EP1115596A1 - Piece de transmission, notamment bras d'essuie-glace, en materiau plastique a charges differenciees - Google Patents

Piece de transmission, notamment bras d'essuie-glace, en materiau plastique a charges differenciees

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EP1115596A1
EP1115596A1 EP99946231A EP99946231A EP1115596A1 EP 1115596 A1 EP1115596 A1 EP 1115596A1 EP 99946231 A EP99946231 A EP 99946231A EP 99946231 A EP99946231 A EP 99946231A EP 1115596 A1 EP1115596 A1 EP 1115596A1
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EP
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shell
sole
transmission part
part according
fibers
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EP99946231A
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Inventor
Bruno Lisiecki
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Valeo Systemes dEssuyage SAS
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Publication date
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    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
    • B60S1/34—Wiper arms; Mountings therefor
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/09—Windscreen wipers, e.g. pivots therefore

Definitions

  • the invention relates to mechanical transmission by elongated parts made of plastic material and exposed, at least partially, to the open air.
  • Such parts are used in particular as a wiper arm, but are also used in the form of connecting rods in mechanical transmission mechanisms.
  • plastic materials are subject to severe environmental constraints: mechanical forces at high repetition frequency, temperature variations, exposure to UV radiation, etc. This results in accelerated aging both at the level of mechanical behavior, by the appearance of stiffness defects and deformations by creep, and at the physico-chemical level by the action of UV rays.
  • GB patent 2021939 describes the implementation of an arm cap forming a complete fairing of this arm.
  • the cap is fixed by regulators and can be made of plastic.
  • patent FR 2557052 an overmolding of the metal arm is provided to form a plastic fairing.
  • the invention relates to a mechanical transmission part exposed at least partially to the open air, more particularly a wiper arm, made of plastic material and comprising connection means arranged on portions of ends of the room; this part is formed, outside these end portions, of a shell part, forming a fairing and made of a thermoplastic material loaded substantially with at most 30% of fibers; and a sole part not directly exposed, the sole part being made of thermoplastic material loaded substantially with at least 40% fiber.
  • the shell part which is the "visible" part, exposed to the environment, is dedicated to the style function by masking any ribs and by resisting physical-chemical attacks, while the sole part, facing the glass and therefore not directly exposed, achieves the basic architecture of the part by exerting, by its rigidity greater than that of the exposed part, mechanical strength of the assembly, with reduced permanent deformation.
  • the fact of presenting a closed structure multiplies the inertia of the arm to external attacks by a factor of four.
  • molding can be simplified by eliminating or reducing the number of ribs.
  • the percentage of fibers is substantially 20 to 30% for the shell part and 40 to 50% for the sole part;
  • the fibers are glass fibers or textile fibers such as aramid, polyamides or polyesters; - the hull part has a system of ribs wrapped by the fairing;
  • the sole is made in the form of a plate having a system of ribs in order to optimize the mechanical behavior of the entire part;
  • the plate is inclined relative to the longitudinal axis of the shell to improve the aerodynamic behavior of the arm.
  • the wiper arm 10 has a generally elongated shape around a median axis X'X, the arm consisting of a shell 12, a plate 14, of an end section 16 and of a free end portion 18.
  • the section 16 is formed to ensure the articulated mounting of the arm 10 on alternating rotation drive means (not shown) and the portion 18 is formed for the attachment of a wiper blade (not shown) on the arm 10.
  • a transverse rod 15 is intended for the attachment of a wiper pressure spring (not shown).
  • the shell 12 comprises, as illustrated on the cutaway part of Figures 1a and 1b, reinforcing ribs 13 molded and made of inclined transverse partitions forming braces.
  • the thermoplastic material of the shell 12 is loaded with 25% glass fibers by weight, while the thermoplastic material of the plate 14, on which the shell 12 rests, is loaded with 45% fiber glass by weight.
  • the techniques for incorporating fibers during molding are known to those skilled in the art.
  • the sole is fixed to the shell by welding. Before welding the plate, it is possible to incorporate a channel and sprinkler nozzles to install the windshield washer system.
  • FIG. 2 shows the shape of an inverted U of the shell 12, delimited by two lateral cheeks 12a and 12b connected by a back 12c and housing the ribs 13.
  • the shell 12 thus has between the ends 12e of the cheeks lateral, an opening towards the window to be wiped and which, according to the invention, is closed by the plate 14.
  • the arm in one piece, the shell and the sole being preloaded with fibers according to the percentages announced or selectively loaded during molding.
  • the sole can be made with a variable thickness or a convex curvature from one end to the other of the arm, the geometry of the ribs then adapting to the geometry of the sole.
  • the ribs may have come from molding with the sole and / or the shell, the assembly between the ribs, the shell and the sole being carried out by the means already mentioned.
  • the shell can incorporate the sole, the assembly being carried out on the internal faces of the cheeks of the shell and not on the ends of the shell.
  • the shell may have in cross section symmetrical, rectangle, trapezoid, etc., or asymmetrical polygonal shapes, and having rounded vertices.

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Abstract

Pour améliorer le comportement mécanique et physico-chimique de pièces de transmission au moins partiellement exposées à l'air libre, la présente invention propose de réaliser ces pièces en matériau plastique à charges différenciées, dédiées à des fonctions plus spécifiques. Un bras d'essuie-glace (10) selon l'invention, constitué en matériau plastique et comportant des moyens d'entraînement, est formé d'une partie coque (12), formant un carénage et constituée en un matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au plus 30 % de fibres; et d'une partie semelle (14), non directement exposée, la partie semelle étant constituée en matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au moins 40 % en fibres.

Description

Pièce de transmission, notamment bras d'essuie-glace, en matériau plastique à charges différenciées
L'invention concerne la transmission mécanique par pièces allongées en matériau plastique et exposées, au moins partiellement, à l'air libre. De telles pièces sont utilisées en particulier comme bras d'essuie-glace, mais sont également utilisées sous forme de bielles dans les mécanismes de transmission mécanique.
Dans ce type d'utilisation, les matériaux plastiques subissent des contraintes d'environnement sévères : efforts mécaniques à fréquence de répétition élevée, variations de température, exposition au rayonnement UV, etc. Il en résulte un vieillissement accéléré tant au niveau du comportement mécanique, par l'apparition de défauts de rigidité et de déformations par fluage, qu'au niveau physico-chimique par l'action des rayons UV.
Afin d'améliorer la tenue mécanique de telles pièces, il a été proposé dans le document DE 2839587 de les réaliser sous forme de demi-coquilles symétriques en plastique moulé, assemblés par une charnière moulée.
Le brevet GB 2021939 décrit la mise en œuvre d'un capuchon de bras formant un carénage complet de ce bras. Le capuchon est fixé par des détendeurs et peut être en plastique. Dans le brevet FR 2557052, il est prévu un surmoulage du bras métallique pour former un carénage en matière plastique.
Ces solutions ne résolvent pas le problème évoqué car elles divulguent des solutions globales, inaptes à s'adapter aux conditions changeantes de l'environnement. Pour résoudre ce problème, et en particulier pour améliorer le comportement mécanique et physico-chimique de telles pièces, la présente invention propose de les réaliser en matériau plastique à charges différenciées, dédiées à des fonctions plus spécifiques.
Plus précisément, l'invention a pour objet une pièce de transmission mécanique exposée au moins partiellement à l'air libre, plus particulièrement un bras d'essuie-glace, constituée en matériau plastique et comportant des moyens de connexion disposés sur des portions d'extrémités de la pièce ; cette pièce est formée, en dehors de ces portions d'extrémité, d'une partie coque, formant un carénage et constituée en un matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au plus 30 % de fibres; et d'une partie semelle non directement exposée, la partie semelle étant constituée en matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au moins 40% en fibres.
Ainsi, les fonctions de la pièce mécanique sont réparties dans l'espace afin d'être optimisées : la partie coque, qui est la partie « visible », exposée à l'environnement, est dédiée à la fonction de style en masquant les nervures éventuelles et en résistant aux attaques physico-chimiques, alors que la partie semelle, tournée vers la vitre et donc non directement exposée, réalise l'architecture de base de la pièce en exerçant, par sa rigidité supérieure à celle de la partie exposée, une fonction de résistance mécanique de l'ensemble, avec une déformation permanente réduite. Le fait de présenter une structure fermée multiplie l'inertie du bras aux attaques externes par un facteur quatre.
Par ailleurs, le moulage peut être simplifié par suppression ou diminution du nombre de nervures.
Selon des modes de réalisation particuliers : - le pourcentage en fibres est sensiblement de 20 à 30% pour la partie coque et de 40 à 50% pour la partie semelle ;
- la coque et la semelle forment deux parties solidarisées ;
- les fibres sont des fibres de verre ou des fibres textiles telles que l'aramide, les polyamides ou les polyesters ; - la partie coque possède un système de nervures enveloppées par le carénage ;
- les deux parties sont assemblées par collage, soudage, vissage, rivetage ou clipsage ;
- les composants du lavage de vitre, conduits et gicleurs, sont directement intégrés dans la semelle ;
- la semelle est réalisée sous la forme d'une plaque possédant un système de nervures afin d'optimiser le comportement mécanique de l'ensemble de la pièce ;
- la plaque est inclinée par rapport à l'axe longitudinal de la coque pour améliorer le comportement aérodynamique du bras. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, relatif à un exemple de réalisation non limitatif, et accompagnée des figures annexées qui représentent respectivement :
- les figures 1a et 1 b, des vues en coupe supérieure et latérale partiellement arrachées d'un bras d'essuie-glace conforme à l'enseignement de l'invention ; - la figure 2, une vue en coupe transversale selon le plan 11-11 de la figure 1a.
Sur les figures 1a et 1b, le bras d'essuie-glace 10 selon l'invention présente une forme générale allongée autour d'un axe médian X'X, le bras étant constitué d'une coque 12, d'une plaque 14, d'un tronçon de d'extrémité 16 et d'une portion d'extrémité libre 18. Le tronçon 16 est formé pour assurer le montage articulé du bras 10 sur des moyens d'entraînement en rotation alternée (non représentés) et la portion 18 est formée pour l'accrochage d'un balai d'essuyage (non représenté) sur le bras 10. Une tige transversale 15 est destinée à l'accrochage d'un ressort de pression d'essuyage (non représenté).
En dehors de ces parties d'extrémité, la coque 12 comporte, comme illustré sur la partie arrachée des figures 1a et 1b, des nervures de renfort 13 venues de moulage et constituées de cloisons transversales inclinées formant de croisillons. Conformément à l'invention, la matière thermoplastique de la coque 12 est chargée de 25% de fibres de verre en poids, alors que la matière thermoplastique de la plaque 14, sur laquelle repose la coque 12, est chargée de 45% de fibres de verre en poids. Les techniques d'incorporation de fibres lors du moulage sont connues de l'homme de l'art. Dans cet exemple de réalisation, la semelle est fixée à la coque par soudage. Avant de souder la plaque, il est possible d'y incorporer un canal et des gicleurs d'arrosage pour installer le système de lave-glace.
La vue en coupe transversale de la figure 2 montre la forme de U renversé de la coque 12, délimitée par deux joues latérales 12a et 12b reliées par un dos 12c et abritant les nervures 13. La coque 12 présente ainsi entre les extrémités 12e des joues latérales, une ouverture vers la vitre à essuyer et qui, conformément à l'invention, est fermée par la plaque14.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté.
En dehors des modes de réalisation particuliers exposées plus haut, il est également possible de réaliser le bras en une seule pièce, la coque et la semelle étant préchargées en fibres selon les pourcentages annoncés ou sélectivement chargées lors du moulage.
En outre, la semelle peut être réalisée avec une épaisseur variable ou une courbure convexe d'une extrémité à l'autre du bras, la géométrie des nervures s'adaptant alors à la géométrie de la semelle. Les nervures peuvent être venues de moulage avec la semelle et/ou la coque, l'assemblage entre les nervures, la coque et la semelle étant réalisé par les moyens déjà évoqués.
Par ailleurs, la coque peut incorporer la semelle, l'assemblage étant réalisé sur les face internes des joues de la coque et non sur les extrémités de la coque. De plus, la coque peut présenter en coupe transversale des formes polygonales symétriques, rectangle, trapèze, etc., ou asymétriques, et présentant des sommets arrondis.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pièce de transmission mécanique exposée au moins partiellement à l'air libre, plus particulièrement un bras d'essuie-glace (10), constituée en matériau plastique et comportant des moyens de connexion disposés sur des portions d'extrémités de la pièce, caractérisée en ce qu'elle est formée, en dehors de ces portions d'extrémité (16, 18), d'une partie coque (12), formant carénage et constituée en un matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au plus 30 % de fibres, et d'une partie semelle (14) non directement exposée, constituée en matériau thermoplastique chargé sensiblement d'au moins 40% en fibres.
2. Pièce de transmission selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le matériau thermopiastique de la partie coque est chargé sensiblement entre 20 et 30% en fibres, et en ce que le matériau thermoplastique de la partie semelle est chargé sensiblement entre 40 et 50% en fibres.
3. Pièce de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les fibres sont des fibres de verre ou des fibres textiles, et en ce qu'un système de nervures (13), venues de moulage, est disposé à l'intérieur de l'ensemble coque- semelle.
4. Pièce de transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coque (12) et la semelle (14) forment deux parties solidarisées et en ce que la coque (12) présente deux joues latérales (12a, 12b) reliées par un dos (12c) et terminées par des extrémités (12e), le système de nervures (13) appartenant au moins partiellement à la coque et à la semelle.
5. Pièce de transmission selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux parties sont assemblées par collage, soudage, vissage, rivetage ou clipsage.
6. Pièce de transmission selon la revendication 5, caractérisée en ce que la coque repose sur la semelle, l'assemblage étant réalisé sur les extrémités (12e) des joues latérales (12a, 12b) de la coque.
7. Pièce de transmission selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que, dans le cas où la pièce est un bras d'essuie-glace (10), des conduits et gicleurs de lavage sont directement intégrés dans la semelle.
8. Pièce de transmission selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle est venue de moulage, la coque et la semelle étant préchargées en fibres ou sélectivement chargées lors du moulage.
9. Pièce de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la semelle (14) est inclinée par rapport à l'axe longitudinal (X'X) de la coque pour améliorer le comportement aérodynamique du bras.
10. Pièce de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la semelle est réalisée avec une épaisseur variable et/ou une courbure convexe d'une extrémité à l'autre de la pièce, la géométrie des nervures s'adaptant alors à la géométrie de la semelle.
1 1. Pièce de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coque (12) présente en coupe transversale une forme polygonale pourvue de sommets arrondis.
EP99946231A 1998-09-24 1999-09-24 Piece de transmission, notamment bras d'essuie-glace, en materiau plastique a charges differenciees Withdrawn EP1115596A1 (fr)

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