Brevet FR2729995A1 — publié le 19960802

DISPOSITIF MITToTI(m Dl PAROIS DE BASSINS Il ZAU BT WOTAYXEXT Dl PISCINES La présente invention a pour objet un dispositif nettoyeur de parois de bassins en eau et notamment de piscines, par aspiration, mobile en déplacement avec des trajets aléatoires. On connaît de nombreux appareils de nettoyage qui permettent de programmer un nettoyage automatique des parois d'une piscine afin de libérer l'utilisateur de cette corvée. Le principe général connu consiste à prévoir un engin immergé qui se déplace sur le fond et sur les parois latérales du bassin avec des trajets étudiés, le fonctionnement étant prévu, de préférence la nuit ou pendant les heures pendant lesquelles le bassin est inutilisé, de façon que l'opération évite de perturber la bonne jouissance de l'installation. L'engin est généralement relié à une source d'énergie, par exemple de l'électricité basse tension, 12 ou 24 volts, grâce à un câble ou à un système de pompage extérieur au bassin, grâce à un tuyau flexible. Le bassin peut ainsi être nettoyé régulièrement et même si il se trouve ouvert sur l'extérieur, les particules polluantes comme les feuilles, le sable ou l'herbe, sont retirées suffisamment régulièrement pour éviter tout encrassement. On connaît plusieurs engins décrit dans des demandes de brevet et brevets. C'est ainsi que le brevet US-A-4 168 557 décrit un nettoyeur de piscine qui comprend un châssis formant bac dans lequel sont disposés deux moteurs électriques, le premier assurant la motricité du châssis et ses déplacements grâce à des chenilles et le second entraînant une aube d'une pompe qui crée une aspiration. Un filtre est interposé sur le trajet de circulation de 1Seau pompée afin de retenir mécaniquement les particules indésirables et de rejeter de l'eau exempte de particules de dimensions supérieures à celles du seuil de coupure du filtre. Un rouleau d'extrémité est prévu sur toute la largeur de l'engin, transversalement et à chacune des extrémités. Ces rouleaux sont en mousse et équipés de poils de brosse, ils sont entraînés par les chenilles et sont synchrones avec elles. Un flotteur assure le positionnement correct de l'engin et évite le retournement lorsque celui-ci monte le long des parois latérales et se décroche par une rupture d'aspiration due à un arrêt de la pompe par exemple à l'aide de la programmation. On connaît également un engin immergé de nettoyage de piscine divulgué dans la demande de brevet FR-A-2 567 552. Cet engin est composé d'éléments sensiblement identiques à ceux de l'engin de l'art antérieur précédemment décrit. La motorisation est différente en ce sens que les rouleaux assurent la motricité puisque les chenilles sont supprimées et remplacées par une courroie de transmission du moteur vers lesdits rouleaux. Dans ce document il est également prévu un perfectionnement dans le pilotage des déplacements de l'engin au fond de l'eau grâce à des électro-aimants et des doigts dont la mise en saillie est pilotée par lesdits électroaimants. La mise en saillie de l'un de ces doigts provoque un pivotement de l'engin autour du point de contact du doigt avec le fond de la piscine. Un tel perfectionnement permet un pilotage manuel et donc un guidage de l'engin au fond de l'eau grâce à un moyen de commande adapté tel qu'une télécommande par fil par exemple. De tels engins de l'art antérieur fonctionnent et ont pu renforcer l'intérêt de tels nettoyeurs mais ils présentent néanmoins des inconvénients. C'est ainsi que l'on a pu constater que les rouleaux qui sont montés sur des arbres transversaux fixes en inclinaison et tournant dans des paliers aux extrémités ne permettent pas toujours une bonne adaptation aux profils de plus en plus complexes des bassins et notamment des piscines mais il en est de même pour les aquariums de grandes dimensions. De plus, il paraît intéressant de renforcer la fiabilité de ce type de matériel qui est soumis à un fonctionnement relativement intense surtout lorsque la fréquentation ou l'utilisation est saisonnière, ce qui conduit à essayer de diminuer le nombre d'éléments mis en oeuvre. De plus les bassins doivent non seulement voir les particules polluantes aspirées mais les parois comme le fond doivent être brossés efficacement pour éviter tout encrassement trop rapide, ce qui permet en outre de diminuer les quantités ou même d'éviter la présence régulière d'agents de traitement dans l'eau. Il est donc intéressant de prévoir trois fonctions essentielles pour les nettoyeurs immergés - le déplacement aléatoire dans le bassin, fond et parois comprises, - l'aspiration de l'eau avec les particules avec un séparation par filtration de ces particules et stockage de celles-ci, et - le brossage mécanique des zones parcourues. C'est le but de la présente invention de proposer un dispositif qui remplit ces trois fonctions, dont l'agencement renforce la fiabilité, et dont la motricité est performante par la combinaison de chenilles, de rouleaux et d'un montage articulé de ces rouleaux sur des bras articulés, ce qui confère à ces rouleaux une excellente adaptabilité. Un tel dispositif selon son mode de réalisation préférentiel conserve les avantages des engins de l'art antérieur, c'est ainsi que l'accessibilité au volume interne de stockage est aisée, la filtration est assurée par des chaussettes filtrantes amovibles dont le seuil de coupure est adapté en fonction des applications, le trajet est aléatoire avec un pilotage programmé en temps et le déplacement le long des parois verticales ou fortement inclinées est obtenu par l'effet de dépression généré par l'aspiration. A cet effet, le dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau, notamment de piscine, selon l'invention comprend un châssis équipé de moyens moteurs avec des moyens d'alimentation en énergie ainsi que d'une chambre technique, des moyens d'aspiration de l'eau par la face inférieure dudit châssis et des moyens de filtration mécanique de l'eau ainsi aspirée et des moyens de rejet de l'eau et de stockage des particules retenues, des moyens de pilotage aléatoire du déplacement dudit châssis, et ce dispositif se caractérise en ce qu'il comprend au moins deux chenilles latérales entraînées par les moyens moteur et deux rouleaux transversaux mixtes d'extrémité, revêtus et entraînés en rotation par lesdites chenilles, le châssis reposant essentiellement sur ces chenilles et la vitesse périphérique développée desdits rouleaux étant différente de la vitesse linéaire d'avance du châssis de façon à assurer un effet de brossage et temporairement une fonction motrice. Selon une autre caractéristique, la vitesse périphérique développée desdits rouleaux est supérieure à la vitesse linéaire d'avance du châssis. Sur une surface parfaitement plane, les chenilles sont en appui sur cette surface et la périphérie de chacun des rouleaux est sensiblement tangente à ladite surface, aux efforts de frottement près, nécessaires pour un brossage efficace en fonction de la nature du revêtement des rouleaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, les rouleaux sont montés sur des axes dont les extrémités sont articulées dans des bras indépendants, eux-mêmes articulés par rapport au châssis de façon à permettre un débattement angulaire et en inclinaison de chacun des rouleaux par rapport au plan passant par le fond du châssis. Plus particulièrement, l'agencement du nettoyeur prévoit que les bras comprennent des galets tendeurs disposés en sorte que chacune des chenilles reste tendue y compris durant les pivotements de l'un ou des deux bras par rapport au châssis. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens moteurs et les moyens d'aspiration comprennent un moteur électrique unique commun alimenté par un câble en basse tension, avec un arbre dont l'une des extrémités comprend un pignon d'entraînement prévu pour coopérer avec l'une des chenilles et dont l'autre extrémité est solidarisée à une aube d'une turbine disposée dans la chambre technique, en aval des moyens de filtration mécanique et en amont d'une bouche d'évacuation ménagée dans l'une des parois de ladite chambre technique. De façon à générer un couple de pivotement, le moteur est décentré afin que le centre de gravité réel soit décalé par rapport au centre de poussée géométrique correspondant au centre de poussée de la force d'Archimêde. Selon une autre caractéristique, l'aube de la turbine est à pales auto-orientables afin d'aspirer et de faire circuler l'eau toujours dans le même sens, quel que soit le sens de rotation du moteur électrique. Les moyens de pilotage comprennent, quant à eux, au moins un programmateur de temps et un inverseur de polarité, ledit programmateur assurant l'inversion de polarité d'alimentation du moteur donc son sens de rotation, suivant des périodes de temps prédéterminées cycliques. Les moyens de pilotage comprennent une programmation avec les périodes de temps définissant les cycles suivants - 30 s avec un sens de rotation, - 60 s avec le sens inverse du précédent, - 90 s avec le sens inverse du précédent, - 120 s avec le sens inverse du précédent, et - tous les cinq cycles, 260 s avec le sens inverse du sens du cycle précédent. La présente invention est maintenant décrite en détail selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, qui permet d'illustrer les avantages énoncés ci-avant, ladite description étant établie en regard des dessins annexés sur lesquels les figures suivantes représentent - figure 1, une vue en élévation latérale du dispositif selon l'invention, - figure 2, une vue de dessus du dispositif de la figure 1, - figure 3, une vue simplifiée du dispositif avec une coupe suivant une ligne 3-3 de la figure 1, faisant apparaître la chambre technique et de stockage, - figure 4, une vue en élévation latérale avec arrachement partiel des chenilles motorisées avec les rouleaux mixtes de brossage et de motricité complémentaire, - la figure 5 est une vue schématique exagérée du montage à rotation et articulé des rouleaux mixtes sur les bras latéraux des chenilles motorisées, et - la figure 6 est une demi-vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 3, après fonctionnement, ce qui fait apparaître les particules collectées. Sur les différentes figures, on a représenté le dispositif de nettoyage selon l'invention qui comprend un châssis 10, équipé de moyens moteurs 12 avec des moyens d'alimentation en énergie 14 ainsi que d'une chambre technique 16, des moyens d'aspiration de l'eau 18 par la face inférieure dudit châssis et des moyens de filtration mécanique 20 de l'eau ainsi aspirée et des moyens de rejet 22 de l'eau et de stockage 24 des particules retenues, des moyens de pilotage aléatoire 26 du déplacement dudit châssis. Selon l'invention et plus particulièrement représenté sur les figures 1 et 2, on remarque la composition en trois parties essentielles du châssis avec la chambre technique 16 et de stockage 24, les deux chenilles latérales 28 des moyens moteurs et les deux rouleaux transversaux mixtes 30. Les moyens moteurs comprennent un moteur électrique unique 32, logé dans la chambre technique, disposé décentré par rapport au centre géométrique du châssis. Ce moteur est disposé de façon transversale par rapport à la direction de déplacement symbolisée par la double flèche 33 et il possède un arbre unique 34 avec une première et une seconde sorties 36 et 38 respectivement. Les deux chenilles latérales 28 sont parfaitement symétriques et comprennent chacune une paire de bras 40, également symétriques. Chacun de ces bras 40 comprend un support principal 42, articulé par rapport au châssis 10 autour d'un axe 44 et supporte un pignon 46, monté à rotation autour d'un axe 48. Il est en outre disposé un galet tendeur 50, monté à rotation autour d'un axe 52 solidaire d'un levier 54 fixe en position angulaire par rapport au support principal par un pion fixe 56. Un pignon d'entraînement 58 est fixé sur la première sortie 36 de l'arbre moteur 34 et un pignon symétrique 60, est monté libre en rotation par rapport au châssis, tous deux dans l'alignement des galets et pignons des bras 40 d'une même chenille latérale. Chacune des chenilles latérales est complétée par l'organe moteur proprement dit, à savoir une courroie 62, crantée intérieur et extérieur dans le mode de réalisation représenté, pour éviter tout patinage. Cette courroie 62 ainsi que cela est particulièrement représenté sur la figure 4, est tendue en passant sous le pignon moteur 58 ou sous le pignon 60 symétrique, passe par dessus les galets tendeurs 50, tourne autour des pignons 46 puis passe sous la partie inférieure 64 du châssis, dans un chemin de glissement venu de moulage et non représenté pour des raisons de clarté des dessins et bien connu pour ce type de dispositif. On remarque le positionnement de l'axe de rotation des bras et les différents rapports de dimensions en sorte que toute rotation du support principal 42, dans les débattements autorisés par les formes du châssis, évite, grâce également au galet tendeur, toute diminution de la tension pouvant conduire au désengagement et/ou au patinage de la courroie 62. Des carters 66 sont rapportés sur chacun des bras afin de conférer au dispositif une forme esthétique faisant oublier les composants mécaniques au profit du service rendu. Ces carters ont également un rôle technique important dans le sens où il évite la pénétration de corps étrangers dans les articulations qui viendraient à entraver le bon fonctionnement de ce dispositif. Entre chacune des deux paires de pignons 46 des deux chenilles latérales, symétriques par rapport à la direction d'avancement 33, on trouve un rouleau mixte 30. Ces rouleaux comprennent un corps, solidaire des deux pignons 46, avec un revêtement 70, composé dans le mode de réalisation préférentiel de lamelles radiales 71 montées en quinconce, en matériau composite polymère/élastomère présentant une certaine raideur mais en même temps un bon coefficient de frottement. Le diamètre de ces rouleaux est tel que la périphérie, c'est-à-dire la surface engendrée par les extrémités des lamelles, vient au contact du plan passant par la face inférieure des courroies 62, sous la face inférieure 64 du châssis, en position normale sur une surface parfaitement plane, comme cela est bien représenté sur la figure 4. Le diamètre des pignons 46 est tel que les rouleaux mixtes ont une vitesse développée, dans le mode de réalisation représenté, supérieure à la vitesse linéaire de déplacement du châssis 10, afin qu'il se produise un effet de brossage par vitesse différentielle entre la périphérie des rouleaux et la vitesse de progression du dispositif par rapport à la surface sur laquelle il se déplace. Les moyens d'alimentation en énergie comprennent, de façon connue un câble de liaison 71 avec des flotteurs, un transformateur 72 qui génère un courant basse tension de préférence du 12 volts, à partir du courant du secteur. Ce transformateur est placé sur le bord de la piscine, à une distance règlementaire définie par les normes en vigueur. Les moyens de pilotage 26 comprennent des cartes électroniques schématiquement représentées sur la figure 1 et programmées ainsi que cela sera décrit ultérieurement lors des détails sur le mode de fonctionnement. Les moyens d'aspiration 18 comprennent une aube 74 de turbine solidaire de la seconde extrémité 38 et tournant dans une volute 76 adaptée dont les formes sont bien connues et ne font pas partie de la présente invention. Les pales de l'aube sont auto-orientables afin de provoquer une aspiration et une circulation de l'eau aspirée dans le même sens, quel que soit le sens de rotation de l'arbre d'entraînement 38. Les moyens d'aspiration sont complétés par des ouvertures 77, ainsi que représenté sur la figure 6, ménagées sous la face inférieure de la chambre technique. De telles ouvertures ont des dimensions étudiées en fonction du débit et de la dépression engendrés par la turbine. Les moyens de filtration mécanique 20 comprennent deux filtres comportant chacun un manchon 78 muni de fentes de passage de l'eau aspirée, recouvert d'une chaussette filtrante 80, dont le seuil de coupure est adapté aux particules que le dispositif est susceptible de rencontrer. Les moyens de rejet 22 comprennent une bouche d'évacuation 82, filetée qui reçoit un écrou 83 qui assure en même temps la fixation du couvercle 84 sur la chambre technique 16 du châssis 10. Les moyens de stockage 24 sont constitués dans l'exemple représenté par la chambre technique elle-même, dont le volume est en grande partie disponible puisqu'elle ne contient que les deux filtres et le moteur, sans autre élément en saillie. Les moyens de pilotage 26 comprennent un temporisateur ainsi qu'un inverseur de polarité, non représenté mais à la portée de l'homme de l'art. La programmation comprend dans le mode de réalisation proposé les cycles suivants - 30 s avec un sens de rotation, - 60 s avec le sens inverse du précédent, - 90 s avec le sens inverse du précédent, - 120 s avec le sens inverse du précédent, et - tous les cinq cycles, 260 s avec le sens inverse du sens du cycle précédent. Ainsi, compte tenu des obstacles rencontrés comme les parois, les zones angulaires du bassin ou la surface de l'eau, les cycles permettent une couverture de l'ensemble de la surface à nettoyer. Un perfectionnement est représenté sur la figure 5. Il consiste à réaliser un montage des extrémités des axes 48 dans les supports principaux 42 avec une tête rotule, ce qui autorise une inclinaison du rouleau en cas de besoin, avec un angle L, fortement exagéré sur cette figure 5. Le dispositif selon l'invention fonctionne ainsi que cela est décrit ci-après. L'utilisateur met le dispositif dans l'eau du bassin et la flottabilité du dispositif à vide est sensiblement neutre avec une tendance négative afin de couler jusque sur le fond. Le câble d'alimentation sert de cordon ombilical tant pour l'alimentation que pour ramener le dispositif au bord du bassin une fois les cycles de nettoyage effectués. Le transformateur étant connecté, il alimente en basse tension le moteur suivant des cycles et des polarités gérés par les moyens de pilotage. La turbine aspire l'eau en permanence par les ouvertures 77, cette eau s'accumulant dans la chambre technique 14. Les particules sont retenues dans cette chambre et s'accumulent dans les moyens de stockage 24 au fond de ladite chambre tandis que l'eau passe à travers les chaussettes filtrantes et les fentes des manchons pour être mise en circulation par l'aube 74 de la turbine et rejetée à l'extérieur par la bouche 82. La dépression engendrée par l'aspiration permet de plaquer le dispositif sur la surface sur laquelle il progresse. Les courroies crantées 62 assurent le déplacement du dispositif sur la surface à nettoyer tandis que le revêtement 70 à ailettes 71 assure le brossage de la zone parcourue en amont et en aval par rapport au sens de progression. Cet effet de brossage très important est obtenu par le différentiel de vitesse des extrémités des ailettes par rapport à la surface, et cet effet se trouve complété par la nature souple et à fort coefficient de frottement des ailettes elles-mêmes. Dès que la surface présente un accident de terrain, les rouleaux peuvent prendre une certaine inclinaison qui assure un franchissement de l'obstacle. En effet, c'est le deuxième rôle de ces rouleaux mixtes que d'assurer une motricité dans certains cas difficiles, en complément des efforts générés par les chenilles. Cette capacité de franchissement est également très appréciée lorsque le dispositif doit progresser le long des parois verticales car les rouleaux, mobiles grâce aux bras articulés sur lesquels ils sont montés, permettent d'absorber cette zone angulaire tout en assurant un nettoyage optimal de cette zone. Bien entendu, ce montage est particulièrement apprécié lorsque les zones angulaires sont à section courbe car, dans ce cas, le nettoyage de la zone est total. Les chaussettes filtrantes sont de type réutilisable ou jetable en fonction des applications tandis que, après récupération du dispositif, les moyens de stockage des particules peuvent être vidés en ôtant le couvercle du dispositif après avoir dévissé l'écrou 83. En fin de cycle et une fois chargé des particules polluantes, le dispositif a une flottabilité négative mais la motricité et les qualités de brossage ne sont pas affectées puisque ces deux fonctions, bien que liées mécaniquement, sont fonctionnellement distinctes. RIVINDICATIONS 1. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau, notamment de piscine, comprenant un châssis (10) équipé de moyens moteurs (12) avec des moyens d'alimentation en énergie (14) ainsi que d'une chambre technique (16), des moyens d'aspiration (18) de l'eau par la face inférieure (64) dudit châssis et des moyens de filtration mécanique (20) de l'eau ainsi aspirée et des moyens de rejet (22) de l'eau et de stockage (24) des particules retenues, des moyens de pilotage (26) aléatoire du déplacement dudit châssis, caractérisé en ce que il comprend au moins deux chenilles latérales (28) entraînées par les moyens moteurs et deux rouleaux transversaux (30) mixtes d'extrémité, revêtus et entraînés en rotation par lesdites chenilles, le châssis (10) reposant essentiellement sur ces chenilles et la vitesse périphérique développée desdits rouleaux étant différente de la vitesse linéaire d'avance du châssis de façon à assurer un effet de brossage et temporairement une fonction motrice. 2. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse périphérique développée desdits rouleaux est supérieure à la vitesse linéaire d'avance du châssis. 3. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, sur une surface parfaitement plane, les chenilles (28) sont en appui sur cette surface et la périphérie de chacun des rouleaux (30) est sensiblement tangente à ladite surface, aux efforts de frottement près, nécessaires pour un brossage efficace en fonction de la nature du revêtement (70) des rouleaux. 4. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rouleaux (30) sont montés sur des axes (48) dont les extrémités sont articulées dans des bras indépendants (40, 42) eux-mêmes articulés par rapport au châssis (10) de façon à permettre un débattement angulaire () et en inclinaison de chacun des rouleaux par rapport au plan passant par le fond (64) du châssis. 5. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras (40, 42) comprennent des galets tendeurs (50, 52, 54) disposés en sorte que chacune des courroies (62) des chenilles (28) reste tendue y compris durant les pivotements de l'un ou des deux bras par rapport au châssis. 6. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens moteurs (12) et les moyens d'aspiration (18) comprennent un moteur électrique (32) unique commun alimenté par un câble (71) en basse tension, avec un arbre (34) dont l'une des extrémités (36) comprend un pignon (58) d'entraînement prévu pour coopérer avec la courroie (62) de l'une des chenilles (28) et dont l'autre extrémité (38) est solidarisée à une aube (74) d'une turbine disposée dans la chambre technique (16), en aval des moyens de filtration mécanique (20) et en amont d'une bouche d'évacuation (82). 7. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur (32) est décentré afin que le centre de gravité réel soit décalé par rapport au centre de poussée géométrique correspondant au centre de poussée de la force d'Archimède de façon à générer un couple de pivotement. 8. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'aube (74) de la turbine est à pales auto-orientables afin d'aspirer et de faire circuler l'eau toujours dans le même sens, quel que soit le sens de rotation du moteur électrique. 9. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (26) comprennent au moins un programmateur de temps et un inverseur de polarité, ledit programmateur assurant l'inversion de polarité d'alimentation du moteur donc son sens de rotation, suivant des périodes de temps prédéterminées cycliques. 10. Dispositif nettoyeur immergé de bassin en eau selon la revendication 9, caractérisé en ce que les périodes de temps comprennent les cycles suivants - 30 s avec un sens de rotation, - 60 s avec le sens inverse du précédent, - 90 s avec le sens inverse du précédent, - 120 s avec le sens inverse du précédent, et - tous les cinq cycles, 260 s avec le sens inverse du sens du cycle précédent.