Brevet FR2899857A1 — publié le 20071019

DISPOSITIF DE DEBRAYABILITE D'UN BRAS D'ESSUIE-GLACE POUR AUTOMOBILES La présente invention concerne le domaine des essuie-glaces, notamment pour 5 véhicules automobiles. De manière connue, les essuie-glaces comportent un arbre d'entraînement (associé à un moteur) et sur lequel est fixée une tête d'entraînement. Sur cette dernière est monté articulé, selon un axe perpendiculaire à l'axe de l'arbre io d'entraînement, un bras d'essuie-glace, entre une position active de balayage où le balai essuie-glace est en appui sur la vitre du véhicule, et une position relevée ou débrayée (destinée notamment à permettre le changement du balai). Dans la position active de balayage du bras, il est prévu un moyen de rappel is appliquant une force sur le bras et destiné à maintenir le balai contre la vitre. Un premier problème est, afin de réaliser un balayage optimal, d'appliquer une force suffisante de rappel sur le bras. 20 Un second problème est de permettre de "débrayer" le bras, c'est-à-dire le placer en position relevée, avec un débattement le plus grand possible, pour permettre le changement de balai ou autre opération, le bras étant maintenu en cette position de manière fiable mais temporaire. 25 Un troisième problème est de limiter l'épaisseur des bras, pour réaliser des bras les plus plats possibles, ce qui permettrait d'améliorer l'esthétique et d'utiliser des matériaux plus faciles à travailler. Un quatrième problème est d'appliquer une force constante de rappel sur le bras 30 au cours de son mouvement de balayage sur la vitre. Or, les vitres et pare-brises présentent des formes courbes, ce qui entraîne un débattement angulaire du bras, autour de son axe de rotation sur la tête. Lors de ce débattement, appelé pompage , la force d'application engendrée par le ressort, sur le bras, n'est pas constante. Il existe plusieurs dispositifs connus comprenant un élément élastique formant ressort. Par exemple, le document FR 2 771 062 décrit un dispositif dans lequel le ressort 10 est du type hélicoïdal de compression, disposé autour d'un alésage prévu dans un plot cylindrique de la tête d'entraînement, et portant contre une surface d'appui du bras, et contre le fonds dudit alésage. Cette disposition présente des inconvénients : 15 -- elle ne permet pas le débrayage du bras d'essuie-glace ; -- elle n'autorise pas l'utilisation de "bras plats"; -- le ressort n'exerce pas sur le bras une force d'appui constante, compte tenu du phénomène de pompage. 20 Par ailleurs, on connaît un dispositif comprenant des moyens de rappel constitués d'un ressort à lame. Cette structure, si elle permet le débrayage du bras, n'en présente pas moins l'inconvénient de ne pas permettre l'utilisation d'un bras plat. En effet, le ressort de 25 compression est disposé en deçà de l'axe de rotation du bras, dans une direction le long du bras, s'éloignant dudit axe. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un essuie-glace pourvu d'un système de rappel du bras qui permet à la fois le débrayage 30 dudit bras, l'utilisation de bras plat, tout en assurant une force de rappel quasi5 constante sur le bras, lors du pompage. À cette fin, selon invention, le dispositif de débrayabilité d'un bras d'essuie-glace comportant : - une tête d'entraînement fixée sur un arbre d'entraînement, - un bras d'essuie-glace monté articulé sur la tête d'entraînement, le bras d'essuie-glace pouvant être manoeuvré entre une position active de balayage et une position débrayée, et - des moyens de rappel constitués d'au moins un élément à structure élastique, lo pour maintenir le bras d'essuie-glace en position active, est caractérisé en ce que ledit élément élastique est de forme longiligne et apte à se déformer par flambement. Selon une autre caractéristique, ledit élément élastique est apte à maintenir ledit 15 bras de manière stable, dans les deux positions respectives active et débrayée de ce dernier. Plus précisément, ledit élément élastique prend appui par une première extrémité contre l'extrémité proximale dudit bras et par une seconde extrémité contre ladite tête, et en position active du bras, le point d'appui de l'extrémité dudit élément de 20 rappel sur le bras, est situé dans le cadran formé par l'axe (X-X) de l'arbre d'entraînement et la perpendiculaire à celui-ci passant par l'axe (Y-Y) de rotation du bras. Selon une variante, la tête d'entraînement comporte un corps en forme générale 25 de U, dont la base sensiblement plane comporte un alésage apte à recevoir l'extrémité de l'arbre d'entraînement, et ledit bras étant susceptible d'être monté articulé sur une première branche dudit U, tandis que la seconde branche dudit U présente une forme concave apte à constituer une zone d'appui du ou de chaque élément de rappel. 3 30 Afin de mieux maîtriser ou doser la force de rappel sur le bras, il est prévu deux éléments de rappel élastiques, disposés de chaque côté de l'arbre d'entraînement. Plus précisément, cette variante présente les caractéristiques suivantes : - le bras est monté sur la tête d'entraînement avec un degré de liberté en translation, transversalement à l'axe de rotation du bras. la tête d'entraînement comprend au moins un élément mâle matérialisant l'axe d'articulation du bras sur la tête et apte à coopérer avec, et se déplacer dans, au moins un trou oblong prévu à l'extrémité du bras. to le trou oblong présente une largeur à peine supérieure au dit élément mâle, et une longueur comprise entre 1,5 et 4 fois le diamètre dudit élément mâle, et de préférence entre 2 et 3 fois. l'axe longitudinal du trou oblong est, en position active du bras, sensiblement parallèle à l'axe d'entraînement du bras en rotation. 15 le point d'appui dudit élément élastique sur la tête est disposé, par rapport à l'axe d'entraînement, du côté de l'axe de pivotement du bras. - le bras et la tête d'entraînement sont pourvus de moyens de blocage temporaire, par exemple, du type à encliquetage, situé au-delà de l'axe d'entraînement par rapport à l'axe de rotation du bras. 20 qu'il est prévu sur la tête d'entraînement, du côté de l'axe d'entraînement opposé à l'axe d'articulation du bras, des moyens de maintien amovible du bras sur la tête. lesdits moyens de maintien sont du type à encliquetage élastique, et plus particulièrement lesdits moyens sont composés d'un doigt et d'une languette 25 formant crochet, disposés respectivement sur la tête et le bras. Le ou chaque élément de rappel est constitué d'une lame en matériau élastique, tel que du métal ou un matériau composite. 3o L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, se rapportant10 à des exemples montrés à titre d'illustration, mais en aucun cas de limitation de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 montre une vue en perspective en éclaté de la tête d'entraînement, de 5 l'axe moteur et de l'écrou associé, sans le bras d'essuie-glace ; La figure 2 est une vue en perspective de la tête de la figure 1 sur laquelle sont disposés le bras d'essuie-glace et l'élément de rappel en position active de balayage selon un premier mode de réalisation; La figure 3 est un schéma montrant de côté le dispositif essuie-glace avec la tête, le bras en position débrayée et l'élément de rappel ; Les figures 4 et 5 montrent des vues d'une variante de réalisation, vue en coupe 15 longitudinale de la tête, sur laquelle sont montés le bras et le ressort, en positions respectivement active et débrayée du bras. Pour des raisons de commodité, sur l'ensemble des figures, le bras n'est représenté que partiellement, à savoir sa partie proximale associée à la tête 20 d'entraînement. Les éléments constitutifs du bras d'essuie-glace et du balai associé, connus en eux-mêmes, ne sont pas représentés. Il est fait référence aux figures 1 à 3, décrivant un premier mode de réalisation de l'invention. 25 Sur la figure 1, on a représenté une tête d'entraînement 1, un balai d'essuie-glace (non représenté) pour véhicules automobiles, susceptible d'être entraîné en rotation par un arbre d'entraînement 2 ; la tête 1 est associée à un moteur (non représenté). L'arbre 2 est du type connu en lui-même, de forme cylindrique et 30 présente une extrémité 3 filetée, précédée d'une partie conique 4. La tête d'entraînement 1 présente une forme générale de U dont la base 5, sensiblement plane, est pourvue d'un trou 6 de forme correspondante et apte à accueillir l'extrémité 3 et la partie conique 4 de l'arbre 2. Sur la figure 1, la tête 1 et l'arbre 2 sont représentés dissociés l'un de l'autre. On comprend que, lorsque la tête 1 est fixée sur l'arbre 2, la rotation selon un axe XûX de ce dernier, entraîne la rotation de la tête. Le U formé par la tête d'entraînement 1 comporte une première branche latérale 7 lo présentant une forme courbe, dont la concavité est tournée vers la base 5 de la tête 1, et une seconde branche latérale 8 pourvue sur ses côtés de deux pivots 9 et 10 faisant saillie de part et d'autre de ladite branche 8. Sur les deux pivots 9 et 10, alignés, est susceptible d'être monté à rotation un bras d'essuie-glace (non représenté)selon un axe YûY transversal à l'axe XûX de rotation de la tête 1. 15 Pour assurer la fixation de la tête 1 sur l'arbre 2, il est prévu un écrou 11 apte à coopérer avec l'extrémité filetée 3 de l'arbre 2. En référence à la figure 2, on a représenté la tête 1 fixée sur l'arbre 2, et un bras 20 12, portant un balai d'essuie-glace (non représenté). L'extrémité 13 proximale du bras 12 forme un retour par rapport à l'axe longitudinal du bras et est montée à rotation sur la tête 1 autour des deux pivots 9 et 10, par engagement de ces derniers dans des alésages correspondants prévus sur l'extrémité 13 du bras 12. 25 La tête 1 et le bras 12 sont entraînés en rotation selon l'axe XûX, de manière connue, selon un mouvement en rotation alternatif. Le bras 12 est susceptible d'être déplacé en rotation, selon l'axe YûY entre deux positions extrêmes, à savoir une première position active de balayage où le balai 30 d'essuie-glace est en appui sur la vitre du véhicule, pour en assurer l'essuyage, et 20 une seconde position relevée, appelée également débrayée, où le bras 12 n'est plus en appui sur la vitre, mais forme un angle de l'ordre de 90 degrés ou plus avec la vitre. La position débrayée du bras permet par exemple de changer le balai, ou d'effectuer toute autre opération sur l'essuie-glace ou la vitre, par exemple pour le nettoyage de la vitre. La figure 3 montre la tête 1 d'entraînement (l'arbre 2 n'est pas représenté pour simplification), sur laquelle est monté le bras 12, représenté en position débrayée, où le bras 12 forme un angle d'environ 110 à 150 avec la vitre. Pour des raisons compréhensibles, il est nécessaire que le bras 12 puisse être maintenu, de manière temporaire (pour pouvoir passer d'une position extrême à l'autre), dans chacune desdites positions extrêmes. Pour ce faire, il est prévu des moyens de rappel exerçant une force sur le bras. 15 Les moyens de rappel sont constitués (figure 2 et 3) d'au moins un élément de rappel, présentant des propriétés élastiques, et plus précisément constitué d'une lame 14, en métal ou en matériaux composite, tel que par exemple une lame en résine époxy chargée à 70% de verre La lame élastique 14 présente les dimensions suivantes, à titre d'exemple : ^ longueur : 40 mm ^ largeur : 7 mm ^ épaisseur : 1 mm 25 La lame de rappel 14 est disposée, par rapport à la tête 1 et au bras 12, de la manière suivante : une première extrémité 15 est en appui contre, et est logée dans, le logement concave ou concavité de la branche 7 de la tête 1, tandis que la seconde extrémité 16 est en appui sur, et est logée dans, un logement 17 prévu 30 sur la partie terminale de l'extrémité proximale du bras 12.10 La lame de rappel 14 est apte à subir un flambement, sous l'effet de forces appliquées sur la lame aux deux extrémités 15 et 16 de celle-ci, suivant une direction correspondant sensiblement à son axe longitudinal. Le terme flambement (dénommé aussi flambage) doit être compris selon sa définition usuelle, à savoir une déformation ou courbure subie par une pièce allongée, sous l'effet d'une force de compression appliquée à une ou aux deux extrémité(s). La figure 3 montre la lame 14 en position de flambement, compte tenu des ~o positions respectives de ses extrémités 15 et 16. Elle exerce ainsi une force tendant à maintenir le bras 12 en position débrayée. Pour passer de la position débrayée de la figure 3, à la position active de balayage de la figure 2, l'utilisateur saisi le bras en exerçant une force modérée sur le bras, 15 perpendiculairement à l'axe de rotation YûY. La toute première partie du mouvement de rotation du bras, imprimé par l'utilisateur, va à l'encontre de la force de rappel, dû au flambement, de la lame 14. Une fois que la position en rotation du logement 17 du bras 12 dépasse une certaine position angulaire, par rapport à l'axe YûY, la force de rappel due au flambement de la lame 14, 20 accompagne et repousse l'extrémité 13 en rotation de manière à entraîner le bras vers la position active de balayage. On aboutit ainsi à la position de la figure 2. On note que, en position active de balayage du bras 12, l'extrémité 16 de l'élément de rappel 14 porte sur le bras en une zone (logement 17) située dans le cadran 25 formé par l'axe X-X de l'arbre d'entraînement 2 et la perpendiculaire à celui-ci passant par l'axe Y -Y de rotation du bras. On note également que le logement 17 recevant l'extrémité 16 de la lame 14 est disposé au-delà de l'axe d'articulation Y-Y du bras sur la tête, en partant de 30 l'extrémité distale du bras 12 en direction de la tête 1 d'entraînement. Par ailleurs, dans cette forme de réalisation, les points de butée des extrémités 15 et 16 de la lame 14 sont disposés de part et d'autre de l'axe de entraînement en rotation XûX de la tête (figure 3). Actuellement, il est prévu deux lames de rappel de part et d'autre de la tête 1. Une seule lame a pu être représentée sur les figures 2 et 3, compte tenu de la perspective et de la vue de côté. lo Le fait de prévoir deux lames permet de maîtriser au mieux la force de rappel engendrée par celles-ci. En effet, on sait que la force est fonction du cube de l'épaisseur de la lame. Or, les contraintes de fabrication conduisent à une incertitude sur l'épaisseur. Une variation d'un 1/10 d'épaisseur entraîne une variation de 30 % de la force. 15 Ainsi, selon l'invention, il est possible, après mesure précise de l'épaisseur des lames de rappel, d'en déterminer de manière théorique les forces de rappel engendrées, et donc de mettre en paires (de manière symétrique) deux lames dont les caractéristiques respectives sont compensées. On obtient ainsi une force 20 de rappel de valeur correspondant quasiment exactement aux besoins. En l'occurrence, comme indiqué précédemment, cette force de rappel doit être constante lors du mouvement du balai sur la vitre, malgré le phénomène évoqué de pompage. 25 On décrit ci-après, en référence aux figures 4 et 5, une autre forme de réalisation de l'invention, où les éléments identiques ou similaires à ceux montrés sur les figures 1 à 3 portent les mêmes références numériques. Le bras 12 est représenté en position active sur la figure 4, et en position 30 débrayée sur la figure 5. 5 i0 La tête d'entraînement 1 comporte un corps central cylindrique 18, pourvu d'un alésage central 19 apte à recevoir la partie conique 4 et l'extrémité filetée 3 de l'arbre 2, l'écrou 11 étant logé et fixé sur la partie filetée 3. La partie supérieure du corps central 18 comporte, de manière diamétralement opposée, d'une part une branche 20 présentant deux pivots latéraux d'articulation 9 et 10, et d'autre part un doigt 21. io Le bras 12 est monté à rotation, selon l'axe Y-Y sur la branche 20, par engagement des deux pivots 9 et 10 dans les logements prévus à l'extrémité 13 du bras 12. Selon cette forme de réalisation, les trous ou logements coopérant avec les pivots 15 9 et 10 (un seul logement 22 étant représenté), présentent une forme particulière. En l'occurrence, les trous sont de forme oblongue ou allongée, présentant une dimension dans la direction longitudinale supérieure au diamètre des pivots 9 et 10 associés, et une dimension en largeur sensiblement égale (très légèrement supérieure) audit diamètre. 20 II est prévu des moyens de rappel sous la forme d'une lame, et de préférence deux lames, similaire à celle de la réalisation des figures 1 à 3. Ladite lame présente des capacités de flambement. Ainsi, la lame 14 présente une première extrémité 23 apte à s'appuyer contre et être logée dans un logement 25 complémentaire 24 prévu sur l'extrémité 13 du bras 12, et une seconde extrémité 25 apte à prendre appui et être logée dans un logement 26 prévu sur la tête d'entraînement 2. À noter que, dans cette forme de réalisation, le logement récepteur 26 de 3o l'extrémité 25 de la lame 14 est situé en dessous d'un plan perpendiculaire à la fois à l'axe XûX et à l'axe YûY. Dans la forme de réalisation des figures 1 à 3, ce même logement récepteur (prévu dans la branche 7 concave de la tête) est disposé au-dessus dudit plan. En référence aux figures 4 et 5, on note également que le logement récepteur 26 de l'extrémité 25 de la lame 14 est situé dans le cadran formé par l'axe XùX et un axe perpendiculaire à ce dernier et passant par l'axe YùY. Selon une variante non représentée, ce même logement récepteur 26 peut être placé au delà de l'axe XûX, par rapport à l'axe YûY. En position active du bras 12, voir figure 4, le bras est maintenu par ailleurs sur la tête 1 par l'intermédiaire d'une languette 27 formant crochet et prévue sur le bras 12, en position inférieure (c'est-à-dire tournée vers la tête), et apte à coopérer avec le doigt 21 prévu sur la tête. Le doigt 21 et la languette 27 sont conformés et réalisés en des matériaux tels qu'ils coopèrent pour réaliser un engagement amovible à encliquetage. En d'autres termes, en partant de la position du bras active de la figure 4, l'utilisateur en exerçant une légère force sur le bras, dirigée sensiblement suivant l'axe XûX, provoque par déformation élastique de l'un et/ou l'autre du doigt 21 et de la languette 27, la libération du bras, et donc la rotation de celui-ci autour de son axe YùY. Lors du début de ce mouvement, l'extrémité 13 du bras 12 agit sur la lame de rappel 14, en comprimant un peu plus celle-ci. Or, le bras possède un degré de liberté en translation par rapport à la branche 20 sur laquelle il est monté. En effet, le bras peut se déplacer par rapport aux pivots 9 et 10, par le trou oblong 22. Après une rotation de quelques degrés du bras, autour de l'axe YùY, l'extrémité 13 30 du bras se trouve par rapport aux pivots 9 et 10, dans la position représentée sur la figure 5, où le pivot 9 est en butée contre l'extrémité inférieure (tournée vers la tête) du trou oblong 22. Bien entendu, il en est de même de l'autre pivot 10 associé à l'autre trou oblong (non représentés sur les figures 4 et 5). En fin de mouvement de rotation du bras autour de l'axe YùY, on aboutit à la position débrayée du bras, montrée sur la figure 5. Dans cette position, la lame de rappel 14, bien que présentant un flambement réduit par rapport à la position occupée lorsque le bras est en position active, reste encore en flambement pour ainsi exercer une force sur le bras 12, et donc un couple permettant de maintenir to le bras en cette position débrayée. La direction longitudinale du trou oblong 22 est, en position active du bras, de préférence sensiblement parallèle à l'axe XùX (figure 4). REVENDICATIONS 1. Dispositif de débrayabilité d'un bras d'essuie-glace comportant : - une tête d'entraînement (1) fixée sur un arbre d'entraînement (2), - un bras d'essuie-glace (12) monté articulé sur la tête d'entraînement (1), le bras d'essuie-glace (12) pouvant être manoeuvré entre une position active de balayage et une position débrayée, et - des moyens de rappel (14) constitués d'au moins un élément (14) à structure . élastique, pour maintenir le bras d'essuie-glace (12) en position active, lo caractérisé en ce que ledit élément élastique (14) est de forme longiligne et apte à se déformer par flambement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément élastique (14) est apte à maintenir ledit bras (12) de manière stable, dans les deux 15 positions respectives active et débrayée de ce dernier. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément élastique (14) prend appui par une première extrémité (16) contre l'extrémité proximale (13) dudit bras (12) et par une seconde extrémité (15) contre 20 ladite tête (1). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en que, en position active du bras, le point d'appui de l'extrémité (16) dudit élément de rappel (14) sur le bras (12), est situé dans le cadran formé par l'axe (X-X) de l'arbre 25 d'entraînement (2) et la perpendiculaire à celui-ci passant par l'axe (Y-Y) de rotation du bras. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments (14) de rappel élastiques, disposés de chaque côté de l'arbre 30 d'entraînement (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tête d'entraînement (1) comporte un corps en forme générale de U, dont la base (5) sensiblement plane comporte un alésage (6) apte à recevoir l'extrémité (3) de l'arbre d'entraînement (2), et ledit bras (12) étant susceptible d'être monté articulé sur une première branche (8) dudit U, tandis que la seconde branche (7) dudit U présente une forme concave apte à constituer une zone d'appui du ou de chaque élément de rappel (14). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (12) est monté sur la tête d'entraînement (1) avec un degré de liberté en translation, transversalement à l'axe de rotation (Y-Y) du bras (12). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tête d'entraînement (1) comprend au moins un élément mâle (9) matérialisant l'axe d'articulation (Y-Y) du bras (12) sur la tête (1) et apte à coopérer avec, et se déplacer dans, au moins un trou oblong (22) prévu à l'extrémité du bras. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le trou oblong (22) présente une largeur à peine supérieure au dit élément mâle (9), et une longueur comprise entre 1,5 et 4 fois le diamètre dudit élément mâle, et de préférence entre 2 et 3 fois. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'axe longitudinal du trou oblong (22) est, en position active du bras (12), sensiblement parallèle à l'axe d'entraînement (X-X) du bras (12) en rotation. 11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le point d'appui (24) dudit élément élastique sur la tête (1) est disposé, par rapport à 30 l'axe d'entraînement (X-X), du côté de l'axe de pivotement (Y-Y) du bras (12). 12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le bras (12) et la tête d'entraînement (1) sont pourvus de moyens de blocage temporaire (21,27), de préférence du type à encliquetage, situé au-delà de l'axe d'entraînement (X-X) par rapport à l'axe de rotation (Y-Y) du bras. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la tête d'entraînement (1) , du côté de l'axe d'entraînement (X-X) opposé à l'axe d'articulation (Y-Y) du bras, des moyens de maintien amovible (21, 27) du bras (12) sur la tête (1). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien (21, 27) sont du type à encliquetage élastique, et plus particulièrement lesdits moyens sont composés d'un doigt (21) et d'une languette (27) formant crochet, disposés respectivement sur la tête (1) et le bras (12). 15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque élément de rappel (14) est constitué d'une lame en matériau élastique, tel que du métal ou un matériau composite.20