La présente invention concerne un dispositif d'entraînement destinéThe present invention relates to a training device for
notamment à l'entraînement d'un essuie-glace ainsi qu'un essuie-glace muni d'un tel dispositif d'entraînement. Cette invention concerne plus particulièrement les mouvements rotatifs alternatifs dans un sens puis dans un autre. De tels mouvements sont utilisés typiquement pour l'essuyage de pare-brises de véhicules (automobile, poids lourds, train, avion, etc.). Les dispositifs connus utilisés pour réaliser de tels mouvements, notamment pour l'essuyage de pare-brises, comportent généralement un moteur et un convertisseur mécanique réalisant d'une part une réduction de vitesse du moteur électrique et d'autre part des moyens permettant de transformer un mouvement de rotation en un mouvement de va-et-vient. Dans un tel dispositif, l'axe du moteur tourne toujours dans le même sens, plus ou moins rapidement. Un système de type bielle et vilebrequin assure par exemple la transformation du mouvement rotatif en un mouvement alternatif. De tels dispositifs présentent plusieurs inconvénients. Ils sont tout d'abord encombrants. Il faut en effet prévoir un espace pour effectuer la transformation de mouvement rotatif en mouvement de va-et-vient. De plus, le convertisseur mécanique a une masse non négligeable. Ceci entraîne un coût de matière à la fabrication mais surtout il s'agit d'une masse qui est le plus souvent embarquée à bord d'un véhicule. Il est donc intéressant de limiter la masse de ce dispositif pour diminuer la masse globale du véhicule. Enfin, compte tenu des nombreuses liaisons mécaniques, les convertisseurs mécaniques généralement utilisés ont un mauvais rendement mécanique. in particular to drive a windshield wiper and a windshield wiper equipped with such a drive device. This invention more particularly relates to alternating rotary movements in one direction and then in another. Such movements are typically used for wiping windshields of vehicles (automobile, trucks, train, aircraft, etc.). Known devices used to perform such movements, especially for wiping windshields, generally comprise a motor and a mechanical converter achieving on the one hand a speed reduction of the electric motor and on the other hand means for transforming a rotational movement in a back and forth motion. In such a device, the axis of the motor always rotates in the same direction, more or less quickly. A crankshaft and crank type system ensures for example the transformation of the rotary movement into a reciprocating movement. Such devices have several disadvantages. They are bulky at first. It is indeed necessary to provide a space for performing the transformation of rotary motion into a back and forth motion. In addition, the mechanical converter has a significant mass. This involves a cost of material manufacturing but especially it is a mass that is most often embedded in a vehicle. It is therefore interesting to limit the mass of this device to reduce the overall weight of the vehicle. Finally, given the many mechanical connections, the mechanical converters generally used have poor mechanical performance.
La présente invention a alors pour but de fournir un dispositif d'entraînement pouvant être utilisé par exemple pour entraîner un essuie-glace et présentant un encombrement réduit. Ce dispositif présentera de préférence une masse réduite ainsi qu'un bon rendement mécanique. À cet effet, l'invention propose un dispositif d'entraînement pour réaliser un mouvement alternatif rotatif, destiné notamment à l'entraînement d'un essuie-glace, comportant un moteur électrique d'entraînement présentant un arbre de sortie. Selon l'invention, le moteur est un moteur capable d'entraîner son arbre de sortie dans un premier sens de rotation et dans le sens de rotation inverse, et 2 le dispositif d'entraînement comporte des moyens de gestion électroniques du moteur pour commander d'une part le sens de rotation du moteur et d'autre part la vitesse de rotation de celui-ci. Un tel dispositif d'entraînement peut être monté directement sur un essuie-glace ou autre dispositif à mouvement alternatif. Il n'est plus nécessaire de prévoir un dispositif convertisseur pour transformer le mouvement rotatif du moteur en un mouvement alternatif. Ceci permet de réaliser à la fois un gain de volume et un gain de masse non négligeables. Dans un tel dispositif d'entraînement, le moteur est de préférence un moteur sans balais. Ce type de moteur est adapté à la présente utilisation et permet avec une grande fiabilité de tourner dans un sens puis dans l'autre, même avec des changements de sens de rotation fréquents. Ce moteur sans balais est avantageusement du type comportant un stator bobiné extérieur et un rotor magnétique central. The present invention therefore aims to provide a drive device that can be used for example to drive a windshield wiper and having a small footprint. This device will preferably have a reduced mass and good mechanical performance. To this end, the invention provides a drive device for performing a rotary reciprocating movement, intended in particular for driving a windscreen wiper, comprising an electric drive motor having an output shaft. According to the invention, the motor is a motor capable of driving its output shaft in a first direction of rotation and in the opposite direction of rotation, and the drive device comprises electronic engine management means for controlling the output shaft. on the one hand the direction of rotation of the motor and on the other hand the speed of rotation thereof. Such a driving device can be mounted directly on a wiper or other reciprocating device. It is no longer necessary to provide a converter device for converting the rotary motion of the motor into a reciprocating motion. This allows both a gain in volume and a significant gain in mass. In such a driving device, the motor is preferably a brushless motor. This type of motor is adapted to the present use and allows with great reliability to turn in one direction then in the other, even with frequent changes of direction of rotation. This brushless motor is advantageously of the type comprising an outer wound stator and a central magnetic rotor.
Selon l'utilisation qui est faite du dispositif d'entraînement, notamment en termes de couple et de vitesse, ce dispositif peut également comporter un réducteur. Ce dernier présente par exemple d'une part une vis sans fin montée solidaire de l'arbre de sortie du moteur et d'autre part un engrenage solidaire de l'objet entraîné, par exemple un axe d'essuie-glace. Depending on the use that is made of the drive device, particularly in terms of torque and speed, this device may also include a gearbox. The latter has for example on the one hand a worm mounted integral with the output shaft of the motor and on the other hand a gear integral with the driven object, for example a wiper axis.
Dans le cas d'un moteur avec un réducteur, le dispositif d'entraînement selon l'invention peut être disposé dans un boîtier comportant un premier compartiment recevant le moteur et un autre compartiment recevant le réducteur. Pour une meilleure gestion du dispositif d'entraînement, ce dernier comporte en outre des capteurs de position qui sont reliés aux moyens électroniques de gestion et de commande du moteur. Ces capteurs de position sont disposés par exemple dans le compartiment du boîtier recevant le réducteur. La position de ces capteurs peut être fixe (prédéterminée en usine) ou bien réglable pour permettre d'adapter l'amplitude du mouvement en sortie du dispositif d'entraînement. On peut envisager deux capteurs de fin de course pour un mouvement d'amplitude donnée mais si le mouvement présente diverses amplitudes, on peut alors prévoir un plus grand nombre de capteurs. La présente invention concerne également un système d'essuyage de pare-brise, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'entraînement tel que décrit ci-dessus. 3 Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un système d'entraînement selon l'invention montrant également un arbre entraîné, La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du système d'entraînement de la figure 1 en position montée, et La figure 3 illustre un exemple de zone de balayage d'un système d'essuyage de pare-brise selon l'invention. In the case of a motor with a gearbox, the drive device according to the invention can be arranged in a housing comprising a first compartment receiving the motor and another compartment receiving the gearbox. For better management of the drive device, the latter further comprises position sensors which are connected to the electronic means of management and control of the engine. These position sensors are arranged for example in the compartment of the housing receiving the reducer. The position of these sensors can be fixed (predetermined in the factory) or adjustable to allow to adjust the range of motion at the output of the drive device. Two end-of-travel sensors can be envisaged for a given amplitude movement, but if the movement has various amplitudes, then a larger number of sensors can be provided. The present invention also relates to a windshield wiping system, characterized in that it comprises a drive device as described above. Details and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, with reference to the accompanying diagrammatic drawings, in which: FIG. 1 is an exploded perspective view of a drive system according to the invention also showing Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the drive system of Fig. 1 in the mounted position, and Fig. 3 illustrates an example of a sweeping area of a windshield wiping system according to US Pat. 'invention.
Au centre de la figure 1, on reconnaît un boîtier 2 présentant un premier compartiment 4, un second compartiment 6 et une patte de fixation 8. Le premier compartiment 4, à gauche sur la figure 1, présente une forme générale tubulaire cylindrique circulaire. II reçoit divers éléments représentés à gauche sur la figure 1 et notamment un rotor magnétique 10, un stator bobiné 12 et des roulements 14. II est fermé par un couvercle 16. Le rotor magnétique 10 et le stator bobiné 12 sont les principaux éléments d'un moteur électrique sans balais (désigné aussi parfois avec le terme anglais "brushless"). Ce moteur est logé dans le premier compartiment 4. Le stator bobiné 12 est monté directement à l'intérieur de l'enveloppe extérieure de forme cylindrique circulaire du premier compartiment 4. Le rotor magnétique 10 est monté sur les deux roulements 14. L'un de ces roulements est monté dans un premier palier (figure 2) se trouvant au niveau d'un passage entre les deux compartiments du boîtier 2 tandis que le second roulement est maintenu dans un palier ménagé dans le couvercle 16. In the center of Figure 1, there is a housing 2 having a first compartment 4, a second compartment 6 and a bracket 8. The first compartment 4, on the left in Figure 1, has a generally circular cylindrical tubular shape. It receives various elements shown on the left in Figure 1 and in particular a magnetic rotor 10, a wound stator 12 and bearings 14. It is closed by a cover 16. The magnetic rotor 10 and the wound stator 12 are the main elements of a brushless electric motor (sometimes also referred to as "brushless"). This motor is housed in the first compartment 4. The wound stator 12 is mounted directly inside the outer casing of circular cylindrical shape of the first compartment 4. The magnetic rotor 10 is mounted on the two bearings 14. One of these bearings is mounted in a first bearing (Figure 2) located at a passage between the two compartments of the housing 2 while the second bearing is held in a bearing in the cover 16.
Le second compartiment 6 reçoit quant à lui un réducteur présentant d'une part une vis sans fin 18 et un secteur denté 20. La vis sans fin 18 est montée à l'extrémité libre de l'axe du rotor magnétique 10 et en est solidaire. Le secteur denté 20 correspond à une portion de roue dentée. Les dents de ce secteur denté 20 sont réparties sur un arc de cercle. Le secteur denté 20 est monté sur un axe de transmission 22, par exemple à l'aide d'une clavette. Il vient en prise avec la vis sans fin 18. L'axe de transmission 22 porte par exemple un bras d'essuie-glace. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, cet axe est guidé dans deux paliers. Un premier palier 24 est disposé au fond du second compartiment 6 4 du boîtier 2. Le second palier 26 est quant à lui disposé au niveau du passage de l'axe de transmission 22 au travers d'un élément de carrosserie 28 (représenté partiellement sur la figure 1). Dans la forme de réalisation représentée, la patte de fixation 8 est montée sur une face extérieure du second compartiment 6 et s'étend sur toute la longueur d'un côté du boîtier 2. Le second compartiment 6 sert également de logement à deux capteurs 30 (figure 2). Ces derniers permettent de détecter la position du secteur denté 20. Chaque capteur 30 est par exemple un capteur à effet Hall. La position de ces capteurs peut être fixe et prédéterminée en usine. Par contre, si l'on souhaite obtenir pour un essuie-glace une surface d'essuyage modulable, il est également possible de prévoir des moyens de réglage permettant de définir la surface d'essuyage. On peut aussi prévoir un plus grand nombre de capteurs 30 pour le cas notamment où l'amplitude de balayage est variable. Ainsi, sur un hélicoptère par exemple, à grande vitesse (de l'hélicoptère) la surface d'essuyage peut être réduite tandis qu'à vitesse réduite il est intéressant d'avoir une surface de balayage plus importante. En effet à grande vitesse le pilote regarde vers l'avant uniquement alors qu'à vitesse réduite, lors d'une manoeuvre, il peut avoir besoin de bien voir sur les côtés. L'amplitude de balayage peut dans ce cas varier en fonction de la vitesse du véhicule. Cette variation peut être gérée automatiquement. Le moteur sans balais utilisé est un moteur pouvant entraîner le rotor magnétique 10, et donc aussi son arbre et la vis sans fin 18 qui lui est solidaire, aussi bien dans un sens de rotation que dans le sens inverse. Une électronique d'alimentation est prévue pour l'alimentation électrique du moteur et des moyens électroniques de gestion et de commande permettent de piloter le moteur. Ces moyens électroniques ne sont pas représentés sur les dessins. Ils peuvent être logés par exemple dans un compartiment accolé au second compartiment 6 ou bien encore être tout à fait séparés du boîtier 2. Ces moyens électroniques permettent notamment de commander le sens de rotation du rotor magnétique 10, sa vitesse de rotation, son accélération, sa course, etc.. Ils comportent d'une part une électronique de commande moteur classique et d'autre part une électronique de gestion. Des capteurs, par exemple disposés sur l'axe du rotor magnétique 10, sont également utilisés pour une meilleure gestion du moteur sans balais. Ils permettent notamment de renseigner les moyens électroniques, notamment les moyens de gestion, sur la position angulaire de l'axe du rotor magnétique 10. II peut s'agir de capteurs de type magnétique, mécanique, optique, The second compartment 6 receives a gearbox having on the one hand a worm 18 and a toothed sector 20. The worm 18 is mounted at the free end of the axis of the magnetic rotor 10 and is integral therewith . The toothed sector 20 corresponds to a toothed portion. The teeth of this toothed sector 20 are distributed over an arc of a circle. The toothed sector 20 is mounted on a transmission axis 22, for example by means of a key. It engages with the worm 18. The transmission shaft 22 carries for example a wiper arm. In the embodiment shown in Figure 1, this axis is guided in two bearings. A first bearing 24 is disposed at the bottom of the second compartment 6 4 of the housing 2. The second bearing 26 is in turn disposed at the passage of the transmission shaft 22 through a body member 28 (shown partially on Figure 1). In the embodiment shown, the fixing lug 8 is mounted on an outer face of the second compartment 6 and extends over the entire length of one side of the housing 2. The second compartment 6 also serves as a housing for two sensors 30 (Figure 2). The latter make it possible to detect the position of the toothed sector 20. Each sensor 30 is for example a Hall effect sensor. The position of these sensors can be fixed and predetermined at the factory. On the other hand, if it is desired to obtain for a wiper a flexible wiping surface, it is also possible to provide adjustment means making it possible to define the wiping surface. It is also possible to provide a greater number of sensors 30 for the case in particular where the scanning amplitude is variable. Thus, on a helicopter for example, at high speed (from the helicopter) the wiping surface can be reduced while at reduced speed it is interesting to have a larger sweeping surface. Indeed at high speed the pilot looks forward only while at reduced speed, during a maneuver, he may need to see well on the sides. The scanning amplitude can in this case vary according to the speed of the vehicle. This variation can be managed automatically. The brushless motor used is a motor that can drive the magnetic rotor 10, and therefore also its shaft and the worm 18 which is secured to it, both in a direction of rotation and in the opposite direction. Power electronics are provided for the power supply of the engine and electronic management and control means to control the engine. These electronic means are not shown in the drawings. They can be accommodated for example in a compartment attached to the second compartment 6 or else be quite separate from the housing 2. These electronic means make it possible in particular to control the direction of rotation of the magnetic rotor 10, its speed of rotation, its acceleration, its race, etc. They comprise on the one hand a classic engine control electronics and on the other hand a management electronics. Sensors, for example arranged on the axis of the magnetic rotor 10, are also used for better management of the brushless motor. They make it possible, in particular, to inform the electronic means, in particular the management means, about the angular position of the axis of the magnetic rotor 10. It may be sensors of the magnetic, mechanical or optical type,
.. La figure 3 présente schématiquement une surface de balayage 32 destinée à être essuyée par un essuie-glace commandé par un dispositif d'entraînement représenté sur les figures 1 et 2. Cette surface de balayage 32 se présente sous la forme d'un secteur de par exemple 135 . Un premier bord 34 de ce secteur correspond à la position de repos de l'essuie-glace et le second bord 36 correspond à la limite de la surface essuyée ainsi qu'à la position de l'essuie-glace dans laquelle le sens de rotation s'inverse. Dans un fonctionnement en continu, le premier bord 34 correspond aussi à une position où se produit une inversion du sens de rotation de l'essuie-glace. À proximité de chacun des deux bords 34 et 36, l'essuie-glace subit une accélération lorsqu'il s'éloigne de ce bord et une décélération lorsqu'il se rapproche de ce bord. Ainsi deux zones 38 d'accélération/décélération sont représentées sur la figure 3. Un moteur tel que décrit ci-dessus peut subir une inversion de sens de rotation à une fréquence élevée (par exemple entre 60 et 120 fois à la minute) sans que cela ne nuise à la fiabilité du moteur. Les moyens électroniques de commande et de gestion du moteur lui permettent d'adopter toutes les configurations de pilotage souhaitées : accélération, décélération, intermittence avec vitesse réglable, arrêt, balayage en fonction d'indications données par un capteur de détection de pluie, amplitude de balayage variable, etc.. Ainsi, une très grande souplesse d'utilisation peut être obtenue. Grâce à la suppression du convertisseur mécanique que l'on trouve sur les dispositifs d'entraînement d'essuie-glace de l'art antérieur, l'invention permet de sensiblement diminuer la masse du dispositif d'entraînement d'un essuie-glace. Le gain est de l'ordre du kilogramme à plusieurs kilogrammes. La présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation préférée décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi par exemple, la présence d'un réducteur n'est pas obligatoire. Suivant le type d'utilisation en termes de couple, de vitesse et de rendement, un réducteur peut ou non être adapté en sortie du moteur. On remarque ici également que si un réducteur est prévu, il peut être d'un autre type que celui décrit plus haut. Le moteur utilisé peut également être d'un type différent de celui décrit plus haut. Ce moteur doit être capable de changer de sens de rotation fréquemment...FT: DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT DESTINE NOTAMMENT A L'ENTRAINEMENT D'UN ESSUIE-GLACE FIG. 3 schematically shows a scanning surface 32 intended to be wiped by a windscreen wiper controlled by a driving device represented in FIGS. 1 and 2. This scanning surface 32 is in the form of a sector for example 135. A first edge 34 of this sector corresponds to the rest position of the windscreen wiper and the second edge 36 corresponds to the limit of the wiped surface and to the position of the windscreen wiper in which the direction of rotation is reversed. In continuous operation, the first edge 34 also corresponds to a position where a reversal of the direction of rotation of the windscreen wiper occurs. Near each of the two edges 34 and 36, the wiper undergoes an acceleration when it moves away from this edge and a deceleration when approaching this edge. Thus two zones 38 of acceleration / deceleration are shown in FIG. 3. A motor as described above can undergo a reversal of direction of rotation at a high frequency (for example between 60 and 120 times per minute) without this does not affect the reliability of the engine. The electronic engine control and management means allow it to adopt all the desired driving configurations: acceleration, deceleration, intermittency with adjustable speed, stop, sweep according to indications given by a rain detection sensor, amplitude of variable scanning, etc. Thus, a very great flexibility of use can be obtained. With the removal of the mechanical converter found on wiper drive devices of the prior art, the invention makes it possible to substantially reduce the mass of the drive device of a windshield wiper. The gain is of the order of one kilogram to several kilograms. The present invention is not limited to the preferred embodiment described above by way of non-limiting example. It also relates to all the variants within the scope of those skilled in the art within the scope of the claims below. For example, the presence of a reducer is not mandatory. Depending on the type of use in terms of torque, speed and efficiency, a gearbox may or may not be adapted to the motor output. Note also here that if a reducer is provided, it may be of a type other than that described above. The engine used may also be of a type different from that described above. This motor must be able to change direction of rotation frequently ... FT: TRAINING DEVICE INTENDED IN PARTICULAR TO THE TRAINING OF A WINDSCREEN WIPER