Brevet FR2911833A1 — publié le 20080801

SYSTEME D'ESSUYAGE A BRAS MONOBLOC EN MATERIAU COMPOSITE POUR VITRE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un système d'essuyage pour véhicule automobile comprenant un bras porte-balai monobloc en matériau composite, entraîné en rotation alternée autour d'un axe de balayage par un mécanisme d'entraînement. Le document WO2006/032389 décrit l'utilisation d'un bras monobloc en matériau composite, d'orientation générale longitudinale, comportant un premier tronçon d'extrémité dit d'entraînement pour la liaison à un arbre d'entraînement en balayage alterné, et un deuxième tronçon d'extrémité dit de balayage, destinée à porter un balai d'essuyage. En fonctionnement, le balai d'essuyage est plaqué contre le pare-brise du véhicule grâce à l'élasticité propre du bras conférée par le matériau composite. De par le principe physique même du bras en matériau composite, il est nécessaire que la distance entre d'une part, le point de liaison du bras et du balai d'essuyage au niveau du deuxième tronçon d'extrémité dit de balayage et d'autre part, la surface du pare-brise, reste constante lors du fonctionnement en balayage alterné. Pour ce faire, il conviendrait que la variation de l'angle de site, à savoir l'angle formé par l'axe longitudinal du bras et la normale à l'axe de balayage, soit la plus faible possible lors du balayage du pare-brise, voire égale à zéro. Par ailleurs, lors du balayage alterné, l'angle d'attaque du balai, à savoir l'inclinaison du balai au niveau de son point de liaison avec le bras porte-balai par rapport à la normale à la surface du pare-brise, va également varier en fonction de l'angle de balayage, selon une courbe de variation dépendant de la forme du pare-brise et de l'orientation de l'arbre d'entraînement du système. Pour obtenir un essuyage de qualité, il est nécessaire que la variation de cet angle d'attaque soit également maîtrisée, c'est-à-dire la plus proche d'une courbe prédéterminée. 2 Ainsi, lors de la conception du système d'essuyage, on cherche généralement à optimiser le système de sorte qu'il permette l'obtention simultanée, en fonctionnement, d'une courbe de variation d'angle de site par rapport à l'angle de balayage, et d'une courbe de variation de l'angle d'attaque par rapport à l'angle de balayage qui soient conformes à des courbes prédéfinies, ou à tout le moins, qui se rapprochent au mieux des courbes de variations optimales souhaitées. Pour des formes simples de pare-brise, il peut être possible, avec un système d'essuyage tel que précédemment décrit, d'obtenir des courbes de variation de l'angle de site et de l'angle d'attaque conformes par la recherche d'une orientation optimisée de l'axe de balayage de l'arbre d'entraînement du système. Malheureusement, la forme souvent complexe des pare-brise, notamment dans le cas des pare-brise dits panoramiques, ne permet en général pas, par la simple optimisation de l'orientation de l'axe de balayage, d'obtenir simultanément la courbe désirée de variation d'angle d'attaque et une variation proche de zéro pour l'angle de site, de sorte qu'on se contente en général d'un compromis. Dans ce cas, on obtient en général une courbe de variation de l'angle d'attaque conforme au résultat attendu, mais la courbe de variation de l'angle de site n'est alors pas satisfaisante. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédents en proposant un système à bras monobloc en matériau composite qui permet de satisfaire de façon simultanée aux deux contraintes précédentes liées à l'angle de site et à l'angle d'attaque. Pour ce faire, l'invention a pour objet un système d'essuyage pour vitre de véhicule automobile, comprenant un bras porte-balai monobloc en matériau composite d'orientation générale selon un axe longitudinal, entraîné en rotation alternée autour d'un axe de balayage d'un arbre d'entraînement, ledit axe de balayage étant sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal dudit bras, un tronçon d'extrémité dudit bras étant lié à rotation à l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire d'un mécanisme de 3 liaison, caractérisé en ce que l'axe de balayage est destiné à être orienté, lors de la mise en place du système sur le véhicule, suivant une direction optimisée grâce à laquelle l'angle dit de site formé entre l'axe longitudinal du bras et la normale à l'axe de balayage varie le plus faiblement possible en fonction de l'angle de balayage, et en ce que le mécanisme de liaison comporte des moyens de correction de l'angle d'attaque du balai commandant un mouvement de rotation du bras autour de son axe longitudinal de façon à autoriser une variation de l'angle d'attaque du balai en fonction de l'angle de balayage selon une courbe prédéfinie. Ainsi, contrairement au système connu à liaison directe entre le bras composite et l'arbre d'entraînement, dans lequel on recherche la meilleure orientation de l'axe de balayage qui permet de trouver un compromis entre les courbes de variation pour l'angle d'attaque et l'angle de site, le principe de l'invention consiste à rechercher la meilleure orientation de l'axe de balayage pour l'obtention d'une courbe de variation de l'angle de site optimale, puis de corriger la courbe de variation d'angle d'attaque dégradée qui en résulte. Dans un mode de réalisation préféré du système d'essuyage selon l'invention, le mécanisme de liaison est un support d'entraînement comprenant un boîtier destiné à être monté solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement autour de l'axe de balayage, et un arbre secondaire solidaire en rotation du support d'entraînement, le tronçon d'extrémité du bras composite étant fixé à une extrémité et dans le prolongement de l'arbre secondaire, de sorte à former un ensemble solidaire à rotation du boîtier autour de l'axe de balayage, et libre à rotation axiale autour de l'axe longitudinal. De préférence, les moyens de correction du mécanisme de liaison comportent un profil de came s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de balayage sur une pièce formant came placée à l'intérieur du boîtier, et un organe de commande solidaire de l'arbre secondaire, ladite pièce étant destinée à rester fixe et ledit organe de 4 commande étant apte à coopérer par glissement avec le profil de came lors de la rotation de l'arbre d'entraînement. Le profil de came est par exemple une rainure traversante ménagée dans l'épaisseur de la pièce. Dans ce cas, l'organe de commande comporte avantageusement un levier s'étendant radialement par rapport à l'ensemble formé par l'arbre secondaire et le bras composite, dont une première extrémité est fixée rigidement à l'arbre secondaire, le levier étant positionné de manière à traverser la rainure formant le profil de came, l'autre extrémité du levier portant un élément de contact venant en prise avec le profil de came. L'élément de contact est de préférence monté mobile en coulissement le long du levier, et coopère avec un élément élastique de sorte à garantir son contact avec le profil de came quelle que soit la position angulaire de l'ensemble formé de l'arbre secondaire et du bras composite par rapport à son axe longitudinal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris au vu de la description suivante d'un exemple non limitatif d'un système d'essuyage conforme à l'invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles: - la figure 1 est une vue partielle en perspective du système d'essuyage selon un mode de réalisation possible de l'invention - la figure 2 est une vue éclatée du système de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en perspective écorchée du système d'essuyage de la figure 1 ; - la figure 4 illustre un exemple de courbes de variation de l'angle d'attaque et de l'angle de site obtenues avec ou sans le système d'essuyage de l'invention. Pour faciliter la compréhension, les éléments communs à l'ensemble des figures portent les mêmes références. Il est à noter que les différentes représentations ne sont que partielles, en ce sens que tous les éléments constitutifs du système d'essuyage ne sont pas systématiquement représentés pour d'évidentes raisons de clarté. C'est le cas notamment du dispositif moteur du mécanisme d'entraînement, et du balai d'essuyage. En référence aux figures 1 à 3, un système d'essuyage pour vitre de véhicule automobile comporte un bras 1 porte-balai de type monobloc en 5 matériau composite, d'orientation générale selon un axe longitudinal XX'. Ce bras 1 est destiné à être entraîné en rotation alternée par un arbre d'entraînement 2 dont l'axe YY' dit de balayage est sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal XX' du bras 1. Pour ce faire, un premier tronçon d'extrémité 10 du bras, dit d'entraînement, est lié à rotation à l'arbre d'entraînement 2 par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison 3. Selon une première caractéristique importante de l'invention, on cherche dans un premier temps à optimiser l'orientation de l'axe de balayage YY' de manière à obtenir, en fonctionnement sur un véhicule donné, une variation de l'angle de site en fonction de l'angle de balayage qui soit la plus faible possible, par exemple inférieure à 2 degrés. Cette phase d'optimisation peut être réalisée par simulation, et dépend bien entendu du véhicule sur lequel le système d'essuyage doit être monté, et notamment de la forme du pare-brise de ce véhicule, et de l'endroit de la carrosserie sur lequel l'arbre d'entraînement sera monté. Cette phase d'optimisation de l'orientation de l'axe de balayage va néanmoins dégrader la courbe de variation de l'angle d'attaque du balai. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, cette dégradation est corrigée par le fait que le mécanisme de liaison 3, outre sa fonction de lier à rotation autour de l'axe de balayage YY' le bras 1 avec l'arbre d'entraînement 2, comporte également des moyens de correction de l'angle d'attaque commandant un mouvement de rotation du bras 1 autour de son propre axe longitudinal XX' de façon à autoriser une variation de l'angle d'attaque du balai en fonction de l'angle de balayage selon une courbe prédéfinie et donc maîtrisée. Dans l'exemple de réalisation préféré tel qu'illustré sur les figures 1 à 3, le mécanisme de liaison 3 se présente sous la forme d'un support d'entraînement destiné à être monté solidaire en rotation de l'arbre 6 d'entraînement 2 autour de l'axe de balayage YY'. Ce support d'entraînement se présente de préférence sous la forme d'un boîtier 30 fermé par un couvercle 31, avec des ouvertures coaxiales adaptées 32a, 32b (figure 2) permettant d'emboîter le support sur l'arbre d'entraînement 2. Le tronçon d'extrémité 10 du bras composite 1 est fixé à une extrémité d'un arbre secondaire 33, dans le prolongement de cet arbre secondaire 33, lui-même solidaire en rotation du support d'entraînement 3. L'ensemble formé par l'arbre secondaire 33 et le bras porte-balai 1 est solidaire à rotation du boîtier autour de l'axe de balayage YY', tout en étant libre à rotation axiale autour de l'axe longitudinal XX'. Le mécanisme de liaison ou support d'entraînement 3 comporte en outre une pièce 34 formant came placée à l'intérieur du boîtier 30, de façon coaxiale à l'axe de balayage YY', et destinée à être fixée rigidement au niveau d'un point de fixation du véhicule par l'intermédiaire d'une patte de fixation non représentée. Lorsque le système d'essuyage est en place sur le véhicule, la rotation de l'arbre d'entraînement 2 autour de l'axe de balayage YY' doit entraîner en rotation le support d'entraînement 3 alors que la pièce formant came 34 reste fixe. Les moyens de correction de l'angle d'attaque commandant le mouvement de rotation du bras composite 1 autour de son axe longitudinal XX' sont formés d'éléments portés pour partie par l'arbre secondaire 33, et pour partie par la pièce formant came 34. Plus précisément, ces moyens de correction comportent : - d'une part, sur la pièce 34, un profil de came 35 s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de balayage YY' - d'autre part, un organe de commande 36 solidaire de l'arbre secondaire 33, et qui est à même de coopérer par glissement avec le profil de came 35. Dans l'exemple de réalisation préférentiel illustré, le profil de came 3.5 se présente sous la forme d'une rainure traversante ménagée dans 7 l'épaisseur de la pièce fixe 34. Le profil de came 35 est fonction de la surface de pare-brise à essuyer et de la correction de l'angle d'attaque à apporter, et présente notamment des zones non concentriques par rapport à l'axe de balayage YY' correspondant aux zones du pare-brise pour lesquelles on souhaite que l'angle d'attaque du balai d'essuyage varie. L'organe de commande 36 est formé, comme visible notamment sur la figure 2 sous forme éclatée, d'un levier 37 s'étendant radialement par rapport à l'ensemble formé de l'arbre secondaire 33 et du bras composite 1, et positionné de manière à traverser la rainure en position assemblée (voir figure 3). Une extrémité 38 de ce levier 37 est fixée rigidement (par exemple vissée) à l'arbre secondaire 33. L'autre extrémité, située de l'autre côté de la rainure traversante lorsque le système est assemblé, porte un élément de contact 39 (voir figure 2) monté de préférence libre en rotation axiale sur le levier 37, en prise avec le profil de came 35. L'élément de contact 39 est de préférence de forme sensiblement sphérique, complémentaire à la section de la rainure traversante formant le profil de came 35. Cet élément de contact 39 est en outre avantageusement monté mobile en coulissement le long du levier 37, et associé de préférence à un élément élastique (non représenté), de sorte à garantir son contact avec le profil de came 34 quelle que soit ta position angulaire de l'ensemble formé de l'arbre secondaire 33 et du bras composite 1 par rapport à son axe XX'. Le montage coulissant permet notamment de compenser les variations de distance entre le point de fixation du levier 37 sur l'arbre secondaire 33 d'une part, et le point de contact de l'organe de commande 36 sur le profil de came 35 lorsque l'organe de commande glisse sur ce profil de came. D'autres modes de réalisation pour le profil de came 35 d'une part, et pour l'organe de commande 36 d'autre part, sont bien entendu réalisables sans départir du cadre de la présente invention, à partir du moment où le glissement de l'organe de commande 36 le long du profil de came 35 est apte à commander la rotation axiale du bras composite 1. 8 La mobilité en rotation du bras 1 autour de son axe XX' est en outre guidée par l'intermédiaire d'un moyen de guidage, réalisé dans l'exemple par deux bagues 40, 41 fixées dans le boîtier 30, réparties le long de l'arbre secondaire 33 et entourant ledit arbre secondaire. L'exemple de réalisation tel que décrit est particulièrement simple et compact. Cet exemple peut néanmoins subir quelques variantes de réalisation sans départir du cadre de la présente invention. En particulier, l'arbre secondaire 33 a été décrit comme étant une partie du mécanisme de liaison 3, le bras composite 1 venant se fixer, par moletage, par pincement, ou autre type de fixation, à l'extrémité libre de l'arbre secondaire 33. En variante, on pourrait aussi considérer que l'arbre secondaire 33 fait partie du bras composite 1. En outre, d'autres mécanismes de liaison permettant à la fois l'entraînement en rotation du bras composite 1 autour de l'axe de balayage YY', et l'entraînement en rotation de ce même bras autour de son propre axe longitudinal XX' dans le but de corriger l'angle d'attaque, sont également envisageables. La figure 4 illustre un exemple de courbes obtenues en simulation, permettant de comprendre l'intérêt du système d'essuyage selon 20 l'invention. Comme cela a été précédemment indiqué, une phase d'optimisation consiste à rechercher la meilleure orientation de l'axe de balayage YY' permettant l'obtention d'une courbe optimale pour la variation de l'angle de site en fonction de l'angle de balayage. La courbe de référence Cl 25 correspond à cette courbe optimale obtenue. La courbe de référence C2 illustre la variation de l'angle d'attaque en fonction de l'angle de balayage qui serait alors obtenue si le système ne comportait pas, conformément à l'invention, de moyens de correction de l'angle d'attaque. Ainsi, on constate qu'il a été possible de trouver une orientation optimale de l'axe 30 de balayage permettant d'obtenir une courbe de variation de l'angle de site conforme à ce que l'on recherche, avec des valeurs très faibles de variation, mais que ceci s'est fait au détriment de la courbe de variation de 9 l'angle d'attaque du balai. La courbe C3 illustre enfin la variation de l'angle d'attaque obtenue grâce à l'action des moyens de correction selon l'invention. On constate que cette courbe est bien contenue dans un gabarit imposé (représenté par les limites en pointillés de part et d'autre de l'axe horizontal). Le système d'essuyage selon l'invention permet ainsi de répondre simultanément à l'exigence imposée par l'utilisation d'un bras monobloc en matériau composite, et aux contraintes liées aux variations de l'angle d'attaque pour l'obtention d'un essuyage de qualité. Dans ce qui précède, le système d'essuyage a été décrit dans le cas très favorable où il est possible de prévoir que l'axe de rotation XX' s'étend perpendiculairement à l'axe de balayage YY'. Néanmoins, certains véhicules automobiles ne permettent pas cet agencement, et le système peut être tel que l'axe de rotation XX' ne soit pas perpendiculaire à l'axe de balayage YY'. REVENDICATIONS 1. Système d'essuyage pour vitre de véhicule automobile, comprenant un bras porte-balai (1) monobloc en matériau composite d'orientation générale selon un axe longitudinal (XX'), entraîné en rotation alternée autour d'un axe de balayage (YY') d'un arbre d'entraînement (2), ledit axe de balayage étant sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal (XX') dudit bras (1), un tronçon d'extrémité (10) dudit bras (1) étant lié à rotation à l'arbre d'entraînement (2) par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison (3), caractérisé en ce que l'axe de balayage (YY') est destiné à être orienté, lors de la mise en place du système sur le véhicule, suivant une direction optimisée grâce à laquelle l'angle dit de site formé entre l'axe longitudinal (XX') du bras (1) et la normale à l'axe de balayage (YY') varie le plus faiblement possible en fonction de l'angle de balayage, et en ce que le mécanisme de liaison (3) comporte des moyens (33, 35, 36) de correction de l'angle d'attaque du balai commandant un mouvement de rotation du bras (1) autour de son axe longitudinal (XX') de façon à autoriser une variation de l'angle d'attaque du balai en fonction de l'angle de balayage selon une courbe prédéfinie (C3). 2. Système d'essuyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison (3) est un support d'entraînement comprenant un boîtier (30) destiné à être monté solidaire en rotation de l'arbre d'entraînement (2) autour de l'axe de balayage (YY'), et un arbre secondaire (33) solidaire en rotation du support d'entraînement (3), le tronçon d'extrémité (10) du bras composite (1) étant fixé à une extrémité et dans le prolongement de l' arbre secondaire (33), de sorte à former un ensemble solidaire à rotation du boîtier autour de l'axe de balayage (YY'), et libre à rotation axiale autour de l'axe longitudinal (XX'). 3. Système d'essuyage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de correction du mécanisme de liaison (3) comportent un profil de came (35) s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de balayage (YY') sur une pièce (34) formant came placée à l'intérieur du boîtier (30), et un organe de commande (36) solidaire de l'arbre secondaire11 (33), ladite pièce étant destinée à rester fixe et ledit organe de commande (36) étant apte à coopérer par glissement avec le profil de came (35) lors de la rotation de l'arbre d'entraînement (2). 4. Système d'essuyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que 5 le profil de came (35) est une rainure traversante ménagée dans l'épaisseur de la pièce (34). 5. Système d'essuyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de commande (36) comporte un levier (37) s'étendant radialement par rapport à l'ensemble formé par l'arbre secondaire (33) et le bras 10 composite (1), dont une première extrémité (38) est fixée rigidement à l'arbre secondaire (33), le levier étant positionné de manière à traverser la rainure formant le profil de came (35), l'autre extrémité du levier (37) portant un élément de contact (39) venant en prise avec le profil de came (35) 15 6. Système d'essuyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de contact (39) est de forme sensiblement sphérique, complémentaire à la section de la rainure traversante formant le profil de came (35). 7. Système d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 5 ou 20 6, caractérisé en ce que l'élément de contact (39) est monté mobile en coulissement le long du levier (37), et coopère avec un élément élastique de sorte à garantir son contact avec le profil de came (34) quelle que soit la position angulaire de l'ensemble formé de l'arbre secondaire (33) et du bras composite (1) par rapport à son axe longitudinal (XX'). 25 8. Système d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité du bras (1) composite est fixé à l'arbre secondaire par moletage.