FR2967744A1 - Transmission a vis pour une installation d'essuie-glace - Google Patents

Abstract

Transmission à vis (115) pour entraîner selon un mouvement oscillant, un arbre d'entraînement (155) entre deux positions d'inversion (160, 165), notamment pour entraîner le bras d'essuie-glace (120) d'une installation d'essuie-glace (150) équipant un véhicule (105). La transmission comprend une roue à vis (150) reliée à l'arbre d'entraînement (155) et une vis (140) engrenant avec la roue à vis (150). La roue à vis (150) a une forme irrégulière pour que le jeu du flan des dents par rapport à la vis (140) dans la zone de la première position d'inversion (160), soit inférieur au jeu du flan des dents avec la vis (140) dans la zone comprise entre les positions d'inversion (160, 165).

Description

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une transmission à vis pour entraîner selon un mouvement oscillant, un arbre d'entraînement entre deux positions d'inversion, notamment pour entraîner le bras d'essuie-glace, d'une installation d'essuie-glace équipant un véhicule, comprenant une roue à vis reliée à l'arbre d'entraînement et une vis engrenant avec la roue à vis. Etat de la technique Les installations d'essuie-glace des véhicules automobiles io communiquent un mouvement de rotation oscillant à un balai d'essuie-glace par l'intermédiaire d'un bras d'essuie-glace, autour d'un arbre d'entraînement sur une vitre (pare-brise ou lunette arrière) du véhicule. Le mouvement oscillant est appliqué par l'entraînement d'essuie-glace composé d'un moteur électrique et d'une transmission. Souvent la 15 transmission est une transmission à vis dont la vis est entraînée par un moteur électrique et engrène avec une roue à vis reliée à l'arbre d'entraînement. Dans un mode de réalisation de l'entraînement d'essuie-glace, le mouvement de rotation oscillant est commandé par le changement de sens de rotation du moteur électrique lorsque l'arbre 20 d'entraînement ou le bras d'essuie-glace ou le balai d'essuie-glace se trouvent dans leur position d'inversion de mouvement. Au moment de l'inversion du mouvement, c'est-à-dire du sens de rotation du moteur électrique, à la position d'inversion, le jeu entre les éléments de la transmission peut générer un fort bruit et se 25 traduire par un mouvement irrégulier du balai d'essuie-glace entraîné (flottement du balai). Pour réduire au minimum le jeu entre la vis et la roue à vis, on connaît un certain nombre de moyens, comme par exemple le réglage précis de la distance entre l'axe de rotation de la vis et celui de la roue à vis par l'intermédiaire d'un coussinet de palier 30 excentré, ou en utilisant des classes de roue dentée ou une vis conique, mobile axialement. La réduction du jeu entre la vis et la roue à vis augmente toutefois l'usure et la résistance au mouvement des deux éléments. Pour un fonctionnement optimum à la fois au niveau des positions 35 d'inversion de sens de mouvement et dans la zone à l'extérieur de ces

2 positions, il est nécessaire de choisir le jeu entre la vis et la roue à vis, pour que la transmission à vis fonctionne de manière satisfaisante à la fois au niveau des positions d'inversion de sens de mouvement et entre ces positions d'inversion.

But de l'invention La présente invention a ainsi pour but de développer une transmission à vis dont le fonctionnement et la précision soient améliorés pour être appliqués à un système d'essuie-glace de véhicule. Exposé et avantages de l'invention io A cet effet, l'invention a pour objet une transmission à vis d'installation d'essuie-glace du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que - la roue à vis a une forme irrégulière pour que le jeu du flan des dents par rapport à la vis dans la zone de la première position 15 d'inversion soit inférieur au jeu du flan des dents avec la vis dans la zone comprise entre les positions d'inversion. La modification selon l'invention du jeu du flan des dents en fonction de la position de l'arbre d'entraînement, permet d'avoir un jeu des flans de dents réduit au minimum dans la zone des positions 20 d'inversion de mouvement pour minimiser la précision de l'entraînement et éviter la tendance de l'installation d'essuie-glace à osciller et néanmoins avoir un jeu suffisant entre les flans de dents dans la zone comprise entre les positions d'inversion de sens pour permettre un fonctionnement léger et à faible usure de la transmission 25 à vis. Pour cela, on a en principe deux approches possibles qui peuvent être combinées. Une première approche consiste à faire varier le rayon de référence de la roue à vis en fonction de la position de l'arbre d'entraînement alors que la seconde approche consiste à faire 30 varier la largeur des dents de la roue à vis en fonction de la position de l'arbre d'entraînement. Pour la première approche, la roue à vis comporte une couronne dentée appuyée radialement vers l'intérieur par une structure élastique de façon que la force de ressort agissant sur la couronne 35 dentée soit différente suivant l'angle de direction de la roue à vis. Les

3 forces radiales qui sont engendrées dans la zone en prise avec la vis, permettent ainsi de régler un rayon de référence correspondant au jeu du flan des dents souhaité. Ce mode de réalisation est notamment avantageux si les parties de la roue à vis sont réalisées en un matériau déformable élastiquement pour avoir une construction particulièrement simple de la couronne dentée. La structure élastique peut comporter un disque reliant la couronne dentée à l'arbre d'entraînement, le disque ayant un io dégagement dans la zone de la couronne dentée. De manière avantageuse, la forme du dégagement est choisie en fonction de forces de ressort radiales prédéfinies. De cette manière, en particulier, la transition entre les différentes forces élastiques, radiales, sera facile à appliquer par construction aux différentes zones. 15 En variante ou en plus, le diamètre de la roue à vis dans la zone de la première position d'inversion de mouvement, est plus grand que celui dans la zone entre les positions d'inversion de sens de mouvement. En outre, l'axe de rotation de la roue à vis peut être décalé par rapport à l'axe géométrique de la roue à vis. Ces moyens 20 particulièrement économiques permettent de répartir de manière prédéfinie le jeu du flan des dents suivant l'angle directionnel de la roue à vis. En outre, le module de la roue à vis dans la zone d'inversion de mouvement (sens de mouvement), peut être supérieur à 25 celui dans la zone comprise entre les positions d'inversion de mouvement. Cela constitue un autre moyen pour modifier de manière simple et économique le jeu des flans des dents en fonction de l'angle directionnel de la roue à vis. Pour la seconde approche qui peut être combinée à la 30 première, dans la zone de la première position d'inversion de sens de mouvement, la roue à vis a un décalage positif du profil par rapport à la zone entre les positions d'inversion de sens de mouvement. Ce mode de réalisation est également possible si la roue à vis est en une matière moins élastique voire non-élastique. 4 Selon un autre développement, dans la zone de la première position d'inversion de sens de mouvement, la roue à vis a une tolérance d'épaisseur de dent supérieure à celle dans la zone comprise entre les positions d'inversion de sens. s L'invention s'applique avantageusement à un arbre d'entraînement comportant plus de deux positions d'inversion de sens. La modification décrite ci-dessus du jeu des flans des dents peut être réalisée plusieurs fois à la périphérie de la roue à vis. De même, on peut utiliser une roue à vis constituée seulement par un segment de roue, ce io qui est avantageux pour l'encombrement de la transmission à vis. Dessins La présente invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de transmission à vis pour l'entraînement oscillant d'un arbre d'entraînement d'une installation ls d'essuie-glace représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes références désignent les mêmes éléments ou des éléments de même fonction. Ainsi : - la figure 1 montre schématiquement une installation d'essuie-glace de véhicule automobile, 20 - la figure 2 montre un mode de réalisation de la roue à vis de l'installation d'essuie-glace de la figure 1, - les figures 3-6 montrent différentes formes de réalisation de la roue à vis de la transmission à vis de l'installation d'essuie-glace de la figure 1, 25 - la figure 7 montre schématiquement un autre mode de réalisation de la roue à vis de la figure 1, et - la figure 8 montre un détail d'une autre dent de la roue à vis de la figure 1. Description détaillée d'exemples de réalisation de l'invention 30 La figure 1 montre schématiquement une installation d'essuie-glace 100 d'un véhicule automobile 105. L'installation d'essuie-glace 100 comporte un moteur électrique 110, une transmission 115, un bras d'essuie-glace 120 et un balai d'essuie-glace 125. L'installation d'essuie-glace 100 communique au balai d'essuie-glace 125, un 35 mouvement oscillant balayant la vitre 130 du véhicule 105 pour nettoyer la vitre 130 et enlever l'humidité et/ou la saleté. La vitre 130 est par exemple le pare-brise ou la lunette arrière du véhicule 105. La transmission 115 comporte une roue à vis 150 avec laquelle engrène une vis 140. La roue à vis est reliée à un arbre 5 d'entraînement 155. L'arbre d'entraînement 155 est relié par une liaison de transmission de couple à une extrémité du bras d'essuie-glace 120 dont l'autre extrémité est reliée au balai d'essuie-glace 125. Un premier repère 160 et un second repère 165 sont prévus sur la roue à vis 150 comme cela sera vu ensuite, de façon que la roue à vis 150 se trouve io dans une première position d'inversion de mouvement lorsque le premier repère 160 est dirigé vers le bas sur la roue à vis 140 et dans une deuxième position d'inversion de mouvement lorsque le second repère 165 est dirigé vers le bas sur la vis 140. La roue à vis 150 coopère avec un capteur 170 pour 15 déterminer la position de rotation de la roue à vis 150. Dans un mode de réalisation, le capteur 170 peut seul déterminer si la roue à vis 150 se trouve près de l'une des positions d'inversion. Dans un autre mode de réalisation, on peut également déterminer d'autres positions de la roue à vis 150 à l'aide du capteur 170. 20 La figure 2 montre un autre mode de réalisation de la roue à vis 150 de l'installation d'essuie-glace 100 de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, la roue à vis 150 se limite à un segment de roue dentée dont la moitié supérieure ne comporte pas de denture. La roue à vis 150 est formée par une couronne dentée 205 reliée par 25 des rayons 210 à un moyeu 215 fixé à l'arbre d'entraînement 155 par une liaison de transmission de couple. Dans la zone entre les rayons 210, la couronne dentée 205 de la roue à vis 150 correspond à une forme régulière. Au-delà des rayons 210, la couronne dentée 205 ne correspond plus à un arc de cercle autour de l'axe de rotation de l'arbre 30 d'entraînement 155, mais aux tangentes passant par l'extrémité radiale extérieure des rayons 210. En d'autres termes, la couronne dentée 205 comporte de l'autre côté des rayons 210, une zone de fin de denture 220 dans laquelle le rayon efficace augmente au moins en l'absence de charge.

6 La couronne dentée 205 est réalisée en un matériau élastique de préférence en matière plastique. Les zones de fin de denture 220 ne sont prévues que d'un côté dans la zone des rayons 210, de sorte que ces zones sont notamment déformables élastiquement, radialement, vers l'intérieur. Le débattement maximum de l'extrémité supérieure des zones de fin de denture 220 radialement vers l'intérieur, est limité par des butées fixes 225 reliées aux rails 210 ou au moyeu 215. Les zones de fin de denture 220 correspondent aux io positions d'inversion de mouvement 160 ou 165 de la figure 1. Lorsque l'arbre à vis 140 est en prise avec la couronne dentée 205 au niveau de l'une des zones de fin de denture 220, le jeu entre les flans de dents de la couronne dentée 205 et celle de la vis 140, est réduit en ce que la zone de fin de denture 220 concernée, est pressée avec une force 15 croissante contre la vis 140. Dans l'exemple de réalisation, on a une réduction du jeu des flans de dents allant jusqu'à 0 (pression). On évite que la vis 140 ne puisse passer ("sauter la prise") de l'arbre à vis 140 par rapport à la denture de la couronne dentée 205 dans l'une des zones de fin de denture 220, grâce aux butées fixes 225. 20 Dans la zone comprise entre les positions d'inversion de mouvement 160, 165 et notamment entre les rayons 210, la couronne dentée 205 a une rigidité radiale plus élevée que dans les zones de fin de denture ou de mouvement 220. Le jeu des flans de dents de la vis 140 dans cette zone, est suffisamment grand pour permettre un 25 fonctionnement sans perte et sans usure de la transmission 115. La rigidité dans les zones différentes de la périphérie de la roue à vis 150, peut être variée par le nombre et la position des rayons 210. Les figures 3 à 6 montrent différents modes de réalisation de la roue 150 de la transmission à vis 115 de l'installation d'essuie- 30 glace 100 de la figure 1. Les trois modes de réalisation présentés correspondent à une roue à vis 150 ayant une couronne dentée périphérique 205 et un disque 305 soutenant la couronne dentée 205 radialement vers l'intérieur. Le moyeu correspondant au moyeu 215 de la figure 2 et l'arbre d'entraînement 155, ne sont pas détaillés. Les 35 repères ou les positions d'inversion 160 et 165 sont indiqués

7 respectivement de manière qualitative. On peut également envisager des formes de réalisation dans lesquelles, la couronne dentée 205 est limitée comme à la figure 2, au segment entre les repères 160, 165 et autour de ceux-ci.

Le mode de réalisation de la roue à vis 150 de la figure 3 sur le côté radial intérieur de la couronne dentée 205 comporte un dégagement 310 dans le disque 305 entre les marques ou positions d'inversion 160, 165. Suivant l'élasticité de la couronne dentée 205, cela réduit la force radiale d'appui sur la couronne dentée 205 dans la io zone du dégagement 310. Lorsque la vis 140 est en prise avec les dents de la couronne dentée 205 au niveau du dégagement 310, les efforts exercés par les flans des dents produisent un déplacement de la couronne dentée 205 dans la zone de contact, radialement vers l'intérieur pour augmenter le jeu entre les flans des dents de la 15 couronne dentée 205 et de la vis 140. Plus le dégagement 310 est grand et plus faible seront les forces d'appui radiales s'exerçant dans la zone médiane et il en sera de même du jeu des flans des dents. Dans la zone autour des repères ou position d'invention 160, 165, il n'y a pas de dégagement 310 de sorte 20 que la rigidité radiale de la couronne dentée 205 dans ses zones, est plus grande et le jeu du flan des dents avec la vis 140 est réduit. Selon le mode de réalisation de la roue à vis 150 de la figure 4, le dégagement 310 a une extension plus grande que le dégagement 310 de la figure 3 et sa forme est celle d'un triangle à 25 sommet arrondi à la place de la forme allongée de la figure 3. La force d'appui radiale sur la couronne dentée 205 dépend de l'épaisseur de la matière du disque 305 dans la direction radiale à l'endroit concerné. Plus l'épaisseur de matière est important et plus faible sera aussi l'effet d'appui radial du disque 305. Comme 30 indiqué ci-dessus, plus le dégagement 310 est grand dans la direction radiale et plus faible sera l'effet d'appui résiduel dans la direction radiale. En outre, l'extension ou la forme du dégagement 310 permettent d'adapter la force d'appui radiale aux forces de levier appliquées à la matière qui subsiste entre le dégagement 310 et la 35 couronne dentée 205. 2967744 s Pour diminuer le jeu du flan des dents de la roue à vis 150 par rapport à la vis 140 dans une première zone par rapport à une seconde zone, les dents de la couronne dentée 205 à l'état non sollicité, peuvent être situées radialement plus à l'extérieur que la seconde zone. s Grâce à la force d'appui radiale adaptée au dégagement 310 du disque 305 dans les deux zones, la couronne dentée 205 sera soutenue dans la direction radiale de façon que la couronne dentée 205 s'adapte comme souhaité à la vis 140. Si les dents de la couronne dentée 205 dans un état sans io charge par rapport à la seconde zone, se trouvent à la même hauteur ou plus à l'intérieur, une réduction de la force d'appui radiale dans la première zone agrandit le jeu du flan des dents. Dans le mode de réalisation de la roue à vis 150 de la figure 5, le dégagement 310 a une forme analogue à celle de la figure 3, ls mais il est toutefois plus grand. Le dégagement 310 reçoit une pince élastique 505 dont la force de ressort agit radialement vers l'extérieur. Grâce à la forme donnée, la matière et l'épaisseur de matière de la pince élastique 505 permettant de régler l'effet d'appui dans la direction radiale de la couronne dentée 205 dans la première zone. En 20 particulier, la force de la pince élastique 505 dirigée radialement, peut être suffisamment grande pour que la force radiale agissant dans la zone du dégagement 310 sur la couronne dentée 205, soit supérieure à celle dans la zone des repères ou des positions d'inversion de mouvement 160, 165. Notamment on peut précontraindre la couronne 25 dentée 205 dans la zone du dégagement 310 pour que le rayon actif de la couronne dentée 205 dans la zone du dégagement 310 soit plus grand que dans la zone des repères ou positions d'inversion 160, 165, ce qui réduit le jeu du flan des dents. La figure 6 montre un autre mode de réalisation de la 30 roue à vis 150 de la transmission à vis 115 de l'installation d'essuie-glace 100 de la figure 1. Le mode de réalisation représenté a une structure de roue à vis 150 comme celle des figures 3 à 5 ; le disque 305 n'a pas de dégagement 310. L'arbre d'entraînement 155 est décentré de la distance (e) par rapport au centre de la couronne dentée

9 205 vers la droite pour que la roue à vis 150 présente ainsi une excentricité (e). Le premier repère ou première position d'inversion 160 est indiqué sur le côté gauche de la couronne dentée 205. Lorsque la vis s 140 se trouve dans cette zone en prise avec la couronne dentée 205, le rayon efficace de la couronne dentée 205 est plus grand que par exemple sur le côté opposé de sorte que le jeu du flan des dents par rapport à la vis 140 diminue. Le mode de réalisation présenté est par exemple avantageux pour les transmissions 115 dont les positions io d'inversion sur la roue à vis 150 sont décalées d'environ 360° et coïncident pratiquement l'une avec l'autre. La figure 7 montre schématiquement un autre mode de réalisation de la roue à vis 150. Cette figure montre uniquement le segment de la couronne dentée 205 selon les figures 3 à 6. La couronne ls dentée 205 est bombée radialement vers l'extérieur dans la zone 705. De ce fait, le rayon actif de la roue à vis 150 dans la zone 705 est plus grand qu'en-dehors de la zone 705, si bien que le jeu du flan des dents par rapport à la vis 140, est plus grand qu'en-dehors de la zone 705 ; ainsi le jeu du flan des dents par rapport à la vis 140 en prise dans la 20 zone 705, est diminué. La zone 705 peut coïncider avec l'une ou les deux positions d'inversion 160, 165. La figure 8 montre le détail d'une dent de la roue à vis 150 de la figure 1. Au niveau de son flan droit et de son flan gauche, la dent 805 présentée schématiquement comporte une surépaisseur 810. 25 La surépaisseur 810 augmente le jeu des flans de dents par rapport à la vis 140. On peut avoir un effet analogue si le profil de la dent 805 est bombé radialement vers l'extérieur. Une augmentation du module de la dent 805 donne un résultat analogue. Les moyens décrits et représentés à l'aide des différents 30 exemples de réalisation des figures 1 à 8 pour faire varier localement le jeu des flanc des dents entre la roue à vis 150 et la vis 140, peuvent être combinés. En principe, les moyens indiqués correspondent à deux approches, la première consistant à modifier localement le rayon efficace de la roue à vis 150 comme dans les exemples de réalisation des 35 figures 2 à 7 et la seconde approche consiste à épaissir localement une 2967744 io dent 805 de la roue à vis 150 chaque fois dans l'exemple de réalisation de la figure 8.5 ii NOMENCLATURE

100 installation d'essuie-glace 105 véhicule automobile 110 moteur électrique 115 transmission 120 bras d'essuie-glace 125 balai d'essuie-glace 130 vitre/pare-brise/lunette arrière io 135 boîtier 140 vis d'une transmission à vis 145 palier 150 roue à vis 155 arbre d'entraînement 15 160 premier repère 165 second repère 170 capteur 205 couronne dentée 210 rayon 20 215 moyeu 220 zone de fin de denture/zone de fin de mouvement 225 butée fixe 305 disque 310 dégagement 25 505 pince élastique 705 zone bombée 805 dent 810 surépaisseur

30 e excentricité 35

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1» Transmission à vis (115) pour entraîner selon un mouvement oscillant, un arbre d'entraînement (155) entre deux positions d'inversion (160, 165), notamment pour entraîner le bras d'essuie-glace (120), d'une installation d'essuie-glace (100) équipant un véhicule (105), comprenant : - une roue à vis (150) reliée à l'arbre d'entraînement (155) et une vis (140) engrenant avec la roue à vis (150), transmission à vis caractérisée en ce que - la roue à vis (150) a une forme irrégulière pour que le jeu du flan des dents par rapport à la vis (140) dans la zone de la première position d'inversion (160), soit inférieur au jeu du flan des dents avec la vis (140) dans la zone comprise entre les positions d'inversion (160, 165). 2» Transmission à vis (115) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rayon de référence de la roue à vis (150) dans la zone de la première position d'inversion (160) est agrandi par rapport à la zone comprise entre les positions d'inversion (160, 165). 3» Transmission à vis (115) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la roue à vis (150) comporte une couronne dentée (205) soutenue radialement vers l'intérieur par une structure élastique (205, 505) pour que la force de ressort agissant sur la couronne dentée (205) soit variable sur la roue à vis (150) en fonction d'un l'angle de direction. 4» Transmission à vis (115) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la structure élastique (505) comporte un disque (305) reliant la couronne dentée (205) à l'arbre d'entraînement (155), * le disque (305) ayant un dégagement (310) au niveau de la couronne dentée (205).35'13 r 5» Transmission à vis (115) selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la zone de la première position d'inversion (160), le diamètre de la roue à vis (150) est plus grand que dans la zone comprise entre les positions d'inversion de mouvement (160, 165). 6» Transmission à vis (115) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe de rotation de la roue à vis (150) est décentrée par rapport à l'axe géométrique de la roue à vis (150). 7» Transmission à vis (115) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le module de la roue à vis (150) dans la zone de la première position d'inversion de mouvement (160) est plus grand que dans la zone comprise entre les positions d'inversion de mouvement (160, 165). 8» Transmission à vis (115) selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans la zone de la première position d'inversion de mouvement (160), la roue à vis (150) a une dent plus large (805, 810) qu'une dent (805) dans la zone entre les positions d'inversion de mouvement (160, 165). 9» Transmission à vis (115) selon la revendication 8, caractérisée en ce que dans la zone de la première position d'inversion de mouvement (160), la roue à vis (150) a un décalage positif du profil par rapport à celui dans la zone entre les positions d'inversion de mouvement (160, 165). 10» Transmission à vis (115) selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que dans la zone de la première position d'inversion de mouvement (160), la roue à vis (150) a une tolérance d'épaisseur de dent plus importante que dans la zone comprise entre les positions d'inversion de mouvement (160, 165).