Essuie-glaces : conception, histoire et aperçus de la fabrication

Contexte

Les essuie-glaces sont essentiels pour maintenir une vue dégagée pendant la conduite. Un essuie-glace typique de voiture de tourisme fonctionne à un angle d'environ 67 degrés, avec des longueurs de lame allant de 12 à 30 pouces (30-76 cm) par incréments de 2 pouces (5 cm).

Histoire

Le concept d'essuie-glace est apparu avec les premières automobiles. Les premiers véhicules n'avaient aucun mécanisme de nettoyage ; le besoin d'un essuie-glace a surgi lorsque les vitesses des voitures et les conditions météorologiques ont augmenté. En 1903, J.H. Apjohn a introduit un système de brosse verticale, et Mary Anderson a suivi en 1905 avec une conception à bras oscillant actionnée par un levier à l'intérieur du véhicule. Le brevet d'Anderson a rendu l'essuie-glace mécanique standard d'ici 1913, mais il obligeait le conducteur à utiliser une main pour actionner le levier.

Les lames en caoutchouc ont remplacé les brosses en 1905, mais les conducteurs devaient encore nettoyer manuellement les pare-brise. La percée est venue en 1917 lorsque le Dr Ormand Wall a installé un moteur électrique au centre du pare-brise, permettant à une seule lame en caoutchouc de balayer un arc semi-circulaire. Dans les années 1920, la plupart des voitures étaient équipées d'essuie-glaces doubles, entraînés électriquement, montés en haut du verre.

Les années 1960 ont vu l'avènement des essuie-glaces intermittents, inventés par Bob Kearns, offrant aux conducteurs des intervalles de pause et des vitesses réglables. Les décennies suivantes ont ajouté des buses de lave-glace, des microsenseurs de pluie et l'intégration avec les phares et les systèmes d'éclairage du véhicule.

Matières premières

Les fabricants s'approvisionnent en aluminium, acier et caoutchouc auprès de fournisseurs spécialisés. Les maillons de pivot et les bras d'entraînement sont généralement en acier galvanisé pour résister à la corrosion, tandis que l'acier inoxydable est utilisé pour les applications marines. Les cadres en aluminium supportent les lames, qui consistent en caoutchouc naturel ou synthétique. Les moteurs — généralement des unités à aimant permanent avec des bobinages en cuivre — sont logés dans des boîtiers en acier et intégrés aux faisceaux de câblage du véhicule.

Conception

Les essuie-glaces modernes comportent une lame en caoutchouc montée sur un cadre métallique, un bras de pivot, une liaison à ressort et des points de pression (« griffes ») qui répartissent la force uniformément sur le pare-brise. La plupart des véhicules utilisent un système tandem : deux lames partagent un seul moteur, offrant une couverture chevauchante qui assure une vue centrale claire pour le conducteur.

Des configurations alternatives incluent les systèmes opposés (double lame) et à bras unique. Toutes les conceptions reposent sur une réduction par vis sans fin pour multiplier le couple du moteur, permettant à la lame de surmonter la friction, la saleté et la pression du vent.

Processus de fabrication

1. Les matériaux sont reçus, inspectés, inventoriés et stockés.
2. L'arbre de pivot est assemblé, incorporant un conducteur cannelé, des rondelles, des écrous et un écrou borgne pour fixer le bras de pivot.
3. Pour les systèmes tandem, un support en U attache le petit maillon de connexion au maillon d'entraînement ; pour les systèmes à bras unique, le support s'attache directement au maillon d'entraînement.
4. Le maillon d'entraînement est accouplé à l'arbre d'engrenage et au came du moteur, assurant des angles de balayage précis à l'aide d'un jeu de matrices.
5. Des ressorts relient les arbres de pivot au maillon d'entraînement, et les bras et lames d'essuie-glace sont attachés.
6. Les accessoires — bouteilles de lave-glace, tuyaux et modules de contrôle — sont ajoutés si nécessaire.
7. L'assemblage final est inspecté pour l'angle correct, la position de stationnement et l'intégrité des composants.
8. Les unités terminées sont emballées avec les informations d'utilisation et d'entretien.

Contrôle qualité

Pendant l'assemblage, les techniciens surveillent l'état des pièces, et les moteurs sont testés pour un démarrage et un fonctionnement corrects. Une inspection finale vérifie l'angle de balayage, la position de stationnement et l'exhaustivité des accessoires avant l'expédition.

Sous-produits et déchets

Les chutes d'acier et d'aluminium provenant du rognage sont collectées pour le recyclage. Les matériaux d'emballage sont également recyclés.

L'avenir

Les tendances émergentes incluent des lames plus longues (jusqu'à 30 po), des écrans de vision nocturne, des « bottes » en caoutchouc flexibles, des revêtements de racleur antiadhésifs, des moteurs à tension plus élevée, des systèmes de détection de pluie entièrement automatisés et le nettoyage prédictif pour des conditions non pluvieuses. Les systèmes d'essuie-glace modernes sont conçus pour 1,5 million d'essuyages, soulignant leur fiabilité.

Pour en savoir plus

Livres

• Billiet, Walter E., et Leslie F. Goings. Automotive Electrical Systems. Alsip, Illinois : American Technical Publishers, Inc., 1970.
• Clymer, Floyd. Those Wonderful Old Automobiles. New York : Bonanza Books, 1953.
• Day, John. The Bosch Book of the Motor-Car. New York : St. Martin's Press, 1976.
• Halderman, James D. Automotive Electrical and Electronic Systems. Englewood Cliffs, NJ : Prentice Hall, 1988.
• Setright, L. J. K., et Ian Ward, éd. Anatomy of the Automobile. New York : Crescent Books, 1977.
• The World of Automobiles: An Illustrated Encyclopedia of the Motor Car. Vol. 22. New York : Columbia House, 1974.

Autres ressources

• Page Web Anco (déc. 2001)
• Page Web Cleveland Ignition Co. (déc. 2001)

Auteur

Gillian S. Holmes