Brevet FR2730651A1 — publié le 19960823

La présente invention concerne un dispositif pour le nettoyage d'une surface courbe telle qu'un fuselage d'avion ou une coque de navire. Le nettoyage de telles surfaces s'effectue traditionnellement à l'aide d'un outil de lavage envoyant un jet d'eau sous pression additionné d'un agent chimique ; pour ne pas polluer l'environnement, le nettoyage a lieu dans un emplacement réservé à cet effet et agencé pour la récupération des eaux de lavage. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif pour le nettoyage d'une surface courbe, par projection d'un liquide de nettoyage, qui assure la récupération de ce dernier sans qu'il soit nécessaire d'opérer dans un site spécialisé. De façon caractéristique, L'outil de lavage est disposé à l'intérieur d'une structure, mobile, de récupération du liquide de nettoyage, cette structure comprenant: deux bras latéraux avant, souples et déformables, à plaquer contre la surface à nettoyer, lesdits bras délimitant latéralement une face de la structure de récupération, ouverte vers l'avant et au travers de laquelle ledit liquide de nettoyage est projeté par l'outil de lavage, deux cloisons latérales déformables prolongeant vers l'arrière lesdits bras latéraux avant, et un fond reliant inférieurement lesdits bras latéraux avant et les cloisons latérales, ce fond étant muni de moyens pour l'évacuation du liquide de nettoyage et étant relié auxdits bras latéraux avant de façon articulée, pour autoriser un pivotement des bras latéraux avant dans un plan vertical et leur permettre d'épouser la forme de ladite surface à nettoyer lorsque le dispositif parcourt cette dernière. Avantageusement, chaque bras latéral avant est constitué par un boudin gonflable. Le contact entre la surface à nettoyer et la structure de récupération s'effectue ainsi sans heurts susceptibles d'endommager la surface à nettoyer, et l'on obtient une bonne étanchéité du contact entre la structure de récupération et la surface à nettoyer. Avantageusement, le fond comporte une bâche supportée par une ossature constituée de boudins gonflables. On peut ainsi facilement réduire l'encombrement du dispositif, hors période d'utilisation, par dégonflage de l'ossature. Avantageusement, chaque bras latéral avant est relié à son extrémité supérieure à un châssis rigide par un organe déformable apte à exercer sur le bras un couple tendant à le plaquer sur ladite surface à nettoyer. Avantageusement, l'outil de lavage comporte au moins une buse propre à diriger un jet de liquide de nettoyage vers ladite surface à nettoyer et des moyens propres à orienter ladite buse de manière à maintenir un angle d'incidence constant dudit jet sur la surface à nettoyer. Avantageusement, le fond présente un bord avant à plaquer sur la surface à nettoyer, constitué par une juxtaposition de boudins gonflables horizontaux, présentant des diamètres respectifs décroissant en rapprochement de la surface à nettoyer. La qualité du contact, en termes de souplesse et d'étanchéité, entre la structure de récupération et la surface à nettoyer est ainsi améliorée, de même que la facilité de débattement angulaire des bras latéraux avant. Avantageusement, L'outil de lavage comporte un frotteur et des moyens pour déplacer ledit frotteur sur la surface à nettoyer. Avantageusement, ledit frotteur comporte une bande en un matériau spongieux disposée en boucle sur un mécanisme d'entrainement et de lavage de la bande. L'invention a encore pour objet un véhicule équipé d'un bras télescopique orientable muni à son extrémité d'un dispositif de nettoyage tel que précité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, de deux exemples de réalisation de l'invention, non limitatifs, et à l'examen du dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique partielle, de côté, d'un dispositif de nettoyage conforme à un premier exemple de réalisation de l'invention, en position de travail contre un fuselage d'avion, le dispositif étant observé dans la direction de l'axe longitudinal du fuselage, - la figure 2 est une vue schématique, partielle, de dessus, selon la flèche Il de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique, partielle, de derrière, selon la flèche III de la figure 1, - les figures 4A, 4B et 4C sont des vues schématiques partielles, de côté, illustrant différentes positions de travail d'un dispositif de nettoyage conforme à un deuxième exemple de réalisation de l'invention, lors du nettoyage d'un fuselage d'avion, le dispositif étant observé dans la direction de l'axe longitudinal du fuselage, - la figure 5 représente, de façon schématique, un frotteur conforme à l'invention, et - les figures 6A, 6B et 6C sont des vues schématiques illustrant différentes positions de travail du frotteur représenté sur la figure 5, lors du nettoyage d'un fuselage d'avion. Dans toute la description qui suit, les termes "avant" et 'arrière" correspondent respectivement à la gauche et à la droite sur les figures 1, 2 et 4Aà4C On a représenté sur les figures 1 à 3 un dispositif de nettoyage 1 conforme à un premier exemple de réalisation de l'invention, utilisé pour le nettoyage du fuselage 2 d'un avion. Ce fuselage 2 présente une surface externe courbe, convexe vers l'extérieur, s'étendant selon un axe longitudinal perpendiculaire au plan de la figure 1 et parallèle au plan des figures 2 et 3. Comme on pourra le remarquer à l'examen des figures 1 et 2, le fuselage 2 est convexe à la fois en section dans un plan transversal vertical (figure 1) et dans un plan longitudinal horizontal (figure 2). Le dispositif 1 comporte un outil de lavage 3 comprenant une buse 4 fixée sur un porte-buse 5 supporté par un chariot 6. Le porte-buse 5 peut pivoter, autour d'un axe horizontal généralement parallèle à l'axe longitudinal du fuselage 2, sous l'action d'un vérin. Le chariot 6 peut se déplacer en translation selon un axe horizontal sur des rails de guidage 7. Un arbre central, non représenté, s'étend parallèlement aux rails de guidage 7 et à travers le chariot 6. Un moteur 8 entraine cet arbre en rotation sur luimême et le chariot 6 comporte un mécanisme à galets, connu en lui-même, agencé pour transformer le mouvement de rotation de cet arbre en un mouvement de translation sur les rails de guidage 7. Le moteur 8 est commandé de manière à inverser périodiquement le sens de rotation de l'arbre, pour déplacer le chariot 6 suivant un mouvement de va-et-vient et balayer horizontalement la surface à nettoyer. L'un des rails de guidage est fixe et les autres rails de guidage peuvent basculer autour de l'axe du rail fixe, sous l'action d'un mécanisme représenté partiellement, comprenant une structure 9 de support du rail de guidage fixe et au moins un vérin 10, relié de façon articulée, à une extrémité, à un rail de guidage 7 autre que le rail de guidage fixe et à l'autre extrémité à la structure 9. Cette dernière est reliée à un châssis du dispositif, décrit plus loin, par tout moyen approprié connu de l'homme du métier.On dispose, compte tenu de ce qui précède, pour le réglage de l'inclinaison de la buse 4, de deux degrés de liberté en rotation autour d'axes parallèles à l'axe longitudinal du fuselage 2. L'orientation de la buse 4 est contrôlée par tout dispositif de commande connu de l'homme du métier, adapté à agir sur le vérin relié au porte-buse 5 et sur le vérin 10 relié à la structure 9, de façon à projeter sur le fuselage 2 le liquide de nettoyage avec un angle d'incidence constant, correspondant à la meilleure efficacité pour le nettoyage. L'outil de lavage comporte avantageusement un frotteur 112 à déplacer sur la surface à nettoyer en vue de compléter l'action de la buse 4. Ce frotteur comporte, comme représenté sur la figure 5, une bande 100 en un matériau spongieux, recouvrant sur un côté une bande de support en toile 101. Cette dernière est enroulée en boucle sur un mécanisme d'entraînement comportant des rouleaux 102, 103 et 104 d'axes de rotation parallèles, de diamètres identiques, et à peu près disposés, vu en coupe dans un plan perpendiculaire aux axes de rotation, comme les sommets d'un triangle rectangle, et un rouleau presseur 105 pour maintenir la bande de toile 101 tendue. Ce rouleau presseur 105 présente un diamètre environ double de celui des rouleaux 102, 103 ou 104 et son axe de rotation s'étend parallèlement aux axes de rotation de ces derniers.Le rouleau presseur 105 est guidé en déplacement par des moyens de guidage connus en eux-mêmes et non représentés, de manière à pouvoir se déplacer parallèlement à lui-même dans une direction de déplacement D formant un angle a de 70 environ avec le plan joignant les axes de rotation des rouleaux 102 et 104. Des moyens de rappel élastiques 106 sollicitent le rouleau presseur en déplacement selon la direction D pour tendre la bande de support 101. Dans l'exemple décrit, la bande de support en toile 101 et la bande en matériau spongieux 100 sont pincées, à des fins d'entrainement, entre le rouleau 104 et un rouleau d'entrainement 107 venant au contact de la bande 100.A la sortie des rouleaux 104 et 107, les bandes superposées 100 et 101 passent entre deux couples de rouleaux 108, 109 et 110, 111 d'axes de rotation parallèles à l'axe de rotation des rouleaux 102, 103, 104 et 107. Après passage entre les rouleaux 104 et 107, la bande 100 est essorée. Une amenée d'eau non représentée imbibe la bande 100 à sa sortie des rouleaux 104, 107 et avant passage entre les rouleaux 108, 109. L'écartement entre ces derniers est choisi inférieur à l'épaisseur de la bande 100 au repos de manière à effectuer un nouvel essorage de cette dernière. Après passage entre les rouleaux 108, 109, la bande 100 est à nouveau imbibée d'eau puis essorée une deuxième fois par pincement entre les rouleaux 110 et 111.Cette succession de cycles d'imprégnation par de l'eau et d'essorage de la bande 100 permet de nettoyer celleci à chaque tour en la débarrassant des saletés qu'elle a enlevées sur le fuselage par frottement. Le frotteur 112 est avantageusement solidaire de la buse 4 de sorte qu'il peut être déplacé parallèlement à lui-même pour venir au contact de la surface à nettoyer, comme cela sera précisé dans la suite en référence aux figures 6A à 6C. L'entraînement des bandes 100 et 101 peut s'effectuer autrement que par pincement entre les rouleaux 104 et 107.Dans une variante de réalisation, I'entraînement de la bande de support 101 pourrait se faire en munissant cette dernière de crans adaptés à coopérer avec un rouleau d'entraînement, la bande 101 et le rouleau d'entrainement étant conformés pour qu'il y ait complémentarité de formes entre les crans du rouleau d'entrainement et les crans de la bande de support 101. Dans une autre variante encore, la bande de support 101 pourrait déborder latéralement de la bande 100, être munie sur ses bords latéraux de perforations aptes à coopérer avec des picots d'entrainement formant saillie sur un rouleau d'entrainement. L'outil de lavage 3 est disposé à l'intérieur d'une structure de récupération du liquide de nettoyage, mobile, comprenant deux bras latéraux avant 12. Ces derniers délimitent une face de la structure de récupération, ouverte vers l'avant et débouchant sur la surface à nettoyer. Les bras latéraux 12 sont prolongés vers l'arrière par des cloisons latérales 13. Un fond 14 relie inférieurement les bras latéraux avant 12 et les cloisons latérales 13. Ce fond 14 est délimité supérieurement par une bâche 27 présentant une forme générale incurvée vers le bas, et il est muni d'un orifice d'évacuation 15 à relier à une canalisation de collecte 16 du liquide de nettoyage (en vue de sa réutilisation par l'outil de lavage 3, ou de son traitement avant rejet).La structure de récupération est de préférence fermée sur le dessus par une cloison supérieure, non représentée sur les dessins, et à l'arrière par une cloison arrière comme cela sera précisé dans la suite, pour constituer ainsi une cabine débouchant par une face sur la surface à nettoyer. On assure, par un plaquage étanche sur la surface à nettoyer des bras latéraux avant 12 et du bord avant du fond 14, la récupération de la quasi-totalité du liquide de nettoyage projeté par l'outil de lavage 3. Les bras latéraux avant 12 et le bord avant du fond 14 sont souples, de manière à pouvoir se déformer lors du plaquage contre la surface à nettoyer pour l'obtention de l'étanchéité requise, sans pour autant risquer d'endommager la surface à nettoyer. Le fond 14 est supporté, dans l'exemple décrit, par le châssis précité, auquel est relié l'outil de lavage 3. Ce châssis, rigide, présente une partie avant s'étendant horizontalement, prolongée à l'arrière et vers le haut par une partie arrière s'étendant verticalement. Plus particulièrement, la partie arrière du châssis comporte deux montants latéraux 17, verticaux, réunis supérieurement par une traverse horizontale 38, et la partie avant comporte deux branches horizontales 18, parallèles, prolongeant inférieurement chacune un montant latéral 17, et réunies à leur extrémité avant par une traverse horizontale 19. Les branches 18 et les montants latéraux respectifs 17 forment à leur jonction des portions coudées, que relie une traverse horizontale 26.Le châssis est fixé par tout moyen connu de l'homme du métier (et non représenté) à une structure porteuse telle qu'un bras télescopique orientable monté sur un véhicule, adaptée à déplacer le dispositif de nettoyage 1 sur la surface à nettoyer. Chaque bras latéral avant 12 est constitué, conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, par un boudin gonflable s'articulant à son extrémité inférieure sur le bord avant du fond 14, de manière à pouvoir pivoter dans un plan vertical et épouser la forme de la surface à nettoyer quelle que soit la position relative du dispositif de nettoyage 1 et de la surface à nettoyer. Le bord avant du fond 14 est constitué dans la réalisation des figures 1 à 3 par un boudin gonflable 33. Ce dernier s'étend longitudinalement entre les bras latéraux avant 12. La bâche 27 du fond 14 est fixée par son bord avant au boudin gonflable 33, s'étend vers l'arrière entre les branches 18 du châssis puis se prolonge vers le haut entre les montants 17 pour former la cloison arrière précitée de la structure de récupération. La bâche 27 est fixée par son bord arrière à la traverse horizontale supérieure 38 du châssis et par ses bords latéraux aux cloisons 13. La bâche 27 est en outre reliée à un boudin gonflable 25 s'étendant entre les montants 17 à leur base et prenant appui sur la traverse horizontale 26. Une barre de pressage horizontale 28 maintient la bâche 27 incurvée vers le bas, sur sa partie s'étendant entre les branches 18, pour former une cuvette dirigeant le liquide de nettoyage vers l'orifice d'évacuation 15. La barre 28 s'étend pratiquement dans le même plan que les branches 18, à l'aplomb de l'axe de l'orifice d'évacuation 15, et elle est reliée à ses extrémités axiales au châssis par deux branches 29. La longueur de la barre 28 est légèrement inférieure à l'écartement des branches 18. Les branches 29 sont fixées aux montants latéraux 17 en des points de fixation 30 situés légèrement au-dessus du boudin gonflable 25, de sorte qu'elles maintiennent ce dernier en appui sur la traverse 26. Chaque cloison latérale 13 est reliée par son bord avant à un bras latéral 12 et par son bord arrière à un montant latéral 17, et présente la déformabilité nécessaire pour autoriser un pivotement du bras latéral 12 auquel elle est reliée dans un plan vertical, lorsque le dispositif 1 est déplacé sur la surface à nettoyer. Les cloisons latérales 13 sont réalisées par tout moyen connu de l'homme du métier, par exemple à l'aide de toiles reliées à des dispositifs tensionneurs, de toiles en matériau élastomère ou de structures semi-rigides de type soufflet plié en accordéon. On a référencé 31 les bords supérieurs des cloisons latérales 13. Ces bords 31 s'étendent de préférence à une hauteur plus élevée que celle de l'orifice de sortie de la buse 4, de manière à récupérer au mieux les éclaboussures provenant de l'impact du jet émis par la buse 4 sur la surface à nettoyer. Le fond 14 est délimité inférieurement par une bâche 51 s'étendant sous la bâche 27. Cette bâche 51 est fixée par son bord avant au boudin gonflable 33 et par son bord arrière au boudin gonflable 25, et repose sur la traverse horizontale avant 19 du châssis. Avantageusement, conformément au deuxième exemple de réalisation représenté sur les figures 4A à 4C, le bord avant du fond 14, à appliquer contre la surface à nettoyer, est constitué par une juxtaposition de boudins gonflables 21, 22, 23, 24, s'étendant à peu près rectilignement parallèlement à l'axe longitudinal du fuselage 2, présentant des diamètres respectifs croissant vers l'arrière, en éloignement de la surface à nettoyer. Les boudins 22, 23 et 24 se situent entre les bâches 27 et 51, ces dernières étant reliées par leur bord avant au boudin 21 de plus petit diamètre. On obtient grâce à l'utilisation de plusieurs boudins, au lieu d'un seul comme décrit précédemment, une plus grande déformabilité du bord avant du fond 14, facilitant le pivotement des bras latéraux 12 et le suivi de la courbure de la surface à nettoyer lorsque le dispositif 1 se déplace sur cette dernière. Chaque bras latéral 12 est relié à son extrémité supérieure au châssis par un mécanisme presseur, propre à exercer une force tendant à le plaquer contre le fuselage 2. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, le mécanisme presseur comporte deux vérins 40, articulés chacun à une extrémité en 41 à un montant latéral arrière 17 et à l'autre extrémité, en 42, à l'extrémité supérieure d'un bras latéral avant 12. En actionnant les vérins 40 on peut rapprocher ou éloigner les points d'articulation 41 et 42 et ainsi presser l'extrémité supérieure des bras latéraux 12 contre le fuselage 2. Le mécanisme presseur de l'exemple de réalisation des figures 4A à 4C comporte deux bielles dont on a référencé 45 et 46 les axes longitudinaux. Ces bielles sont articulées chacune (en 47 et en 48) à un bras latéral 12 et à la traverse supérieure 38, et elles sont reliées entre elles par une articulation 44. Des moyens de rappel élastiques 50 exercent sur les deux bielles un couple tendant à les écarter, avec pour résultat un plaquage de la partie supérieure des bras latéraux 12 contre le fuselage 2. Le fonctionnement du dispositif de nettoyage conforme à la deuxième réalisation de l'invention va être décrit en référence aux figures 4A à 4C. Le fonctionnement du dispositif conforme à la première réalisation de l'invention est analogue. Sur la figure 4A, le bras télescopique à l'extrémité 53 duquel sont fixés les montants 17 du châssis est positionné pour permettre le nettoyage de la partie supérieure du fuselage 2. Les bras latéraux avant 12 s'étendent obliquement vers le haut en éloignement des montants latéraux arrière 17 et sont maintenus au contact du fuselage 2 par l'action des couples de bielles d'axes 45, 46. Le boudin gonflable 21 s'étend au contact du fuselage 2. Pour nettoyer la partie médiane du fuselage 2, comme représenté sur la figure 4B, le bras télescopique est déplacé vers le bas. On veille à maintenir le boudin 21 au contact du fuselage 2. Les bras latéraux 12 se sont redressés dans cette action pour suivre le contour du fuselage 2.Pour nettoyer la partie inférieure du fuselage 2, le dispositif de nettoyage est descendu davantage ; le boudin 21 est toujours appliqué contre le fuselage 2 ; les bras latéraux 12 ont pivoté vers l'arrière comme représenté sur la figure 4C. On notera que le débattement angulaire des bras latéraux avant 12 peut atteindre 90" comme le montre l'examen comparé des figures 4A et 4C. Le dispositif reste en place, entre deux déplacements consécutifs, pendant une durée suffisante pour que l'outil de lavage 3 ait le temps de balayer l'espace défini sur la surface à nettoyer entre les bras latéraux avant 12. Simultanément à l'action de la buse 4, ou postérieurement à celleci, le frotteur 112 est amené au contact de la surface à nettoyer et la bande 100 entraînée en rotation sur les rouleaux. Dans le cas où le frotteur 112 est solidaire de la buse 4, celui-ci se déplace parallèlement à lui-même lorsque l'outil de lavage 3 est déplacé sur le fuselage 2. Lorsque le dispositif de nettoyage nettoie la partie supérieure du fuselage 2, la bande 100 vient alors au contact du fuselage 2 par sa portion située entre le fuselage 2 et le rouleau presseur 105 comme représenté sur la figure 6A. Lorsque le dispositif de nettoyage est descendu, comme représenté sur la figure 6B, la bande 100 vient au contact du fuselage 2 par sa portion s'étendant entre les rouleaux 102 et 105.Enfin, lorsque le dispositif 1 nettoie la partie inférieure du fuselage 2, la bande 100 vient au contact de ce dernier par sa portion s'étendant entre le rouleau 102 et le rouleau 103, comme représenté sur la figure 6C. Bien entendu, I'invention ne se limite pas aux deux exemples de réalisation décrits. On peut notamment remplacer tous les boudins gonflables par des boudins en mousse. Toutefois, I'utilisation de boudins gonflables permet de diminuer l'encombrement du dispositif de nettoyage hors de ses périodes d'utilisation. L'invention permet de délimiter avec précision la zone de nettoyage, sans risque d'endommagement de la surface à nettoyer, grâce au contact pneumatique souple procuré par la structure de récupération ; on peut équiper le dispositif de nettoyage de détecteurs de proximité afin de diminuer encore davantage le risque d'endommagement de la surface à nettoyer lors du plaquage contre celle-ci du dispositif de nettoyage, en cas de fausse manoeuvre par exemple. REVENDICATIONS 1/ Dispositif (1) pour le nettoyage d'une surface courbe, telle qu'un fuselage d'avion (2) ou une coque de navire, ce dispositif comprenant un outil de lavage (3) pour projeter un liquide de nettoyage sur ladite surface, caractérisé en ce que l'outil de lavage (3) est disposé à l'intérieur d'une structure, mobile, de récupération du fluide de nettoyage, cette structure comprenant:: deux bras latéraux avant (12) souples et déformables, à plaquer contre ladite surface, délimitant latéralement une face de la structure de récupération, ouverte vers l'avant et au travers de laquelle ledit liquide de nettoyage est projeté, deux cloisons latérales (13) déformables, prolongeant chacune vers l'arrière un bras latéral (12), un fond (14) reliant inférieurement les bras latéraux (12) et les cloisons latérales (13), ce fond (14) étant muni de moyens (15) pour l'évacuation du liquide de nettoyage et étant relié aux bras latéraux (12) de façon articulée, pour autoriser un pivotement des bras latéraux (12) dans un plan vertical et leur permettre d'épouser la forme de ladite surface à nettoyer lorsque le dispositif parcourt cette dernière. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras latéral avant (12) est constitué par un boudin gonflable. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fond (14) comporte une bâche (27) supportée par une ossature constituée de boudins gonflables (33, 25 ; 21, 22, 23, 24, 25). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque bras latéral avant (12) est relié à son extrémité supérieure à un chassis rigide du dispositif par l'intermédiaire d'un organe déformable (40 44, 45, 46, 50) apte à exercer sur ce bras un couple tendant à le plaquer sur ladite surface à nettoyer. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fond (14) présente un bord avant à presser sur la surface à nettoyer, constitué par une juxtaposition de boudins gonflables horizontaux (21, 22, 23, 24) présentant des diamètres respectifs décroissant en rapprochement de la surface à nettoyer. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'outil de lavage (3) comporte au moins une buse (4) propre à diriger un jet de liquide de nettoyage vers ladite surface à nettoyer et des moyens (5, 9, 10) propres à orienter ladite buse (4) de manière à maintenir un angle d'incidence constant dudit jet sur ladite surface. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'outil de lavage comporte un frotteur et des moyens pour déplacer ledit frotteur sur la surface à nettoyer. 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit frotteur comporte une bande en un matériau spongieux disposée en boucle sur un mécanisme d'entraînement et de lavage de la bande. 9/ Véhicule comportant un bras télescopique orientable à l'extrémité duquel est fixé un dispositif tel que défini dans l'une des revendications précédentes.