique, mais nécessite l'ajout d'un tube d'alimentation souple (19) conduisant l'air comprimé nécessaire à son fonctionnement. Le tube d'air comprimé (19) est avantageusement dissimulé sous la tige du bras d'entraînement (8). Des principes similaires à l'alimentation en eau de lavage par une rampe d'arrosage peuvent être repris, par exemple ceux présents sur certain véhicules. Cet air comprimé provient d'un compresseur mécanique ou électrique, implanté dans le compartiment moteur, ou de toute autres sources d'air comprimé généré par un équipement intégré au moteur thermique du véhicule. Le compresseur, dans le cas ou il serait dédié à l'essuyage, peut être similaire à ceux utilisés par les avertisseurs sonores pneumatiques. L'alimentation en air comprimé est commandée automatiquement lors de l'actionnement de la mono manette d'essuyage. Pour assurer le passage de l'air comprimé du tube d'alimentation (19) vers les parties longitudinales creuses (13), la pièce centrale d'attache (11) comprend deux conduits (21), connectés à deux tubulures d'amenée d'air sous pression (22). Les deux tubulures (22) sont connectées au tube principal (19). La pièce centrale d'attache (11) est solidarisée au bras (8) au moyen d'un adaptateur (23). L'adaptateur (23) comprend un premier axe de rotation longitudinal (24), sensiblement parallèle à la jupe (12) et aux deux parties longitudinales (13). -8 L'adaptateur (23) comprend un deuxième axe de rotation transversal (26), perpendiculaire au premier axe de rotation (24), à la jupe (12) et aux deux parties longitudinales (13). Le bras (8) est enfilé dans un manchon (27) qui est encliqueté dans l'adaptateur (23). Cette double liaison pivot à axes perpendiculaires (24 et 26) permet de plaquer le balai (9) et donc la jupe (12) sur la surface à essuyer (3). Avec ce système à coussin d'air, il n'est plus nécessaire de gérer l'angle (angle d'attaque) formé entre le plan médian du balai (9) et la normale à la surface (3), comme c'est le cas les balais conventionnels à lame racleuse. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. L'emploi de ce type de balai d'essuyage (9) selon l'invention simplifie de façon importante le nombre de conditions à respecter au niveau du contact de la jupe (12) sur la surface à essuyer (3). Le système d'entraînement du balai (9) reste classique, si ce n'est qu'il a une puissance réduite, en raison du coussin d'air. L'invention peut être appliquée sur le système d'essuyage avant ou arrière de véhicules équipés d'un pare-brise ou d'une lunette arrière, dont la surface a été traitée afin de la rendre hydrophobe.20 REVENDICATIONS 1. Balai d'essuie-vitre, comprenant une ou plusieurs vertèbres (18) assurant un appui du balai (9) contre un pare-brise devant être essuyé (2), et une lèvre (12), entrant en contact avec la surface (3) du pare-brise (2), maintenue par la ou les vertèbres (18), et réalisée en un matériau élastomère souple, la lèvre (12) comprenant des orifices (17), débouchant sensiblement en direction de la surface (3) du pare-brise (2), destinés à créer une zone de circulation de fluide entre la lèvre (12) et le pare- brise (2), et connectés à une source de fluide sous pression, caractérisé en ce que la lèvre (12) comprend deux parties longitudinales (13), séparées transversalement l'une de l'autre, et présentant chacune une face longitudinale plane d'essuyage (16), sensiblement parallèle à la surface (3) du pare-brise (2), le fluide sous pression passant (A) entre les deux parties longitudinales séparées (13). 2. Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices (17) sont ménagés dans chacune des deux parties longitudinales (13) de la lèvre (12). 3. Balai selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux parties longitudinales (13) de la lèvre (12) délimitent un canal longitudinal central (14), les orifices (17) débouchant dans le canal longitudinal central (14). 4. Balai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties longitudinales (13) de la lèvre (12) sont creuses, de façon à former chacune une canalisation permettant un passage du fluide, et sont chacune connectées à une tubulure d'amenée de fluide sous pression (22). 5. Balai selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux tubulures d'amenée de fluide sous pression (22) sont connectées à un tube principal (19), connecté à la source de fluide sous pression.-10- 6. Balai selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce centrale (11), permettant de réaliser une solidarisation avec un bras de manoeuvre (8) de l'essuie-vitre (4) et une connexion avec les deux tubulures d'amenée de fluide sous pression (22), pour le passage du fluide sous pression vers les deux parties longitudinales (13) de la lèvre (12). 7. Balai selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un adaptateur (23) fixé à la pièce centrale (11) par un premier axe de rotation longitudinal (24), sensiblement parallèle à la lèvre (12), et au bras de manoeuvre (8) par un deuxième axe de rotation transversal (26), perpendiculaire au premier axe de rotation (24). 8. Balai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une vertèbre interne longitudinale (18), formant un ressort, insérée à l'intérieur de la lèvre (12). 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un balai (9) d'essuie-vitre (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à essuyer une surface (3) de pare-brise (2) possédant un traitement de surface hydrophobe.15