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Système de balai d'essuie-glace.
Cette invention se propose d'apporter des per- fectionnements aux systèmes de balais d'essuie-glace et concerne plus particulièrement une construction sim- plifiée de support de balai à ressort pour essuie-glace, réalisant par son adaptation flexible un essuyage effi- cace des zones de courbures différentes ainsi que des parties relativement planes des pare-brise de véhicules automobiles.
La présente construction présuppose un bras d'ac tionnement du balai capable de fournir une charge de
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pression flexible totale prédéterminée pour appliquer le balai de l'essuie-glace contre la surface du pare-brise, fonction de la longueur de ce balai et des variations de courbure du pare-brise, par exemple de l'ordre de 11 grammes par centimètre de la longueur du balai, ainsi qu'une source d'énergie appropriée pour actionner le balai dans les conditions de fonctionnement normales.
Un seul élément flexible ou ressort est prévu comme support sur lequel est monté un balai en caoutchouc flexible de type classique, ces deux éléments coopérant pour répartir la charge de pression fournie par un bras d'actionnement, s'exbiçant centralement, d'une façon relativement uniforme sur la longueur du balai, quelles que soient les varia- tions du contour du pare-brise balayé par l'essuie-glace.
Il est préférable que l'organe flexible formant support soit étudié pour permettre sa fixation sur le bras d'ac- tionnement en son centre ou au voisinage de celui-ci. Cet organe est constitué par un métal pour ressorts ou une matière dotée de qualités analogues, cintré de telle sorte qu'à l'état libre sa surface présente un rayon de courbure inférieur à celui du pare-brise balayé par l'essuie-glace, et ayant une largeur et (ou) une épaisseur variables, allant d'une valeur maximum au voisinage du point de fixation central du bras jusqu'à une valeur minimum aux extrémités, la largeur, l'épaisseur et le degré de courbure à l'état libre étant calculés proportionnellement au module d'é- lasticité,
à la charge de pression totale et à la longueur du balai pour fournir une pression sensiblement uniforme sur toute la longueur de la zone de contact entre le balai en caoutchouc flexible et le pare-brise.
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Pour faire face à des conditions extrêmes au point de vue des variations de la courbure du pare-brise, il peut s'avérer désirable dans certains cas, de réduire progressivement l'épaisseur et la largeur des extrémités de l'élément formant support flexible, afin de per- mettre une adaptation à un rayon de courbure plus petit dans une mesure correspondante, tout en conservant une largeur capable de résister aux charges de traînée latérales sans qu'il en résulte une déformation fâcheuse.
Des exemples de réalisation de l'objet de l'inven- tion sont représentés dans les dessins schématiques annexés, étant entendu qu'il s'agit simplement d'exemples non limitatifs.
La fig. la, est une vue en perspective d'un ressort ayant une largeur et une épaisseur uniformes ainsi qu'une courbure de forme parabolique à l'état libre, ce ressort étant capable d'engendrer une pression uniforme quand il est pressé contre une surface plane.
La fig. 1b est une vue de ce ressort semblable à la précédente mais à l'état partiellement aplati.
La fig. le est une vue semblable de ce ressort, mais à l'état complètement aplati.
La fig. 2a est une vue semblable d'une variante de ressort possédant une épaisseur uniforme et une largeur variable, ainsi qu'une courbure, en arc de cercle à l'état libre.
Les fig. 2b et 2c sont des vues semblables de cette variante de ressort mettant en évidence sa déformation progressive par appui contre une surface plane.
La fig. 3a est une vue semblable d'une seconde variante de construction montrant un ressort de largeur uniforme, dont l'épaisseur va en diminuant graduellement,
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ce ressort ayant une courbure en arc de cercle à l'état libre.
Les fig. 3b et c sont des vues semblables montrant l'application progressive de cette seconde variante de ressort sur une surface plane contre laquelle il est pressé.
La fig. 4 est une vue en plan d'une réalisation à adopter de préférence d'un système de balai d'essuie- glace comportant un ressort formant support semblable à celui que montrent les fig. 2a à 2c
La fig. 5 est une vue en élévation latérale de cette réalisation préférée.
La fig. 6 est une vue en coupe par la ligne 6-6 en fige 4.
La fig. 7 est une vue en coupe semblable à la fig. 6, montrant une variante de construction destinée à la fixa- tion d'un balai en caoutchouc.
La fig. 8 est une vue en coupe semblable à la fige 6, montrant une variante de construction permettant la fixa- tion d'un balai en caoutchouc à un support à ressort du type représenté dans les tige 3a à 3c
La présente tentative faite en vue de fournir une pression sensiblement uniforme au moyen d'un support constitué par un seul ressort sera mieux comprise si l'on considère tout d'abord les conditions qui produiraient une pression uniforme sur la surface plane d'un pare- brise. Si l'on examine les fig, la à 1c on se rend compte qu'une charge de pression uniforme peut être obtenue, sur la longueur d'un ressort 20 ayant une largeur uniforme 21 et une épaisseur uniforme 22, en prévoyant pour ce ressort une forme à l'état libre appropriée (c'est-à-dire sans qu'une charge extérieure soit appliquée).
Ce résultat est obtenu avec une forme parabolique dont le grand axe est
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normal à une tangente au centre du ressort, de telle sorte que si on déplace ce dernier à partir d'une posi- tion écartée du pare-brise, perpendiculairement à celui- ci vers une surface plane 25 de ce pare-brise, les extrémités 26 viennent d'abord en contact avec lui, en produisant un phénomène d'application progressive du ressort contre le pare-brise, à partir des extrémités et vers la partie centrale, comme le montrent les fig.
1b et le. au fur et à mesure qu'une pression croissante est exercée dans la région centrale. La forme parabolique à l'état libre nécessaire pour assurer une distribution de pression complètement uniforme pour une charge totale donnée exercée au centre dépend de la longueur, de l'épaisseur, de la largeur et du module d'élasticité de la matière employée. Pour un module d'élasticité donné, des sections relativement plus minces ou plus étroites exigent une déformation relativement plus grande et une forme parabolique à l'état libre plus haute pour fournir une répartition uniforme d'une charge de pression totale donnée.
Comme représenté dans les fig. 2a à 2c en diminuant graduellement la largeur du ressort 27 à partir d'une valeur maximum en son centre jusqu'à une valeur minimum à ses extrémités, et en donnant à cette diminution gra- duelle de largeur la forme d'arcs paraboliques dont les grands axes sont normaux aux extrémités 28 du ressort (voir également la fig. 4), la section longitudinale à l'état libre capable de fournir une distribution ou répartition de charge uniforme peut être transformée pour passer d'une forme parabolique à l'état libre, n'ayant qu'une légère courbure aux extrémités (Fig.
1), à un arc de cercle de courbure uniforme à l'état libre, qui cette fois encore correspond à une application contre
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le pare-brise selon un taux uniforme, depuis les extrémités 28 jusqu'au centre 29 pour une charge de pression cen- trale croissante, comme le montrent les fig. 2b et 2c Après aplatissement complet, l'effort de flexion ainsi que la charge de pression spécifique du ressort seront uniforme!dans toute son étendue, par opposition à la forme de parabole du ressort de largeur uniforme précé- demment indiqué, avec laquelle l'effort de flexion n'est pas uniforme et est maximum au centre.
Si l'on examine les fig. 3a et 3cx on conçoit qu'un résultat semblable peut être obtenu en prévoyant une lar- geur uniforme 31 pour le ressort 32 qui présente une épaisseur 33 allant en diminuant uniformément depuis une valeur maximum dans la partie centrale 34 jusqu'à une valeur minimum à chaque extrémité 35 auquel cas une sec- tion longitudinale à l'état libre correspondant à un arc de cercle fournit ici encore une application progressive uniforme depuis les extrémités vers le centre avec une pression de contact uniforme sur la longueur du ressort sous l'effet d'une charge P appliquée centralement, comme représenté dans les fig. 3b et 3c.
L'effet de la diminution graduelle de section peut être simulé en utilisant un ressort d'épaisseur uniforme comportant une ou plusieurs nervures de renforcement (non représentées) de hauteur croissant progressivement des extrémités vers le centra, ménagées dans l'axe longitudinal du ressort, ou bien des rebords ou brides (non représentées) de hauteur diminuant graduellement peuvent être prévus sur les bords du ressort pour fournir une résistance à la flexion croissant pro- gressivement des extrémités jusqu'au centre.
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Il est évident qu'il est également possible de combi- ner selon un certain nombre de manières ces diverses tentatives constructives pour réaliser un support formé par un seul ressort possédant des caractéristiques de charge de pression uniformes quand il est pressé contre un pare-brise plat. Quelle que soit la construction qu'on emploie, c'est la combinaison du balai en caoutchouc flexible et du ressort de support qui détermine les carc téristiques de pression finales entre le balai et la surface du pare-brise. C'est la raison pour laquelle la forme et la section du balai en caoutchouc flexible doi- vent également être prises en considération en même temps que le ressort de support pour la détermination des pro- portions pratiques convenables à adopter.
Quelle que soit la réalisation constructive qui est employée, elle peut être étudiée de manière à assurer une charge de pression sensiblement uniforme sur n'importe quelle surface donnée d'un pare-brise courbe en ajoutant à la courbure à l'état libre fournissant une charge de pression uniforme sur une surface plane la courbure addi- tionnelle de la surface du pare-brise courbe. De cette façon, on peut utiliser un seul ressort pour fournir une pression uniforme sur n'importe quelle surface à courbure moyenne ou extrême ou sur une partie à courbure inter- médiaire d'une surface de pare-brise à profil variable.
A cet égard, quand il est nécessaire qu'un balai fonction- ne sur des zones de courbures variant de façon notable, une pression complètement uniforme ne peut être fournie que pour une seule courbure spécifique avec une charge de pression totale prédéterminée fixe exercée par le bras d'actionnement du balai. Mais les variations de pression peuvent être réduites au minimum de diverses manières,
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permettant à la construction simplifiée utilisant un seul ressort d'assurer un travail d'essuyage absolument satis- faisant. L'une des façons de procéder est d'adopter une courbe de pression uniforme comprise entre les conditions limites correspondant aux zones de courbures maximum et minimum parcourues par le balai.
Une autre façon de faire est d'employer pour former le ressort une matière dotée d'un module d'élasticité élevé et d'une grande résistance à la fatigue, en combinaison avec une section relative- ment faible et un degré élevé de courbure à l'état libre pour la charge totale désirée, de telle sorte que le "taux d'élasticité" du ressort soit minimum et que les variations de courbure du pare-brise ne représentent qu'une fraction très faible de la déformation totale. Le "taux" d'élasticité ou "force" d'un ressort est le rapport entre la charge et la déformation.
Conformément à une particularité de l'invention, l'élément formant support a une forme telle que son taux d'élasticité augmente des extrémités vers le centre sen- siblement comme le carré de la distance à partir des extrémités, cet effet étant obtenu de préférence en fai- sant varier soit la largeur, soit l'épaisseur en section droite de cet élément formant support. Ce critérium peut être exprimé différemment en indiquant que le moment de flexion engendré dans l'élément formant support augmente de préférence depuis les extrémités jusqu'au centre comme le carré de la distance mesurée à partir de chaque extrémité.
Ces artifices ainsi que l'élasticité du balai en caoutchouc en soi, qui s'adapte de lui-même à une varia- tion de la charge de pression, ont permis, comme cela a pu être vérifié, d'obtenir un balai efficace et satisfai- ' sant à l'aide d'un seul ressort de support, dont une
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réalisation préférée est décrite dans la suite de ce texte.
Si l'on examine les fig. 4 à 6, on y voit un ressort formant support 36 du type représenté dans les fig. 2a-2c., capable de porter un balai ou une lame en caoutchouc 37 grâce à la présence d'une fente 38 s'éten- dant sur presque toute sa longueur et se terminant un peu en deçà de,extrémités 39 pour servir de logement à une nervure épaulée 40 du balai en caoutchouc, faisant saillie à travers cette fente. Les côtés du support être peuvent/écartés élastiquement l'un de l'autre pour faci- liter la fixation du balai en caoutchouc avant que la chape de montage!! du bras d'actionnement ne soit fixée sur ce support par des rivets 42 ce qui maintient alors le balai en caoutchouc 37 en position.
Comme le montre la fig. 5, le support 36a et le balai en caoutchouc 37a ont à l'état libre une courbure en arc de cercle capable de fournir une pression de contact uniforme sur la lon- gueur de contact avec un part-brio* plan 43 quand le balai est complètement aplati par le bras d'actionnement (non représenté).
Dans la fig. 7 est représentée en détail une va. riante de réalisation du balai en caoutchouc. Suivant cette variante, un ressert formant support, semblable à celui que montrent les fig. 4 à 6, porte un balai en caoutchouc modifié 46 qui est fixé sur lui par une liaison figurée en 47 La variante que montre la fig. 8 comporte un balai en caoutchouc modifié 48 fixé de ma- nière semblable par liaison comme figuré en 49 à un ressort 40 du type à épaisseur allant en diminuant gra- duellement comme montré sur les fig. 3a. à 3c.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équi- valences techniques.