FR2780366A1 - Vehicle windscreen wiper system with spherical bearing surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un système d'essuyage comportant unThe invention relates to a wiping system comprising a
palier muni d'une surface de portée sphérique. bearing fitted with a spherical bearing surface.
L'invention concerne plus particulièrement un système The invention relates more particularly to a system
d'essuyage pour un véhicule automobile, du type dans lequel un essuie- for a motor vehicle, of the type in which a wiper
glace est entraîné en rotation alternée par un arbre d'entraînement qui est guidé en rotation dans un palier, du type dans lequel le palier comporte un corps principal qui est muni d'un alésage axial dans lequel l'arbre est guidé en rotation autour de l'axe commun à l'arbre et à l'alésage, et du type dans lequel le palier comporte des moyens de glass is driven in alternating rotation by a drive shaft which is guided in rotation in a bearing, of the type in which the bearing comprises a main body which is provided with an axial bore in which the shaft is guided in rotation around the axis common to the shaft and to the bore, and of the type in which the bearing comprises means of
liaison par lesquels il est relié à un élément structurel. link by which it is connected to a structural element.
Généralement, I'arbre d'entraînement de l'essuie-glace doit être positionné de manière à être sensiblement perpendiculaire au plan Generally, the wiper drive shaft should be positioned so as to be substantially perpendicular to the plane
général de la vitre qui est destinée à être essuyée par l'essuie-glace. general of the window which is intended to be wiped by the wiper.
Aussi, cela impose que le corps principal du palier soit orienté de manière que son alésage interne soit perpendiculaire au plan de cette vitre. Toutefois, une autre contrainte du palier est qu'il doit être fixé sur la caisse du véhicule de manière rigide et fiable. Pour cela, il est nécessaire que les moyens de fixation du palier soient en appui sur une Also, this requires that the main body of the bearing is oriented so that its internal bore is perpendicular to the plane of this window. However, another constraint of the bearing is that it must be fixed to the body of the vehicle in a rigid and reliable manner. For this, it is necessary that the fixing means of the bearing are supported on a
surface adéquate de la caisse.adequate body surface area.
Selon la conception actuelle des paliers d'essuie-glace, le corps principal du palier, dans lequel est aménagé l'alésage de guidage en rotation de l'arbre d'entraînement, porte aussi les moyens de fixation du palier de sorte qu'il est nécessaire d'adapter précisément le palier au modèle de véhicule sur lequel le système d'essuyage est destiné à être monté. En pratique, il est donc nécessaire de prévoir autant de modèles According to the current design of the wiper bearings, the main body of the bearing, in which the rotational guide bore of the drive shaft is arranged, also carries the means for fixing the bearing so that it It is necessary to precisely adapt the bearing to the vehicle model on which the wiping system is intended to be mounted. In practice, it is therefore necessary to provide as many models
de palier qu'il existe de modèles de véhicule. there are vehicle models.
L'invention a donc pour objet de proposer une nouvelle The object of the invention is therefore to propose a new
conception d'un palier de guidage d'un arbre d'entraînement d'essuie- design of a guide bearing for a wiper drive shaft
glace qui rende ce palier adaptable à un grand nombre de véhicules glass which makes this bearing adaptable to a large number of vehicles
sans modification majeure.without major modification.
Dans ce but, I'invention propose un système d'essuyage du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le corps principal du palier comporte une surface de portée sphérique qui est réalisée venue de matière avec le corps principal et qui coopère avec une surface de To this end, the invention proposes a wiping system of the type described above, characterized in that the main body of the bearing has a spherical bearing surface which is produced integrally with the main body and which cooperates with a surface of
portée complémentaire de l'élément structurel. complementary scope of the structural element.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le corps principal du palier comporte un tronçon central dont une face externe forme la surface de portée sphérique, et deux tronçons tubulaires d'extrémité qui sont alignés l'un par rapport à l'autre, de part et d'autre du tronçon central; - le diamètre de la surface de portée sphérique du tronçon central est supérieur au diamètre des tronçons d'extrémité tubulaires; - le tronçon central est creux, et l'axe de l'alésage du palier est déterminé par l'axe commun des deux tronçons tubulaires d'extrémité; - une partie tubulaire d'extrémité est reliée au tronçon central par une portion de jonction rétrécie dont le diamètre est inférieur au diamètre de la partie tubulaire; - une partie tubulaire d'extrémité est reliée au tronçon central par une surface annulaire perpendiculaire à l'axe de la partie tubulaire; - le corps principal du palier est réalisé par déformation du tronçon central d'un tube cylindrique; - les moyens de liaison du palier sont portés par un corps auxiliaire dont une portion en forme de bague présente une surface sphérique interne qui est destinée à coopérer avec la surface de portée sphérique du corps principal du palier pour former une articulation à rotule du corps auxiliaire rapport au corps principal; et le système comporte un élément structurel qui est muni d'une surface de portée complémentaire de la surface de portée sphérique du corps principal, les surfaces de portée complémentaires sont en contact l'une avec l'autre et sont assemblées l'une à l'autre pour rendre According to other characteristics of the invention - the main body of the bearing comprises a central section, one external face of which forms the spherical bearing surface, and two tubular end sections which are aligned with respect to each other, on either side of the central section; - The diameter of the spherical bearing surface of the central section is greater than the diameter of the tubular end sections; - The central section is hollow, and the axis of the bearing bore is determined by the common axis of the two tubular end sections; - A tubular end portion is connected to the central section by a narrowed junction portion whose diameter is less than the diameter of the tubular portion; - A tubular end part is connected to the central section by an annular surface perpendicular to the axis of the tubular part; - The main body of the bearing is produced by deformation of the central section of a cylindrical tube; the bearing connection means are carried by an auxiliary body, a ring-shaped portion of which has an internal spherical surface which is intended to cooperate with the spherical bearing surface of the main body of the bearing to form a ball joint of the auxiliary body relation to the main body; and the system comprises a structural element which is provided with a bearing surface complementary to the spherical bearing surface of the main body, the complementary bearing surfaces are in contact with one another and are assembled one to the other. other to make
l'élément structurel solidaire du palier. the structural element integral with the bearing.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront Other characteristics and advantages of the invention will appear
à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de on reading the following detailed description for understanding
laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un palier d'un système d'essuyage conforme aux enseignements de l'invention; et - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 illustrant which will be referred to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view in axial section of a bearing of a wiping system according to the teachings of the invention; and - Figure 2 is a view similar to that of Figure 1 illustrating
un second mode de réalisation de l'invention. a second embodiment of the invention.
On a représenté sur les figures 1 et 2 un palier 10 pour le guidage en rotation d'un arbre d'entraînement 12 d'un essuie-glace (non représenté) de véhicule automobile. De manière connue, I'arbre d'entraînement 12 est reçu à rotation autour de son axe A1 au travers There is shown in Figures 1 and 2 a bearing 10 for the rotational guidance of a drive shaft 12 of a wiper (not shown) of a motor vehicle. In known manner, the drive shaft 12 is received in rotation about its axis A1 through
d'un alésage aménagé dans un corps principal 16 du palier 10. a bore arranged in a main body 16 of the bearing 10.
L'alésage est débouchant à ses deux extrémités axiales de telle sorte qu'une extrémité axiale supérieure 18 de l'arbre d'entraînement 12, sur laquelle est destiné à être fixé l'essuie-glace, dépasse au-delà de l'extrémité axiale correspondante du corps principal 16 du palier 10, et s'étend au travers d'un orifice 20 aménagé dans une pièce de The bore opens out at its two axial ends so that an upper axial end 18 of the drive shaft 12, on which is intended to be fixed the wiper, protrudes beyond the end corresponding axial of the main body 16 of the bearing 10, and extends through an orifice 20 arranged in a part of
carrosserie 22 du véhicule.vehicle body 22.
L'extrémité inférieure 24 de l'arbre d'entraînement 12 dépasse au-delà de l'extrémité inférieure correspondante du corps principal 16 pour être reliée à une manivelle 26 d'un mécanisme (non représenté) The lower end 24 of the drive shaft 12 protrudes beyond the corresponding lower end of the main body 16 to be connected to a crank 26 of a mechanism (not shown)
d'entraînement en rotation alternée de l'arbre 12. drive in alternating rotation of the shaft 12.
Conformément aux enseignements de l'invention, on peut voir que le corps principal 16 du palier 10 présente une surface de portée sphérique 36, en l'occurrence convexe, qui participe à sa liaison avec In accordance with the teachings of the invention, it can be seen that the main body 16 of the bearing 10 has a spherical bearing surface 36, in this case convex, which participates in its connection with
des éléments structurels.structural elements.
Plus précisément, le corps principal 16 du palier 10 présente deux tronçons d'extrémité 42 tubulaires coaxiaux, d'axe A1, les deux More specifically, the main body 16 of the bearing 10 has two tubular coaxial end sections 42, of axis A1, both
tronçons tubulaires 42 étant réunis par un tronçon sphérique central 44. tubular sections 42 being joined by a central spherical section 44.
Les trois tronçons du corps principal 16 sont réalisés en une seule pièce, par exemple par déformation plastique d'un tube cylindrique de The three sections of the main body 16 are made in one piece, for example by plastic deformation of a cylindrical tube of
révolution en matériau métallique. revolution in metallic material.
Comme on peut le voir, le centre C de la sphère formée par le tronçon central 44 est situé sur l'axe A1 des deux tronçons d'extrémité 42 et le diamètre de cette sphère est supérieur au diamètre des tronçons tubulaires 42. Les deux tronçons tubulaires 42 sont cylindriques de révolution et ils reçoivent chacun une bague de guidage As can be seen, the center C of the sphere formed by the central section 44 is located on the axis A1 of the two end sections 42 and the diameter of this sphere is greater than the diameter of the tubular sections 42. The two sections tubular 42 are cylindrical of revolution and they each receive a guide ring
en rotation 46 à l'intérieur de laquelle l'arbre 12 est monté tournant. in rotation 46 inside which the shaft 12 is mounted rotating.
Bien entendu, le tronçon central 44 du corps principal 16 du palier 14 est creux pour permettre le passage de l'arbre d'entraînement 12. Comme on peut le voir sur les figures, la surface de portée sphérique 36 ne décrit pas l'intégralité d'une sphère, mais uniquement un anneau sphérique tronqué symétriquement au niveau des tronçons Of course, the central section 44 of the main body 16 of the bearing 14 is hollow to allow the passage of the drive shaft 12. As can be seen in the figures, the spherical bearing surface 36 does not describe the entirety of a sphere, but only a spherical ring truncated symmetrically at the level of the sections
tubulaires 42.tubular 42.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le palier 10 comporte des moyens de liaison 28 avec la caisse du véhicule et des moyens de liaison 30 avec une traverse 32 du système d'essuyage qui sont portés tous les deux par un corps auxiliaire 34 relié au corps In the embodiment of Figure 1, the bearing 10 includes connecting means 28 with the vehicle body and connecting means 30 with a cross member 32 of the wiping system which are both carried by an auxiliary body 34 connected to the body
principal 16 du palier 10 de manière à former une articulation à rotule. main 16 of the bearing 10 so as to form a ball joint.
La traverse 32 relie par exemple le palier 10 à un second palier (non représenté) du système d'essuyage, et elle peut aussi servir de support à un groupe motoréducteur (non représenté) chargé d'assurer The cross member 32 connects for example the bearing 10 to a second bearing (not shown) of the wiping system, and it can also serve as a support for a geared motor group (not shown) responsible for ensuring
l'entraînement en rotation des arbres d'entraînement 12. the rotary drive of the drive shafts 12.
Plus précisément, le corps auxiliaire 34 se présente sous la forme d'une bague annulaire qui est munie d'une surface interne sphérique 38 de rayon de courbure correspondant à celui de la portée sphérique 36 et qui est montée autour du tronçon central sphérique 44 du corps principal 16 de manière que le corps auxiliaire 34 soit articulé à la manière d'une rotule autour du centre C de la portée sphérique 36 More specifically, the auxiliary body 34 is in the form of an annular ring which is provided with a spherical internal surface 38 of radius of curvature corresponding to that of the spherical bearing 36 and which is mounted around the spherical central section 44 of the main body 16 so that the auxiliary body 34 is articulated in the manner of a ball joint around the center C of the spherical bearing 36
du corps principal 16.main body 16.
Ainsi, les moyens de liaison 28 du palier 10, qui sont réalisés sous la forme d'une oreille sensiblement perpendiculaire à l'axe A1 de l'arbre d'entraînement 12, sont susceptibles de venir en appui à plat sur une surface de fixation 40 de la caisse du véhicule pour y être fixés par Thus, the connecting means 28 of the bearing 10, which are made in the form of an ear substantially perpendicular to the axis A1 of the drive shaft 12, are capable of coming to bear flat on a fixing surface 40 of the vehicle body to be fixed by
exemple à l'aide de rivets ou de vis. example using rivets or screws.
Les moyens de liaison 30 avec la traverse 32, qui sont ici réalisés sous la forme d'un tronçon cylindrique destiné à être engagé dans une extrémité longitudinale de la traverse 32 qui est tubulaire, sont eux aussi portés par le corps auxiliaire 34 et s'étendent The connecting means 30 with the cross member 32, which are here produced in the form of a cylindrical section intended to be engaged in a longitudinal end of the cross member 32 which is tubular, are also carried by the auxiliary body 34 and s' extend
perpendiculairement à l'axe A1, à l'opposé de l'oreille de liaison 28. perpendicular to the axis A1, opposite the connecting lug 28.
Les moyens de liaison 28, 30 permettent ainsi d'assurer une The connecting means 28, 30 thus make it possible to ensure a
bonne tenue du palier 10 par rapport à la caisse du véhicule. good behavior of the bearing 10 relative to the vehicle body.
Toutefois, il est nécessaire de figer l'orientation de l'axe A1 de However, it is necessary to freeze the orientation of the axis A1 of
l'arbre d'entraînement 12 par rapport au corps auxiliaire 34. the drive shaft 12 relative to the auxiliary body 34.
A cet effet, on a représenté sur la figure 1 un mode de réalisation de l'invention dans lequel le palier 10 comporte un chapeau 47 qui est fixé à l'extrémité axiale supérieure du corps principal 16 et qui est traversé axialement par l'extrémité axiale supérieure 18 de l'arbre 12. Le chapeau 47 comporte un collet radial 48 dont une face supérieure 50 est destinée à venir en appui contre une surface d'indexation 52 formée sur une face interne de la pièce de carrosserie 22 au travers de laquelle s'étend l'extrémité supérieure 18 de l'arbre To this end, there is shown in Figure 1 an embodiment of the invention in which the bearing 10 comprises a cap 47 which is fixed to the upper axial end of the main body 16 and which is axially crossed by the end upper axial 18 of the shaft 12. The cap 47 comprises a radial collar 48, an upper face 50 of which is intended to come into abutment against an indexing surface 52 formed on an internal face of the bodywork part 22 through which extends the upper end 18 of the shaft
d'entraînement 12.12.
Éventuellement, mais cela n'est pas obligatoire, on peut prévoir que le collet 48 soit fixé, par exemple au moyen de rivets ou de vis, Possibly, but this is not compulsory, provision may be made for the collar 48 to be fixed, for example by means of rivets or screws,
contre la surface d'indexation 52.against indexing surface 52.
Toutefois, I'invention peut aussi être mise en oeuvre en prévoyant des moyens de blocage de l'articulation à rotule qui permettent d'immobiliser le corps auxiliaire 34 par rapport au corps However, the invention can also be implemented by providing means for blocking the ball joint which make it possible to immobilize the auxiliary body 34 relative to the body.
principal 16 du palier 10.main 16 of level 10.
A cet effet, on peut prévoir de réaliser le corps auxiliaire 34 sous la forme d'une pièce en deux parties, les deux parties étant susceptibles d'être serrées selon une direction axiale ou radiale par rapport à l'axe A1 de manière à venir serrer leur surface interne sphérique 38 en appui contre la surface de portée sphérique 16 pour immobiliser l'articulation à rotule 36. Dans un tel mode de réalisation de l'invention, on peut prévoir de réaliser le montage du palier 10 sur le véhicule en procédant tout d'abord à une première étape consistant à fixer les moyens de liaison 28, 30, respectivement sur la caisse du véhicule et sur la traverse 32, à orienter, par exemple à l'aide d'un outil d'indexation, le corps principal 16 du palier 10, puis à mettre en oeuvre les moyens de blocage de l'articulation pour obtenir une position finale bien déterminée de l'axe A1 To this end, provision may be made to produce the auxiliary body 34 in the form of a part in two parts, the two parts being capable of being tightened in an axial or radial direction relative to the axis A1 so as to come tighten their spherical internal surface 38 bearing against the spherical bearing surface 16 to immobilize the ball joint 36. In such an embodiment of the invention, provision can be made for mounting the bearing 10 on the vehicle by proceeding first of all in a first step consisting in fixing the connecting means 28, 30, respectively on the vehicle body and on the cross-member 32, to orient, for example using an indexing tool, the body main 16 of the bearing 10, then using the articulation locking means to obtain a well-defined final position of the axis A1
de rotation de l'arbre d'entraînement 12. of rotation of the drive shaft 12.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, les deux tronçons tubulaires d'extrémité 42 du corps principal 16 du palier 10 sont chacun reliés au tronçon central sphérique 44 par une portion rétrécie 53 dont le diamètre est inférieur au diamètre du tronçon 42 correspondant. Par cette disposition, on peut ainsi augmenter la superficie de la surface de portée sphérique 36 du corps principal 16, sans augmenter le diamètre du tronçon central sphérique 44, au bénéfice ainsi de l'encombrement total du palier 10, et sans réduire le diamètre des tronçons tubulaires cylindriques 42 qui déterminent le diamètre maximal de l'arbre In the embodiment of Figure 1, the two tubular end sections 42 of the main body 16 of the bearing 10 are each connected to the spherical central section 44 by a narrowed portion 53 whose diameter is less than the diameter of the corresponding section 42 . By this arrangement, it is thus possible to increase the surface area of the spherical bearing surface 36 of the main body 16, without increasing the diameter of the spherical central section 44, thus benefiting the total size of the bearing 10, and without reducing the diameter of the cylindrical tubular sections 42 which determine the maximum diameter of the shaft
d'entraînement 12 susceptible d'être reçu à l'intérieur du palier 10. drive 12 capable of being received inside the bearing 10.
Avantageusement, les portions rétrécies 53 du corps principal 40 forment des butées axiales pour les bagues de guidage 46 qui assurent Advantageously, the narrowed portions 53 of the main body 40 form axial stops for the guide rings 46 which provide
le guidage en rotation de l'arbre 12. the guiding in rotation of the shaft 12.
Toujours dans le but d'augmenter le rapport entre la superficie de la surface de portée sphérique 36 et le diamètre du tronçon central 44, on peut aussi prévoir en variante (non représentée) que le tronçon central 44 soit raccordé à chacun des deux tronçons tubulaires d'extrémité 42 par une surface annulaire plane sensiblement perpendiculaire à l'axe A1. Cela permet notamment d'utiliser une surface sphérique présentant un diamètre relativement important par rapport à celui des tronçons tubulaires 42, et donc d'augmenter le debattement angulaire de l'articulation à rotule, tout en limitant l'encombrement du Still with the aim of increasing the ratio between the area of the spherical bearing surface 36 and the diameter of the central section 44, it is also possible as a variant (not shown) for the central section 44 to be connected to each of the two tubular sections end 42 by a flat annular surface substantially perpendicular to the axis A1. This allows in particular to use a spherical surface having a relatively large diameter compared to that of the tubular sections 42, and therefore to increase the angular movement of the ball joint, while limiting the size of the
tronçon central 44 selon la direction de l'axe A1. central section 44 in the direction of the axis A1.
Dans le second exemple de réalisation illustré à la figure 2, la surface de portée sphérique 36 du corps principal 16 est utilisé pour rendre ce dernier solidaire d'une part d'une traverse tubulaire 32, et d'autre part d'une patte de fixation 54 qui permet la fixation du corps 16 In the second exemplary embodiment illustrated in FIG. 2, the spherical bearing surface 36 of the main body 16 is used to make the latter integral on the one hand with a tubular crosspiece 32, and on the other hand with a lug fixing 54 which allows the fixing of the body 16
sur la caisse du véhicule.on the vehicle body.
La patte de fixation 54 qui est illustrée sur la figure 2 est réalisée par exemple en tôle emboutie et elle présente une surface de portée sphérique concave 56 qui est de taille réduite par rapport à celle du palier 14. Bien entendu, le rayon de courbure de cette surface de portée sphérique 56 est égal à celui de la portée sphérique 36 du corps principal 16. De la sorte, il est possible de positionner l'un par rapport à l'autre le corps principal 16 du palier 10 et la patte de fixation 54 de différentes manières tout en maintenant les deux surfaces de portée The mounting lug 54 which is illustrated in FIG. 2 is made for example from stamped sheet metal and it has a concave spherical bearing surface 56 which is of reduced size compared to that of the bearing 14. Of course, the radius of curvature of this spherical bearing surface 56 is equal to that of the spherical bearing 36 of the main body 16. In this way, it is possible to position the main body 16 of the bearing 10 and the fixing lug relative to each other. 54 in different ways while maintaining the two bearing surfaces
complémentaire 36, 56 parfaitement en appui l'une contre l'autre. complementary 36, 56 perfectly in contact with one another.
Pour assurer la fixation de la patte 54 sur le corps principal 16 du palier 10, il est prévu de souder ou de coller ensemble les deux surfaces complémentaires 36, 56. On peut également prévoir une fixation par encliquetage dela patte 54 sur le palier 10. Dans le cas du collage, la colle sera bien entendu déposée entre les deux surfaces 36, 56. Dans le cas du soudage, on pourra procéder par exemple à un soudage par points, ou procéder à un soudage par fusion de matière à la To ensure the fixing of the lug 54 on the main body 16 of the bearing 10, provision is made to weld or glue the two complementary surfaces 36, 56 together. It is also possible to provide a snap-fastening of the lug 54 on the bearing 10. In the case of bonding, the adhesive will of course be deposited between the two surfaces 36, 56. In the case of welding, it is possible, for example, to carry out spot welding, or to carry out fusion welding of material with
périphérie de la surface de portée concave 56 de la patte de fixation 54. periphery of the concave bearing surface 56 of the fixing lug 54.
De la même manière, on peut voir que la traverse 32 présente une extrémité qui est évasée, par exemple par simple déformation plastique, de manière à présenter une forme d'anneau sphérique 58 destiné à venir en appui contre la surface de portée sphérique 36 du corps principal 16. La fixation par assemblage des deux surfaces complémentaires 36, 58 se fait, comme vu précédemment, par soudage Likewise, it can be seen that the cross-member 32 has an end which is flared, for example by simple plastic deformation, so as to have a shape of a spherical ring 58 intended to come into abutment against the spherical bearing surface 36 of the main body 16. The fixing by assembly of the two complementary surfaces 36, 58 is done, as seen previously, by welding
ou par collage.or by collage.
Dans le second mode de réalisation qui vient d'être décrit, l'assemblage du système d'essuyage se fait tout d'abord en positionnant les différents éléments de structure du système par rapport au palier considéré, en amenant les surfaces sphériques de portée complémentaire en appui l'une contre l'autre, puis en assurant l'assemblage de ces surfaces complémentaires, par exemple par collage In the second embodiment which has just been described, the assembly of the wiping system is done first by positioning the various structural elements of the system relative to the bearing considered, by bringing the spherical surfaces of complementary range pressing one against the other, then ensuring the assembly of these complementary surfaces, for example by gluing
ou par soudage.or by welding.
Claims (9)
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FR9808322A FR2780366A1 (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Vehicle windscreen wiper system with spherical bearing surfaces |
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FR2780366A1 true FR2780366A1 (en) | 1999-12-31 |
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