Description

MéCANISME DE COMMANDE EN ROTATION NOTAMMENT POUR DISPOSITIF D ESSUYAGE DE VéHICULE

AUTOMOBILE

[0001] La présente invention concerne un mécanisme qui est destiné, d'une part, à entraîner un arbre secondaire en rotation alternée autour d'un arbre primaire, et d'autre part, à commander le pivotement axial sur lui-même dudit arbre secondaire.

[0002] Linvention trouve une application intéressante, mais non exclusive, dans le domaine des systèmes d'essuyage pour pare-brises de véhicules automobiles.

[0003] Aujourd'hui, les constructeurs automobiles souhaitent équiper les véhicules de pare- brises à surfaces complexes ou panoramiques dont la particularité est de comporter des portions latérales présentant de fortes courbures.

[0004] Pour pouvoir obtenir une qualité d'essuyage optimale sur de telles surfaces complexes, il est connu dutiliser des systèmes d'essuie-glaces mettant en œuvre des balais d'essuyage à angles d'attaque variables. Avec ce type de dispositif en effet, linclinaison du balai par rapport à la normale à la surface du pare -brise, évolue en fonction de la position angulaire du bras porte-balai associé. Cette caractéristique permet de se conformer aux préconisations d'angle d'attaque, et ce durant tout le cycle de balayage.

[0005] Les dispositifs d'essuyage de l'état de la technique, qui disposent de cette fonctionnalité, comportent généralement un bras porte-balai qui est monté mobile en pivotement axiale, et qui est piloté en déplacement par lintermédiaire de moyens de commande exploitant le mouvement de balayage primaire du système.

[0006] De tels moyens de commande peuvent notamment se présenter sous la forme d'un frotteur qui est solidaire du bras porte-balai et qui est à même de coopérer par glissement avec une came fixe dont le profil s'étend suivant les trois dimensions de l'espace.

[0007] Ce type d'agencement présente toutefois linconvénient d'être particulièrement encombrant, notamment en hauteur, de par précisément la forme tridimensionnelle de la came. Son utilisation est par ailleurs limitée à des corrections relativement progressives, ce qui s'avère quelque peu inadéquat dans le cas dun pare-brise à surface complexe ou panoramique qui requiert plutôt des variations rapides de l'angle d'attaque lorsque le balai d'essuyage atteint un des bords latéraux à fortes courbures.

[0008] Pour remédier à ces difficultés, il a été développé des moyens de commande

mettant en œuvre une came plane beaucoup moins volumineuse, en association avec un mécanisme convertissant le mouvement linéaire classiquement généré par ladite came en un mouvement rotatif transmissible au bras porte -balai.

[0009] Cependant, ce genre de réalisation présente tout de même des désavantages importants qui sont pour l'essentiel liés à sa grande complexité structurelle. Le mécanisme de conversion de mouvement requiert en effet la mise en œuvre et la coopération d'un très grand nombre de pièces.

[0010] Une première conséquence est qu'un tel système s'avère au final extrêmement onéreux, de par la valeur cumulée des prix de revient intrinsèques des différentes pièces, mais aussi en raison du surcoût de montage que leur présence en très grand nombre implique.

[0011] Un autre inconvénient de ce second mode de réalisation réside dans le fait que les moyens de commande présentent eux aussi un encombrement trop important, même si cela se manifeste ici avant tout dans le sens de la longueur. Le mécanisme de conversion de mouvement se doit en effet d'être implanté suivant l'axe du bras porte- balai.

[0012] Un dernier désavantage inhérent au très grand nombre de pièces et donc de liaisons mises en jeu, concerne l'existence inévitable de problèmes de dispersions géométriques qui sont de nature à entraîner des disfonctionnements, voir même des dégradations irréversibles.

[0013] Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention, est de proposer un mécanisme de commande en rotation qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique en étant notamment sensiblement moins onéreux à fabriquer, tout en offrant un encombrement réduit.

[0014] La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le mécanisme de commande en rotation comporte:

- un arbre primaire apte à être entraîné en rotation axiale alternée,

- un support d'entraînement solidaire de l'arbre primaire,

- un arbre secondaire monté mobile en rotation axiale par rapport au support d'entraînement,

- une came fixe dotée dun profil spécifique,

- un organe de commande solidaire de l'arbre secondaire et apte à coopérer par glissement avec le profil de came lors du déplacement du support d'entraînement par rapport à la came fixe, et en ce que le glissement de l'organe de commande le long du profil de came est apte à

∞mmander le pivotement axial de l'arbre se∞ndaire.

[0015] II est à noter que dans l'ensemble de ce texte, le terme profil désigne très généralement la surface active de la came, quil s'agisse par exemple de son pourtour externe ou d'un contour interne délimitant une rainure traversante.

[0016] Quoi quil en soit, linvention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de disposer d'une structure relativement simple comparée aux mécanismes de commande en rotation de l'état de la technique.

[0017] La came de linvention n'est pas classiquement utilisée pour transformer un mouvement de rotation en un mouvement linéaire, sachant que ce mouvement linéaire devra ensuite être obligatoirement converti en un mouvement rotatif pour pouvoir être transmis au bras porte -balai. La came de linvention est en effet employée pour générer un pivotement de l'organe de commande, ce qui va alors directement entraîner la mise en rotation axiale du bras porte-balai.

[0018] II s'agit d'un principe de fonctionnement beaucoup plus simple que ceux de l'art antérieur, ce qui implique que sa mise en œuvre nécessite considérablement moins de pièces. Il en résulte un gain significatif en terme de coût de fabrication, que ce soit au niveau du prix de revient intrinsèque de chaque élément constitutif du mécanisme, ou de celui du montage.

[0019] L'association d'une came plane et d'un organe de commande directement adjacent permet en outre de limiter les dimensions du mécanisme de commande en rotation. Ce dernier peut ainsi offrir une compacité optimale de nature à favoriser son intégration, par exemple dans un dispositif d'essuyage pour pare-brise de véhicule automobile.

[0020] La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles.

[0021] Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux faire comprendre en quoi consiste linvention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective de dessus et en transparence, qui illustre de manière partielle un dispositif d'essuyage intégrant un mécanisme de commande en rotation conforme à un premier mode de réalisation de linvention. La figure 2 est une vue de dessus qui représente le dispositif d'essuyage de la figure 1 dans une position dite arrêt fixe.

La figure 3 constitue une vue similaire à la figure 2, mais avec le dispositif d'essuyage dans une position dite opposée arrêt fixe.

La figure 4 est une vue en perspective de dessus qui montre la disposition relative des principaux composants du mécanisme de commande en rotation.

La figure 5 fait apparaître le mécanisme de commande en rotation en coupe suivant un plan passant à la fois par l'axe de l'arbre secondaire et par l'axe de l'organe de commande.

La figure 6 est une vue en perspective de dessus qui illustre une variante du premier mode de réalisation de linvention.

La figure 7 constitue une vue similaire à la figure 6, mais en perspective de dessous.

La figure 8 est une vue de dessous et en perspective latérale, qui représente un mécanisme de commande en rotation conforme à un second mode de réalisation de linvention.

La figure 9 constitue une vue similaire à la figure 8, mais plus franchement en perspective de dessous.

[0022] Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique.

[0023] Les figures 1 à 5 illustrent un dispositif d'essuyage qui est destiné à équiper un pare- brise panoramique de véhicule automobile, et qui intègre un mécanisme de commande en rotation 1 conforme à un premier mode de réalisation de linvention.

[0024] II est à noter que ces différentes représentations ne sont que partielles, en ce sens que tous les éléments constitutifs du dispositif d'essuyage ne sont pas systématiquement représentés pour d'évidentes raisons de clarté. C'est le cas notamment des moyens moteurs, du bras porte-balai et du balai d'essuyage.

[0025] Quoi quil en soit, et conformément à l'objet de la présente invention, le mécanisme de commande en rotation 1 est tout d'abord doté dun arbre primaire 10 qui est destiné à être entraîné en rotation axiale alternée. Pour cela, l'arbre primaire 10 est d'ailleurs couplé à des moyens moteurs qui sont dans le cas présent classiquement constitués par un moto-réducteur électrique.

[0026] Le mécanisme de commande en rotation 1 est ensuite pourvu dun support d'entraînement 20 qui est solidaire de l'arbre primaire 10. Dans ce mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, le support d'entraînement 20 se présente concrètement sous la forme d'un boîtier 21 qui est composé d'un corps 22 et d'un couvercle 23. Le corps 22 est en fait emboîté sur une portion tronoonique 11 de l'arbre primaire 10, où il est maintenu par lintermédiaire d'un écrou de blocage 12 qui

est vissé à l'extrémité 13 dudit arbre primaire 10.

[0027] Le mécanisme de ∞mmande en rotation 1 ∞mporte également un arbre se∞ndaire 30 qui est monté mobile en rotation axiale par rapport au support d'entraînement 20. Dans cet exemple de réalisation, cet arbre secondaire 30 est positionné de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe primaire 10. Sa mobilité en rotation est par ailleurs guidée par lintermédiaire de deux bagues 32, 33 qui sont intégrées dans le corps 22 du boîtier 21. Enfin, l'arbre secondaire 30 est directement solidaire d'une tête rotative 31 qui est chargée de supporter le bras porte-balai du dispositif d'essuyage, monté articulé.

[0028] Le mécanisme de commande en rotation 1 comprend par ailleurs une came fixe 40 disposant d'un profil spécifique 41 qui est fonction de la courbure effective de la surface de pare-brise à traiter. Limmobilisation de la came 40, par rapport au reste du mécanisme de commande 1, s'effectue par lintermédiaire d'une patte de fixation 47 qui est destinée à être solidarisée rigidement au véhicule automobile. On remarque que cette fixation peut s'opérer de manière directe en venant s'ancrer sur la carrosserie, ou de manière indirecte en venant s'attacher sur les moyens moteurs par exemple.

[0029] Le mécanisme de commande en rotation 1 dispose enfin d'un organe de commande 50 qui est solidaire de l'arbre secondaire 30, et qui est à même de coopérer par glissement avec le profil 41 de la came fixe 40, lors du déplacement relatif entre le support d'entraînement 20 et ladite came fixe 40. Dans cet exemple de réalisation, l'organe de commande 50 est positionné de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'arbre secondaire 30. Cela fait qu'au final, il s'étend de manière sensiblement coplanaire à l'axe de l'arbre primaire 10, et ce quel que soit l'angle de pivotement de l'arbre secondaire 30.

[0030] Quoi quil en soit, l'ensemble est par ailleurs agencé de manière à ce que le glissement de l'organe de commande 50, le long du profil 41 de la came fixe 40, soit en mesure de commander le pivotement axial de l'arbre secondaire 30.

[0031] II est à noter qu'en théorie, l'organe de commande 50 peut prendre nimporte quelle forme et/ou structure susceptible de lui permettre de remplir sa simple fonction de bras de commande.

[0032] Dans cet exemple de réalisation cependant, et conformément à une particularité de linvention, l'organe de commande 50 comporte de préférence un levier 60 dont une extrémité 61 est solidaire de l'arbre secondaire 30, un élément de contact 70 monté libre en rotation axiale sur le levier 60, ainsi que des moyens de rappel élastique 80 à même de maintenir l'élément de contact 70 en appui contre le profil 41 de la came fixe

40.

[0033] Selon une autre particularité de linvention mise en œuvre dans cet exemple de réalisation, l'élément de contact 70 est en outre monté mobile en coulissement le long du levier 60. Cette caractéristique est avant tout destinée à garantir le contact entre l'élément de contact 70 et le profil de came 41, quelle que soit la valeur angulaire du pivotement de l'arbre secondaire 30. Suivant la nature de l'organe de commande 50 utilisé, cette mobilité peut être indispensable au bon fonctionnement du mécanisme, ou être purement accessoire avec un simple objectif d'optimisation. Dans le cas de l'exemple de réalisation objet des figures 1 à 5, sa présence s'avère obligatoire.

[0034] En effet, conformément à un premier mode de réalisation de linvention, l'élément de contact 70 qui est destiné à coopérer par glissement avec le profil de came 41, est constitué par une rotule sensiblement sphérique 71. Par ailleurs, le profil de came correspondant 41 se présente quant à lui sous la forme d'une rainure traversante 42 qui est ménagée dans l'épaisseur de la came fixe 40.

[0035] De manière particulièrement intéressante, la section de la rainure traversante 42 est sensiblement complémentaire de celle de la portion correspondante de la rotule 71. Cela signifie en d'autres termes que le bord interne de la came fixe 41, qui délimite la rainure traversante 42, présente des parois qui sont sensiblement concaves.

[0036] Selon une caractéristique complémentaire de ce premier mode de réalisation, les moyens de rappel élastique 80 sont en mesure d'entraîner la rotule 71 en déplacement le long du levier 60 vers une position de contact avec le profil 41 de la came fixe 40.

[0037] Dans cet exemple de réalisation, les moyens de rappel élastique 80 sont concrètement constitués par un ressort de compression 81 dont une extrémité prend appui sur une butée 62 ménagée à la partie distale du levier 60, et dont l'autre extrémité exerce une force de poussée sur la rotule coulissante 71, via une rondelle antifrottement 82 (figure 5).

[0038] Le montage coulissant de la rotule 71, combiné à l'action du ressort de compression 81, permet de compenser les variations de géométrie qui apparaissent au niveau de la liaison mobile reliant l'arbre secondaire 30 et la came 40, lors de la mise en œuvre du mécanisme de commande en rotation 1.

[0039] La distance entre le point de fixation du levier 60 sur l'arbre secondaire 30 d'une part, et le point de contact de l'organe de commande 50 sur le profil de came 41 d'autre part, n'est en effet pas constante. Elle évolue au fur et à mesure de la rotation du support d'entraînement 20, puisque le profil de came 41 ne s'étend pas de manière concentrique par rapport à l'axe de l'arbre primaire 10.

[0040] Or la mobilité en coulissement de la rotule 71 permet justement de faire varier la longueur du bras de levier de l'organe de ∞mmande 50. Il est ainsi possible d'adapter automatiquement cette longueur en fonction de l'écartement réel existant entre le point de fixation sur l'arbre secondaire 30 et le point de contact sur le profil de came 41. Le rôle du ressort de compression 81 est quant à lui absolument complémentaire puisquil consiste à garantir, de manière tout aussi automatique, un contact effectif entre la rotule 71 et le profil de came 41 lorsque la longueur du bras de levier de l'organe de commande 50 vient à évoluer.

[0041] Dans cet exemple particulier de réalisation, on observe que la came 40 présente en fait une structure composite. Elle est en effet constituée d'une pièce support 43 qui intègre un insert 44 supportant le profil 41. Cette configuration permet d'optimiser le choix des matériaux en fonction du rôle effectif de chaque partie de la came 40.

[0042] Mais bien entendu, et de manière parfaitement équivalente, il est tout à fait envisageable d'utiliser une came fixe 40 se présentant sous la forme d'une pièce monobloc dans laquelle serait directement ménagé le profil 41.

[0043] Les figures 2 et 3 permettent de mieux visualiser la cinématique du mécanisme de commande en rotation 1 tel que précédemment décrit.

[0044] On observe sur la figure 2 que lorsque le dispositif d'essuyage est en position arrêt fixe, la tête rotative 31 est disposée suivant un plan qui ne présente pas dinclinaison particulière par rapport à l'axe de l'arbre primaire 10.

[0045] Par contre, et conformément à la figure 3, on remarque que la tête rotative 31 a basculé axialement d'environ 25° dès lors que le dispositif d'essuyage arrive en position opposée arrêt fixe, c'est-à-dire que le support d'entraînement 20 a subi une rotation d'un peu plus de 90°.

[0046] Entre ces deux positions extrémales d'arrêt fixe et d'opposée arrêt fixe, le pivotement de la tête rotative 31 ne va pas pour autant varier linéairement, mais il va suivre une loi bien déterminée dictée par le profil de came 41. C'est ainsi que dans cet exemple, la mise en rotation de la tête 31 ne va débuter qu'aux alentours des 75° de rotation du support d'entraînement 20, puis se poursuivre avec des phases d'accélération et de décélération adaptées à la courbure du pare-brise associé.

[0047] Les figures 6 et 7 illustrent une variante du premier mode de réalisation des figures 1 à 5, qui se singularise essentiellement par la nature particulière de ses moyens de rappel élastique 80. C'est en effet une tôle ressort 83 qui est utilisée ici pour maintenir l'élément de contact 70 en appui contre le profil 41 de la came fixe 40.

[0048] Dans la pratique, cette tôle ressort 83 est solidarisée le long de la rainure 42, sur la

face de la came 40 qui est pas orientée en opposition de l'arbre secondaire 30. Elle s'étend ainsi de manière sensiblement symétrique par rapport à linsert 44, et sa section est sensiblement complémentaire à celle de la portion de rotule 71, qui n'est pas introduite dans le profil de came 41.

[0049] Le fait que la rotule 71 soit au final prise en sandwich entre linsert 44 et la tôle ressort 83, combiné à la capacité de déformation élastique de ladite tôle ressort 83, permet à ladite rotule 71 de rester au contact du profil de came 41 sans qu'un quelconque ressort de compression ne soit nécessaire. Cela signifie par conséquent que la rotule 71 est simplement montée libre en coulissement le long du levier 60.

[0050] Les figures 8 et 9 correspondent quant à elle à un second mode de réalisation de linvention, qui se singularise par le fait que l'élément de contact 70 est ici constitué par un galet 72 sensiblement cylindrique, tandis que le profil de came 41 est quant à lui classiquement constitué par le pourtour externe 45 de la came fixe 40. Il est entendu ici que les génératrices du galet cylindrique 72 peuvent être à priori quelconques, c'est-à-dire concaves, convexes ou tout simplement droites.

[0051] De manière complémentaire, le galet 72 présente une paroi latérale 73 dont la courbure est sensiblement complémentaire de celle du pourtour externe 45 de la came fixe 40. On se trouve ici précisément dans les cas où les génératrices du galet cylindrique 72 ne sont pas strictement droites.

[0052] Conformément à une autre caractéristique de ce second mode de réalisation, les moyens de rappel élastique 80 sont en mesure d'entraîner l'arbre secondaire 30 en pivotement axial vers une position correspondant à un contact entre le galet 72 et le profil 41 de la came fixe 40.

[0053] Dans cet exemple de réalisation, les moyens de rappel élastique 80 sont en fait constitués par un ressort cylindrique à action angulaire 84. Celui-ci est implanté de telle sorte que son corps s'étende autour de l'extrémité proximale 34 de l'arbre secondaire 30, que l'une de ses extrémités 85 vienne en butée contre le support d'entraînement 20, et que son autre extrémité 86 exerce une force de poussée sur le levier 60 de l'organe de commande 50.

[0054] Contrairement au premier précédemment décrit, le second mode de réalisation présente l'avantage de ne pas nécessiter la présence d'un quelconque système à même de compenser les variations de distance entre l'arbre secondaire 30 et le point de contact effectif de l'organe de commande 50 sur le profil de came 41. Le galet 72 est en effet conformé et dimensionné de manière à disposer d'une très large surface de contact destinée à coopérer par glissement avec le profil de came 41. La concavité et la

hauteur de sa paroi latérale 73 sont en effet choisies de façon à toujours garantir un ∞ntact entre le galet 72 de l'organe de ∞mmande 50 et la came fixe 40.

[0055] Selon une autre particularité de linvention, le support d'entraînement 20 se présente sous la forme dun boîtier 21 dans lequel prennent place la came fixe 40 et l'organe de commande 50. Cela sous-entend tout d'abord que l'ensemble est ménagé de façon à ce que l'arbre primaire 10 et l'arbre secondaire 30 pénètre à lintérieur du boîtier 21. Mais la came fixe 40 étant vouée à demeurer immobile par rapport au reste du mécanisme de commande 1, cela sous-entend également que l'ensemble est agencé de manière à ce que le boîtier 21 puisse tourner malgré la présence de la came fixe 40 en son sein.

[0056] Cette caractéristique permet de pouvoir regrouper l'essentiel des composants du mécanisme de commande 1 à lintérieur d'un ensemble relativement étanche aux éléments extérieurs et autres salissures. Il est ainsi possible d'améliorer notablement la fiabilité et la durée de vie du mécanisme de commande en rotation 1.

[0057] Dans cet exemple de réalisation, le boîtier 21 est composé d'un corps creux 22 dont l'ouverture est obturée par un couvercle 23. Ces deux éléments sont associés de façon amovible. Pour cela, le couvercle 23 est doté de quatre pattes élastiquement déformables 24 qui sont réparties au niveau de chacun de ses côtés, et qui sont à même de venir s'emboîter après déformation sur des bossages 25 ménagés de manière adéquate à la surface extérieure du corps 22.

[0058] Ainsi qu'on peut le voir aux figures 4 et 5, le boîtier 21 est par ailleurs pourvu de moyens d'étanchéité 90 qui sont à même de parfaire son imperméabilité au niveau des zones où sont implantés les arbres mobiles 10, 30. On remarque notamment la présence d'un premier joint torique 91 qui est positionné entre le corps 46 de la came 40 et le couvercle 23, ainsi qu'un second joint torique 92 qui est positionné quant à lui entre l'arbre secondaire 30 et le corps 22 du boîtier 21.

[0059] Selon une autre particularité de linvention, le mécanisme de commande 1 est en outre doté de moyens dindexation 100 qui sont en mesure dimmobiliser le support d'entraînement 20 de façon réversible par rapport à la came fixe 40 (figures 1 à 4). Cette caractéristique permet de verrouiller temporairement ses différentes parties mobiles durant les phases de transport et de stockage, et ce jusqu'au montage final du dispositif d'essuyage sur le véhicule automobile qui lui est destiné.

[0060] Dans ce mode particulier de réalisation, choisi uniquement à titre d'exemple, les moyens dindexation 100 comportent une goupille 101 dont le corps vient se loger à travers un logement de maintien 102 ménagé dans le couvercle 23, et dont l'extrémité distale est à même de sinsérer dans un trou de blocage 103 ménagé à travers la patte

de fixation 47.

[0061] Mais bien entendu, tout autre système de verrouillage ∞nnu de l'état de la technique pourrait être utilisé de manière équivalente.

[0062] Plus généralement, linvention concerne aussi tout dispositif d'essuyage comprenant des moyens moteurs à même de générer un mouvement de rotation alternée, ainsi qu'un bras porte -balai à l'extrémité duquel est monté un balai d'essuyage, et comportant en outre un mécanisme de commande en rotation 1 tel que précédemment décrit, les moyens moteurs étant couplés à l'arbre primaire 10 tandis que le bras porte-balai est solidaire de l'arbre secondaire 30.

[0063] Mais plus globalement encore, linvention est également relative à tout véhicule automobile doté d'au moins un dispositif d'essuyage tel que précédemment décrit.