Brevet FR2647330A1 — publié le 19901130

1. La présente invention concerne un balai mécanique à brosse rotative, et elle concerne plus précisément une brosse rotative qui élimine les inconvénients selon les- quels une partie de brosse rotative, qui n'est munie d'aucun organe de frottement par glissement, par exemple des soies, des lames ou analogues qui sont en butée contre la surface à nettoyer ou une partie formant palier, provoque l'enroulement ou la torsion de morceaux de fils, de coton ou analogues. En général, les brosses rotatives utilisées dans les balais mécaniques sont de deux types principaux, les brosses à soies et les brosses à lames. Les brosses à soies dans lesquelles l'organe de frottement par glissement est constitué par des soies, sont utilisées depuis longtemps. Les brosses à lames ont été introduites à titre de perfectionnement par rapport aux brosses à soies qui ont l'inconvénient de permettre un enroulement facile des morceaux de fils, de coton et analogues autour des soies. Un exemple de telles brosses à lames est représenté sur la figure 2 et a une construction comprenant un arbre rotatif 14 de base qui porte plusieurs lames 13 formées d'une matière flexible telle que le caoutchouc ou analogue comme organes de frottement par glissement (comme décrit par exemple dans la demande publiée de brevet japonais n 35246/1988). Un balai mécanique classique dans lequel une brosse rotative 12 de ce type est utilisé est repré- senté sur les figures 7, 8, 9 et 10. Plus précisément, la figure 7 est une vue de dessous du balai mécanique, la figure 8 une coupe par un plan vertical de la figure 7, la figure 9 une vue en élévation latérale de la figure 7, et la figure 10 une coupe agrandie représentant une partie de palier de la brosse rotative. Lorsqu'un corps 10 de balai mécanique est déplacé vers l'avant et vers l'arrière sur la surface d'un sol, la rotation des roues 7 qui sont au contact du sol provoque la rotation de rouleaux menés 3 de la brosse rotative 12 si bien que celle-ci tourne et, en conséquence, la poussière placée sur le sol peut être balayée et logée dans- des chambres 4 à poussière placées en avant et arrière du corps du balai mécanique, de part et d'autre de la brosse rotative 12. Dans un tel balai mécanique classique, bien que les morceaux de fil ou de coton ne s'emmêlent pas dans les lames 13, des morceaux de fils ou de coton sont accrochés aux emplacements A et B de la partie formant palier (figure 10) ainsi qu'aux emplacements C et D des extrémités laté- rales des lames 13 (figure 10) si bien qu'on peut observer lés défauts suivants. Plus précisément, lorsque des morceaux de fils ou de coton sont accrochés aux emplacements A et B, la résistance opposée à la rotation de la brosse 12 augmente et il arrive même souvent que la brosse ne tourne pas. Lorsque des morceaux de fils ou de coton s'enroulent ou se tordent autour de l'emplacement A d'une manière importante, il est alors possible que la plaque latérale la, qui constitue la partie de support d'un boitier 1, fléchisse vers l'extérieur (dans le sens de la flècne indiquée sur la figure 10) et que finalement la brosse rotative 12 se sépare de la plaque latérale la de la partie de support. D'autre part, bien que l'enroulement ou la torsion de morceaux de fils ou de coton aux emplacements C et D ne provoque aucun inconvénient de fonctionnement d'un balai mécanique déplacé sur le sol, cet enroulement ou cette torsion n'est pas souhaitable'd'un point de vue sanitaire. L'enroulement de morceaux de fils ou de coton autour de l'emplacement D est particulièrement indésirable car l'arbre rotatif 14 de base a un petit diamètre si bien que les morceaux de fils ou de coton ont tendance à être retenus entre ufie partie d'extrémité du rouleau mené et une partie d'extrémité de la lame 13. Il est donc difficile de retirer à la main les morceaux de fils ou de coton enroulés à partir de l'emplacement D. 3. On connaît déjà, pour empêcher l'enroulement ou la torsion d'un morceau de fil ou de coton aux emplacements A et B, la formation de chaque organe 18 formant palier (figures 5 et 6) avec une rondelle 18a de forme bombée et un arbre 18b fixé à une plaque latérale la du corps. Les extrémités opposées de la brosse rotative 12 peuvent tourner sur les arbres 18b si bien que les emplacements A et B de la partie de support sont protégés contre la péné- tration des morceaux de fils, de coton ou analogues comme indiqué sur les figures 5 et 6. Cette construction est telle que les morceaux de fils ou de coton qui peuvent pénétrer aux emplacements E et F de la figure 5 peuvent s'enrouler autour d'un emplacement G de petit diamètre dont la dimension est inférieure à celle du rouleau mené 3. Dans la construction ainsi décrite, l'enroulement des morceaux de fils, de coton ou analogues autour de la partie formant palier et des parties adjacentes peut être évité, mais, lorsque l'enroulement des morceaux de fils, de coton ou analogues autour de l'empla-- cement G de petit diamètre dépasse une certaine quantité à la suite de l'utilisation du balai mécanique pendant une longue période, les morceaux de fils, de coton ou analogues peuvent sortir de cet emplacement G de petit diamètre et atteindre rapidement les emplacements E et F formant palier. En conséquence, la construction perfectionnée décrite ne donne pas obligatoirement satisfaction pendant l'utilisation. L'invention a été réalisée afin qu'elle résolve les problèmes posés par la technique antérieure, et elle con- cerne en particulier un balai mécanique qui est destiné à évacuer automatiquement les morceaux de fils, de coton ou analogues (comme indiqué simplement par l'expression "morceaux de fils, etc") qui se sont enroulés ou qui ont été tordus autour de la partie d'extrémité ou de la partie formant palier de l'organe de frottement par glissement, en-dehors du balai mécanique (sur le sol), si bien que la rotation de la brosse rotative peut se poursuivre d'une manière favorable. A cet effet, le balai mécanique, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, a la construction suivante. I. Pour que les morceaux de fils, etc. ne puissent pas s'enrouler autour des emplacements des parties formant paliers, les caractéristiques sont les suivantes. (1) Un arbre rotatif de support de la brosse rota- tive a une forme sensiblement tronconique dont l'extrémité interne est épaisse et l'extrémité externe mince. En con- séquence, les morceaux de fils, etc. qui se sont enroulés autour de l'emplacement de grand diamètre de l'arbre de support se déplacent automatiquement vers l'extrémité- externe (de petit diamètre) de l'arbre lors de la rotation de la brosse. (2) Les trous de support de l'arbre sont des trous qui débouchent si bien qu'ils communiquent avec l'extérieur du balai mécanique. Ainsi, les morceaux de fils, etc. qui se déplacent vers la partie de petit diamètre de l'arbre de support tombent sur le sol. (3) La partie de support ou formant palier est déformable élastiquement vers l'extérieur du balai méca- nique. En conséquence, les morceaux de fils, etc. qui se sont enroulés sur la partie de grand diamètre de l'arbre se déplacent très facilement vers la partie de petit diamètre. II. Pour que les morceaux de fils, etc. ne puissent pas s'enrouler autour des parties latérales de l'organe de frottement par glissement, le balai comporte les caracté- ristiques suivantes. Une bague de guidage ayant la construction indiquée dans la suite est introduite dans l'espace délimité entre le rouleau mené et une extrémité de l'organe de frottement par glissement. (1) Le diamètre de la partie cylindrique de la bague de guidage est supérieur à celui du rouleau mené. Ainsi, les morceaux de fils, etc. qui se sont enroulés sur - l'anneau de guidage peuvent facilement se déplacer vers la partie circonférentielle externe du rouleau mené et par- viennent finalement à la partie formant palier. (2) Une partie encochée est formée à l'extrémité de l'anneau de guidage, du côté de l'organe de frottement par glissement, et la partie d'extrémité de cet organe est destinée à se positionner dans la partie encochée. En conséquence, les morceaux de fils, de coton et analogues ne s'accrochent pas dans l'espace délimité entre l'extrémité de l'organe de frottement par glissement et l'anneau de guidage. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de.dessous représentant un balai mécanique dans' un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une perspective représentant une brosse rotative classique du type à lames; les figures 3(a) et 3(b) sont des coupes représen- tant chacune une partie du balai mécanique de la figure 1; la figure 4(a) est une perspective représentant une partie du balai mécanique de la figure 1; la figure 4(b) est une perspective, correspondant à la figure 4(a), d'une partie d'un autre mode de réalisation de balai mécanique selon l'invention; les figures 5 à 10 sont des vues représentant un balai mécanique classique sur lesquelles: la figure 5 est une coupe d'une partie d'un balai mécanique classique ayant un organe tel que représenté sur la figure 6; la figure 6 est une perspective représentant un organe de construction classique formant à la fois un palier et un rouleau mené; la figure 7 est une vue de dessous du balai méca- nique classique; 6- la figure 8 est une coupe en élévation latérale, par un plan vertical, suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue en élévation latérale cor- respondant à la figure 8; et la figure 10 est une coupe représentant une partie essentielle d'une partie formant palier d'une brosse rotative. La figure 1 est une vue de dessous d'un balai méca- nique dans un mode de réalisation de l'invention; des références identiques à celles des figures 2, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 désignent des parties correspondantes si bien que celles-ci ne sont pas décrites en double et le principe de fonctionnement pour la collecte de la poussière et analogue dans un balai mécanique est omis. On décrit en détail dans la suite la construction des parties d'extrémité d'un organe de frottement par glissement et d'un palier qui sont réalisés selon l'invention. Il faut noter que, dans le mode de réalisation considéré, l'invention est appliquée à une brosse à lames dont les lames sont utilisées comme organes de frottement par glissement. La figure 3(a) est une coupe représentant la cons- truction et le montage d'une partie d'extrémité de la brosse rotative, et la figure 4(a) est une perspective représentant une partie essentielle des organes représentés sur la figure 3(a); une brosse rotative 12 est telle que huit lames 13, formées d'un matériau flexible tel que du caoutchouc ou analogue, sont montées sous forme spiralée à la surface cylindrique d'un arbre rotatif 14 de base et constituent des organes de frottement par glissement. Un rouleau mené 3 est fixé à une partie d'extrémité de l'arbre 14. Un arbre rotatif 15 de support a, du côté de support du rouleau mené, une forme sensiblement tronconique dont l'extrémité externe a un diamètre inférieur à celui de l'extrémité interne. En outre, une bague 17 de-guidage dont le diamètre est supérieur au diamètre externe du rouleau mené 3 est formée en une seule pièce avec le rouleau mené & l'extrémité du rouleau tournée vers les lames 13. Huit gorges 17a ayant des encoches, en nombre cor- respondant au nombre des lames 13, sont formées à une extrémité de l'anneau 17 de guidage, et l'extrémité de chaque lame 13 est destinée à se loger dans.une gorge 17a. La brosse rotative 12 ayant la construction décrite précédemment peut tourner dans des paliers 19. La partie supérieure 19a de chaque palier 19 est montée rigidement sur une partie d'un boîtier 1 et un trou 19b de support ou de palier est formé dans une partie suspendue 19c du palier 19. Le trou 19b est un trou débouchant. La partie suspendue 19c du palier 19 peut être un ressort à lames ou une mince plaque de matière plastique afin qu'elle puisse se déformer élastiquement. En conséquence, la partie suspendue 19c peut facilement fléchir vers l'extérieur, et elle peut revenir vers la position originale qu'elle prend lorsqu'aucune force externe n'est appliquée. Dans la construction précédente, des morceaux de fils, de coton ou analogues 20 déposés dans un espace compris entre un côté du rouleau mené 3 et le palier 19 se déplacent progressivement vers l'extrémité externe de l'arbre 15 de support lors de la rotation du rouleau mené 3. Ceci est dû au fait que les morceaux de fils, de coton ou analogues qui se sont enroulés à un emplacement de grand diamètre de l'arbre 15 ont tendance à se déplacer vers un emplacement de plus petit diamètre. Les morceaux de fils, de coton ou analogues qui se sont enroulés à l'extrémité interne de l'arbre de support se déplacent vers la partie de plus petit diamètre de l'extrémité externe de l'arbre lors de la rotation du rouleau mené 3, suivant le principe précité, et ces morceaux finissent par tomber à la surface du sol par l'espace compris entre l'extrémité externe de la partie de petit diamètre et la paroi latérale du boîtier 1. Dans la plupart des cas, les morceaux de fils, de coton ou analogues 20 tombent sur le sol sous forme d'une bague dont le diamètre correspond à celui de l'arbre 15. En outre, dans le cas o la quantité des morceaux de fils, de coton ou analogues 20 accrochés par l'arbre rotatif de support devient importante, la partie suspendue 19c du palier fléchit vers l'extérieur comme indiqué sur la figure 3(b) si bien qu'un espace qui est formé entre l'arbre 15 et le trou 19b s'agrandit et que les morceaux de fils, etc. 20 sont facilement évacués. Lorsque l'évacuation des morceaux de fils, etc. 20 est terminée, le palier 19 reprend sa position d'origine de la figure 3(a) du fait de sa propre élasticité. En outre, les morceaux de fils, qui sont entraînés par les parties d'extrémité des lames 13 et qui n'ont pas été projetés dans les chambres à poussière 4, s'enroulent ou se tordent autour de la bague 17 de guidage. Dans ce cas, comme chaque extrémité des lames 13 est disposée dans une gorge 17a de la bague 17, aucun morceau de fil, etc. qui s'est enroulé sur la bague 17 n'atteint l'arbre rotatif 14. Les morceaux de fils, etc. qui se sont enroulés autour de la surface de la bague 17 se déplacent toujours vers un emplacement de plus petit diamètre si bien que ces morceaux de fils, etc. se déplacent plus près du rouleau mené 3 qui a un plus petit diamètre que la bague 17 et se déplacent finalement sur l'arbre rotatif 15 de support. Les morceaux de fils, etc. qui atteignent l'arbre 15 sont évacués sur la surface du sol par le trou 19b avec une forme de bague comme décrit précédemment. Ainsi, ces morceaux de fils, etc. sous forme de bagues peuvent être collectés d'une manière presque parfaite lors d'un nouveau nettoyage du sol car ces morceaux en. forme de bagues risquent peu d'être accrochés par la brosse rotative étant donné leur forme. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un mode de réalisation de balai mécanique dans lequel la bague de guidage est utilisée en combinaison avec l'arbre rotatif de support de forme tronconique, si bien que les morceaux de fils, etc. qui s'enroulent sur la bague rotative sont. évacués vers l'extérieur du balai mécanique par l'intermé- diaire de la bague de guidage et de l'arbre tronconique, seule la bague de guidage peut être utilisée dans un balai mécanique qui ne comprend pas l'arbre tronconique, à cause de la construction particulière de la partie de palier. Dans ce cas, le diamètre de la bague de guidage 17 doit être inférieur à celui du rouleau mené 3. Dans la construc- tion décrite précédemment, les morceaux de fils, etc. qui se sont enroulés autour de la bague de guidage ne se déplacent pas vers le rouleau mené 3 mais sont retenus sur la partie cylindrique de la bague 17. Ces morceaux de fils, etc. sont cependant accrochés avec du jeu sur la bague de guidage car celle-ci a un diamètre supérieur à celui de l'arbre rotatif de base. Par ailleurs, les mor- ceaux de fils, etc. ne sont pas retenus entre les extré- mités des lames et les extrémités du rouleau mené 3 si bien qu'ils peuvent être facilement retirés à la main. Bien qu'on ait décrit le balai mécanique selon l'invention en référence à une brosse-à lames constituent la brosse rotative, l'invention s'applique évidemment aussi à une brosse rotative du type comprenant des soies 13' qui sont montées sur un arbre rotatif de base et constituant des organes de frottement par glissement comme représenté sur la figure 4(b). En outre, bien qu'un matériau élastique tel qu'un ressort à lame ou une mince lame de matière plastique, forme le palier 19 qui présente une certaine déformation élastique dans ce mode de réalisation, diverses autres constructions donnant la même fonction peuvent être envi- sagées si bien que l'invention n'est pas limitée aux paliers décrits dans le mode de réalisation considéré. Les balais mécaniques selon l'invention, ayant la construction décrite, présentent les avantages suivants. Comme les morceaux de fils, de coton ou analogues qui se sont enroulés sur l'arbre rotatif de la brosse sont automatiquement évacués à la surface du sol pendant le nettoyage, la rotation de la brosse risque moins d'être perturbée et la brosse ne risque pas de se séparer du boîtier. Il est possible d'évacuer automatiquement les mor- ceaux de fils, de coton et analogues qui se sont enroulés autour des extrémités de la brosse vers la surface du sol ou il est possible de retirer facilement les morceaux de fils de la brosse. Les morceaux de fils, de coton et analogues évacués à la surface du sol sont des masses ayant la forme de bagues de petit diamètre si bien que ces masses ne peuvent pas être accrochées par la brosse rotative lorsque celle-ci est à nouveau utilisée, et elles peuvent être facilement collectées. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemples préférentiels et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses élé- ments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. il REVENDICATIONS 1. Balai mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend une brosse de forme générale cylindrique (12) montée afin qu'elle puisse tourner dans un corps (1) par l'inter- médiaire de paliers (19) et destinée à être entraînée par au moins un rouleau mené (3), et un dispositif d'évacuation destiné & faciliter l'évacuation des morceaux de fils, de coton et analogues de la région de montage de la brosse. 2. Balai mécanique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif d'évacuation comprend des arbres rotatifs (15) de support montés aux extrémités opposées de la brosse rotative (12) et ayant chacun une forme pratiquement tronconique dont la partie interne est plus grosse que la partie externe, et les paliers permet- tant la rotation des arbres rotatifs de support comprennent des trous débouchants formés dans le corps (20) du balai. 3. Balai mécanique selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le palier (19) est d'un type qui peut se déformer élastiquement vers l'extérieur. 4. Balai mécanique selon la revendication 3, carac- térisé en ce que le palier (19) est formé d'un matériau élastique. 5. Balai mécanique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif d'évacuation comporte des bagues de guidage (17) ayant chacune une partie cylindrique et des gorges (17a) formant des encoches placées entre les organes de frottement par glissement de la brosse rotative et le palier, les parties d'extrémité des organes de frot- tement par glissement étant placées dans les gorges des bagues de guidage. 6. Balai mécanique selon la revendication 5, carac- térisé en ce que les parties cylindriques des bagues de guidage (17) sont formées en une seule pièce avec les rouleaux menés (3), et le diamètre externe des parties cylindriques est supérieur à celui des rouleaux menés. 7. Balai mécanique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif d'évacuation comporte des arbres rotatifs (15) de support placés aux extrémités opposées de la brosse rotative (12) et ayant une forme pratiquement tronconique dont l'extrémité interne est plus grosse que l'extrémité externe, des paliers qui permettent la rotation des arbres rotatifs de support dans des trous de paliers qui sont constitués par-des trous débouchants, et des bagues de guidage (17) composées chacune d'une partie cylindrique et de gorges (17a) délimitées sous forme d'encoches, les bagues étant placées entre les organes de frottement par glissement de la brosse rotative et des rouleaux menés, les extrémités des organes de frottement par glissement étant placées dans les gorges des bagues de guidage. 8. Balai mécanique selon la revendication 7, darac- térisé en ce que le palier (19) est d'un type qui peut se déformer élastiquement vers l'extérieur. 9. Balai mécanique selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le palier (19) est formé d'une matière élastique. 10. Balai mécanique selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9, caractérisé en ce que la partie cylindrique de la bague de guidage (17) et le rouleau mené (3) sont formés en une seule pièce, et le diamètre externe de la partie cylindrique est supérieur à celui du rouleau mené. 11. Balai mécanique selon la revendication 7, carac- térisé en ce que le palier (19) est formé d'un matériau élastique qui est dêformable élastiquement vers l'extérieur. 12. Balai mécanique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la partie cylindrique de la bague de guidage (17) et le rouleau mené (3) sont formés en une seule pièce, et le diamètre externe de la partie cylin- drique est supérieur à celui du rouleau mené.