FR2515121A1 - WIPER FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents

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Abstract

A device is proposed which serves for wiping motor vehicle windows and lights. The wiper system comprises a wiper arm produced from an elastic plastic, the one end of which can be attached to a driven component which is part of the wiper system. The wiper arm has a plastic core which extends in its longitudinal direction, is surrounded by a sheath-like plastic covering and is connected to the latter. A wiper arm constructed in this way fulfils the requirements placed on it with respect to the smallest possible bending stiffness accompanied by a predetermined bearing force and high torsional rigidity and stiffness. Furthermore, a light-weight wiper arm is obtained which has a cost reducing effect on the design of a drive motor which is part of the wiper system.

Description

Essuie-glaces pour véhicules automobiles
L'invention concerne un essuie-glaces pour glaces de véhicules automobiles comportant un bras #fabri- que en une matière plastique élastique dont une extrémité est fixée à une pièce entratnée faisant partie de l'essuieglace, et à l'autre extrémité, libre, duquel peut être fixée une bande ou balai d'essuyage. On connatt déjà un essuie-glaces dont le bras balayeu#. doit être fait d'une matière plastique qui présente des propriétés analogues à celles de l'acier à ressorts.Il est toutefois apparu qu'un tel balai, fabriqué, par exemple en matière thermoplastique, s'il doit satisfaire aux exigences qui lui sont posées au point de vue de la rigidité à la torsion et a' la flexion, doit avoir une épaisseur telle que l'extension admissible pour les fibres de bord (ou tension de flexion) est largement dépassée quand la longueur du balai dépasse des limites déterminées, très étroites.
Windshield wipers for motor vehicles
The invention relates to a windscreen wiper for motor vehicles comprising an arm # made of an elastic plastic material, one end of which is fixed to a part which is part of the wiper, and at the other end, free, which can be attached a wiping strip or brush. We already know a windshield wiper whose sweeper arm #. must be made of a plastic material which has properties similar to those of spring steel. It has however appeared that such a broom, made, for example of thermoplastic material, if it has to meet the requirements which it is laid from the point of view of torsional and bending stiffness, must have a thickness such that the admissible extension for the edge fibers (or bending stress) is greatly exceeded when the length of the brush exceeds certain limits , very narrow.

Des essais faits avec des balais en acier à ressorts de différentes épaisseurs courbés paraboliquement ont conduit aux notions suivantes
Si l'on choisit, pour une largeur donnée, l'épaisseur du bras d'essuie-glaces en tenant compte de la rigidité à la torsion exigée (pour empêcher le crissement de la bande en caoutchouc sur la glace à essayer), la force d'application s'abaisse alors trop fortement en fonction du bombage de la glace, en raison de la trop grande rigidité à la flexion. Il en résulte une insuffisance de l'aptitude â l'essuyage 1d où la tension du bras est faible en raison de la courbure de la glace.
Tests with spring steel brushes of different thicknesses curved parabolically led to the following notions
If, for a given width, the thickness of the wiper arm is chosen, taking into account the required torsional rigidity (to prevent squealing of the rubber band on the glass to be tested), the force application then drops too sharply depending on the bending of the ice, due to the too high bending stiffness. This results in insufficient wiping ability 1d where the arm tension is low due to the curvature of the ice.

D'autre part, la bande de caoutchouc crisse sur la surface de la glace dans les zones où la tension du bras d'essuyage dépasse, en raison aussi de la courbure de la glace, une valeur déterminée.On the other hand, the rubber band squeaks on the surface of the glass in areas where the tension of the wiper arm exceeds, due also to the curvature of the glass, a determined value.

Si l'on diminue l'épaisseur du bras d'essuyage en acier à ressorts en fonction d'une force d'application dépendant de la courbure de la glace, ce bras se tord alors Si facilement qu'il provoque aussi un crissement de la bande de caoutchouc sur la glace. If the thickness of the spring steel wiping arm is reduced as a function of an application force dependent on the curvature of the glass, this arm then twists so easily that it also causes squealing of the rubber band on ice.

Le dispositif de balayage suivant l'invention est caractérisé en ce que le bras comporte une âme en matière plastique qui s'étend dans le sens de sa longueur, qui est entourée par une enveloppe en matière plastique en forme de gaine qui est reliée â l'âme. Ce dispositif évite tous les inconvénients des essuieglaces connus, car, en raison du mode de construction du bras de balayage, il est possible d'adapter très bien l'appariage des matières et les épaisseurs de couches aux exigences posées. The scanning device according to the invention is characterized in that the arm comprises a plastic core which extends in the direction of its length, which is surrounded by a plastic envelope in the form of a sheath which is connected to the 'soul. This device avoids all the drawbacks of known wipers, because, because of the construction method of the wiper arm, it is possible to adapt the pairing of materials and the thicknesses of layers very well to the requirements set.

Le tableau suivant doit faire comprendre nettement l'avantage d'une combinaison de matières choisie pour un cas d'utilisation déterminé de la demande une en matière plastique renforcée de fibres de verre (GFK) avec orientation axiale dominante des fibres, enveloppe en matière plastique renforcée de fibres de carbone (CFK) avec fibres disposées diagonalement, + 450, par rapport à la direction longitudinale) par rapport à une combinaison de thermopaste ou duoplast renforcé de fibres de verre courtes à orientation aléatoire et acier à ressorts
Matière charge à la Rigidité à Limite
flexion Mo- la torsion d'exten
dule d'élas axial modu- sion par
ticité le de pous- détério
(N/mm2) sée ration
(N/mm2) (%)
Thermoplaste renforcé par des env. 8000 env. 3000 env. 1 fibres
Acier à ressorts 210 000 80 000 0,2
GFK avec orientation axiale des fibres (matrice 40 000 4500 2,5 rigide en résine)
CFK avec orientation des fibres + 450 (matrice 10 000 25 000 1 élastique en résine)
Comme on peut le voir d'après le tableau, on peut fabriquer des bras d'essuie-glace en matière composite contenant des fibres plus souples à la flexion et/ou plus rigides à la torsion que si on les fait en acier.
The following table must clearly show the advantage of a combination of materials chosen for a specific use case of the request one made of glass fiber reinforced plastic (GFK) with dominant axial orientation of the fibers, plastic envelope carbon fiber reinforced (CFK) with fibers arranged diagonally, + 450, relative to the longitudinal direction) compared to a combination of thermopaste or duoplast reinforced with short glass fibers in random orientation and spring steel
Material load at Stiffness at Limit
flexion Mo- torsion of extension
axial dule of modulus by
ticity the push-deterioration
(N / mm2)
(N / mm2) (%)
Thermoplast reinforced with approx. 8000 approx. 3000 approx. 1 fiber
Spring steel 210,000 80,000 0.2
GFK with axial fiber orientation (matrix 40,000 4,500 2.5 rigid in resin)
CFK with fiber orientation + 450 (matrix 10,000 25,000 1 elastic in resin)
As can be seen from the table, wiper arms can be made of composite material containing fibers which are more flexible in bending and / or more rigid in torsion than if they are made of steel.

Grâce à un module d'élasticité plus faible, avec une extension admissible: des fibres de bord sensiblement plus élevée, la rigidité à la torsion peut être obtenue au moyen d'une plus grande épaisseur du bras avec une meme largeur.Thanks to a lower modulus of elasticity, with an admissible extension: significantly higher edge fibers, the torsional rigidity can be obtained by means of a greater thickness of the arm with the same width.

Avec un bras d'essuie-glace comportant une âme en matière plastique renforcée de fibres de verre a orientation axiale, qui est entourée d'une enveloppe en matière plastique renforcée avec des fibres de carbone, avec une orientation des fibres inférieure à environ + 450 (donc disposées en diagonale), on a pu arriver, sous l'effet de l'épaisseur des différentes couches, aux chiffres suivants : module d'élasticité axiale, env. With a windshield wiper arm having a plastic core reinforced with glass fibers with axial orientation, which is surrounded by a plastic casing reinforced with carbon fibers, with a fiber orientation of less than about + 450 (therefore arranged diagonally), it was possible, under the effect of the thickness of the different layers, to the following figures: axial elasticity modulus, approx.

20 000 N/mm2), module de poussée axiale environ 20 000 N/mm2, avec une limite d'extension déterminée par la détérioration d'environ 1 %. 20,000 N / mm2), axial thrust module approximately 20,000 N / mm2, with an extension limit determined by the deterioration of approximately 1%.

Grâce à des dispositions qui seront décrites dans la suite, on peut obtenir des perfectionnements et améliorations avantageuses de l'essuie-glace suivant l'invention. Il y aura ainsi particulièrement avantage à renforcer aussi bien l'âme en matière plastique que l'enveloppe en même matière avec des fibres de verre et/ou de carbone qui soient orientées suivant ce qu'on exige du bras de l'essuie-glace. Thanks to the arrangements which will be described below, it is possible to obtain improvements and advantageous improvements to the wiper according to the invention. It will thus be particularly advantageous to reinforce both the plastic core and the envelope of the same material with glass and / or carbon fibers which are oriented according to what is required from the arm of the wiper. .

Les fibres orientées axialement qui absorbent ici les tensions à la traction et à la poussée qui se produisent lors de la flexion,- pendant que les fibres disposées à + 450 par rapport au sens longitudinal absorbent les efforts de poussée qui se produisent lors de la flexion et lors de la torsion. The axially oriented fibers which here absorb the tensile and pushing tensions which occur during bending, - while the fibers arranged at + 450 with respect to the longitudinal direction absorb the thrust forces which occur during bending and when twisting.

L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-apres et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de côté d'un bras d'essuie-glace qui se trouve devant un pare-brise,
- la figure 2 est une vue en élévation du bras de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe transversale du bras suivant la ligne III-III de la figure 2, à plus grande échelle.
The invention will be better understood with reference to the description below and to the accompanying drawings showing an embodiment of the invention, drawings in which:
FIG. 1 is a side view of a wiper arm which is located in front of a windshield,
FIG. 2 is an elevation view of the arm of FIG. 1,
- Figure 3 is a cross-sectional view of the arm along the line III-III of Figure 2, on a larger scale.

Un essuie-glace représenté partiellement dans la figure 1 possède une partie entratnée qui dans le cas présent est réalisée sous la fome d'un axe 10 d'essuieglace entrarné en un mouvement pendulaire. Sur l'extrémité libre de l'axe de l'essuie-glace est fixé un bras d'essuyage 12, qui est essentiellement fabriqué en matière plastique. Ce bras 12 est pourvu d'un corps de base 14 qui est injecté sur une partie 16 en forme de tige.  A wiper partially shown in Figure 1 has a driven portion which in this case is made under the form of a wiper axis 10 driven in a pendulum movement. On the free end of the axis of the wiper is fixed a wiper arm 12, which is essentially made of plastic. This arm 12 is provided with a base body 14 which is injected onto a part 16 in the form of a rod.

Le corps de base 14 forme celle des extrémités du bras 12 qui est reliée avec l'axe 10 de l'essuieglace. Pour assurer la liaison entre le bras 12 et l'axe 10 de l'essuie-glace, le corps de base 14 est pourvu d'une douille métallique 18 qui contient une perforation 20 recevant l'axe 10 de l'essuie-glace. L'autre extrémité 22 du bras, libre, présente un dispositif qui n'est pas représenté, sur lequel peut être fixé, d'une façon connue une bande de balayage qui n'est pas non plus représentée. La bande de balayage s'applique, par sa lèvre d'essuyage, sur la surface 24 d'un pare-brise 26, courbe, représentée dans la figure 1. La partie en forme de tige 16 du bras 12 comporte une ame en matière plastique 27, qui est enfermée dans une enveloppe 28 en matière plastique. The base body 14 forms that of the ends of the arm 12 which is connected with the axis 10 of the wiper. To ensure the connection between the arm 12 and the axis 10 of the wiper, the base body 14 is provided with a metal sleeve 18 which contains a perforation 20 receiving the axis 10 of the wiper. The other end 22 of the arm, free, has a device which is not shown, on which can be fixed, in a known manner a scanning strip which is not shown either. The sweeping strip is applied, by its wiping lip, to the surface 24 of a curved windshield 26, represented in FIG. 1. The rod-shaped part 16 of the arm 12 comprises a web of material. plastic 27, which is enclosed in a plastic casing 28.

L'enveloppe en matière plastique est reliée avec l'âme 27 en matière plastique sur toute sa longueur (par adhérence). La pièce 16 en forme de tige présente une courbure parabolique. Le tracé de la partie 16 est tel que le ou les centres de la courbure se trouvent du c8té tourné vers la glace. En outre le bras 12 est disposé de telle sorte que la distance 30 mesurée perpendiculairement à la glace 26 et qui sépare le bras 12 de la surface 24 de la glace est plus petite que la distance 32 mesurée perpendiculairement à la glace 26 et qui sépare la surface 24 de la glace de la zone terminale 14 du bras 12 qui est relié à l'axe 10 de 1 1essuie- glace. Le dispositif et le tracé du bras 12 ou de la partie 16 en forme de tige par rapport à la glace 26 du pare-brise sont visibles d'après la figure 1. The plastic envelope is connected with the plastic core 27 over its entire length (by adhesion). The rod-shaped part 16 has a parabolic curvature. The layout of part 16 is such that the center or centers of the curvature are on the side facing the ice. In addition, the arm 12 is arranged so that the distance 30 measured perpendicular to the glass 26 and which separates the arm 12 from the surface 24 of the glass is smaller than the distance 32 measured perpendicular to the ice 26 and which separates the surface 24 of the glass of the terminal zone 14 of the arm 12 which is connected to the axis 10 of the windscreen wiper. The device and the trace of the arm 12 or of the rod-shaped part 16 with respect to the glass 26 of the windshield are visible from FIG. 1.

Ce tracé est donné ensuite alors que le bras n'est pas encore tendu. On n'obtient une tension du bras 12 de l'essuie-glace que si notamment la bande d'essuyage fixée à l'extrémité libre 22 du bras de l'essuie-glace s'applique quand elle est montée sur la glace 26. La hauteur de la bande d'essuyage est notamment plus grande que la distance 30 qui sépare l'extrémité libre 22 du bras d'essuie-glace et la surface 24 de la glace 26 du pare-brise. Avec le montage de la bande d'essuyage sur l'extrémité libre 22 du bras de l'essuie-glace, on diminue aussi la courbure de la partie 16 en forme de tige ; c'est-a-dire qu'elle se rapproche d'une droite L'importance de la tension du bras d'essuie-glace ainsi obtenue dépend de la hauteur de la bande d'essuyage et/ou de la conformation particulière de la partie 16 en forme de tige. This tracing is given then while the arm is not yet stretched. A tension is obtained in the arm 12 of the wiper only if in particular the wiping strip fixed to the free end 22 of the arm of the wiper is applied when it is mounted on the glass 26. The height of the wiping strip is in particular greater than the distance 30 which separates the free end 22 of the wiper arm and the surface 24 of the glass 26 of the windshield. With the mounting of the wiping strip on the free end 22 of the wiper arm, the curvature of the rod-shaped part 16 is also reduced; that is to say that it approaches a straight line The importance of the tension of the wiper arm thus obtained depends on the height of the wiping strip and / or on the particular conformation of the part 16 in the shape of a rod.

Dans l'exemple de réalisation donné, l'âme en matière plastique 27 est fabriquée avec une matière synthétique renforcée de fibres de verre est ici réalisée de façon telle que ces fibres s'étendent principalement sur le sens de la longueur de la partie 16 en forme de tige. Il s'agit dans ce cas d'une matière plastique à renforcement par des fibres de verre principalement unidirectionnel. Pour la fabrication de l'enveloppe 28, on utilise, dans l'exemple de réalisation une matière plastique renforcée par des fibres de carbone, où l'orientation des fibres s'étend sur +45 environ par rapport a' l'extension longitudinale de la pièce en forme de tige 16. La disposition des fibres est ainsi diagonale. In the example of embodiment given, the plastic core 27 is produced with a synthetic material reinforced with glass fibers is here produced in such a way that these fibers extend mainly along the length of the part 16 in rod shape. In this case, it is a plastic material reinforced with glass fibers which is mainly unidirectional. For the manufacture of the casing 28, use is made, in the embodiment, of a plastic material reinforced with carbon fibers, where the orientation of the fibers extends over approximately +45 relative to the longitudinal extension of the rod-shaped part 16. The arrangement of the fibers is thus diagonal.

On comprendra facilement que les matériaux utilisés dans l'exemple de réalisation pour la pièce 16 en forme de tige n'ont pas à être utilisés exclusivement suivant la combinaison décrite. Suivant les exigences spécifiques que l'on pose au bras d'essuie-glace, on peut aussi avoir avantage à fabriquer par exemple l'âme 27 en matière plastique renforcée de fibres de carbone et l'enveloppe 28 en matière plastique renforcée par des fibres de verre.  It will be easily understood that the materials used in the embodiment for the part 16 in the form of a rod need not be used exclusively according to the combination described. Depending on the specific requirements that are placed on the wiper arm, it may also be advantageous to manufacture, for example, the core 27 of plastic material reinforced with carbon fibers and the casing 28 of plastic material reinforced with fibers. of glass.

Claims (11)

REVENDICATIONS 10) Essuie-glaces pour glaces de véhicules automobiles comportant un bras (12) fabriqué en une matière plastique élastique dont une extrémité est fixée à une pièce entralnée (14) faisant partie de ltessuie- glace, et à l'autre extrémité, libre, duquel peut être fixée une bande ou balai d'essuyage, essuie-glace caractérisé en ce que les bras (12) consiste en une aine (27) en matière plastique qui s'étend dans le sens de sa longueur et est entourée par une enveloppe (28) en forme de gaine. 10) Windshield wipers for motor vehicle windows comprising an arm (12) made of an elastic plastic material, one end of which is fixed to an entrained part (14) forming part of the wiper, and at the other end, free, which can be attached a strip or wiper blade, wiper characterized in that the arms (12) consists of a groin (27) of plastic material which extends in the direction of its length and is surrounded by a casing (28) in the form of a sheath. 20) Essuie-glace suivant la revendication 1, dont la partie entraSnee est un axe d'essuie-glace (10) entraîné dans un mouvement pendulaire, caractérisé en ce que l'extrémité (14) du bras d'essuie-glace, reliée à l'axe (10) présente une perforation (20) destinée à recevoir cet axe (10) de l'essuie-glace. 20) Wiper according to claim 1, the part entSnee of which is a wiper pin (10) driven in a pendulum movement, characterized in that the end (14) of the wiper arm, connected to the axis (10) has a perforation (20) intended to receive this axis (10) of the wiper. 30) Essuie-glace suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bras (12) présente une courbure de préférence parabolique dont le centre se trouve du côté tourné vers la glace (26) et que la distance (30) mesurée perpendiculairement Cr la glace (26) qui sépare l'extrémité libre (22) du bras et la glace est plus petite que la distance (32) mesurée per- pendiculairement à la glace (26) entre celle-ci et l'extrémité (14) du bras d'essuie-glace (12) qui est reliée à la partie (10) entraînée de la construction. 30) Wiper according to one of claims 1 and 2, characterized in that the arm (12) has a preferably parabolic curvature whose center is on the side facing the glass (26) and that the distance (30 ) measured perpendicular Cr the glass (26) which separates the free end (22) of the arm and the glass is smaller than the distance (32) measured perpendicular to the glass (26) between the latter and the end (14) of the wiper arm (12) which is connected to the part (10) driven from the construction. 40) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière plastique qui constitue l'ame (27) du bras (12) d'essuieglace est renforcée par des fibres de verre, ces fibres étant orientées d'une façon dominante dans le sens longitudinal du bras (12) d'essuie-glace. 40) Wiper according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the plastic material which constitutes the core (27) of the wiper arm (12) is reinforced by glass fibers, these fibers being oriented predominantly in the longitudinal direction of the wiper arm (12). 50) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière plastique formant l'enveloppe (28) du bras (12) d'essuieglace est renforcée par des fibres, ces fibres étant disposées, par rapport au sens de la longueur du bras (12) d'essuie-glace, sous un angle qui est de préférence de 45ors  50) Wiper according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plastic material forming the envelope (28) of the arm (12) of the wiper is reinforced by fibers, these fibers being arranged, by in relation to the direction of the length of the wiper arm (12), at an angle which is preferably 45 ° 60) Essuie-glace suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les fibres placées dans l'enveloppe (28) en matière plastique du bras (12) d'essuie-glace sont disposées en diagonale. 60) Wiper according to claim 5, characterized in that the fibers placed in the envelope (28) of plastic of the arm (12) of the wiper are arranged diagonally. 70) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, comme fibres de renforcement, on utilise des fibres de verre. 70) Wiper according to any one of claims 4 to 6, characterized in that, as reinforcing fibers, glass fibers are used. 8 ) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, comme fibres de renforcement, on utilise des fibres de carbone. 8) Wiper according to any one of claims 4 to 6, characterized in that, as reinforcing fibers, carbon fibers are used. 90) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que dans l'âme (27) en matière plastique du bras (12) d'essuie-glace, on dispose des fibres qui sont constituées par une autre matière que les fibres de l'enveloppe (28) en matière plastique. 90) Wiper according to any one of claims 4 to 8, characterized in that in the core (27) of plastic of the arm (12) of the wiper, there are fibers which are constituted by a other material than the fibers of the plastic casing (28). 100) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe (28) en matière plastique du bras (12) de l'essuie-glace est reliée, sur toute sa longueur avec l'âme (27) en matière plastique du bras (12) de l'essuie-glace. 100) Wiper according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the plastic casing (28) of the arm (12) of the wiper is connected, over its entire length with the plastic core (27) of the arm (12) of the wiper. 110) Essuie-glace suivant l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que, sur l'ex- trémité (14) du bras d'essuie-glace qui doit être reliée avec la partie entratnée (10) de la construction, on fixe, de préférence au moulage, un corps de base (14) en matière plastique, présentant une perforation (20).  110) Wiper according to any one of claims 2 to 10, characterized in that, on the end (14) of the wiper arm which is to be connected with the driven part (10) of the construction, is fixed, preferably by molding, a base body (14) of plastic material, having a perforation (20). 120) Essuie-glace suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le corps de base (14) est pourvu d'une douille (18) métallique qui contient la perforation (20).  120) Wiper according to claim 11, characterized in that the base body (14) is provided with a metal bush (18) which contains the perforation (20).
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