Brevet FR2896681A1 — publié le 20070803

B.07742 ASPIRATEUR L'invention concerne le domaine électroménager des aspirateurs et plus particulièrement la structure d'un aspirateur. Historiquement, les appareils électroménagers, dont les aspirateurs, ont intégré avec bénéfice les diverses matières plastiques qui devenaient disponibles, au fur et à mesure du développement de la technologie de mise en oeuvre des polymères et de leurs performances différenciées, chacune étant spécifiquement choisie pour une fonction particulière : résistance à la température, rigidité ou souplesse, amortissement acoustique, aspect esthétique, etc.... Aujourd'hui, on trouve plus d'une demi-douzaine de matières plastiques différentes dans le corps d'un aspirateur : ABS, polyamide, polyéthylène, polypropylène, PVC, élastomères, etc.. Plusieurs éléments sont ainsi fabriqués séparément et fixés pour former le corps de l'appareil ainsi que le couvercle pour le logement du sac de récupération des poussières, les supports des éléments filtrants, etc... Les matières plastiques utilisées dans les aspirateurs sont aussi minces que possible de manière à limiter le poids de l'appareil, et réduire les efforts nécessaires pour la manipulation de l'aspirateur au cours de son utilisation, cette manipulation étant une cause importante de fatigue, par exemple lorsque des étages sont à gravir ou lorsque des escaliers sont à nettoyer. Un premier problème rencontré lors de la fabrication d'un aspirateur est donc la réduction du poids de l'appareil, ce problème étant un souci permanent pour les fabricants d'aspirateurs. La diminution de poids recherchée se traduit par l'amincissement de la coque et du corps qui va à l'encontre de la solidité de l'appareil. De fait, le poids de matière plastique employée pour la fabrication d'un aspirateur atteint rapidement une limite fixée par la solidité de l'ensemble. 1 Un deuxième problème est donc de maintenir la solidité de la coque et du corps tout en diminuant fortement le poids de matière plastique employée et celui de l'aspirateur. Le passage de l'aspirateur dans la maison n'est généralement pas une tache considérée comme très agréable et de ce fait, l'appareil est utilisé sans ménagement. Il arrive donc fréquemment que l'appareil heurte des meubles, des murs ou divers objets placés dans le domicile. A cette occasion, compte tenu de la rigidité du bâti de l'aspirateur, la partie choquée est souvent endommagée. Un troisième problème qui se pose aux fabricants d'aspirateurs est donc d'allier des bonnes caractéristiques mécaniques du bâti avec une absorption possible des chocs pour limiter les effets induits des manipulations imprudentes. Une solution à ce problème peut notamment être trouvée par des bandeaux en caoutchouc entourant, telle une ceinture, le corps de l'appareil. Une telle solution génère un surcoût non négligeable. Par ailleurs, dans la situation actuelle du recyclage des déchets de toutes sortes, et notamment des appareils électroménagers en fin de vie, tous les fabricants soucieux de l'environnement et inscrivant leur démarche vers un développement durable recherchent des solutions pour limiter le poids des matières à recycler et utilisent autant que possible des matériaux pouvant être récupérés aisément. Il est en effet connu que l'impact sur l'environnement d'un aspirateur provient, en grande part, de sa constitution. Un quatrième problème qui se pose est donc de fabriquer un aspirateur dont les matériaux puissent être facilement, et si possible intégralement, recyclés. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés, c'est à dire vise à réaliser un aspirateur de faible poids, de solidité élevée, d'un niveau de bruit inférieur à ce qui est connu pour ce type d'appareil, pouvant absorber des chocs et disposant d'une recyclabilité élevée en fin de vie. Selon l'invention, l'aspirateur comporte au moins un corps inférieur et un corps 30 supérieur, lesdits corps renfermant notamment un enrouleur de cordon électrique, un moteur électrique relié, via des connexions électriques et un circuit de commande, à un cordon d'alimentation électrique terminé par une prise, ledit cordon étant disposé sur l'enrouleur, caractérisé en ce que le corps inférieur et/ou le corps supérieur est réalisé en polypropylène expansé, et en ce que au moins une connexion électrique est entourée par une protection spécifique réalisée en un matériau rigide et isolant électrique. Par corps de l'appareil, il faut entendre la partie extérieure visible de l'appareil, qui peut prendre diverses dénominations : boîtier, coque, bâti... . Le polypropylène expansé (PPE) est formé de perles qui sont moulées en objet à l'aide de presse en présence de vapeur. Principalement utilisé comme matériau absorbant les chocs, notamment récemment dans l'automobile (amortisseur de chocs), le PPE possède de multiples qualités : tenue à la température jusqu'à 110 C, excellente stabilité, légèreté, résistance aux chocs, aptitude à être recyclé, etc.. qui le rende attractif. Toutefois, sa faible tenue mécanique n'en fait pour l'instant qu'un matériau complémentaire lors de la réalisation de sous-ensembles. La présente invention ose ainsi présenter des parties constitutives du corps de l'aspirateur, nécessitant une certaine rigidité, solidité et tenue mécanique, réalisées en PPE, qui n'est pas prévu, à l'origine, pour cet usage. Un autre but de la présente invention est de privilégier le polypropylène dans le choix de la matière plastique. Un autre objectif de l'invention est d'utiliser, à plus de 90 %, un seul type de matière plastique, le polypropylène, dans tout le corps de l'aspirateur. Le polypropylène peut alors être employé sous deux formes : le polypropylène classique (PP) qui possède les propriétés classiques des matières plastiques et le polypropylène expansé (PPE). II est toutefois apparu important, lors de la réalisation d'un tel aspirateur, de renforcer la sécurité d'utilisation d'un tel appareil en protégeant individuellement les parties actives constitutives de l'aspirateur que sont les connexions électriques du circuit électrique d'alimentation du moteur. En effet, en réalisant le corps de l'aspirateur, ou une partie du corps de l'aspirateur, en PPE, la nature expansée du matériau peut permettre de transpercer assez facilement ledit corps avec une pointe. Si une telle opération a lieu, lors par exemple d'un choc avec une tige métallique, telle une aiguille à tricoter, il faut empêcher que cette dernière n'entre en contact avec les parties électriquement actives que constituent les connexions électriques. Il est à noter qu'un tel accident n'a pas de conséquence sur la robustesse du corps de l'appareil, la plasticité du PPE permettant au matériau de reprendre sa forme après le retrait de l'objet sans réel endommagement de la structure. De ce fait, il est alors important d'interdire un tel accès aux parties actives en les entourant d'une protection spécifique en un matériau rigide. Par matériau rigide, on entend un matériau résistant aux contraintes mécaniques, cette résistance pouvant toutefois amener une certaine déformation du matériau, notamment un matériau passant la norme 60- 335-1 Art 30 en relation avec la norme CEI 60-695-10-2 qui prévoit un essai de résistance à la pénétration d'une bille de diamètre de 2,5mm sous une force 2ONewton devant laisser une empreinte inférieure à 2 mm. De préférence, la dureté de ce matériau est supérieure ou égale à 5 Hv. Avantageusement, cette protection consiste en un carénage réalisé en polypropylène non expansé, dans le but de réduire la diversité des matières plastiques utilisées. Les connexions électriques protégées sont les connexions du bouton marche / arrêt, les connexions dé la carte électronique de commande, les connexions du moteur électrique ainsi que celles de l'enrouleur de cordon. Avantageusement, la protection des connexions de la carte électronique se prolonge en un carter entourant le moteur, ledit carter étant percé d'une multitude d'ouvertures d'échappement de l'air. En prolongeant la protection autour du moteur, on réalise un carénage qui protège les connexions électriques du moteur et permet également de confiner le bruit généré par le moteur. Ce bruit est encore plus réduit par l'utilisation d'une mousse perméable à l'air, disposée devant les ouvertures d'échappement d'air du carter entourant le moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont être donnés par la description qui va suivre, en regard des figures annexées qui ne constituent qu'un exemple non limitatif de réalisation. La figure 1 est une vue en perspective d'un aspirateur selon la présente invention. La figure 2 est une vue éclatée des différentes pièces principales de l'aspirateur. La figure 3 est une vue éclatée, de dessous et en perspective, de certaines 10 pièces de l'aspirateur. La figure 4 est une vue éclatée, en perspective, du carénage moteur de l'aspirateur. La figure 5 est une vue de dessus de l'aspirateur assemblé, où certaines parties ont été omises. 15 La figure 6 est une vue éclatée, de dessus, de certaines parties de l'aspirateur. La figure 7 est une vue de dessous, en perspective, de certaines parties de l'aspirateur. Comme le montrent notamment les figures 1 à 3, l'aspirateur 1 selon l'invention est constitué d'un corps d'aspirateur composé de trois pièces principales 20 fabriquées séparément puis assemblées par la suite : • un petit corps inférieur 2 disposant : o d'un logement 20 de la partie inférieure du moteur, o d'un emplacement 22 pour les organes de manoeuvre arrière tels que roues ou roulettes (non représentées), 25 o d'une sortie d'air 26 de l'aspirateur, o d'un logement 30 de la partie inférieure d'un enrouleur 10 de câble électrique, • un corps supérieur 4 comprenant : o un espace 40 aménagé pour la réception d'un sac à poussières 30 filtrant, 5 o un logement 42 de la partie supérieure de l'enrouleur 10 de câble électrique, o un emplacement 48 pour les organes de manoeuvre avant (non représentées) de l'aspirateur, o un évidement 44 de logement de la partie supérieure du moteur, conjointement avec le logement 20 du corps inférieur 2, o un insert 45 permettant le raccordement de tubulures d'aspiration, cet insert coopérant avec un support de sac 46 disposé dans l'espace 40. • une pièce arrière 50 comportant une large poignée 52 de transport de l'aspirateur. Selon l'invention le matériau constitutif de l'aspirateur, soit donc au moins le corps supérieur 4, et de préférence également le corps inférieur 2 et la pièce arrière 50, est en polypropylène expansé (PPE). Toutefois, afin de renforcer la tenue aux chocs de la poignée 52, la pièce arrière 50 dispose d'une âme en PP non expansé permettant à la pièce 50 de pouvoir résister mécaniquement à un éventuel choc violent sur ladite poignée. La faible tenue mécanique du PPE a toutefois nécessité d'augmenter considérablement les épaisseurs des parois pour présenter une solidité suffisante. Cependant, et de manière surprenante, même si le volume de matériau nécessaire entraîne alors un aspirateur plus volumineux que la normale, la masse de matière plastique peut être fortement réduite, et le poids de l'aspirateur final peut être divisé par deux. A titre d'exemple, tel qu'indiqué figure 5, les parois latérales du logement 40 du corps supérieur 4 présentent des épaisseurs variant d'environ 15 mm pour l'épaisseur a de la paroi de séparation avec le compartiment moteur, à plus de 50 mm pour l'épaisseur c la plus importante de la paroi séparant ledit logement avec l'extérieur. En effet, l'épaisseur de cette paroi n'est pas constante sur toute la hauteur du corps supérieur. Elle est maximale dans une zone 5, environ à mi-hauteur, au niveau de la connexion, par l'insert 45 avec la tubulure d'aspiration, afin que l'effort de traction, lors du déplacement de l'appareil, soit bien absorbé par le corps supérieur. L'épaisseur b de cette paroi au niveau supérieur du corps 4 est d'environ 30 mm. Dans la zone 5, cette épaisseur peut même atteindre 60 mm au niveau de l'insert 45. Ce dernier, en prenant en sandwich le corps 4 avec le support 46 du sac, crée, lors du déplacement de l'aspirateur, une tension importante en la partie frontale du corps supérieur, nécessitant une épaisseur importante de la paroi à ce niveau. La quantité de matière reste toutefois plus faible qu'un aspirateur traditionnel, ce qui est également avantageux d'un point de vue économique puisque l'aspirateur est moins coûteux à fabriquer. La grande souplesse du PPE permet une absorption améliorée des chocs par rapport aux autres plastiques traditionnellement utilisés pour fabriquer les aspirateurs. A cette grande souplesse est associée, selon le degré d'expansion, une mémoire élastique du matériau, ce qui présente également des avantages importants en terme d'assemblage des différentes pièces complémentaires ajustées sur le corps de l'appareil. En effet, il est ainsi possible d'articuler par exemple les différents couvercles sans charnière et de les verrouiller simplement en déformant la matière. Cette curieuse particularité permet également de fixer des inserts, par emboîtement, sans difficulté. Il suffit en effet de forcer la matière à se déformer pour verrouiller ou fixer un insert, la matière reprenant sa forme après la déformation pour maintenir l'assemblage. Ainsi, selon l'exemple proposé, un couvercle 80 est réalisé en polypropylène expansé et est disposé sur le corps supérieur. La tenue mécanique du couvercle sur le corps supérieur 4 de l'aspirateur est obtenue par emboîtement, en déformant la matière, comme précédemment expliqué. Ce couvercle permet la fermeture du logement du sac à poussières et permet de diriger l'air sortant du sac vers le bloc moteur. Accessoirement, ce couvercle peut recevoir, dans son épaisseur, différents accessoires d'aspiration tels que petite brosse, sucette d'aspiration, etc. Selon l'exemple proposé, la tenue du corps supérieur sur le corps inférieur est assurée par des tiges 12, 13 prenant appui sous le corps inférieur 2. Les tiges 12 viennent en prise avec la pièce arrière 50, tandis que la tige 13 est liée à une pièce rigide 90 disposée sur le corps supérieur 4. Les appuis des tiges 12 et 13 sous le corps inférieur 2 sont préférentiellement associés avec les roulettes, non représentées, de l'aspirateur. En ce qui concerne la roulette centrale, cette dernière est associée à une plateforme 11 permettant de recentrer la roulette par rapport à l'ensemble de l'aspirateur. L'assemblage à proprement parlé du corps supérieur sur le corps inférieur consiste, selon l'exemple présenté, à visser les tiges 12 et 13 dans des tubes correspondants issus des pièces 90 et 50, les tubes et/ou les tiges traversant avantageusement une partie du corps supérieur 4. Les figures 2 et 7 montrent particulièrement un tel tube 14 issu de la pièce 90, ce tube recevant la tige 13 qui traverse le corps inférieur 2 par l'orifice 24. Le vissage permet ainsi de comprimer, par l'intermédiaire des pièces 90 et 50, le corps supérieur sur le corps inférieur, la déformation relativement importante du PPE, telle que précédemment décrite, permettant de réaliser l'étanchéité entre les corps inférieur et supérieur, sans joint spécifique. La pièce rigide 90 peut présenter des formes et conformation très différentes, allant d'une pièce couvrant sensiblement toute la largeur du corps supérieur, tel que présenté, en arrière du compartiment du sac à poussières, à une pièce plus échancrée. Il est même possible d'envisager la réalisation de plusieurs pièces indépendantes. De même, et a contrario, la surface d'appui sous le corps inférieur peut être assuré par une plaque plus ou moins étendue, à l'instar de la pièce rigide 11. Il est alors possible de disposer une pièce rigide sous le corps inférieur et des points d'appui plus ponctuels sur le corps supérieur. La pièce rigide 90 disposée sur le corps supérieur offre toutefois l'avantage de pouvoir réaliser d'autres fonctions. Ainsi, la pièce rigide 90 présente les emplacements du bouton de commande marche/arrêt 60, en relation avec un interrupteur 62, ainsi que celui du bouton 68 de rembobinage du câble électrique sur l'enrouleur 10. La pièce rigide 90 présente également un logement 92 pour un boîtier 94 renfermant un filtre plissé de type HEPA, permettant de filtrer l'air en 5 provenance du sac à poussières, avant son entrée dans le moteur. Les voyants, organes de commande et de manoeuvre 60, 68, ainsi que la pièce rigide 90, les tubes 12, 13 ainsi que les roulettes, seront préférentiellement élaborés en polypropylène non expansé. Le circuit électrique d'alimentation du moteur depuis une prise électrique 10 domestique débute par le cordon d'alimentation électrique de l'aspirateur, monté sur l'enrouleur 10. Des fils électriques sortent de la partie fixe de l'enrouleur pour se connecter à deux bornes 72 d'une carte électronique 70. Deux autres bornes 72 de la carte électronique 70 sont utilisées pour la liaison avec le bouton marche / arrêt. Enfin deux autres bornes 72 permettent la 15 connexion du moteur dans le circuit électrique. Selon l'invention, l'aspirateur 1 comporte des protections des parties actives de l'appareil, c'est-à-dire des connexions électriques des différents éléments du circuit d'alimentation du moteur. Ainsi, l'enrouleur 10 comporte un carter 100 couvrant la partie arrière de 20 l'enrouleur. Ce carter couvre ainsi la connexion des fils électriques au niveau de l'enrouleur. Les fils d'alimentation électrique sortent de ce carter dans sa partie supérieure, en étant protégés par une gaine spécifique 110, illustrée figure 7, qui peut être une gaine unique regroupant les deux fils d'alimentation ou une gaine double, chaque fil étant individuellement protégé. 25 Cette gaine pénètre ensuite dans un conduit vertical 96 dirigé vers le bas et issue de la pièce rigide 90. Ce conduit 96 reçoit la partie supérieur d'une cheminée 124, tel que bien visible sur la figure 5 montrant, sur le corps supérieur 4, l'emplacement 49 recevant le conduit 96, emplacement à l'intérieur duquel est disposé la cheminée 124. Cette cheminée est un prolongement 30 d'une pièce 122 constituant le couvercle du carter 120 du moteur (non représenté). Ce carter est avantageusement constitué de pièces rigides réalisées en polypropylène non expansé. Le couvercle 122 possède par ailleurs des orifices 126 d'entrée d'air, ainsi qu'un joint d'étanchéité 128, qui permet d'assurer l'étanchéité du carénage moteur lors de la compression des corps inférieur et supérieur. La cheminée 124 accueille entièrement la carte électronique 70. Ainsi, les fils d'alimentation électrique provenant de l'enrouleur rejoignent deux des bornes 72 de la carte électronique où ils sont connectés à ladite carte. Le carter 120 comporte également un carénage 130 sensiblement cylindrique, entourant le moteur et sur lequel vient se fixer le couvercle 122 par un assemblage de type baïonnette. Ce carénage, en association avec la cheminée 124, protège les bornes 72 ainsi que les parties mobiles du moteur. II permet également de confiner le bruit généré par le moteur. Avantageusement, le carénage comporte une multitude d'ouvertures 132 15 d'échappement d'air, ces ouvertures, de forme cylindrique, présentant un diamètre de l'ordre de 2,5 mm. Afin de réduire davantage le bruit généré par le moteur, une mousse 134 est disposée devant les ouvertures 132, de sorte que l'air sortant du carénage 130 passe au travers d'une telle mousse avant de rejoindre la sortie 26 du corps 20 inférieur 2. Cette sortie est avantageusement réalisée à l'opposé des ouvertures 132, afin de rallonger le circuit d'air, ce qui est favorable à la diminution du bruit. Une amélioration de cette diminution acoustique consiste également à disposer une mousse 136 dans un support 138, devant la sortie d'air 26, tel que présenté 25 figures 4 et 6. Les deux autres bornes 72 disponibles sur la carte électronique 70 permettent le raccordement de l'interrupteur marche / arrêt 62 actionné par l'utilisateur à l'aide du bouton de commande 60. Comme il est bien visible figures 6 à 7, cet interrupteur 62 est disposé dans un boîtier 64 réalisé en polypropylène non expansé, permettant de protéger les connexions électriques dudit interrupteur. De même que pour les fils électriques reliant l'enrouleur à la carte électronique, les fils reliant l'interrupteur 62 à la carte électronique 70 sont protégés par une gaine 66 reliant le boîtier 64 au conduit 96. Les parties actives du circuit électrique d'alimentation électrique du moteur sont ainsi protégées par des carénages spécifiques, interdisant leur accès par un objet contondant qui pourrait traverser par accident le bâti de l'aspirateur. Les fils électriques sont également protégés par des gaines. Avantageusement, les carénages et boîtiers de protection sont réalisés en polypropylène non expansé afin de limiter la diversité des matériaux utilisés. Il est toutefois envisageable, dans le cadre de l'invention, d'utiliser tout autre matériau présentant les qualités requises d'isolation électrique et de bonne tenue mécanique, notamment de résistance à la pénétration d'une pointe. En ce qui concerne le polypropylène expansé, il sera utilisé à des degrés d'expansion définis par la quantité de matière (polypropylène) par litre. On utilisera de manière privilégiée des teneurs comprises entre 40 g et 80 g de matière par litre. Par ailleurs, afin de faciliter le recyclage du polypropylène utilisé, on privilégiera l'utilisation d'homopolymères.20 REVENDICATIONS 1. Aspirateur (1) comportant au moins un corps inférieur (2) et un corps supérieur (4), lesdits corps renfermant notamment un enrouleur de cordon électrique (10), un moteur électrique relié, via des connexions électriques (72) et un circuit de commande, à un cordon d'alimentation électrique terminé par une prise, ledit cordon étant disposé sur l'enrouleur (10), caractérisé en ce que le corps inférieur (2) et/ou le corps supérieur (4) est réalisé en polypropylène expansé, et en ce que au moins une connexion électrique (72) est entourée par une protection spécifique réalisée en un matériau rigide et isolant électrique. 2. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les protections des connexions électriques (72) sont réalisées en un matériau présentant une dureté supérieure ou égale à 5 Hv. 3. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins une protection consiste en un carénage (64, 120, 124) réalisé en polypropylène non expansé. 4. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le polypropylène expansé et le polypropylène non expansé sont des homopolymères. 5. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les connexions électriques protégées sont les connexions du bouton marche / arrêt (60), les connexions (72) de la carte électronique de commande, les connexions du moteur électrique ainsi que celles de l'enrouleur de cordon (10). 6. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la protection des connexions (72) de la carte électronique se prolonge en un carter (130) entourant le moteur, ledit carter étant percé d'une multitude 12d'ouvertures (132) d'échappement de l'air. 7. Aspirateur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une mousse (134) perméable à l'air est disposée devant les ouvertures (132) d'échappement d'air du carter (130) entourant le moteur. 8. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps supérieur (4), réalisé en polypropylène expansé, présente un espace (40) pour la réception d'un sac à poussières filtrant, et en ce que l'épaisseur (a, b, c) des parois dudit espace est comprise entre 15 mm et 60 mm. 9. Aspirateur (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polypropylène expansé présente une teneur comprise entre 40 g et 80 g de matière par litre.