Brevet FR2495461A1 — publié le 19820611

L'invention concerne un balai mécanique à deux brosses. On connaît depuis longtemps les balais mécaniques à une ou plusieurs brosses rondes rotatives permettant de collecter des débris dans un carter à poussière adjacent. Utilisés couramment pour le nettoyage des tapis, ces dispositifs ont été récemment développés au point de fonctionner très correctement tant sur les planchers lisses que sur les moquettes. On se reportera par exemple au brevet E.U.A. 3.457.575 dans lequel est décrit un balai pour sols lisses et revêtus de moquettes. Il a toujours été souhaitable qu'un balai possède la plus grande efficacité possible de ramassage pour qu'un minimum de débris reste sur le sol après plu- sieurs passages du balai. Bien qu'à ce propos deux brosses rondes soient plus efficaces qu'une seule, et bien que la structure des brosses et des commandes se soit améliorée avec le temps, il peut rester éventuellement sur le sol des petits débris tels que des fils et du sable et de plus grands débris tels que des mégots de ciga- rettes. L'invention a pour objectif la réalisation d'un balai mécanique perfectionné dont l'action tend à accroître l'efficacité de ramassage, comparativement aux balais mécaniques connus, sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un effet d'aspiration. L'invention a encore pour objectif la réali- sation d'un agencement de déflexion et de commande per- fectionné, et moins coûteux, pour les brosses rondes. Pour atteindre ces objectifs, on envisage l'utilisation d'un balai mécanique comportant deux brosses rondes ayant des caractéristiques de ramassage différentes. Un tel balai est toutefois connu en soi. Dans le brevet australien 471.578, par exemple, est décrit un balai mécanique dont les deux brosses rondes ont des caractéristiques différentes. Mais l'une des brosses ne nettoie pas lors du mouvement du balai dans un sens sur le sol. Dans le brevet britannique 411.449 également, est décrit un balai mécanique à brosses rondes présentant des caractéristiques différentes. Mais, dans ce dernier cas, une seule des brosses nettoie le sol à un moment donné, dans l'un ou l'autre sens du mouvement du balai. Sous l'un de ses aspects, le balai mécanique à deux brosses conforme à l'invention présente une combinai- son de caractéristiques * (1) il utilise des brosses rondes de caractéristiques différentes pour le ramassage de débris de dimensions différentes, et (2) les deux brosses rondes sont toujours en contact avec le sol et tournent en permanence en nettoyant ce sol, au cours du mouvement de va-et-vient vers l'avant et vers l'arrière du balai. On dispose donc d'un balai qui ramasse de manière plus efficace que les balais antérieurs des débris de dimensions différentes. Selon un autre aspect de l'invention, on peut donner à l'une des brosses rondes un effet rotatif permanent de type différent de celui de l'autre brosse. Selon un autre aspect de l'invention, on peut placer à l'avant du balai une brosse ronde tendant à ramasser en permanence les plus grands débris afin de diminuer les possibilités d'encrassage de l'autre brosse. Conformnéent à l'invention, la brosse ronde avant est formée de touffes de poils décalées à effet de détente élastique et est conçue pour tourner en permanence dans la direction du carter qui lui est associé lors du imoxvement de va-et-vient avant et arrière du balai sur le sol. La brosse ronde avant tourne librement dans la direction du carter qui lui est associé environ à une vitesse deux fois et demie celle du mouvement de roulage normal sur le sol, lorsque le balai est entraîné vers l'avant; elle est entraînée dans la même direction lorsque le balai est entraîné vers l'arrière. La brosse ronde arrière est du type à torsade, avec un réseau serré de poils non en touffes, et tourne dans la direction du carter qui lui est associé, en roulant libre- ment sur le sol lorsque le balai est déplacé dans un sens, en étant entraînée lorsque le balai est déplacé dans le sens opposé. Le balai mécanique conforme à l'invention comporte également un déflecteur disposé entre les brosses rondes, avec surfaces courbes tournées vers l'arrière et vers l'avant. Le déflecteur sert de monture pour le mécanisme d'entraînement des brosses. La suite de la description se réfère aux dessins annexés qui représentent: figure 1, une vue en perspective d'un balai mécanique conforme à l'invention, 20. figure 2, une vue en plan de dessous de la partie inférieure du balai, figure 3, une vue en coupe de l'extrémité de la partie inférieure, selon la ligne 3-3 de la figure 2, figure 4, une vue en coupe au centre de la partie inférieure, selon la ligne 4-4 de la figure 2, lors du mouvement avant du balai, figure 5, une vue analogue à celle de la figure 4, lors. du mouvement arrière du balai, 30. figure 6, une vue en coupe d'un balai mécanique connu à une seule brosse. Comme représenté sur les dessins, le balai conforme à l'invention comporte un manche classique 1, un arceau 2 et une partie inférieure de balayage 3. La partie 3 comporte une enveloppe rectangulaire avec parois avant et arrière 4,5,-parois d'extrémité 6,7, et une partie supérieure 8 qui se situe transversalement dans la partie centrale du dessus de l'enveloppe. Dans l'exemple représenté, deux carters à poussière 9,10, parallèles, sont prévus pour former des zones de réception de débris. Les carters sont espacés longitudinalement et placés respectivement aux extrémités avant et arrière de la partie de balayage, formant, avec les amortisseurs 11, 12, les parois avant et arrière 4,5. Les carters 9 et 10 sont situés transversalement entre deux plaques- supports longitudinales et espacées 13, 14 et comportent des parties de recouvrement 15, 16 qui coopèrent avec la partie supérieure 8 de l'enveloppe pour fermer le dessus de la partie de balayage 3. Les carters 9 et 10 comportent des parois de fond classiques 17, 18 et des parois verticales intérieures 19, 20, les bords de ces dernières coopérant avec les bords de la partie supérieure 8 pour former des ouvertures de réception de débris 21, 22. Un organe déflecteur central 23 est situé transversalement entre les plaques-supports 13 et 14, sous la partie supérieure 8. L'organe 23 comporte des surfaces de déflexion courbes tournées vers l'avant et vers l'arrière 24, 25. Les plaques-supports 13 et 14 sont espacées vers l'intérieur, par rapport aux parois d'extrémité 6 et 7 respectivement, afin de former deux enceintes 26 dans lesquelles sont placés le support du balai et le méca- nisme d'entraînement. Quatre roues-supports de coin 27 sont placées dans les enceintes et sont montées sur des bouts d'arbre 28 formant les extrémités de ressorts 29 qui sont maintenus dans une position adjacente aux plaques 13 et 14. Un dispositif d'entraînement de brosses est placé au centre de la partie de balayage 3 et comporte deux roues d'entraînement 30 en contact avec le sol, accouplées par un arbre 31, ce dernier traversant le déflecteur 23 et les plaques-supports 13 et 14. Les roues d'entraînement 30 sont placées dans les enceintes 26, et sont montées de manière à avoir un mouvement limité vers l'avant, vers l'arrière, ainsi que verticalement, par le jeu de fentes 32 pratiquées.dans les parties d'extrémité du déflecteur que l'arbre 31 traverse. Une brosse ronde avant 33, en contact avec le sol, est montée entre le carter à poussière avant 9 et le déflecteur 23, cette brosse étant formée par des poils en nylon 34 et montée de manière à tourner autour d'un arbre central 35. Les extrémités de l'arbre 35 tou- rillonnent dans des supports 36 fixés aux parois d'extré- mité 6 et 7. Les parties d'extrémité de l'arbre portent des roues d'accouplement 37 qui sont placées dans les enceintes 26 et conçues pour venir en engagement avec les roues d'entraînement 30, comme il sera décrit par la suite. De même, une brosse ronde arrière 38, en contact avec le sol, est montée entre le carter à poussière arrière 10 et le déflecteur 23, cette brosse étant formée également par des poils en nylon 39 et montée de manière à tourner autour d'un arbre central 40. Les extrémités de l'arbre 40 tourillonnent également dans des supports 36. Les parties d'extrémité de l'arbre portent des roues d'accouplement 41 qui sont placées dans les enceintes 26 et également conçues pour venir en engagement avec les roues d'entraînement 30, comme il sera décrit par la suite. L'efficacité globale du balai mécanique tend à augmenter lorsque les brosses 33 et 34 ont des carac- téristiques différentes, et lorsqu'on monte ces brosses de telle sorte qu'elles soient toujours en contact avec le sol et tournent en permanence avec un bon effet de nettoyage lors des mouvements avant et arrière du balai. Dans l'exemple représenté, la brosse avant 33 est conçue et montée de manière analogue à ce qui est décrit dans le brevet EUA 3 457 575. Autrement dit, elle comporte un corps relativement large 42 dans lequel sont ancrées des touffes de poils souples 34. Les touffes de poils sont montées décalées de manière à former un angle avec la direction radiale et sont montées angulairement à la périphérie du corps. Par suite, lorsque la brosse 33 tourne en contact avec le sol 43, ses poils tendent à chasser les débris du sol par détente élastique. De plus, la brosse 33 est montée de manière à tourner en permanence dans le même sens lors du balayage. Comme on le voit figure 4, lorsque le balai est déplacé vers l'avant sur le sol 43, les roues d'entraînement 30 sont désengagées des roues d'accouplement 37. Mais, en raison de son type de construction, la brosse 33 tourne librement et entraîne les débris vers le haut, le long de la surface de déflexion 24 et vers sa partie supérieure, puis dans l'ouverture 21 du carter à poussière avant 9. Il s'avère que sa vitesse de rotation libre est environ deux fois et demie la vitesse de rotation d'une brosse qui tourne simplement par contact avec le sol, et qu'ainsi, son efficacité est encore parfaite pour entraîner les débris dans le carter 9. Comme on le voit figure 5, lorsque le balai est déplacé vers l'arrière, les roues d'entraîne- ment 30 viennent en engagement avec les roues d'accouple- ment 37 et entraînent positivement la brosse dans le même sens que lors du mouvement avant du balai. Dans l'exemple représenté, la brosse arrière 38 est du type à torsade. Son arbre 40 est formé de fils torsadés formant un corps relativement petit dans lequel sont ancrés, par serrage, des poils 39 non en touffe qui sont placés sensiblement radialement et qui forment un réseau serré continu. Les poils 39, quoique souples, sont plus épais que les poils 34 de la brosse avant 33. Comme on le voit figure 4, lorsque le balai est déplacé vers l'avant sur le sol 43, les roues d'entraînement 30 sont en engagement avec les roues d'accouplement 41 de telle sorte que la brosse 38, entraînée, tourne pour chasser les débris vers le haut, le long de la surface de déflexion 26, et dans l'ouver- ture 22 du carter à poussière arrière 10. Comme on le voit figure 5, lorsque le balai est déplacé vers l'arrière, les roues d'entraînement 30 sont désengagées des roues d'accouplement 41. Dans ce cas toutefois, et en raison du type de construction à poils radiaux non en touffe de la brosse, cette dernière tournera dans le même sens, mais généralement, roulera simplement librement sur le sol. Sa vitesse de rotation par roulage est donc inférieure à la moitié de la vitesse de rotation libre de la brosse 33. Lors de son mouvement simple par roulage, qui alterne avec son mouvement par entraînement, la brosse 38 peut pièger des débris dans ses poils et trans- porter ces débris vers le carter 10. On a observé, notamment sur sols lisses, qu'un balai mécanique conforme à l'invention tend vers une efficacité de ramassage accrue, contrairement aux balais à deux brosses du même type, par exemple à deux brosses telles que la brosse 33 ou la brosse 38. En utilisant deux brosses à caractéristiques de ramassage différentes, on fait en sorte que ces brosses- tendent à ramasser des débris de dimensions différentes. Dans le cas considéré, la position, la structure, l'en- trainement et l'effet de la brosse avant 33 sont tels que cette brosse, lors des mouvements de va-et-vient du balai, tels à ramasser plus efficacement des débris de dimensions relativement importantes tels que des mégots de cigarettes 44; tandis que la position, la structure, l'entraînement et l'effet de la brosse-arrière 38 sont tels que cette brosse, lors des mouvements de va-et-vient du balai, tend à ramasser plus efficacement des débris plus petits tels que du sable ou analogue 45. En plaçant à l'avant du balai, là o l'effet de ramassage se fait normalement en premier lieu, une brosse telle que 33 efficace pour les débris importants, on crée un premier ramassage pour les débris importants se trouvant sur le sol avant action de la brosse 38. Les débris importants sont plus facilement ramassés avant que la brosse 38 les atteigne. Les deux types de brosse se complètent donc dans l'effet de balayage global. Dans l'exemple considéré, les brosses 33 et 38 sont placées entre les carters à poussière 9 et 10, et, en conséquence, tournent dans des sens opposés au sens de rotation des brosses du dispositif décrit dans le brevet EUA 3 457 575. De plus, la brosse avant 33 tourne librement lors du mouvement avant du balai et est entraînée lors du mouvement arrière de ce balai, ce qui est l'inverse de ce qui se fait dans le dispositif mentionné, quoique ce mouvement soit connu dans le balai mécanique à une seule brosse représenté figure 6. La pression normale exercée vers le bas, sur l'avant de la partie de balayage, tend l amé- liorer l'effet de la brosse avant tournant librement. Dans l'exemple représenté, l'effet global de balayage est encore renforcé lors du mouvement avant par l'entraînement en rotation de la brosse arrière 38. La réalisation représentée est une réalisation recommandée; mais d'autres réalisations peuvent être envisagées sans, pour cela, sortir du cadre de l'inven- tion. Par exemple, les poils des deux brosses peuvent être en des matériaux identiques ou différents, nylon ou soies de porc, et peuvent avoir des épaisseurs identiques ou différentes. Les brosses elles-mêmes pourraient être inversées, ou encore être de types entièrement différents, avec touffes ou sans touffes, et avec des mécanismes d'entraînement différents. De plus, la zone de ramassage des débris importants peut être située indifféremment à l'avant ou à l'arrière du balai. Enfin, et quelles que soient leurs dimensions, des débris de poids plus ou moins importants peuvent être plus facilement ramassés par des brosses ayant des caractéristiques de ramassage diffé- rentes. L'invention permet de réaliser un balai méca- nique de construction originale dont les caractéristiques de ramassage sont globalement améliorées. REVENDICATIONS 1. Balai mécanique comportant des carters à poussière (9, 10) définissant deux zones de réception de débris, et deux brosses rondes rotatives (33, 38) placées respectivement à l'avant et à l'arrière du balai de manière à ramasser des débris sur le sol et à entraîner ces débris vers les deux zones de réception de débris lors d'un mouvement de translation en va-etvient du balai sur le sol, caractérisé en ce que les brosses ont des caracté- ristiques de ramassage différentes, sont montées pour être toujours en contact avec le sol et pour tourner en permanence avec effet de nettoyage du sol, lors des mouve- ments de va-et-vient du balai vers l'avant et vers l'arrière. 2. Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que la brosse ronde avant (33) tend à ramasser des débris de dimensions relativement plus importantes que celles des débris ramassés par la brosse ronde arrière (38), de sorte qu'au cours du mouvement vers l'avant du balai mécanique, les débris plus importants tendent à être ramassés avant que la brosse arrière les atteigne. 3. Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brosses (33, 38) sont conçues et agencées pour tourner en permanence dans la direction de leur zone propre de réception de déoris, lors du mouvement de translation en va-et-vient, vers l'avant et vers l'arrière, du balai sur le sol. 4. Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des brosses (38) est conçue et agencée pour rouler par intermittence sur le sol lors du mouvement de translation en va-et-vient, vers l'avant et vers l'arrière, du balai. 5. Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des brosses (33) est conçue et agencée pour tourner en permanence, librement ou entraînée, dans la direction du carter à poussière qui lui est associé, l'autre brosse (38) étant conçue et agencée pour tourner en permanence, librement ou entraînée, dans la direction du carter à poussière qui lui est associé, lors du mouvement vers l'avant et vers l'arrière du balai sur le sol. 6. Balai selon la revendication 5, caractérisé en ce que la brosse ronde rotative qui tourne librement et par entraînement (33) tourne librement sur le sol à une vitesse qui est environ deux fois et demie la vitesse de roulage sur le sol de la brosse ronde rotative qui tourne par entraînement et par roulage. 7. Balai selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une des deux brosses rondes (33) comporte un corps (42) dans lequel sont ancrées des touffes de poils décalées (34), l'autre brosse (38) comportant un corps en fils torsadés (40) avec des poils (39) qui se situent généralement dans une direction radiale. 8. Balai selon la revendication 1, 3 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un organe déflecteur transversal (23) placé entre les deux brosses (33, 38), cet organe déflecteur comportant des surfaces orientées vers l'avant et vers l'arrière (24, 25) pour entraîner, vers les carters à poussière (9, 10) les débris ramassés par ces brosses tournant en permanence. 9. Balai selon la revendication 8, caractérisé en ce que les brosses (33, 38) sont accouplées en alter- nance à un mécanisme d'entraînement (30, 31), de sorte que, dans un sens du mouvement du balai, l'une des brosses (33) roulant librement sur le sol tandis que l'autre brosse (38) est entraînée, et que, dans le sens inverse du mouvement du balai, la première brosse (33) est entraînée, la deuxième brosse (38) roulant librement sur le sol. 10. Balai selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement (30, 31) est supporté par l'organe déflecteur (23) de manière que son mouvement soit limité vers l'avant et vers l'arrière. 11. Balai mécanique comportant des carters à poussière (9, 10) définissant deux zones de réception de débris, et deux brosses rondes rotatives (33, 38) placées respectivement à l'avant et à l'arrière du balai de manière à ramasser des débris sur le sol et à entraîner ces débris vers les deux zones de réception de débris, lors d'un mouvement en translation en va-et-vient du balai sur le sol, caractérisé en ce que les deux brosses coopèrent avec un organe déflecteur transversal (23) placé entre elles, ce déflecteur comportant des surfaces orientées vers l'avant et vers l'arrière (24, 25) pour entraîner, vers les carters à poussière, les débris ramassés par les brosses-tournant en permanence. 12. Balai selon la revendication 11 dans lequel les brosses (33, 38) sont accouplées en alternance à un dispositif d'entraînement (30, 31), caractérisé en ce que ce mécanisme d'entraînement est supporté par l'organe déflecteur (23) de manière que son mouvement soit limité vers l'avant et vers l'arrière.