Essuie-glace

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Contexte

Les essuie-glaces sont utilisés pour nettoyer le pare-brise d'une voiture afin que le conducteur ait une vue dégagée sur la route. Un angle d'essuyage typique pour une voiture de tourisme est d'environ 67 degrés. Les lames mesurent 12-30 pouces (30-76 cm) de long avec des longueurs augmentant par incréments de 2 pouces (5 cm).

Historique

L'histoire de l'essuie-glace a commencé avec l'invention de l'automobile. La plupart des véhicules de transport n'avaient pas d'essuie-glaces. Les calèches et les camions tirés par des chevaux se déplaçaient à faible vitesse, et le verre n'était pas nécessaire pour protéger le conducteur ou les passagers ou pour servir de brise-vent.

Les premiers essuie-glaces étaient des balais. L'inventeur JH Apjohn a proposé une méthode pour déplacer deux brosses de haut en bas sur un pare-brise en verre à plaque verticale en 1903. La même année, Mary Anderson a conçu un bras oscillant qui a balayé la pluie du pare-brise lorsque le conducteur a déplacé un levier situé à l'intérieur du auto. Anderson a breveté son invention de l'essuie-glace mécanique en 1905, et il est devenu un équipement standard en 1913. Les moteurs électriques n'étaient pas encore utilisés pour alimenter l'essentiel ou les accessoires automobiles, et l'appareil d'Anderson avait un inconvénient. Sans autre source d'alimentation, un conducteur devait utiliser une main pour déplacer le levier. L'autre main du conducteur dirigeait la voiture (avec un volant ou une barre franche) et actionnait le levier de vitesses et les poignées de frein montés sur le manche debout sur le sol de la voiture ou à l'extérieur du côté conducteur sur le marchepied.

Les bandes de caoutchouc ont remplacé les brosses comme outils de nettoyage sur les essuie-glaces en 1905. Malheureusement, le besoin dangereux pour les conducteurs d'essuyer les pare-brise pendant la conduite n'a été éliminé qu'en 1917. La solution consistait à utiliser un moteur électrique pour déplacer un seul essuie-glace avec une longue lame en caoutchouc vers l'arrière. et-vient. Le dentiste hawaïen, le Dr Ormand Wall, a inventé l'essuie-glace automatique en plaçant un moteur électrique en haut au centre du pare-brise de sorte que l'essuie-glace s'incline sur le capot de la voiture dans une forme semi-circulaire ou arc-en-ciel. Les essuie-glaces ont été l'un des premiers appareils électriques dans les automobiles après le développement du démarreur électrique en 1912. La plupart des essuie-glaces des voitures d'avant 1930 étaient jumelés et suspendus par le haut du pare-brise. Ils ont été déplacés à la base du pare-brise car les systèmes électriques sont devenus plus compliqués.

Des lave-glaces ont été ajoutés aux leviers marche/arrêt des essuie-glaces, et ceux-ci nécessitaient des buses de pulvérisation devant le pare-brise, un réservoir de liquide lave-glace dans le compartiment moteur et des connexions électriques pour coordonner ces opérations. En 1962, Bob Kearns a inventé l'essuie-glace intermittent avec des intervalles et des vitesses que le conducteur pouvait modifier. L'avènement des systèmes électroniques avec des fusibles et des disjoncteurs pour faire fonctionner, réguler et coordonner les composants électriques a élargi les possibilités d'essuie-glaces plus divers. Des essuie-glaces ont été ajoutés aux phares dans les années 1980, nécessitant des connexions entre les systèmes d'éclairage et d'essuie-glace. Dans les années 1990, des microcapteurs ont été intégrés aux pare-brise pour détecter la pluie sur le pare-brise, activer les essuie-glaces et ajuster la vitesse et l'utilisation intermittente en fonction de la quantité de pluie.

Matières premières

Le fabricant achète toutes les pièces auprès d'entreprises spécialisées dans la fabrication de pièces en aluminium et en acier, de lames en caoutchouc, de bagues en plastique pour les liaisons et les moteurs. Les essuie-glaces et les systèmes d'essuie-glaces (avec moteurs) sont des ensembles différents ; certains fabricants fabriquent les deux et d'autres ne produisent que des essuie-glaces.

Les maillons de liaison et d'entraînement et les pivots qui déplacent les essuie-glaces sont en acier galvanisé. La galvanisation est le processus d'application d'un revêtement de zinc sur l'acier pour le protéger de la corrosion. Les bras d'entraînement pour bateaux et véhicules utilisés dans l'industrie maritime sont en acier inoxydable qui résiste aux dommages causés par l'eau salée. La suspension et les griffes d'essuie-glace sont également en acier galvanisé. Le revêtement de zinc de galvanisation est plus facile à peindre que l'acier non revêtu. L'acier est également le matériau des petites pièces des essuie-glaces, telles que les rondelles, les vis, les écrous, les ressorts et les supports.

Le cadre de la lame est en aluminium. Les lames sont en caoutchouc naturel ou en composés synthétiques. Certaines lames en caoutchouc sont composées de caoutchouc souple sur le bord d'essuyage (la surface de la raclette) et de caoutchouc ferme qui soutient le bord d'essuyage dans le reste de la lame.

D'autres matériaux qui composent les pièces des essuie-glaces sont le caoutchouc pour les rondelles dans les pivots et les bagues en plastique qui tapissent les trous pour connecter les pièces de la tringlerie. La suspension des essuie-glaces est généralement peinte en noir. Si le fabricant d'essuie-glace construit également des systèmes d'essuie-glace, les moteurs sont achetés auprès de sous-traitants. Les moteurs sont contenus dans des boîtiers en acier et comprennent des moteurs à aimants permanents enroulés avec du fil de cuivre. Chaque boîtier comporte des connexions pour les fils électriques qui font partie du véhicule et des faisceaux de câbles sont fournis spécifiquement pour le fonctionnement des essuie-glaces. Chaque moteur contient également un ou plusieurs circuits électroniques en fonction de la sophistication du système que le moteur contrôle.

Conception

Les essuie-glaces sont conçus et fabriqués pour éliminer l'eau d'un pare-brise. La plupart des voitures ont deux essuie-glaces sur le pare-brise, et ils peuvent en avoir un sur la lunette arrière et un sur chaque phare. Les pièces d'essuie-glace visibles de l'extérieur de la voiture sont le balai en caoutchouc, le bras d'essuie-glace tenant le balai, une tringlerie à ressort et des parties des pivots d'essuie-glace. L'essuie-glace lui-même a jusqu'à six parties appelées points de pression ou griffes qui sont de petits bras sous l'essuie-glace. Les griffes répartissent la pression de l'essuie-glace le long de l'arrière de la lame. Ceci est décrit comme une poutre d'équilibre avec un système de suspension, où l'essuie-glace est la poutre et les griffes sont les composants de la suspension. Les griffes maintiennent la lame fléchie contre le pare-brise pour répartir une pression uniforme pour nettoyer le verre tout au long de la lame. Plus de griffes répartissent généralement mieux la pression et conviennent aux pare-brise grands ou très incurvés.

Bien que le caoutchouc soit la partie familière de la lame, la lame comprend en fait une bande métallique appelée cadre de lame avec une fente sur toute la longueur du cadre et des trous de remplacement dans le cadre. Les trous de remplacement permettent d'accéder au remplacement de la lame en caoutchouc par une recharge. La lame sur son cadre en aluminium peut également être changée en bloc.

Les deux essuie-glaces standard fonctionnent généralement en tandem avec un seul moteur avec un essuie-glace du côté conducteur et un autre placé près du milieu du pare-brise qui se déplace à travers la vue du passager. Les essuie-glaces sont solidaires de pivots. Un essuie-glace et un pivot sont montés sur des supports aux deux extrémités d'une longue tige appelée maillon de connexion et, à mesure que la force du moteur pousse sur l'extrémité du conducteur du maillon de connexion, il déplace à son tour l'autre essuie-glace. Le lien de connexion est attaché à une autre longue tige appelée lien d'entraînement près du moteur d'essuie-glace. Une tringlerie à ressort mince relie le pivot au maillon d'entraînement pour ramener l'essuie-glace à sa position de repos ou de stationnement, serrer l'essuie-glace près du pare-brise et le maintenir attaché à la voiture si les liens sont endommagés.

Entre le moteur et la liaison d'entraînement, un système de liaison composé d'une came (une autre tige courte) et d'un pivot, d'un arbre de sortie d'engrenage et d'une vis sans fin contrôle la force du moteur délivrée au bras d'entraînement. L'engrenage à vis sans fin ralentit la vitesse du moteur tout en multipliant son couple (force). L'engrenage permet à un petit moteur de produire suffisamment de force pour déplacer les lames à travers le verre. Cette description est basée sur l'utilisation d'un seul moteur pour entraîner les deux essuie-glaces. Si un moteur alimente chaque essuie-glace, davantage de liaisons sont nécessaires pour déplacer les deux essuie-glaces ensemble dans un système de moteur dit unifié.

Cette force multipliée est nécessaire pour accélérer l'arrêt des pales aux deux Systèmes d'essuie-glace. extrémités de leur mouvement, pour résister au frottement du caoutchouc contre le verre, pour résister au frottement du caoutchouc sur la saleté sur le verre, et pour s'opposer à la pression du vent sur le pare-brise.

Le schéma en tandem est le plus courant car les lames produisent des zones dégagées qui se chevauchent sur le pare-brise avec le plus grand chevauchement devant le conducteur. Un schéma opposé avec deux lames commence avec les deux lames sur le pare-brise vers les côtés de la voiture, et les lames se chevauchent lorsqu'elles pivotent toutes les deux vers le centre du pare-brise. Un seul essuie-glace qui oscille en arc de cercle depuis le centre du pare-brise est également utilisé. L'essuie-glace monobras est le plus complexe; en balayant la vitre, le bras d'essuie-glace s'allonge vers les côtés de la voiture et se rétracte à nouveau en pointant vers le milieu du pare-brise. Chacun des deux essuie-glaces dans les schémas de fonctionnement en tandem et opposés et le seul essuie-glace dans le schéma à essuie-glace unique forment un arc avec un seul rayon et sont donc appelés essuie-glaces à bras radiaux. L'essuie-glace à bras unique produit un arc à rayons multiples.

Le moteur électrique, l'engrenage à vis sans fin, l'arbre de transmission, la came, la liaison d'entraînement et les pivots sont intégrés sous le tableau de bord. La biellette de raccordement et les pivots d'essuie-glace sont situés sous le pare-brise et derrière la moulure de garniture. Les essuie-glaces appelés essuie-glaces enfoncés reposent également derrière la moulure lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Les essuie-glaces non enfoncés sont au-dessus de la moulure de garniture de pare-brise même au repos et sont visibles de l'extérieur de la voiture et de l'habitacle. Dans l'habitacle, le levier marche/arrêt de l'essuie-glace est généralement fixé à la colonne de direction. Lorsque les essuie-glaces sont allumés, un circuit électronique à l'intérieur du moteur d'essuie-glace le démarre. Lorsque les essuie-glaces sont éteints, le circuit arrête l'alimentation du moteur d'essuie-glace. Le fonctionnement intermittent des essuie-glaces est essentiellement de courtes périodes de mise en marche et d'arrêt du moteur d'essuie-glace que le circuit régule également.

Le processus de fabrication

1. Les fabricants d'essuie-glace disposent d'importants stocks de matériaux fournis par des sous-traitants. Au fur et à mesure de la réception des matériaux, les inspecteurs réceptionnaires confirment que les types et les quantités de pièces sont corrects, dressent un inventaire et stockent les pièces.
2. L'ouvrier commence par assembler l'axe de pivot de chaque essuie-glace. L'arbre de pivot est composé d'un ensemble d'attaches et d'entretoises qui maintiennent le bras d'essuie-glace en toute sécurité tout en lui permettant de pivoter et de balayer l'angle d'essuyage de conception. L'ensemble arbre comprend l'arbre de pivot lui-même et (de l'extrémité près du petit lien de connexion à la pointe de l'arbre) une rondelle en caoutchouc, une rondelle métallique, un écrou, un capuchon d'écrou, un tournevis moleté, une rondelle et un écrou borgne. Le tournevis moleté est un type d'écrou avec des arêtes sur les côtés qui saisissent n'importe quel accessoire. Le bras d'essuie-glace reposera sur le tournevis moleté, ce qui l'empêchera de se déplacer sur l'arbre, et la rondelle et l'écrou borgne maintiennent le bras sur l'arbre. L'arbre de pivot est ensuite attaché au petit maillon de connexion avec une rondelle et une pince à ressort. Une goupille sur l'axe de pivot peut être insérée dans l'une des trois positions de goupille lorsque l'axe est attaché au maillon, selon la conception du pivot et du maillon.
3. Pour un système d'essuie-glace à un bras, un support en acier galvanisé en forme de U est fixé au petit lien de connexion sur le seul axe de pivot avec deux vis d'axe. L'autre extrémité du support sera attachée au lien d'entraînement plus tard. Pour un schéma avec deux essuie-glaces, le petit maillon de liaison pour l'essuie-glace côté passager est relié par un support à l'extrémité du maillon de liaison le plus long avec des vis d'arbre. De même, un support est placé sur le petit lien de connexion pour l'essuie-glace côté conducteur, et il est fixé à l'extrémité opposée du lien de connexion plus long. Plus tard, cette extrémité sera également attachée au lien d'entraînement.
4. Le lien d'entraînement sera attaché au moteur à l'étape suivante. Le moteur avec réducteur à vis sans fin et autre tringlerie est un article de stock fourni par un fournisseur, et le fabricant du système d'essuie-glace n'y apporte aucune modification. La biellette d'entraînement doit être fixée précisément sur la came (bras d'entraînement) à l'extrémité de l'arbre de transmission pour que l'essuie-glace balaie correctement mais aussi pour qu'il puisse être garé dans la bonne position sous la moulure de la voiture. La connexion entre la came et le lien d'entraînement sera fixée à l'aide d'un autre support appelé support de rétroviseur.
5. Pour définir l'angle entre le maillon d'entraînement et la came et le moteur, le moteur, la came, le support de miroir et le maillon d'entraînement sont placés à l'intérieur d'un jeu de matrices. Le jeu de matrices est un modèle en forme de contour en acier avec des zones adaptées pour les quatre parties. Les fabricants de systèmes d'essuie-glace ont une collection de jeux de matrices avec différents angles pour le montage Un moteur de système tandem. la liaison d'entraînement au moteur. Le support est mis sur le lien d'entraînement avec un jeu de vis. Le support est ensuite fixé à la came.
6. Une fois l'angle établi, l'ajustement de la came avec l'arbre d'entraînement est vérifié. Des rondelles d'espacement sont ajoutées (si nécessaire) entre la came et l'arbre d'entraînement, et les deux sont connectés avec un jeu d'écrous et de vis de moteur. Pour un schéma à essuie-glace simple, le support avec le petit lien unique et le pivot est vissé sur le lien d'entraînement. Pour un schéma avec deux essuie-glaces, le support à l'extrémité de la longue biellette de liaison qui supporte également le pivot côté conducteur et la petite biellette de liaison est fixé à la biellette d'entraînement.
7. Dans les étapes finales de l'assemblage du système d'essuie-glace, des liaisons constituées de ressorts sont ajoutées pour relier chaque arbre de pivot à la liaison d'entraînement. Les bras d'essuie-glace et les balais sont reliés aux pivots. Le démarreur du moteur est également déplacé en position de stationnement et les essuie-glaces sont placés dans leurs positions de stationnement.
8. Si le client achète des systèmes d'essuie-glace, des accessoires peuvent être inclus. Un système de rondelles avec des bouteilles d'eau, des tuyaux et des commandes pour le tableau de bord est l'ensemble d'accessoires le plus courant. Un faisceau de câbles avec les commandes de lave-glace et les autres connexions électriques pour les essuie-glaces est fourni avec le moteur.
9. Les essuie-glaces terminés sont soumis à une inspection de contrôle qualité finale comme décrit ci-dessous et transférés dans la zone d'emballage. Selon les articles commandés, chaque ensemble composé d'essuie-glaces, d'un système moteur et d'accessoires est emballé avec les informations de fonctionnement, d'entretien et de retour.

Les boîtes séparées sont regroupées et emballées dans des cartons d'expédition si le client a commandé plusieurs articles.

Contrôle qualité

Lors de l'assemblage, les ouvriers observent l'état des pièces pendant leur travail, mais leur seule activité spécifique de contrôle de la qualité est de vérifier le fonctionnement des moteurs en les mettant en marche pour s'assurer qu'ils démarrent et en écoutant les sons qu'ils émettent comme indications de performance.

La dernière inspection est effectuée lorsque les assemblages sont terminés et avant que les essuie-glaces et les systèmes ne soient emballés. Le directeur de fabrication ou les inspecteurs du contrôle qualité final examinent l'aspect général des assemblages, confirment que les racleurs ont été correctement dimensionnés et inclinés pour leur balayage et vérifient que les assemblages sont en position de parcage. Le directeur ou les inspecteurs vérifient également que les bons accessoires sont prêts à être emballés avec les assemblages.

Sous-produits/Déchets

De petites quantités de déchets d'acier et d'aluminium provenant de chutes ou de pièces rejetées ou endommagées sont collectées dans des bacs et vendues à des récupérateurs qui, à leur tour, les vendent à des fabricants de métaux qui fondent les déchets pour les recycler. Les emballages des pièces reçues sont également collectés et recyclés.

Le futur

À partir de 2002, les essuie-glaces et les systèmes d'essuie-glace évoluent en raison des changements apportés aux automobiles et autres véhicules, des améliorations techniques et de la demande des consommateurs. Les balais d'essuie-glace mesurent jusqu'à 30 po (76 cm) de long, créant plus de résistance lorsqu'ils nettoient le pare-brise. Des écrans de vision nocturne pour pare-brise sont en cours de développement, et ceux-ci augmentent également la résistance et modifient les dimensions nécessaires pour les essuie-glaces. Les lames sont améliorées avec du caoutchouc de plus en plus flexible, ce que l'on appelle des "bottes" qui s'adaptent autour des lames pour empêcher la glace et la neige, et des revêtements antiadhésifs sur les bords de la raclette des lames pour empêcher l'huile et la cire d'adhérer et de les vieillir.

Les systèmes de moteur sont également augmentés en tension pour alimenter des essuie-glaces plus longs et plus d'accessoires. Les ingénieurs étudient des systèmes entièrement automatisés qui ne nécessitent aucune action de la part des conducteurs pour démarrer et arrêter les systèmes d'essuie-glace. Les inventeurs s'attendent à ce que les capacités des capteurs de détection de pluie disponibles à la fin des années 1990 s'élargissent pour inciter les essuie-glaces à nettoyer les pare-brise sales sans pluie, par exemple. Les essuie-glaces font partie des appareils automobiles les plus fiables :la durée de vie d'un système d'essuie-glace est de 1,5 million de balayages.

Où en savoir plus

Livres

Billiet, Walter E. et Leslie F. Goings. Systèmes électriques automobiles. Alsip, Illinois :American Technical Publishers, Inc., 1970.

Clymer, Floyd. Ces merveilleuses vieilles automobiles. New York :Bonanza Books, 1953.

Jour, Jean. Le livre Bosch de l'automobile. New York :St. Martin's Press, 1976.

Halderman, James D. Systèmes électriques et électroniques automobiles. Englewood Cliffs, NJ :Prentice Hall, 1988.

Setright, L. J. K. et Ian Ward, éd. Anatomie de l'automobile. New York :Crescent Books, 1977.

Le monde des automobiles :une encyclopédie illustrée de l'automobile. Vol. 22. New York :Columbia House, 1974.

Autre

Page Web d'Anco. Décembre 2001. .

Page Web de Cleveland Ignition Co.. Décembre 2001. .

Gillian S. Holmes