Brevet FR2907081A1 — publié le 20080418

-1- DISPOSITIF DE LAVAGE POUR SURFACE VITRÉE ET VÉHICULE AUTOMOBILE ÉQUIPÉ D'UN ESSUIE-VITRE AVEC MOYENS D'ESSUYAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif de lavage destiné à assurer un nettoyage d'une surface vitrée pour un véhicule automobile. L'invention se rapporte 15 également à un véhicule automobile équipé d'un essuie-vitre comprenant des moyens d'essuyage, connectés à une source de fluide sous pression. Un pare-brise d'un véhicule automobile est sali par de la poussière se déposant à l'arrêt, par des débris végétaux de toutes sortes, par des insectes venant s'écraser contre 20 la surface extérieure de ce pare-brise, par de la pluie ou des éclaboussures liquides chargées de boues ou de sels de déneigement, par du givre, ainsi que d'autres salissures encore. La lunette arrière est également salie par des projections créées par des tourbillons lorsque le véhicule roule sous la pluie. Il en est de même pour les vitres des feux avant ainsi que pour la surface du miroir des rétroviseurs extérieurs. 25 Le lavage et l'essuyage du pare-brise avant et/ou de la lunette arrière d'un véhicule automobile est un facteur très important pour la sécurité des automobilistes. L'utilisateur cherche ainsi à obtenir une vue dégagée à travers le pare-brise et la lunette arrière et une transparence de toutes ces surface vitrées. La propreté du pare-brise, de la lunette arrière et de la vitre des feux avant est ainsi assurée par un dispositif de lavage, 30 associé le cas échéant avec un ou deux essuie-vitres. Le givre collé à la surface extérieure du pare-brise est fondu par l'aération soufflant de l'air chaud dans l'habitacle, en flux laminaire contre la surface intérieur du pare-brise ou par des résistances intégrées dans la lunette arrière ou dans les rétroviseurs extérieurs. 10 2907081 -2-ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Actuellement, le lavage est effectué à l'aide d'un liquide spécialement adapté, résistant aux variations de températures extérieures et intégrant de l'alcool et des 5 détergents facilitant le nettoyage. Le lavage du pare-brise est réalisé par des gicleurs positionnés au niveau de la boîte à eau et orientés vers le haut, en direction de la surface extérieure de ce pare-brise. Une partie seulement de la surface du pare-brise est ainsi arrosée par le liquide de lavage envoyé par les gicleurs. La lèvre du balai de chacun des essuie-vitres va balayer et chasser en un ou plusieurs passages le liquide chargé de salissures en dehors du pare-brise. Cependant lorsque le véhicule est soumis à des températures assez faibles, le liquide de lavage va se retrouver à une température strictement identique. Par voie de conséquence, son pouvoir de dégraissage, son rôle de solvant de nettoyage est très variable et est d'autant plus réduit que les températures s'abaissent. De plus, si les températures sont très basses, par exemple inférieures à û 5 C, le givre reste beaucoup plus longtemps accroché à la surface vitrée. Il faut donc plus de temps et plus d'énergie électrique en provenance de la batterie pour l'enlever. Des techniques visant à améliorer l'efficacité des balais des essuie-vitres ont été développées. 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. Mêmes associés avec un liquide sortant des gicleurs, le lavage et le nettoyage de la surface vitrée reste insuffisant en terme de qualité. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un dispositif destiné à assurer un lavage des surfaces vitrées d'un véhicule 2907081 -3 automobile. Un deuxième problème est celui d'optimiser le fonctionnement et l'efficacité d'un dispositif de lavage tant en terme de transparence des vitres qu'en terme de vitesse de disparition de givre à leur surface après nettoyage. Un troisième problème consiste à réaliser un dispositif de lavage améliorant le pouvoir nettoyant du 5 liquide de lavage. Un autre problème encore est la nécessité de rajouter des moyens spécifiques pour faciliter la circulation et le raclage accomplis par un essuie-vitre à la surface d'un pare-brise, d'une lunette arrière ou de vitres des feux. L'invention concerne donc un dispositif de lavage, destiné à nettoyer une surface 10 extérieure d'une vitre appartenant à un véhicule automobile, comprenant, de l'amont vers l'aval, un réservoir de liquide de lavage, une pompe, un réseau de conduits et au moins un gicleur de pulvérisation du liquide de lavage. Conformément à un aspect de la présente invention, le dispositif de lavage est 15 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour produire de la vapeur, montés sur le réseau de conduits, de façon à ce que de le vapeur soit projetée par le gicleur directement en contact de la surface extérieure de la vitre. Autrement dit, de la vapeur d'eau de nettoyage est produite de manière quasi 20 instantanée et en continu pour servir à faciliter le lavage des surfaces concernées. Grâce à l'apport de chaleur, le lavage est plus efficace en accélérant la dissolution des salissures et des graisses se trouvant sur la surface à nettoyer, voire à dégivrer. La chaleur sous forme de vapeur puis d'eau chaude est engendrée par des moyens formant une centrale de production de vapeur. 25 Les moyens pour produire de la vapeur peuvent être montés sur une portion du réseau de conduits. De cette manière, une source de vapeur est disposée localement sans avoir à être obtenue par une centrale classique de production de vapeur, dans laquelle la vapeur est produite par chauffage d'un réservoir d'eau. De manière particulièrement favorable, cette portion du réseau de conduits peut 30 être située immédiatement en amont du gicleur. Les moyens pour produire de la vapeur sont adaptés spécifiquement au besoin et s'insèrent dans le circuit de lavage classique au plus près des gicleurs de répartition, situés très proche de la surface à nettoyer. La 2907081 -4- production de vapeur est localisée près de la zone d'utilisation de cette vapeur. Les pertes calorifiques et les échappements par fuite dus au transport de vapeur sont évités. Les moyens pour produire de la vapeur peuvent avantageusement comprendre un élément chauffant intégrant un bobinage de fil résistif. Ce bobinage de fil peut entourer 5 une tubulure en métal intercalée dans le réseau de conduits. Très préférentiellement, la tubulure peut présenter un rétreint. De manière efficace, le bobinage de fil résistif peut être enroulé autour du rétreint. Avec une tubulure comportant une zone de section réduite, un effet venturi est obtenu, ce qui fait augmenter la vitesse du liquide. Le venturi fait également diminuer fortement la 10 pression du liquide, ce qui a pour effet de favoriser la transformation en phase gazeuse de celui-ci sous l'action de la chaleur. Pour éviter toute dissipation de chaleur, le rétreint peut comprendre un matériau isolant pouvant enrober le bobinage de fil résistif. Dans une première forme de réalisation, le gicleur peut être formé est formé par des orifices de vaporisation ménagés dans une rampe. Cette rampe peut être solidarisée 15 à au moins un balai d'essuie-vitre. Les orifices peuvent déboucher sensiblement en direction de la surface extérieure de la vitre, de façon à recouvrir de manière optimale la vitre avec de la vapeur. Dans une deuxième forme de réalisation, le gicleur peut être formé par plusieurs orifices. Les orifices peuvent déboucher sensiblement en direction de la surface 20 extérieure de la vitre. Ces orifices peuvent être ménagés sur une lèvre d'au moins un balai d'essuie-vitre entrant en contact avec la surface extérieure de cette vitre. Pour les première et deuxième formes de réalisation, la surface à laver est entièrement recouverte par de la vapeur lorsque le balai se déplace. La vitre peut être un pare-brise avant, une lunette arrière, les vitres de chacune des 25 feux avant, le miroir des rétroviseurs extérieurs et d'autres encore. Conformément à un autre aspect de la présente invention, un véhicule automobile, comprenant un habitacle fermé par des vitres avant et arrière, une surface extérieure d'au moins l'une des vitres étant essuyée par au moins un balai d'essuie-vitre, connecté 30 à une source de fluide sous pression, est caractérisé en ce que le fluide comprend de la vapeur sous pression générée par des moyens pour produire de la vapeur, montés dans le véhicule, de façon à ce que de le vapeur soit projetée directement en contact de la 2907081 - 5 surface extérieure de la vitre et à ce que simultanément le balai réalise un essuyage de ladite vitre. Avec l'invention, les moyens pour produire de la vapeur peuvent faire partie intégrante du dispositif de lavage ou peuvent venir se rajouter à des moyens déjà 5 existant. De plus, avec le balai d'essuie-vitre connecté à la source de vapeur, cette dernière va se trouvée répartie sur la surface extérieure du pare-brise ou de la lunette arrière qui est la plus grande possible. 10 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : 15 - la Figure 1 représente une vue avant partielle d'un pare-brise, muni d'un essuie-vitre, selon une première forme de réalisation, montré dans deux positions d'essuyage extrêmes ; - la Figure 2 représente une vue en plan du dessous d'un balai d'un essuie-vitre selon une deuxième forme de réalisation ; 20 - la Figure 3 représente un schéma d'un dispositif de lavage selon l'invention ; et - la Figure 4 représente une vue en coupe longitudinale des moyens pour produire de la vapeur selon le plan III û III de la Figure 2. 25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Comme l'illustre la Figure 1, un véhicule à moteur comprend un pare-brise avant (1). La surface extérieure apparente du pare-brise (1) est nettoyée par un essuie-vitre (2). L'essuie-vitre (2) est monté dans une zone formant une boîte à eau (3), située sous 30 le pare-brise (1) et entre ce pare-brise (1) et le capot avant. L'essuie-vitre (2) comporte un moteur (non visible), un pivot (4), un bras (6), à l'extrémité duquel est monté un balai (7). L'essuie-vitre (2) tourne sur le pivot (4) par rapport à un axe de rotation (R). La Figure 1 montre les deux positions, la position à 2907081 -6 proximité du rebord longitudinal du pare-brise étant représentée en pointillés, ainsi que la cinématique classique (Flèche T en Figure 1) de l'essuie-vitre (2). La cinématique ne dépend que de la surface (1) que l'on souhaite essuyer, ou plus précisément des surfaces réglementées selon le pays concerné. La cinématique (T) peut 5 donc être obtenue grâce à n'importe quel mécanisme classique d'entraînement, parallèle, pantographe, antagoniste et d'autres encore. Selon l'invention, de la vapeur (V), éventuellement accompagnée d'eau chaude, sert à laver la surface extérieure du pare-brise (1). La vapeur (V) est projetée contre le pare-brise (1) et recouvre une petite portion de sa surface extérieure. Grâce à la vapeur 10 (V), les saletés présentes sur le pare-brise (1) sont dissoutes et passent dans la phase liquide produite par condensation de la vapeur (V) à la surface du pare-brise (1). Ensuite, par sa cinématique (T), le balai (7), avec sa lèvre de raclage, vient immédiatement chasser le liquide souillé en dehors du pare-brise (1). La sortie de vapeur (V) et/ou d'eau chaude, la condensation de la vapeur (V) en eau chaude et le 15 raclage par le balai (7) de l'essuie-vitre (2), sont réalisés en quasi simultanés, lors du mouvement (T) de ce balai (7). L'apport de chaleur ainsi obtenu favorise cependant grandement le nettoyage et/ou le dégivrage. Dans une première forme de réalisation (voir Figure 1), des petits jets de vapeur (V) sortent par des orifices formant des gicleurs (8). Ces gicleurs (8) sont percés dans 20 une rampe (9) qui est solidarisée au balai (7) de l'essuie-vitre (2). Les gicleurs (8) et/ou la rampe (9) sont orientés de manière optimale, de façon à diriger les flux de vapeur (V) en direction de la surface du pare-brise (1). Les giclures de vapeur (V) arrivent au niveau de la surface du pare-brise (1) à quelques centimètres avant le passage du balai (7) de l'essuie-vitre (2). 25 Dans une deuxième forme de réalisation (voir Figure 2), un balai (11) de l'essuie-vitre (2) comprend une lèvre, formant une jupe caoutchouc (12). 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, sensiblement plane, orientée vers, en regard et 30 parallèle à la surface du pare-brise (1). Une série d'orifices d'éjection de vapeur formant des gicleurs (16) est ménagée dans chacune des deux parties longitudinales (13) sur toute leur longueur. Les gicleurs (16) débouchent dans le canal central (14). De la vapeur (V) sous pression entre dans les deux parties longitudinales (13), les 2907081 -7- fait gonfler, et ressort par les gicleurs (16). La vapeur (V) passe ensuite dans le canal longitudinal central (14) pour circuler ensuite entre la face de nettoyage de la jupe (12) et la surface du pare-brise (1). La vapeur (V) est contrainte ainsi de s'échapper vers l'extérieur en soulevant le balai (11) et en expulsant du même coup toutes les salissures 5 et les gouttes d'eau de condensation rencontrées sur son passage. Un effet coussin d'air est obtenu et isole la jupe et ainsi le balai (11) de la surface à essuyer (1), tout en permettant également le balayage de l'eau et des salissures rencontrées lors de son déplacement. Le déplacement du balai (11) se fait sans frottement sur la surface du pare-brise (1). 10 La vapeur (V) est produite par des moyens pour produire de la vapeur (17), formant une centrale génératrice de vapeur (V), montés sur un dispositif de lavage (18). Comme cela est visible en Figure 3, le dispositif de lavage (18) reste classique et comprend des éléments habituels. Un réservoir (19) contient du liquide lave glace (L) et est rempli via une goulotte de remplissage (21). Une pompe basse pression mono ou 15 bidirectionnelle (22), par exemple à 1,6 bar, est placée en sortie du réservoir (19). La pompe (22) alimente les gicleurs (8) via une conduite (23). La particularité du dispositif de lavage (18) est d'incorporer les moyens pour produire de la vapeur (17) transformant le liquide (L) en vapeur (V). Les moyens pour produire de la vapeur (17) sont insérés sur la conduite (23), en aval de la pompe (22) et 20 en amont de la rampe d'alimentation (9) des gicleurs (8). Le liquide (L) sort de la pompe (22), passe par la conduite (23), entre (Flèche I en Figures 3 et 4) dans un élément chauffant (24) et ressort (Flèche O en Figures 3 et 4) par un tube d'alimentation (26) des gicleurs (8). L'élément chauffant (24) est formé à partir d'une tubulure de cuivre (27) 25 comportant une zone de section réduite ou rétreint (28). A titre d'exemple, le diamètre de la tubulure est sensiblement égal à 4 mm et le diamètre du rétreint est sensiblement égal à 0,8 mm. La transformation en phase vapeur gazeuse (V) du liquide (L) est effectuée par de la chaleur, obtenue par la circulation d'un courant électrique dans un bobinage de fil résistif (29). 30 Le bobinage de fil résistif (29) est donc situé autour de la section du tube de cuivre (27) présentant le rétreint (28) et est alimenté par batterie (31), en même temps que la pompe de lavage (22). Un isolant thermique (32) recouvre toute la zone de transformation liquide-vapeur, afin de confiner la température autour du rétreint (28) de 2907081 -8 la tubulure (27) et également fin d'éviter toute déperdition de chaleur défavorable à cette transformation. Le rétreint (28) permet d'obtenir un effet venturi, ce qui augmente la vitesse du liquide (L) tout en diminuant également fortement sa pression, ceci ayant pour résultat 5 de favoriser la transition de la phase liquide (L) à la phase vapeur (V). D'après le diagramme de changement de phase de l'eau, il est d'autant moins nécessaire d'apporter une température élevée que la pression de l'eau est faible. C'est pourquoi l'apport de chaleur a été combiné avec une diminution de la pression obtenue par effet venturi, afin de réduire la température de transformation de l'eau en vapeur d'eau (V) et de faciliter 10 ainsi sa production. Etant donné que la vapeur d'eau (V) ainsi créée va se refroidir et subir une pression plus élevée à la sortie de l'élément chauffant (24), un surcroît de température s'avère donc nécessaire, afin que cette même vapeur (V) reste en phase vapeur, sans retourner en phase liquide. La température de chauffe idéale reste cependant d'environ 15 100 C, qui est la température de vaporisation de l'eau à la pression atmosphérique. Cette température pourra être localement obtenue par le bobinage (29) de fil résistif de diamètre sensiblement égal à 0,2 mm, dans lequel pourra circuler un courant continu d'environ 0,5 A. Sans l'effet venturi, à la pression initiale donnée par la pompe (22) de 1,6 bar, la 20 température nécessaire pour le changement de phase devrait être nettement supérieure à 100 C. La puissance demandée à la batterie (31) pourra être plus faible. 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 25 cadre défini par la portée du jeu de revendications. D'autres applications peuvent être envisagée, telles que le dégivrage des rétroviseurs extérieurs, le dispositif de lavage étant alors connecté aux rétroviseurs, voire le nettoyage d'autres composants extérieurs du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lavage, destiné à nettoyer une surface extérieure d'une vitre (1) appartenant à un véhicule automobile, comprenant, de l'amont vers l'aval, un réservoir (19) de liquide de lavage (L), une pompe (22), un réseau de conduits (23, 26) et au moins un gicleur de pulvérisation (8) du liquide de lavage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour produire de la vapeur (17), montés sur le réseau de conduits (23, 26), de façon à ce que de le vapeur (V) soit projetée par le gicleur (8) directement en contact de la surface extérieure de la vitre (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour produire de la vapeur (17) sont montés sur une portion du réseau de conduits (26), située immédiatement en amont du gicleur (8). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour produire de la vapeur (17) comprennent un élément chauffant (24) intégrant un bobinage de fil résistif (29) entourant une tubulure en métal (27) intercalée dans le réseau de conduits (23, 26). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tubulure (27) présente un rétreint (28). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bobinage de fil résistif (29) est positionné autour du rétreint (28). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rétreint (28) comprend un matériau isolant (32) enrobant le bobinage de fil résistif (29). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gicleur est formé par des orifices de vaporisation (8), ménagés dans une 2907081 - 10 - rampe (9), solidarisée à au moins un balai (7) d'essuie-vitre (2), les orifices (8) débouchant sensiblement en direction de la surface extérieure de la vitre (1). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 5 le gicleur est formé par plusieurs orifices (16), débouchant sensiblement en direction de la surface extérieure de la vitre (1) et ménagés sur une lèvre (12) d'au moins un balai (11) d'essuie-vitre (2), entrant en contact avec la surface extérieure de ladite vitre (1). 10 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitre est un pare-brise avant (1), une lunette arrière, les vitres des feux avant et le miroir des rétroviseurs extérieurs. 10. Véhicule automobile, comprenant un habitacle fermé par des vitres avant (1) et 15 arrière, une surface extérieure d'au moins l'une des vitres (1) étant essuyée par au moins un balai (7) d'essuie-vitre (2), connecté à une source de fluide sous pression, caractérisé en ce que le fluide comprend de la vapeur sous pression (V) générée par des moyens pour produire de la vapeur (17), montés dans le véhicule, de façon à ce que de le vapeur (V) soit projetée directement en contact de la 20 surface extérieure de la vitre (1) et à ce que simultanément le balai (7) réalise un essuyage de ladite vitre (1).