Brevet FR2868278A1 — publié le 20051007

La présente invention concerne de manière générale les aspirateurs, et plus particulièrement un ensemble de brosse ayant une structure développée pour augmenter l'efficacité du nettoyage, ainsi qu'un aspirateur incluant cet ensemble de brosse. De manière générale, un ensemble de brosse utilisé dans un aspirateur entraîne une brosse rotative en utilisant l'énergie cinétique d'un flux d'air. L'ensemble de brosse comporte habituellement un corps principal de brosse, dans lequel la brosse vient en contact avec une surface à aspirer, afin de nettoyer la poussière située sur la surface en utilisant le mouvement rotatif de la brosse. Un tuyau de raccordement, destiné à guider des substances étrangères, telles que de la poussière, vers une chambre de poussière d'un corps principal d'aspirateur, ainsi qu'une turbine, qui entraîne la brosse, sont également prévus. Le Brevet US N 5 701 633 décrit un ensemble de brosse pour aspirateur ayant la structure décrite ci-dessus. L'ensemble de brosse décrit dans le brevet mentionné ci-dessus a une turbine montée au-dessus d'un passage d'air d'une chambre de turbine. Un tel ensemble de brosse peut augmenter la force de rotation initiale de la turbine. Cependant, des particules de poussière de dimension relativement importante ne peuvent pas passer à travers le passage d'air, de sorte qu'elles sont captées ou se trouvent collées sur l'aube de turbine, diminuant ainsi la force de rotation de la turbine et dégradant en conséquence la force d'aspiration de l'aspirateur. La poussière entraînée dans l'air attiré vers l'intérieur pénètre dans la chambre de turbine et passe à travers une entrée du tuyau de raccordement se rétrécissant de manière brusque, de telle sorte que la vitesse d'écoulement de l'air est accélérée dans celui-ci et un bruit intempestif est produit. L'épaisseur de l'aube de turbine est généralement régulière et constante, de telle sorte que la force d'aspiration de l'aspirateur ne peut pas être entièrement 2868278 2 fournie à la turbine. Lorsque des substances étrangères, telles que de la saleté ou de la poussière, passent à travers la surface d'aube, ces substances étrangères ne peuvent pas facilement traverser et par conséquent sont susceptibles de coller sur la surface d'aube. La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés cidessus, inhérents aux aspirateurs connus. Elle vise en particulier à fournir un ensemble de brosse ayant une structure propre à augmenter l'efficacité du nettoyage et à diminuer le bruit produit par l'aspirateur. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de brosse pour aspirateur, qui comporte: - un corps principal de brosse, destiné à la réception d'une brosse, ce corps principal ayant une ouverture d'aspiration d'air et une chambre de turbine, la chambre de turbine définissant un passage d'air, - une turbine montée dans la chambre de turbine, et - un tuyau de raccordement destiné à raccorder un corps principal d'aspirateur au corps principal de brosse, caractérisé en ce que la turbine est montée uniquement dans une partie du passage d'air. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la turbine est montée uniquement au niveau d'un côté d'une entrée du tuyau de raccordement, mise en communication avec la chambre de turbine, de sorte que cette turbine recouvre uniquement une partie de cette entrée du tuyau de raccordement; la turbine est montée dans la chambre de turbine et est positionnée au centre de l'entrée du tuyau de raccordement, de manière à recouvrir uniquement une partie centrale de cette entrée du tuyau de raccordement; la turbine comporte plusieurs aubes, chaque aube ayant une épaisseur changeant de manière régulière lorsqu'elle est mesurée à partir d'un diamètre intérieur vers un diamètre extérieur; - chaque aube a une épaisseur diminuant graduellement depuis le diamètre intérieur vers le diamètre extérieur de la turbine; - l'entrée du tuyau de raccordement comporte de plus une partie dont la section diminue graduellement, selon le sens d'écoulement d'air, et une partie de diamètre constant; - l'entrée du tuyau de raccordement est sensiblement configurée selon la forme d'une trompe de Fallope. L'invention a également pour objet un aspirateur qui comporte: - un corps principal d'aspirateur ayant une chambre de recueil de poussière, - un corps principal de brosse destiné à la réception d'une brosse, ce corps principal ayant une ouverture d'aspiration d'air et une chambre de turbine, la chambre de turbine définissant un passage d'air, - une turbine montée dans la chambre de turbine, et - un tuyau de raccordement comportant une entrée raccordant le corps principal d'aspirateur au corps principal de brosse, caractérisé en ce que la turbine est montée uniquement dans 25 une partie du passage d'air. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la turbine est montée uniquement au niveau d'un côté d'une entrée du tuyau de raccordement, mise en communication avec la chambre de turbine, de sorte que cette turbine recouvre uniquement une partie de cette entrée du tuyau de raccordement; la turbine est montée dans la chambre de turbine et est positionnée au centre de l'entrée du tuyau de raccordement, de manière à recouvrir uniquement une partie centrale de cette entrée du tuyau de raccordement. Les buts, caractéristiques et avantages de la présente invention indiqués ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un aspirateur selon un mode de réalisation de la présente invention, - les figures 2A et 2B sont des vues en perspective partiellement arrachées de modes de réalisation en variante de la présente invention, représentant la relation entre la position d'une turbine et une entrée de tuyau de raccordement de l'ensemble de brosse représenté sur la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe de la turbine appartenant à l'ensemble de brosse représenté sur la figure 1, y compris une vue détaillée de la zone d'impact de l'aube de turbine, - la figure 4A est une vue en perspective d'un tuyau de raccordement utilisé dans l'ensemble de brosse représenté sur la figure 1, - la figure 4B est une vue en coupe d'une partie du tuyau de raccordement, prise approximativement le long de la ligne IV-IV de la figure 4A, et - la figure 5 est une vue partielle en coupe de l'ensemble de brosse et d'un tuyau de raccordement, prise approximativement selon la ligne V-V de la figure 1. Certains modes de réalisation de la présente invention vont être décrits plus en détail en référence aux dessins annexés. Dans la description qui va suivre, des références numériques identiques dans les dessins sont utilisées pour indiquer les mêmes éléments ou des éléments similaires sur les différentes figures. Ce qui est défini dans la description, tel que la construction et des éléments détaillés décrits ci-dessous, est fourni pour aider à la compréhension de la présente invention et ne doit pas être considéré comme limitant la présente invention. La présente invention peut être mise en oeuvre sans utiliser certains des éléments décrits ci-dessous, ou même une majorité de ceux-ci. Egalement, des fonctions ou des 2868278 5 constructions bien connues ne sont pas décrites en détail puisqu'elles obscurciraient la présente invention par des détails inutiles. La figure 1 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un aspirateur selon un mode de réalisation de la présente invention. Un ensemble de brosse 200 comporte un corps principal de brosse 210 ayant une ouverture d'aspiration d'air 212 et une chambre de turbine 211, une turbine 220 montée dans la chambre de turbine 211, une brosse 240 destinée à venir en contact avec la surface à aspirer et pouvant tourner pour déplacer et enlever de la poussière située sur la surface, un élément de liaison 230 pour fournir une force de rotation à la turbine 220 de manière à mettre en rotation la brosse 240, et un tuyau de raccordement 250 pour guider l'air chargé en poussière vers une chambre de recueil de poussière (non-représentée) disposée dans le corps principal d'aspirateur 100. La chambre de turbine 211 supporte et reçoit la turbine 220 de sorte que la turbine 220 tourne librement par l'action de l'écoulement d'air produit par l'aspirateur. Plusieurs aubes 221 sont agencées en réseau circonférentiellement pour définir la turbine 220 de sorte que l'écoulement d'air d'aspiration produit par l'aspirateur attirant de l'air à travers le corps principal de brosse 210 provoque la mise en rotation de la turbine 220. La configuration détaillée des aubes 221 va être décrite ci-dessous. En se reportant maintenant aux figures 2A et 2B, le tuyau de raccordement 250 guide l'air chargé en poussière qui est attiré dans l'aspirateur vers une chambre (non-représentée) disposée à l'intérieur du corps principal d'aspirateur 100. La configuration détaillée d'une entrée 251 formée au niveau du tuyau de raccordement 250, dans des modes de réalisation en variante, va être décrite ci-dessous. 2868278 6 Lorsque la turbine 220 est mise en rotation par un écoulement d'air d'aspiration produit par l'aspirateur, l'élément de liaison 230 transmet une force de rotation entre la turbine 220 et la brosse 240. L'élément de liaison 230 de préférence est une courroie, cependant, ceci ne doit pas être considéré comme limitatif. Diverses configurations en variante pour fournir la fonction de mise en rotation, telles qu'un engrènement, peuvent être utilisées par l'homme du métier. La brosse 240 (voir figure 1) est agencée de manière rotative par rapport à un élément de support de brosse 241, qui est monté sur le corps principal 210. La turbine 220 est montée de manière rotative par rapport à une cloison 213 de la chambre de turbine 211 par l'intermédiaire d'un essieu 222. Lorsque de l'air s'écoule à travers l'orifice d'aspiration d'air 212 et met en rotation la turbine 220, une force de rotation de la turbine 220 est fournie, via l'élément de liaison 230, à la brosse 240, qui est rotative autour d'un axe monté dans l'élément de support de brosse 241. La brosse 240 est déplacée le long d'une surface à aspirer, en contact étroit avec celle-ci, et déplace la poussière et la saleté de la surface de manière à permettre à l'aspirateur d'aspirer plus facilement la saleté à partir de la surface. La saleté enlevée de la surface est recueillie à travers l'ouverture d'aspiration d'air 212 et le tuyau de raccordement 250 vers une chambre de poussière (non-représentée) disposée dans le corps principal d'aspirateur 100. Les figures 2A et 2B sont des vues en perspective partiellement arrachée représentant des modes de réalisation en variante de la relation existant entre la position de la turbine et une entrée, appartenant au tuyau de raccordement de l'ensemble de brosse représenté sur la figure 1. La turbine 220 est montée dans la chambre de turbine 211 pour recouvrir uniquement une partie de cette entrée 251 du tuyau de raccordement 250, assurant ainsi une communication fluidique avec le corps principal 210. La turbine 220 peut être disposée latéralement au voisinage d'un côté par rapport à l'entrée de tuyau de raccordement 251, pour recouvrir uniquement une partie de l'entrée de tuyau de raccordement 251. De manière plus spécifique, l'entrée 251 du tuyau de raccordement 250 étant supposée avoir une largeur A, la turbine 220 est montée latéralement vers un côté de cette entrée 251, laissant libre une largeur B dans la chambre 211 de turbine. L'entrée 251 ayant une largeur A peut en variante être configurée pour monter la turbine 220 centralement dans cette entrée 251 de la chambre 211 de turbine, étant espacée d'une distance régulière C par rapport aux deux côtés de cette entrée 251, comme représenté sur la figure 2B. Le rapport entre la largeur D de la turbine 220 et la largeur A de l'entrée 251 du tuyau de raccordement 250 peut être sensiblement dans un rapport de 1:2, dans le but d'obtenir un passage d'air chargé en poussière à travers l'entrée 251 et de fournir une dimension d'aube 221 appropriée pour recevoir de manière cohérente la force d'aspiration provenant de l'aspirateur. On notera donc que la turbine 220 est montée uniquement dans une partie du passage d'air de la chambre 211. Par la structure mentionnée ci-dessus, le passage à travers lequel passe l'air chargé en poussière est suffisamment large pour que l'air chargé en poussière soit attiré doucement, et que la rotation de la turbine ne soit pas affectée par un cure-dent, des bâtonnets ou tout autre corps étranger capté par la turbine, susceptible d'entraîner une obstruction. La figure 3 est une vue en coupe de la turbine représentée dans l'ensemble de brosse de la figure 1. Plusieurs aubes 221 sont configurées selon un motif circonférentiel pour définir la turbine 220. L'épaisseur latérale de chaque aube 221 change selon un agencement prédéterminé régulier lorsqu'elle est mesurée à partir de la partie centrale en direction du diamètre circonférentiel extérieur de la turbine 220. De manière plus spécifique, une partie proche de l'axe de la turbine 220 a une épaisseur E. Lorsque les aubes 221 s'étendent vers l'extérieur en direction du diamètre circonférentiel extérieur de la turbine 220, l'épaisseur de chaque aube 221 diminue jusqu'à une épaisseur F. De cette manière, les aubes 221 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir de l'axe en direction du diamètre circonférentiel extérieur de la turbine 220. L'extrémité G de l'aube est arrondie, comme représenté au niveau du point G', pour réduire de manière efficace la résistance de l'air chargé en poussière. Du fait que l'aube a la structure décrite ci-dessus, de l'air chargé en poussière s'écoule de manière douce le long des surfaces I incurvées et radialement espacées des aubes 221, essentiellement selon la direction matérialisée par la flèche H, alors que l'air est guidé à l'opposé des aubes 221, au niveau de l'extrémité arrondie G'. De la sorte, l'impact de l'air chargé en poussière est assuré de manière efficace aux extrémités des aubes 221 et, par conséquent, la force de rotation de la turbine 220 s'en trouve encore accrue. Ainsi, puisque la turbine recouvre uniquement une partie de l'entrée du tuyau de recouvrement, au lieu de la totalité de cette entrée comme dans l'état de la technique, la force de rotation de la turbine peut être diminuée. Cependant, la force de rotation diminuée peut être compensée par la structure de la turbine décrite ci-dessus, principalement du fait des aubes incurvées et radialement espacées. De plus, si la structure décrite ci-dessus est appliquée à une turbine, la force de rotation de la brosse mise en rotation par la force d'entraînement de la turbine 220 est également augmentée, de sorte que la brosse peut avoir un impact plus fort et déplacer la saleté située sur la surface à nettoyer. En conséquence, la saleté peut être plus facilement enlevée de la surface. 2868278 9 En résultat, un utilisateur peut plus facilement nettoyer une surface à aspirer de telle sorte que l'efficacité du nettoyage est accrue, et qu'une substance étrangère, telle que de la poussière, s'écoule le long d'une surface radialement incurvée G de l'aube 221 dans la direction de la flèche H. Par conséquent, la substance étrangère précitée est principalement attirée dans l'aspirateur et ne vient pas coller sur l'aube 221. La figure 4A est une vue en perspective d'un tuyau de raccordement reliant l'ensemble de brosse représenté sur la figure 1 au tuyau de prolongement de l'aspirateur, et la figure 4B est une vue partielle en coupe prise approximativement le long de la ligne IV-IV du tuyau de raccordement représenté sur la figure 4A. L'entrée 251 du tuyau de raccordement 250 est définie par une partie de ce tuyau de raccordement 250, correspondant à une profondeur Y de ce tuyau de raccordement 250, et formant une partie de raccordement allant d'un diamètre plus grand J jusqu'à un diamètre plus petit K du tuyau de raccordement. La structure ci-dessus, lorsqu'elle est appliquée à l'entrée 251 du tuyau de raccordement 250, présente schématiquement la forme d'une trompe de Fallope, qui peut être un mode préférentiel de réalisation de la présente invention. Si l'entrée 251 du tuyau de raccordement 250 varie depuis un diamètre plus grand J jusqu'à un diamètre plus petit K, la partie située entre le diamètre plus grand J et le diamètre plus petit K est configurée selon un plan incliné L fournissant une forme tronconique annulaire ayant une surface doucement incurvée. Comme décrit ci-dessus, lorsque de l'air chargé en poussière, reçu en provenance de la turbine, passe du diamètre plus grand J au diamètre plus petit K, l'air s'écoule le long du plan incliné L de manière à réduire le bruit qui peut être produit par l'air chargé en poussière du fait qu'il gagne en énergie, notamment cinétique, lorsqu'il s'écoule depuis le diamètre plus grand J jusqu'au diamètre plus petit K de l'entrée de tuyau de raccordement 251. La figure 5 est une vue en coupe de l'ensemble de brosse, prise approximativement selon la ligne V-V de la figure 1, après assemblage des différents éléments constitutifs de cet ensemble de brosse. Une substance étrangère, telle que de la poussière, enlevée à partir d'une surface à aspirer par la brosse 240, passe dans la direction des flèches H à travers la turbine 220, qui est montée dans la chambre de turbine 211, pour recouvrir uniquement une partie de l'entrée 251 du tuyau de raccordement 250. L'entrée 251 est ménagée dans le tuyau de raccordement 250, qui est raccordé au corps principal de brosse 210, et la turbine 220 comporte plusieurs aubes 221 s'étendant radialement vers l'extérieur en direction de la circonférence extérieure de la turbine 220, chaque aube 221 ayant une épaisseur changeant de manière régulière depuis un diamètre intérieur en direction du diamètre extérieur. De préférence, la substance étrangère passe à travers le tuyau de raccordement 250, dont l'entrée 251 a la forme d'une trompe de Fallope, dans laquelle un diamètre plus grand J varie progressivement jusqu'à un diamètre plus petit K, la partie située entre le diamètre plus grand J et le diamètre plus petit K formant le plan incliné L ayant une surface incurvée de manière douce. Ayant traversé le tuyau de raccordement 250, la substance étrangère est recueillie dans une chambre de poussière (non-représentée) du corps principal d'aspirateur 100 (voir figure 1). Comme décrit ci-dessus, lorsque l'ensemble de brosse et un aspirateur utilisant l'ensemble de brosse selon un mode de réalisation de la présente invention sont fournis, les substances étrangères, telles que la poussière, ne se coincent pas dans la turbine d'aspirateur. De la sorte, une brosse raccordée à la turbine peut être actionnée de manière efficace, et le volume sonore diminue dans la structure de l'entrée du tuyau de raccordement, de telle sorte qu'un bruit déplaisant, qui serait sinon produit, peut être réduit pendant le nettoyage. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Ainsi, l'homme du métier peut tirer parti de structures équivalentes à celles évoquées ci-dessus, afin de réaliser les fonctions correspondantes. 2868278 12 REVENDICATIONS 1. Ensemble de brosse (200) pour aspirateur, comportant: - un corps principal (210) de brosse, destiné à la réception d'une brosse (240), ce corps principal (210) ayant une ouverture d'aspiration d'air (212) et une chambre de turbine, la chambre de turbine définissant un passage d'air, une turbine (220) montée dans la chambre (211) de turbine, et - un tuyau de raccordement (250) destiné à raccorder un corps principal d'aspirateur (100) au corps principal (210) de brosse, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée uniquement dans une partie du passage d'air. 2. Ensemble de brosse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée uniquement au niveau d'un côté d'une entrée (251) du tuyau de raccordement (250), mise en communication avec la chambre (211) de turbine, de sorte que cette turbine (220) recouvre uniquement une partie de cette entrée (251) du tuyau de raccordement {250). 3. Ensemble de brosse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée dans la chambre (211) de turbine et est positionnée au centre de l'entrée (251) du tuyau de raccordement, de manière à recouvrir uniquement une partie centrale de cette entrée (251) du tuyau de raccordement (250). 4. Ensemble de brosse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la turbine (220) comporte plusieurs aubes (221), chaque aube ayant une épaisseur changeant de manière régulière lorsqu'elle est mesurée à partir d'un diamètre intérieur vers un diamètre extérieur. 5. Ensemble de brosse selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque aube (221) a une épaisseur 10 diminuant graduellement depuis le diamètre intérieur vers le diamètre extérieur de la turbine (220). 6. Ensemble de brosse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrée (251) du tuyau de raccordement (250) comporte de plus une partie dont la section diminue graduellement, selon le sens d'écoulement d'air, et une partie de diamètre constant. 7. Ensemble de brosse selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée (251) du tuyau de raccordement (250) est sensiblement configurée selon la forme d'une trompe de Fallope. 8. Aspirateur comportant: - un corps principal (100) d'aspirateur ayant une chambre de recueil de poussière, - un corps principal (210) de brosse, destiné à la réception d'une brosse (240), ce corps principal (210) ayant une ouverture d'aspiration d'air (212) et une chambre (211) de turbine, la chambre de turbine définissant un passage d'air, - une turbine (220) montée dans la chambre (211) de turbine, et - un tuyau de raccordement (250) comportant une entrée (251) raccordant le corps principal (100) d'aspirateur au corps principal (210) de brosse, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée uniquement dans une partie du passage d'air. 9. Aspirateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée uniquement au niveau d'un côté d'une entrée (251) du tuyau de raccordement (250), mise en communication avec la chambre (211) de turbine, de sorte que cette turbine (220) recouvre uniquement une partie de cette entrée (251) du tuyau de raccordement (250). 10. Aspirateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la turbine (220) est montée dans la chambre (211) de turbine et est positionnée au centre de l'entrée (251) du tuyau de raccordement, de manière à recouvrir uniquement une partie centrale de cette entrée (251) du tuyau de raccordement (250).