Brevet FR3022200A1 — publié le 20151218

- 1 - L'invention concerne le domaine des systèmes d'essuyage pour surface vitrée de véhicule automobile. Un tel système comprend un moteur présentant un arbre de sortie entraînant en rotation alternée, par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement, un bras porte-5 balai protégé par un carter. Le système d'essuyage peut subir d'importantes contraintes mécaniques. D'une part, il peut rencontrer divers obstacles sur la surface vitrée. Ces obstacles modifient la trajectoire calculée du bras et donc imposent au système d'essuyage des contraintes. A titre d'exemples, ces obstacles peuvent être : une partie d'un porte-vélo, du givre ou de 10 la neige accumulée sur la vitre. D'autre part, même lorsque le système d'essuyage n'est pas en fonctionnement, il peut être soumis à certaines contraintes mécaniques. De la neige peut s'accumuler sur le système, celui-ci peut être soumis à un jet d'eau à haute pression lors du nettoyage du véhicule ou encore un individu, par exemple un enfant, peut exercer une pression significative sur le bras porte-balai. 15 Ces contraintes mécaniques peuvent détériorer le système d'essuyage et le rendre inopérant. Le bras porte-balai peut se déformer ou même se rompre bien qu'il soit protégé par un carter. Le mécanisme d'entraînement du bras peut également devenir définitivement inutilisable de sorte qu'il faille le changer. Il en est de même pour le moteur d'entraînement du bras porte-balai. Comme le moteur d'entraînement et le bras 20 sont de plus faibles dimensions dans le cas de système d'essuyage de lunette arrière, un tel système est particulièrement susceptible de se détériorer. On connaît d'après la demande FR-2 931 761 un mécanisme d'entraînement d'un système d'essuyage pour surface vitrée capable de se désolidariser en rotation du bras porte-balai lorsque les contraintes subies par le bras dépassent un certain seuil. Ce 25 mécanisme comporte deux bagues et un organe élastique. Mais ce mécanisme vient s'ajouter aux pièces que l'on retrouve habituellement dans un système d'essuyage et est relativement encombrant. Un but de l'invention est de proposer un mécanisme d'entraînement apte à débrayer un système d'essuyage si celui-ci subit un couple dépassant un certain seuil qui soit 30 moins encombrant. Pour ce faire, l'invention a pour objet un mécanisme d'entraînement d'un système d'essuyage pour véhicule, comprenant : - un organe d'accouplement, - une tête d'entraînement comprenant des moyens de liaison à un bras porte-balai, 35 et ; - un coulisseau agencé de sorte qu'il solidarise en rotation l'organe et la tête lorsqu'une valeur d'un couple appliqué sur la tête par rapport à l'organe est inférieure à - 2 - un seuil prédéterminé, et les désolidarise en rotation dans le cas contraire en coulissant dans une direction perpendiculaire à un axe de rotation de l'organe. Ainsi, une seule pièce, à savoir le coulisseau, assure la solidarisation en rotation de l'organe d'accouplement et de la tête. Et l'orientation de coulissement du coulisseau 5 permet d'obtenir un système d'essuyage débrayable à encombrement réduit. De plus, le système d'essuyage peut être facilement ré-embrayé après qu'il a été débrayé suite à l'action d'un couple dont la valeur dépasse le seuil. Un autre avantage est qu'il peut s'adapter sur un arbre standard d'un moteur d'entraînement de système d'essuyage. 10 Avantageusement, le coulisseau présente un logement de réception de l'organe d'accouplement. De préférence, l'organe d'accouplement et le coulisseau forment un assemblage mâle-femelle apte à provoquer le coulissement du coulisseau par effet de rampe. Selon un mode de réalisation, l'organe comprend un corps principal apte à 15 provoquer le coulissement du coulisseau par effet de rampe. Cet agencement est robuste car une détérioration minimale de l'assemblage n'empêche pas le mécanisme de fonctionner. Avantageusement, l'organe est formé par un insert apte à être relié à un arbre d'un moteur. 20 Il n'est ainsi pas nécessaire de faire coopérer directement l'arbre avec le coulisseau. De préférence, l'un parmi l'organe et le coulisseau présente un relief et l'autre parmi l'organe et le coulisseau présente une cavité de réception du relief, le relief et la cavité ayant des faces adaptées pour provoquer le coulissement du coulisseau par effet de rampe. 25 Cet agencement est fiable, simple et peu encombrant. Selon un mode de réalisation, l'insert présente la cavité. Avantageusement, la pièce qui comprend le relief présente une face principale plane, le relief s'étendant en saillie de cette face suivant la direction de l'axe de rotation. Ainsi, la surface d'accouplement entre le relief et la cavité est plus importante. 30 De préférence, le relief comprend une dent. L'invention a également pour objet un système d'essuyage pour véhicule comprenant un moteur d'entraînement, un bras porte-balai et un mécanisme d'entraînement reliant le moteur et le bras conforme à l'invention. De préférence, le coulisseau est relié au bras porte-balai par un ressort tendant à 35 solidariser en rotation l'organe et le coulisseau. Ainsi, la force de rappel du ressort participe à maintenir le coulisseau en position embrayée. De plus, ce même ressort peut être utilisé pour maintenir le balai - 3 - d'essuyage contre la surface vitrée. Avantageusement, le moteur comprend un arbre de sortie formant l'organe d'accouplement. L'encombrement du système d'essuyage est alors réduit et la simplicité du système 5 améliorée car l'arbre de sortie coopère directement avec le coulisseau. On va maintenant décrire, à titres d'exemples non limitatifs, quatre modes de réalisation en se référant aux figures suivantes : - Les figures 1, 2 et 3 sont des vues en perspective respectivement d'une tête d'entraînement, d'un insert d'accouplement et d'un coulisseau selon un premier mode 10 de réalisation ; - Les figures 4 et 5 sont des vues en perspective selon deux angles différents de la tête d'entraînement et du coulisseau assemblés ; - Les figures 6 à 10 sont des vues en perspective de la tête, du coulisseau et de l'insert assemblés ; 15 - La figure 11 et 12 sont des vues en coupe selon le plan XI-XI et de dessus de la tête, de l'insert et du coulisseau assemblés ; - Les figures 13 à 15 sont des vues de dessus et en coupe du coulisseau et de l'insert illustrant le mécanisme en positions embrayée et débrayée respectivement; - La figure 16 est une vue de dessus d'un insert et d'un coulisseau assemblés selon 20 un deuxième mode de réalisation ; - Les figures 17 et 18 sont des vues respectives de dessus et de côté d'un insert et d'un coulisseau selon un troisième mode de réalisation ; et - Les figures 19 à 21 sont des vues de côté et de dessus d'un arbre selon un quatrième mode de réalisation. 25 Nous allons présenter un premier mode de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 à 15. Le système d'essuyage comprend un moteur d'entraînement, non illustré, comportant un arbre de sortie. Il comprend aussi un bras porte-balai et un mécanisme d'entraînement du bras reliant l'arbre et le bras. Le mécanisme comprend notamment une tête d'entraînement 10, un organe 30 d'accouplement, ici un insert 22, monté mobile à rotation par rapport à la tête et un coulisseau 32 illustrés respectivement aux figures 1 à 3. La tête 10 présente une partie circulaire creuse 12 dont les bords forment un logement de réception circulaire 13 de l'insert et de l'arbre. Ce logement présente un axe (XX') autour duquel l'arbre peut effectuer une rotation alternée. La tête 10 comporte 35 en outre un support 14 destiné à recevoir le coulisseau monté mobile à coulissement par rapport à la tête. La direction de coulissement est perpendiculaire à l'axe (XX'). Le support 14 comprend deux pattes 16 dimensionnées pour enserrer le coulisseau et - 4 - deux appendices 18 s'étendant perpendiculairement aux pattes 16 et tels qu'ils peuvent maintenir le coulisseau contre la partie inférieure de la tête 10. Les pattes 16 assurent le guidage du coulisseau lors du coulissement. La tête 10 possède également des moyens de liaison au bras porte-balai. Ces 5 moyens comprennent deux ouvertures circulaires coaxiales 20 situées sur deux flancs opposés de la tête 10. Ces ouvertures 20 sont destinées à recevoir une vis ou un arbre de fixation permettant d'établir une liaison en rotation du bras avec la tête autour d'un axe orthogonal à l'axe (XX'). Cette rotation est notamment utilisée lorsque l'utilisateur souhaite par exemple éloigner le balai de la vitre. La tête d'entraînement peut être 10 réalisée dans un matériau tel qu'une matière plastique ou un métal. L'insert 22 a une forme générale à symétrie de révolution autour de l'axe (XX'). Il présente un logement central 26 de forme cylindrique à section circulaire pour la réception de l'arbre du moteur et la fixation rigide à ce dernier. L'insert 22 présente en outre une face externe de forme cylindrique à section circulaire dans laquelle est 15 ménagée une cavité telle qu'une rainure 28 adaptée pour recevoir une dent du coulisseau comme on le verra plus loin. La cavité présente deux faces planes non parallèles entre elles opposées l'une à l'autre et divergentes en direction opposée à l'axe (XX'). L'insert 22 présente également a sa base une partie circulaire 30 d'un diamètre plus large que celui de la face externe. 20 Le coulisseau 32 a une forme générale plate délimitée par deux faces principales planes parallèles opposées 34 et 40. Il présente une ouverture oblongue formant un logement de réception 36 de l'insert. La partie circulaire porte en outre sur toute son épaisseur un relief tel qu'une dent d'accouplement 38 s'étendant en saillie du bord de la partie en direction du centre du logement 36. Le relief ne dépasse pas l'épaisseur de la 25 partie. Le coulisseau présente de plus une partie pleine 40 adjacente à la partie circulaire et formant avec cette partie deux épaulements de butée 41. La partie pleine 40 comporte également un moyen de liaison à un bras porte-balai. Ici, ce moyen est un orifice 42. L'insert 22 et le coulisseau 32 sont réalisés dans des matériaux qui peuvent glisser 30 facilement l'un par rapport à l'autre. On peut évoquer les associations suivantes, non limitatives : L'insert et le coulisseau comprennent de l'acier, l'insert comporte de l'acier et/ou de l'aluminium et le coulisseau un matériau polymère, l'insert comporte du zamac et le coulisseau un matériau polymère ou de l'aluminium. Les figures 5 à 13 illustrent le mécanisme en position embrayée. 35 Comme le montre la figure 5, le coulisseau 32 est dimensionné pour que les bords latéraux de la partie 40 soient enserrés par les deux pattes 16 de la tête 10. Ces pattes assurent également le guidage à coulissement du coulisseau. Les deux appendices 18 - 5 - s'étendent perpendiculairement aux pattes 16, mais sans obstruer l'orifice 42 du coulisseau 32. Les pattes 16 peuvent venir en butée contre les épaulements 41 qui définissent ainsi une position de fin de course pour le coulissement du coulisseau par rapport à la tête lorsque le coulisseau passe de la position débrayée à la position embrayée. En position embrayée, le coulisseau 32 est maintenu contre la partie inférieure de la tête d'entraînement 10 par les deux appendices. Le logement 13 de la tête s'étend entièrement en regard de celui 36 du coulisseau et en regard de la dent. Celle-ci est suffisamment grande pour s'étendre en saillie du bord de la partie circulaire 12 de la tête 10. Les bords circulaires internes des logements du coulisseau et de la tête, du côté opposé au support, sont en coïncidence. Le coulisseau 32 ne s'étend pas en saillie de la tête du côté opposé au support 14. Comme illustré aux figures 6 et 7 l'insert 22 est reçu dans les logements 13 et 36 de la tête 10. Ainsi, la partie circulaire 34 du coulisseau 32 est emprisonnée entre la base 15 30 de l'insert 22 et la tête 10. Le coulisseau 32 est en outre maintenu par les paires de pattes 16 et d'appendices 18. La figure 8 illustre la solidarisation en rotation de l'insert 22 et de la tête 10. Cette solidarisation correspond à une situation où une valeur d'un couple appliqué sur le bras par rapport à l'arbre est inférieure à un seuil prédéterminé. La solidarisation s'effectue 20 par la réception de la dent 38 du coulisseau 32 dans la cavité 28 de l'insert 22 suivant un assemblage mâle-femelle. Lorsque l'arbre, non représenté ici, est en rotation, il entraîne la rotation de l'insert 22. Comme l'insert 22 est solidaire en rotation du coulisseau 32, ce dernier est également en rotation et entraîne la tête 10, et donc le bras porte-balai et le balai d'essuyage. 25 Comme illustré aux figures 9, 10 et 11 l'orifice 42 du coulisseau permet de le relier au bras porte-balai 48 par l'intermédiaire d'un ressort 46. Ceci s'effectue au moyen d'une extrémité 44 du ressort en forme de crochet qui est accrochée au coulisseau 32 par l'orifice 42. Une extrémité opposée 45 du ressort également en forme de crochet est accrochée au bras porte-balai 48. Le bras porte-balai 48 est lié à la tête 10 à l'aide 30 d'un arbre 50 s'étendant latéralement dans les orifices 20 de la tête et permettant la solidarisation de la tête 10 et du bras 48. Le ressort exerce une force de rappel tendant à maintenir la dent 38 dans la cavité 28 et le bras contre la vitre. En outre, un carter 52 de protection est adjoint sur le bras porte-balai 48. Il est à noter, notamment en référence à la figure 13 que le diamètre de l'insert 22 35 est tel que, lorsque la dent 38 du coulisseau 32 est logée dans la rainure 28 de l'insert, il subsiste un espace 54 non occupé entre l'insert et le coulisseau situé du côté de l'insert opposé à la dent. - 6 - On va maintenant décrire en références aux figures 4 et 11 à 15 le fonctionnement du mécanisme lorsque la valeur d'un couple appliqué autour de l'axe sur le bras par rapport à l'arbre jusqu'alors inférieure à un seuil prédéterminé dépasse ce seuil. Le mécanisme va alors gagner sa position débrayée. Tant que la valeur du couple est inférieure au seuil, le mécanisme d'entraînement est tel qu'illustré aux figures 5 à 13. Lorsque le système d'essuyage est à l'arrêt et que la valeur du couple dépasse le seuil, la force de rappel du ressort 46 n'est plus suffisante pour maintenir la dent 38 dans la cavité 28. Ainsi, par effet de rampe, la dent 38 quitte la cavité 28 et le coulisseau coulisse par rapport à la tête à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort. Comme le montre la figure 4, les épaulements 41 sont libres, et la dent 38 du coulisseau sort de la cavité. Cette situation est notamment illustrée aux figures 14 et 15. L'arbre reste solidaire de l'organe d'accouplement ici constitué par l'insert 22. En revanche, l'insert 22 n'est plus solidarisé par la dent 38 du coulisseau 32 à la tête d'entraînement 10. Le balai et la tête tournent alors par rapport à l'arbre et à l'insert autour de l'axe ()0('). Lorsque le système est en fonctionnement et que la valeur du couple dépasse le seuil, le mécanisme fonctionne de manière analogue. A l'issue du débrayage, l'arbre et l'insert tournent par rapport au balai et à la tête. Ainsi, le coulisseau 32 désolidarise en rotation l'arbre et le bras lorsqu'une valeur d'un couple appliqué sur le bras par rapport à l'arbre est supérieure au seuil en coulissant dans la direction perpendiculaire à l'axe. A l'issue du coulissement, le système d'essuyage est débrayé, et aucune pièce n'a été détériorée. L'utilisateur peut par la suite embrayer à nouveau le système d'essuyage par simple 25 rotation du bras afin de repositionner la dent 38 dans la rainure 28. La force de rappel du ressort 46 tend à faire coulisser le coulisseau de sorte que la dent 38 se positionne dans la rainure. On va décrire en référence à la figure 16 un deuxième mode de réalisation. Seules les différences avec le précédent mode vont donc être présentées. Les références 30 numériques des éléments analogues seront augmentées de 100. La section de l'insert 122, vue de dessus, a cette fois la forme d'une couronne entamée par deux faces planes identiques 125 symétriques l'une de l'autre et s'étendant sur une même moitié du disque. Le bord du coulisseau 132 formant le logement de réception de l'insert présente une section complémentaire avec deux 35 faces planes aptes à venir simultanément en contact surfacique avec les deux faces 125, sur toute la hauteur de l'insert. Ainsi, l'organe d'accouplement, ici constitué par l'insert 122, et le coulisseau 132 forment un assemblage mâle-femelle apte à provoquer - 7 - le coulissement du coulisseau 132 par effet de rampe. De plus, c'est ici le corps de l'insert 122 qui réalise l'accouplement. L'ensemble est positionné sur un arbre 300 de sortie du moteur. Le mécanisme fonctionne de façon analogue à celui du premier mode. Lorsque la 5 force de rappel du ressort n'est plus suffisante pour s'opposer à un couple élevé sur le système, le coulisseau coulisse, par effet de rampe, dans une direction perpendiculaire à un axe de l'arbre pour désolidariser en rotation l'insert et la tête. On a illustré aux figures 17 et 18 un troisième mode de réalisation de l'invention. Seules les différences vont être explicitées. Les références numériques des éléments 10 analogues seront augmentées de 100. Comme précédemment, le coulisseau 232 présente deux faces principales planes ainsi qu'un relief 238 s'étendant à partir d'une partie 239 formant un logement de réception de l'arbre. En revanche, le relief s'étend cette fois en saillie perpendiculairement à l'une des faces principales planes du coulisseau 232. Ce relief 15 peut pénétrer dans une rainure de même longueur de l'insert ou de l'arbre. On a représenté aux figures 19 à 21 l'invention selon un quatrième mode de réalisation. Ce mode présente la particularité de ne pas nécessiter d'insert pour fonctionner. En effet, l'arbre 400 du moteur forme l'organe d'accouplement. L'arbre 400 est adapté pour recevoir le coulisseau. Il possède à cette fin une cavité 402 allongée 20 suivant une direction parallèle à son axe. Le coulisseau présente une dent d'accouplement 438. Le couple formé par la cavité 402 et la dent 438 présente des profils complémentaires similaires à ceux décrits précédemment et solidarise en rotation le bras porte-balai 410 et l'arbre 400. Ainsi, l'arbre de sortie du moteur est relié directement au coulisseau sans nécessiter la présence d'un insert. 25 Bien que l'invention soit ici décrite selon quatre modes de réalisation, ceux-ci ne sont nullement limitatifs et on peut lui apporter différentes variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. On pourra par exemple prévoir que la dent soit sur l'insert et la cavité sur le coulisseau. REVENDICATIONS1. Mécanisme d'entraînement d'un système d'essuyage pour véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend : - un organe d'accouplement (22), - une tête d'entraînement (10) comprenant des moyens de liaison (20) à un bras 5 porte-balai (48), et - un coulisseau (32) agencé de sorte qu'il solidarise en rotation l'organe et la tête lorsqu'une valeur d'un couple appliqué sur la tête par rapport à l'organe est inférieure à un seuil prédéterminé, et les désolidarise en rotation dans le cas contraire en coulissant dans une direction perpendiculaire à un axe de rotation de l'organe. 10 2. Mécanisme selon la revendication précédente, dans lequel le coulisseau (32) présente un logement (36) de réception de l'organe d'accouplement (22). 3. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 15 l'organe d'accouplement (122) et le coulisseau (132) forment un assemblage mâle-femelle apte à provoquer le coulissement du coulisseau par effet de rampe. 4. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe (22) comprend un corps principal apte à provoquer le coulissement du 20 coulisseau (32) par effet de rampe. 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe est formé par un insert (22) apte à être relié à un arbre d'un moteur. 25 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'un parmi l'organe (22) et le coulisseau (32) présente un relief (38) et l'autre parmi l'organe et le coulisseau présente une cavité (28) de réception du relief, le relief et la cavité ayant des faces adaptées pour provoquer le coulissement du coulisseau par effet de rampe. 30 7. Mécanisme selon la revendication précédente, dans lequel la pièce (232) qui comprend le relief présente une face principale plane, le relief (238) s'étendant en saillie de cette face suivant la direction de l'axe de rotation. 35 8. Mécanisme selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 6 et 7,- 9 - dans lequel l'insert (22) présente la cavité (28). 9. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le relief comprend une dent (38). 5 10. Système d'essuyage pour véhicule comprenant : - un moteur d'entraînement, - un bras porte-balai (48), et - un mécanisme d'entraînement reliant le moteur et le bras, selon l'une quelconque 10 des revendications précédentes. 11. Système d'essuyage selon la revendication précédente, dans lequel le coulisseau (32) est relié au bras porte-balai (48) par un ressort (46) tendant à solidariser en rotation l'organe et le coulisseau. 15 12. Système d'essuyage selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, dans lequel le moteur comprend un arbre de sortie (400) formant l'organe d'accouplement.