Brevet FR2951883A1 — publié le 20110429

Domaine de l'invention La présente invention concerne un moteur électrique pour un actionneur ou un entraînement d'essuie-glace de véhicule automobile comportant un arbre d'induit dont une extrémité est logée à rotation dans un boîtier de transmission et dont l'autre extrémité libre porte une vis pour entraîner une roue à vis installée dans le boîtier de transmission, l'extrémité libre d'arbre d'induit venant dans un logement réalisé dans le boîtier de transmission pour soutenir les grands débattements. Etat de la technique De tels moteurs d'essuie-glace équipés d'un arbre d'induit sont connus de manière générale. Les arbres d'induit des moteurs électriques de positionnement et d'actionnement d'essuie-glace dans des véhicules automobiles sont connus et servent à la fois à recevoir l'induit et à constituer un élément de transmission car l'extrémité libre de l'arbre d'induit comporte une vis réalisée par un usinage sans enlèvement de copeaux ou avec enlèvement de copeaux ou encore ils reçoivent une vis emmanchée sur l'extrémité libre de l'arbre. La denture de la vis génère des efforts dans l'arbre d'induit, dirigés dans la direction axiale et dans la direction transversale. Or à la fois les efforts axiaux nécessaires pour générer le couple d'entraînement de la vis ou de la roue à vis ainsi que les efforts tangentiels et les efforts radiaux doivent être absorbés par plusieurs paliers du boîtier de transmission. Suivant le type d'entraînement, on utilise à cet effet, différents paliers. Dans le cas d'un entraînement d'essuie-glace, il est habituel de guider l'arbre entre la vis et le collecteur d'une part dans un palier habillé en forme de palier fixe et, d'autre part au niveau de l'induit, dans le pot polaire, avec un palier lisse tel que par exemple une calotte sphérique. Cela se traduit par un montage flottant de la vis et c'est pourquoi les extrémités libres de l'arbre d'induit ont en général une forme cylindrique au-delà de la vis et sont soutenues dans un logement du boîtier de transmission avec des débattements importants compris entre 0,1 et 0,2 mm. Dans le cas des entraînements d'actionneurs avec pratiquement le même montage, on n'utilise pas de palier à vis. Les 2 efforts axiaux de l'arbre d'induit sont reçus par les paliers axiaux qui soutiennent les extrémités de l'arbre dans la direction axiale, par exemple par des champignons ou des éléments de type bille/plaquette métallique. Les débattements importants de l'ordre de 0,1 à 0,2 mm des arbres d'induit montés flottant exercent une charge supplémentaire sur la vis réalisée sur l'arbre d'induit, ce qui perturbe l'engrènement et diminue le chevauchement entre la denture de la vis et la denture de la roue à vis. Cela se traduit immanquablement par une réduction de la solidité des dents et une détérioration du rendement. De plus, cela limite la possibilité de réduire le diamètre du cercle primitif de la vis, diminuant ainsi le rendement de la transmission à vis qui dépend du pas de la vis. En outre, dans le cas de l'appui d'une extrémité cylindrique d'un arbre, on risque en cas de basculement de l'arbre d'induit que l'extrémité libre de l'arbre d'induit se grippe dans le boîtier de transmission et entraîne une usure considérable de cette extrémité libre de l'arbre d'induit par un mouvement sur l'arête. La figure 1 montre un moteur électrique d'un actionneur ou d'un entraînement d'essuie-glace d'un véhicule automobile comportant un arbre d'induit 1 dont une extrémité est montée à rotation dans un boîtier de transmission 2, d'une manière non détaillée et dont l'extrémité libre 3 comporte une vis 4 pour entraîner une roue à vis installée dans le boîtier de transmission 2 (cette roue à vis n'est pas représentée). Pour assurer l'appui pour des débattements importants qui se traduisent notamment par un écart de coaxialité entre le boîtier de transmission 2 et l'arbre d'induit 1, l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 est appuyée dans un logement 5 réalisé dans le boîtier de transmission 2. L'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 a une forme cylindrique. Le logement 5 de cet exemple de réalisation a également une forme cylindrique si bien que si l'axe géométrique de l'arbre d'induit 1 est fortement incliné par rapport au logement 5, l'extrémité 3 se place de travers dans le logement 5. Cela se traduit par un fonctionnement sur l'arête qui entraîne une usure très rapide à cause des forces de frottement importantes. 3 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un moteur électrique simple à fabriquer et qui fonctionne de manière parfaitement sûre et sans usure, même dans le cas de débattements importants de l'arbre d'induit par rapport au boîtier de transmission. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un moteur électrique du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'extrémité libre de l'arbre d'induit et/ ou le logement comportent au moins un élément de compensation venant dans le logement et ayant une forme sphérique, une forme de tonneau ou une forme de calotte, par laquelle l'extrémité libre de l'arbre d'induit s'appuie contre le logement lorsque l'extrémité libre est décalée. En d'autres termes, l'appui de l'extrémité libre de l'arbre d'induit est optimisé tant du point de vue de la fabrication que du fonctionnement ; cet arbre d'induit est simple et précis à réaliser tout en compensant d'éventuels défauts de forme liés à la fabrication de l'arbre d'induit. L'appui proposé réside dans une extrémité de forme ciblée de l'arbre de sortie ou d'un logement de forme ciblée et d'une pièce complémentaire correspondante. On a ainsi les avantages par exemple de meilleures conditions de prise en fonctionnement sous charge et d'une fabrication plus simple ainsi que les avantages d'un système d'appui fonctionnel, même dans le cas des écarts usuels du boîtier de transmission et de l'arbre d'induit. Grâce à de tels éléments de compensation, dans le cas d'un débattement notamment lorsque l'arbre d'induit s'écarte de la position parallèle à l'axe du boîtier de transmission par la rotation de l'arbre d'induit, en cas de charge ponctuelle ou linéaire, dans l'appui de l'extrémité libre de l'arbre d'induit dans le logement du boîtier de transmission. On évite tout positionnement sur arête de l'extrémité libre de forme cylindrique de l'arbre d'induit, dans le logement également de forme cylindrique en ce que par exemple, l'élément de compensation est réalisé sous la forme d'un anneau ou d'un segment d'anneau à surface sphérique, surface en forme de tonneau ou de calotte. L'anneau en forme de calotte ou de 4 segment annulaire peut être réalisé en une seule pièce avec l'extrémité libre de l'arbre d'induit ou en une seule pièce avec le logement. Pour permettre d'équiper des arbres d'induit existants, selon une caractéristique de l'invention, l'anneau de forme sphérique, en forme de tonneau ou en forme de calotte ou encore en forme de segment d'anneau peut s'emmancher simplement sur l'extrémité libre de l'arbre d'induit. En variante, l'extrémité libre de l'arbre d'induit peut comporter un perçage et l'anneau de forme sphérique, en forme de tonneau ou l'anneau en forme de calotte ou encore l'élément annulaire peuvent se visser à l'extrémité libre de l'arbre d'induit, pour y être fixés de manière amovible. Il est également possible de loger et de visser ou de fixer de manière amovible l'anneau de forme sphérique, de tonneau ou de calotte ou encore l'élément annulaire dans le logement. Il n'est pas nécessaire que l'élément de compensation rejoigne l'extrémité libre de l'arbre d'induit ou le logement sans discontinuité. Au lieu de cela, il est également possible d'installer plusieurs éléments de compensation distants les uns des autres à l'extrémité libre de l'arbre d'induit et/ou dans le logement. Il est avantageux de répartir symétriquement les éléments de compensation à la périphérie de l'extrémité libre de l'arbre d'induit et/ ou dans le logement. Pour réduire au minimum les forces de frottement entre l'élément de compensation et l'extrémité libre de l'arbre d'induit ou le logement, une caractéristique de l'invention prévoit de former au moins une poche dans le logement qui sert de réserve de lubrifiant pour lubrifier l'extrémité libre de l'arbre d'induit. Selon un développement particulièrement avantageux de l'invention, le logement et l'extrémité libre de l'arbre d'induit sont écartés l'un de l'autre pour que seulement en cas de débattement de l'extrémité libre de l'arbre d'induit sous l'effet d'une charge, d'une certaine valeur, on a notamment un contact ponctuel entre l'extrémité libre et l'arbre d'induit et le logement.35 Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle d'un moteur électrique de l'état de la technique et de son arbre d'induit en position déviée, - la figure 2 montre un exemple de réalisation d'un moteur électrique et d'un arbre d'induit selon l'invention, - les figures 3 a-d montrent des modes de réalisation connus d'extrémité d'arbre selon l'état de la technique, - les figures 4 a-c montrent différents modes de réalisation de l'extrémité libre d'arbre d'induit selon l'invention dans des logements de forme correspondante, - la figure 5 montre un autre exemple de réalisation d'un moteur électrique à plusieurs éléments de compensation installés dans le logement du boîtier de transmission. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 2 montre un arbre d'induit selon l'invention placé dans le logement 5 et comportant un élément de compensation 7 à son extrémité libre 3 pour éviter ou réduire le fonctionnement sur arête ou contact d'arête de l'arbre d'induit 1. L'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 peut se déplacer dans le logement 5 lorsque l'arbre est dévié de façon que l'écart de coaxialité entre l'arbre d'induit 1 et le logement 5 soit absorbé et soutenu par le logement 5. L'élément de compensation en forme de sphère, de tonneau ou de calotte vient dans le logement 5 pour compenser de manière ciblée le basculement selon l'angle a de l'axe de l'arbre d'induit 1 et celui du logement 5 par un contact ponctuel ou linéaire entre l'arbre d'induit 1 et le logement 5. Ce principe de fonctionnement permet d'équiper avec l'élément de compensation 7, approprié, toutes les extrémités d'arbre 3, connues, d'arbres d'induit 1 munis de vis 4. La figure 4 montre différents modes de réalisation des extrémités 3 de l'arbre d'induit 1 muni d'éléments de compensation 7. Les figures 4a et 4b montrent chacune un mode de réalisation de l'invention dans lequel l'élément de compensation 7 est constitué par un 5 6 embout d'arbre de forme sphérique. Selon la figure 4, cet embout a une forme sphérique annulaire et s'emmanche simplement sur l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1. Selon la figure 4b, l'extrémité libre d'arbre d'induit comporte un perçage 8 dans lequel se visse l'embout d'arbre, de forme sphérique 7. Alors que dans l'exemple de réalisation de la figure 4a, on a un rayon de friction relativement important pour l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1, dans l'exemple de réalisation de la figure 4b, le rayon de friction peut être très petit. Par ailleurs, emmancher l'embout d'arbre io 7 se fait d'une manière très simple, sans nécessité de travail préparatoire alors que visser l'élément de compensation 7 dans l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 nécessite la réalisation d'un perçage central 8 si celui-ci n'existe pas. La figure 4c montre l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 15 1 de forme cylindrique. Ce segment d'extrémité 3 de forme cylindrique de l'arbre de sortie peut recevoir par emmanchement un élément de compensation 7 constitué par un anneau sphérique, par exemple en matière plastique. Ensuite, on place l'arbre d'induit 1 dans le logement cylindrique 5 ou coussinet ou encore on l'introduit directement dans le 20 boîtier de transmission 2 de forme cylindrique ou partiellement cylindrique. On compense ainsi de façon simple les décalages d'axes. L'utilisation d'une matière appropriée pour l'élément de compensation 7, ici sous la forme d'un anneau, permet avantageusement d'éviter tout coussinet supplémentaire, ce qui est avantageux. En outre les 25 conditions que doit respecter la surface de l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit sont faibles puisque cette extrémité est couverte par l'anneau 7, c'est-à-dire que les entailles ou autres dommages de la surface ne se répercutent pas de manière négative sur la durée de vie de la liaison entre l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit et le logement 5 ou le boîtier 30 de transmission 2. La figure 5 montre une variante de réalisation de la présente invention. Dans cette variante, l'élément de compensation 7 soutenant l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 n'est pas installé sur l'extrémité libre 3, mais dans le logement 5 du boîtier de transmission 35 2. Pour recevoir le boîtier de transmission 2, on a plusieurs éléments de 7 compensation 7 répartis de manière symétrique dans l'extension du logement 5. Il est également possible de réaliser directement les éléments de compensation 7 dans le boîtier de transmission 2 ou le logement 5. Les éléments de compensation 7 n'ont pas à être complètement cylindriques et entourer l'extrémité libre 3 de l'arbre d'induit 1 sur 360° ; en revanche, selon la forme de la transmission et le type de charge, ils peuvent soutenir les mouvements de l'arbre d'induit 1 dans la direction principale de charge et ne pas assurer d'appui dans la direction opposée. Le logement 5 qui soutient l'arbre ou le boîtier de transmission 2 ne sont pas nécessairement de forme ronde dans cette zone. Des formes irrégulières, par exemple des formes de poches servant également de réserves de lubrifiant ou des formes géométriques simples à réaliser telles que des surfaces planes, peuvent également être intéressantes selon l'application. NOMENCLATURE 1 arbre d'induit 2 boîtier de transmission 3 extrémité libre 4 vis 5 logement 7 élément de compensation 8 perçage lo REVENDICATIONS1 °) Moteur électrique pour un actionneur ou un entraînement d'essuie-glace de véhicule automobile comportant un arbre d'induit (1) dont une extrémité est logée à rotation dans un boîtier de transmission (2) et dont l'autre extrémité libre (3) porte une vis (4) pour entraîner une roue à vis installée dans le boîtier de transmission (2), l'extrémité libre (3) d'arbre d'induit (1) venant dans un logement (5) réalisé dans le boîtier de transmission (2) pour soutenir les grands débattements, caractérisé en ce que l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) et/ ou le logement (5) comportent au moins un élément de compensation venant dans le logement (5) et ayant une forme sphérique, une forme de tonneau ou une forme de calotte, par laquelle l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) s'appuie contre le logement (5) lorsque l'extrémité libre (3) est décalée. 2°) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de compensation (5) est réalisé sous la forme d'un anneau, d'un segment d'anneau ou d'un tourillon d'arbre muni d'une surface à section sphérique, d'une surface à section en forme de tonneau, ou d'une surface à section en forme de calotte. 3°) Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de forme sphérique, de forme de tonneau ou de forme de calotte est réalisé en une seule pièce avec l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) et notamment l'anneau de forme sphérique, de forme de tonneau ou de forme de calotte est réalisé en une seule pièce avec le logement (5). 4°) Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que 10 l'anneau de forme sphérique, de forme de tonneau ou de forme de calotte est emmanché sur l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1). 5°) Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de forme sphérique, de forme de tonneau ou de forme de calotte est vissé dans l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) 6°) Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anneau de forme sphérique, de forme de tonneau ou de forme de calotte est placé dans le logement (5). 7°) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par plusieurs éléments de compensation (7) prévus à l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) et/ou dans le logement (5). 8°) Moteur électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de compensation (7) sont répartis symétriquement à la périphérie de l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) et/ou dans le logement (5). 9°) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (5) comporte au moins une poche servant de réserve de lubrifiant pour lubrifier l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1). 10°) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (5) et l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) sont écartés l'un par rapport à l'autre de façon que seulement en cas de débattement de l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1), sous la charge d'une valeur11 A, on a un contact surfacique notamment ponctuel entre l'extrémité libre (3) de l'arbre d'induit (1) et le logement (5).