Brevet FR2919248A1 — publié le 20090130

DISPOSITIF D'ESSUYAGE AERODYNAMIQUE POUR VITRE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif d'essuyage pour véhicule 5 automobile à performances aérodynamiques améliorées. On connaît déjà, notamment du document FR 2 868 747 au nom de la Demanderesse, un dispositif d'essuyage dans lequel le balai d'essuyage, de type connu dans le domaine sous la terminologie anglo-saxonne flat-blade , présente un profil particulier, et plus précisément un élément formant 10 déflecteur aérodynarnique, permettant au flux d'air auquel est soumis le dispositif lorsque le véhicule automobile roule de plaquer le balai d'essuyage de manière plus accentuée contre le pare-brise, évitant ainsi les risques que le balai ne se soulève. Dans cette technologie de balais d'essuyage dits flat-blade , les 15 performances aérodynamiques peuvent encore être améliorées en prévoyant en outre que le bras du dispositif supportant le balai d'essuyage présente lui aussi un profil aérodynamique particulier. On connaît du document FR 2 843 573 un dispositif d'essuyage comportant un bras portant de manière articulée un balai sans articulation, de type balai plat. Le balai présente un côté attaqué par un 20 flux d'air en forme de déflecteur, et te bras est positionné, en section transversale, à une faible distance au-dessus du balai. Pour permettre l'application d'une force de plaquage du bras vers le pare-brise, le bras présente en outre un profil de surface déportante dont ta zone de dépression est tournée vers le balai, et située entre le bras et le balai. Dans ce document, la force de 25 plaquage du bras vient s'ajouter à celle du balai, et ta force de plaquage du balai contre la vitre est augmentée du fait notamment que l'espace intermédiaire entre la partie supérieure du balai formant déflecteur et la partie inférieure de la surface déportante du bras se rétrécit dans la direction d'écoulement du flux d'air. 30 Plus précisément, le bras est destiné à être positionné par rapport au balai et à la vitre dru véhicule de sorte que, dans un même plan de section transversale orthogonal à la vitre, le bord de fuite du profil de surface 2 déportante est situé en aval du bord de fuite du déflecteur du balai dans le sens de l'écoulement. En outre, les deux points d'arrêt respectivement du profil de surface déportante et du déflecteur du balai sont définis pour être séparés d'une distance maximale prédéfinie, et le profil de surface déportante est incliné par rapport à la vitre. La combinaison des caractéristiques précédentes permet de créer, entre le profil de surface déportante et te déflecteur du balai, un canal d'écoulement dont la section se rétrécit dans le sens de l'écoulement, et une zone de dépression du profil de surface déportante située dans un espace entre le bord inférieur du profil et le balai. Ainsi, le principe permettant d'améliorer l'aérodynamisme selon ce document, repose sur une synergie entre la surface déportante du bras et le déflecteur du balai. Il en résulte que les effets escomptés d'un dispositif d'essuyage conforme au document FR 2 843 573 ne peuvent être obtenus que pour des profils très particuliers tant du bras que du balai en synergie. Ceci constitue une limitation du fait qu'il est difficile d'envisager la fabrication d'un bras standard susceptible de fonctionner avec différents balais d'essuyage. La présente invention a pour but de pallier aux limitations précédentes grâce à un nouvel agencement des différents constituants du dispositif 20 d'essuyage. Ainsi, la présente invention a pour objet un dispositif d'essuyage pour vitre de véhicule automobile, comportant un bras portant de manière articulée un balai sans articulation, de type balai plat, le balai comportant un côté en forme de déflecteur dont la section transversale présente un point d'arrêt et un 25 bord de fuite opposé audit point d'arrêt dans le sens de l'écoulement d'un flux d'air, et te bras comportant un profil de surface déportante dont la section transversale présente aussi un point d'arrêt et un bord de fuite opposé audit point d'arrêt dans le sens de l'écoulement dudit flux d'air, caractérisé en ce que, en position montée sur le véhicule, le bras est destiné à être positionné par 30 rapport au balai et à ta vitre du véhicule de sorte que, dans un même plan de section transversale orthogonal à la vitre : - le bord de fuite du profil de surface déportante est situé en amont du bord de fuite du déflecteur du balai dans te sens de l'écoulement ; et - le profil de surface déportante est incliné par rapport à la vitre d'un angle d'inclinaison prédéfini et présente un bord inférieur situé à une distance prédéfinie de la vitre ; de façon à créer entre le profil de surface déportante et le déflecteur du balai un canal d'écoulement de section sensiblement constante et une zone de dépression du profil de surface déportante située dans un espace entre le bord inférieur et la vitre ne contenant pas le balai. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront au vu de la description suivante d'un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'essuyage conforme à l'invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 illustre schématiquement, dans un plan de section transversale orthogonal à une vitre de véhicule automobile, les lignes d'écoulement du flux d'air ainsi que les zones de dépression ou de surpression caractéristiques d'un dispositif d'essuyage selon l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement les caractéristiques de positionnement des différents éléments constitutifs du dispositif d'essuyage 20 selon l'invention ; - ta figure 3a est un diagramme illustrant la traînée totale obtenue pour le dispositif de la figure 2, pour différentes valeurs d'orientation, et différentes valeurs de l'espacement entre le bras et la vitre ; - la figure 3b est un diagramme illustrant la portance sur balai obtenue 25 pour le dispositif de la figure 2, pour différentes valeurs d'orientation, et différentes valeurs de l'espacement entre le bras et la vitre ; - la figure 3c est un diagramme illustrant la portance sur bras obtenue pour te dispositif de la figure 2, pour différentes valeurs d'orientation, et différentes valeurs de l'espacement entre le bras et la vitre. 30 En référence aux figures 1 et 2, un dispositif d'essuyage conforme à l'invention comporte, de manière classique, un bras 1 portant de manière 4 articulée un balai 2 sans articulation, de type balai plat. Pour les deux figures 1 et 2, le dispositif d'essuyage est représenté en section transversale dans un plan orthogonal au pare-brise ou vitre du véhicule automobile. Ainsi, la ligne horizontale en bas de chacune des figures représente le pare-brise 3. Lorsque le véhicule roule, un flux d'air s'écoule de la gauche des figures vers la droite, comme indiqué par le sens des flèches de la figure 1. Le dispositif est en outre représenté ici en fonctionnement, dans une position de retour vers la position de repos. Le balai est du type de celui décrit dans la demande FR 2 868 747 au nom de la Demanderesse. Il comporte notamment un côté formant raclette d'essuyage 20, et un côté 21 en forme de déflecteur dont la section transversale présente un point d'arrêt 22 et un bord de fuite 23 opposé audit point d'arrêt 22 dans le sens de l'écoulement d'un flux d'air. L'inclinaison de la raclette 20 par rapport à la vitre 3 est ici due au fait que le dispositif est en fonctionnement, dans une position de retour vers sa position de repos. Le bras 1 comporte un profil de surface déportante dont la section transversale présente aussi un point d'arrêt 11 et un bord de fuite 12 opposé audit point d'arrêt 11 dans le sens de l'écoulement dudit flux d'air. Le profil de surface déportante comporte un bord inférieur 13 qui peut être de longueur supérieure ou égale à celle de son bord supérieur 14. Combiné avec une inclinaison optimisée du profil comme cela sera expliqué par la suite, ceci permet d'obtenir une zone de surpression sur le bord supérieur (zone représentée avec des points sur la figure 1), et une zone de dépression sur le bord inférieur 13 (zone représentée avec des hachures sur la figure 1). Il convient de noter que seul le profil de surface déportante est représenté sur les figures. Le bras comporte en outre, à l'intérieur de cette surface déportante, une âme longitudinale centrale non représentée, de section de préférence elliptique, pour assurer la fonction mécanique du bras. Le profil 1, de préférence en matériau plastique, est réalisé soit par surmoulage de l'âme centrale, soit par injection et extrusion. Conformément à l'invention, le bras 1 est agencé par rapport au balai 2 et à la vitre 3 du véhicule de sorte que, dans un même plan de section transversale orthogonal à la vitre, on retrouve les caractéristiques suivantes : - le bord de fuite 12 du profil de surface déportante 1 est situé en amont 5 du bord de fuite 23 du déflecteur 21 du balai dans le sens de l'écoulement ; - le profil de surface déportante 1 est incliné d'un angle 0 prédéfini par rapport à la vitre 3 et le bord inférieur 13 du profil de surface déportante est situé à une distance H prédéfinie de la vitre, de façon à créer entre le profil de surface déportante 1 et le déflecteur 10 21 du balai 2 un canal d'écoulement de section sensiblement constante et une zone de dépression D du profil de surface déportante située dans un espace entre le bord inférieur 13 et la vitre 3 ne contenant pas le balai 2. De préférence, comme représenté sur les figures 1 et 2, le bord de fuite 12 du profil de surface déportante 1 est sensiblement aligné avec le point 15 d'arrêt 22 du déflecteur du balai 2 dans le sens de l'écoulement. On peut néanmoins tolérer que le bras soit déplacé légèrement sur la gauche ou sur la droite. Différents tests ont été menés de manière à trouver les paramètres d'orientation (angle d'inclinaison 0) et de dimensionnement (distance H) 20 permettant d'optimiser les performances aérodynamiques du dispositif. Les figures 3a à 3c illustrent les valeurs de traînée totale, de portance sur balai et de portance sur bras obtenues pour différents angles d'inclinaison 0, et pour différentes valeurs de la distance H. L'optimisation des paramètres doit conduire simultanément aux 25 performances suivantes : - Obtention d'une traînée totale, correspondant à la somme de ta traînée sur le bras et de la traînée sur le balai, la plus faible possible ; - Obtention d'une portance sur balai la plus petite possible, de préférence inférieure à 6 ou 7 N /m ; 30 - Obtention d'une portance sur bras légèrement négative pour te plaquage. 6 En relation avec les figures 3a et 3c, on constate notamment que lorsque l'angle d'inclinaison est trop faible, la portance sur bras a une valeur positive, ce qui correspond à un risque de soulèvement du bras. En revanche, si l'angle d'inclinaison est trop fort, la traînée totale devient trop importante, ce qui est néfaste pour le moteur d'essuyage. Avec les contraintes précédentes, les différents essais illustrés sur les figures 3a à 3c montrent qu'un dispositif optimisé en termes d'aérodynamisme est obtenu pour un angle d'inclinaison compris entre 20 et 30 , et pour une distance H de l'ordre de 15 mm. Le profil de surface déportante 1 comporte de préférence un bord d'attaque le plus arrondi possible. Ceci permet de conserver un bon rapport portance/traînée quelles que soient les variations de l'angle d'attaque du dispositif. Le dispositif d'essuyage peut ainsi faire partie d'un système d'essuyage avec mécanisme intégré de variation de l'angle d'attaque du balai. En outre, te profil de surface déportante comporte un bord de fuite 12 arrondi, par exemple de diamètre sensiblement égal à 2 mm, de façon à répondre aux exigences en matière de sécurité des piétons. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'essuyage pour vitre de véhicule automobile, comportant un bras (1) portant de manière articulée un balai (2) sans articulation, de type balai plat, le balai (2) comportant un côté (21) en forme de déflecteur dont la section transversale présente un point d'arrêt (22) et un bord de fuite (23) opposé audit point d'arrêt (22) dans le sens de l'écoulement d'un flux d'air, et le bras (1) comportant un profil de surface déportante dont la section transversale présente aussi un point d'arrêt (11) et un bord de fuite (12) opposé audit point d'arrêt (11) dans le sens de l'écoulement dudit flux d'air, caractérisé en ce que, en position montée sur le véhicule, le bras est destiné à être positionné par rapport au balai (2) et à la vitre (3) du véhicule de sorte que, dans un même plan de section transversale orthogonal à la vitre : - le bord de fuite (12) du profil de surface déportante (1) est situé en amont du bord de fuite (23) du déflecteur du balai dans le sens de l'écoulement ; et le profil de surface déportante (1) est incliné par rapport à la vitre (3) d'un angle d'inclinaison (0) prédéfini et présente un bord inférieur (13) situé à une distance (H) prédéfinie de la vitre de façon à créer entre le profil de surface déportante (1) et le déflecteur (21) du balai (2) un canal d'écoulement (C) de section sensiblement constante et une zone de dépression (D) du profil de surface déportante située dans un espace entre le bord inférieur (13) et la vitre (3) ne contenant pas le balai (2). 2. Dispositif d'essuyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en position montée sur le véhicule, le bras (1) est destiné à être positionné par rapport au balai (2) et à la vitre (3) du véhicule de sorte que, dans un même plan de section transversale orthogonal à la vitre, le bord de fuite (12) du profil de surface déportante (1) est sensiblement aligné avec le point d'arrêt (22) du déflecteur du balai dans le sens de l'écoulement. 3. Dispositif d'essuyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (0) est compris entre 20 et 300. 4. Dispositif d'essuyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite distance (H) prédéfinie est de l'ordre de 15 mim. 5. Dispositif d'essuyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de surface déportante (1) comporte un bord d'attaque (11) arrondi. 6. Dispositif d'essuyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil de surface déportante (11) comporte un bord de fuite (12) arrondi de diamètre sensiblement égal à 2 mm.