Brevet FR2759572A1 — publié le 19980821

L'invention se rapporte à une brosse cylindrique à commande électrique, destinée à un outil de nettoyage par aspiration et comprenant un corps de base extérieur cylindrique qui est muni de soies, qui est monté rotatif dans des paliers disposés sur les côtés extrêmes de ce corps de base et qui est entraîné en rotation autour de l'axe de symétrie de ce dernier par une commande électrique qui est disposée à l'intérieur dudit corps de base. DE-C 519 890 décrit un outil de nettoyage équipé d'une brosse cylindrique et se raccordant au flexible d'un aspirateur, dans lequel le corps de base de la brosse cylindrique constitue un rotor extérieur d'un moteur électrique. En raison de sa fonction de rotor extérieur, l'enveloppe de base de la brosse doit être fabriquée en matière magnétique douce convenable, ce qui est coûteux et rend la réalisation difficile. De plus, il faut que la commande soit en conséquence puissante pour obtenir un couple de rotation suffisant, ce qui rend nécessaire une arrivée coûteuse de courant. Lorsque la garniture formée des soies de la brosse est usée, il faut échanger le rotor avec le stator, ce qui consomme beaucoup de matière et qui est coûteux. L'invention a pour objet la création d'une brosse cylindrique de conception simple, facilement interchangeable et équipée d'une commande électrique puissante. Selon une particularité essentielle de l'invention, les paliers sont disposés dans des plaques de montage qui obturent les côtés extrêmes du corps de base et la commande électrique constituée d'un moteur est tenue à l'intérieur du corps de base entre les plaques de montage, l'arbre de sortie du moteur entraînant un engrenage intérieur disposé entre les plaques de montage. Un moteur électrique complet constituant un module de commande autonome est disposé dans le corps de base, ce moteur étant tenu entre les plaques de montage et son arbre de sortie entraînant un engrenage intérieur. La disposition de l'engrenage permet d'utiliser des moteurs électriques de conception simple, tournant rapidement, la démultiplication de l'engrenage permettant de prescrire une vitesse circonférentielle voulue de la brosse cylindrique avec un couple de rotation suffisant. L'engrenage est de préférence de type à planétaire qui a un faible encombrement, dont la démultiplication est grande et qui peut transmettre de grands couples de rotation. L'engrenage est situé de préférence entre le moteur électrique et une plaque de montage, les roues satellites étant montées en position fixe sur cette plaque, de sorte que celle-ci peut être utilisée pour la transmission du couple de rotation à la brosse cylindrique. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, une batterie d'accumulateurs est disposée dans le corps de base de la brosse cylindrique, de sorte que celle-ci peut être commandée indépendamment du réseau électrique extérieur. L'utilisation d'un engrenage démultiplicateur permettant d'utiliser des moteurs tournant rapidement et consommant peu de courant, une petite batterie d'accumulateurs disposée dans le corps de base de la brosse permet d'obtenir une durée de service satisfaisante. Il s'est de plus révélé que le poids du moteur ainsi que de la batterie d'accumulateurs exerce une charge pondérale uniforme sur les soies de la brosse, de sorte que ces appareils forment une trace régulière de nettoyage et peuvent aussi s'utiliser avantageusement en cireuses. Des trous d'aspiration d'air sont avantageusement prévus, en particulier à proximité d'une entretoise, pour assurer un refroidissement suffisant dans le corps de base de la brosse cylindrique. Des déflecteurs internes convenables font tourbillonner et transportent axialement l'air pénétrant par les trous d'aspiration dans le corps de base, de sorte que cet air peut s'échapper par des trous de sortie placés dans les plaques de montage. L'invention va être décrite à titre d'exemple en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'une brosse cylindrique à commande électrique qui est montée dans un outil de nettoyage par aspiration, la figure 2 est une représentation semblable à celle de la figure 1, comprenant une batterie d'accumulateurs disposée à l'intérieur de la brosse cylindrique et servant d'alimentation en énergie, la figure 3 est une représentation analogue à celle de la figure 2, comprenant une ventilation interne de la brosse cylindrique, la figure 4 est une coupe transversale schématique d'une brosse cylindrique à l'emplacement de la batterie d'accumulateurs. La brosse cylindrique 2 à commande électrique que comprend l'exemple de réalisation de la figure 1 est illustrée schématiquement à sa position de montage dans l'enveloppe d'un outil 1 de nettoyage par aspiration. L'enveloppe est sensiblement fermée et se compose de flasques latéraux 3, 4, d'une partie supérieure 5 et d'un fond 6 qui comporte une fente d'aspiration 7. Les soies 8 de la brosse 2 pénètrent dans la fente 7 pour nettoyer un revêtement de sol dur ou textile 10. L'outil de nettoyage 1 prend appui sur le sol par des roulettes 9. La brosse cylindrique 2 se compose essentiellement d'un corps de base cylindrique 12 qui supporte les soies 8 et qui est rotatif autour de son axe de symétrie longitudinal 11. Des paliers 15, 16 qui sont disposés à cette fin dans les côtés extrêmes 13, 14 du corps de base cylindrique tubulaire 2 sont tenus essentiellement dans des plaques de montage 17, 18 qui obturent de préférence les côtés extrêmes 13, 14 du corps de base 12 de la brosse cylindrique 2. Un moteur électrique 20 est prévu à l'intérieur du corps de base 12 entre les plaques de montage 17 et 18 pour l'entrainement en rotation de la brosse 2. Le moteur électrique 20 entraîne la brosse 2 par l'intermédiaire d'un engrenage 19 qui est de préférence de type à planétaire. Les pignons satellites 21 montés rotatifs sur la plaque de montage 18 engrènent avec la couronne 22 à denture intérieure qui est fixée immobile en rotation au stator du moteur électrique 20 au moyen de vis 23 ou d'organes analogues de fixation. Le pignon planétaire 24 de l'engrenage 19 est monté sur l'arbre de sortie 25 qui passe dans un palier 16 disposé dans la plaque de montage 18. L'extrémité libre 26 de l'arbre de sortie 25 forme un bout d'arbre qui pénètre dans une plaque de montage 27 qui est fixée sur le côté intérieur du flasque 4. L'arbre de sortie 22 est immobilisé axialement dans la plaque de montage 18 au moyen d'un organe d'arrêt 28. L'engrenage à planétaire 19 est situé à l'intérieur d'un godet cylindrique 29 dont le fond est formé par la plaque de montage 18. L'engrenage 19 est disposé entre la plaque de montage 18 et le moteur électrique 20. La plaque de montage 18 comporte sur le côté tourné à l'opposé de celui du moteur 20 un prolongement cylindrique d'enclenchement 30 dont le diamètre extérieur correspond à celui du godet 29. Celui-ci et le prolongement 30 forment donc un composant cylindrique de diamètre extérieur constant, dans le centre axial duquel se trouve la plaque de montage 18. Le prolongement d'enclenchement 30 forme au moins une languette d'enclenchement 31 orientée axialement et dont un ergot d'enclenchement 32 qu'elle comporte à l'extrémité extérieur libre pénètre dans un logement 33 du corps de base 12. Le logement d'enclenchement 33 est prévu à proximité du côté extrême 14 sur le côté intérieur du corps de base 12. L'exemple de réalisation de la figure 1 ne représente qu'une seule languette 31; plusieurs, par exemple trois languettes sont de préférence prévues à la circonférence du prolongement d'enclenchement 30. Lorsque plusieurs languettes sont prévues, elles sont de préférence réparties régulièrement à la circonférence du prolongement 30. La plaque de montage 18 est située avec le godet de logement 29 et le prolongement d'enclenchement 30 totalement à l'intérieur du corps de base 12 de la brosse, le côté extrême du prolongement 30 étant situé sensiblement dans un plan avec le côté extrême 14 de ce corps 12. Le couple de rotation du moteur électrique 20 se transmet au corps de base 12 par le pignon planétaire 20 et les pignons satellites 21 à la plaque de montage 18 qui, de son côté, est solidarisée en rotation avec le corps de base 12 par les languettes d'enclenchement 31. Il peut être prévu, pour éviter que des dégâts soient causés au moteur électrique et à l'engrenage à planétaire 19, que les languettes d'enclenchement 31 soient élastiques de manière que le couple de rotation transmissible soit limité. Lorsqu'un couple de rotation maximal admissible est dépassé, les ergots d'enclenchement 32 glissent hors du logement 33, car les languettes 31 peuvent fléchir élastiquement, de sorte que l'arbre de sortie 25 du moteur 20 peut continuer de tourner bien que la brosse cylindrique 12 soit bloquée. La plaque de montage 17 disposée à l'autre extrémité du corps de base 12 en obture à la manière d'un couvercle le côté extrême 13 qui est en appui contre un épaulement 34 de cette plaque qui déborde légèrement de l'enveloppe extérieure de la brosse cylindrique 2. La plaque de montage 17 supporte à l'extrémité interne 35 le palier 15 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, est un roulement à billes. Le palier 16 monté dans l'autre plaque de montage 18 est de préférence un coussinet. La bague intérieure du roulement à billes 15 est montée sur un tenon 36 d'un support 37 qui est fixé au moyen d'une plaque de montage 38 sur le flasque latéral 3 de l'outil de nettoyage 1. Le tenon 36 du support 37 pénètre dans un obturateur 39 d'une entretoise 40 dont l'autre extrémité est reliée par un raccord 41 au moteur électrique 20. La plaque de montage 18, l'engrenage 19, le moteur électrique 20, l'entretoise 40 et l'autre plaque de montage 17 en forme de couvercle forment un module autonome, en particulier autoporteur, qui constitue une commande électrique qui s'enfile dans le tube cylindrique du corps de base 12. Lorsque le côté extrême 13 est en appui contre l'épaulement 34 de la plaque de montage 17, l'ergot d'enclenchement 32 pénètre dans le logement intérieur 33 du corps de base 12 de la brosse cylindrique 2, de sorte que celle-ci est reliée axialement de manière fiable au module qui l'entraîne. Le module comprend avantageusement aussi le support 37 et éventuellement la plaque de montage 27. Le corps de base 12 de la brosse cylindrique 2 s'enfile donc facilement sur le module de commande et s'enclenche facilement de manière interchangeable. Le corps de base 12 de la brosse peut donc être en matière plastique, en carton pate, en carton plein, en papier mâché, en bois, en acier ou en d'autres matières recyclables; il ne supporte que les soies 8. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'énergie électrique du moteur 20 arrive d'une alimentation extérieure en tension qui se raccorde par une prise de courant 42 à une prise mâle 43 du module de commande. La prise mâle est fixée dans le support 37; les conducteurs 44 de raccord au moteur électrique 20 passent par un trou du tenon 36 et par l'entretoise 40. L'exemple de réalisation de la figure 2 correspond sensiblement à la structure de la brosse cylindrique de la figure 1 et donc les mêmes références sont utilisées pour les mêmes éléments. L'entretoise est de préférence conformée en tube qui s'utilise pour loger un accumulateur d'énergie, en particulier une batterie d'accumulateurs 45. Après enlèvement de l'obturateur 39 qui pénètre dans l'entretoise 40, il est possible d'introduire la batterie 45 par le côté extrême de cette dernière, les conducteurs 44 qui arrivent de l'extérieur à travers le tenon 36 étant reliés à la prise mâle 43 située dans le support 37. Un interrupteur 46, dont le bouton 47 déborde du côté supérieur 5 de l'enveloppe de l'outil de nettoyage 1 et s'actionne par l'extérieur, est monté sur la prise male 45. Le moteur électrique 20 peut fonctionner indépendamment du réseau électrique extérieur pendant environ trente à environ quarante cinq minutes, selon la capacité de la batterie 45. Une prise de courant 48 permet de charger la batterie 45, la tension de charge étant transmise par une prise male à cliquet 49. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, l'entretoise 40 est conformée à la manière d'une cage, à la différence des autres exemples de réalisation; il peut être suffisant d'utiliser la batterie d'accumulateurs 45 elle-même en entretoise 40, de sorte qu'un composant entourant cette batterie peut être supprimé. Il est prévu, pour refroidir le moteur électrique 20 ainsi que la batterie d'accumulateurs 45, de réaliser dans le corps de base 12 par exemple des trous radiaux formant des arrivées d'air 50. Comme le montre en particulier la figure 4, les trous 50 d'arrivée d'air peuvent être exactement radiaux ou être inclinés dans le sens de rotation 51 de la brosse cylindrique 2, donc être sensiblement tangentiels. Un élément 52 de guidage d'air est de préférence prévu sur le côté aval du trou 50, par rapport au sens de rotation 51 de la brosse cylindrique 2, et se prolonge avantageusement dans le sens de rotation 51 au-dessus du trou 50 d'arrivée d'air. Ainsi se produit une arrivée forcée d'air extérieur dans le corps de base 12 de la brosse cylindrique 2. Pour favoriser l'effet de transport, des déflecteurs d'air 53 peuvent être disposés sur le côté intérieur du corps de base 2 et peuvent se prolonger dans le sens inverse de celui de rotation 51 de la brosse et parvenir jusqu'à l'accumulateur 45. Comme le montre en particulier la figure 4, la batterie d'accumulateurs 45 a une section polygonale, en particulier carrée, la section pouvant être décalée par parties - comme le montre aussi la figure 3 - sur la longueur de la batterie. Ainsi, trois parties 45a, 45b et 45c, qui sont décalées de 45 les unes par rapport aux autres, sont prévues dans l'exemple représenté de réalisation de la figure 3. Les déflecteurs intérieurs d'air 53 se prolongent avantageusement sur la longueur axiale d'une partie 45a, 45b ou 45c et coopèrent avec la section polygonale de la batterie 45 à la manière d'un moteur à piston rotatif ou suivant le principe d'une soufflante volumétrique. L'air est comprimé et ainsi transporté axialement, lors de la rotation du corps de base 12, le long de la batterie 45, entre les déflecteurs 53, le long du corps de base 12 et des parties 45a, 45b et 45c de cette batterie. Pour améliorer le transport d'air, la paroi intérieure du corps de base 12 peut être réalisée en hélice, par exemple à la manière d'une vis sans fin de transport. Des trous 60 sont réalisés dans les plaques de montage, de préférence dans la plaque 18, pour l'évacuation des masses d'air entrant par les trous d'aspiration 50 dans le corps de base 12. L'air s'écoulant par les interstices compris entre le module de commande et le corps de base sert au refroidissement; l'air de refroidissement émergeant sort avec le flux d'air d'aspiration par les tubulures de raccord de l'enveloppe. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les couvercles de montage 17, 18 peuvent être fixés de manière étanche au corps de base 12, de sorte que la commande électrique 20 et la batterie 45 sont protégés contre l'humidité. La brosse cylindrique 2 peut alors aussi être utilisée en étant mouillée. REVENDICATIONS 1. Brosse cylindrique à commande électrique, destinée à un outil de nettoyage par aspiration, la brosse cylindrique (2) comprenant un corps de base extérieur cylindrique (12) qui est muni de soies (8), qui est monté rotatif dans des paliers (15, 16) disposés sur les côtés extrêmes (13, 14) du corps de base (12) et qui est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal (11) du corps de base (12) par une commande électrique (20) disposée à l'intérieur de ce corps, caractérisé en ce que les paliers (15, 16) sont disposés dans des plaques de montage (17, 18) qui obturent les côtés extrêmes du corps de base (12) et la commande électrique, constituée d'un moteur électrique (20), est monté à l'intérieur du corps de base (12) entre les plaques de montage (17, 18), l'arbre de sortie (25) du moteur (20) entraînant un engrenage intérieur (19) disposé entre les plaques de montage (17, 18). 2. Brosse cylindrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'engrenage (19) est de type à planétaire dont la couronne à denture interne (22), qui loge les pignons satellites (21), est assujettie immobile en rotation au stator du moteur électrique (20) et l'engrenage (19) étant de préférence situé entre le moteur (20) et une plaque de montage (18), les pignons satellites (21) étant disposés sur la plaque de montage (18) de manière à transmettre le couple de rotation. 3. Brosse cylindrique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'arbre de sortie (25) passe à travers la plaque de montage (18) et son extrémité libre forme un bout d'arbre de montage (26). 4. Brosse cylindrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une entretoise (40), en particulier un tube, est disposée entre le moteur électrique (20) et l'autre plaque de montage (17). 5. Brosse cylindrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les plaques de montage (17, 18), l'engrenage (19) et le moteur électrique (20) forment avec l'entretoise (40) un module autonome qui s'enfile axialement dans le corps de base (12) de la brosse cylindrique (2). 6. Brosse cylindrique selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les conducteurs d'alimentation électrique (44) du moteur (20) passent par l'entretoise (40) et à travers la plaque de montage (17). 7. Brosse cylindrique selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisée en ce qu'un accumulateur d'énergie, en particulier une batterie d'accumulateurs (45) est disposé dans l'entretoise (40), la batterie elle-méme (45) pouvant avantageusement former l'entretoise (40). 8. Brosse cylindrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le corps de base (12) de la brosse est en appui par un côté extrême (13) contre une plaque de montage (17) et l'autre plaque de montage (18) est située à l'intérieur de ce corps de base (12) et est enclenchée sur celui-ci, un prolongement cylindrique d'enclenchement (30) orienté de préférence vers le côté tourné à l'opposé de celui du moteur électrique (20) étant réalisé en particulier sur l'autre plaque de montage (18) et comprenant au moins une languette axiale d'enclenchement (31) qui pénètre dans un logement intérieur correspondant (33) du corps de base (12) qui est tourné vers le prolongement d'enclenchement (30). 9. Brosse cylindrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que des trous d'aspiration d'air (50) sont réalisés dans l'enveloppe du corps de base (12), de préférence dans la région de l'entretoise (40), un élément de guidage d'air (52) orienté dans le sens (51) de la rotation de la brosse étant disposé en particulier à proximité d'un trou d'aspiration d'air (50) sur la surface de l'enveloppe dudit corps (12). 10. Brosse cylindrique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un déflecteur d'air (53) orienté de préférence dans le sens inverse de celui de la rotation (51) de la brosse cylindrique (2) est disposé sur le côté intérieur du corps de base (12), les déflecteurs d'air (53) étant disposés dans la région de l'entretoise (40) de section de préférence polygonale et coopérant avec celle-ci. 11. Brosse cylindrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que des trous (60) de passage d'air sont réalisés dans la plaque de montage (17, 18).