Brevet FR2932138A1 — publié le 20091211

TETE D'ENTRAINEMENT A MECANISME D'ENTRAINEMENT DEBRAYABLE POUR SYSTEME D'ESSUYAGE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne les mécanismes d'entraînement d'un 5 bras porte-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 la surface vitrée, tels qu'une partie d'un porte-vélo ou une accumulation de neige, ou bien subir un frottement plus important sur la 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 t'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 30 solutions permettant le débrayage du mécanisme d'entraînement lorsque le moteur d'entraînement est en fonctionnement. Les différentes solutions décrites sont cependant généralement plutôt encombrantes, notamment dans la direction de l'axe de rotation de la tête d'entraînement. En outre, aucune des solutions décrites ne permet de proposer un mécanisme d'entraînement débrayable qui puisse être utilisée avec un arbre de sortie de type standard. Enfin, dans les différents mécanismes débrayables connus, la zone d'action de ces mécanismes, au niveau de laquelle un couple va exercer sa force, est en général à des faibles distances de l'axe de rotation. Il en résulte que, pour des couples dépassant un certain seuil, la force correspondante subie par le mécanisme au niveau de la zone d'action peut être très importante, typiquement supérieure à 700 N. Cela impose d'utiliser des matériaux de résistance mécanique élevée, ou de prévoir de grandes surfaces de contact. Dans les deux cas, les solutions sont donc coûteuses en terme soit d'encombrement, soit de type de matériau. 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 une tête d'entraînement pour bras porte-balai d'un système d'essuyage, pour l'entraînement en rotation alternée dudit bras autour de l'axe longitudinal d'un arbre de sortie d'un moteur d'entraînement, la tête d'entraînement comportant une première ouverture apte à être centrée sur l'axe longitudinal, et un mécanisme d'entraînement débrayable lorsqu'un couple exercé sur l'axe longitudinal dépasse un seuil prédéterminé, caractérisée en ce que le mécanisme d'entraînement comporte un manchon d'accouplement muni d'une deuxième ouverture apte à recevoir une portion d'extrémité de l'arbre de sortie, ledit manchon étant coaxial à l'intérieur de la première ouverture sans contact avec la paroi délimitant cette première ouverture, et en ce que le mécanisme d'entraînement est apte, à être maintenu fixé solidairement en rotation à la tête d'entraînement par des moyens d'attache coopérant avec des moyens de retenue en un point distant de l'axe et de la première ouverture, lesdits moyens d'attache étant libérables lorsque le seuil est dépassé. En écartant, par rapport aux solutions existantes, le point d'action du mécanisme d'entraînement à une distance suffisante de l'axe de rotation et de la zone d'ouverture de la tête d'entraînement, on diminue l'intensité des efforts susceptibles de s'exercer lorsque le mécanisme doit rester embrayé. 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 figures annexées, dans lesquelles : - les figures la et 1b illustrent une tête d'entraînement équipée d'un mécanisme d'entraînement selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective éclatée vue de dessus et assemblée vue de dessous; - les figures 2a à 2c illustrent une tête d'entraînement équipée d'un mécanisme d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective éclatée, en perspective assemblée vue de dessus et en perspective assemblée vue de dessous ; - les figures 3a à 3d illustrent schématiquement en vue de dessous différentes positions du mécanisme d'entraînement par rapport à la tête d'entraînement du deuxième mode de réalisation, pour différentes valeurs de couple exercé sur l'arbre de sortie ; - les figures 4a à 4c illustrent schématiquement un troisième mode de réalisation pour te mécanisme d'entraînement et la tête d'entraînement, respectivement en vue en élévation, en perspective dans une position embrayée, et en perspective dans une position débrayée ; - la figure 5 illustre une variante de réalisation du troisième mode. Un premier mode de réalisation pour la coopération d'une tête d'entraînement 1 et d'un mécanisme d'entraînement 2 débrayable va à présent être décrit en référence aux figures 1 a et 1 b : Le mécanisme d'entraînement est destiné à coopérer avec un arbre de sortie standard d'un moteur d'entraînement (non représentés) 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 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 1 d'entraînement est une tête standard, par exemple en matière plastique, présentant notamment une ouverture 10 destinée à être centrée sur l'axe longitudinal XX' de l'arbre de sortie. Le reste du bras porte-balai, non 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 1 par une liaison à pivot 11, permettant à un utilisateur d'écarter le bras de la surface vitrée, par exemple pour procéder à un changement du balai. Le mécanisme d'entraînement 2 se présente sous la forme d'une pièce unique, par exemple en matière plastique, comportant un manchon d'accouplement 20 dont l'ouverture centrale 21 est apte à recevoir une portion d'extrémité, de préférence tronconique, de l'arbre de sortie. Les dimensions externes du manchon sont inférieures au diamètre de l'ouverture 10 de sorte que, lorsque la pièce est montée sur la tête d'entraînement 1, le manchon est aligné de façon coaxiale à l'intérieur de l'ouverture 10 de la tête d'entraînement, sans contact avec la paroi de l'ouverture 10. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme d'entraînement est apte à être maintenu fixé solidairement en rotation à la tête d'entraînement par des moyens d'attache coopérant avec des moyens de retenue en un point distant de l'axe XX' et de l'ouverture 10, lesdits moyens d'attache étant libérables lorsqu'un couple exercé sur l'axe XX' dépasse un seuil prédéterminé. Dans le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 a et 1 b, les moyens d'attache sont portés par lje mécanisme d'entraînement 2 alors que les moyens de retenue sont portés par la tête d'entraînement 1. Bien entendu, l'inverse est tout à fait réalisable, sans sortir du cadre de la présente invention. Plus précisément, la pièce 2 formant mécanisme d'entraînement comporte une plaque 22 de forme sensiblement rectangulaire au droit du manchon d'accouplement 20, la plaque s'étendant: dans un plan perpendiculaire à l'axe XX' lorsque le mécanisme est assemblé sur la tête d'entraînement 1. Le mécanisme 2 est ici apte à être fixé solidairement à la tête d'entraînement 1, par la coopération de moyens d'attache, ici une patte 23 flexible en forme de crochet portée sur l'une des extrémités de la plaque 22 et s'étendant dans le même plan, et d'un plot 12 correspondant de la tête d'entraînement 1 formant les moyens de retenue, s'étendant parallèlement à l'axe XX' depuis la face inférieure de la tête, et sur lequel la patte 23 est susceptible de venir s'encliqueter élastiquement. Plus précisément, lorsque la patte 23 est effectivement encliquetée sur le plot 12, le mécanisme est dans une position embrayée, permettant, lorsque le système d'essuyage est en fonctionnement, de transmettre le mouvement de rotation de l'arbre de sortie autour de l'axe XX' à la tête d'entraînement 1. En revanche, si un couple résultant d'une sollicitation externe, telle que la présence d'un obstacle, est appliqué autour de l'axe de sortie et dépasse une certaine valeur seuil prédéfinie, l'élasticité de la patte va autoriser le décrochage de cette dernière, vers une position similaire à celle représentée sur la figure 1 b. Dans ce cas, le mécanisme d'entraînement est débrayé par rapport à la tête d'entraînement. Si le système d'essuyage est en fonctionnement, le manchon 20 est libre de tourner à l'intérieur de l'ouverture 10, sans entraîner la tête. Dans les deux positions du mécanisme, la .solution proposée est très peu 25 encombrante dans la direction de l'axe XX'. On remarque en outre que le point de contact des moyens d'attache 23 et des moyens 12 de retenue est distant de l'axe XX' et de la zone de l'ouverture 10. En écartant ainsi la zone d'action du mécanisme d'entraînement par rapport aux solutions connues, on permet au mécanisme de subir des 30 contraintes beaucoup moins importantes. Ainsi, pour donner un ordre d'idée, si le plot 12 était situé à proximité de l'axe XX', typiquement à environ 1cm de l'axe, la force qui s'exercerait sur le point de contact pour un couple de l'ordre de 10 N.m serait d'environ 1000 N, alors qu'en prévoyant de placer le plot à distance de l'axe et de l'ouverture, on réduit considérablement la force (500 N pour une distance de 2 cm, 200 N pour une distance de 5 cm). Bien entendu, la distance sera choisie au cas par cas pour permettre d'obtenir un bon compromis entre le souhait de réduire les forces exercées sur le point de contact, et les contraintes d'encombrement. Si le mécanisme d'entraînement a été désolidarisé de la tête d'entraînement, il est nécessaire de le remettre en place manuellement pour assurer de nouveau le couplage. Pour ce faire, il suffit de replacer la patte 23 dans la position encliquetée sur le plot 12. Dans l'exemple précédent, on constate que le débrayage du mécanisme n'est possible que pour des couples s'exerçant dans une seule direction. Le deuxième mode de réalisation qui va être à présent décrit en référence aux figures 2a à 2c, permet le débrayage du mécanisme pour les deux directions possibles d'un couple dû à une sollicitation externe : Par souci de clarté, les éléments similaires à ceux déjà décrits en référence au premier mode de réalisation portent les mêmes références. La différence principale réside ici dans la réalisation des moyens d'attache 23'. Plus précisément, le plot 12 étant de forme cylindrique dont l'axe longitudinal s'étend parallèlement à l'axe XX', ces rnoyens d'attache 23' sont ici réalisés par une surface formant came portée latéralement par une extrémité de la plaque 22, comprenant une portion concave formant logement pour recevoir une portion cylindrique correspondante du plot 12. En position embrayée du mécanisme, le plot est maintenu en contact avec cette portion concave au creux de cette portion concave (Voir figures 2,c et 3a), position qu'il garde tant que le couple dû à une sollicitation externe est nul ou de valeur faible, inférieure au seuil prédéterminé. Dès que le seuil est dépassé, le plot 12 sort de la portion concave (figure 3a) vers une position dans laquelle le mécanisme n'est plus solidarisé en rotation avec la tête d'entraînement (figures 3c et 3d). Les figures 3a à 3d illustrent les différentes positions pour I.e cas d'un couple s'exerçant dans le sens anti-horaire. Du fait de la symétrie de la structure, le fonctionnement est identique pour un couple s'exerçant dans le sens horaire. Les figures 4a à 4c illustrent un troisième mode de réalisation selon l'invention, permettant également un débrayage dans les deux sens. Ici, la tête d'entraînement comporte, toujours à distance de l'axe XX' et de l'ouverture 10, une rainure de guidage 12' formant moyens de retenue, s'étendant transversalement dans un plan sensiblement orthogonal à l'axe XX', sur la surface inférieure de la tête sur toute la largeur de la tête. La plaque 22 du mécanisme d'entraînement porte quant à elle un plot 23" formant moyens d'attache, s'étendant parallèlement à l'axe XX' et qui vient s'encliqueter latéralement dans la rainure de guidage 12'. Dans le mode de réalisation représenté, le plot est une pièce indépendante que l'on vient fixer sur la plaque 22. En variante, ce plot pourrait faire partie intégrante de la plaque 22. Lorsqu'un couple de valeur suffisante vient s'exercer sur l'axe XX', la tête d'entraînement subit une rotation par rapport au mécanisme de sorte que le plot 23" est guidé par la rainure jusqu'à l'extérieur. Le mécanisme est montré en position embrayée sur les figures 4a et 4b, et en position débrayée sur la figure 4c. Comme pour les modes de réalisation précédents, lorsque le mécanisme est débrayé, le manchon d'accouplement 20 est libre en rotation à l'intérieur de l'ouverture du fait de son absence de contact avec la paroi de l'ouverture 10. Une variante de réalisation est illustrée sur la figure 5. Dans cette variante, ta forme de la rainure de guidage et l'extrémité du plot 23"' de forme sphérique sont adaptées pour réaliser une liaison à rotule. Cette variante autorise donc un désembrayage du mécanisme non seulement en réponse à un couple de valeur suffisante exercé sur l'axe XX', mais aussi en réponse à des efforts s'exerçant verticalement. Comme cela a été indiqué précédemment., tes moyens d'attache et les 30 moyens de retenue peuvent être intervertis. Dans tous les cas, la zone d'action du rnécanisme d'entraînement, à savoir la zone de contact entre les moyens d'attache et les moyens de retenue, est réduite au minimum, et le point de contact est placé à une distance suffisante de l'axe de rotation pour réduire avantageusement tes efforts au niveau de ce point de contact. REVENDICATIONS1. Tête d'entraînement (1) pour bras porte-balai d'un système d'essuyage, pour l'entraînement en rotation alternée dudit bras autour de l'axe longitudinal (XX') d'un arbre de sortie d'un moteur d'entraînement, la tête d'entraînement comportant une première ouverture (10) apte à être centrée sur l'axe longitudinal (XX'), et un mécanisme d'entraînement (2) débrayable lorsqu'un couple exercé sur l'axe longitudinal (XX') dépasse un seuil prédéterminé, caractérisée en ce que le mécanisme d'entraînement (2) comporte un manchon (20) d'accouplement muni d'une deuxième ouverture (21) apte à recevoir une portion d'extrémité de l'arbre de sortie, ledit manchon étant coaxial à l'intérieur de la première ouverture (10) sans contact avec la paroi délimitant cette première ouverture, et en ce que le mécanisme d'entraînement est apte, à être maintenu fixé solidairement en rotai:ion à la tête d'entraînement par des moyens d'attache (23;23';23";23"') coopérant avec des moyens (12;12') de retenue en un point distant de l'axe (XX') et de la première ouverture, lesdits moyens d'attache étant libérables lorsque le seuil est dépassé. 2. Tête d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les 20 moyens d'attache (23) sont portés par le mécanisme d'entraînement, et les moyens de retenue (12) sont portés par la tête d'entraînement. 3. Tête d'entraînement selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mécanisme d'entraînement est une pièce unique comportant une plaque (22) au droit du manchon (20) d'accouplement s'étendant dans un plan 25 perpendiculaire à l'axe (XX'), et portant à une extrémité une patte flexible en forme de crochet s'étendant dans ledit plan et formant lesdits moyens d'attache (23), et en ce que la tête d'entraînement comporte un plot (12) s'étendant parallèlement à l'axe (XX') et formant les moyens de retenue, sur lequel la patte est susceptible de venir s'encliqueter. 4. Tête d'entraînement selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de retenue sont formés par un plot (12) de la tête d'entraînement, de forme cylindrique et dont l'axe longitudinal s'étend parallèlement à l'axe (XX'), et en ce que le mécanisme d'entraînement est une pièce unique comportant une plaque (22) au droit du manchon (20) d'accouplement s'étendant, dans un plan perpendiculaire à l'axe (XX'), et portant latéralement une surface formant came, ladite surface comprenant une portion concave formant logement pour recevoir une portion cylindrique correspondante du plot (12). 5. Tête d'entraînement selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de retenue sont formés par une rainure de guidage (12') s'étendant transversalement dans un plan sensiblement orthogonal à l'axe (XX'), sur la surface inférieure de la tête, et en ce que le mécanisme d'entraînement comporte une plaque (22) au droit du manchon (20) d'accouplement s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe (XX'), et portant un plot (23") formant moyens d'attache, s'étendant parallèlement à l'axe (XX'), le plot étant apte à venir s'encliqueter latéralement dans la rainure de guidage (12'). 6. Tête d'entraînement selon la revendication 5, caractérisée en ce que la forme de la rainure de guidage et l'extrémité du plot (23"') de forme sphérique sont adaptées pour réaliser une liaison à rotule. 7. Tête d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'attache sont portés par la tête d'entraînement, et les moyens de retenue sont portés par le méc:anisme d'entraînement.