Brevet FR2145437A1 — publié le 19730223

La présente invention concerne un balai mécanique du type de ceux qui permettent de nettoyer un sol ou revêtement de n'importe quelle nature et consistance (parquet, dallage ... moquette, linoléum ... tapis haute laine ...). Dans les balais connus de ce type les plus perfectionnés, le carter muni du manche est supporté par deux roues folles antérieures et deux roues menantes postérieures; une brosse s'étendant entre ces deux paires de roues est montée sur un élément3 mobile verticalement et relié au carter par au moins une lame-ressort; la brosse est en outre accoupldeaux roues menantes postérieures par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission cinématique. Cette disposition particulière permet d'obtenir une pression de brossage sensiblement constante, quels que soient la nature du sol et par conséquent l'enfoncement des roues dans ce dernier. Or, la pression de brossage et la déformation des éléments filiformes de la brosse dans la zone de contact avec le sol doivent être adaptées aux conditions locales du nettoyage (influences combinées des propriétés du sol et des détritus ou souillures à enlever), de sorte que cet automatisme ne peut pas donner parfaite satisfaction à l'utilisateur. La présente invention a pour but - de rendre la commande du balai mécanique sensitive pour que l'opérateur puisse s'en servir avec autant de facilité et d'efficacité que d'un balai à main, en pouvant le passer légèrement en certains endroits et insister plus fortement en d'autres; - de conserver l'automatisme pour la partie non sensitive du balai; - d'améliorer la maniabilité du balai, notamment pour suivre les courbes du parcours à emprunter; - de réduire l'encombrement du balai en mouvement, en particulier lorsqu'il doit être glissé sous un meuble; - de faciliter le vidage du balai3 en recueillant les détritus dans un seul réceptacle en s'opposant à leur agglomération et compactage, en prévoyant un mode de transfert pratique. Conformément à l'invention,le carter et les tourillons du manche sont montés pivotants autour de l'axe géométrique de rotation de la ou des roues menantes, la surface portante de ces dernières étant plus petite que celle des roues folles situées de l'autre c3té de la brosse; le réceptacle à détritus est également monté pivotant autour du même axe géométrique; le mécanisme de transmission provoquant l'entratnement en-rotation de la brosse comporte au moins un galet intermédiaire de friction monté fou en bout d'une lame flexible de support tendant à l'appliquer contre un galet mené solidaire de la brosse et situé dans la partie médiane de cette dernière; le galet intermédiaire étant relié à au moins une roue menante par une tige dont les extrémités sont recourbées et engagées avec jeu, pour assurer l'accouplement, dans des trous radiaux de ce galet et de cette roue; ce mécanisme relie la brosse aux deux roues menantes et comprend un différentiel constitué par deux galets intermédiaires reliés, indépendamment l'un de l'autre, aux deux roues menantes, disposés coaxialement et appliqués élastiquement par au moins une lame flexible de support contre le galet mené de la brosse commun à tous deux. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemples non limitatif, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en plan du balai conforme à l'invention, dont une moitié est prise en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2; - la figure 2 est une coupe longitudinale prise suivant la ligne Il-Il de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle prise à plus grande échelle et montrant le montage de la brosse; - la figure 4 est une coupe partielle prise à plus grande échelle et illustrant une variante de réalisation du mécanisme de transmission; - les figures 5 et 6 sont des vues partielles analogues à la figure 1, mais à plus grande échelle, et représentant des variantes de réalisation des roues antérieures folles Ainsi que cela ressort clairement du dessin, le balai comporte un carter 1 en matière plastique moulée, entièrement fermé sur le dessus et les côtés, mais ouvert en dessous. Une brosse cylindrique 2 est montée tournante dans ce carter entre deux roues antérieures folles 3 et deux roues postérieures 4, dites menantes car elles sont destinées à entraîner cette bro#sse en rotation lorsque le balai est déplacé par l'opérateur. Il est important de remarquer que le manche 5 est solidaire à son extrémité inférieure d'un étrier 6 prolongé par des tourillons alignés 7 autour desquels le carter 1 est monté pivotant et les roues 4 sont montées folles. Par ailleurs, les génératrices des roues antérieures 3 étant plus longues que celles des roues postérieures 4, la surface portante de roulement est plus grande à l'avant qu'à l#arrière. Pour cette raison et étant donné d'une part que le carter est flottant par rapport aux tourbillons 7, d'autre part, que toute poussée exercée s#r le manche 5 est dirigée sur l'axe de rotation des roues 4, cette poussée est sans infLuence directe sur l'inclinaison du carter mais engendre indirectement, à la volonté de l'opérateur qui peut en modifier l'intensité, un réglage de cette inclinaison puisqu'elle provoque l'enfoncement des roues postérieures 4 dans le support, si ce dernier n'est pas rigide, comme c'est le cas pour un revêtement souple, une moquette ou un tapis, alors que les roues antérieures 3 ne peuvent qu'effleurer ce support, n'étant ni chargées, ni soumises à la poussée du manche. La commande du balai en fonction de la nature du sol, de sa consistance et des détritus à enlever est donc sensitive. Par ailleurs, elle permet un franchissement commode des obstacles de faible hauteur. La brosse 2 comporte un arbre 8 solidaire des éléments filiformes de balayage et supporté à ses extrémités par des axes 9 autour desquels elle peut tourner librement. Il est particulièrement avantageux que cette brosse soit démontable, ce qui permet de faciliter son nettoyage ou son remplacement. A cet effet et ainsi que cela ressort à titre d'exemple seulement de la figure 3, des axes fendus 10, déformables élastiquement, sont engagés pour pouvoir tourner dans des douilles incorporées au carter 1 et pour y être maintenus dans des douilles noyées dans l'arbre 8. Bien entendu, ces axes démontables peuvent être d'un autre type, à batonnette, à circlip, à bille ou poussoir de verrouillage etc.; ils peuvent aussi être remplacés par d'autres moyens démontables, tels que des coulisseaux du carter coopérant avec des tourillons de l'arbre. De toute façon, la brosse 2est solidaire d'un galet mené 11 situé dans sa partie médiane de façon que la brosse reste active près des plinthes du local à balayer. Le galet mené 11 est entraîné, par friction, par un galet intermédiaire 12 supporté, de chaque côté, par une lame flexible 13 dont le pied est fixé au carter et dont l'extrémité libre est conformée en crochet pour constituer un palier; la lame flexible applique élastiquement le galet 12 contre le galet mené 11. En outre, ce galet intermédiaire 12 est relié par un mécanisme de transmission cinématique aux deux roues menantes 4. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le galet intermédiaire 12 et les roues menantes 4 sont prolongés par des fusées coaxiales 14 et 15, non alignées et percées de trous diamétraux 16. L'accouplement d'une fusée de galet avec une fusée de roue est avantageusement réalisé au moyen d'une tige droite 17, en fil d'acier par exemple, dont les extrémités sont recourbées avec jeu dans les trous précités Ainsi, on supprime l'emploi d'organes compliqués et onéreux, tels que des cardans. Les tiges 17 s'étendent au-dessus d'un réceptacle à détritus 18 ayant la forme d'une pelle dont le fond obture le carter 1 entre la brosse 2 et la paroi latérale de ce dernier Ce réceptacle est ouvert à sa partie supérieure pour recevoir les détritus projetés par la brosse vers le haut et vers l'arrière et renvoyés par le dessus du carter. D'ailleurs, ces détritus ne peuvent parvenir qu d cet endroit, car le carter est muni d'une paroi antérieure 19, de guidage3 épousant sensiblement la forme de la brosse, de sorte que le balai ne comporte qu'un seul réceptacle à vider, rendant ainsi plus commode cette opération. De toute façon, il est important de remarquer que le réceptable 18 présente sensiblement dans la zone médiane de ses parois latérales, des collerettes annulaires Ba montées pivotantes autour des fusées 15 des roues 4. Dans ces conditions, le réceptacle peut être basculé de la position de réception (représentée en trait plein sur la figure 2) vers la position de vidage (illustrée en trait mixte) ou inversement. A cet effet, il coopère avec un organe de commande qui peut être constitué, par exemple, par une fourchette 20 (figure 2) dont les extrémités inférieures sont accrochées sur les paroislatérales du réceptacle près des collerettes Ba et dont l'amie est solidaire d'une tige 21 articulée dans un bouton-poussoir d'actionnement 22, lequel est guidé dans un bossage 23 du carter et soumis à l'action d'un ressort 24; ce ressort tend à maintenir le réceptacle en position de réception, tandis que le bouton 22 est destiné à provoquer, lorsqu'il est poussé, le basculement de ce -réceptacle vers la position de vidage. Les tiges 17 sont généralement droites, mais il peut être intéressant de leur conférer une forme particulière pour éviter l'agrégation des détritus et un colmatage. Par exemple, elles peuvent présenter la forme sinueuse 17a schématisée en trait mixte sur la figure 1 ou bien elles peuvent être munies de batteurs constitués par des palettes, des disques, une hélice, des ergots etc. Pour améliorer la maniabilité du balai dans les courbes, divers moyens peuvent être mis en oeuvre. Si l'a & rence des roues 4 est modérée, celles ci peuvent avoir tendance à patiner et le balai suit alors les courbes sans difficulté. Par contre, si l'adhérence est plus forte, on peut ou bien ne relier le galet intermédiaire 12 qu'à une seule roue menante 4, ou bien prévoir dans le mécanisme de liaison cinématique précité, un différentiel. L'effet différentiel peut être obtenu en prévoyant par exemple que les bandages des roues menantes 4 soient montés à friction douce; on peut aussi interposer entre ces dernières et les tourillons 7 ou leurs fusées 14 rendues indépendantes, des roues libres; on peut encore remplacer les tiges rigides 17 par des ressorts à boudin de raideur appropriée. Mais il semble plus avantageux d'adopter la réalisation représentée sur la figure 4 et dans laquelle le galet mené coopère, par friction, avec deux galets intermédiaires 25 et 26 indépendants l'un de l'autre. Ces galets sont montés fous autour d'un pion 27 de centrage et leurs fusées 28, 29 sont supportées par des lames-flexibles 30, 31 et accouplées à des tiges de transmission 32, 33 du type décrit ci-dessus, aboutissant aux roues 4. Bien entendu, la raideur des lames-flexibles 30, 31 est déterminée de façon que, dans les lignes droites, ces roues 4 entraient sans glissement la brosse 2 mais que, dans les courbes,l'un des galets 25, 26 puisse patiner, une roue pouvant alors tourner plus vite que l'autre. En général, les roues antérieures 3 (figure 1) sont cylindriques et leur axe de rotation est parallèle à celui de la brosse 2 et des roues postérieures 4. Dans ces conditions, les génératrices de ces roues antérieures en contact avec le sol sont elle-mêmes parallèles auxdits axes. Pour éviter que les détritus à balayer bourrent devant les roues 3, on peut prévoir que les génératrices de ces dernières en contact avec le sol soient inclinées. A cet effet, chaque roue 3 peut présenter la forme d'un tonneau 3a son axe étant parallèle aux autres (figure 5) ou bien conserver sa forme cylindrique} son axe 3b étant incliné dans un plan horizontal (figure 6). Une telle roue tend à refouler latéralement les détritus, en les présentant ainsi à la brosse. Par ailleurs, il est important de noter que l'encombrement de l'étrier 6 est faible, quelle que soit l'inclinaison du manche 5, en raison du fait que les tourillons 7 sont situés très près de l'arrière du carter 1, que la partie postérieure 34 de ce dernier est concentrique auxdits tourillons et que la ceinture de protection 35 de ce balai est évidée à cet endroit. Dès lors, le balai peut être facilement logé dans un placard de rangement et déplacé sous des meubles bas. Bien entendu, le balai mécanique tel que décrit dans ce qui précède peut être combiné à un moyen d'aspiration. Dans ce cas, le carter est muni, audessus du réceptacle à détritus, d'une embouchure raccordable, par l'intermé diaire d'un tuyau déformable du type souple ou articulé par exemple, à un conduit d'aspiration constituant le manche jusqu'à l'étrier. Si le balai mécanique est uniquement aspirant, le réceptacle à détritus est fixé dans le carter. Par contre, si le balai mécanique est mixte, en ce sens qu'il peut être utilisé avec ou sans aspiration, le réceptacle à détritus est pivotant comme déjà indiqué. Le balai mécanique, aspirait ou non, objet de l'invention, est applicable au nettoyage,de façon sensitive et automatique, de tout support ayant n'importe quelle consistance (parquet, moquette, tapis haute laine etc.). REVENDICATIONS 1 - Balai mécanique comportant dans un carter déplaçable au moyen d'un manche, un support muni d'une brosse tournante s'étendant, dans un logement débouchant au-dessus d'un réceptacle à détritus, parallèlement à deux roues dont l'une au moins dite menante est reliée par un mécanisme de transmission cinématique à cette brosse qui coopère en outre avec un élément d'appui au sol, caractérisé en ce que le carter et le manche sont montés pivotants sensiblement autour de l'axe géométrique de rotation de la ou des roues menantes et en ce que la brosse est située entre ces dernières et l'élément précité d'appui au sol dont la surface de contact peut à la limite, être confondue avec celle de ladite brosse grâce à quoi l'équipage mobile ainsi constitué est automatiquement flottant et susceptible d'être commandé sensitivement. 2 - Balai mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter est monté pivotant autour de deux tourillons alignés du manche, autour desquels sont également montées tournantes deux roues menantes dont les moyeux sont prolongés par des fusées, l'une au moins de ces fusées étant solidaire d'un organe d'accouplement pour le mécanisme de transmission précité. 3 - Balai mécanique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réceptacle à détritus est également monté pivotant de façon connue en soi autour de l'axe géométrique de rotation de la ou des roues menantes, de préférence autour des fusées des roues menantes. 4 - Balai mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface portante de la ou des roues menantes est plus petite que celle de l'élément précité d'appui au sol. 5 - Balai mécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément d'appui au sol est constitué par des roues folles dont les génératrices en contact avec ce sol, sont inclinées par rapport à l'axe géométrique de rotation de la brosse. 6 - Balai mécanique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, le mécanisme de transmission comportant au moins un galet intermédiaire de friction et au moins un galet mené solidaire de la brosse, le galet intermédiaire est monté fou en bout d'une lame flexible de support tendant à l'appliquer contre le galet mené et est relié à au moins une roue menante par une tige dont les extrémités sont recourbées et engagées avec jeu, pour assurer l'accouplement, dans des trous radiaux de ce galet et de cette roue 7 - Balai mécanique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission relie la brosse aux deux roues menantes et comporte un différentiel 8 - Balai mécanique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le différentiel précité comporte deux galets intermédiaires reliés indépendamment l'un de l'autre aux deux roues menantes, ces galets étant coaxiaux et appliqués élastiquement par au moins une lame# flexible de support contre le galet mené de la brosse commun à tous deux. 9 - Balai mécanique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque tige reliant une roue menante à un galet intermédiaire de friction et s 'éten- dant dans le réceptacle à détritus est sinueuse pour former un batteur.