Brevet FR2907734A1 — publié le 20080502

MECANISME DE BRAS PORTE-BALAI ROTATIF POUR DISPOSITIF D'ESSUIE-GLACE La présente invention concerne un mécanisme de bras porte-balai pour un dispositif d'essuie-glace doté d'une cinématique permettant de faire varier l'angle d'attaque du balai d'essuyage qui lui est associé. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des systèmes d'essuyage pour pare-brises de véhicules automobiles. Aujourd'hui, de plus en plus de constructeurs automobiles souhaitent équiper leurs véhicules de pare-brises à surfaces complexes ou panoramiques, dont la particularité est de comporter des portions latérales présentant de fortes courbures. Pour pouvoir obtenir une qualité d'essuyage optimale sur de telles surfaces, il est connu d'utiliser des systèmes d'essuie-glaces mettant en oeuvre des balais d'essuyage à angles d'attaque variables. Avec ce type de dispositif en effet, l'inclinaison du balai par rapport à la normale à la surface du pare-brise, évolue en fonction de la position angulaire du bras porte-balai qui le supporte. Cette caractéristique permet avantageusement de se conformer aux préconisations optimales d'angle d'attaque, et ce durant tout le cycle de balayage. Les dispositifs d'essuyage de l'état de la technique, qui disposent d'une telle fonctionnalité, se composent généralement d'un bras porte-balai monté mobile en rotation axiale sur un élément support, ainsi que d'un mécanisme de commande en rotation à même à la fois d'entraîner l'élément support en rotation alternée, et de piloter la rotation axiale du bras 2907734 2 porte-balai en fonction du déplacement angulaire dudit élément support. On connaît notamment des dispositifs d'essuie-glace dans lesquels le mécanisme de commande en 5 rotation met en oeuvre un élément de transmission primaire à même d'être entraîné en rotation axiale alternée avec une amplitude angulaire donnée, ainsi qu'un élément de transmission secondaire à même d'être entraîné en rotation alternée autour de l'axe rotation 10 de l'élément de transmission primaire avec une amplitude angulaire réduite. Communément, l'élément support est directement solidaire de l'élément de transmission primaire, tandis que le bras rotatif est couplé à l'élément de transmission secondaire par 15 l'intermédiaire d'une biellette de liaison. Par ailleurs, l'ensemble est habituellement agencé de manière à ce que les rotations des deux éléments de transmission soient identiques durant la première phase du balayage, mais à ce qu'une seule d'entre elles soit 20 effective au cours d'une seconde phase dudit balayage. Le décalage angulaire ainsi engendré est alors avantageusement employé pour générer la mise en rotation du bras rotatif. Ce type de dispositif d'essuie-glace présente 25 toutefois l'inconvénient d'offrir un fonctionnement insuffisamment stable dans le temps. En effet, afin de pouvoir compenser les variations de géométrie induites par la mobilité axiale du bras rotatif, la biellette de liaison est traditionnellement montée sur rotules. Or 30 il est connu que ce genre d'articulation s'avère particulièrement sensible à l'usure, ce qui conduit à plus ou moins brève échéance à des prises excessives de jeu qui peuvent conduire à des dysfonctionnements. On pense ici surtout à des dérèglements du système de 2907734 3 variation d'angle d'attaque, de nature à dégrader la qualité de l'essuyage. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention, est de proposer un 5 mécanisme de bras porte-balai pour dispositif d'essuie-glace, destiné à être couplé à un mécanisme de commande en rotation disposant d'un élément de transmission primaire à même d'être entraîné en rotation axiale alternée avec une amplitude angulaire donnée, ainsi que 10 d'un élément de transmission secondaire à même d'être entraîné en rotation alternée autour de l'axe de rotation de l'élément de transmission primaire avec une amplitude angulaire réduite, mécanisme de bras porte-balai qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état 15 de la technique en offrant notamment une fiabilité sensiblement améliorée. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le mécanisme de bras porte-balai comprend un élément d'entraînement 20 devant être solidarisé rigidement à l'élément de transmission primaire, un support rotatif monté mobile en rotation par rapport à l'élément d'entraînement, un bras monté mobile en rotation axiale par rapport au support rotatif, ainsi qu'un élément de liaison monté 25 pivotant sur le support rotatif et voué à être solidarisé par liaison pivotante à l'élément de transmission secondaire, en ce que l'élément d'entraînement comporte un secteur denté coopérant par engrènement avec un secteur denté ménagé sur le bras, 30 et en ce que la rotation du support rotatif par rapport à l'élément d'entraînement est apte à générer la rotation du bras par rapport audit support rotatif. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage d'être structurellement relativement simple 2907734 4 et de ne pas requérir d'articulations complexes. Considérée isolément, chaque mobilité mise en jeu s'opère en effet suivant un axe ou dans un plan qui est systématiquement unique. C'est ainsi qu'un mécanisme de 5 bras portebalai conforme à l'invention s'avère considérablement plus fiable que ses homologues de l'état de la technique. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la 10 description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux faire comprendre en 15 quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un écorché en perspective de dessus montrant un mécanisme de commande en rotation 20 d'un dispositif d'essuie-glace. La figure 2 constitue une vue de dessus du mécanisme de commande visible à la figure 1, représenté au début d'une première phase de rotation. La figure 3 est un vue similaire à la figure 2, 25 qui fait apparaître le mécanisme de commande au cours de la première phase de rotation. La figure 4 constitue une vue similaire aux figures 2 et 3, mais qui illustre le mécanisme de commande dans une position intermédiaire correspondant 30 à la fois à la fin de la première phase de rotation, et au début d'une seconde phase de rotation. La figure 5 est une vue similaire à la figure 4, qui montre le mécanisme de commande en fin de seconde phase de rotation. 2907734 5 La figure 6 est une vue en perspective de dessus d'un mécanisme de bras porte-balai conforme à l'invention. La figure 7 constitue une vue en perspective de 5 dessous du mécanisme de bras porte-balai de la figure 6. La figure 8 illustre le mécanisme de bras porte-balai simultanément dans deux positions d'utilisation. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont 10 été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. Les figures 1 à 5 illustrent un mécanisme de 15 commande en rotation 1 qui est voué à équiper un dispositif d'essuie-glace utilisant un mécanisme de bras porte-balai 100 qui est conforme à l'invention et qui est représenté quant à lui aux figures 6 à 8. Il est à noter que le dispositif d'essuie-glace en 20 question est plus précisément destiné à assurer l'essuyage d'un pare-brise panoramique de véhicule automobile. Quoi qu'il en soit, le mécanisme de commande 1 est lui aussi conforme à l'invention, en ce sens qu'il met 25 en oeuvre un élément de transmission primaire 10 à même d'être entraîné en rotation axiale alternée avec une amplitude angulaire donnée, ainsi qu'un élément de transmission secondaire 20 à même d'être entraîné en rotation alternée autour de l'axe de rotation X de 30 l'élément de transmission primaire 10, mais avec une amplitude angulaire réduite. Dans ce mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, le mécanisme de commande 1 comprend tout d'abord un élément de transmission 2907734 6 primaire 10 qui se présente sous la forme d'un arbre 11 à même d'être entraîné en déplacement suivant un mouvement de rotation axiale alternée. Cette mobilité s'exerce par rapport à un axe de rotation X qui est 5 destiné à être positionné de manière sensiblement perpendiculaire à la surface à essuyer, lorsque le dispositif d'essuie-glace est monté à proximité du pare-brise panoramique du véhicule automobile. Le mécanisme de commande 1 est également pourvu 10 d'un élément de transmission secondaire 20 qui est constitué ici par une manivelle 21 montée mobile en rotation suivant un axe colinéaire à l'axe de rotation X de l'élément de transmission primaire 10. Dans cet exemple de réalisation, la manivelle 21 est en fait 15 montée libre en rotation directement autour de l'arbre primaire 11, ce dernier assurant ainsi avantageusement une fonction de guidage. Le mécanisme de commande 1 comporte de plus un organe d'entraînement 30 à entraxe variable, dont une 20 extrémité fixe 31 est solidaire de l'élément de transmission primaire 10, et dont une extrémité mobile 32 est montée libre en déplacement le long de l'élément de transmission secondaire 20, suivant une direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de référence 25 X. Il est à noter que la notion d'entraxe désigne ici la distance entre les deux points de liaison reliant l'organe d'entraînement 30 avec respectivement l'élément de transmission primaire 10 d'une part, et l'élément de transmission secondaire 20 d'autre part. 30 Dans cet exemple de réalisation, l'organe d'entraînement 30 se présente concrètement sous la forme de deux biellettes 33, 34 qui sont articulés l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison pivot 35 sensiblement parallèle à l'axe de référence X. 2907734 7 L'ensemble est agencé de manière à ce que la première biellette 33 soit solidaire de l'arbre primaire 11, et à ce que la seconde biellette 34 soit couplée à la manivelle 21. L'extrémité mobile 32 de l'organe 5 d'entraînement 30 est quant à elle matérialisée par un doigt 36 qui s'étend perpendiculairement vers l'intérieur du mécanisme de commande 1 et qui coopère par coulissement avec une entaille longitudinale 22 ménagée le long de la manivelle 21 suivant une 10 direction sensiblement radiale par rapport à l'axe de rotation X. Le mécanisme de commande 1 est enfin doté de moyens de guidage 40 qui sont en mesure de diriger le déplacement de l'extrémité mobile 32 de l'organe 15 d'entraînement 30, lors de la rotation axiale de l'élément de transmission primaire 10. L'ensemble est agencé de manière à ce que le guidage en question soit réalisé suivant une trajectoire déterminée comportant une première portion concentrique par rapport à l'axe 20 de référence X, ainsi qu'une seconde portion radiale par rapport audit axe de référence X. Une portion intermédiaire au profil courbe est cependant prévue, afin d'assurer une transition continue entre la première portion concentrique et la seconde portion 25 radiale de la trajectoire de guidage. Dans cet exemple de réalisation, les moyens de guidage 40 sont concrètement constitués par une rainure 41 ménagée sur un support circulaire 42 qui est à la fois fixe et indépendant par rapport à l'élément de 30 transmission primaire 10. Le profil de la rainure 41 correspond bien évidemment à celui de la trajectoire suivant laquelle l'extrémité mobile 32 de l'organe d'entraînement 30 est destinée à être dirigée lors de la rotation de l'élément de transmission primaire 10. 2907734 8 La rainure 41 bénéficie par ailleurs d'une section sensiblement complémentaire de la portion distale du doigt 36, autorisant ainsi le coulissement relatif entre ces deux éléments et conséquemment la réalisation 5 de la fonction de guidage. C'est ainsi qu'au final, l'élément de transmission primaire 10 n'entraîne pas en rotation l'élément de transmission secondaire 20 de manière directe, mais par l'intermédiaire d'un organe d'entraînement 30 disposant 10 de deux points de liaison dont l'entraxe est variable ; l'évolution de cet entraxe étant commandée par les moyens de guidage 40 qui agissent sur la géométrie même de l'organe d'entraînement 30. Conformément à la figure 1, on observe par 15 ailleurs que le mécanisme de commande 1 est en outre pourvu d'un carter de protection 2 qui est en mesure d'isoler ses différents constituants des agressions de son environnement extérieur direct, notamment des chocs et de toutes formes de salissures. 20 Les figures 2 à 5 mettent quant à elles plus particulièrement en évidence la cinétique de fonctionnement du mécanisme de commande en rotation 1. Celle-ci s'articule essentiellement autour des deux phases successives de la rotation de l'élément de 25 transmission primaire 10, phases au cours desquelles l'élément de transmission secondaire 20 est respectivement couplée en rotation avec ledit élément de transmission primaire 10 et immobilisée en déplacement. 30 Au départ, le mécanisme de commande 1 se présente dans la position illustrée à la figure 2. La première phase de rotation peut alors débuter. Dès que l'arbre primaire 11 commence à tourner, la manivelle 21 est entraînée simultanément en rotation par l'intermédiaire 2907734 9 de l'organe d'entraînement 30 qui exerce alors sur elle une force de poussée transversale, du fait que le doigt 36 est bloqué en déplacement par rapport à ladite manivelle 21, mais qu'il est à même de coulisser le 5 long de la portion circulaire 43 de la rainure 41. Conformément à la figure 3, l'arbre primaire 11 et la manivelle 21 demeurent couplés en rotation concomitante durant toute la première phase de rotation, qui correspond à la phase de coulissement du 10 doigt 36 dans la portion purement circulaire 43 de la rainure 41. La figure 4 fait apparaître le mécanisme de commande 1 dans une position clé intermédiaire, étant donné qu'elle marque à la fois la fin de la première 15 phase de rotation et le début de la seconde. Cette position clé correspond précisément à la phase de coulissement du doigt 36 dans la portion intermédiaire 45 de la rainure de guidage 41. Ainsi qu'on peut le voir à la figure 5, si l'arbre 20 primaire 11 continue à être entraîné davantage en rotation, la manivelle 21 s'immobilise puisque l'organe d'entraînement 30 n'est plus en mesure d'exercer une quelconque force de poussée transversale sur ladite manivelle 21. Au cours de cette seconde phase de 25 rotation de l'arbre primaire 11, le doigt 36 est en effet guidée en déplacement par la portion purement radiale 44 de la rainure 41 ; cette translation radiale étant permise de par la mobilité dudit doigt 36 le long de l'encoche 22. 30 Les figures 6 à 8 illustrent le mécanisme de bras porte-balai 100 qui est destiné à être couplé au mécanisme de commande en rotation 1 précédemment décrit, pour constituer le dispositif d'essuie-glace de cet exemple de réalisation. 2907734 10 Conformément à l'objet de la présente invention, on note tout d'abord que le mécanisme de bras porte-balai 100 est doté d'un élément d'entraînement 110 qui est voué à être solidarisé rigidement à l'élément de 5 transmission primaire 10 du mécanisme de commande 1, d'un support rotatif 120 qui est monté mobile en rotation sur l'élément d'entraînement 110, d'un bras 130 d'essuyage qui est monté mobile en rotation axiale sur le support rotatif 120, ainsi que d'un élément de 10 liaison 140 qui est monté pivotant sur le support rotatif 120 et qui est destiné à être solidarisé par liaison pivotante à l'élément de transmission secondaire 20 du mécanisme de commande 1. On observe par ailleurs que l'élément d'entraînement 110 est 15 pourvu d'un secteur denté 111 qui coopère par engrènement avec un secteur denté 131 ménagé sur le bras 130 (figure 7). Enfin, on remarque que l'ensemble est agencé de manière à ce que la rotation du support rotatif 120 par rapport à l'élément d'entraînement 110 20 soit en mesure de générer la rotation du bras 130 par rapport audit support rotatif 120. Dans le détail, on note que la portion la plus distale du bras 130 n'a pas été représentée pour de simples raisons de clarté. Mais c'est bien elle qui 25 supporte classiquement le balai d'essuyage du dispositif d'essuie-glace. Par ailleurs, on observe au niveau cette fois de la portion la plus proximale du bras 130, que ce dernier est en fait composé deux parties qui sont articulées entre elles afin notamment 30 de faciliter le changement du balai d'essuyage. De manière toujours aussi classique, il s'agit en l'occurrence d'une tête rotative 132 et d'un carter relevable 133. 2907734 11 Concrètement, le couplage entre le mécanisme de bras porte-balai 100 et le mécanisme de commande 1 s'opère en solidarisant les extrémités libres respectives de l'élément d'entraînement 110 et de 5 l'élément de liaison 140, d'une part à l'élément de transmission primaire 10, et d'autre part à l'élément de transmission secondaire 20. Pour cela, les extrémités libres en question sont pourvus de trous traversants 112, 142 qui sont dimensionnés de manière à 10 s'emboîter respectivement sur l'arbre primaire 11 et sur l'arbre secondaire 23 porté par l'élément de transmission secondaire 20. La fixation définitive est obtenue classiquement par vissage, au moyen d'un écrou non représenté qui vient coopérer avec l'extrémité 15 filetée de l'arbre primaire 11. En fonctionnement, la cinématique du mécanisme de bras porte-balai 100 est fort logiquement dépendante de celle du mécanisme de commande 1. L'activation du dispositif d'essuie-glace dans son ensemble est obtenue 20 en mettant en oeuvre des moyens moteurs qui sont à même de générer un mouvement de rotation alternée, et qui sont couplés en entraînement avec l'élément de transmission primaire 10. Pendant la première phase de la rotation durant 25 laquelle le doigt 36 coulisse le long de la portion circulaire 43 de la rainure 41 tout en étant par ailleurs bloqué en déplacement au niveau de la manivelle 21, l'élément de transmission primaire 10 et l'élément de transmission secondaire 20 sont couplés en 30 rotation (figures 2 et 31. L'élément d'entraînement 110 et l'élément de liaison 140 vont par conséquent tourner concomitamment, préservant ainsi la géométrie du balai plat 100. 2907734 12 Par contre, lorsque l'on va entrer dans la deuxième phase de rotation (figure 4), le doigt 36 va coulisser simultanément dans la portion radiale 44 de la rainure 41 et le long de l'encoche 22 (figure 5). La 5 manivelle 21 va alors s'immobiliser puisque l'organe d'entraînement 30 n'est plus en mesure d'exercer une quelconque force de poussée sur elle. Dès lors et conformément à la figure 8, seul l'élément de transmission primaire 10 va poursuivre son 10 mouvement, de sorte qu'uniquement l'élément d'entraînement 110 va continuer sa rotation. L'élément de transmission secondaire 20 étant quant à lui immobile, l'élément de liaison 140 va être contraint de pivoter sur lui même pour suivre le déplacement du 15 reste du mécanisme de bras porte-balai 100, tout en exerçant une traction sur le support rotatif 120 qui est monté mobile sur l'élément d'entraînement 110. Le déplacement relatif entre ces deux pièces va provoquer l'engrènement des deux secteurs dentés 111, 131, ce qui 20 va avoir pour conséquence d'entraîner une mise en rotation axiale du bras 130 par rapport au support rotatif 120. Il est à noter que les deux représentations superposées de la figure 8 correspondent aux deux positions angulaires extrêmes I, 25 II du bras 130 pendant la deuxième phase de rotation. Dans cet exemple de réalisation, l'ensemble est agencé de manière à ce que la déformation de géométrie du mécanisme de bras porte-balai 100 intervienne après un balayage de 82 autour de l'axe X. La rotation 30 axiale du bras 130 s'opère quant à elle entre 82 à 95 d'angle de balayage, avec une amplitude angulaire d'une vingtaine de degrés autour de l'axe Z. Conformément à un mode de réalisation actuel de l'invention, le support rotatif 120 est monté mobile en 2907734 13 rotation par rapport à l'élément d'entraînement 110, suivant un axe Y qui est sensiblement parallèle à l'axe de rotation X de l'élément de transmission primaire 10 du mécanisme de commande 1. 5 Selon une autre particularité de ce mode de réalisation, le bras 130 est monté mobile en rotation par rapport au support rotatif 120, suivant un axe Z sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation Y du support rotatif 120. 10 Conformément à une autre particularité de l'invention, l'élément de liaison 140 est relié au support rotatif 120 en un point qui est largement excentré par rapport à l'axe de rotation Y dudit support rotatif 120. 15 De manière particulièrement avantageuse, les secteurs dentés 111, 131 présentent des formes coniques et sont positionnés perpendiculairement l'un à l'autre. Conformément à une autre caractéristique avantageuse, les secteurs dentés 111, 131 présentent 20 des dentures droites. Bien entendu, l'invention concerne plus généralement tout dispositif d'essuie-glace comportant un mécanisme de commande en rotation 1 et un mécanisme de bras porte-balai orientable 100 tels que 25 précédemment décrits. Mais plus globalement encore, l'invention est également relative à tout véhicule automobile doté d'au moins un tel dispositif d'essuie-glace. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de bras porte-balai (100) pour dispositif d'essuie-glace, destiné à être couplé à un mécanisme de commande en rotation (1) disposant d'un élément de transmission primaire (10) à même d'être entraîné en rotation axiale alternée avec une amplitude angulaire donnée, ainsi transmission secondaire (20) rotation alternée autour de l'élément de transmission amplitude angulaire réduite, que d'un élément à même d'être entraîné l'axe de rotation (X) primaire (10) avec une caractérisé en ce qu'il de en de comprend un élément d'entraînement (110) devant être solidarisé rigidement à l'élément de transmission primaire (10), un support rotatif (120) monté mobile en rotation par rapport à l'élément d'entraînement (110), un bras d'essuyage (130) monté mobile en rotation axiale par rapport au support rotatif (120), ainsi qu'un élément de liaison (140) monté pivotant sur le support rotatif (120) et voué à être solidarisé par liaison pivotante à l'élément de transmission secondaire (20), en ce que l'élément d'entraînement (110) comporte un secteur denté (111) coopérant par engrènement avec un secteur denté (131) ménagé sur le bras d'essuyage (130), et en ce que la rotation du support rotatif (120) par rapport à l'élément d'entraînement (110) est apte à générer la rotation du bras d'essuyage (130) par rapport audit support rotatif (120). 2. Mécanisme de bras porte-balai (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support rotatif (120) est monté mobile en rotation par rapport à l'élément d'entraînement (110), suivant un axe (Y) 2907734 15 sensiblement parallèle à l'axe de rotation (X) de l'élément de transmission primaire (10). 3. Mécanisme de bras porte-balai (100) selon l'une 5 des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras d'essuyage (130) est monté mobile en rotation par rapport au support rotatif (120), suivant un axe (Z) sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation (Y) du support rotatif (120). 10 4. Mécanisme de bras porte-balai (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (140) est relié au support rotatif (120) en un point qui est excentré par rapport 15 à l'axe de rotation (Y) dudit support rotatif (120). 5. Mécanisme de bras porte-balai (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les secteurs dentés (111, 131) présentent des 20 formes coniques et sont positionnés perpendiculairement l'un à l'autre. 6. Mécanisme de bras porte-balai (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce 25 que les secteurs dentés (111, 131) présentent des dentures droites. 7. Dispositif d'essuie-glace comportant un mécanisme de bras porte-balai (100) couplé à un mécanisme de 30 commande en rotation (1) disposant d'un élément de transmission primaire (10) à même d'être entraîné en rotation axiale alternée avec une amplitude angulaire donnée, ainsi que d'un élément de transmission secondaire (20) à même d'être entraîné en rotation 2907734 16 alternée autour de l'axe de rotation de l'élément de transmission primaire (10) avec une amplitude angulaire réduite, caractérisé en ce que le mécanisme de bras porte-balai (100) est conforme à l'une quelconque des 5 revendications précédentes. 8. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'essuie-glace selon la revendication précédente. 10