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Fixation de capteurs sur vitrages automobiles
L'invention est relative à la fixation d'éléments du type capteur destiné à piloter des fonctions, capteurs qui sont placés derrière des vitrages automobiles.
Des capteurs typiques sont destinés à recevoir des signaux en provenance de l'extérieur du véhicule ou suivent le fonctionnement d'éléments solidaires de ce vitrage. A la première catégorie appartiennent les antennes diverses (radio, GPS, téléphone...), les détecteurs de pluie, de lumière ou analogue... A la seconde catégories appartiennent les systèmes variés susceptibles de suivre le fonctionnement de certains éléments comme le chauffage du vitrage, la commande de moyens électro-commandés de contrôle de la transmission lumineuse.
Tous ces capteurs portés par les vitrages, et en particulier par les pare-brise doivent satisfaire à des conditions rigoureuses.
La première condition est bien entendu de remplir leur fonction de façon satisfaisante en ne perturbant pas celle des autres éléments avoisinants, y compris celle fondamentale du pare-brise lui-même qui doit offrir la meilleure vision possible.
Dans ce sens les capteurs doivent être localisés dans des emplacements qui non seulement leur garantissent de pouvoir fonctionner de manière satisfaisante, mais encore, qui ne réduisent pas le champ visuel ou introduisent des distorsions de celui- ci.
Compte tenu de cette première contrainte il va de soi que les capteurs sont de préférence de dimensions aussi petite que leur fonction le permet.
Hors leur encombrement, les capteurs en question doivent encore être fixés sans risquer de fragiliser le vitrage sur lequel ils sont fixés. Si ils doivent offrir une solidité certaine pour ne pas risquer d'être endommagés, soit au cours de leur mise
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en place, soit ultérieurement, ils est préféré de leur conférer une certaine légèreté pour ne pas surcharger le vitrage qui les porte.
L'invention concerne les capteurs collés sur les vitrages et notamment sur les pare-brise automobiles. Plus particulièrement l'invention concerne les capteurs du type détecteur de pluie ou analogues, pour lesquels les signaux qu'ils captent sont transmis à travers le vitrage. Ceci implique que le support du capteur ne s'interpose pas entre le vitrage et le capteur lui-même. Pour cette raison les supports sont constitués d'éléments situés sur le pourtour du capteur.
Lors de leur développement initial, la fixation de ces capteurs s'est faite selon l'expérience acquise pour la fixation des premiers éléments qui ont été fixés sur les pare-brise, à savoir les embases de rétroviseurs.
La fixation des rétroviseurs nécessite une résistance particulière compte tenu des efforts supportés au cours de l'utilisation. Chaque mouvement du rétroviseur soumet l'embase et sa fixation à des tractions relativement importantes. Pour garantir une fixation satisfaisante, l'embase sur laquelle venait se fixer le pied du rétroviseur devait donc être particulièrement rigide. Elle devait aussi adhérer au vitrage de manière forte et permanente.
Pour les raisons indiquées le choix du matériau de. l'embase s'est porté sur des alliages métalliques rigides, et commodément moulables pour faciliter leur fabrication.
Des alliages typiques sont par exemple des alliages à base de zinc tel que celui dénommé ZAMAC .
Des supports ont donc été réalisés dans ces matériaux pour fixer notamment les capteurs de pluie. En pratique, il s'avère que les supports actuels sont largement inadaptés.
La rigidité dans ce cas conduit à un élément qui s'avère trop pesant compte tenu des sollicitations limitées auxquelles sont soumis ces capteurs une fois qu'ils ont été installés. Leur poids est surtout gênant pour l'inertie supplémentaire est appliquée sur le pare-brise. Ces alliages en outre présentent une certaine corrosivité pour les éléments au contact desquels ils se trouvent.
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Une autre difficulté vient de ce que la surface disponible pour coller ces supports sur le vitrage doit être aussi réduite que possible. La majeure partie de la surface occupée par le capteur est bien évidemment destinée à la transmission du signal capté. Dans les réalisations initiales le capteur est ainsi le plus souvent entouré d'un entourage ou cadre support, relativement étroit pour ne pas accroître la surface totale du capteur sur le vitrage. La surface restreinte et le poids du support font qu'il arrive que.l'on constate un collage insuffisamment solide.
Un inconvénient supplémentaire à l'utilisation de tels supports, vient de la multiplicité des éléments constitutifs qu'ils impliquent. Le support est dans un matériau différent de celui du capteur, de celui du connecteur reliant ce capteur aux conducteurs qui relient le capteur aux organes de traitement du signal ou de celui des goulottes qui enveloppent ces conducteurs. Cette diversité implique que ces divers éléments doivent être stockés et surtout mis en place individuellement, compliquant de ce fait l'ensemble de l'opération.
L'invention se propose d'une part d'améliorer les constituants utilisés comme support des capteurs, et d'autre part, de simplifier les opérations de mise en #uvre de ces supports et éléments annexes.
Selon l'invention le support de capteur, du type détecteur de pluie qui nécessite de placer le capteur de telle sorte qu'il reçoive les signaux à travers le vitrage, est constitué d'un élément entourant le capteur, se refermant sans discontinuité.
Le support selon l'invention ainsi constitué présente une meilleure rigidité dimensionnelle bien que de section relativement faible par rapport à ses plus grandes dimensions en raison de sa forme refermée. Une forme typique est celle globalement d'un anneau.
Par rapport aux modes antérieurs dans lesquels l'entourage du capteur formait un entourage non refermé, celui selon l'invention présente par sa structure une meilleure rigidité. Il n'est pratiquement pas possible de modifier les dimensions dans un plan parallèle à celui du vitrage sur lequel le capteur vient s'appliquer. Il est aussi difficile de gauchir ce support hors de ce même plan, avant fixation sur le vitrage.
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En conséquence de cette particularité le support peut être constitué d'un matériau moins rigide que celui des supports antérieurs. En conséquence encore, il est possible selon l'invention d'alléger ce support et, par suite, d'avoir un collage sur le vitrage également plus léger.
Mettant à profit ces particularités, il est possible le cas échéant, de constituer le support dans le matériau de la goulotte. De cette façon il est encore possible selon l'invention de constituer en une pièce unique, le support du capteur et la goulotte destinée à recevoir les conducteurs. Le regroupement de plusieurs pièces en une seule, réduit les stocks référencés, et surtout réduit les opérations de mise en place sur le vitrage.
Les matériaux synthétiques semi-rigide bien connus conviennent dans l'ensemble pour constituer les supports selon l'invention. On utilise avantageusement des matériaux moulables. Ils présentent l'avantage d'être relativement facile à mettre en oeuvre, et comme tous les matériaux polymères sont beaucoup plus légers que les alliages métalliques, et ne soulèvent pas de problème de corrosion .
On utilise par exemple des copolymères du type acrylonitrile-butadiène styrène ou tout autre produit moulable conduisant à des produits relativement rigides.
Si l'on veut conférer une rigidité supplémentaire au support il est encore possible d'armer celui-ci, au moins sur une partie, au moyen d'une âme métallique.
Le plus souvent, il n'est pas nécessaire d'introduire une telle armature, qui par ailleurs rend plus compliquée la confection du support.
Avantageusement les constituants sont choisis de même nature que ceux d'autres éléments comme les goulottes recevant les conducteurs. En choisissant des matériaux identiques il est possible de rassembler plusieurs éléments en une seule pièce.
L'invention est décrite de manière plus détaillée en faisant référence aux planches de dessins dans lesquelles : - la figure 1 est une vue partielle d'un pare-brise présentant une disposition de l'art antérieur pour la mise en place d'un capteur ; - la figure 2 est une vue en plan d'un support de capteur antérieur ;
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- la figure 3 est une vue en plan d'un support de capteur selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en plan d'un support de capteur selon l'invention, comprenant une goulotte ; - la figure 5 est une vue de côté correspondant au support de la figure 4.
La partie du pare-brise représentée à la figure 1 se situe dans la partie haute et médiane, partie qui traditionnellement reçoit l'embase du rétroviseur. Cette partie comporte plusieurs zones revêtues d'émail destinées à masquer de l'extérieur les éléments fixés sur le pare-brise. Le cas échéant comme représenté, l'émail est disposé dans une première zone 1 de manière continue à l'exclusion des réserves telle que 2, pour maintenir la transmission lumineuse nécessaire à certains capteurs comme celui destiné à détecter la pluie. Dans cette zone 2 il n'y a pas d'émail. La zone 1 peut être prolongée d'une seconde, dans laquelle l'émail est appliqué de manière discontinue sous forme de points. Cette façon de procéder est traditionnellement destinée à marquer une transition entre la zone continue 1, et le verre non revêtu 4.
Par ailleurs, lorsque le vitrage comporte des couches de type conductrice, il est éventuellement nécessaire de dégager une zone, comme en 3, pour garantir le fonctionnement de capteurs fonctionnant à base d'ondes radiomètriques.
Sur la figure 1, l'emplacement de l'embase du rétroviseur est marqué en 5.
Le support d'un détecteur de pluie traditionnel est représenté en 6. Le support en question est constitué d'un élément qui dans cet exemple est de forme annulaire incomplète. Le support 6 est collé sur le pare-brise de la même manière que le rétroviseur. Avant la pose du capteur lui-même sur son support, une goulotte 7 destinée à recevoir les conducteurs du capteur est également collée sur le pare-brise.
Compte tenu de la faible masse de la goulotte et des conducteurs qu'elle reçoit, un adhésif plus léger est souvent suffisant. On utilise par commodité de préférence un matériau adhésif double face préalablement appliqué sur le dos de la goulotte, de telle sorte que la pose de la goulotte consiste en l'application de celle-ci sur le pare- brise après qu'on ait enlevé le film qui protège l'adhésif fixé à la goulotte.
Dans l'exemple antérieur le support 6 et la goulotte 7 sont disjoints. Ils sont constitués de matériaux différents et appliqués séparément. Le support 6 est en un
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alliage métallique de ZAMAC , alliage à base de zinc et de façon moindre d'aluminium, et dont la masse volumique est de l'ordre de 6g/cm3. Ce matériau en dehors du fait qu'il est relativement pesant est très rigide ce qui garantit que le support reste stable en dimensions même lorsque le capteur est introduit pour y être clipsé.
La.goulotte est beaucoup plus légère. Elle est formée d'un profilé en U. Un matériau typique pour la fabrication de la goulotte est un polymère moulable tel qu'un matériau ABS. La légèreté de la goulotte facilite sa fixation sur le pare-brise.
Eventuellement il est connu de disposer sur les parois de la goulotte des parties dans lesquelles, localement, les branches du U sont interrompues pour faciliter la conformation de la goulotte au profil galbé du pare-brise.
Dans cette construction le support 6 et la goulotte sont appliqués séparément avec une certaine précision. Le capteur est ensuite fixé sur son support comme indiqué précédemment, par clipsage. Les conducteurs et le connecteur raccordant le capteur aux organes de commande, sont ensuite mis en place. Enfin l'ensemble est recouvert d'un cache qui dissimule le capteur, le support de capteur, la goulotte et les conducteurs électriques à l'intérieur du véhicule. Le cache est ordinairement constitué du même matériau que la goulotte, et est clipsé sur cette dernière et sur le support de capteur:
Le support de capteur de l'art antérieur est présenté à la figure 2 sur la face qui est appliquée sur le pare-brise. Ce support comprend une bande annulaire 8 délimitée vers l'intérieur par une nervure 9.
La disposition vise d'une part à éviter l'écrasement inégal du cordon de colle qui est appliqué sur la bande 8, et d'autre part, empêche la colle de déborder vers l'intérieur dans les zones du pare-brise non revêtues d'émail. Pour cela la nervure est relativement de faible hauteur. Quelques dixièmes de millimètres sont une mesure habituelle. Le support comporte encore une feuillure 10 en retrait par rapport au plan de la bande 8, feuillure sur laquelle vient s'appuyer le capteur. Ce dernier est encore centré au moyen des plots 11 qui assurent un positionnement précis sur le vitrage.
Le support représenté à la figure 3 est de construction analogue à celle du support traditionnel pour ce qui concerne les dispositions relatives à la fixation sur le
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vitrage, et celles de fixation du capteur. Dans la construction selon l'invention, les extrémités du support de forme annulaire sont réunies par un pont 12 dont la forme est déterminée en partie par celle du connecteur qui vient se raccorder au capteur.
Dans la forme présentée, ceci conduit à écarter la partie de raccord de la partie annulaire proprement dite. Cette partie 13 est reportée au-delà de la zone de connexion sous les conducteurs.
La présence du pont 12 selon l'invention, rend possible l'utilisation d'un support en un matériau présentant une rigidité moindre que celle des supports antérieurs n'ayant pas le risque de voir s'écarter les extrémités du support annulaire.
Les matériaux synthétiques utilisés par ailleurs pour former la goulotte ou le cache goulotte deviennent ainsi utilisables. Cette possibilité offre en plus l'avantage de pouvoir constituer l'ensemble support de capteur et goulotte d'une seule pièce comme représenté à la figure 4 et à la figure 5.
La figure 4 montre un exemple de réalisation du support du type précédent, dans lequel la goulotte destinée à recevoir les conducteurs est d'une seule pièce avec la partie recevant le capteur.
La figure 5 montre la façon dont sont réunies ces deux parties. Pour garantir une certaine flexibilité à l'ensemble dans la longueur qui doit se conformer à un certain galbe du pare-brise, la goulotte comporte des parties sur lesquelles elle n'est composée que de la semelle 15 reposant sur le pare-brise. Le même type de raccordement 16 est réalisé entre le corps du support de capteur et la goulotte, conférant à l'ensemble la flexibilité souhaitée.