Brevet FR2641293A1 — publié le 19900706

APPAREIL DE NETTOYAGE D'UNE SURFACE HORIZONTALE DESCRIPTION L'invention a trait à un appareil de nettoyage d'une surface horizontale qui peut par exemple être un espace comprenant une ou deux voies de chemin de fer ou de métropolitain dans une gare. Le nettoyage de ces surfaces se fait à l'heure actuelle par des moyens essentiellement manuels qui n'impliquent que la manipulation de petits appareils. On emploie ainsi des aspirateurs dont on fait descendre l'extrémité aspirante sur les voies. Il n'est toutefois pas possible de balayer rapidement des surfaces importantes et l'efficacité de la méthode n'est pas excellente, notamment en ce qui concerne les gros déchets qu'il est difficile d'aspirer. Le but essentiel de l'invention est la construction d'un appareil de nettoyage efficace et rapide, qui nettoie par une combinaison d'aspiration et de saisie des déchets par des brosses rotatives situées à l'embouchure de l'aspirateur. Celle-ci est alors de grandes dimensions et doit être disposée à l'extrémité d'un dispositif déformable mais rigide, qui permette de la guider et de la déplacer rapidement et facilement le long de la surface à nettoyer. Un autre but de l'invention est de proposer des moyens permettant de relever et d'abaisser l'embouchure de nettoyage selon des dénivellations de la surface à nettoyer, tout en maintenant l'embouchure orientée vers la surface à nettoyer. Un autre but encore de l'invention est de permettre un nettoyage efficace de la surface à nettoyer mime à proximité de son raccordement avec un ou deux quais surplombants, o les zones en retrait ainsi que la proximité des parois rendent difficile ou impossible l'approche de l'embouchure aspirante. Sous sa forme la plus générale, l'invention concerne donc un appareil de nettoyage comprenant un dispositif d'aspiration muni d'un tuyau au moins partiellement souple terminé par une embouchure ouverte vers la surface horizontale, caractérisé en ce que l'embouchure renferme au moins une brosse cylindrique rotative autour d'un axe horizontal s'étendant vers le bas au moins jusqu'à l'ouverture de l'embouchure, le tuyau débouche dans l'embouchure devant une partie des brosses animée d'un moment tangentiel ascendant, L'embouchure est reliée à un support de plate-forme par un système de bras, et le support pivote autour d'un axe vertical par rapport à un véhicule. Avantageusement, l'embouchure comporte un support d'embouchure mobile en rotation autour d'un axe vertical par rapport au reste de l'embouchure. Le système de bras relie alors les deux supports. Dans une réalisation préférée, le système de bras se compose de deux bras chacun articulé à une extrémité sur l'embouchure et à l'autre extrémité sur le support de plate-forme, les bras étant sensiblement parallèles, de même longueur et leurs articulations étant d'axes parallèles, horizontaux et placés aux coins d'un parallélogramme, un moyen étant prévu pour déplacer les bras. L'appareil peut être muni d'une brosse rotative externe à l'embouchure et reliée à celle-ci par un mécanisme permettant de la déplacer horizontalement et verticalement. Pour ce dernier déplacement, on utilise également une paire de bras articulés à leurs deux extrémités sensiblement parallèles, de même longueur, et dont Les articulations sont à axes horizontaux parallèles et aux coins d'un parallélogramme. On va maintenant décrire plus en détail une réalisation favorite de l'invention à t'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif: - la figure 1 est une vue de côté partieLle de L'invention; - la figure 2 est une vue de dessus correspondant à la figure 1; - les figures 3 et 4 sont une vue de côté et une vue de dessus de l'appareil à l'état replié et en montrant d'autres constituants; et - La figure 5 est une vue de dessus résumant les étapes du nettoyage. Les figures 1 et 2 sont tout d'abord décrites. On cherche à balayer une surface horizontale 1 telle que des voies encadrée par deux quais 2 et raccordée à ces quais par des parois verticales 3 et des parties en surplomb 4. Par commodité, on ne représente pas en totalité les petits obstacles connus: rails, traverses et ballasts qui encombrent la surface 1. L'outil de nettoyage comprend tout d'abord un tuyau 10 qui est globalement souple et qui peut Stre comme ici constitué d'un tube souple 11 entre deux coudes rigides 12 et 13. Le premier coude rigide 12 fait partie d'un support 14 qui comprend en particulier une couronne d'appui 15 au-dessus de laquelle est disposé un plateau 16 évidé et qui se prolonge vers le bas par un raccordement 17. Le raccordement 17 prolonge le premier coude rigide 12, traverse la couronne d'appui 15, et il est lui-mime prolongé par une embouchure 18 qui sera désormais appelée "caisson" à cause de sa forme en botte parallélépipédique et ouverte vers le bas. Le plateau 16 est par ailleurs mobile en rotation sur la couronne d'appui 15 à l'aide d'un moteur hydraulique 19, fixé au support 14 et terminé par un pignon 20 qui engrène dans une surface dentée extérieure 21 du plateau 16. Le caisson 18 contient deux brosses 22 et 23 rotatives autour d'axes parallèles horizontaux et de même niveau 24 et 25. Les brosses 22 et 23 sont côte à côte et animées à l'endroit o elles sont les plus proches, qui correspond à la zone 26 devant laquelle le raccordement 17 débouche, d'un mouvement tangentiel ascendant. Les brosses 22 et 23 dépassent par ailleurs du caisson 18 par le bas. Elles sont ainsi toujours en contact avec la surface 1 même si le caisson 18 doit être un peu soulevé pour éviter des rails. Pour améliorer l'efficacité de l'aspiration, le caisson 18 rigide peut être prolongé vers le bas par une bordure inférieure souple 27. La bordure inférieure 27 peut être formée de bandes continues élastiques ou de rangées de poils de brosse. Elle frotte contre la surface 1 au cours du fonctionnement, les brosses 22 et 23 étant légèrement aplaties. La rotation des brosses 22 et 23 est assurée par les moteurs 80 et 81 situés au sommet du caisson 18 et qui, après une réduction appropriée de leur vitesse, entraînent les axes 24 et 25 au moyen d'un mécanisme à pignons et chaîne 82 et 83. Le caisson 18 est muni d'un outil auxiliaire formé d'une brosse externe 31 conique tournant autour d'un axe à peu près vertical et qui s'évase vers le bas. La brosse externe 31 est reliée au caisson 18 par l'intermédiaire de deux bras 32, 33 parallèles, de même longueur, décalés verticalement et articulés par des articulations d'axe parallèle et horizontal, 34 et pour le premier bras 32 et 36 et 37 pour le deuxième bras 33, respectivement à une genouillère 38 et au 26 4 1 2 9 3 caisson 18. La genouillère 38 porte une charnière 39 autour de laquelle est articulée l'extrémité d'un manche 40 dont l'autre extrémité porte la brosse externe 31. Le manche 40 reste dans un plan à peu près horizontal. Il est déplacé par un premier vérin 41, muni d'un amortisseur non représenté, articulé à la fois sur le manche 40 et sur la genouillère 38;un second vérin 42 est par ailleurs articulé sur le caisson 18 et sur le second bras 33. L'entraînement de la brosse externe 31 est assuré par un moteur 84 situé sur la genouillère 38 et plus précisément au-dessus de la charnière 39. Ce moteur, dont l'arbre passe à travers la genouillère 38 et la charnière 39, entraîne un mécanisme à pignons et chaîne 85 relié à l'axe de la brosse externe 31. La chaîne s'étend à l'intérieur du manche 40. Les deux bras 32 et 33, dont les articulations sont disposées aux coins d'un parallélogramme déformable, forment un pantographe 43 qui permet, sous l'impulsion du second vérin 42, de relever et d'abaisser la brosse externe 31. Le premier vérin 41 permet de déplacer la brosse externe 31 horizontalement pour l'éloigner ou la rapprocher du caisson 18. La brosse externe 31 est donc apte à pénétrer dans les endroits les moins accessibles de la surface 1 et notamment ceux qui sont situés à l'aplomb des quais 2 ou dans des anfractuosités, là o les dimensions relativement importantes du caisson 18 lui interdisent de pénétrer. Le support de caisson 14 est accroché à un autre dispositif de pantographe 50 formé d'un bras supérieur 51 et d'un bras inférieur 52 sensiblement parallèles et de même longueur; les bras 51 et 52 ont chacun une extrémité, respectivement 53 et 55, articulée sur le support de caisson 14 et une autre extrémité, respectivement 54 et 56, articulée sur un support 57 de plate-forme. Ces articulations 53 à 56 sont aux coins d'un parallélogramme déformable et leurs axes sont horizontaux et parallèles. Un vérin hydraulique 58 est articulé entre le support de plate-forme 57 et le bras supérieur 51; il permet de soulever et d'abaisser le pantographe 50. Il peut être indiqué, pour chacun des pantographes, de doubler les bras par des bras exactement semblables et disposés parallèlement. Sur la figure 2, on a ainsi représenté les bras supérieurs supplémentaires 32' et 51', étant bien entendu que les bras inférieurs supplémentaires parallèles aux bras inférieurs 33 et 52 existent également. Afin de limiter l'encombrement, le tube souple 11 est alors situé entre les deux paires de bras du pantographe 50. Le support de plate-forme 57 tourne suivant un axe vertical par rapport à un tambour 60 qui fait partie d'une plate-forme 59. Une couronne dentée extérieurement 61 est disposée au-dessus du tambour 60 et est solidaire du support de plate-forme 57. Elle est actionnée par le pignon moteur d'un moteur hydraulique 62 lié à la plate-forme 59. D'une façon générale, les moteurs et vérins mentionnés jusqu'ici sont commandés à partir d'un véhicule 75 dont la plate-forme 59 est la partie supérieure. Le véhicule 75 circule sur des rails 76 d'une des voies de la surface I au moyen de roues 77 dont certaines sont motrices. Le moteur hydraulique 62 fixé à la plate-forme 59 permet de déplacer latéralement le caisson 18 par rotation du pantographe 50. Le moteur hydraulique 19 fixé au support 14 exerce une rotation opposée sur le caisson 18 pour maintenir celui-ci dans une direction angulaire constante sur la voie, les axes 24 et 25 étant dirigés transversalement au cours du nettoyage. Il aurait évidemment été possible d'utiliser un seul moteur et une transmission pour effectuer ces deux mouvements simultanément, mais cette solution n'a pas été retenue car il peut être utile d'ajuster la direction du caisson 18 dans le cas de voies en courbe. Le mode de balayage envisagé consiste à faire parcourir au véhicule 75 un trajet de nettoyage de manière répétée, le pantographe 50 et le caisson 18 étant tournés entre les parcours du trajet pour pouvoir balayer la surface I par bandes parallèLes aux rails 76. La brosse externe 31 est mise en service pour le balayage des extrémités transversales de'la surface 1: le manche 40 est déployé par le premier vérin 41 pour approcher la brosse externe 31 des parois 3. Les déchets happés par la brosse externe 31 sont rejetés vers les brosses 22 et 23 par la force centrifuge qui leur est communiquée. En dehors de ces deux passes la brosse externe 31 est repliée sous la genouillère 38 et soulevée de la surface 1. Les deux positions extrêmes de l'outil sont indiquées par A et B sur la figure 5, et une position intermédiaire par C. Les pantographes permettent de maintenir à tout moment l'horizontalité du caisson 18 et de la brosse externe 31 tout en réglant leur hauteur pour qu'ils touchent la surface 1 quelles que soient les dénivellations de celle-ci. On va à présent décrire plus en détail le système d'aspiration utilisé en se reportant également aux figures 3 et 4. Le deuxième coude rigide 13 comprend à l'opposé du tube souple 11 une branche ascendante qui oblique horizontalement et s'éloigne du pantographe 50 après un premier tournant 63, puis 2 6 4 1 2 9 3 oblique de nouveau à angle droit après un second tournant 64 et se prolonge par une branche horizontale 65. Celle-ci aboutit à la périphérie d'un réservoir cylindrique 66 faisant partie d'un cyclone 67 qui comprend en outre une pompe 68 extérieure au réservoir 66 et qui est munie d'une conduite 69 débouchant à une extrémité dans l'atmosphère et à l'autre extrémité dans le réservoir 66, tangentiellement à sa paroi et à hauteur de la branche 65. La pompe 68 crée un vortex d'air qui provoque une aspiration, par la branche 65, jusqu'au raccordement 17 et au caisson 18. Le réservoir 66 se raccorde par sa paroi supérieure à une unité de filtrage 70 à l'extrémité de laquelle est installée une pompe centrifuge 71 qui rejette dans l'atmosphère l'air qui a passé par l'unité de filtrage 70. L'air ayant pénétré dans le réservoir 66 et soumis à un écoulement circonférentiel est donc finalement dévié et accomplit un trajet en spirale avec une composante ascendante comme le représentent les flèches 72. L'unité de filtrage 70 assure la fixation des poussières aspirées sur la surface 1. Les déchets de plus gros volume, tout d'abord saisis et soulevés par les brosses 22 et 23 après avoir éventuellement été happés par la brosse externe 31, sont également aspirés et, une fois arrivés dans Le réservoir 66, retombent par gravité dans la partie inférieure de celui-ci, qui est trouée et sous laquelle on a installé une poubelle amovible 73. Les figures 3 et 4 représentent l'outil dans l'état rangé sur le véhicule 75. Il est possible de faire effectuer au support de plate-forme 57 un demi- tour à l'aide du moteur hydraulique 62 de manière à amener les parties mobiles de l'outil dans une position repliée o elles sont à côté du réservoir 66 et de l'unité de filtrage 70. Par une rotation d'un demitour du caisson 18, on peut en outre ramener l'outil auxiliaire 30 sous le pantographe 50. L'encombrement du véhicule 75 est alors limité et il est possible de le ranger sans difficulté. On dispose donc d'un appareil très efficace pour l'enlèvement des déchets de toute taille et des poussières susceptibles de recouvrir une surface à peu près horizontale. REVENDICATIONS 1. Appareil de nettoyage d'une surface horizontale (1) comprenant un dispositif d'aspiration (66, 68) muni d'un tuyau (11) au moins partiellement souple terminé par une embouchure (18) ouverte vers la surface horizontale, caractérisé en ce que l'embouchure renferme au moins une brosse cylindrique rotative (22, 23) autour d'un axe horizontal (24, 25) s'étendant vers le bas au moins jusqu'à l'ouverture de l'embouchure, le tuyau (11) débouche dans l'embouchure (18) devant une partie de la brosse animée d'un mouvement tangentiel ascendant, l'embouchure est reliée à un support de plate-forme (57) par un système de bras (51, 52), et le support pivote autour d'un axe vertical par rapport à un véhicule (75). 2. Appareil de nettoyage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'embouchure (18) comprend un support d'embouchure (14) pivotant autour d'un axe vertical par rapport au reste de l'embouchure (18), le système de bras (51, 52) reliant le support d'embouchure (14) au support de plate-forme (57). 3. Appareil de nettoyage suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de bras (51, 52) se compose de deux bras chacun articulés à une extrémité (53, 55) sur l'embouchure (18) et à l'autre extrémité (54, 56) sur le support de plate-forme (57), les bras étant sensiblement parallèles, de même longueur et leurs articulations étant d'axes parallèles, horizontaux et placés aux coins d'un parallélogramme, un moyen (58) étant prévu pour déplacer les bras. 4. Appareil de nettoyage suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce 1 1 qu'il comprend une brosse rotative (31) externe à L'embouchure, ladite brosse externe étant reLiée à l'embouchure (18) par un mécanisme (38, 40) qui permet de la déplacer horizontalement par rapport à L'embouchure (18) et qui comprend également une paire de bras (32, 33) articulés à leurs deux extrémités (34 à 37), les bras étant sensiblement parallèles, de mime longueur et leurs articulations respectives étant parallèles, à axes horizontaux et parallèles et aux coins d'un parallélogramme, ainsi que des moyens (41, 42) pour mouvoir le mécanisme et les bras. 5. Appareil de nettoyage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la brosse externe (31) est située à une extrémité d'un manche horizontal (40) pivotant par son autre extrémité autour d'une genouillère (38), Les bras étant articulés à une extrémité sur la genouillère et à l'autre extrémité sur l'embouchure. 6. Appareil de nettoyage suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la brosse externe (31) est mue en rotation par l'intermédiaire d'une transmission à chaînes et pignons (85) passant par le manche (40). 7. Appareil de nettoyage suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la brosse externe (31) est mue en rotation autour d'un axe approximativement vertical et s'évase vers Le bas.