Brevet FR2552649A1 — publié le 19850405

La présente invention concerne un dispositif rotatif d'entretien de sol et, en particulier, une brosse/cireuse. Dans ces dispositifs d'entretien classique, on utilise des boîtes d'engrenages, des entraînements à courroies, etc, pour cou5 pler l'arbre du moteur à la brosse rotative Des exemples de ces dispositifs sont décrits dans les brevets américains 1 485 680, 1 588 157, 2 079 946, 3 412 415, 4 330 897, 4 360 939 et 4 365 377. Les dispositifs rotatifs d'entretien de sol comportant des engrenages sont relativement bruyants et nécessitent des lubrifica10 tions périodiques A cause du bruit, ce genre de machine est souvent énervante quand on les utilise pendant les heures de travail normales dans le monde des affaires Le problème devient tout à fait critique dans les hôpitaux o le niveau admissible est généralement limité à d B. Dans le brevet américain 3 469 470, on a tenté de réduire le niveau de bruit des engrenages en remplaçant les engrenages métalliques par des engrenages en résine synthétique, tel que le nylon, un acétate, un polycarbonate ou des résines thermoplastiques phénoliques Bien que l'on réduise le niveau de bruit en utilisant des 20 engrenages en résine synthétique, ces derniers ne durent pas généralement aussi longtemps que les engrenages métalliques De plus, l'utilisation d'une boîte d'engrenages o ils sont en métal ou en résine synthétique réduit l'efficacité le rendement total de la machine. Les boîtes d'engrenages sont généralement nécessaires pour appliquer aux brosses rotatives un couple important à faible vitesse. Sans la boîte ou son équivalent, le courant électrique qui serait nécessaire pour faire fonctionner le moteur de la machine avec un couple élevé et une vitesse relativement basse dépasserait le courant 30 de déclenchement de 20 A du disjoncteur protégeant le circuit d'alimentation de la machine. Une autre solution consiste à utiliser un moteur électrique ayant un grand couple aux basses vitesses Cependant, cette solution entraîne une augmentation des dimensions physiques du moteur et 35 particulièrement de sa hauteur Comme les moteurs sont généralement montés directement sur le dessus du boîtier de jupe de la brosse, toute augmentation de dimension du:outeur entraîne celle de la hauteur de la tête de la machine Comme on veut utiliser ces machines sous les meubles et les coffres, il faut que la hauteur totale de la tête de la machine soit la plus faible possible Donc, l'augmentation de cette hauteur se fait au détriment de son utlisation générale et 5 de son attrait On a proposé et utilisé plusieurs systèmes pour réduire la hauteur de la tête Par exemple, le brevet américain 2 079 946 décrit une construction dans laquelle le moteur est monté derrière la tête Dans le brevet américain 3 518 712, le moteur est monté sur le manche Bien ces systèmes permettent de réduire la 10 hauteur totale de la tête, ils conduisent tous deux à décaler le centre de gravité de la machine ce qui en réduit la stabilité totale. On rencontre dans les machines classiques un autre problème en ce que des éclaboussures de liquide passent dans le carter du moteur et s'y accumulent Cela peut constituer un danger pour le personnel 15 ou bien entra Pner la destruction du moteur En dépit des conséquences fâcheuses de l'accumulation de liquide dans le carter du moteur, on n'a pas jusqu'ici tenté de modifier la structure du support de moteur pour permettre des drainages Cette caractéristique est particulièrement importante quand la machine d'entretien en nettoyage Dans 20 ce cas, des éclaboussures d'eau et de solution de détergent peuvent passer dans le carter du moteur. La commande des machines d'entretien de sol classiques peut être facilement perdue si elle démarre inopinément Une telle machine échappant au contr 8 le peut entraîner des accidents et des dommages. 25 Une façon d'éviter le fonctionnement inopiné est de mettre un verrou de sécurité sur le manche, le verrou nécessitant deux, au lieu d'une, actions indépendantes de l'utilisateur pour faire marcher la machine. De cette façon, on réduit grandement la possibilité de fonctionnement inopiné Le brevet américain 3 412 415 décrit un verrou de ce type. 30 On n'y utilise une tringlerie pour faire fonctionner un microcontact qui commande l'alimentation de la machine Un élément relié à un moyen de commande de verrou, déplace une butée sur la tringlerie quand on l'a enfoncée afin de permettre au microcontact de tourner, c'est-à-dire d'être actionné par un élément de la tringlerie Les 35 dispositifs à tringles, tels que ceux décrits dans le brevet mentionné ci-dessus, nécessitent un entretien périodique, y compris une lubrification étant donné les liaisons alignées de la tringlerie. Cela peut nécessiter le démontage du système de verrouillage Une fois démonté, le personnel d'entretien décide souvent d'enlever le verrou pour éviter d'autres entretiens périodiques A noter encore 5 que trois ou quatre maillons, tels que ceux décrits dans le brevet ci-dessus, nécessitent un alignement coplanaire précis pour fonctionner correctement L'actionnement non correcte ou forcé du verrou peut entraîner un mauvais alignement et donc un besoin d'entretien supplémentaire. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un dispositif rotatif et compact d'entretien de sol qui comprend une tête de fonctionnement ou une base support de moteur ayant au moins une ouverture, un moteur,lectrique avec un arbre, l'axe du moteur étant sensiblement perpendiculaire à ladite base support et passant 15 dans son ouverture, un adaptateur de moteur directement couplé à l'arbre pour tourner avec lui et comportant un flasque annulaire avec une ouverture centrale pour loger ledit arbre et des moyens de contact à brosse rotative prévus pour être en contact avec une surface de sol et comportant au moins une ouverture pour loger ledit 20 flasque A la différence des machines classiques, le moyen de contact à brosse rotative est entraîné directement par le moteur électrique. Ainsi les bottes d'engrenages bruyantes et les autres entraînements sont éliminés Cela est particulièrement utile pour les machines d'entretien de sol utilisées dans les h 8 pitaux o le niveau de bruit 25 maximum acceptable est généralement limité à 65 d B. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le moteur électrique est monté verticalement sur la base support, une encoche de drainage, au moins, est prévue sur la base support pour permettre aux liquides accumulés d'être drainés loin du moteur Cela est une 30 caractéristique utile quand on utilise la machine en nettoyeuse Dans ce cas, il est possible que les éclaboussures d'eau ou de solution détergente passent dans le carter du moteur, une accumulation d'eau et de solution pourrait présenter un danger pour le personnel ainsi qu'un risque de détérioration du moteur Ainsi, les encoches de la 3 base support empêchent l'eau de s'accumuler dans le carter du moteur éliminant ainsi ou au moins limitant ces problèmes. Un moyen de commande du moteur électrique est prévu pour faire varier sa vitesse par pas très petits suivant le choix de l'utilisateur suivant les opérations d'entretien effectuées Un bouton commodément placé sur le carter du moteur permet à l'utilisateur de faire varier la vitesse pour l'adapter aux modes de fonctionnement et aux 5 finis de surfaces désirés Les vitesses rapides sont généralement utilisées pour polir ou cirer et les vitesses lentes pour nettoyer. Une autre caractéristique de l'invention consiste en un contact de sécurité sur le manche pour éviter le démarrage du moteur tant qu'on ne l'a pas enfoncé Cette sécurité évite le fonctionnement 10 inopiné de la machine Cela est particulièrement important pour les machines d'entretien de sol à brosses rotatives qui peuvent échapper au contr 8 le si on ne les tient pas correctement par le manche. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la des15 cription suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective d'un dispositif rotatif d'entretien de sol, la Fig 2 est une vue en élévation du carter du moteur, avec 20 une coupe partielle illustrant l'adaptateur du moteur, la Fig 3 est une vue en coupe de la base du support du moteur, selon la ligne 3-3 de la Fig 2, la Fig 4 est une vue en coupe de l'encoche de drainage, selon la ligne 4-4 de la Fig 3, la Fig 5 est une vue en coupe de l'encoche de drainage, selon la ligne 5-5 de la Fig 3, la Fig 6 est un schéma électrique, la Fig 7 est une vue en élévation du manche en position "arrêt", la Fig 8 est une vue en élévation du manche en position "marche", la Fig 9 est une vue en coupe du mécanisme de verrouillage de sécurité en position verrouillée, la Fig 10 est une vue en coupe du mécanisme de verrouillage de 35 sécurité en position déverrouillée, et la Fig ll est une vue en coupe du mécanisme de verrouillage de sécurité, selon la ligne 11-11 de la Fig 9. Bien que la présente invention est susceptible d'être réalisée sous de nombreuses formes, on a montré dans les dessins, qui vont être décrits en détail, un exemple préféré de réalisation de l'invention On doit tout de même comprendre que la description ne doit être 5 considérée que comme une mise en oeuvre de principe de l'invention et qu'elle n'est pas faite pour limiter l'invention à l'exemple préféré décrit. A la Fig 1, on a montré une vue en perspective d'un dispositif rotatif 10 d'entretien de sol comportant une tête opératrice ou base 10 support de moteur 20, un carter de moteur électrique 21 et une brosse rotative 40 Un moteur électrique 22, Fig 2, est monté verticalement dans le carter 21, lequel est pourvu d'un couvercle 60 Le moteur est monté sur la base support 20 Des trous d'aération 70 dans le carter 21 assurent la ventilation pour refroidir le moteur Une jupe de 15 brosse rotative 80 est prévue sous la base support 20 pour réduire les éclaboussures de liquide dues à la brosse 40 Le dispositif 10 est supporté soit par la brosse 40, soit par deux roues 90 et 95 qui sont montées sur la base support 20. Un manche réglable 100 est fixé à une extrémité de la base 20 support 20 et est utilisée par l'utilisateur pour guider le dispositif 10 Des éléments 110 et 115 de fixation du manche sont rigidement fixés à la base support 20 Le réglage du manche 100 est effectué en desserrant le collier de manche 120, en abaissant ou en montant le manche 100 à la position désirée par l'utilisateur, puis en res25 serrant le collier 120 Deux crosses 130 et 135 et deux leviers manuels 140 et 145 sont montés à l'extrémité libre du manche 100 Le dispositif 10 ne peut être mis en marche tant qu'un contact de verrouillage de sécurité 390, Fig 7, n'a pas été enfoncé Cette astuce évite de faire fonctionner le dispositif d'entretien 10 par 30 inadvertance Une fois le contact de verrouillage 390 enfoncé, les crosses 130 et 135 et respectivement les leviers 140 et 145 peuvent être serrés La machine est maintenue en marche tant que les crosses et les leviers sont serrés ensemble Une fois relâchés, l'alimentation électrique de la machine est coupée et la brosse s'arrête. L'alimentation électrique est appliquée à la machine par un cordon d'alimentation 160 qui entre dans un capot de contact 170 par un trou 180 et qui est connecté au c 8 té ligne du contact 310, Fig 6. Un cordon 320, Fig 2, descend dans le manche 100 et passe à travers un trou 185, près du bas du manche 100, pour être relié au moteur Le cordon 320 entre par une ouverture, non montrée, dans le carter 21 et est prolongé par un cordon électrique 350 vers le moteur 22, Fig 2. Le moteur d'entraînement électrique 22, Fig 2, est du type à aimant permanent L'homme de métier sait que les moteurs à aimant permanent sont des moteurs à courant continu Il sait aussi qu'un moyen de faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu consiste à insérer une résistance variable dans le circuit de l'in10 duit La vitesse du dispositif 10 est commandée au moyen d'un bouton de commande de vitesse 190 placé sur le carter 21, Fig 2 Le bouton 190 commande un potentiomètre 200, Fig 6, qui est logé dans le carter 21 A titre d'exemple, on peut utiliser un moteur à aimant permanent -de la société Imperial Electric Company Ce moteur a les 15 caractéristiques suivantes: carcasse 180, à ventilation forcée, 1,25 CV à 450 t/mn, à service continu, couple normal 2 kgm Le moteur est d'un modèle galette avec un rapport hauteur sur diamètre inférieur à un A titre d'exemple, on peut utiliser un moteur ayant une hauteur de 27,5 environ et un diamètre de 23 cm environ Quand ce moteur est 20 monté sur la base support 20 avec son axe descendant verticalement, sa hauteur totale est inférieure aux moteurs d'un type autre que le moteur galette, qui auraient des caractéristiques de fonctionnement semblables En gardant une hauteur totale de la tête opératrice de la machine aussi faible que possible, on augmente les possibiltés d'uti25 lisation et l'attrait du dispositif d'entretien 10 Une hauteur plus faible permet à la tête de passer sous les meubles et les dessous de coffret, rendant ainsi la machine plus pratique et plus attractive. Les moteurs à aimant permanent utilisent des balais et un collecteur pour appliquer le courant continu à l'enroulement de 30 l'induit Les balais sont généralement poussés par des ressorts contre le collecteur afin de maintenir un bon contact électrique avec celui-ci, même quand ils sont raccourcis par l'usure Des balais trop usés peuvent entraîner le rayage du collecteur et la formation d'arcs ce qui peut endommager sérieusement le moteur En conséquence, Ies 35 balais doivent être replacés périodiquement, de préférence à l'approche de la fin de leur durée de vie Les balais devraient être échangés aux moments voulus par l'utilisateur Une lampe indicatrice d'usure des balais 210 est prévue pour apprendre à l'utilisateur le moment o il faut remplacer les balais, sans avoir à démonter le dispositif d'entretien 10 pour les inspecter Ainsi, le remplacement des balais peut être prévu de manière à ne pas avoir à les remplacer 5 à un moment inopportun Des détails sur la lampe indicatrice d'usure des balais sont donnés dans la demande de brevet américain S/N 460, 067 déposée le 21 janvier 1983 par la demanderesse. La ventilation du moteur d'entraînement est obtenue au moyen d'un ventilateur 220 à moteur à courant alternatif, qui est montré 10 schématiquement à la Fig 6 et qui est connecté pour fonctionner quand le moteur à aimant permanent fonctionne Comme on l'a déjà dit, des trous d'aération 70, Fig 2, sont prévus à l'arrière du carter 21 pour refroidir la machine. La Fig 2 est une vue partielle de côté du dispositif rotatif 15 10 d'entretien de sol, avec une coupe partielle de l'adaptateur 30 du moteur L'adaptateur 30 comporte un flasque 230 de forme générale annulaire et une ouverture centrale 240 qui est prévue pour recevoir l'arbre 250 du moteur Il est clavetté sur l'arbre 250 de manière à tourner avec lui Bien que l'adaptateur 30 puisse être relié à 20 l'arbre 250 de différentes manières, la Fig 2 montre l'utilisation d'une vis 270 vissée dans un trou taraudé prévu à l'extrémité de l'arbre 250 La brosse rotative 40 comporte une ouverture, non montrée, qui est prévue pour s'adapter sur le flasque 230 et pour être tordue et verrouillée en place La méthode de fixation de la 25 brosse 40 est classique. La Fig 3 est une vue de dessus de la base support 20 Le moteur d'entraînement 22, Fig 2, est fixé à la base support par des moyens de fixation appropriés qui sont engagés dans les trous de montage 280, 282, 284 et 286 Le moteur 22 doit être monté de manière 30 que l'arbre 250, Fig 2, passe par le trou central 290 de la base support 20 Des encoches 300 et 305 situées le long de la circonférence interne du trou 290 permettent en montant dans le carter 21 du moteur d'être drainée vers la brosse 40 Cela évite l'accumulation d'eau dans le carter 21 Les encoches de drainage sont, en outre, 35 illustrées en coupe aux Figs 4 et 5. La Fig 6 montre le schéma du circuit de commande du moteur d'entraînement L'alimentation en alternatif est appliquée au moteur par un cordon électrique 160 On utilise un cordon à trois fils Une extrémité du cordon est raccordée à une fiche classique à trois bornes A l'autre extrémité, les fils 161 et 162 aliments en 120 V alternatif sont reliés à un commutateur 310 Le fil 163 est un fil de 5 terre de sécurité Le commutateur 310 est un commutateur bipolaire à une seule direction qui est normalement ouvert Les contacts du commutateur 310 doivent être fermés pour faire fonctionner la machine Il est du type "homme mort" en ce que ses contacts doivent âtre maintenus fermés par des poussoirs de contacts, tels que les crosses 10 130 et 135 et les leviers manuels 140 et 145, pour maintenir la machine en marche Une fois que les poussoirs ont été relâchés, par exemple en relâchant les leviers 140 et 145, la machine s'arrête Un cordon du manche 320 relie les contacts de 310 avec les bornes 331 et 332 d'un circuit de commandede dvitesse 330 Le circuit 330 comprend 15 au moins sept bornes et contient un convertisseur de courant alternatif en courant continu Les bornes de sortie du courant continu 333 et 334 du circuit 330 sont reliées à l'induit 340 du moteur d'entrainement. Dans un exemple de réalisation, le circuit de commande de 20 vitesse 330 est en fait un redresseur deux alternances à état solide commandé par thyristors L'alimentation en alternatif à 120 V est appliquée au circuit 330 et une tension de sortie continue est délivrée au moteur d'entraînement L'angle de déclenchement des thyristors est commandé par le potentiomètre 200 pour obtenir la tension 25 de sortie requise pour avoir la vitesse voulue du moteur Le potentiomètre 200 est réglé manuellement par l'utilisateur L'homme de métier connait d'autres moyens pour faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu On peut aussi disposer d'autres moyens classiques pour redresser le courant alternatif Le circuit de comman30 de 330, décrit ci-dessus, est classique, fa société Dart Controls, Inc, étant un de ses fabricants. La Fig 7 montre le mécanisme de verrouillage de sécurité en position de blocage ou d'arrêt de la machine Ce mécanisme comprend un adaptateur de microcontact 360, un verrou à contact mécanique 370 35 et un support 380 Le verrou 370 comporte une première partie cylindrique 390, une seconde partie cylindrique 400 et une partie rectangulaire 410 dans laquelle est prévue un trou 420, Fig 11 Les parois du trou 420 sont formées de cylindres de diamètres différents qui se recouvrent Le cylindre de plus grand diamètre du trou 420 est adapté pour loger l'adaptateur de microcontact 360 Dans un exempe de réalisation, la partie rectangulaire 410 du verrou 370 est supportée par une portion plate 430 du support 380 L'adaptateur de micro5 contact 360 est monté sur la surface 415 du verrou 370 Quand le verrou 370 est déplacé dans une direction parallèle à son axe de rotation, la partie la plus grande du trou 420 se trouve sous l'adaptateur de microcontact 360 Dans cette position, en comprimant les manches 130 et 135, les leviers 140 et 145 sont actionnés ce qui 10 force un élément 440 à descendre Quand le contact de de verrouillage de sécurité 390 est relâché, la partie la plus grande du trou 420 se positionne sous la première partie cylindrique de l'adaptateur 360 pour permettre à l'adaptateur de microcontact de descendre La première partie 390 de l'adaptateur 360 comporte une ouverture qui est 15 prévue pour recevoir un moyen d'actionnement d'un microcontact (non montré) Quand l'adaptateur 360 descend, il vient en contact avec le moyen d'actionnement ce qui ferme les contacts du microcontact Quand le verrou de sécurité n'est pas poussé, la petite partie du premier cylindre 390 de l'adaptateur 360 empêche le mouvement de descente et 20 donc le fonctionnement inopiné de la machine La Fig 8 montre le mécanisme de verrouillage de sécurité en position de marche de la machine Les Figs 9, 10 et 1 l montrent encore ce mécanisme Le système qui vient d'être décrit est du type boulon perdu et ne contient donc que peu de maillons De plus, dans ce système on n'a 25 pas besoin d'alignement précis comme dans les tringleries et on n'a pas besoin de lubrifier fréquemment. 2552649 REVENDICATIONS 1) Dispositif rotatif d'entretien de sol ( 10) comprenant un moteur électrique ( 22) et une base support de moteur ( 20), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'au moins une ouverture ( 290) est prévue dans ladite base support ( 20) et en ce qu'il comprend un 5 arbre d'entraînement ( 250) pendant sous le moteur électrique ( 22), ledit arbre ( 250) étant sensiblement perpendiculaire à ladite base support ( 20) et passant dans ladite ouverture ( 290) de ladite base support ( 20), un adaptateur de moteur ( 30) directement couplé à l'arbre ( 250) pour tourner avec lui et des moyens de contact à brosse 10 rotative prévus pour être en contact avec le sol et qui peut être directement couplé avec ledit adaptateur ( 30) pour tourner avec ledit adaptateur ( 30 et ledit arbre ( 250). 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur électrique ( 22) est un moteur à courant continu et 15 aimant permanent. 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de commande ( 190) de la vitesse du moteur ( 22) d'entraînement. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que 20 ledit moyen de commande ( 190) comprend un potentiomètre ( 200). ) Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit moyen de commande ( 190) comprend un redresseur à thyristors ( 330) pour convertir l'alimentation à courant alternatif en tension continue. 6) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite base support ( 20) comporte une pluralité d'encoches ( 300, 305) sensiblement radiales autour du bord de ladite ouverture ( 290), lesdites encoches ( 300, 305) dirigeant le liquide accumulé dû particulièrement aux éclaboussures en l'éloignant du 30 moteur d'entraînement ( 22). 7) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un carter 21 pour le moteur ( 22) et qu'une lampe ( 210) indicatrice de l'usure des balais de l'induit est prévue sur ledit carter ( 21). 8) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un manche ( 100) avec première et seconde extrémités, ladite première extrémité étant fixée à ladite base support ( 20) et au moins une crosse ( 130) étant fixée à ladite seconde extrémité, le serrage de ladite crosse ( 130) actionnant ledit moteur ( 22). 9) Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, monté sur le manche, un contact de verrouillage de sécurité ( 390) empêchant l'alimentation dudit moteur ( 22) jusqu'à ce que ledit contact ( 390) soit lui-même actionné. ) Dispositif suivant l'une des revendications 7 à 9, caractéri10 sé en ce que ledit carter ( 21) du moteur ( 22) comportent une pluralité de trous d'aération ( 70) pour le refroidissement dudit moteur ( 22).