Brevet FR2723558A1 — publié le 19960216

PORTIQUE DE LAVAGE A HAUTE PRESSION DE VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention se rapporte à un portique de lavage à haute pression de véhicules automobiles. Parmi les portiques connus, on en distingue deux catégories principales, l'une utilisant des brosses rotatives et l'autre des rampes de lavage à jets d'eau à haute pression. Dans les systèmes à brosses, une brosse horizontale suit le contour du véhicule grâce à la mise en oeuvre de capteurs opto-électroniques (cellules photosensibles) qui, à chaque trajet de la brosse, détectent le profil du véhicule, ce qui permet de piloter le mouvement de montée/descente de la brosse de manière correspondante, au cours de l'avance du portique. Une telle détection est délicate, voire impossible, lorsqu'on met en oeuvre des jets d'eau à haute pression, le brouillard intense produit par les jets ne permettant pas une commande fiable des cellules. Ainsi, dans un premier temps, on a proposé des portiques de lavage à haute pression dont la rampe de lavage horizontale et transversale est fixe en hauteur. Ceci ne permet pas un lavage correct de l'ensemble de la carrosserie, notamment du capot avant et de la partie arrière, trop éloignés de la rampe. De plus, la rampe peut seulement basculer autour d'un axe horizontal transversal, entre deux positions extrêmes de manière à orienter le jet d'un côté ou de l'autre. Le basculement se fait lorsque le portique passe dans la partie centrale du véhicule. Il n'y a de positions intermédiaires d'orientation du jet. L'angle d'incidence contre la carrosserie est donc plus ou moins favorable selon le contour du véhicule et la zone d'impact. Un tel dispositif a été perfectionné. On décrit, par exemple dans le document EP-A-O 507 757, un portique dont la rampe horizontale est mobile en direction verticale afin de suivre fidèlement - ou à peu près fidèlement - le contour du véhicule. Des cellules photo-électriques détectent la forme du véhicule au cours d'un premier déplacement du portique, lors d'une phase de travail qui ne perturbe pas leur détection. Les informations des capteurs sont enregistrées et mises en mémoire dans un automate programmable et sont ensuite utilisées lors des trajets subséquents pour le lavage à haute pression. De plus, l'orientation de la rampe est modifiée en continu et par degré au fur et à mesure de l'avance du portique, de telle sorte que l'angle d'incidence du jet soit constamment optimal. Bien entendu, un lavage effectué avec un tel dispositif est bien meilleur car les jets sont proches du véhicule et disposés selon une inclinaison efficace, par rapport à la carrosserie du véhicule. Il se pose toutefois un problème lié au fait que les jets d'eau à haute pression ont une forme généralement conique. Or l'efficacité de lavage est maximale face à l'orifice de sortie de la buse de projection, tandis qu'elle est largement diminuée en périphérie du jet (perte de charge). En conséquence, le lavage de la carrosserie n'est pas réalisé uniformément et il est possible qu'il subsiste sur le véhicule nettoyé des zones encore sales. Un objectif de l'invention est de pallier un tel inconvénient, c'est-à-dire de proposer un portique de lavage à haute pression de véhicules qui permette de réaliser un nettoyage efficace et uniforme de la carrosserie. Un second objectif est de proposer un portique dont le fonctionnement s'opère sur une courte durée, sans perte de temps inutile. Il s'agit d'un portique de conception simple et facile à utiliser. Ce portique de lavage à haute pression de véhicules automobiles est mobile longitudinalement le long d'une aire de lavage. Il comprend un montant horizontal transversal et deux montants verticaux parallèles, et est pourvu d'un châssis transversal appelé châssis principal -, monté entre les montants verticaux, mobile verticalement et équipé de buses de projection d'eau à haute pression, les buses pouvant pivoter par rapport à un axe horizontal transversal. Il est caractérisé en ce que les buses diffusent des jets monodirectionnels d'eau et en ce qu'elles sont portées par une série de rampes disposées transversalement et pourvues de moyens aptes à leur faire subir un mouvement oscillatoire autour d'un axe longitudinal. Ainsi, on va nettoyer efficacement le véhicule en projetant sur sa carrosserie des jets monodirectionnels d'eau sous pression c'est-à-dire dirigés essentiellement selon l'axe des buses, ces jets étant animés d'un mouvement oscillatoire. Ceci se traduit, en un instant donné, par le nettoyage du véhicule selon une ligne transversale, le déplacement longitudinal du portique permettant de laver l'ensemble de la surface de la carrosserie. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de 1' invention: - le portique comporte un châssis secondaire articulé sur le châssis principal autour d'un axe transversal et les rampes sont portées par ce châssis secondaire; - le débattement angulaire des rampes par rapport à une position médiane horizontale est inférieur ou égal à 20 ; - les rampes subissent 90 oscillations (aller/retour) par minute; - le portique comporte des moyens de projection de shampoing et d'insufflation d'air sur le véhicule, ces moyens étant portés par le châssis principal - le châssis principal est équilibré par au moins un contrepoids, de sorte qu il est possible de le relever manuellement; - le portique comporte des moyens de détection de la forme du véhicule, qui agissent avant le lavage de celui-ci; - les moyens de détection agissent au moment de la projection de shampoing sur le véhicule, préalablement au lavage; - les montants verticaux sont équipés de rampes verticales de projection d'eau sur les côtés du véhicule, des rampes étant pourvues de moyens aptes à leur donner un mouvement oscillatoire autour d'un axe vertical. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un portique de lavage conforme à 1' invention; - la figure 2 est une vue de face des premier et second châssis qui équipent le portique, le second châssis étant équipé de buses de projection de liquide à haute pression; - les figures 3 et 4 sont des vues respectivement de dessus et de côté des châssis de lafigure2; - la figure 5 est un schéma destiné à expliquer la structure et le fonctionnement des rampes qui équipent le second châssis; - la figure 6 est une vue de face d'un chariot guidé verticalement le long de colonnes solidaires du portique et portant un contre-poids relié cinématiquement aux premier et second châssis; - la figure 7 est une vue de dessus du schéma de la figure 6; - la figure 8 est un schéma destiné à expliquer la structure de la liaison cinématique entre le contre-poids et les châssis; - la figure 9 est un schéma montrant des positionnements successifs du second châssis par rapport à un véhicule. Le portique 1 représenté à la figure 1 est réalisé en sous-ensembles en acier inoxydable mécano-soudés. Ses deux montants verticaux et parallèles 11 reposent sur une paire de rails longitudinaux 120, par exemple d'une longueur de 9 m, qui équipe l'aire de lavage 12. Ces montants sont par exemple entraînés en translation au moyen de quatre galets motorisés via deux moto-réducteurs, ceux-ci étant pilotés par un variateur unique équipé de rampes d'accélération. Un premier montant vertical 11 renferme l'armoire électrique 110 qui gère le pilotage du portique. Le deuxième montant vertical abrite le ou les accumulateurs d'eau chaude ainsi que les pompes doseuses de shampoing et d'autres produits d'entretien des carrosseries de véhicules telles que des cires chaudes et froides. Un montant horizontal 10 relie les deux montants verticaux 1 1 au niveau de leur partie supérieure. Entre les rails de guidage 120 du portique sont prévus deux rails de guidage 122 des roues du véhicule à nettoyer. Entre ces rails est prévue une rampe 121 en forme de "U" pour le nettoyage du châssis du véhicule. A l'entrée de l'aire est prévu un monnayeur 13, tandis que sur le côté de celle-ci sont prévues trois piliers 123 qui reçoivent dans leur partie supérieure les flexibles 124 nécessaires au pilotage du portique. Dans l'ensemble de la présente description, les termes "longitudinal(ement)" et "transversal(ement)" seront employés en référence au déplacement du portique le long de l'aire de lavage. Ainsi, un élément longitudinal s'étend parallèlement à la direction de déplacement du portique le long de l'aire de lavage. Entre les montants verticaux 1 1 du portique est prévu un châssis métallique disposé transversalement 2 et qui sera ci-après dénommé châssis principal. Ce châssis affecte en vue de dessus (voir figure 3) la forme d'un rectangle allongé et il s'étend parallèlement au montant horizontal 10 du portique. Il est formé d'un assemblage de deux longerons longitudinaux 21 et de deux longerons transversaux 20. Selon l'axe médian transversal YY' de ce châssis sont prévues deux pièces de fixation 22 disposées à chaque extrémité de ce dernier. Chacune des pièces 22 est fixée à un chariot 23 formé de deux plaques parallèles entre lesquelles sont fixés, fous en rotation, trois galets 230. Leur axe de rotation est parallèle à l'axe YY'. Deux de ces galets sont disposés verticalement à l'aplomb l'un de l'autre tandis que le troisième est décalé latéralement et en hauteur par rapport aux deux autres de sorte que ces trois galets occupent les sommets d'un triangle équilatéral fictif. Les galets 230 sont adaptés pour coulisser le long d'un colonne verticale 112 solidaire du portique qui s'étend parallèlement à chacun des montants verticaux 11. On expliquera plus loin dans la description comment s'opère le guidage de ces galets. De plus, la face du chanot 23 opposée au châssis 2 comporte une pièce de fixation 24 d'une courroie crantée 240 qui s'étend verticalement. Le châssis 2 est par ailleurs équipé de deux bras parallèles et coudés vers le bas 200, 201, qui s'étendent dans un plan vertical et qui sont disposés longitudinalement, à petite distance des profilés d'extrémité 21. Ces bras s'étendent à la fois à l'arrière et à l'avant du châssis 2 et portent chacun une série de cellules photo-électriques 202, dont on expliquera plus loin la fonction. Sur le châssis 2 est articulé un châssis 3 appelé châssis secondaire. Ce châssis, qui affecte également en vue de dessus la forme d'un rectangle allongé, occupe une partie de l'espace délimité par les profilés 20 et 21 du châssis 2. Le châssis 3 est formé de deux profilés transversaux parallèles 30 et deux profilés longitudinaux parallèles 31. Ce châssis est articulé par rapport au châssis principal autour de l'axe YY', au moyen d'équipements adéquats de type connu, fixés sur des traverses 210 qui s'étendent parallèlement au profilé 21 du châssis 2. Un motoréducteur électrique, monté sur l'un des profilés 21 permet, via un système de poulies et de courroie, d'entraîner en rotation le châssis 2 autour de l'axe YY' pour lui faire occuper une position angulaire particulière. Aux figures 2 à 4, le châssis 3 occupe une position intermédiaire, dans le même plan que le châssis 2. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, le châssis secondaire est équipé d'une série de trois petites tiges parallèles 41 disposés longitudinalement entre les profilés 30. Sur ces tiges 41 sont montées, avec possibilité d'articulation, trois rampes 4 qui s'étendent parallèlement à l'axe YY', c'est-à-dire transversalement par rapport à la direction d'avancement du portique. Dans un autre mode de réalisation, le nombre de rampes pourrait être différent. Le châssis 3 comporte un moto-réducteur 32 ainsi qu'un système 33 à excentrique et biellettes (non représentés), qui permet d'imprimer à la série des trois rampes 4 un mouvement oscillatoire autour de l'axe XX' matérialisé par les tiges 41. Dans une variante de réalisation, chacune des rampes pourrait être équipée de ses propres moyens permettant de la faire osciller. Une position angulaire particulière des rampes 4 est représentée à la figure 2. De préférence, le débattement angulaire des rampes par rapport à une position médiane horizontale est inféneur ou égal à 20 . Comme le montre également cette figure, chacune des rampes 40 est équipée d'une série de buses 40 aptes à diffuser à travers elles un jet d'eau monodirectionnel, c'est-à-dire ayant un point d'impact de forme circulaire, de très petit diamètre, directement en regard de la sortie de la buse. Bien entendu, les rampes sont équipées de moyens non représentés qui permettent de les alimenter en eau sous haute pression. Le débattement angulaire des rampes est réglé de telle manière que les jets des buses les plus extérieures de la rampe centrale interfèrent avec la zone d'impact de la buse des deux autres rampes la plus proche du centre du portique. Comme le montre plus particulièrement la figure 8, les deux courroies parallèles 240 qui sont fixées par l'une de leur extrémité aux deux côtés opposés du chariot 2 engrènent chacune avec une paire de roues crantées 111 disposées au niveau de chacun des montants verticaux 1 1 du portique et mobiles autour d'un axe horizontal et transversal. Pour chaque paire de roues 111, I'une d'entre elles est motrice, par exemple celle située à l'aplomb de l'extrémité de la courroie attachée au châssis 2. La seconde extrémité est fixée à un contrepoids 6 par une pièce de fixation 60. Ce contrepoids est lui-même solidaire d'une plaque 50 d'un chariot 5, de même type que les chariots 23 précédemment décrits, dont les trois galets 51 coulissent le long de deux colonnes 113 et 114, de même type que la colonne 112. Un système de roues libres qui équipe les roues motrices 111 évoquées plus haut permet de faire remonter manuellement le châssis 2 le long des colonnes 112 puisque ce châssis est équilibré par le contrepoids 6. Ceci permet d'éviter les problèmes lorsque le châssis arrive pratiquement en contact avec la carrosserie du véhicule à nettoyer. Bien qu'ils n'aient pas été représentés, le portique de l'invention peut comporter des moyens distributeurs de shampoing ainsi que des rampes d'insufflation d'air chaud. De préférence, ces moyens sont portés par le châssis 2 et/ou par le portique. De plus, les montants verticaux du portique peuvent être équipés de rampes verticales, de même type que les rampes 4 précitées et peuvent être pourvues de moyens adaptés pour leur donner un mouvement oscillant autour d'un axe vertical. Nous allons ci-après expliquer le fonctionnement du portique de l'invention. Comme déjà mentionné, le portique est équipé d'un automate programmable qui va gérer l'actionnement des différents équipements du portique. Le véhicule étant en place sur l'aire 12 de lavage et le monnayeur 13 ayant été actionné, le portique est disposé dans la position de la figure 1, c'est-à-dire au niveau de l'avant du véhicule. L'automate ayant été activé par le monnayeur 13, celui-ci pilote la descente vers le bas du châssis 2 jusqu'à des butées de fin de course qui équipent les colonnes 112. Ce mouvement est rendu possible par le fait que l'automate actionne la paire de roues crantées décrites plus haut. Durant cette descente la pompe d'alimentation en shampoing est activée. Lorsque le châssis 2 est arrivé en position basse, L'automate pilote la translation du portique dans le sens de la flèche g. Au moment où la cellule arrière 202 (disposée sur les bras 200) détecte l'avant du véhicule, la montée du châssis est demandée et l'endroit où se trouve le portique mémorisé dans l'automate. Ainsi, de manière bien connue, on va progressivement, par avancée du portique et montée ou descente successives du châssis 2 liées à la lecture des cellules photo-électriques 202, détecter la forme du véhicule au cours d'un trajet préliminaire distinct de celui correspondant au lavage à haute pression. Avantageusement ce trajet est celui pendant lequel on arrose le véhicule d'un produit nettoyant tel que du shampoing, opération qui ne perturbe pas la détection du véhicule par les cellules photo-électriques. Petit-à-petit les informations de ces capteurs sont enregistrées et mises en mémoire dans l'automate programmable et seront utilisées ensuite lors des trajets subséquents pour le lavage à haute pression proprement dit, et le cas échéant pour d'autres opérations telles que l'enduction de la carrosserie pour une substance protectrice ou le séchage. Lorsque l'opération de détection du profil du véhicule est terminée simultanément à la dépose de shampoing, la translation à grande vitesse du portique 1 dans le sens opposé à la flèche g jusqu'à son point de départ est opérée. Ensuite, du fait des informations transmises à l'automate programmable par les capteurs, le pilotage du portique ne va plus se faire par les cellules mais par l'automate programmable. On peut alors procéder au lavage proprement dit de la voiture. Pour ce faire, I'alimentation des rampes 4 en eau sous pression est commandée, ainsi que le mouvement oscillatoire de celles-ci autour de l'axe XX'. Les jets d'eau J monodirectionnels permettent d'obtenir un lavage efficace de la carrosserie au regard des buses 40. Le mouvement d'oscillation f (figure 5) des rampes 4 permet d'obtenir un lavage selon une ligne transversale, le même jet venant balayer la même surface plusieurs fois de suite. Au cours du déplacement du portique le long de l'aire de lavage, L'automate programmable pilote le châssis 3 qui subit un mouvement de basculement autour de l'axe transversal YY' de manière à ce que les jets J diffusés par les buses 40 soient sensiblement perpendiculaires à la carrosserie du véhicule V. C'est ce qui est représenté schématiquement à la figure 9. Lorsqu'on arrive sensiblement au milieu du véhicule, le basculement du châssis 3 est inversé. Parallèlement, les rampes latérales qui équipent le portique procèdent au lavage des flancs du véhicule. De préférence, le lavage s'effectue pendant un aller et retour du portique le long du véhicule. Dans la mesure où des opérations de dépôt de cire chaude ou froide et de séchage ont été programmées, celles-ci sont alors effectuées, toujours en tenant compte des informations collectées par l'automate programmable relatives au profil du véhicule. D'autres opérations, telle que le dépôt d'eau adoucie ou osmosée peuvent également être envisagées. En fin de cycle, le portique retrouve sa position illustrée à la figure 1. A titre indicatif, le portique et ses équipements présentent les caractéristiques suivantes: - hauteur du portique = 3,56 m; - largeur du portique =4,20 m; - eau utilisée = eau du réseau (à une pression de 3-6 bars) - pression de l'eau à la sortie des buses 40 = 55 bars; - basculement du cadre 2 (par rapport à une position horizontale) = 1700 dans un sens ou dans l'autre avec possibilité d'arrêt tous les 20" - débattement angulaire des rampes 4 par rapport à une position médiane horizontale: comprise entre 0 et 200 (soit un débattement total compris entre 0 et 400); - fréquence d'oscillation des rampes 4 = 90 oscillations (aller/retour) par minute; - vitesse de translation du portique: vitesse lente = 12,5 m/minute, vitesse rapide = 22,5 m/minute - vitesse de translation du cadre 2: vitesse lente = 12,5 m/minute, vitesse rapide = 22,5 m/minute. REVENDICATIONS 1. Portique de lavage à haute pression de véhicules automobiles, qui est mobile longitudinalement le long d'une aire de lavage (12) et qui comprend un montant horizontal (10) transversal et deux montants verticaux parallèles (11), ce portique étant pourvu d'un châssis transversal (2) - appelé châssis principal -, monté entre les montants verticaux (11), mobile verticalement et équipé de buses (40) de projection d'eau à haute pression, les buses (40) pouvant pivoter par rapport à un axe horizontal transversal (YY'), caractérisé en ce que les buses (40) diffusent des jets monodirectionnels d'eau et en ce qu'elles sont portées par une séne de rampes (4) disposées transversalement et pourvues de moyens (41, 32, 33) aptes à leur faire subir un mouvement oscillatoire autour d'un axe longitudinal (XX'). 2. Portique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis secondaire (3) articulé sur le châssis principal (2) autour d'un axe transversal (YY') et en ce que les rampes (4) sont portées par ce châssis secondaire (3). 3. Portique selon la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que le débattement angulaire des rampes (4) par rapport à une position médiane horizontale est inférieur ou égal à 20 . 4. Portique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites rampes (4) subissent 90 oscillations (aller/retour) par minute. 5. Portique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de projection de shampoing et d'insufflation d'air sur le véhicule, ces moyens étant portés par le châssis principal (2). 6. Portique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit châssis principal (2) est équilibré par au moins un contre-poids (6), de sorte qu'il est possible de le relever manuellement. 7. Portique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection (202) de la forme du véhicule, qui agissent avant le lavage de celui-ci. 8. Portique selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (202) agissent au moment de la projection de shampoing sur le véhicule, préalablement au lavage. 9. Portique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ses montants verticaux (11) sont équipés de rampes verticales de projection d'eau sur les côtés du véhicule, des rampes étant pourvues de moyens aptes à leur donner un mouvement oscillatoire autour d' un axe vertical.