Brevet FR2931761A1 — publié le 20091204

MECANISME D'ENTRAINEMENT DEBRAYABLE D'UN SYSTEME D'ESSUYAGE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne les mécanismes d'entraînement d'un 5 balai d'essuyage pour une surface vitrée de véhicule automobile, du type pare-brise ou lunette arrière. D'une façon générale, les systèmes d'essuyage peuvent subir des contraintes mécaniques, qu'ils soient en fonctionnement ou en position de repos. Par exemple, lors d'un cycle d'essuyage, le balai va éventuellement 10 rencontrer des obstacles sur ta surface vitrée, tels qu'une partie d'un porte-vélo ou une accumulation de neige, ou bien subir un frottement plus important sur ta vitre en raison par exemple de la présence de givre. En outre, des contraintes excessives peuvent également apparaître alors même que le système est en position de repos, par exemple lors d'un nettoyage du véhicule à l'aide d'un 15 dispositif de nettoyage haute pression, ou dans une laverie automatique, ou bien encore lors d'une accumulation de neige lourde. Lors de ces sollicitations mécaniques, le système peut, sous l'effet de contraintes excessives, être amené à se déformer, voire, lorsque le bras est en matière plastique, à se détériorer ou se briser. Le moteur d'entraînement du 20 bras peut également subir des dommages irréversibles du fait de ces contraintes. Ceci est d'autant plus vrai pour les systèmes d'essuyage de lunette arrière pour lesquels, du fait des contraintes liées à l'encombrement et au design, les différents éléments, et notamment le moteur d'entraînement et le bras, sont de plus faibles dimensions et moins robustes que dans le cas des 25 systèmes d'essuyage de pare-brise. Il est déjà connu de prévoir un mécanisme d'entraînement du bras porte-balai d'un système d'essuyage qui soit débrayable lorsque le couple exercé autour de l'axe de rotation du bras atteint une certaine valeur. Le document US 6, 026, 536 décrit notamment un certain nombre de solutions 30 permettant le débrayage du mécanisme d'entraînement lorsque te moteur d'entraînement est en fonctionnement. Une première solution décrite dans ce document consiste à prévoir une première surface de came sur une partie inférieure d'une tête d'entraînement d'un bras d'essuyage, maintenue en coopération contre une deuxième surface de came solidaire d'un pignon d'entraînement grâce à une rondelle de Belleville, les profils des deux surfaces de came étant définis pour permettre un entraînement du bras par le pignon tant que la force exercée par la rondelle est suffisante pour maintenir la coopération des deux surfaces, et à autoriser une désolidarisation dès lors que cette force devient insuffisante, typiquement dès tors qu'un couple exercé autour de l'axe d'entraînement dépasse une certaine valeur. Cette solution est cependant encombrante notamment dans la direction de l'axe de rotation de la tête d'entraînement. En outre, elle requiert un usinage particulier d'une part, de chaque tête d'entraînement, et d'autre part, de chaque pignon d'engrenage, incompatible avec le souhait de standardisation. Enfin, cette solution n'est pas adaptée pour l'entraînement direct d'un bras d'essuyage par un arbre de sortie standard d'un moteur d'entraînement. Ce document décrit également, en référence à ses figures 5 et 6, une autre solution qui pourrait être adaptée pour l'entraînement direct d'un bras d'essuyage par l'arbre de sortie d'un moteur. Ici encore, le principe consiste à prévoir deux pièces superposées selon L'axe de rotation du bras, et de forme complémentaire au niveau de leurs surfaces de contact, les deux pièces étant solidarisées l'une à l'autre par un moyen élastique pour permettre l'entraînement du bras tant que le couple exercé sur l'axe de rotation ne dépasse par une certaine valeur. Dès que le couple dépasse le seuil, les pièces sont désolidarisées, permettant ainsi au moteur d'entraînement de continuer à tourner sans entraîner le bras. Néanmoins, la solution envisagée est encombrante en hauteur, et nécessite une adaptation particulière de l'arbre de sortie, là encore incompatible avec toute standardisation. La présente invention a pour objectif de pallier les inconvénients précédents en proposant un module d'entraînement débrayable à faible encombrement qui puisse être utilisé avec un arbre de sortie standard. Pour ce faire, la présente invention a pour objet un mécanisme d'entraînement d'un système d'essuyage pour véhicule automobile, apte à relier d'une part, l'arbre de sortie d'un moteur d'entraînement, et d'autre part, une tête d'entraînement d'un bras porte-balai pour l'entraînement en rotation alternée de ladite tête autour de l'axe longitudinal de l'arbre de sortie, le mécanisme d'entraînement étant débrayable lorsqu'un couple exercé sur t'axe longitudinal dépasse un seuil prédéterminé, caractérisé en ce que ledit mécanisme est un module comprenant : - deux bagues imbriquées coaxialement l'une dans l'autre, une première bague interne apte à être fixée solidaire en rotation à une extrémité de l'arbre de sortie, et une seconde bague externe solidaire en rotation de la tête d'entraînement, l'une des deux bagues présentant une partie mâle s'étendant selon l'axe longitudinal et l'autre bague présentant une partie femelle; - un moyen élastique apte d'une part, à permettre le maintien de ladite partie mâle en prise avec la partie femelle tant que ledit seuil n'est pas dépassé, et d'autre part, à autoriser, lorsque le seuil est dépassé, ta sortie de la partie mâle par rapport à la partie femelle par translation relative des deux bagues parallèlement à l'axe, de façon à obtenir une position débrayée du mécanisme dans laquelle la bague externe n'est plus solidaire en rotation de ta bague interne. Ainsi, l'encombrement total du module d'entraînement est ici optimisé du fait que la bague interne se retrouve dans la hauteur de ta bague externe, et que l'ensemble du module peut être intégré, en grande partie, à l'intérieur de la tête d'entraînement. Dans un premier mode de réalisation possible de l'invention, ta bague externe est surmoulée dans la tête d'entraînement. En variante, ta bague externe est apte à être introduite en force pour maintien dans une ouverture de la tête d'entraînement. Dans cette variante, le module d'entraînement coopère donc non seulement avec un arbre de sortie standard, mais aussi avec une tête d'entraînement également standard. Seul te module d'entraînement nécessite des modifications pour pouvoir être adapté à un usage sur différents types de véhicules, en fonction du positionnement possible du moteur d'entraînement, et de la forme de la surface vitrée à essuyer. D'autres caractéristiques de l'invention et les avantages qu'elle procure seront mieux compris au vu de la description suivante faite en référence aux 5 figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 illustre une perspective éclatée d'un mode de réalisation non limitatif d'un module d'entraînement débrayable équipant un bras d'essuyage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation du module de la figure 1, assemblé 10 et relié à l'arbre de sortie d'un moteur d'entraînement; - les figures 3a à 3f illustrent différentes étapes pour l'assemblage des éléments du module de la figure 1 dans une tête d'entraînement d'un système d'essuyage; - les figures 4a à 4f illustrent schématiquement le principe du 15 mécanisme d'entraînement débrayable selon l'invention ; - La figure 5 illustre une variante de réalisation permettant un ré embrayage automatique du mécanisme. Les figures 1 et 2 illustrent respectivement en perspective éclatée et sous forme assemblée, un mécanisme d'entraînement débrayable selon un mode 20 de réalisation particulièrement intéressant de l'invention, destiné à faire l'interface mécanique entre un arbre 1 de sortie standard d'un moteur d'entraînement et une tête d'entraînement 2 d'un bras porte-balai, de façon à permettre l'entraînement en rotation alternée de ladite tête autour de l'axe longitudinal XX' de l'arbre de sortie. On notera que l'arbre de sortie peut être 25 constitué soit directement par l'arbre moteur, soit par un arbre entraîné par l'arbre moteur par un système classique d'engrenage à pignons. Dans le mode de réalisation représenté, la tête 2 d'entraînement est une tête standard, présentant notamment une ouverture 20 destinée à être centrée sur t'axe longitudinal XX' de l'arbre de sortie. Le reste du bras porte-balai, non 30 visible sur les figures, s'étend sensiblement perpendiculairement par rapport à cet axe XX' dans une partie appelée carter, dont une extrémité est reliée de préférence à la tête d'entraînement 2 par une liaison à pivot 21, permettant à un utilisateur d'écarter le bras de la surface vitrée, par exempte pour procéder à un changement du balai. Selon l'invention, le méc:anisme d'entraînement comprend principalement deux bagues 3, 4, qui, en position montée, sont imbriquées coaxialement l'une dans l'autre, de façon à offrir un encombrement optimisé en direction axiale. Plus précisément, le mécanisme comporte une première bague interne 3 apte à être fixée solidaire en rotation à une extrémité de l'arbre 1 de sortie et une seconde bague externe 4 solidaire en rotation de la tête d'entraînement. Chacune des bagues doit tout d'abord comporter les éléments nécessaires à leur fixation sur respectivement l'arbre de sortie 1, et la tête d'entraînement 2. La partie intérieure de la bague interne 3 comportant de tels éléments, ne sera pas décrite dans le détail ici. En effet, il s'agit d'une liaison classique permettant de recevoir une portion d'extrémité, de préférence tronconique, de l'arbre de sortie. Pour assurer la liaison avec la tête d'entraînement 2, ta bague externe 4 comprend, du côté extérieur, et comme plus particulièrement visible sur la figure 3a, une première partie cylindrique 40 dont les dimensions sont ajustées pour permettre à la bague externe 4 d'être insérée en force pour maintien dans l'ouverture 20 de la tête d'entraînement. Une deuxième partie cylindrique 41 formant la base de la bague externe et de dimension supérieure en rayon à la première partie 40, vient avantageusement en butée sur la surface inférieure de la tête d'entraînement bordant l'ouverture 20 (voir notamment figures 2 et 3f), permettant ainsi d'assurer un positionnement axial correct de ta bague externe 4 dans l'ouverture 20. En outre, pour assurer la transmission du mouvement de rotation entre les deux bagues, la bague externe 4 présente en interne, une partie mâle 43 s'étendant selon l'axe longitudinal et ta bague interne 3 présente, sur sa surface externe, une partie femelle 30, de préférence de forme complémentaire à cette partie mâle. Bien entendu, les parties mâle et femelle peuvent être interverties sans sortir du cadre de l'invention. Enfin, le mécanisme d'entraînement doit pouvoir être débrayé lorsqu'un couple exercé sur l'axe longitudinal dépasse un seuil prédéterminé, que le système d'essuyage soit en fonctionnement ou en position de repos. Pour autoriser un tel débrayage, le mécanisme présente un moyen élastique 5 apte d'une part, à permettre le maintien de ladite partie mâle 43 en prise avec la partie femelle 30 tant que le seuil n'est pas dépassé, et d'autre part, à autoriser, lorsque le seuil est dépassé, la sortie de la partie mâle par rapport à la partie femelle par translation relative des deux bagues parallèlement à l'axe. On obtient ainsi, comme cela sera décrit plus en détail dans la suite, une position débrayée du mécanisme dans laquelle la bague externe n'est plus solidaire en rotation de ta bague interne. Le moyen élastique est de préférence une bague ressort placée coaxialement entre une surface interne de ta bague externe 4, et une surface externe de la bague interne 4, par exemple une bague ressort du type commercialisée sous la marque déposée Ondufil, maintenue en place grâce à une rondelle de type circlip 6. L'assemblage des différents éléments s'effectue de la façon suivante : La bague ressort 5 est enfilée autour d'un fût central 31 de la bague interne 3 destiné à recevoir l'extrémité conique de l'arbre de sortie (voir figure 3b). Elle est ensuite maintenue en place par l'intermédiaire du circlip 6 venant en butée contre un rebord adapté 32 du fût central (voir figures 3b et 3c). L'ensemble ainsi obtenu est alors inséré à l'intérieur de la bague externe 4 (voir figure 3d). Dans cette position, ta partie mâle 43 est en prise avec la partie femelle 30, les deux parties formant ainsi un index pour un positionnement correct des deux bagues. L'ensemble ainsi obtenu est alors entré en force dans l'ouverture 20 de la tête d'entraînement (voir figures 3e et 3f). Il ne reste plus qu'à assembler le tout sur l'axe de sortie 1 pour obtenir le montage de la figure 2. Un écrou (non représenté) vient assurer le maintien de la bague interne 3 sur l'extrémité libre de l'arbre de sortie. Le fonctionnement du mécanisme va à présent être décrit en référence aux figures 4a à 4f. Sur ces figures, les bagues interne 3 et externe 4 ont été représentées sous forme schématique, munies respectivement de leur partie femelle 30 ou mâle 43. La bague ressort n'est pas représentée par souci de clarté : La figure 4a correspond à une position embrayée du mécanisme d'entraînement. La bague ressort est dimensionnée de sorte que, tant que le couple exercé autour de l'axe de rotation est inférieur à un certain seuil prédéterminé, par exemple entre 10 et 12 Nm, la force axiale exercée par la bague ressort permette un positionnement de la bague interne à l'intérieur de la bague externe dans lequel la partie mâle 43 de la bague externe 4 est maintenue en prise avec la partie femelle 30 de la bague interne 3. Lorsque le couple autour de l'axe de rotation dépasse une valeur seuil, la bague ressort va être compressée, autorisant, par une translation de la bague externe relativement à la bague interne, la partie mâle 43 à se désengager progressivement de la partie femelle 30 jusqu'à sortir complètement (figures 4b et 4c). Dans le mode de réalisation non limitatif représenté, la partie femelle 30 est de préférence une encoche présentant, en coupe longitudinale parallèle à l'axe de rotation deux pans inclinés 30a, 30b (voir figure 4b) convergeant en direction du fond de l'encoche. La partie mâle 43 portée ici par la bague externe est alors une dent de forme complémentaire présentant également deux pans inclinés 43a 43b en correspondance avec les pans 30a et 30b. Grâce à la complémentarité des deux parties, on assure une liaison sans jeu lorsque le mécanisme d'entraînement est en fonctionnement. Les angles des pans doivent être optimisés en fonction de la bague ressort et de la valeur de seuil au-delà de laquelle on souhaite que le mécanisme d'entraînement soit débrayé. En outre, la surface portant l'encoche 30 présente avantageusement, de part et d'autre de l'encoche 30, deux pentes 30c, 30d (voir figures 4a et 3b) orientées de manière à permettre à la dent 43 de glisser sous l'action de la bague ressort (figures 4e et 4f), jusqu'à une position dans laquelle le mécanisme est complètement débrayé (figure 4f). L'utilisation des deux pentes 30c, 30d permet un débrayage quel que soit le sens du couple exercé sur l'axe de sortie. En variante, on peut prévoir une seule pente juxtaposée à l'encoche 30, pour un débrayage lorsque le couple est exercé dans une seule direction. Pour remettre le mécanisme en fonctionnement, il est nécessaire d'intervenir manuellement pour replacer la dent 43 à l'intérieur de l'encoche 30. En variante, comme représenté schématiquement sur la figure 5, on peut envisager des pentes inversées par rapport aux pentes 30c et 30d, de façon à autoriser un retour automatique de la partie mâle 43 à l'intérieur de la partie femelle 30 dès lors que le couple repasse en dessous de la valeur seuil. Là encore, on peut prévoir d'avoir uniquement une pente si l'on souhaite un mécanisme à débrayage unidirectionnel. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, on a vu que te module d'entraînement pouvait être adapté comme interface d'une tête d'entraînement standard en emmanchant en force la bague externe dans l'ouverture correspondante de la tête. En variante, il est également possible de prévoir que la bague externe 20 soit surmoulée dans la tête d'entraînement. En outre, la bague ressort 5 pourrait être remplacée par d'autres moyens élastiques, tels qu'une rondelle du type commercialisée sous la marque déposée Onduflex. Enfin, tes moyens élastiques ont été décrits comme positionnés entre 25 l'extérieur du fût 31 de la bague interne 3 et l'intérieur de la bague externe 4. Cette disposition est très avantageuse car elle est sans impact sur l'encombrement axial du mécanisme d'entraînement. Néanmoins, une rondelle élastique de faible hauteur pourrait être placée au-dessus de la bague externe, pour exercer une force axiale sur une surface adaptée de cette bague, sans que 30 ceci ait un impact trop important sur l'encombrement axial. REVENDICATIONS1. Mécanisme d'entraînement d'un système d'essuyage pour véhicule automobile, apte à relier d'une part, l'arbre (1) de sortie d'un moteur d'entraînement, et d'autre part, une tête (2) d'entraînement d'un bras porte-balai pour l'entraînement en rotation alternée de ladite tête autour de l'axe longitudinal (XX') de l'arbre (1) de sortie, le mécanisme d'entraînement étant débrayable lorsqu'un couple exercé sur l'axe longitudinal (XX') dépasse un seuil prédéterminé, caractérisé en ce que ledit mécanisme est un module comprenant : - deux bagues (3, 4) imbriquées coaxialement l'une dans l'autre, une première bague interne (3) apte à être fixée solidaire en rotation à une extrémité de l'arbre (1) de sortie, et une seconde bague externe (4) solidaire en rotation de la tête d'entraînement, l'une des deux bagues présentant une partie mâle (43) s'étendant selon l'axe longitudinal (XX') et l'autre bague présentant une partie femelle (30); - un moyen élastique (5) apte d'une part, à permettre le maintien de ladite partie mâle (43) en prise avec la partie femelle (30) tant que ledit seuil n'est pas dépassé, et d'autre part, à autoriser, lorsque le seuil est dépassé, la sortie de la partie mâle (43) par rapport à la partie femelle (30) par translation relative des deux bagues parallèlement à l'axe (XX'), de façon à obtenir une position débrayée du mécanisme dans laquelle la bague externe n'est plus solidaire en rotation de la bague interne. 2. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (4) externe est apte à être introduite en force pour maintien dans une ouverture (20) de la tête (2) d'entrainement. 3. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague externe est surmoulée dans la tête d'entraînement. 4. Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen élastique (5) est une bague ressort placée coaxialement entre une surface interne de la bague externe et une surface externe (31) de la bague interne. 5. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite bague ressort est du type commercialisée sous la marque déposée Ondufil. 6. Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la bague ressort est enfilée autour d'un fût central (31) de la bague interne (3) et maintenue en place par l'intermédiaire d'un circlip (6) venant en butée contre un rebord adapté (32) du fût central (31). 7. Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie femelle (30) est une encoche présentant, en coupe longitudinale parallèle à t'axe longitudinal (XX') deux pans inclinés (30a, 30b) convergeant en direction du fond de l'encoche. 8. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que ta partie mâle (43) est une dent de forme complémentaire à l'encoche. 9. Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la surface portant l'encoche (30) comporte au moins une pente (30c, 30d) juxtaposée à l'encoche (30), orientée pour permettre à la dent (43) de glisser jusqu'à une position dans laquelle le mécanisme est complètement débrayé. 10. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface portant l'encoche (30) comporte deux pentes de part et d'autre de l'encoche, orientées pour permettre à la dent (43) de glisser jusqu'à une position dans laquelle le mécanisme est complètement débrayé. 11.Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la surface portant l'encoche (30) comporte au moins une pente juxtaposée à l'encoche (30), orientée pour permettre à la dent (43) de revenir automatiquement en prise dans l'encoche (30) lorsque le couple exercé sur l'axe redevient inférieur audit seuil. 12. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la surface portant l'encoche (30) comporte deux pentes de part et d'autre de l'encoche, orientées pour permettre à la dent (43) de revenir automatiquement en prise dans l'encoche (30) lorsque te couple exercé sur l'axe redevient inférieur audit seuil. 13. Mécanisme d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague interne (3) est apte à recevoir une portion d'extrémité, de préférence tronconique, de l'arbre de sortie, et à être fixée solidairement à l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'un écrou.