Brevet FR2584442A1 — publié le 19870109

APPAREIL DE NETTOYAGE AUTOMATIQUE D'UNE SURFACE IMMERGEE L'invention concerne un appareil de nettoyage automatique d'une surface immergée dans un liquide, en particulier parois et fond d'une piscine. Elle vise un appareil du type comprenant un moteur électrique pour entraîner l'appareil de façon autonome le long de la surface immergée. Des appareils -de ce type sont actuellement connus ; certains munis d'une pompe et d'une chambre de filtration disposent ainsi de leur propre filtre qui peut être retiré et nettoyé aisément (brevet US 4.168.557, demande de brevet FR 79.31588, demande de brevet FR 84.11609...) ; d'autres sont reliés à l'installation technique de la piscine, et l'aspiration et la filtration sont assurées par celle-ci. L'invention vise des perfectionnements pouvant être prévus sur les deux types d'appareils. Le problème majeur que posent ces appareils de nettoyage automatique réside dans les difficultés rencontrées pour les amener à balayer, de façon complète, le fond et les parois de la piscine afin d'obtenir un nettoyage uniforme satisfaisant de celle-ci. Généralement, ces appareils sont équipés d'un moteur électrique réversible de façon à inverser séquentiellement ou aléatoirement le sens de leur progression. L'appareil exécute ainsi une série d'allersretours sur la surface à nettoyer avec des risques réduits d'immobilisation ou blocage (contre un accessoire ou le long de la ligne d'eau). Toutefois, il demeure difficile avec ces appareils de garantir un balayage complet de la surface immergée du fait que l'appareil a tendance à revenir sur ses pas et à effectuer les allers-retours le long d'une même trajectoire. Dans certains appareils (brevet US 4.168.557), le moteur électrique d'entrainement est commandé par un générateur d'impulsions aléatoires, qui engendre les inversions à fréquence aléatoire, afin de tenter de diversifier la trajectoire suivie. Toutefois, le balayage demeure généralement très incomplet. La demande de brevet FR 84.11609 fournit une solution au problème sus-évoqué, qui consiste à interrompre séquentiellement l'alimentation de la pompe de façon à permettre des modifications de trajectoire pendant ces arrêts (l'appareil ayant alors tendance à dévier sous la moindre action extérieure). La présente invention se propose de fournir une autre solution au problème précité. Elle vise à fournir une solution très peu onéreuse, qui puisse le cas échéant être combinée aux solutions déjà existantes en vue d'en parfaire les résultats sans augmentation sensible du prix de l'appareil, ni modifications notables. L'objet de l'invention est d'éviter que, lors de chaque changement du sensé marche, l'appareil revienne sur ses pas, afin de garantir un balayage distinct de celui réalisé lors de la progression précédente. L'appareil visé par l'invention pour nettoyer de façon automatique une surface immergée dans un liquide est du type comprenant un corps creux, des organes d'entraînement dudit corps sur la surface à nettoyer définissant un plan d'appui avec ladite surface, un moteur électrique réversible agencé dens le corps pour transmettre un mouvement de rotation auxdits organes d'entraînement et des moyens d'alimentation électrique dudit moteur colportant des moyens d'inversion du sens du courant électrique en vue d'engendrer des inversions du sens de marche de l'appareil ; selon la présente invention, ledit appareil comprend au moins un organe de soulèvement latéral du corps, adapté pour soulever temporairement un côté dudit corps lors de chaque inversion du sens de marche, ledit organe comportant des zones de contact avec la surface à nettoyer et étant articulé sur le corps autour d'une direction transversale de façon en cours de progression de l'appareil, à être tramé par le corps dans une position escamotée dans laquelle la zone de contact dudit organe est tangentielle au plan d'appui et se trouve décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'articulation dudit organe sur le corps, lors d'un changement du sens de marche, à pivoter vers une position de soulèvement maximum dans laquelle la zone de contact vient en saillie par rapport au plan d'appui, au droit de l'articulation précitée, et, après passage par ladite position de soulèvement maximum, à retrouver une position escamotée opposée de la première par rapport à la position de soulèvement maximum, en vue d'être trainé par le corps en sens opposé. (Par définition, on appelle "direction longitudinale" une direction parallèle à la direction de progression de l'appareil et "direction transversale" une direction orthogonale ; de plus le terme "arrière" se réfère au sens de la progression en cours). De préférence l'organe de soulèvement visé par l'invention est articulé sur le corps au voisinage du plan de symétrie transversal de celui-ci et en dehors de son plan de symétrie longitudinal ; par exemple cet organe peut être articulé sur un des flasques latéraux du corps. On obtient ainsi un soulèvement net d'un côté de l'appareil lors de chaque changement de direction. Cet organe de soulèvement peut très simplement être constitué par une came (roue excentrique, jambage, came de profil divers...) articulée sur le corps de façon à pouvoir pivoter librement autour de son axe d'articulation. Une telle modification n'implique aucun changement sur la structure générale de 1' appareil et est extrénent facile à réaliser, son coût ne modifiant pas sensiblement celui de l'appareil. Lorsque l'appareil progresse le long d'une direction dans un sens déterminé, l'organe de soulbvement est t rai né vers l'arrière et ne modifie pas la trajectoire de l'appareil (en raison de sa très grande légèreté relative par rapport au poids de l'appareil). Lors de chaque inversion du courant d'alimentation du moteur réversible, les organes d'entrainement changent de sens de rotation et l'appareil s'arrête pour repartir en sens opposé. L'organe de soulèvement se retrouve alors positionné vers l'avant, sa zone de contact avec la surface à nettoyer étant décalée vers l'avant par rapport à l'axe d'articulation autour duquel ledit organe peut pivoter ; les forces de frottement entre cette zone de contact et la surface à nettoyer conditionnent un coincement dudit organe qui pivote alors vers l'arrière autour de son axe d'articulation : le côté correspondant de l'appareil est soulevé jusqu'à la position de soulèvement maximum où la zone de contact se trouve au droit de l'articulation. L'appareil est alors entraîné sur un seul côté et il tourne de façon naturelle autour du côté non entraîné, d'un angle fonction de la durée de soulèvement et de la vitesse de progression.Après passage par la position de soulèvement maximum, l'organe de soulèvement se retrouve dans une position escamotée arrière et est tramé comme précédemment jusqu'à l'inversion suivante. Ainsi l'on évite que l'appareil revienne sur ses pas, et il est possible d'obtenir un balayage complet de la surface à nettoyer. L'invention peut en particulier, mais non exclusivement, s'appliquer à des appareils comprenant une pompe et une chambre de filtration située à l'intérieur du corps, afin de réaliser la filtration de façon autonome (sans liaison avec l'installation technique de la piscine). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit en référence aux dessins annexés, lesquels en présentent à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description : - la. figure 1 est une vue schématique en perspective, avec arrachement partiel, d'un appareil de nettoyage conforme à l'invention, - la figure 2 en est une coupe par le plan longitudinal de symétrie L de l'appareil, - la figure 3 en est une coupe par le plan transversal de symétrie T, - la figure 4 est une vue de détail à échelle plus grande de l'organe de soulèvement de l'appareil, - les figures 5a, 5b, 5c, 5d et 6 sont des schémas illustratifs du fonctionnement de l'appareil, respectivement en coupe longitudinale pour les figures 5 et en coupe transversale pour la figure 6, - la figure 7 est un schéma montrant la trajectoire de l'appareil au cours d'un changement du sens de marche et la figure 8 une illustration de la trajectoire globale possible de l'appareil. L'appareil de nettoyage représenté à titre d'exemple aux figures est relié à des moyens d'alimentation électrique (non représentés) par des conducteurs électriques gainés formant un câble étanche 1 le long duquel sont répartis des flotteurs. Ces moyens d'alimentation peuvent notamment être logés dans un coffret situé en dehors du liquide en bordure de piscine. L'appareil est constitué par un corps 2 ouvert à sa base et possédant des flasques latéraux 2a et 2b la base ouverte du corps est équipée d'une plaque d'obturation 3 dotée d'entrées 3a d'aspiration du liquide au voisinage de la surface à nettoyer ; ces entrées sont de préférence munies de soupapes évitant la sortie des impuretés ou résidus, lorsque l'appareil n'est plus sous aspiration. Le corps 2 est doté à sa partie supérieure d'une sortie 4 de refoulement, située à l'opposé de la base dudit corps de façon à refouler le liquide selon une direction orthogonale à celle-ci. Le corps 2 est intérieurement équipé d'un carter étanche 5 qui est logé dans celui-ci le long de son axe transversal comme le montrent les figures. Ce carter comprend extérieurement, sur ses parois transversales et sous son fond, des nervures telles que 6. Le corps 2 forme autour du carter 5 une chambre de filtration 2c équipée d'une poche souple de filtration 7 qui est fixée à la base du corps sur le pourtour de la plaque 3. Cette poche est formée par une membrane en un matériau souple maillé ou tricoté ; sous l'effet de l'aspiration elle s'appuie contre les nervures 6 du carter 5 qui la maintiennent à distance de ce dernier, de sorte que la filtration s'opère au travers de la quasi-totalité de la surface de la poche 7. Par ailleurs, le carter 5 contient, d'une part, un moteur élexotrique de pompe 8 disposé dans une zone centrale de celui-ci, d'autre part, un moteur d'entrainement réversible 9 disposé en position excentrée transversalement par rapport à cette zone centrale. Le moteur 9 est alimenté par les moyens d'alimentation à travers un inverseur de courant qui peut être logé dans le coffret déjà évoqué et assure des inversions séquentielles ou aléatoires du sens du courant électrique. Le moteur de pompe 8 entraîne par un arbre 10 une hélice ou roue axiale de turbine 11, qui est disposée dans un manchon 12 de guidage du flux, inséré dans la sortie 4. Le moteur d'entraînement 9 entraîne par un arbre 13 une roue de transmission 14 qui est reliée par des courroies caoutchoutées 15 à deux roues telles que 16, disposées aux deux extrémités longitudinales du corps. Ces moyens disposés d'un côté du corps à l'extérieur du flasque 2b sont logés dans un élément de protection latéral 20 fixé sur le corps 2. Chacune des roues 16 entratne un rouleau cylindrique transversal 17 habillé par un manchon souple en mousse de polyuréthane alvéolée 18.Les deux manchons 18 sont agencés pour venir en contact avec la surface immergée selon un plan d'appui A (tenant compte de leur compression sous l'effet du poids) et remplissent la double fonction consistant à engendrer une progression de l'appareil dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation du moteur 9, et à assurer un brossage de la surface tendant à décoller les impuretés ou dépits de celle-ci, qui sont ensuite aspirés dans la chambre de filtration 2a. Les enroulements du moteur de pompe 8 et ceux du moteur d'entraînement 9 sont alimentés en basse tension (en particulier 12 ou 24 volts) par deux paires de conducteurs gainés regroupés dans le câble étanche 1 déjà cité. En outre un flotteur 19 formé par un cylindre creux est articulé au-dessus du corps 2 sur les côtés de celui-ci dans un plan transversal. Ce flotteur qui peut contenir un poids mobile tel qu'une bille de plomb, coopère avec le décentrage du moteur 9 pour déséquilibrer l'appareil lorsqu'il se trouve au niveau de la ligne d'eau ; il conditionne ainsi un déplacement latéral de l'appareil le long de cette ligne. Le flotteur 19 sert également à saisir l'appareil lors des manipulations. Par ailleurs, selon la présente invention, le flasque 2a du corps (flasque situé du coté opposé aux moyens de transmission 14, 15 et 16) porte une came 21 constituée par une roue excentrique. Cette roue excentrique est articulée sur ce flasque 2a par un axe d'articulation 22 de direction transversale parallèle au plan d'appui A ; la roue excentrique 21 est en l'exemple positionnée à l'extérieur du flasque 2a, et un élément de protection 24 identique à l'élément 20 est prévue pour masquer ladite roue excentrique et rendre l'appareil symétrique. L'axe 22 est situé dans le plan de symétrie transversal T de l'appareil et permet un libre pivotement de la roue excentrique 21. La distance -h- séparant l'axe 22 et le plan d'appui A de l'appareil est prévue telle que (figure 4) r - a 4 h Le respect de cette relation garantit d'une part, que la roue est apte à venir se disposer dans une position dite de soulèvement maximum, où elle dépasse du plan d'appui A (traits pleins à la figure 4), d'autre part, qu'elle peut s'effacer dans deux positions dites escamotées, symétriques par rapport à la première et dans lesquelles elle est tangente au plan d'appui A (traits discontinus à la figure 4). La roue excentrique 21 peut être constituée par un disque en un matériau synthétique rigide dont le pourtour est revêtu d'une bande de roulement en élastomère 23, afin de développer des forces de frottement dans ses zones de contact avec la surface à nettoyer. On conçoit la simplicité structurelle de l'organe de soulèvement ci-dessus décrit, dont le montage s'effectue par une simple articulation dans une lumière du flasque 2a du corps. Les figures 5a, 5b, 5c, 5d, 6 et 7 illustrent le fonctionnement de l'appareil. Au cours de sa progression dans un sens (figure 5a) l'appareil traîne la came 21 qui vient en contact avec le plan d'appui A par une zone Z1 située en arrière de l'axe 22 (le terme "arrière" se référant au sens de la progression S1 en cours). La came 21 glisse sur la surface à nettoyer sans perturber la trajectoire de l'appareil, compte tenu de la très grande légèreté de celle-ci par rapport à l'appareil. Lors d'une inversion du sens de marche, l'appareil s'arrête et repart en sens inverse S2 (figure 5b). La zone de contact de la came est alors soumise à un effet de blocage par les forces de frottement et la came pivote autour de l'axe d'articulation 21, en roulant sur la surface de contact : elle engendre un soulèvement du côté correspondant de l'appareil. Ce soulèvement se poursuit et devient maximum lorsque l'axe 22 vient au droit de la zone de contact Z2 avec la surface à nettoyer (figure 5c). Comme l'illustrent les figures 5c et 6, le plan d'appui A décolle alors sur un côté par rapport à la surface à nettoyer S, et l'appareil est entra'inné dissymétriquement : il tourne autour du coté comportant la came. Cette dernière termine ensuite son pivotement autour de l'axe 22 pour venir dans une position escamotée symétrique par rapport à la première (figure 5d). L'appareil trame à nouveau la came derrière lui (zone de contact Z3 ; sens de progression S2) et reprend sa trajectoire normale (généralement rectiligne). La figure 7 illustre la trajectoire suivie au cours du changement de sens de marche. Pour une vitesse de progression donnée, l'angle de rotation i 1 de l'appareil est fonction de la hauteur de soulèvement qui conditionne la durée du soulèvement. Cet angle peut être réglé à la valeur souhaitée en ajustant la valeur des paramètres h, r et a. Bien entendu, la forme de la came 21 peut être prévue autre que circulaire (jambage oblong, came à pourtour pourvu d'un méplat...). Il est à noter que, lors du prochain changement de direction, la rotationv 2 tend à assurer un balayage s'éloignant du premier. REVENDICATIONS 1/ - Appareil de nettoyage automatique d'une surface immergée dans un liquide, du type comprenant un corps creux (2), des organes (18) d'entraînement dudit corps sur la surface à nettoyer définissant un plan (A) d'appui avec ladite surface, un moteur électrique réversible (9) agencé dans le corps pour transmettre un mouvement de rotation auxdits organes d'entraînement et des moyens d'alimentation électrique dudit moteur comportant des moyens d'inversion du sens du courant électrique en vue d'engendrer des inversions du sens de marche de l'appareil, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe de soulèvement latéral du corps (21), adapté pour soulever temporairement un côté dudit corps lors de chaque inversion du sens de marche, ledit organe comportant des zones de contact (Z1, Z2 Z3) avec la surface à nettoyer et étant articulé sur le corps autour d'une direction transversale (22) de façon : en cours de progression de l'appareil, à être traîné par le corps dans une position escamotée dans laquelle la zone de contact (Z1) est tangentielle au plan d'appui (A), et se trouve décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'articulation (22) dudit organe sur le corps, lors d'un changement du sens de marche, à pivoter vers une position de soulèvement maximum dans laquelle la zone de contact (Z2) vient en saillie par rapport au plan d'appui (A), au droit de l'articulation (22) précitée, et, après passage par ladite position de soulèvement maximum, à retrouver une position escamotée opposée de la première par rapport à la position de soulèvement, en vue d'être traîné par le corps en sens opposé. 2/ - Appareil de net-toyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de soulèvement (21) est articulé sur le corps (2) au voisinage du plan de symétrie transversal (T) de celui-ci et en dehors de son plan de symétrie longitudinal (L). 3/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revedications 1 ou 2, dans lequel le corps (2) est doté de flasques latéraux (2a, 2b) s'étendant jusqu'au voisinage du plan d'appui (A), caractérisé en ce que l'organe de soulèvement (21) est articulé sur l'un de ces flasques (2a) par un axe (22) de direction transversale parallèle au plan d'appui (A). 4/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les zones de contact de l'organe de soulèvement (21) sont réalisées en un matériau apte à développer des forces de frottement avec la surface à nettoyer. 5/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'organe de soulèvement (21) comprend une came articulée sur le corps de façon à pouvoir pivoter librement autour de son axe d'articulation (22). 6/ - Appareil de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la came de soulèvement (21) est constituée par une roue excentrique, articulée sur le corps (2) à une distance -h- du plan d'appui (A), telle que : r - a 4 h 7/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe de soulèvement (21) est constitué par une came rigide, dont le pourtour est revêtu d'un élastomère (23). 8/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, comprenant deux organes d'entraînement constitués par deux rouleaux cylindriques transversaux (17) disposés aux deux extrémités du corps, chacun habillé par un nanchon souple notamment alvéolé (18). 9/ - Appareil de nettoyage selon l'une des revendications précédentes, comprenant une chambre de filtration (2c) située à l'intérieur du corps (2), une entrée (3a) de liquide vers ladite chambre située à la base du corps, une pompe ( contenue dans le corps et entraînée par un moteur électrique (8) pour amener le liquide à circuler dans la chambre de filtration, et une sortie (4) du liquide refoulé par la pompe, disposée à l'opposé de la base du corps.