Brevet FR3000450A1 — publié le 20140704

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif d'essuie- glace, notamment pour un essuie-glace de lunette arrière de véhicule automobile comportant un moteur d'essuie-glace entraînant un arbre de sortie actionnant un levier d'essuie-glace par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission logé dans un boîtier de transmission, le dispositif de transmission transformant le mouvement de rotation du moteur d'essuie-glace en un mouvement rotatif oscillant de l'arbre de sortie par une transmission de conversion qui comprend une roue à vis logée dans le boîtier de transmission, une biellette reliée par une articulation à la roue à vis et un segment denté monté à rotation autour d'un axe de rotation solidaire du boîtier de transmission et relié de manière articulée à la biellette, le segment denté engrenant avec un pignon installé sur l'arbre de sortie du boîtier de transmission, le boîtier de transmission étant réalisé en matière plastique ou en un mélange de matières plas- tiques. Etat de la technique De tels dispositifs d'essuie-glace sont connus de façon générale. Selon l'état de la technique, on connaît ainsi des disposi- tifs d'essuie-glace de lunette arrière dont le moteur électrique entraîne un arbre d'induit de façon continue suivant un certain sens de rotation. L'arbre d'induit est une vis entraînant une roue à vis d'une transmission à roue droite qui fait également partie du dispositif d'essuie-glace ; le sens de rotation est constant. La transmission à pignon droit com- porte une biellette ainsi qu'un segment denté relié de manière articulée à la biellette par l'intermédiaire d'un goujon de fixation. Le segment denté est monté à rotation à une certaine distance de l'axe de rotation de l'arbre de sortie par l'intermédiaire d'un goujon d'articulation amo- vible installé dans une position fixe du boîtier de transmission ; le seg- ment denté est relié de façon articulée par la biellette à la roue à vis. Une entretoise comporte un segment denté engrenant avec le pignon solidaire en rotation de l'arbre de sortie. L'axe de rotation du segment denté coïncide avec l'axe des dents formé par les dents du segment den- té. Selon l'état de la technique, on connaît des dispositifs d'essuie-glace dont le boîtier de transmission en métal ou en matière plastique, comporte des entretoises pour recevoir et transmettre les efforts appliqués au boîtier de transmission pendant le fonctionnement. On a constaté que les boîtiers métalliques sont en général surdimen- sionnés et même sous l'effet de contraintes extrêmes, ils ne subissent aucune déformation. Mais dans le cas des boîtiers en matière plastique, il arrive souvent que, du fait des efforts appliqués de l'extérieur sur le dispositif d'essuie-glace, les points faibles, notamment lorsqu'ils sont soumis à des contraintes de torsion, ne permettent pas de recevoir et de transmettre en toute sécurité les efforts produits sans risquer d'endommager le boîtier de transmission. Les entretoises connues selon l'état de la technique pour les boîtiers de transmission sont en général conçues comme remèdes aux défaillances dans des cas de contraintes très particuliers. Souvent, le système global n'est pas pris en compte de sorte que l'ensemble n'est pas cohérent. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un boîtier de transmission en matière plastique ou en matière plastique renforcée par des fibres et qui permet de répondre à toutes les conditions de charge connues, de manière fiable, sans dommages. Il faut notamment que les limites d'encombrement imposées dans un véhicule automobile soient respectées, que l'on évite le surdimensionnement et que la fabrication reste simple. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif d'essuie-glace du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le boîtier de transmission comporte un couvercle et une embase, l'embase étant munie sur son côté supérieur et/ou son côté inférieur d'un bord de rigi- dification qui entoure complètement l'embase pour la rigidifier. Grâce au bord périphérique de rigidification entourant complètement le côté supérieur et/ou le côté inférieur de l'embase du boîtier, on augmente la rigidité jusqu'à 25 `)/0 pour l'embase. Il est également possible que le bord de rigidification n'occupe que le côté supé- rieur ou le côté inférieur mais on a constaté que l'on augmente au mieux la rigidité avec un bord de rigidification sur les deux côtés. Pour augmenter la rigidité du boîtier de transmission, le couvercle du boîtier à l'état assemblé s'appuie contre le bord périphérique de l'embase. On augmente encore plus la robustesse si le couvercle du boîtier comporte dans la région de son bord, une nervure périphérique qui s'applique complètement contre l'embase, contre le côté intérieur du bord périphérique de rigidification de l'embase. La nervure du couvercle du boîtier est dimensionnée de façon que lorsque le couvercle est mis en place dans le bord périphé- rique de rigidification de l'embase, son côté supérieur réalise un ajus- tage pressé entre le bord périphérique de rigidification de l'embase et la nervure du couvercle du boîtier. Suivant une variante, le couvercle du boîtier a une entre- toise périphérique dans la région de son bord pour que le bord périphé- rique de rigidification entoure avec contact le côté supérieur de l'embase et l'entoure ainsi ou arrive en contact avec la surface extérieure du bord périphérique de rigidification. De façon particulièrement avantageuse, le bord de rigidi- fication du côté supérieur et/ou du côté inférieur de l'embase a une hauteur comprise entre 1 mm et 5 mm et de préférence entre 2 mm et 3 mm. Pour protéger encore plus le boîtier de transmission vis- à-vis des efforts de torsion, selon un autre développement, l'embase comporte des entretoises entre les paliers de l'arbre d'entraînement, de l'arbre à vis et/ou du segment denté. Les caractéristiques de rigidité sont particulièrement bonnes avec trois entretoises. Les entretoises, à la fois entre les paliers de l'arbre de sortie du segment denté et de la roue à vis, sont organisées avantageusement pour former un triangle, si bien que les efforts sont reçus par le dispositif formé par les trois entretoises qui transmettent les efforts. Cette disposition est notamment équivalente à une disposition triangulaire d'entretoises reliant les trois paliers constituant les points principaux d'application des efforts au boîtier de transmission ou au corps de base et se soutenant ainsi réciproquement. La disposition des bords périphériques de rigidification et/ou les entretoises permettent de réaliser le boîtier de transmission en une matière plastique économique sans nécessiter des segments supplémentaires, métalliques, de rigidification ni des mesures particulières de technique de fabrication. On pourra également éviter le surdimen- sionnement et respecter l'encombrement disponible. Le boîtier de transmission se réalise de manière simple, par exemple par moulage, notamment par injection et selon un développement préférentiel de l'invention, le point d'injection est choisi pour que les fibres de verre qui chargent éventuellement la matière plastique soient alignées dans la région des cheminées de palier, injectées pour que la charge principale puisse être reçue et transmise de manière optimale. Le point d'injection du boîtier de transmission sera choisi pour que les fibres de verre se répartissent essentiellement en arc de cercle autour des paliers de l'arbre de sortie, de la roue à vis et du segment denté. Selon un développement avantageux, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un moule de boîtier de transmission, en matière plastique ou en une matière plastique renforcée par des fibres, par un modèle CAD du boîtier de transmission, le procédé con- sistant à : réaliser le modèle CAO/CAD en tenant compte des points d'application des efforts intérieurs et extérieurs sur le boîtier de transmission, enlever virtuellement la matière en excédant qui ne sert ni à rece- voir ni à transmettre des efforts agissant sur le boîtier de transmission, notamment par simulation avec le programme TOSKA (marque déposée), et effectuer une analyse de moulage par coulée pour aligner les fibres dans le boîtier de transmission et améliorer la tenue, en particulier dans la région du flux des forces agissant sur le boîtier de transmission en choisissant les points d'injection ou une forme appropriée. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'essuie-glace selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un dispositif d'es- suie-glace dont l'embase du boîtier de transmission comporte un bord de rigidification sur son côté supérieur et son côté inférieur, la figure 2 est une représentation partielle en perspective de la fi- lo gure 1, la figure 3 est une vue de dessus du corps de base des figures 1 et 2, et la figure 4 est une vue schématique de l'orientation des fibres de verre dans la matière composite pour un alignement optimum dans 15 la direction des efforts. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue partielle schématique d'un dispo- sitif d'essuie-glace selon l'invention pour un essuie-glace de lunette arrière de véhicule comprenant un moteur d'essuie-glace 1 entraînant un 20 arbre de sortie par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission non détaillé, logé dans le boîtier de transmission 2 et qui actionne un levier d'essuie-glace, lui non plus représenté ; le dispositif de transmission 2 transmet le mouvement de rotation du moteur d'essuie-glace 1 et le transforme en un mouvement de rotation oscillant de l'arbre de sortie 25 par une transmission de conversion composée d'une roue à vis logée dans le boîtier de transmission 2, reliée de manière articulée par une biellette, par ailleurs reliée de manière articulée à un segment denté monté à rotation autour d'un axe fixe du boîtier de transmission 2 ; le segment denté engrène avec un pignon porté par l'arbre de sortie monté 30 dans le boîtier de transmission à une embase 3 dont le côté supérieur et le côté inférieur ont chacun un bord périphérique de rigidification 4, 5 qui entoure complètement l'embase. Le boîtier de transmission 2 a un couvercle non représen- té qui, à l'état assemblé du boîtier de transmission 2, s'appuie contre 35 les bords périphériques de rigidification 4, 5 de l'embase 3. Pour cela, les régions du bord du couvercle ont une nervure également périphérique conçue de façon à s'appuyer complètement contre le côté inférieur du bord périphérique de rigidification 4, 5 de l'embase 3. L'entretoise du couvercle du boîtier est dimensionnée pour que lors de la mise en place du couvercle dans le bord périphérique de rigidification 4, 5 de l'embase 3, on réalise un ajustage pressé entre le bord périphérique de rigidification 4, 5 de l'embase et l'entretoise du couvercle. Le bord de rigidification 4 du côté inférieur et le bord de rigidification 5 du côté supérieur de l'embase 3 ont chacun une hauteur comprise entre 2 et 3 mm. Le bord de rigidification 5 est disposé pour former un bord de rigidification 5, fermé, continu, avec les paliers 6, 7, 8 ou les entretoises de rigidification 9 de l'embase 3. Des entretoises 9 de l'embase 3 relient le palier 6 de l'arbre de sortie, le palier 7 de la roue à vis et le palier 8 du segment denté. Les entretoises sont constituées chaque fois par trois entretoises de rigidification 9 qui forment ainsi un triangle entre les paliers 6, 7, 8 de l'arbre de sortie, de la roue à vis et du segment denté. Le boîtier de transmission 2 présenté est réalisé par in- jection et les points d'injection sont choisis pour que les fibres de verre qui chargent la matière plastique soient alignées dans la région des cheminées formant les paliers injectés 6, 7, 8 pour recevoir et transmettre de manière optimale la charge principale produite dans ces régions. Pour cela, on choisit les points d'injection du boîtier de transmission 2 pour que les fibres de verre soient alignées principale- ment en cercle autour des paliers 6, 7, 8 de l'arbre de sortie, de la roue à vis et du segment denté. Pour aligner de manière optimale les fibres, on détermine les efforts induits de l'extérieur dans le système ainsi que les efforts de fonctionnement en utilisant un modèle CAO/CAD. Ce modèle CAO/CAD tient en outre compte des points internes, et externes d'application des efforts, notamment de ceux appliqués sur les paliers 6, 7, 8 par l'arbre de sortie, la roue à vis et le segment denté. Pour réaliser le moule d'un boîtier de transmission 2 optimisé du point de vue de sa rigidité, en matière plastique ou en une matière plastique composite, on prend tout d'abord un bloc conformé en un modèle CAO/CAD dans lequel on opti- mise la structure par les calculs CAO/CAD ou selon la méthode des éléments finis MEF/FEM, par exemple avec le programme TOSKA (marque déposée) en enlevant tout d'abord la matière qui n'est pas utilisée pour recevoir et transmettre les efforts. Pour cela, on tient compte des limites de fabrication et en calculant selon la méthode des éléments finis MEF/FEM, on surveille en permanence le calcul et on contrôle la plausibilité. Ensuite, on effectue une analyse d'écoulement fluidique pour optimiser l'alignement des fibres dans la matière de base de lo l'embase 3 pour renforcer ainsi la tenue de la matière dans les diffé- rentes directions. L'alignement peut être influencé par le choix du point d'injection ou par une forme particulière donnée à l'embase 3. Un exemple d'alignement des fibres, optimisé du point de vue du fonctionnement est schématisé à la figure 5 par de petites flèches ; dans ce 15 schéma, les doubles flèches plus épaisses indiquent la direction des efforts. 20 8 NOMENCLATURE 1 Moteur d'essuie-glace 2 Boîtier de transmission 3 Embase 4, 5 Bord de rigidification 6 Palier de l'arbre de sortie 7 Palier de la roue à vis 8 Palier du segment denté 9 Entretoise REVENDICATIONS1°) Dispositif d'essuie-glace, notamment pour un essuie-glace de lunette arrière de véhicule automobile comportant un moteur d'essuie-glace (1) entraînant un arbre de sortie actionnant un levier d'essuie-glace par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission logé dans un boîtier de transmission (2), - le dispositif de transmission transformant le mouvement de rotation du moteur d'essuie-glace (1) en un mouvement rotatif oscillant de l'arbre de sortie par une transmission de conversion qui com- prend une roue à vis logée dans le boîtier de transmission (2), une biellette reliée par une articulation à la roue à vis et un segment denté monté à rotation autour d'un axe de rotation solidaire du boîtier de transmission (2) et relié de manière articulée à la biellette, le segment denté engrenant avec un pignon installé sur l'arbre de sortie du boîtier de transmission (2), - le boîtier de transmission (2) étant réalisé en matière plastique ou en un mélange de matières plastiques, dispositif d'essuie-glace caractérisé en ce que - le boîtier de transmission (2) comporte un couvercle et une em- base (3), - l'embase (3) étant munie sur son côté supérieur et/ou son côté inférieur d'un bord de rigidification (4) qui entoure complètement l'embase (3) pour la rigidifier. 2°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle du'boîtier, à l'état assemblé du boîtier de transmission (2), s'appuie contre le bord périphérique de rigidification (4, 5) de l'embase (3). 3°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle a une nervure périphérique dans la région de son bord, cette nervure s'appliquant complètement contre le côté intérieur dubord périphérique de rigidification (4, 5) de l'embase (3) pour le soutenir. 4°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nervure du couvercle du boîtier est dimensionnée pour que la mise en place du couvercle dans le bord périphérique de rigidification (4, 5) de l'embase (3), réalise un ajustage pressé entre le bord périphérique de rigidification (4, 5) de l'embase (3) et la nervure du couvercle du boîtier. 5°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que les régions du bord du couvercle du boîtier ont une nervure périphérique entourant par contact le bord périphérique de rigidification (4, 5) de l'embase (3). 6°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord de rigidification (4, 5) a une hauteur comprise entre 1 mm et 5 mm et de préférence entre 2 mm et 3 mm. 7°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase (3) comporte des nervures de rigidification entre les paliers (6, 7, 8) de l'arbre de sortie, de l'arbre à vis et/ou du segment denté, ces paliers étant réalisés dans l'embase (3). 8°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures de rigidification sont constituées par trois nervures. 9°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures sont disposées entre les paliers (6, 7, 8) de l'arbre de sortie, du segment denté et de la roue à vis pour former un triangle.e 11 10°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 10, caractérisé en ce que le boîtier de transmission (2) est un boîtier moulé, notamment moulé par injection et au moins un point d'injection est choisi pour que les fibres de verre chargeant la matière plastique soient alignées dans la région des cheminées de palier, injectées pour recevoir et transmettre de manière optimale la charge principale. 11°) Dispositif d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un point d'injection du boîtier de transmission (2) est choisi pour que les fibres de verre soient alignées pratiquement suivant une forme circulaire autour des paliers (6, 7, 8) de l'arbre de sortie, de la roue à vis et du segment denté. 12°) Procédé de réalisation d'un moule de boîtier de transmission, notamment selon l'une des revendications 1 à 11, le boîtier de transmission (2) étant en matière plastique ou en une matière plastique renforcée par des fibres, par un modèle CAO/CAD du boîtier de trans- mission (2), procédé consistant à : - réaliser le modèle CAO/CAD en tenant compte des points d'application des efforts intérieurs et extérieurs sur le boîtier de transmission (2), - enlever virtuellement la matière en excédant qui ne sert ni à rece- voir ni à transmettre des efforts agissant sur le boîtier de transmis- sion (2), notamment par simulation avec un programme, et - effectuer une analyse de moulage par coulée pour aligner les fibres dans le boîtier de transmission (2) et améliorer la tenue, en particulier dans la région du flux des forces agissant sur le boîtier de transmission (2) en choisissant les points d'injection ou une forme appropriée.