Brevet FR2964170A1 — publié le 20120302

JUPE D'ETANCHEITE POUR ROTULE D'EMBIELLAGE DE MECANISME D'ESSUIE-VITRE. L'invention s'inscrit dans le domaine des équipements pour véhicule et en particulier dans le domaine de l'essuyage des vitres de véhicules. L'invention trouve une application particulière dans les mécanismes d'essuie-vitre avant de véhicules automobiles. Comme on peut le voir sur la figure 1, un mécanisme (1) d'essuie-vitre avant comprend typiquement un moteur (3) générant un mouvement rotatif à une manivelle-moteur (5). Ladite manivelle-moteur (5) entraîne en un mouvement de va-et-vient des bielles (7). Les bielles (7) sont elles-mêmes reliées à des manivelles (9) permettant de transformer ce mouvement de va-et-vient en un mouvement de rotation alternée transmis aux axes d'entrainement (11) des bras balais d'essuie- vitre (non représentés). Lesdits axes (11) sont reçus dans les alésages de paliers (13). De manière connue les bielles (7) sont reliées aux manivelles (5, 9) par le biais de liaison rotules comprenant une rotule (17) reçue dans un insert (15) qui lie la rotule (17) en translation mais la laisse libre en rotation. Généralement, l'insert (15) de la rotule est porté par la bielle (7) et la rotule est portée la manivelle (5, 9). L'angle de rotation entre la bielle (7) et la manivelle (9) couplée à l'axe (11) d'entraînement correspond à l'angle de balayage des bras balais. Il est typiquement de l'ordre de 80 à 90°. Afin d'éviter le grippage de l'embiellage dû aux entrées d'eau, au gel, au sel, à la poussière etc., des jupes d'étanchéité (non représentées) sont ajoutées au niveau des rotules. Il s'agit généralement de joints en élastomère, placés entre la manivelle (9) et l'insert (15) de la rotule de sorte à être légèrement comprimés. Malheureusement, avec le temps et donc du fait du vieillissement du matériau, l'étanchéité n'est plus assurée. En effet, la jupe d'étanchéité a tendance à rétrécir légèrement ce qui laisse passer l'eau soit entre la jupe et l'insert soit entre la manivelle et la jupe ou les deux. Pour éviter ce problème, il est connu de fixer les extrémités de la jupe d'étanchéité à la fois à l'insert de la rotule et à la rotule. C'est ce que présente le document US3052477 au travers d'une couverture étanche pour liaison rotule. Cette couverture est faite d'une feuille souple reliée fixement à l'insert de rotule par un collier circlip et à la rotule en elle-même par une lèvre périphérique s'insérant dans une rainure pratiquée dans le pied de la rotule et dans laquelle il peut effectuer un mouvement de rotation. Ce système présente néanmoins l'inconvénient de fragiliser la rotule par le fait d'y pratiquer une rainure. De plus, l'étanchéité est aussi altérée avec le temps du fait de l'usure et du vieillissement du matériau qui forme la lèvre. Le document FR2577636 présente un capuchon de protection étanche d'un joint destiné à transmettre un couple. A cet effet, le capuchon est divisé en deux parties coopérant circonférentiellement de manière étanche entre elles. Par exemple chaque partie est reliée à l'autre par un emboitement mécanique en forme de crochet (ou plus précisément de gorge). Malheureusement, un tel capuchon n'offre que deux degrés de liberté dans le mouvement, c'est-à-dire que le mouvement de rotation doit être plan pour que l'étanchéité soit assurée. Il n'est donc pas possible de garantir cette étanchéité lorsque le mouvement de rotation comprend trois degrés de liberté comme dans le cas d'une articulation par une liaison rotule. Enfin, le dispositif de l'art antérieur ne s'adapte pas à différentes distances ou hauteur d'écartement entre les deux éléments et manque donc de souplesse. L'invention a pour objectif de résoudre les problèmes posés par l'art antérieur en proposant un nouveau type de jupe d'étanchéité pour liaison rotule offrant trois degrés de liberté et permettant de conserver une bonne étanchéité dans le temps.30 A cet effet, l'invention a pour objet une jupe d'étanchéité pour liaison rotule comprenant une rotule reçue dans un insert, remarquable en ce qu'elle comprend : - une demi-jupe supérieure destinée à être fixée sur l'insert de la rotule, - une demi-jupe inférieure destinée à être fixée sur l'élément portant la rotule, et en ce que les deux demi-jupes sont disposées en regard l'une de l'autre et sont reliées entre elles de façon étanche par la coopération circonférentielle de leurs extrémités respectives, au moins une desdites extrémités présentant un enroulement sur elle-même. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention l'enroulement sur elle-même de l'extrémité de la demi-jupe tourne en spirale sur au moins un tour et demi et de préférence au moins deux tours. Avantageusement, l'une des deux demi-jupes, de préférence la demi-jupe supérieure, présente un diamètre supérieur à l'autre. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux demi-jupes présentent chacune un enroulement sur elles-mêmes et la liaison entre les deux demi-jupes se fait par entrelacement de leurs enroulements respectifs. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, seule une des demi-jupes présente un enroulement et en ce que l'autre demi-jupe présente à son extrémité de contact avec la première demi-jupe, une saillie circonférentielle formant une gouttière apte à recevoir et à retenir l'enroulement de la première demi-jupe. De préférence, la gouttière s'étend en direction de l'intérieur de la demi-jupe qui la présente. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la ou les demi-jupes présentant à 30 une de leurs extrémités un enroulement, sont en matériau souple, par exemple en élastomère. 25 Avantageusement, la demi-jupe présentant ladite gouttière est en matériau rigide. Optionnellement, l'extrémité d'au moins une des demi-jupes destinée à coopérer avec l'extrémité de l'autre demi-jupe présente un revêtement destiné à faciliter le coulissement des demi-jupes l'une par rapport à l'autre. Eventuellement, la hauteur additionnée des demi-jupes déroulées est supérieure à la distance maximale d'écartement entre l'insert de la rotule et l'élément portant la rotule, de préférence dans un rapport d'au moins 1,5. L'invention a également pour objet un insert de rotule remarquable en ce qu'il présente une demi-jupe d'étanchéité tel que défini plus avant, de préférence la demi-jupe d'étanchéité est venue de matière avec l'insert. L'invention concerne aussi une bielle pour mécanisme d'essuie-vitre remarquable en ce qu'il présente une demi-jupe d'étanchéité tel que définie ci-dessus. Enfin, l'invention a pour objet un mécanisme d'essuie-vitre remarquable en ce qu'au 20 moins une de ses liaisons rotules présente une jupe d'étanchéité telle que définie plus avant. On aura compris que le principe à la base de l'invention consiste à proposer une jupe d'étanchéité destinée à protéger une articulation située entre deux éléments. 25 La jupe est composée de deux parties ou demi-jupes reliées chacune de manière fixe à l'un des deux éléments, disposées l'une en regard de l'autre et reliées entre elles de manière étanche. La liaison entre les deux parties de la jupe autorise les mêmes degrés de liberté de mouvement que l'articulation, c'est-à-dire, dans le cas d'une liaison rotule, qu'elle autorise trois degrés de liberté. En d'autres termes, la 30 jupe selon l'invention présente à la fois une possibilité de varier en hauteur sur tout ou partie de sa circonférence, et à la fois une possibilité pour ses deux parties de15 tourner l'une par rapport à l'autre. La mise en oeuvre de l'invention consiste à permettre à la jupe d'étanchéité d'adapter sa hauteur à l'écartement entre les deux éléments articulés par le déroulement ou l'enroulement sur elle-même d'au moins une de ses parties ou demi-jupes. La mise en oeuvre de l'invention consiste également à proposer une jupe d'étanchéité en deux parties, les deux parties étant articulées entre elles de sorte à pouvoir effectuer un mouvement angulaire de rotation de l'une par rapport à l'autre. Autrement dit, les deux parties de la jupe d'étanchéité coulissent l'une par rapport à l'autre tout en coopérant entre elles de façon étanche. L'étanchéité du dispositif est renforcée, entre autres, par la succession de plusieurs points haut et bas au niveau de la jonction entre les deux parties ou demi-jupes. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - La figure 1 est une représentation d'un mécanisme d'essuie-vitre classique ; - La figure 2 est une représentation en coupe partielle d'une liaison rotule équipée d'une jupe d'étanchéité selon l'invention ; - Les figures 3a et 3b sont des vues en coupe d'une jupe à double enroulement selon l'invention dans les positions d'écartement moyenne et maximale entre la manivelle et l'insert de la rotule; - Les figures 4a et 4b présentent une variante de l'invention et sont des vues en coupe d'une jupe à simple enroulement dans les positions d'écartement moyenne et maximale entre la manivelle et la rotule. La figure 1 a déjà été commentée dans la partie introductive. On se référera maintenant à la figure 2 qui représente une vue en coupe partielle d'une liaison rotule entre une manivelle (9) et une bielle (7), la rotule (17) étant protégée par une jupe d'étanchéité (19) selon l'invention.30 Comme on peut le voir, la jupe (19) comprend deux demi-jupes (21, 23) sensiblement cylindriques et reliées entre elles de manière étanche. La figure 3a présente une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation d'une jupe (19) selon l'invention. Chacune des parties ou demi-jupes supérieure (21) et inférieure (23) est fixée respectivement à l'insert (15) de la rotule et à la manivelle (9) par exemple par collage d'une de ses extrémités (25, 29). Il est également possible de comouler la demi-jupe supérieure (21) avec l'insert (15) et/ou de surmouler la demi-jupe inférieure (23) avec la manivelle (9). Les techniques de comoulage ou de surmoulage sont connues de l'homme du métier et ne seront donc pas détaillées plus avant dans le présent mémoire. Lorsque de l'eau s'écoule sur la jupe (19) selon l'invention, elle s'écoulera depuis la demi-jupe supérieure (21) en direction de la demi-jupe inférieure (23) sous l'effet de la gravité. Les demi-jupes (21, 23) d'étanchéité sont toutes deux réalisées en un matériau souple, par exemple en élastomère. Les deux demi-jupes (21, 23) s'étendent dans l'intervalle compris entre l'insert (15) de rotule et la manivelle (9) en direction l'une de l'autre jusqu'à se rejoindre par leurs extrémités libres (27, 31). Ces extrémités (27, 31) entrent en contact et se lient l'une à l'autre de manière étanche tout en autorisant la rotation des demi-jupes (21, 23) l'une par rapport à l'autre. Le mouvement de rotation est rendu possible par le coulissement des demi-jupes (21, 23) entre elles. Selon l'invention, il est possible d'appliquer sur l'extrémité d'au moins une des demi-jupes (21, 23), et de préférence sur les deux, un revêtement destiné à faciliter ledit coulissement des demi-jupes (21, 23) l'une par rapport à l'autre. A cet effet, les extrémités (27, 31) des demi-jupes (21, 23) sont recourbées et s'enroulent sur elles-mêmes, tournant en spirale. De préférence, elles présentent chacune une convolution ou enroulement (27, 31) d'au moins un tour et demi et de préférence d'au moins deux tours. La liaison entre les deux demi-jupes (21, 23) se fait par entrelacement de leurs enroulements (27, 31) respectifs. Cet entrelacement est rendu possible par le caractère souple des demi-jupes (21, 23). Comme on le comprendra facilement en se référant à la figure 3b, l'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet, tout en conservant une bonne étanchéité de la jupe (19), d'absorber les variations en hauteur de l'intervalle entre l'insert (15) de rotule (17) et la manivelle (9). En effet, les enroulements (27, 31) des demi-jupes (21, 23) peuvent se dérouler légèrement ou presque complètement de sorte à s'adapter à la hauteur de l'intervalle. Le déroulement peut se faire soit de façon constante ou de façon périodique lorsque par exemple le mouvement de rotation relatif entre la bielle (7) -et donc l'insert (15) qu'elle porte- et la manivelle (9) n'est pas plan. Il est bien sûr entendu que les demi-jupes (21, 23) sont de taille suffisante pour que l'écartement entre l'insert (15) et la manivelle (9), et donc le déroulement des enroulements (27, 31) ne conduisent pas à la séparation des deux demi-jupes (21, 23). C'est-à-dire qu'à la hauteur maximale d'écartement entre l'insert (15) et la manivelle (9), les deux demi-jupes (21, 23) sont toujours en contact. Pour ce faire chaque demi-jupe (21, 23) aura par exemple une longueur déroulée au moins égale à environ 75 % de l'intervalle moyen entre l'insert (15) et la manivelle (9), de préférence cette longueur déroulée est égale à la hauteur l'intervalle moyen entre l'insert (15) et la manivelle (9). Afin d'éviter tout risque de séparation des deux demi-jupes (21, 23) et toute rupture d'étanchéité, l'homme du métier aura avantage à ce que la hauteur additionnée des demi-jupes (21,23) déroulées soit supérieure à la distance maximale d'écartement entre l'insert (15) de la rotule et l'élément portant la rotule à savoir la manivelle (9), de préférence dans un rapport d'au moins 1,5. L'assemblage des deux demi-jupes (21, 23) se fait en déroulant leurs extrémités de sorte à ce que chaque demi-jupe (21,23) présente sensiblement la forme d'un cylindre. L'une des demi-jupes (23) est alors insérée dans l'autre (21). Le relâchement de la force exercée sur les extrémités des demi-jupes (21, 23) pour les maintenir déroulées permet leur entrelacement par enroulement l'une sur l'autre. On aura donc avantage à ce qu'une des demi-jupes (21) présente un diamètre supérieur à l'autre (23). Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'enroulement (27) de l'extrémité de la demi-jupe (21) présentant le diamètre le plus important se fait vers l'intérieur de la jupe (21) de sorte à ce que l'enroulement (27) soit inscrit dans ladite demi-jupe (21). L'enroulement (31) de l'extrémité de la demi-jupe (23) présentant le diamètre le moins important se fait vers l'extérieur de ladite demi-jupe (23). De préférence, la demi-jupe présentant le diamètre le plus important est la demi-jupe (21) supérieure de sorte à améliorer encore l'étanchéité par un effet parapluie. Par ailleurs, on aura compris que l'étanchéité du dispositif est également renforcée par la succession de plusieurs points haut et bas au niveau de la jonction entre les deux parties ou demi-jupes (21, 23). En effet, si de l'eau parvenait tout de même à pénétrer l'entrelacement des enroulements (27, 31), il ne lui serait pas possible de traverser cet entrelacement et donc de pénétrer dans la jupe. De plus, même en cas de rétrécissement du matériau du fait de son vieillissement, l'étanchéité reste assurée puisque cette étanchéité est assurée par une longueur additionnelle, voire en excès, de la paroi de la jupe formant un enroulement et non plus du fait d'un ajustement de la longueur de la paroi de la jupe de sorte à former une lèvre d'étanchéité comme c'était le cas dans l'art antérieur. L'étanchéité de la jupe (19) selon l'invention n'est pas le fait d'une lèvre d'étanchéité sujette à la rétractation, mais est le fait d'un contact entre deux surfaces, ce qui minimise les effets de rétrécissement du matériau lors de son vieillissement. Selon une variante de l'invention présentée aux figures 4a et 4b, seule l'une des deux demi-jupes (23) est souple et présente un enroulement (31) à une de ses extrémités. L'autre demi-jupe (39) est rigide et présente à son extrémité (33) de liaison avec l'autre demi-jupe, une saillie circonférentielle formant une gouttière (35), apte à recevoir et à retenir l'enroulement (31) de l'autre demi-jupe (23). L'assemblage de la jupe (19) d'étanchéité selon l'invention se fait alors de la façon suivante : chaque demi-jupe (23, 39) est fixée de façon rigide sur l'élément (15, 9) qui est destiné à la recevoir. Lors de la mise en place de la rotule (17) dans son insert (15), l'enroulement (31) est inséré dans la gouttière (35) en jouant sur la déformabilité du matériau. Le fait que la demi-jupe (39) rigide soit portée par l'insert (15) ne saurait être limitatif de la définition de l'invention, pas plus que le fait que la gouttière soit tournée vers l'intérieur de la demi-jupe (39). La demi-jupe rigide (39) peut être directement moulée avec l'élément qui la porte, par exemple l'insert (15), ou y être comoulée ou surmoulé. Lorsque l'une des demi-jupes (21, 23, 39) est destinée à être fixée par collage sur l'élément (15, 9) qui la reçoit, l'homme du métier y ajoutera avantageusement un pied (37) ou collerette circulaire afin d'aider à la fixation et au scellement étanche de la jupe (19). L'invention est remarquable en ce que la liaison entre les deux demi-jupes (21, 23 ou 23, 39) permet lors de la cinématique de l'embiellage une rotation de l'une par rapport à l'autre dans un plan sensiblement parallèle à la manivelle (9), mais conserve également ses caractéristiques d'étanchéité lors d'un mouvement non plan entre la bielle (7) (donc l'insert) et la manivelle (9). De plus, le caractère souple d'au moins une des demi-jupes (21, 23) d'étanchéité permet d'absorber les tolérances de positionnement entre elles en particulier concernant l'écartement. Enfin le caractère souple d'au moins une des demi-jupes (21, 23) va lui permettre au besoin de se tordre légèrement au moment de la rotation. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avants, donnés seulement à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée. En particulier, l'invention s'applique également aux liaisons rotules des manivelles- moteur. REVENDICATIONS1 - Jupe d'étanchéité (19) d'une liaison rotule comprenant une rotule (17) reçue dans un insert (15), caractérisée en ce qu'elle comprend : - une demi-jupe supérieure (21, 39) destinée à être fixée sur l'insert (15) de la rotule (17), - une demi-jupe inférieure (23) destinée à être fixée sur l'élément (9) portant la rotule (17), et en ce que les deux demi-jupes (21, 23, 39) sont disposées en regard l'une de l'autre et sont reliées entre elles de façon étanche par la coopération circonférentielle de leurs extrémités respectives, au moins une desdites extrémités présentant un enroulement (27, 31) sur elle-même. 2 - Jupe (19) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'enroulement (27, 31) sur elle-même de l'extrémité de la demi-jupe (21, 23) tourne en spirale sur au moins un tour et demi et de préférence au moins deux tours. 3 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'une des deux demi-jupes (21, 23, 39), de préférence la demi-jupe supérieure (21, 39), présente un diamètre supérieur à l'autre (23). 4 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les deux demi-jupes (21, 23) présentent chacune un enroulement (27, 31) sur elles-mêmes et en ce que la liaison entre les deux demi-jupes (21, 23) se fait par entrelacement de leurs enroulement (27, 31) respectifs. 5 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que seule une des demi-jupes (23) présente un enroulement (31) et en ce que l'autre demi-jupe (39) présente à son extrémité (33) de contact avec la première demi-jupe (23), une 10saillie circonférentielle formant une gouttière (35) apte à recevoir et à retenir l'enroulement (31) de la première demi-jupe (23). 6 - Jupe (19) selon la revendication 5 caractérisée en ce que la gouttière s'étend 5 en direction de l'intérieur de la demi-jupe (39) qui la présente. 7 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que la ou les demi-jupes (21, 23) présentant à une de leurs extrémités un enroulement (27, 31) sur elles-mêmes sont en matériau souple, par exemple en élastomère. 8 - Jupe (19) selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisée en ce que la demi-jupe (39) présentant ladite gouttière (35) est en matériau rigide. 9 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'extrémité 15 d'au moins une des demi-jupes (21, 23, 39) destinée à coopérer avec l'extrémité de l'autre demi-jupe (21, 23, 39) présente un revêtement destiné à faciliter le coulissement des demi-jupes (21, 23, 39) l'une par rapport à l'autre. 10 - Jupe (19) selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la 20 hauteur additionnée des demi-jupes (21, 23, 39) déroulées est supérieure à la distance maximale d'écartement entre l'insert (15) de la rotule (17) et l'élément (9) portant la rotule, de préférence dans un rapport d'au moins 1,5. 11 - Insert (15) de rotule (17) caractérisé en ce qu'il présente une demi-jupe (21, 25 39) d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 10. 12 - Insert (15) de rotule (17) selon la revendication 11 caractérisé en ce que la demi-jupe (39) d'étanchéité est venue de matière avec l'insert (15). 30 13 - Bielle (7) de mécanisme (1) d'essuie-vitre avant caractérisé en ce qu'elle présente une demi-jupe (23, 39) d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 10. 10 14 - Mécanisme d'essuie-vitre (1) caractérisé en ce qu'au moins une de ses liaisons rotules présente une jupe d'étanchéité (19) selon l'une des revendications 1 à 10.