Brevet FR2934542A1 — publié le 20100205

LAME D'ESSUYAGE POUR BALAI D'ESSUIE-GLACE La présente invention concerne une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des systèmes d'essuyage pour véhicules automobiles, et plus spécialement dans celui des systèmes comprenant des balais d'essuyage � plats � ou � souples �, également connus sous le terme anglo-saxon de � Flat Blade �. La demande internationale n° WO2007/000346 décrit un exemple de réalisation d'un balai d'essuyage selon la technologie � Flat Blade �. D'une manière générale, cette technologie consiste en une structure construite autour d'un élément central constitué par un support longitudinal en matériau plastique semi-rigide sur lequel sont rapportés divers autres éléments fonctionnels. Un premier élément fonctionnel est une tige métallique logée dans une cavité longitudinale du support. Cette tige métallique a pour double fonction d'assurer à l'ensemble du balai d'essuyage, d'une part, la rigidité requise pour une bonne tenue mécanique, et, d'autre part, la répartition de la pression exercée par le bras d'entraînement sur la vitre du véhicule, pare-brise ou lunette arrière notamment. C'est pourquoi on la désigne souvent sous le terme de � vertèbre � (� spline � en anglo-saxon). Un deuxième élément fonctionnel est une lame d'essuyage en élastomère fixée au support longitudinal par l'intermédiaire d'une griffe extrudée avec le support. Cette griffe, de profil général en C, constitue un volume délimité par une paroi commune avec le support, deux parois latérales et deux rebords s'étendant à partir des parois latérales et dont les bords en vis-à-vis définissent une rainure longitudinale permettant notamment l'insertion par glissement de la lame dans le balai d'essuie-glace. Enfin, un troisième élément fonctionnel est un accessoire destiné à améliorer la qualité de l'essuyage, tel qu'un déflecteur aérodynamique et/ou un 30 dispositif de projection de liquide de lavage. Les lames d'essuyage sont généralement constituées d'une tête, également appelée talon, logée à l'intérieur de la griffe de manière à en occuper totalement le volume, et d'un corps, désigné aussi sapin à cause de sa forme le plus souvent triangulaire, à l'extrémité duquel se trouve la lèvre destinée à venir en contact avec la vitre à essuyer. Pour obtenir un essuyage de bonne qualité, la lèvre doit présenter un angle de fonctionnement approprié avec la surface de la vitre, quel que soit le sens de balayage. En pratique, cette inclinaison est réalisée du fait que le corps de la lame est articulé à la tête par une charnière autour de laquelle le corps peut basculer dans un sens et dans l'autre. La géométrie de la charnière est déterminée par l'angle de fonctionnement désiré pour la lèvre et le coefficient d'élasticité en flexion du matériau constituant la lame. io Cependant, avec ce type de lames d'essuyage connu, il peut se produire dans des conditions hivernales d'utilisation que la neige et le gel en s'accumulant dans la charnière bloquent le mouvement de flexion du corps et induisent des angles de fonctionnement non conformes et/ou un non-retournement d'inclinaison lors des changements de direction de balayage. II en 15 résulte une mauvaise qualité d'essuyage et des instabilités pouvant occasionner une gêne sonore et des vibrations. C'est pour remédier à cet inconvénient qu'ont été proposées des lames d'essuyage dont le profil est conçu de manière à supprimer toute zone d'accumulation d'eau ou de neige, en particulier la charnière. 20 La fonction auparavant assurée par la charnière consistant à permettre à la lèvre d'adopter l'angle de fonctionnement requis et d'inverser le sens d'inclinaison à chaque changement de direction de balayage est alors réalisée par une structure de lame rigide apte à basculer d'un sens de fonctionnement à l'autre par rotation d'ensemble autour d'un axe longitudinal passant 25 sensiblement par le centre de la rainure de la griffe. Dans ce cas, la tête ne remplit plus le volume de la griffe mais, au contraire, est capable de tourner librement à l'intérieur de la griffe autour de l'axe longitudinal de rotation. La course angulaire de la lame entre la position médiane de basculement et chaque position de fonctionnement est limitée à l'angle d'inclinaison souhaité 30 par la mise en butée de la tête et du corps contre les rebords de la griffe, comme cela est décrit dans le brevet américain n° 4,722,112. L'avantage de ces lames d'essuyage connues procédant par basculement complet de l'ensemble du profil est que leur inclinaison en fonctionnement et leur retournement dépendent essentiellement de la 35 géométrie du profil et sont donc moins sensibles à la température. Ainsi, on s'affranchit du matériau de la lame, généralement un élastomère, dont le module d'élasticité dépend assez fortement de la température et de la vitesse de sollicitation. Toutefois, les lames d'essuyage du type de celle décrite dans le brevet américain précité présentent l'inconvénient d'un fonctionnement instable lié à la discontinuité de la répartition de pression appliquée par la structure du balai d'essuie-glace, notamment lors du retournement de la lame. En effet, en position de basculement, la lame étant perpendiculaire à la surface de la vitre à nettoyer, la pression s'exerce sur la tête de lame, tandis qu'en position de lo fonctionnement elle est appliquée sur le corps par l'intermédiaire des rebords de la rainure. Cette transition brutale entre deux régimes de répartition de pression est susceptible de produire du bruit désagréable aux passagers du véhicule ainsi que des vibrations. D'autre part, on peut observer que la lame d'essuyage connue du brevet 15 américain n° 4,722,112 n'est pas totalement insensible aux conditions climatiques hivernales dans la mesure où le gel ou la neige déposé sur la face extérieure des rebords de la griffe peut modifier la mise en butée du corps de lame contre les rebords de la rainure, et par là-même l'angle de fonctionnement de la lame. 20 Aussi, un but de l'invention est de proposer une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace qui permettrait d'obtenir un fonctionnement stable et un retournement sans à-coups de la lame. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce à une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, comportant, d'une part, une lèvre 25 destinée à essuyer une vitre de véhicule automobile, et, d'autre part, une tête destinée à être logée à l'intérieur d'une griffe ménagée sur ledit balai, remarquable en ce que ladite tête de lame d'essuyage présente un profil comprenant deux pans inclinés raccordés par un axe pivot pour le pivotement de la tête dans ladite griffe, lesdits pans inclinés faisant un angle 2a où a 30 représente l'angle d'inclinaison moyen en fonctionnement de la lame avec la vitre à essuyer. Ainsi, comme on le verra en détail plus loin, la pression exercée par le balai d'essuie-glace sur la lame d'essuyage est toujours appliquée sur la tête de la lame, que ce soit sur l'un des deux pans inclinés en phase de fonctionnement 35 ou au niveau de l'axe pivot en phase de basculement d'un plan incliné à l'autre. On réalise de ce fait une application continue de la pression, laquelle n'est reçue en effet que par la seule tête de lame, ce qui permet d'éviter les discontinuités observées avec la lame d'essuyage connue du brevet américain n° 4,722,112. De plus, en position de fonctionnement, l'angle d'inclinaison de la lame par rapport à la surface à essuyer est défini avec une grande précision par l'angle a dont les pans inclinés peuvent tourner autour de l'axe pivot en passant d'une direction de balayage à l'autre. Le guidage de la lame en fonctionnement est également très précis, la tête étant maintenue en position par la pression lo appliquée tandis que le corps de lame, intermédiaire entre la tête et la lèvre, est bloqué en appui contre le rebord de rainure opposé à la direction de déplacement. Enfin, un autre avantage de l'invention réside dans le fait que l'axe pivot et les deux pans inclinés, qui définissent l'angle de fonctionnement de la lame ls et assurent le retournement aux changements de direction, sont entièrement contenus dans la griffe et se trouvent donc à l'abri du gel et de la neige, contrairement à la lame du brevet américain déjà mentionné. En définitive, on comprend que la lame d'essuyage conforme l'invention gagne en stabilité à la fois pour les basses températures et pour les forts 20 coefficients de frottement pouvant générer le phénomène connu sous le nom de � stick slip �. Ce phénomène est lié à l'adhérence de la lèvre à la surface de la vitre qui peut se produire pour de forts coefficients de frottement. Lorsque la lèvre se décolle de la vitre, l'énergie élastique stockée au niveau de la charnière du profil de la lame est restituée en générant des vibrations et du bruit. 25 La lame d'essuyage conforme à l'invention ne présentant pas de charnière se déforme très peu et n'est donc pas susceptible de stocker de l'énergie élastique. Par ailleurs, de par sa forme et sa tenue dans son support, elle n'est pas plus susceptible de changer de position. Cet avantage est plus particulièrement évident pour les pare-brise hydrophobes qui actuellement 30 engendrent les coefficients de frottement les plus élevés. Afin de permettre une meilleure adaptation de la lame au galbe de la vitre, la lèvre d'essuyage est prévue fine et souple, cette flexibilité assurant par ailleurs un enlèvement de neige efficace même si la tête de lame se trouve bloquée par le gel à l'intérieur de la griffe. Cependant, cette forme de lèvre est mal adaptée à de forts chargements en termes de pression et/ou de frottement, ce qui pourrait entraîner une trop grande zone de contact lèvre/vitre et des angles non fonctionnels. Aussi, afin d'éviter un écrasement trop important du profil de la lame lorsque que les chargements deviennent élevés, l'invention prévoit que la lame d'essuyage comporte des moyens de butée réalisés sous la forme de deux protubérances latérales disposées au niveau du raccordement entre la lèvre et un corps intermédiaire entre ladite tête et ladite lèvre. De préférence, ces deux protubérances latérales sont ménagées sur la lo lame de manière à ne pas perturber la flexion de la lèvre, mais suffisamment proche de l'extrémité de la lame en contact avec la vitre pour qu'au contraire la lame dans son ensemble ne fléchisse pas sous des chargements importants et conserve son profil initial. Cette rigidité de la lame sur une grande partie de sa longueur permet de définir avec une bonne précision l'angle a d'inclinaison de 15 la lame avec la surface de la vitre à nettoyer comme le demi-angle au sommet des deux pans inclinés. Les protubérances latérales forment aussi des butées pour les mouvements de flexion de la lèvre autour du point de raccordement avec le corps intermédiaire et limitent la surface de contact avec la vitre dans le cas de 20 forts chargements. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'une lame d'essuyage conforme 25 à l'invention. La figure 2 est une vue de côté de la lame d'essuyage de la figure 1 incorporée à une griffe de balai d'essuie-glace. Sur la figure 1 est représentée une lame 100 d'essuyage pour balai d'essuie-glace. Cette lame d'essuyage est réalisée, par exemple, par extrusion 30 d'un matériau du type élastomère et présente un profil comportant trois sections, à savoir une tête 110, un corps intermédiaire 120 et une lame 130. II est à noter qu'ici, la flexibilité de la lèvre 130 provient essentiellement de la nature élastomérique de son matériau constitutif. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, la tête 110 de la lame 35 100 est destinée à être logée à l'intérieur d'une griffe 10 du balai d'essuie-glace délimitée par une paroi principale 11, deux parois latérales 12a, 12b et deux rebords 13a, 13b définissant une rainure longitudinale 14 à travers laquelle la lame 100 est insérée dans la griffe 10. Dans la technologie � Flat Blade �, la paroi principale 11 est commune avec le support longitudinal contenant la vertèbre du balai. Il faut toutefois préciser que l'invention s'étend à d'autres balais d'essuie-glace que ceux relevant de la technologie � Flat Blade �. Le profil de la tête 110 est essentiellement constitué de deux pans inclinés 111a, Ill b faisant un angle au sommet de 2a. Les deux pans 111a, l0 111 b sont raccordés par un axe pivot 112 qui peut prendre diverses formes : une simple arrête comme sur la figure 2, un méplat comme sur la figure 1 ou encore une portion de cylindre (non représentée). Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, la tête 110 a une forme en losange reliée au corps 120 au niveau de la rainure longitudinale 14. 15 La tête 110 de lame peut basculer d'une position de fonctionnement à une autre par rotation autour de l'axe pivot 112, lequel reste toujours en contact avec la paroi principale 11 de la griffe 10. Dans la position de fonctionnement de la figure 2, le pan incliné 111 a est appliqué sur toute sa surface contre la paroi 11, l'angle de fonctionnement de la lame 100 avec la surface 20 de la vitre 20 étant alors égal à a. La largeur du corps 120 au niveau du raccordement avec la tête 110, ainsi que la largeur de la rainure 14 sont dimensionnées de manière à ce que, lorsque les pans inclinés 111a, Ill b sont au contact avec la paroi principale 11, dans chacune des positions de fonctionnement, le corps 120 soit bloquée en appui respectivement contre les rebords 13a, 13b de la rainure 14. 25 On comprend que la forme en losange donnée à la tête 110 n'a rien d'indispensable, il suffit que la condition qui vient d'être énoncée soit vérifiée. D'autre part, la pression P exercée par le balai via la paroi 11 s'applique toujours sur la tête 110 de lame, soit sur une des pans inclinés 111a, 111 b en fonctionnement, soit sur l'axe pivot 112 au retournement lors des changements 30 de direction de balayage. II en résulte, comme cela a été expliqué plus haut, une continuité de la pression appliquée à la tête 110 qui évite les inconvénients observés avec la lame de l'état de la technique pour laquelle, au contraire, la pression exercée sur la tête connaît des discontinuités responsables de bruits et de vibrations. Le corps 120 est constitué de manière à former avec la tête 110 un ensemble suffisamment rigide pour résister aux déformations par flexion que pourraient provoquer de trop forts chargements sur la lèvre 130, et ainsi conserver la relation entre l'angle au sommet 2a des pans inclinés 111a, l l l b et l'angle a d'inclinaison de la lame 100 en fonctionnement. C'est à ce titre que sont prévus à la base du corps 120 des moyens formant butée qui sont à même de limiter la déformation transversale de la lèvre 130. L'objectif est toujours d'éviter l'affaissement inopiné de la lèvre 130 en cas de surcharge passagère, mais il n'est pas question ici de modifier la tenue ro mécanique intrinsèque de cette dernière. Ces moyens formant butée sont réalisés sous la forme de protubérances latérales 121a, 121b disposées au niveau du raccordement avec la lèvre 130. Du fait de leur présence, les protubérances latérales 121a, 121b sont en mesure de bloquer le basculement de la lèvre 130 d'un côté ou de l'autre du 15 plan du balai, dès lors que ladite lèvre 130 atteint une inclinaison d'angle donné. Il est entendu à cet égard que l'action des protubérances latérales 121a, 121b n'est absolument pas permanente et que ces dernières sont uniquement conçues pour n'agir qu'exceptionnellement, c'est-à-dire juste au cas où l'intensité de la force d'appui viendrait à dépasser la normale. 20 Sur la figure 2, on peut voir en effet que l'axe A-A de la lame 100 en fonctionnement reste sensiblement rectiligne, sans aucun effet d'écrasement. Seule la lèvre 130 conserve une certaine flexibilité qui lui permet de s'adapter au galbe de la vitre à nettoyer et d'assurer le balayage lorsque la tête 110 se trouve bloquée dans la griffe 10 à cause du gel par exemple. 25 De plus, on peut observer que les protubérances latérales 121a, 121b sont dirigées vers la lèvre 130, constituant ainsi des butées en flexion pour la lèvre qui limitent la surface de contact lèvre/vitre lors de forts chargements. Comme visible sur les figures 1 et 2, la lèvre 130 de la lame 100 est reliée à la tête 110 et présente une section sensiblement droite sur toute sa 30 hauteur. Dans le cas représenté, la lèvre 130 présente une forme sensiblement au carré au niveau de sa portion dite distale 130a qui est la plus éloignée de la tête 110 et qui est en contact avec la surface 20 de la vitre à essuyer. On sait qu'à l'usage, la lame d'essuyage 100 va être plaquée contre la surface à essuyer 20 par une force d'appui appliquée via la structure support du 35 balai portant la griffe 10. C'est pourquoi de manière particulièrement avantageuse, la lèvre 130 présente une section plus large au droit de toute zone du corps 110 au niveau de laquelle est destinée à être transmise l'essentiel de ladite force d'appui. L'objectif est bien entendu de renforcer localement la tenue mécanique de la lèvre 130, afin d'éviter tout risque d'affaissement au cas où l'intensité de la force en question deviendrait momentanément excessive. On peut également prévoir que la lèvre 130 soit amincie, sans pour autant former une charnière au sens classique du terme, au niveau de sa portion dite proximale 130b qui est contiguë au corps 110. Cette caractéristique est destinée à faciliter la déformation de la lèvre 130, même lorsque le balai est sollicité par une faible force d'appui. De manière particulièrement avantageuse, les protubérances 121a, 121b sont ménagées de manière à masquer latéralement la totalité de la portion proximale 130b de la lèvre 130. Cela signifie ici que les deux protubérances 121a, 121b s'étendent sur toute la longueur de la tête 110 et qu'elles se comportent en quelque sorte comme un écran capable de protéger la portion proximale 130b de la lèvre 130 de toute forme de salissure et du rayonnement ultraviolet. On comprend bien que cette caractéristique présente un maximum d'intérêt dans le cas où la lèvre 130 présenterait une portion proximale 130b amincie. Notons que dans un autre mode de réalisation possible, la lame 100 est directement reliée à la tête 110. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les moyens formant butée (protubérances 121a, 121b) sont situés à la base du corps 120 de lame, mais ils pourraient également être situes au sommet de la lèvre 130. Par ailleurs les moyens formant butée ont été présentés comme réalisés sous la forme de protubérance, mais il est également possible de les réaliser sous la forme de deux languettes flexibles qui seraient respectivement ménagées longitudinalement sous la tête 110 de part et d'autre de la lèvre 130, et qui s'étendraient à proximité directe et de manière sensiblement parallèle à ladite lèvre 130. Dans une configuration possible des moyens de butée, ceux-ci masquent latéralement la totalité de la portion proximale 130b de la lèvre 130. 20 REVENDICATIONS1. Lame (100) d'essuyage pour balai d'essuie-glace, comportant, d'une part, une lèvre (130) destinée à essuyer une vitre (20) de véhicule automobile, et, d'autre part, une tête (110) destinée à être logée à l'intérieur d'une griffe (10) s ménagée sur ledit balai, caractérisée en ce que ladite tête de lame d'essuyage présente un profil comprenant deux pans inclinés (111a, 111b) raccordés par un axe pivot (112) pour le pivotement de la tête (110) dans ladite griffe (10), lesdits pans inclinés faisant un angle 2a où a représente l'angle d'inclinaison moyen en fonctionnement de la lame (100) avec la vitre lo (20) à essuyer. 2. Lame d'essuyage selon la revendication 1, dans laquelle ledit axe pivot (112) a une forme de méplat reliant les deux pans inclinés (11a, 111b). 15 3. Lame d'essuyage selon la revendication 1, dans laquelle ledit axe pivot a une forme semi-cylindrique. 4. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la tête (110) de lame a un profil sensiblement en losange. 5. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la lèvre (130) est reliée à la tête (110) et présente une section sensiblement droite sur toute sa hauteur. 25 6. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la lèvre (130) présente une forme sensiblement au carré au niveau de sa portion dite distale (130a) qui est la plus éloignée de la tête (110). 7. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ladite 30 lame étant à l'usage destinée à être plaquée contre la vitre à essuyer (20) par une force d'appui appliquée via une paroi (11) portant la griffe (10), dans laquelle la lèvre (130) présente une section plus large au droit de toute zone 2934542 l0 de la tête (110) au niveau de laquelle est transmise l'essentiel de ladite force d'appui. 8. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, présentant un corps (120) intermédiaire entre ladite tête (110) et ladite lèvre (130) et, dans laquelle la lèvre (130) est amincie au niveau de sa portion dite proximale (130b) qui est contiguë au corps (120). 9. Lame d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, io comportant des moyens de butée (121a, 121b) aptes à limiter la déformation transversale de la lèvre (130). Lame d'essuyage selon la revendication 9, dans laquelle les moyens de butée sont réalisés sous la forme de deux protubérances latérales (121a, 121b) disposées au niveau du raccordement entre la lèvre (130) et le corps (120) intermédiaire. 11. Balai d'essuie-glace comprenant un lame d'essuyage (130) ainsi qu'une griffe (10), caractérisé en ce que la lame d'essuyage (130) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.