Brevet FR2548007A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne des balais mécaniques, et, plus particulièrement, un balai mécanique à structure de roues d'entraînement perfectionnée. On sait, comme décrit dans les brevets des Etats 5 Unis d'Amérique n 4 168 561, 3 268 936 et 2 082 652, réaliser un balai mécanique pour entraînement d'une brosse rotative, au moyen de roues d'entraînement flottantes qui sont placées devant et derrière deux roues d'accouplement montées aux extrémités opposées de l'axe de la brosse Le 10 mouvement flottant est tel que, le balai étant déplacé dans un sens, les roues d'entraînement sur un côté de la brosse sont en contact avec les roues d'accouplement et font tourner cette brosse du fait de la pression exercée vers le bas, par le balai, sur le sol Simultanément, les 15 roues d'entraînement de l'autre côté de la brosse, du fait de cette même pression, sont amenées hors d'engagement d'avec les roues d'accouplement Lorsque le balai est déplacé dans le sens opposé, les fonctions des roues d'entraînement sont interverties. Dans les premier et troisième brevets précités, les roues d'entraînement sont montées sur des axes traversant le carter du balai; mais, dans le deuxième brevet, les roues d'entraînement sont montées sur des axes individuels qui peuvent osciller vers l'arrière et l'avant 25 lors du déplacement du balai sur le sol De plus, sont décrits dans le brevet 2 082 652 des ressorts filiformes agissant contre les axes des roues d'entraînement pour repousser ces roues vers les roues d'accouplement de brosse. La présente invention a pour objet un balai mécanique à structure de roues d'entraînement perfectionnée, de fabrication simple et économique. La présente invention a aussi pour objet une structure de roues d'entraînement assurant un "chargement" 35 positif de ces roues d'entraînement avec les roues d'accou- -2 plement, lorsque le balai est déplacé dans un sens, et un "déchargement" de ces roues, lorsque le balai est déplacé dans le sens opposé. La présente invention a encore pour objet une structure de roues d'entraînement qui, simultanément, "charge préalablement" lesdites roues d'entraînement lorsqu'elles se déplacent vers leurs positions de déchargement Cette charge préalable élimine le broutage des axes des roues d'entraînement et assure que ces roues 10 d'entraînement viennent immédiatement dans leurs positions de charge pour entraîner les roues d'accouplement lorsque le mouvement de balayage est inversé. Selon un aspect de la présente invention, le balai comporte des moyens élastiques permettant de monter 15 pivotante chacune des roues d'entraînement par rapport à l'une des roues d'accouplement pour leur permettre de se déplacer librement entre les positions de charge et de décharge Ces moyens élastiques constituent également un axe pour le montage en rotation de la roue d'entraînement. 20 Les moyens élastiques se composent d'un fil courbe avec deux pattes coudées s'étendant transversalement à la courbe du fil et parallèlement à l'axe de la brosse Par suite, le ressort filiforme courbe non seulement élimine le besoin d'un axe commun pour deux roues d'entraînement, mais 25 aussi charge les roues d'entraînement en les repoussant en contact d'entraînement avec les roues d'accouplement, lorsque l'utilisateur, en déplaçant le balai dans un sens sur le sol, exerce sur ce balai une pression vers le bas. Le raccord pivotant du ressort filiforme courbe permet de décharger les roues d'entraînement des roues d'accouplement lorsque le sens de déplacement du balai est inversé, en réduisant la valeur de la force de frottement appliquée sur ces roues d'accouplement par ces roues d'entraînement Dans ces conditions, les deux roues 35 d'entraînement opposées, qui se sont alors déplacées -3 dans leurs positions de charge, entraînent les roues d'accouplement pour entraîner la brosse dans le sens opposé. Selon un autre aspect de l'invention, l'extré5 mité libre du ressort filiforme courbe qui constitue l'axe de la roue d'entraînement se déplace sur une surface inclinée formée dans une cloison d'extrémité du carter du balai Cette surface inclinée constitue une rampe agissant pour charger préalablement les roues d'entraînement dans la direction des roues d'accouplement, lorsque ces roues d'entraînement sont en position de décharge, en provoquant la compression du ressort filiforme à mesure que la roue d'entraînement s'éloigne de la roue d'accouplement Cette rampe assure que les roues d'entraînement viennent immédiatement en position de charge, pour entraîner les roues d'accouplement, lorsque le sens du balayage est inversé L'inclinaison de la rampe est de l'ordre de 7 , de sorte que la charge préalable s'accoît à mesure que la roue d'entraînement 20 s'éloigne encore de la roue d'accouplement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexes sur lesquels: La Figure 1 est une vue en perspective d'un balai mécanique conforme à l'invention; La Figure 2 est une vue de dessous partielle du balai mécanique, en plan, certaines parties étant éliminées pour en mettre d'autres en évidence; La Figure 3 est une vue en coupe d'extrémité, selon la ligne 3-3 de la Figure 2; La Figure 4 est une vue en coupe d'extrémité, partielle, selon la ligne 4-4 de la Figure 2; La Figure 5 est une vue éclatée de la struc35 ture de roues d'entraînement du balai; La Figure 6 est une vue en coupe d 'extrémité analogue à celle de la Figure 3, illustrant le fonctionnement des roues d'entraînement dans un sens de balayage; et La Figure 7 est une vue analogue à celle de la Figure 6, illustrant le fonctionnement des roues d'entraînement dans le sens de balayage opposé. Le balai mécanique conforme à l'invention et représenté sur les dessins comporte un manche 1 et un 10 corps inférieur de balayage 2 Le corps 2 se compose d'un carter unitaire rectangulaire 3 comportant des parois avant et arrière 4, 5, des parois d'extrémité 6, 7 et une paroi de dessus 8 Un tampon élastique 9 entoure de manière classique le carter 3 Le manche 1 est vissé dans un ensemble support-étrier 10 qui traverse une fente allongée 11 formée dans le dessus 8. Le carter 3 est conçu pour le montage de pratiquement toutes les pièces fonctionnelles du balai Il comporte à cette fin une cloison d'extrémité 12 intérieu20 rement à distance de chaque paroi d'extrémité 6, 7 du carter 3, chaque cloison 12 étant pourvue de deux entretoises extérieures 13 en forme de manchon sur lesquelles, à l'aide de rivets 14 par exemple, sont fixées les parois d'extrémité 6, 7 du carter On a représenté en détails 25 Figure 5 une cloison 12, dont les extrémités comportent des bases plates 15 sous lesquelles sont fixées des brosses 16 placées aux coins du balai (voir Figure 3). On voit Figure 5 que chaque cloison d'extrémité 12 comporte, entre ses extrémités, un support central 30 extérieur 17 qui se prolonge vers le bas Les supports 17 forment entretoise pour les parois d'extrémité 6 et 7 du carter, et constituent également les montures d'extrémité pour un ensemble à brosse rotative se composant de la brosse cylindrique classique 18 et des roues d'accouplement d'extrémité 19 Les soies de la brosse sontemontées de manière classique de manière à venir en contact avec le sol pour en balayer les débris, lorsque la brosse 18 est entraînée en rotation par le mouvement de translation avant et arrière du balai sur le sol. On voit sur la Figure 2 que chaque cloison 12 comporte deux bossages creux 20 formés de chaque côté du support 17 Les bossages 20 sont intérieurement en saillie par rapport à la cloison 12, soit vers le centre du balai et à l'opposé des parois d'extrémité 6 et 7 Les 10 bossages 20 servant de montures d'extrémités pour deux collecteurs de poussière 21 qui sont montés pivotants autour des bossages Les collecteurs 21 sont sollicités en position de fermeture par deux ressorts 22 passant au-dessus de l'axe de la brosse et situés entre les ex15 trémités des collecteurs 21 adjacentes aux faces intérieures des cloisons 12 Lorsqu'on souhaite vider les collecteurs 21, on exerce une pression le long du bord longitudinal adjacent à la brosse 18 de manière à faire basculer ces collecteurs 21 en position d'ouverture. Pour refermer les collecteurs, on applique une pression sur le bord longitudinal opposé, pour que les ressorts 22 amènent ces collecteurs en position de fermeture. On voit sur la Figure 2 que deux roues d'entraînement 23 sont montées de chaque côté de chaque roue d'accouplement 19, afin de supporter le balai au cours de son mouvement de translation en va-et-vient sur le sol Les roues d'entraînement 23 sont montées dans le carter 3 entre les cloisons 12 et les parois d'extrémité 6 et 7 Les roues d'entraînement sont conçues pour se déplacer librement entre une position de charge et une position de décharge, contre les roues d'accouplement 19, en réponse au mouvement du balai sur le sol, afin d'entraîner la brosse 18 en rotation, et, par là, entraîner les débris du sol vers les collecteurs 35 de poussière 21 Dans leur position de charge, les roues d'entraînement 23 sont en engagement de commande avec les roues d'accouplement 19, et, dans leur position de décharge, elles tournent simplement avec ces dernières comme il sera décrit ci-après. Le montage des roues d'entraînement 23 est représenté Figures 3 à 5 Le système de montage de chaque roue se compose d'un ressort filiforme courbe comportant une partie en forme de U ou bouclée 24 et deux pattes 25 et 26 s'étendant transversalement à la partie 24 La partie 24 se situe parallèlement aux cloisons 12 et aux parois d'extrémité 6 et 7, et est placée dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de la brosse 18 Par ailleurs, les pattes 25 et 26 sont toutes deux formées du même côté de la par15 tie 24, parallèlement l'une à l'autre, de sorte que leurs axes longitudinaux sont également parallèles à l'axe de rotation de la brosse 18. Le raccord pivotant de la patte supérieure 25 à la cloison 12 est réalisé à l'aide d'un manchon creux 20 27 en saillie par rapport à la face extérieure de la cloison 12 considérée, soit en saillie vers les parois d'extrémité 6 ou 7 Le manchon 27 comporte une ouverture centrale 28 traversante, dans laquelle est reçue, en engagement coulissant, la patte supérieure 25 Le diamètre de 25 l'ouverture 28 permet à la patte 25 de tourner librement dans cette ouverture Le manchon 27 comporte également une butée 29, en saillie par rapport à son extrémité libre et formée sur un de ses bords, contre laquelle vient en contact la partie de ressort 24 adjacente au coude qui 30 se prolonge par la patte 25 La butée 29 permet de situer correctement le ressort entre la cloison 12 et la paroi d'extrémité 6 ou 7 Pour recevoir la boucle d'extrémité de la partie de ressort 24, une gorge 30 est formée entre les entretoises 13 et les bases plates 15 La gorge 30 35 présente une face inclinée 31 dont la fonction est de permettre le mouvement de pivotement libre de la partie de ressort 24 lors du fonctionnement du balai, ainsi qu'il sera décrit ci-après. Chaque roue d'entraînement 23 comporte un man5 chon de roulement 32 qui reçoit en rotation la patte inférieure 26 du ressort courbe On voit Figure 2 que l'extrémité libre de la patte 26 est reçue dans le bossage creux 20, de telle sorte que la patte 26 sert d'axe pour le montage rotatif de la roue d'entraînement considérée. 10 On notera que les dimensions intérieures du bossage 20 sont supérieures au diamètre de la patte 26, de sorte que les roues d'entraînement 23 se déplacent librement tant horizontalement que verticalement, ce qui donne à ces roues leur caractère "flottant" par rapport aux roues 15 d'accouplement 19. On voit sur la Figure 4 que la partie intérieure de chaque bossage 20 a la forme d'une ouverture rectangulaire dont les surfaces avant 33 et arrière 34 fonctionnent comme des butées limitant le déplacement avant et 20 arrière des roues d'entraînement La surface supérieure et la surface inférieure 36 fonctionnent également comme des butées pour limiter le déplacement vertical des roues d'entraînement 23 La surface inférieure 36 forme un certain angle par rapport au bord inférieur de la 25 cloison 12 et constitue ainsi une rampe sur laquelle vient en contact l'extrémité libre de la patte 26. L'angle d'inclinaison de la surface 36 est de l'ordre de 7 , il est formé à l'arrière vers le haut de sorte que l'extrémité avant de la surface, adjacente à la surface 30 33, est plus basse que son extrémité arrière adjacente à la surface 34. La distance en ligne droite entre les pattes 25 et 26, lorsque la partie de ressort 24 est à l'état non fléchi, est approximativement égale à la distance 35 entre l'ouverture 28 du manchon 27 et le coin avant inférieur du bossage 20, à la jonction entre les surfaces 33 et 36 Les axes 26 des roues d'entraînement 23 se trouvent donc initialement dans le coin avant inférieur de l'ouverture des bossages 20 Mais lorsque l'axe ou patte 26 glisse verticalement vers le haut le long de la surface 36, la partie de ressort 24 est comprimée et exerce une force contre la roue d'entraînement considérée, la repoussant vers la roue d'accouplement 19, ce qui équivaut à une "charge préalable" de la roue 23 Cette charge préalable 10 s'établit simultanément à la "décharge" des roues 23. Sur la Figure 3, est illustrée la position opérationnelle initiale du balai, les roues d'entraînement 23 de gauche et de droite étant en engagement avec les roues d'accouplement 19 Comme on le voit Figure 6, lorsque le 15 balai est déplacé sur le sol, vers la droite comme illustré par la flèche 37, les roues d'entraînement de droite 23 sont en position de charge Dans cette position, les roues 23 portent contre les roues d'accouplement 19 pour entra Pner la brosse 18 dans le sens contraire des aiguil20 les d'une montre L'extrémité libre de la patte 26 se déplace verticalement vers le haut, à l'intérieur du bossage 20, de manière adjacente à la surface avant 33, en raison de la pression vers le bas exercée par l'utilisateur sur l'ensemble étrier-support 10 Ce déplacement vertical de la patte 26 comprime la partie de ressort 24 qui exerce une force sur les roues d'entraînement de droite 23, les amenant à porter contre les roues d'accouplement 19, établissant ainsi avec ces dernières un contact de frottement positif. Presque simultanément, lorsque les roues d'entra Inement de droite sont forcées contre les roues d'accouplement 19, la force de frottement exercée par les roues d'entraînement 23 de gauche contre les roues d'accouplement est réduite, enraison de leur accouplement 35 flottant à l'intérieur des bossages 20, du raccord -9 pivotant des pattes de ressort 25, et du frottement contre le sol A mesure que les roues d'entraînement de gauche 23 sont repoussées vers la gauche de la Figure 6, soit vers leur position de décharge, leur patte inférieure 26 glisse vers le haut, le long de la surface inférieure 36 du bossage 20 Du fait de l'inclinaison de la surface 36, les roues 23 considérées se déplacent également verticalement, de sorte que la partie 24 du ressort associé est comprimé, établissant une charge préalable sur la roue Autrement dit, les parties de ressort 24 exercent une force sur les roues d'entraînement de gauche 23, laquelle tend à repousser ces dernières contre la brosse 18, de sorte que, quand le sens du balayage est inversé, ces roues d'entraînement de gauche sont prêtes à entraîner immédiatement les roues 15 d'accouplement 19 et la brosse 18, dans le sens opposé On notera toutefois que la force de frottement qui entraîne le déplacement vers la gauche des roues d'entraînement de gauche est supérieure à la force de la charge préalable qui agit vers la droite, de sorte que ces roues de gauche, quoi20 que touchant les roues 19, ne les entraînent pas En position de décharge, les roues 23 touchent simplement dans le sens opposé à celui dans lequel tournent les roues 19. On a illustré Figure 7 le fonctionnement du balai lorsqu'il se déplace vers la gauche, dans le sens de la 25 flèche 38 opposé au sens de la flèche 37 de la Figure 6. Dans le cas de la Figure 7, ce sont les roues d'entraînement de gauche 23 qui sont en position de charge, entraînant les roues d'accouplement 19 et la brosse rotative 18 qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, 30 les roues d'entraînement de droite étant à ce moment en position de décharge vis-à-vis des roues d'accouplement. Dans la position représentée Figure 7, la patte ou axe 26 de rotation des roues d'entraînement de gauche 23 s'est déplacé(e) verticalement dans la cavité intérieure du bossage 20, alors que la patte ou axe 26 de rotation des roues d'entraînement de droite s'est déplacé(e) vers l'arrière, le long de la surface inférieure 36 La partie de ressort 24 de gauche est alors comprimée, assurant un contact d'entraînement positif des roues d'entraînement de gauche sur les roues d'accouplement, et la partie de ressort 24 de droite est également comprimée, en raison du mouvement vertical de la patte 26 le long de la surface 36 afin d'établir une charge préalable sur les roues d'entraînement de droite. Lorsque le mouvement du balai est à nouveau inversé, dans le sens correspondant à la Figure 6, les roues d'entraînement de droite entraînent immédiatement les roues d'accouplement 19 Les ressorts filiformes courbes sont donc comprimés pour repousser vers la brosse 18 15 les roues d'entraînement auxquelles ils sont associés, au cours des mouvements de translation tant avant qu'arrière du balai. R E V E N DI C A T I ON S 1. Balai mécanique comportant: (a) un carter ( 3); (b) une brosse rotative ( 18) montée sur un axe à l'intérieur du carter de manière à être en contact avec le sol pour en éliminer les débris; (c) des roues d'accouplement ( 19) montées aux extrémités opposées de l'axe précité; (d) des roues d'entraînement ( 23) mobiles horizontalement et verticalement, placées dans le carter 10 pour supporter le balai en mouvement de translation en va-et-vient sur le sol, et montées en contact de frottement avec les roues d'accouplement de manière à se déplacer librement entre une position de charge et une position de décharge lors du mouvement de translation en va-et15 vient, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques ( 24-26) placés dans le carter, agissant sur les roues d'entraînement ( 23), lorsque le balai est déplacé dans un sens, de manière à les amener dans leur position 20 de charge, soit dans leur position d'entraînement, par frottement, des roues d'accouplement ( 19), pour entraîner la brosse en rotation, et, lorsque le balai est déplacé dans le sens opposé, de manière à les amener dans leur position de décharge. 2 Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 24-26) ont également pour fonction d'exercer une charge préalable sur les roues d'entraînement ( 23) en résistant à la force qui les éloigne des roues d'accouplement. 3 Balai selon la revendication 2, caractérisé en ce que la force exercée par les moyens élastiques ( 2426) pour créer une charge préalable sur les roues d'entra - nement ( 23) s'accroît à mesure que s'accroit la distance entre lesdites roues d'entraînement et les roues d'accouplement ( 19). 4. Balai selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une rampe inclinée ( 36) le long de laquelle glisse une extrémité des moyens élastiques ( 2426) lors du mouvement de translation en va-et-vient du balai. 5. Balai selon la revendication 4, caractérisé 10 en ce que les moyens élastiques se composent: (a) d'un ressort courbe pourvu de deux pattes parallèles ( 25,26) placées horizontalement à ses extrémités, et s'étendant transversalement à la courbe ( 24) du ressort; (b) l'une des pattes ( 25) étant montée pour pivoter autour d'un axe horizontal; et (c) l'autre patte ( 26) portant une roue d'entratnement ( 23) en étant en contact avec la rampe( 36). 6. Balai mécanique comportant: 20 (a) un carter ( 3); (b) des roues d'entraînement ( 23) mobiles horizontalement et verticalement, placées dans le carter pour supporter le balai en mouvement de translation en vaet-vient sur le sol; (c) une brosse rotative ( 18) montée sur un axe à l'intérieur du carter de manière à être en contact avec le sol pour en éliminer les débris; (d) des roues d'accouplement ( 19) montées sur l'axe précité de manière à être en contact avec les 30 roues d'entraînement ( 23); caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques ( 24-26) permettant de monter chacune des roues d'entraînement ( 23) pour que son mouvement soit libre entre une position de charge et une position de décharge vis-à-vis de l'une des roues d'accouplement, en réponse au mouvement de translation en va-et-vient du 5 balai, une extrémité ( 25) des moyens élastiques étant montée pivotante par rapport au carter ( 3), et l'autre extrémité ( 26) constituant un axe de support d'une roue d'entraînement. 7. Balai selon la revendication 6, caractérisé 10 en ce que les moyens élastiques comportent un fil courbe ( 24), la deuxième extrémité ( 26) constituant une patte coudée s'étendant transversalement à la courbe du fil. 8. Balai selon la revendication 7, caractérisé en ce que la patte coudée s'étend parallèlement à l'axe 15 de la brosse rotative ( 18), la courbe ( 24) du fil prolongeant cette patte en s'éloignant de la brosse. 9. Balai selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens élastiques se composent d'un fil courbe ( 24), les première ( 25) et deuxième ( 26) extrémités 20 précitées formant des première et deuxième pattes coudées s'étendant transversalement à la courbe du fil. 10. Balai selon la revendication 9, caractérisé en ce que les première et deuxième pattes coudées sont formées du même côté du fil courbe et sont parallèles 25 l'une à l'autre. 11. Balai selon la revendication 10, caractérisé en ce que le carter ( 3) se compose de parois d'extrémité opposées ( 6,7) et d'une sous-structure comportant deux cloisons ( 12), chacune à distance intérieurement d'une 30 paroi d'extrémité du carter, l'axe de la brosse s'étendant entre ces cloisons, chaque cloison comportant un manchon en saillie ( 27) pour recevoir la première extrémité ( 25) du fil courbe des moyens élastiques afin de permettre le raccord pivotant de cette extrémité, ainsi qu'un bossage creux ( 20) formé à distance sous le manchon pour recevoir l'autre extrémité ( 26) du fil. 12. Balai selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bossage creux présente une surface inférieure ( 36) qui s'incline vers le haut dans le sens qui 10 l'éloigne de la brosse ( 18).