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Perfectionnements aux essuie-glaces.
Cette Invention se rapporte aux essuie-glaces et plus spécialement aux essuie-glaces actionnés par un système hydrau- lique.
Elle a pour objet un essuie-glace simplifié, à distribu- tion automatique, qui est plus léger et plus facile à installer que les appareils connus jusqu'à présent.
Suivant l'invention le système hydraulique d'essuie- glace comprend un essuie-glace et une pompe à pistons jumelés, l'essuie-glace comportant une enveloppe, un pignon monté dans celle-ci sur un arbre destiné à porter un bras essuyeur, deux crémaillères diamétralement opposées par rapport à ce pignon, deux cylindres et des pistons à simple effet, ces cylindres étant
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susceptibles d'être raccordés à la pompe et chaque piston étant solidaire d'une des deux crémaillères, de telle sorte que le déplacement d'un piston dans un sens déplace l'autre piston dans le sens opposé, et un dispositif pour ramener à la pompe le liquide en excès pompé dans ces cylindres.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on la décrira en détail ci-dessous avec référence aux dessins annexés, dans les- quels :
Fig. 1 est une vue en élévation de face partiellement en coupe d'une forme d'exécution de l'essuie-glace.
Fig. 2 est une vue en élévation de côté partiellement en coupe du même essuie-glace.
Fig. 3 est une vue moitié en élévation moitié en coupe verticale de la pompe conjuguée avec l'essuie-glace.
Fig. 4 est une vue en élévation de face, partiellement en coupe verticale d'une autre forme d'exécution de l'essuie- glace.
Fig. 5 est une vue moitié en élévation de côté et moitié en coupe verticale de la pompe conjuguée avec l'essuie-glace.
Suivant une forme d'exécution de l'invention un essuie- glace hydraulique perfectionné pour avions comporte un dispositif essuyeur représenté sur les Figs. 1 et 2, et un dispositif de pompage représenté sur la Fig. 3. Le dispositif essuyeur comporte une enveloppe 1, dans laquelle deux cylindres verticaux parallèles 2, d'égale capacité, sont placés côte à côte, et un piston à sim- ple effet 3 est logé dans chaque cylindre. L'extrémité inférieure d'une crémaillère 4 est engagée dans une emboîture 5 ménagée à l'extrémité supérieure de chaque piston et les deux crémaillères sont parallèles et s'étendent côte à côte, les dents 6 étant for- mées sur leurs faces adjacentes.
Entre les crémaillères se trouve un pignon 7 qui engrène les crémaillères aux deux extrémités d'un
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diamètre et est claveté sur un arbre 8 monté de manière à pouvoir tourner dans des roulements à billes 9 à l'intérieur de l'enve- loppe, le bras essuyeur étant fixé à cet arbre. Un passage verti- cal 10, pour le retour du liquide est ménagé entre les cylindres et s'étend à l'extérieur du corps à son extrémité inférieure 10a tandis qu'il s'ouvre à l'intérieur de ce corps à son extrémité supérieure 10b. Deux conduits d'échappement opposés 11 partent de ce passage et forment des lumières 12 dans les parois des deux cylindres à proximité des extrémités supérieures de ceux-ci.
Des raccords de tuyaux 13 et 14 s'étendent de l'extré- mité inférieure ou de culasse de chaque cylindre et un autre rac- cord de tuyau 15 part du passage de retour. Les trois tuyaux sont raccordés à un dispositif de pompage de la manière qui sera dé- crite ci-dessous. L'enveloppe est pourvue en outre de deux trous 16 pour la fixer à une pièce de l'avion contigue au pare-brise.
Le dispositif de pompage, Fig. 3, comporte une enveloppe 17 dans laquelle est monté dans des roulements à billes appropriés un arbre coudé 18 auquel un mouvement de rotation peut être im- primé au moyen d'engrenages réducteurs par un moteur électrique fixé à l'enveloppe. L'arbre coudé transmet un mouvement de va-et- vient à deux pistons 19 maintenus ensemble par un élément 20 en forme de berceau et logés dans des cylindres séparés 21 qui sont disposés en des points diamétralement opposés par rapport à l'axe des supports de l'arbre coudé et sont fixés à l'enveloppe. Ce système de pompe est appelé ici pompe jumelée.
Le tuyau 13 de l'un des cylindres de l'essuie-glace est raccordé à l'extrémité de culasse 13a d'un cylindre du dispositif de pompage, tandis que l'autre cylindre de l'essuie-glace est raccordé par un tuyau semblable 14 à l'extrémité de culasse 14a de l'autre cylindre du dispositif de pompage. Le tuyau 15 raccordé au passage de retour de l'essuie-glace est également raccordé à l'en- @
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veloppe de la pompe et des passages d'entrée mènent du raccord de tuyau de l'enveloppe aux cylindres de pompe et forment des lu- mières dans les parois de ceux-ci du côté opposé aux extrémités de culasse de ces cylindres.
L'appareil fonctionne comme suit. Du liquide est intro- duit de toute manière convenable dans les quatre cylindres et les tuyaux conjugués. Au démarrage du moteur électrique l'arbre coudé reçoit un mouvement de rotation et imprime un mouvement de va-et-vient aux pistons de pompe de telle sorte que si l'on con- sidère un cylindre de pompe, le liquide en est refoulé et passe par le tuyau correspondant dans un cylindre de l'essuie-glace, ce qui a pour effet de déplacer le piston correspondant qui actionne ainsi sa crémaillère et fait osciller dans un sens le pignon et le bras essuyeur.
La rotation du pignon fait aussi mouvoir l'au- tre crémaillère de telle sorte que les deux crémaillères se dé- placent en sens opposés et que cette autre crémaillère actionne le piston correspondant pour expulser le liquide du cylindre conjugué et faire passer le liquide à travers les tuyaux corres- pondants dans le cylindre de pompe approprié. L'arbre coudé con- tinuant à tourner, il se produit des renversements périodiques de cette opération. Le volume de liquide déplacé par chaque piston de pompe pendant sa course de compression est tel que pendant la dernière partie de cette course le piston correspondant de l'es- suie-glace découvre la lumière ménagée dans son cylindre pour per- mettre à tout excès de fluide de s'échapper de l'installation hydraulique à travers un conduit à l'extrémité supérieure du pas- sage de retour et dans l'enveloppe.
Le liquide peut aussi passer de ce cylindre par ce conduit d'échappement dans le passage de retour et par le tuyau correspondant dans le dispositif de pom- page, où il pénètrede nouveau dans les cylindres de pompe avant la course de refoulement suivante du piston de pompe. Le système
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hydraulique est par conséquent à distribution automatique.
Une soupape peut être montée à l'extrémité supérieure du passage de retour, cette soupape étant normalement ouverte pour permettre la sortie de l'air du passage à l'enveloppe et se fermant automatiquement pour empêcher la perte de liquide en cas de renversement du dispositif essuie-glace.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, sui- vant la Fig. 4, l'essuie-glace comprend une enveloppe 22 dans laquelle est monté un arbre 23 raccordé à un bras essuyeur. L'ar- bre est venu d'une pièce avec un pignon qui engrène en des points diamétralement opposés deux crémaillères 25 parallèles entre elles, dont les dents 26 sont formées sur les côtés en regard. Les ex- trémités inférieures des deux crémaillères sont raccordées l'une à l'extrémité supérieure d'un piston 27 et l'autre à l'extrémité supérieure d'un autre piston 28, les deux pistons fonctionnant dans des cylindres 29 formés dans l'enveloppe, ces cylindres ayant des capacités égales et étant disposés parallèlement et côt à côte.
L'un de ces pistons 27 est pourvu d'une chambre 28a dis- posée centralement par rapport à sa face et se terminant par deux trous plus petits 29a qui s'étendent obliquement dans la tête du piston. L'extrémité interne de cette chambre 30 forme un siège pour une bille 31 qui est retenue dans la chambre par une pièce annulaire 32 pourvue centralement d'un trou 33 et dont la surface interne est pourvue d'une série de rainures radiales 34. Le tout forme une soupape à bille à l'intérieur de la tête du piston.
Le cylindre qui renferme le piston massif, c'est-à-dire celui qui n'est pas pourvu d'une soupape à bille, présente une gorge annulaire 35 dans laquelle est ménagée une lumière 36 qui communique avec l'extrémité supérieure de l'autre cylindre par le passage 37. Cette gorge 35 est ménagée dans le cylindre dans une
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position où elle peut être découverte par le piston correspondant 28 lorsque celui-ci est repoussé à l'extrémité de sa course par le fluide sous pression. Des tuyaux 38 et 39 partent de l'extrémité inférieure de chaque cylindre et sont raccordés à un dispositif de pompage de la manière décrite ci-après.
Le dispositif de pompage Fig. 5, conjugué avec l'essuie- glace comprend une enveloppe 40 dans laquelle un arbre coudé 41, auquel un mouvement de rotation peut être transmis par l'inter- médiaire d'engrenages réducteurs pAr un moteur électrique fixé à l'enveloppe, est monté dans des coussinets ou des roulements à billes appropriés. L'arbre coudé imprime un mouvement de va-et- vient à deux pistons 42 maintenus solidaires par un élément en forme de berceau 43 et logés dans des cylindres séparés 44 qui sont dis- posés en des points diamétralement opposés par rapport à l'axe des supports de l'arbre coudé et sont fixés à l'enveloppe.
La capacité d'un cylindre de pompe est approximative- ment de dix pour cent supérieure à celle de l'autre cylindre de pompe, lequel a une capacité égale aux capacités de chacun des cylindres de l'essuie-glace. Chaque cylindre de pompe est pourvu d'une gorge annulaire 45 dans laquelle est ménagée une lumière 46 et ces lumières communiquent avec un collecteur 47. L'emplacement des gorges dans les cylindres est déterminé de façon qu'elles soient découvertes par les pistons correspondants lorsque ceux-ci se trouvent au point mort de leur course vers l'intérieur.
L'ex- trémité de culasse du cylindre de pompe de petite capacité est pourvue d'un raccord de tuyau 38, déjà mentionné, qui la relie au cylindre de l'essuie-glace qui renferme le piston pourvu de la soupape à bille, tandis que l'extrémité de culasse du cylindre de pompe de grande capacité est pourvue d'un raccord de tuyaux 39, déjà mentionné aussi, qui la relie à l'autre cylindre de l'essuie- glace.
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Le fonctionnement de l'appareil se fait comme suit :
Lors du démarrage du moteur électrique l'arbre coudé est mis en rotation et imprime un mouvement de va-et-vient aux pistons de pompe, de telle sorte que si l'on suppose que le piston du cylindre de plus grande capacité exécute sa course de compression, le liquide est refoulé dans le cylindre d'essuie-glace correspon- dant de manière à déplacer le piston et sa crémaillère et faire tourner partiellement le pignon en faisant ainsi osciller le bras essuyeur. A l'extrémité de la course du piston dans ce cylindre d'essuie-glace, la gorge et la lumière de ce cylindre sont démas- quées et l'excédent de liquide passe par cette lumière et le passage conjugué et par conséquent dans l'autre cylindre d'essuie-glace renfermant le piston pourvu d'une soupape à bille.
Lorsque les pistons occupent cette position, la bille qui se trouve dans la soupape repose sur la pièce annulaire fendue, et ainsi l'excédent de liquide peut passer à travers la soupape à bille et être ramené dans le collecteur du dispositif de pompage par la conduite men- tionnée ci-dessus. On comprendra que lors de la course de retour de ces pistons la bille de la soupape sera repoussée sur son siège par la pression du liquide refoulé par le dispositif de pompage.
La rotation du pignon sous la commande d'une crémaillère fait mouvoir l'autre crémaillère de telle sorte que les deux cré- maillères se déplacent simultanément en sens opposés, cette der- nière crémaillère repoussant son piston de façon à expulser le li- quide du cylindre correspondant et l'envoyer par le tuyau afférent dans le cylindre de pompe approprié. L'arbre coudé continuant à tourner, le bras essuyeur et le pignon oscillent autour de l'axe commun.
A chaque course de refoulement du piston dans le cylindre de pompe de plus grande capacité, l'excédent de liquide est pompé dans le cylindre de l'essuie-glace renfermant la soupape à bille de
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telle sorte qu'une circulation de liquide allant au collecteur et venant de celui-ci est continuellement établie à travers l'ap- pareil. Celui-ci est par conséquent à distribution automatique.
On comprendra que dans ces deux formes d'exécution une autre paire de pistons de pompe peut être actionnée par l'arbre coudé de la pompe, ces pistons étant susceptibles d'un mouvement de va-et-vient dans des cylindres raccordés à un second essuie- glace.
REVENDICATIONS
1.- Système hydraulique d'essuie-glace, comportant un essuie-glace et une pompe jumelée, l'essuie-glace comprenant une enveloppe, un pignon monté dans celle-ci sur un arbre destiné à porter un bras essuyeur, deux crémaillères diamétralement opposées par rapport à ce pignon, deux cylindres et des pistons à simple effet, ces cylindres étant susceptibles d'être raccordés à la pompe, et chaque piston étant conjugué avec l'une des deux cré- maillères, de manière que le déplacement d'un piston dans un sens déplace l'autre piston dans un sens opposé, et un dispositif pour ramener à la pompe l'excédent de liquide pompé dans ces cylin- dres.
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Windscreen wiper refinements.
This invention relates to windshield wipers and more especially to windshield wipers actuated by a hydraulic system.
It relates to a simplified windscreen wiper, with automatic distribution, which is lighter and easier to install than the devices known hitherto.
According to the invention, the hydraulic wiper system comprises a wiper and a twin piston pump, the wiper comprising a casing, a pinion mounted therein on a shaft intended to carry a wiper arm, two racks diametrically opposed with respect to this pinion, two cylinders and single-acting pistons, these cylinders being
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capable of being connected to the pump and each piston being integral with one of the two racks, so that the movement of one piston in one direction moves the other piston in the opposite direction, and a device for returning to the pumps the excess liquid pumped into these cylinders.
In order to make the invention fully understood, it will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a partially sectioned front elevational view of one embodiment of the wiper.
Fig. 2 is a side elevational view, partially in section, of the same wiper.
Fig. 3 is a view half in elevation half in vertical section of the pump combined with the wiper.
Fig. 4 is a front elevational view, partially in vertical section, of another embodiment of the wiper.
Fig. 5 is a view half in side elevation and half in vertical section of the pump combined with the wiper.
According to one embodiment of the invention, an improved hydraulic wiper for airplanes comprises a wiper device shown in FIGS. 1 and 2, and a pumping device shown in FIG. 3. The wiper device comprises a casing 1, in which two parallel vertical cylinders 2, of equal capacity, are placed side by side, and a single-acting piston 3 is housed in each cylinder. The lower end of a rack 4 is engaged in a socket 5 provided at the upper end of each piston and the two racks are parallel and extend side by side, the teeth 6 being formed on their adjacent faces.
Between the racks is a pinion 7 which meshes the racks at both ends of a
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diameter and is keyed on a shaft 8 mounted so as to be able to rotate in ball bearings 9 inside the casing, the wiper arm being fixed to this shaft. A vertical passage 10 for the return of the liquid is formed between the cylinders and extends outside the body at its lower end 10a while it opens inside this body at its upper end. 10b. Two opposite exhaust ducts 11 start from this passage and form openings 12 in the walls of the two cylinders near the upper ends thereof.
Pipe fittings 13 and 14 extend from the bottom or cylinder head end of each cylinder and another pipe fitting 15 extends from the return passage. The three pipes are connected to a pumping device as will be described below. The envelope is further provided with two holes 16 for fixing it to a part of the aircraft contiguous to the windshield.
The pumping device, Fig. 3, comprises a casing 17 in which is mounted in suitable ball bearings an angled shaft 18 to which a rotational movement can be imparted by means of reduction gears by an electric motor fixed to the casing. The bent shaft transmits a reciprocating motion to two pistons 19 held together by a cradle-shaped element 20 and housed in separate cylinders 21 which are arranged at diametrically opposed points with respect to the axis of the supports. of the elbow shaft and are attached to the housing. This pump system is referred to herein as a twin pump.
The pipe 13 of one of the wiper cylinders is connected to the cylinder head end 13a of a cylinder of the pumping device, while the other cylinder of the wiper is connected by a pipe similar 14 to the cylinder head end 14a of the other cylinder of the pumping device. The pipe 15 connected to the return passage of the wiper is also connected to the in- @
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The pump casing and inlet passages lead from the casing pipe fitting to the pump cylinders and form lumens in the walls thereof on the side opposite the cylinder head ends of these cylinders.
The device operates as follows. Liquid is introduced in any suitable manner into the four cylinders and the conjugate pipes. When the electric motor starts up, the elbow shaft receives a rotational movement and imparts a reciprocating movement to the pump pistons so that if we consider a pump cylinder, the liquid is pumped out and passes through the corresponding pipe in a cylinder of the wiper, which has the effect of moving the corresponding piston which thus actuates its rack and causes the pinion and the wiper arm to oscillate in one direction.
The rotation of the pinion also causes the other rack to move so that the two racks move in opposite directions and this other rack actuates the corresponding piston to expel the liquid from the conjugate cylinder and pass the liquid through. the corresponding pipes in the appropriate pump cylinder. As the bent shaft continues to turn, periodic reversals of this operation occur. The volume of liquid displaced by each pump piston during its compression stroke is such that during the last part of this stroke the corresponding piston of the wiper discovers the lumen provided in its cylinder to allow any excess of fluid to escape from the hydraulic system through a conduit at the upper end of the return passage and into the casing.
Liquid can also pass from this cylinder through this exhaust duct into the return passage and through the corresponding pipe into the pumping device, where it re-enters the pump cylinders before the next delivery stroke of the pump piston. pump. The system
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hydraulic is therefore automatic distribution.
A valve can be fitted to the upper end of the return passage, this valve being normally open to allow air to escape from the passage to the casing and automatically closing to prevent loss of liquid in the event of the device overturning. wiper.
In another embodiment of the invention, following FIG. 4, the wiper comprises a casing 22 in which is mounted a shaft 23 connected to a wiper arm. The shaft is formed integrally with a pinion which meshes at diametrically opposed points two racks 25 parallel to each other, the teeth 26 of which are formed on the opposite sides. The lower ends of the two racks are connected one to the upper end of a piston 27 and the other to the upper end of another piston 28, the two pistons operating in cylinders 29 formed in the 'envelope, these cylinders having equal capacities and being arranged parallel and side by side.
One of these pistons 27 is provided with a chamber 28a disposed centrally with respect to its face and terminating in two smaller holes 29a which extend obliquely in the head of the piston. The internal end of this chamber 30 forms a seat for a ball 31 which is retained in the chamber by an annular part 32 centrally provided with a hole 33 and the internal surface of which is provided with a series of radial grooves 34. The everything forms a ball valve inside the piston head.
The cylinder which contains the solid piston, that is to say the one which is not provided with a ball valve, has an annular groove 35 in which is formed a slot 36 which communicates with the upper end of the valve. another cylinder through passage 37. This groove 35 is formed in the cylinder in a
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position where it can be discovered by the corresponding piston 28 when the latter is pushed to the end of its stroke by the pressurized fluid. Hoses 38 and 39 run from the lower end of each cylinder and are connected to a pumping device as described below.
The pumping device Fig. 5, combined with the wiper comprises a casing 40 in which an angled shaft 41, to which a rotational movement can be transmitted by means of reduction gears by an electric motor fixed to the casing, is mounted. in suitable bearings or ball bearings. The bent shaft imparts a reciprocating motion to two pistons 42 held together by a cradle-shaped element 43 and housed in separate cylinders 44 which are arranged at points diametrically opposed with respect to the axis. elbow shaft supports and are attached to the casing.
The capacity of one pump cylinder is approximately ten percent greater than that of the other pump cylinder, which has a capacity equal to the capacities of each cylinder of the wiper. Each pump cylinder is provided with an annular groove 45 in which a lumen 46 is formed and these lumens communicate with a manifold 47. The location of the grooves in the cylinders is determined so that they are exposed by the corresponding pistons when these are at a standstill in their inward course.
The cylinder head end of the small capacity pump cylinder is provided with a pipe connector 38, already mentioned, which connects it to the cylinder of the wiper which contains the piston with the ball valve, while that the cylinder head end of the large-capacity pump cylinder is provided with a pipe connector 39, also already mentioned, which connects it to the other cylinder of the wiper.
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The operation of the device is as follows:
When starting the electric motor the elbow shaft is rotated and imparts a reciprocating motion to the pump pistons, so that if it is assumed that the piston of the larger capacity cylinder is running its stroke compression, the liquid is forced into the corresponding wiper cylinder so as to displace the piston and its rack and partially rotate the pinion, thus causing the wiper arm to oscillate. At the end of the stroke of the piston in this wiper cylinder, the groove and lumen of this cylinder are unmasked and the excess liquid passes through this lumen and the conjugate passage and consequently into the another wiper cylinder enclosing the piston provided with a ball valve.
When the pistons are in this position, the ball in the valve rests on the split annular piece, and so excess liquid can pass through the ball valve and be returned to the pumping device manifold through the line. mentioned above. It will be understood that during the return stroke of these pistons the ball of the valve will be pushed back on its seat by the pressure of the liquid delivered by the pumping device.
The rotation of the pinion under the control of a rack causes the other rack to move so that the two racks move simultaneously in opposite directions, this last rack pushing back its piston so as to expel the liquid from the rack. corresponding cylinder and send it through the corresponding pipe to the appropriate pump cylinder. As the angled shaft continues to rotate, the wiper arm and pinion oscillate around the common axis.
With each push stroke of the piston in the larger capacity pump cylinder, the excess liquid is pumped into the wiper cylinder containing the pressure ball valve.
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such that a circulation of liquid to and from the manifold is continuously established through the apparatus. This is therefore automatically dispensed.
It will be understood that in these two embodiments another pair of pump pistons can be actuated by the bent shaft of the pump, these pistons being capable of a reciprocating movement in cylinders connected to a second wiper.
CLAIMS
1.- Hydraulic wiper system, comprising a wiper and a twin pump, the wiper comprising a casing, a pinion mounted therein on a shaft intended to carry a wiper arm, two diametrically racks opposite with respect to this pinion, two cylinders and single-acting pistons, these cylinders being capable of being connected to the pump, and each piston being conjugated with one of the two racks, so that the displacement of a piston in one direction moves the other piston in an opposite direction, and a device for returning to the pump the excess liquid pumped in these cylinders.