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APPAREIL NETTOYEUR DE SURFACE IMMERGÉE
A GIRATION PAR CABRAGE
L'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée
dans un liquide, telle que celle formée par les parois d'une piscine, du type
automoteur
à moteur(s) électrique(s).
Les appareils de ce type, très nombreux et connus de longue date
(cf. typiquement FR 2 567 552, FR 2 584 442...), comportent en général un
corps
creux ; un (ou plusieurs) moteur(s) électrique(s) d'entraînement accouplé(s) à
un ou
plusieurs organe(s) de guidage et d'entraînement moteur(s) dudit corps sur la
surface
immergée ; et un moteur électrique de pompage entraînant un organe de pompage
tel
qu'une hélice générant un débit de liquide entre au moins une entrée de
liquide et au
moins une sortie de liquide et à travers une chambre de filtration.
Ces appareils donnent satisfaction mais sont relativement lourds,
et coûteux en fabrication et à l'usage, notamment en termes de consommation
électrique.
On a déjà proposé des appareils à moteur électrique unique
servant simultanément à générer l'entraînement de l'appareil et le pompage du
liquide.
Ces appareils posent néanmoins le problème de l'efficacité du nettoyage
(rapidité et/ou
qualité du balayage de la totalité de la surface et/ou capacité de pompage des
débris),
qui suppose en particulier que l'appareil puisse évoluer vers l'avant ou vers
l'arrière
selon des trajectoires variées, droites ou courbes, à gauche et à droite.
Dans les appareils antérieurs dans lesquels le pompage est assuré
par un moteur électrique embarqué, et l'entraînement est également assuré par
au moins
un moteur électrique embarqué, si l'appareil doit être bidirectionnel, c'est-à-
dire
pouvoir effectuer des trajectoires vers l'avant et vers l'arrière, on exclut
en général
d'utiliser le moteur électrique de pompage pour entraîner l'appareil en
déplacement,
sauf à prévoir un organe de pompage tel qu'une pompe vortex ou centrifuge
(cf. par
exemple US 5,245,723), ou à palettes articulées (cf. par exemple EP 1070850),
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susceptible de fournir un débit de liquide dans le même sens quel que soit son
sens de
rotation, mais dont les performances de pompage sont médiocres. En outre, dans
ce
dernier cas, les trajectoires de l'appareil sont limitées à deux trajectoires
prédéterminées, une vers l'avant, l'autre vers l'arrière, c'est-à-dire en
pratique à des
trajectoires droites ou en giration d'un seul côté. Il en résulte une mauvaise
couverture
de balayage de la surface immergée qui soit n'est pas complètement nettoyée,
soit n'est
complètement nettoyée qu'au bout d'une durée trop longue.
Dans une autre catégorie d'appareil, il est prévu que
l'entraînement et/ou l'orientation de l'appareil soit au moins pour partie
réalisé à partir
de la réaction hydraulique induite par le flux généré par le pompage. Ainsi,
par
exemple, EP 1 022 411 (ou US 2004/0168838) décrit un appareil susceptible
d'être
partiellement entraîné par le flux hydraulique créé, et présente deux sorties
de tuyères
de sens opposés alimentées alternativement par un clapet manoeuvré lorsque la
pompe
est arrêtée. Grâce à des roues auto pivotantes ou à des essieux pivotants, les
trajectoires
vers l'avant et vers l'arrière sont différentes. Les appareils de ce type sont
cependant
relativement complexes, coûteux, et peu fiables, notamment en ce qui concerne
la
commande de basculement du clapet (ou plus généralement pour le changement de
direction du flux hydraulique) qui nécessite une logique de fonctionnement et
au moins
un actionneur embarqué et/ou un mécanisme spécifique susceptible de se
bloquer. En
outre, là encore, seules deux trajectoires prédéterminées différentes sont
possibles.
L'invention vise donc de façon générale à proposer un appareil
nettoyeur du type à moteur(s) électrique(s) embarqué(s) qui, simultanément,
soit plus
économique en termes de fabrication et d'utilisation, et présente des
performances
élevées, comparables à celles des appareils connus, en termes de qualité et de
nettoyage, et plus particulièrement procurant un balayage complet et rapide de
la
surface immergée, et une bonne qualité d'aspiration pour la collecte des
déchets avec
un rendement énergétique satisfaisant.
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L'invention vise ainsi à proposer un tel appareil qui soit
particulièrement simple, fiable, compact et léger, mais doué de capacités
d'évolution
importantes.
L'invention vise, dans un mode de réalisation particulier, à
proposer un tel appareil qui comporte un moteur électrique unique embarqué
d'entraînement et de pompage, et peut être entraîné selon au moins trois
trajectoires
prédéterminées différentes, notamment en ligne droite, en virage d'un côté et
en virage
de l'autre côté.
L'invention vise également à proposer un tel appareil dont l'unité
de commande électrique est particulièrement simple et économique et peut être
entièrement située hors du liquide.
L'invention concerne donc un appareil nettoyeur de surface
immergée dans un liquide comprenant :
- un corps creux,
- des organes de guidage et d'entraînement dudit corps creux sur la surface
immergée, comprenant au moins un essieu doté d'au moins un organe roulant,
- une chambre de filtration ménagée dans ledit corps creux et présentant :
- au moins une entrée de liquide dans le corps creux,
- au moins une sortie de liquide hors du corps creux,
- un circuit hydraulique de circulation de liquide entre chaque entrée de
liquide et chaque sortie de liquide à travers un dispositif de filtrage,
- au moins un moteur électrique d'entraînement mécanique porté par ledit corps
creux, et adapté pour générer un entraînement dudit corps creux en déplacement
sur la
surface immergée,
- une unité de commande électrique reliée à chaque moteur d'entraînement
mécanique pour l'alimenter et le commander dans au moins un sens
d'entraînement,
caractérisé en ce que ladite unité de commande électrique est adaptée pour
commander
chaque moteur d'entraînement dans au moins un sens de déplacement de
l'appareil et à
une vitesse choisie parmi :
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- au moins une première vitesse dans laquelle l'appareil est en une première
assiette de déplacement par rapport à la surface immergée et se déplace dans
ledit sens
de déplacement selon une première trajectoire prédéterminée,
- au moins une deuxième vitesse plus rapide dans laquelle l'appareil est en
une
deuxième assiette cabrée de déplacement dans laquelle il est au moins
partiellement
soulevé par rapport à la surface immergée par pivotement autour d'un essieu,
dit essieu
de cabrage, à partir de ladite première assiette de déplacement, ce par quoi
l'appareil se
déplace dans ledit sens de déplacement selon une deuxième trajectoire
prédéterminée
propre à ladite deuxième assiette cabrée différente de ladite première
trajectoire.
Un appareil selon l'invention peut donc être commandé selon au
moins trois trajectoires différentes, à savoir les dites première et deuxième
trajectoires
prédéterminées dans un sens de déplacement de l'appareil, et au moins une
autre
trajectoire, différente des première et deuxième trajectoires, dans l'autre
sens de
déplacement de l'appareil.
Par ailleurs, rien n'empêche de prévoir un nombre de vitesses
distinctes quelconque dans chaque sens de déplacement de l'appareil,
correspondant
respectivement à un nombre d'assiettes différentes (choisies parmi une
assiette non
cabrée et des assiettes plus ou moins cabrées) de l'appareil, chaque assiette
correspondant elle-même à une trajectoire prédéterminée qui lui est propre,
c'est-à-dire
différente des trajectoires induites par les autres assiettes de déplacement
de l'appareil.
Néanmoins, avantageusement et selon l'invention chaque moteur d'entraînement
est
réversible et ladite unité de commande électrique est adaptée pour commander
chaque
moteur d'entraînement dans un premier sens de déplacement de l'appareil -
notamment
dans un premier sens de rotation de l'essieu de cabrage lorsque ce dernier est
un essieu
moteur entraîné par un tel moteur d'entraînement- selon une vitesse unique, et
dans un
deuxième sens de déplacement de l'appareil -notamment dans un deuxième sens de
rotation de l'essieu de cabrage lorsque ce dernier est un essieu moteur
entraîné par un
tel moteur d'entraînement- selon une vitesse choisie parmi au moins deux
vitesses
distinctes, dont au moins une première vitesse dans laquelle l'appareil se
déplace en
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première assiette de déplacement et au moins une deuxième vitesse dans
laquelle
l'appareil se déplace en une deuxième assiette cabrée de déplacement.
Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention ladite
unité de commande électrique est adaptée pour commander chaque moteur
5 d'entraînement au moins dans le deuxième sens de déplacement de l'appareil -
notamment dans le deuxième sens de rotation de l'essieu de cabrage lorsque ce
dernier
est un essieu moteur entraîné par un tel moteur d'entraînement- selon une
vitesse
choisie parmi deux vitesses distinctes : une première vitesse lente et une
deuxième
vitesse rapide.
Dans chaque assiette de déplacement, le corps creux peut être
stabilisé en ce qui concerne sa position angulaire autour de l'essieu de
cabrage de toutes
façons appropriées, notamment par équilibrage dynamique, par au moins une
butée (en
contact avec la surface immergée ou intégrée entre le corps creux et l'arbre
de rotation
de l'essieu) limitant le pivotement de cabrage...
Avantageusement, un appareil selon l'invention comprend au
moins un organe de contact localisé -notamment un patin ou une roulette-
agencé de
façon à venir au contact de la surface immergée dans au moins une assiette -
notamment
dans au moins une assiette cabrée- de l'appareil de façon à entraîner une
giration de
l'appareil d'un côté.
Un tel organe de contact localisé est actif (c'est-à-dire au contact
de la surface immergée) pour au moins un mode de déplacement de l'appareil,
c'est-à-
dire pour au moins un sens de déplacement et/ou pour au moins une assiette de
l'appareil, par exemple lorsque l'appareil est dans une assiette cabrée
prédéterminée, et
inactif (à distance de la surface immergée ou en tout cas agencé pour ne pas
influencer
la trajectoire de l'appareil) dans les autres modes de déplacement de
l'appareil, par
exemple lorsque le corps creux est dans son assiette normale de fonctionnement
(nettoyage de la surface immergée).
En outre, un tel organe de contact localisé peut être adapté pour
uniquement freiner localement le corps creux par contact de frottement avec la
surface
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immergée lorsque ce dernier est dans une assiette cabrée prédéterminée,
entraînant
ainsi une giration d'un côté. Il peut s'agir par exemple d'un patin ou d'une
roulette
bloquée en rotation. En variante un tel organe de contact localisé peut être
adapté pour
décoller localement le corps creux, et au moins un organe de guidage de
l'essieu de
cabrage -notamment un organe de guidage et d'entraînement moteur- situé à
proximité
de cet organe de contact localisé. En outre un tel organe de contact localisé
peut être
agencé décalé latéralement par rapport à l'essieu de cabrage (par rapport à
une
direction médiane de l'essieu de cabrage) pour entraîner un freinage local
et/ou un
décollement d'un organe de guidage -notamment d'un organe de guidage et
d'entraînement moteur-, et donc une giration de l'appareil d'un côté ainsi
prédéterminé ;
ou être au contraire globalement centré sur une direction médiane de l'essieu
de
cabrage pour entraîner un décollement de chaque organe de guidage -notamment
de
chaque organe de guidage et d'entraînement moteur-, l'appareil étant entraîné
en
giration d'un côté ou de l'autre (défini de façon aléatoire) du fait de
déséquilibres
inévitables de fonctionnement dus par exemple à la traction du câble
d'alimentation.
De préférence, lesdits organes de guidage de l'appareil
comportent au moins un organe non moteur de guidage du corps creux par rapport
à la
surface immergée, chaque organe non moteur de guidage étant décalé selon la
direction
de déplacement par rapport à l'essieu de cabrage (c'est-à-dire non centré sur
l'axe de cet
essieu de cabrage). Dans chaque assiette cabrée de l'appareil, au moins un
organe non
moteur de guidage situé devant l'essieu de cabrage par rapport au sens de
déplacement
de l'appareil est décollé de la surface immergée. De préférence, dans ladite
deuxième
vitesse plus rapide correspondant à ladite deuxième assiette cabrée, chaque
organe non
moteur de guidage situé devant l'essieu de cabrage par rapport audit sens de
déplacement de l'appareil est décollé de la surface immergée.
Par ailleurs, plusieurs variantes sont possibles concernant la
première assiette de déplacement de l'appareil. Dans une première variante
conforme à
l'invention, ladite unité de commande électrique est adaptée pour commander
chaque
moteur d'entraînement à ladite première vitesse de telle sorte que ladite
première
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assiette de déplacement correspond à une assiette normale de déplacement non
cabrée
de l'appareil dans laquelle chaque organe de guidage est en contact avec la
surface
immergée.
Dans une deuxième variante conforme à l'invention, ladite unité
de commande électrique est adaptée pour commander chaque moteur d'entraînement
à
ladite première vitesse de telle sorte que ladite première assiette de
déplacement
correspond aussi à une assiette cabrée dans laquelle il est au moins
partiellement
soulevé par rapport à la surface immergée par pivotement autour de l'essieu de
cabrage
à partir d'une assiette non cabrée (assiette normale de déplacement, notamment
pour
laquelle tous les organes de guidage sont au contact de la surface immergée,
le plan de
roulage défini par ces organes coïncidant avec la surface immergée),
l'appareil étant
moins cabré dans ladite première assiette cabrée que dans ladite deuxième
assiette
cabrée.
Par ailleurs, les différentes trajectoires correspondant aux
différentes assiettes de l'appareil peuvent être obtenues de diverses manières
: par des
résistances hydrauliques différentes d'une assiette à l'autre, dissymétriques
dans au
moins une assiette ou dans certaines assiettes, pour entraîner une giration de
l'appareil.
Avantageusement un appareil selon la deuxième variante susmentionnée de
l'invention
comprend un premier organe de contact localisé -notamment un premier patin ou
une
première roulette- décalé latéralement par rapport à l'essieu de cabrage et
agencé de
façon à venir au contact de la surface immergée dans ladite première assiette
(cabrée
ou non cabrée) de façon à entraîner une giration de l'appareil d'un côté.
Par ailleurs, avantageusement un appareil selon l'invention
comprend un organe de contact localisé, dit deuxième organe de contact
localisé,
décalé latéralement par rapport à l'essieu de cabrage et agencé de façon à
venir au
contact de la surface immergée dans ladite deuxième assiette cabrée de façon à
entraîner une giration de l'appareil d'un côté. Ce deuxième organe de contact
localisé
peut être formé d'un patin ou d'une roulette ou autre.
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En outre, avantageusement et selon l'invention, le premier organe
de contact localisé est agencé de façon à venir au contact de la surface
immergée
uniquement dans ladite première assiette (cabrée ou non cabrée), le deuxième
organe
de contact localisé est agencé de façon à venir au contact de la surface
immergée
uniquement dans ladite deuxième assiette cabrée, et le deuxième organe de
contact
localisé est décalé latéralement par rapport à l'essieu de cabrage à l'opposé
du premier
organe de contact localisé, de sorte que dans ladite deuxième assiette cabrée,
l'appareil
est entraîné en giration du côté opposé de celui vers lequel il est entraîné
en giration
dans ladite première assiette (cabrée ou non cabrée). Avantageusement et selon
l'invention, au moins un organe de contact localisé est disposé de façon à
venir au
contact de la surface immergée à l'arrière de l'essieu de cabrage par rapport
au sens de
déplacement de l'appareil.
En outre, avantageusement un appareil selon l'invention
comprend un dispositif de pompage du liquide entre chaque entrée de liquide et
chaque
sortie du liquide, ce dispositif de pompage étant actif au moins lorsque
l'appareil est en
déplacement dans un sens, dit sens avant, de nettoyage de la surface immergée,
le
liquide étant pompé, avec les éventuels débris entraînés avec ce dernier, dans
le circuit
hydraulique et à travers le dispositif de filtrage depuis chaque entrée de
liquide située à
la base du corps creux en regard de la surface immergée.
Le pivotement de l'appareil et son contrôle selon chaque assiette
de cabrage peuvent être obtenus de différentes façons. En particulier, ce
pivotement
peut résulter d'un couple généré par inertie lors d'une accélération de chaque
organe de
guidage moteur (dans les modes de réalisation où l'essieu de cabrage est un
essieu
moteur comprenant au moins un tel organe de guidage et d'entraînement moteur)
et/ou
par une réaction hydraulique générée par à au moins une sortie secondaire du
liquide
hors du corps creux pour au moins un sens d'entraînement du dispositif de
pompage,
l'orientation et/ou l'amplitude de ladite réaction hydraulique étant alors
adaptée(s) pour
au moins participer à la mise en assiette de cabrage et/ou à l'augmentation du
cabrage
de l'appareil.
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Dans un mode de réalisation préférentiel un appareil selon
l'invention est caractérisé en ce que les organes de guidage comportent au
moins un
organe non moteur de guidage du corps creux par rapport à la surface immergée,
chaque organe non moteur de guidage étant décalés selon la direction de
déplacement
par rapport à l'essieu de cabrage (c'est-à-dire non centré sur l'axe de
l'essieu de
cabrage), et l'essieu de cabrage est un essieu avant, chaque organe non moteur
de
guidage étant disposé vers l'arrière par rapport à l'essieu de cabrage avant,
et en ce que
ladite unité de commande électrique est adaptée pour pouvoir commander chaque
moteur d'entraînement mécanique :
- dans un premier sens de rotation de l'arbre moteur pour lequel l'appareil
est en
déplacement en sens avant par rapport à la surface immergée et, quelle que
soit sa
vitesse, en assiette normale de déplacement non cabrée dans laquelle tous les
organes
de guidage sont en contact avec la surface immergée,
- dans un deuxième sens de rotation de l'arbre moteur pour lequel l'appareil
est en
déplacement en sens arrière par rapport à la surface immergée et, selon sa
vitesse, en
une assiette de déplacement choisie parmi une première assiette de déplacement
et une
deuxième assiette de déplacement cabrée. Plus particulièrement,
avantageusement et
selon l'invention ladite unité de commande électrique est adaptée pour
commander
chaque moteur d'entraînement en sens avant à une vitesse prédéterminée, et en
sens
arrière à une vitesse choisie parmi la première vitesse lente dans laquelle
l'appareil est
en première assiette de déplacement et la deuxième vitesse rapide dans
laquelle
l'appareil est en deuxième assiette de déplacement cabrée.
Plus particulièrement, de préférence, le dispositif de pompage
d'un appareil selon l'invention comprend :
- au moins une hélice de pompage axial à pas unidirectionnel créant un flux de
liquide orienté globalement selon son axe de rotation, et insérée dans ledit
circuit
hydraulique,
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- au moins un moteur électrique réversible de pompage porté par le dit corps
creux et comprenant un arbre moteur relié mécaniquement à chaque hélice de
pompage pour l'entraîner en rotation,
et au moins une hélice de pompage est agencée pour générer :
5 - dans un premier sens de rotation, un débit de liquide dans le
circuit hydraulique s'échappant par au moins une sortie, dite sortie
principale, de liquide,
- dans un deuxième sens de rotation, un débit de liquide dans
le circuit hydraulique en sens rétrograde à partir de chaque sortie principale
et s'échappant
par au moins une autre sortie de liquide, dite sortie secondaire, adaptée pour
orienter le
10 courant de liquide qui s'échappe par cette sortie secondaire de sorte que
ce courant crée
par réaction, des efforts dont la résultante, dite effort secondaire de
réaction hydraulique,
présente une composante d'entraînement de l'appareil en sens arrière parallèle
au plan de
roulage non nulle, dite composante horizontale, et un couple de cabrage de
l'appareil
autour de l'essieu de cabrage.
Ainsi, avantageusement et selon l'invention, ladite unité de
commande est reliée au dispositif de pompage pour le commander de façon que,
lorsque chaque moteur d'entraînement est commandé dans un sens et selon une
vitesse
correspondant à une assiette cabrée, le dispositif de pompage génère un flux
de liquide
produisant, à sa sortie du corps creux, une réaction hydraulique, dite
réaction
hydraulique de cabrage, dont la direction n'est pas sécante avec l'axe de
l'essieu de
cabrage et est orientée dans le sens approprié pour au moins participer au
cabrage du
corps creux autour de l'essieu de cabrage. De préférence et selon l'invention,
le
dispositif de pompage est réversible de façon à pouvoir générer un débit de
liquide en
sens rétrograde depuis au moins une sortie principale de liquide, vers au
moins une
sortie secondaire de liquide, et la réaction hydraulique de cabrage est
produite lorsque
le dispositif de pompage est commandé par l'unité de commande électrique en
sens
rétrograde.
Par ailleurs, l'entraînement d'un appareil selon l'invention peut
être obtenu aussi bien de façon mécanique par au moins un moteur électrique
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d'entraînement relié à au moins un organe de guidage et d'entraînement moteur,
que de
façon au moins partiellement hydraulique, par au moins un moteur électrique
d'entraînement hydraulique générant un flux hydraulique sortant de l'appareil
avec une
composante horizontale (parallèle au plan de roulage et à la surface immergée)
dans au
moins un sens d'entraînement, ou même de façon entièrement hydraulique dans un
sens
d'entraînement ou dans deux sens d'entraînement différents.
Avantageusement et selon des modes de réalisation conformes à
l'invention, ladite sortie principale est adaptée pour orienter le courant de
liquide qui
s'échappe par cette sortie principale de sorte que ce courant crée par
réaction, des
efforts dont la résultante, dite effort principal de réaction hydraulique,
présente une
composante d'entraînement de l'appareil en sens avant parallèle au plan de
roulage non
nulle, dite composante horizontale. De la sorte, cette composante horizontale
participe
à l'entraînement de l'appareil dans le premier sens de rotation du moteur,
l'appareil
étant entraîné au moins partiellement de façon hydraulique. Dans certains
modes de
réalisation possibles de l'invention, l'entraînement de l'appareil peut être
obtenu
uniquement par cette composante horizontale, de façon hydraulique, à partir du
moteur
d'entraînement accouplé à chaque hélice de pompage axial -notamment à une
hélice
unique de pompage axial- de l'appareil.
Dans certains modes de réalisation, l'invention concerne plus
particulièrement un appareil nettoyeur de surface immergée dans un liquide
comprenant :
- un corps creux,
- des organes de guidage et d'entraînement dudit corps creux sur la surface
immergée, comprenant un unique essieu moteur doté d'au moins un organe roulant
moteur, dit organe moteur, entraîné en rotation,
- une chambre de filtration ménagée dans ledit corps creux et présentant :
- au moins une entrée de liquide dans le corps creux,
- au moins une sortie de liquide hors du corps creux,
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- un circuit hydraulique de circulation de liquide entre chaque entrée de
liquide et chaque sortie de liquide à travers un dispositif de filtrage,
- au moins un moteur électrique d'entraînement, dit moteur d'entraînement
mécanique, porté par ledit corps creux et comprenant un arbre moteur relié
mécaniquement à l'essieu moteur pour en entraîner chaque organe moteur,
- une unité de commande électrique reliée à chaque moteur d'entraînement
mécanique pour l'alimenter et le commander dans au moins un sens de rotation
de
l'arbre moteur,
ladite unité de commande électrique étant adaptée pour commander chaque moteur
d'entraînement mécanique dans au moins un sens de rotation de l'arbre moteur
correspondant à un sens de déplacement de l'appareil et dans lequel chaque
organe
moteur est entraîné dans un sens et à une vitesse choisie parmi :
- au moins une première vitesse dans laquelle l'appareil est en une première
assiette de déplacement par rapport à la surface immergée et se déplace dans
ledit sens
de déplacement selon une première trajectoire prédéterminée,
- au moins une deuxième vitesse plus rapide dans laquelle l'appareil est en
une
deuxième assiette cabrée de déplacement dans laquelle il est au moins
partiellement
soulevé par rapport à la surface immergée par pivotement autour de l'essieu
moteur,
qui constitue un essieu de cabrage moteur, à partir de ladite première
assiette de
déplacement, ce par quoi l'appareil se déplace dans ledit sens de déplacement
selon
une deuxième trajectoire prédéterminée propre à ladite deuxième assiette
cabrée
différente de ladite première trajectoire.
Avantageusement un appareil selon des modes de réalisation
préférentiels de l'invention, comprend un unique moteur électrique réversible
porté par
le dit corps creux (ce moteur électrique unique étant donc un moteur
d'entraînement et
de pompage), ce moteur comprenant un arbre moteur relié mécaniquement, pour
les
mouvoir, simultanément à :
- au moins l'un desdits organes de guidage, dit organe moteur, de l'essieu
de cabrage moteur,
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- chaque hélice de pompage.
Dans ces modes de réalisation préférentiels, avantageusement et
selon l'invention, l'unité de commande électrique est adaptée pour commander
le
moteur électrique :
- dans un premier sens de rotation correspondant au sens avant de déplacement
de
l'appareil et au sens normal de rotation de chaque hélice de pompage générant
un
flux de liquide entre chaque entrée de liquide (située à la base du corps
creux en
regard de la surface immergée) et chaque sortie principale de liquide (décalée
vers le haut, et de préférence vers l'arrière par rapport à chaque entrée de
liquide),
- dans un deuxième sens de rotation correspondant au sens arrière de
déplacement
de l'appareil et au sens inverse de rotation de chaque hélice de pompage
générant
un flux de liquide en sens rétrograde produisant, par au moins une sortie du
corps
creux, une réaction hydraulique, non sécante avec l'axe de l'essieu de cabrage
moteur et orientée pour générer un couple de cabrage du corps creux autour de
l'essieu de cabrage moteur.
Les différentes durées de commande de l'appareil dans les
différentes trajectoires peuvent être prédéterminées ou définies de façon
aléatoire, et
peuvent être optimisées en fonction par exemple de l'application.
Avantageusement et selon l'invention ladite unité de commande
électrique est adaptée pour commander chaque moteur d'entraînement
principalement
en sens avant, et pour commander chaque moteur d'entraînement de temps à autre
en
sens arrière selon la première vitesse et de temps à autre en sens arrière
selon la
deuxième vitesse.
Avantageusement et selon l'invention ladite unité de commande
électrique est adaptée pour commander au moins une durée prédéterminée de
fonctionnement de chaque moteur d'entraînement dans un sens et à une vitesse.
Avantageusement et selon l'invention ladite unité de commande
électrique est adaptée pour commander de façon aléatoire au moins une durée de
fonctionnement de chaque moteur d'entraînement dans un sens et à une vitesse.
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L'invention concerne également un appareil caractérisé en
combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou
ci-après.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non
limitatif et qui se
réfère aux figures annexées dans lesquelles :
- les figures 1 à 4 sont des vues schématiques en perspective selon
différents angles (respectivement trois quart supérieur avant, trois quart
supérieur
arrière, trois quart inférieur avant et trois quart inférieur arrière) d'un
appareil selon un
premier mode de réalisation de l'invention,
- les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en perspective éclatée selon
deux angles différents (respectivement trois quart inférieur avant et trois
quart
supérieur arrière) de l'appareil des figures 1 à 4,
- la figure 7 est une vue schématique en coupe par un plan longitudinal
vertical selon la ligne VII-VII de la figure 1, représentant l'appareil selon
le premier
mode de réalisation de l'invention entraîné en sens avant normal de nettoyage,
- la figure 8 est vue schématique en coupe selon la ligne VII-VII de la
figure 1, représentant l'appareil selon le premier mode de réalisation de
l'invention
entraîné en sens arrière avec une assiette cabrée,
- la figure 9 est une vue schématique en coupe vers l'arrière selon la ligne
IX-IX de la figure 7,
- la figure 10 est une vue schématique en coupe vers l'avant selon la ligne
X-X de la figure 7,
- les figures 1la à 1lc sont des vues schématiques de profil de l'appareil
des figures 1 à 4 respectivement avec une assiette normale de déplacement,
avec une
première assiette cabrée et avec une deuxième assiette cabrée,
- les figures 12a à 12c sont des vues schématiques de dessous des figures
1la à 1lc, respectivement avec une assiette normale de déplacement, avec une
première assiette cabrée et avec une deuxième assiette cabrée,
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- la figure 13 est une vue en perspective de dessous similaire à la figure 4
mais représentant un deuxième mode de réalisation de l'invention
- la figure 14 est une vue similaire à la figure 7 représentant l'appareil
selon
le deuxième mode de réalisation de l'invention entraîné en sens normal de
nettoyage,
5 - la figure 15 est une vue similaire à la figure 7 représentant l'appareil
entraîné en sens arrière à une première vitesse correspondant à une assiette
normale,
- la figure 16 est une vue schématique en coupe par un plan longitudinal
vertical du côté opposé à la figure 14 et représentant l'appareil selon le
deuxième mode
de réalisation de l'invention entraîné en sens arrière avec une assiette
cabrée.
10 L'appareil selon les modes de réalisation de l'invention
représentés sur les figures est un appareil nettoyeur de surface immergée
automoteur de
type électrique, c'est-à-dire relié uniquement par un câble électrique 3 à une
unité 4 de
commande située à l'extérieur du liquide. Dans tout le texte, sauf indication
contraire,
l'appareil est décrit avec une assiette de déplacement sur une surface
immergée
15 (inclinaison dans un plan contenant la direction de déplacement et
orthogonal à la
surface immergée) supposée être horizontale. Il va de soi que l'appareil selon
l'invention peut tout aussi bien se déplacer sur des surfaces non
horizontales,
notamment inclinées ou verticales.
Cet appareil comprend un corps creux 1 formé de différentes
parois en matière synthétique rigide assemblées les unes aux autres permettant
d'une
part de délimiter une chambre de filtration 2, d'autre part de former châssis
recevant et
portant des organes 5, 6 de guidage et d'entraînement, un moteur 8 électrique
unique
présentant un arbre moteur 9, une transmission mécanique entre l'arbre moteur
9 du
moteur 8 électrique et au moins un organe de guidage et d'entraînement, dit
organe 5
moteur, et une hélice 10 de pompage axial.
Dans les modes de réalisation représentés, le corps creux 1
présente une coque inférieure arrière 11 formant châssis, complétée par un
capot 12
supérieur avant démontable par rapport à la coque 11. Le capot 12 est doté
d'une
poignée 47 transversale avant permettant de manipuler et transporter
l'appareil.
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La coque 11 porte deux grandes roues 5 latérales avant motrices
coaxiales et de même diamètre. Les roues 5 motrices présentent le plus grand
diamètre
possible qui n'augmente pas l'encombrement vertical de l'appareil. Autrement
dit, le
diamètre des roues 5 avant correspond au moins à la hauteur (dimension selon
la
direction normale au plan de roulage 22 à la surface immergée) hors tout de
l'appareil
selon l'invention. Par exemple, le diamètre des roues 5 avant est compris
entre 250mm
et 300mm notamment est de l'ordre de 275 mm.
Ces roues 5 de grandes dimensions s'avèrent procurer des
avantages déterminants et inattendus. Tout d'abord, elles évitent tout contact
intempestif d'une partie proéminente du corps creux sur la surface immergée,
et
permettent ainsi une certaine protection de cette surface immergée au cours du
fonctionnement de l'appareil. Réciproquement, elles assurent une certaine
protection du
corps creux lui-même vis-à-vis des chocs de la part d'objets extérieurs qui
viennent
uniquement au contact des grandes roues 5. Également, elles assurent une
motricité
améliorée de l'appareil à partir d'un même moteur électrique. Elles sont en
outre
particulièrement avantageuses dans le cadre d'un appareil présentant au moins
une
assiette cabrée dans au moins un sens d'entraînement, dans la mesure où elles
facilitent
considérablement ce cabrage. Elles limitent les risques de blocage sur les
irrégularités
(notamment les creux et/ou les reliefs) de la surface immergée de petites
dimensions, et
présentent des zones de contact multiples et de diverses orientations (dessus,
devant,
dessous) avec la surface immergée. En procurant un guidage et un entraînement
particulièrement performants et efficaces, elles permettent de réduire les
performances
et caractéristiques des autres organes de guidage nécessaires (simple roulette
6 dans les
exemples représentés), voire de s'en affranchir (variante non représentée).
Elles
permettent également de réaliser une transmission aussi directe que possible
(sans
étage de renvoi intermédiaire) entre l'arbre moteur et chaque roue 5 qui peut
être dotée,
à cet effet, d'une couronne dentée interne dotée de nombreuses dents,
réalisant une
grande réduction en un seul étage. Elles sont particulièrement avantageuses en
combinaison avec un moteur 8 d'axe incliné comme décrit ci-après.
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Les roues 5 avant sont accouplées via une transmission
mécanique à l'arbre moteur 9 du moteur électrique 8, et sont donc entraînées
en
rotation par ce dernier. Elles forment ainsi un essieu avant 7 moteur. Chaque
roue 5
avant est guidée en rotation sur la coque 11 autour d'un axe transversal 13
définissant
l'axe de l'essieu avant 7. Chaque roue 5 avant présente une couronne interne
dentée 14
permettant de recevoir un pignon 15 monté en bout d'un demi arbre 16
d'entraînement
accouplé à un pont central 17 comprenant un pignon 18 entraîné en rotation par
une vis
sans fin 19 d'une extrémité 20 inférieure avant de l'arbre moteur 9. Ainsi,
lorsque
l'arbre moteur 9 est entraîné en rotation dans un sens par le moteur 8, le
pignon 18 est
entraîné en rotation dans un sens, et chaque pignon 15 est également entraîné
en
rotation dans un sens, ce qui entraîne la roue 5 avant correspondante dans un
sens.
Lorsque l'arbre moteur 9 est entraîné en rotation dans l'autre sens, les
pignons 18 et 15
sont entraînés en rotation dans l'autre sens, ainsi que les roues 5 avant. De
la sorte, le
moteur 8 permet d'entraîner les roues 5 avant motrices dans l'un ou l'autre
des deux
sens de rotation, vers l'avant et vers l'arrière.
La coque 11 porte également une roulette 6 arrière libre en
rotation (non motrice) autour d'un axe transversal 21. Cette roulette 6
constitue un
organe de guidage roulant qui, dans l'exemple représenté, n'est pas moteur,
c'est-à-dire
n'exerce pas la fonction d'entraînement et n'est pas directionnel, c'est-à-
dire que son axe
21 est fixe et parallèle à l'axe 13 de l'essieu moteur 5. Les deux roues avant
5 et la
roulette 6 arrière définissent un même plan, dit plan de roulage 22,
correspondant à la
surface immergée lorsque l'appareil est en déplacement normal de nettoyage sur
cette
dernière, toutes les roues 5, 6 étant au contact de la surface immergée.
Le moteur électrique 8 unique fait office non seulement de
moteur d'entraînement des roues 5 motrices, mais également de moteur de
pompage
entraînant l'hélice 10 en rotation autour de son axe. Pour ce faire, l'arbre
moteur 9 du
moteur 8 traverse longitudinalement le corps du moteur et débouche axialement
en
saillie des deux côtés du corps du moteur, c'est-à-dire avec une extrémité
inférieure
avant 20 entraînant les roues 5 comme indiqué ci-dessus, et avec une extrémité
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supérieure arrière 23 à laquelle l'hélice 10 de pompage est directement
accouplée
solidaire en rotation.
La coque 11 porte le moteur électrique 8 en position inclinée par
rapport au plan de roulage 22, c'est-à-dire avec l'arbre moteur 9 (qui
débouche
axialement des deux côtés du corps du moteur) incliné selon un angle u
différent de 0
et de 90 par rapport au plan de roulage 22. En particulier, l'arbre moteur 9
n'est pas
orthogonal au plan de roulage 22. L'angle u d'inclinaison est compris entre 30
et 75
par exemple de l'ordre de 50 . L'angle u est aussi l'angle d'inclinaison de
l'axe de
l'hélice 10, et de la direction 24 du flux hydraulique généré par cette
dernière. L'angle u
correspond également à la direction générale de la réaction hydraulique
générée par le
flux de liquide à la sortie 37 en sens normal de pompage, et vers le filtre 33
en sens
rétrograde.
Une telle inclinaison présente de nombreux avantages, et en
particulier permet de conférer à l'appareil selon l'invention une grande
compacité, et
d'exploiter l'effort de réaction hydraulique résultant du débit de liquide
généré par
l'hélice 10, notamment sa composante parallèle au plan de roulage 22, pour
l'entraînement de l'appareil en sens normal.
La coque 11 présente également une ouverture 25 inférieure
s'étendant transversalement sensiblement sur toute la largeur et légèrement
décalée vers
l'avant par rapport au plan transversal vertical (orthogonal au plan de
roulage 22)
contenant l'axe 13 de l'essieu 7 moteur. Cette ouverture 25 forme une entrée
de liquide
à la base du corps creux en sens normal de pompage pour le nettoyage de la
surface
immergée.
Cette ouverture 25 présente de préférence une bavette 26
s'étendant le long de son bord arrière et sur les côtés pour faciliter
l'aspiration des
débris. L'ouverture 25 présente également de préférence une nervure 29
s'étendant dans
le long de son bord avant, en saillie vers le bas, pour créer un effet de
turbulences à
l'arrière de cette nervure 29 tendant à décoller les débris de la surface
immergée et à
accélérer le flux du liquide pénétrant dans l'ouverture 25.
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L'ouverture 25 est adaptée pour recevoir une extrémité inférieure
27 d'un conduit d'entrée 28 solidaire du capot 12. L'ensemble constitue une
entrée de
liquide à la base du corps creux 1, par laquelle le liquide aspiré par
l'aspiration résultant
de l'hélice 10 de pompage lorsque cette dernière est entraînée en sens normal
de
pompage par le moteur 8.
Le conduit 28 s'étend globalement sur toute la largeur du capot
12 et vers le haut (sensiblement orthogonalement au plan de roulage 22)
jusqu'à une
ouverture 30 supérieure dotée d'un volet 31 pivotant faisant office de clapet.
Le volet
31 est articulé autour d'un axe 32 transversal horizontal situé à l'avant de
l'ouverture 30.
Le capot 12 est adapté pour pouvoir recevoir et porter un filtre 33 s'étendant
à l'arrière
du conduit 28 de façon à recevoir le débit de liquide (chargé de débris)
débouchant de
l'ouverture 30 supérieure du conduit 28 d'entrée. Ce filtre 33 est formé de
parois
filtrantes rigides, et est en communication de liquide à sa portion arrière
supérieure 34
avec une entrée 35 d'un conduit 36 recevant l'hélice 10 de pompage axial, ce
conduit 36
s'étendant globalement selon la direction 24 de pompage du liquide, dans le
prolongement vers l'arrière vers le haut de l'arbre moteur 9, jusqu'à une
sortie 37 de
liquide hors du corps creux 1 par laquelle le liquide s'échappe globalement
selon la
direction 24 lorsque l'hélice 10 est entraînée par le moteur 8 dans le sens
normal du
pompage. Le trajet de liquide en sens normal de pompage dans le circuit
hydraulique
de circulation de liquide ainsi formé entre l'entrée 25 de liquide et la
sortie 37 de
liquide à travers le filtre 33 est représenté schématiquement par des flèches
sur la
figure 7. Le volet 31 faisant office de clapet est situé au niveau de l'entrée
du filtre 33
qui coïncide avec l'ouverture 30 supérieure du conduit d'entrée 28. En
variante non
représentée, un tel clapet, dont la fonction est d'empêcher, en sens
rétrograde, tout
refoulement de liquide hors du corps creux via l'entrée 25, pourrait être
incorporé au
sein même du conduit 28 d'entrée.
Le moteur 8 est porté sous une paroi inférieure 38 inclinée
étanche de la coque 11 qui délimite la chambre 2 de filtration recevant le
filtre 33.
L'extrémité supérieure 23 de l'arbre moteur 9 traverse la paroi étanche 38
dans une
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portion 39 de celle-ci formant la partie inférieure du conduit 36, et cette
traversée est
elle-même étanche, c'est-à-dire est réalisée par un dispositif 40 à joint(s)
d'étanchéité
(par exemple du type presse étoupe) assurant l'étanchéité entre l'arbre moteur
9 rotatif
et la paroi 38.
5 La sortie 37 principale du liquide hors du corps creux 1 est dotée
d'une grille de protection 41 guidant le flux généré en sens normal de pompage
et
empêchant le passage de débris dans le sens du refoulement vers l'intérieur du
corps
creux 1 lorsque l'hélice 10 est entraînée en sens rétrograde contraire au sens
normal de
pompage.
10 L'unité de commande 4 est de préférence située hors du liquide et
adaptée pour fournir, par le câble 3, une tension d'alimentation au moteur 8.
Cette
tension d'alimentation permet, selon sa polarité, de commander le moteur 8
dans un
sens ou dans l'autre et selon des vitesses de rotation différentes. Une telle
unité de
commande 4 peut être formée d'une alimentation électrique branchée sur le
secteur et
15 comprenant une logique de commande de modulation de largeur d'impulsions
pilotant
un circuit formant une source de tension (à base d'au moins un transistor en
commutation) dont la sortie est hachée à haute fréquence avec une largeur
d'impulsions
variable selon le signal délivré par la logique de commande. L'unité de
commande 4
comprend un circuit d'inversion permettant de délivrer une tension
d'alimentation du
20 moteur 8 dont la polarité peut être changée (polarité positive pour
entraînement en sens
avant ; polarité négative pour entraînement en sens arrière), et dont la
valeur moyenne
peut être modifiée grâce à la logique de modulation de largeur d'impulsions de
façon à
prendre une valeur parmi plusieurs valeurs distinctes correspondant
respectivement à
plusieurs vitesses d'entraînement du moteur 8, et donc à plusieurs vitesses de
déplacement de l'appareil. Le signe + désigne un déplacement en sens avant ;
le signe -
désigne un déplacement en sens arrière. Dans l'exemple, si l'on souhaite que
l'appareil
puisse se déplacer à une vitesse normale +V prédéterminée en sens avant, à une
première vitesse -V1 en sens arrière ou à une deuxième vitesse -V2 en sens
arrière, la
logique de commande peut être programmée pour que l'unité de commande 4
délivre
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une tension dont la valeur moyenne peut prendre, en valeur absolue, une valeur
choisie
parmi trois valeurs prédéterminées correspondant à ces trois vitesses.
L'unité de commande 4 peut incorporer avantageusement une
logique de temporisation permettant de commander les différents sens
d'entraînement
et les différentes vitesses selon des durées prédéterminées, fixes et
mémorisées et/ou
définies aléatoirement à partir par exemple d'un générateur de variable pseudo-
aléatoire. Une telle unité de commande 4 est particulièrement simple dans sa
conception et sa fabrication.
Dans un premier sens de rotation du moteur 8 et de son arbre 9,
les roues 5 avant motrices sont entraînées en rotation dans le sens avant de
déplacement de l'appareil (figures 7 et lla, et figure 14, la roulette 6 étant
à l'arrière de
l'essieu moteur au contact de la surface immergée). Dans ce premier sens de
rotation,
l'hélice 10 de pompage axial est entraînée en sens normal de pompage du
liquide
depuis l'ouverture 25 à la base du corps creux 1 jusqu'à la sortie 37 par
laquelle le
liquide s'échappe. Le volet 31 est ouvert et les débris aspirés par
l'ouverture 25 avec le
liquide sont retenus dans le filtre 33.
Dans ce premier sens de rotation, le moteur 8 est commandé à
une vitesse prédéterminée de sorte que l'appareil est entraîné en déplacement
en sens
avant à une vitesse prédéterminée +V, dite vitesse normale, aussi rapide que
possible
afin d'optimiser le nettoyage. De préférence, la vitesse normale +V correspond
à la
vitesse maximum de rotation du moteur 8. Lorsque l'appareil est ainsi entraîné
en sens
avant, sa trajectoire est normalement droite orthogonale à l'axe 13 de
l'essieu 7, les
deux roues 5 avant étant parallèles l'une à l'autre et orthogonales à l'axe
13, et la
roulette 6 étant en contact avec la surface immergée.
Dans l'autre sens de rotation du moteur 8, les roues 5 avant
motrices sont entraînées en rotation en sens arrière de déplacement de
l'appareil
(figures 8 et 15, la roulette 6 étant alors devant l'essieu 7 moteur par
rapport à ce sens
de déplacement). Dans ce deuxième sens de rotation, l'hélice 10 de pompage
axial est
entraînée en sens contraire à son sens normal de pompage et génère un débit
non nul de
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liquide en sens rétrograde depuis la sortie 37 vers l'intérieur du corps creux
1. En effet,
l'hélice 10 est une hélice de pompage axial à pas unidirectionnel et de
préférence fixe
(présentant des pales fixées rigidement sur un rotor, s'étendant radialement
par rapport
à ce dernier en présentant un pas dans un seul sens) générant un débit de
liquide orienté
globalement selon son axe de rotation (l'hélice 10 n'étant donc pas de type
centrifuge)
dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation de l'hélice autour de
son axe.
L'hélice 10 est optimisée pour générer un débit optimal lorsqu'elle est
entraînée en
rotation autour de son axe dans le sens normal de pompage. Mais lorsqu'elle
est
entraînée en rotation autour de son axe en sens contraire à ce sens normal de
pompage,
l'hélice 10 génère un débit non nul de liquide en sens rétrograde.
Et, contrairement à tous les préjugés en la matière, non seulement
ce débit rétrograde n'est en réalité pas nuisible au fonctionnement général de
l'appareil,
mais au contraire, il est particulièrement avantageux et permet notamment :
- d'exercer une réaction hydraulique pouvant participer au cabrage de
l'appareil
entraînant des modifications de trajectoire de l'appareil lors de ses
déplacements en
sens arrière, en giration d'un côté ou de l'autre,
- de générer éventuellement des flux hydrauliques orientés latéralement
participant
directement par réaction aux modifications de trajectoire de l'appareil, en
giration
d'un côté ou de l'autre,
- d'obtenir un décolmatage périodique des parois du filtre 33, au bénéfice
d'une
plus grande longévité de fonctionnement de l'appareil et d'une optimisation du
volume fonctionnel du filtre 33.
Dans ce deuxième sens de rotation du moteur 8, le volet 31 est
automatiquement en position fermée (du fait de la gravité et/ou sous l'effet
du flux en
sens rétrograde), empêchant tout refoulement de débris dans le conduit 28, de
sorte que
les débris restent confinés à l'intérieur du filtre 33. Le flux en sens
rétrograde peut être
évacué par les fuites inévitables de l'appareil (ce dernier pouvant être
exempt d'orifice
et de clapet d'évacuation spécifique du flux en sens rétrograde), ou par un ou
plusieurs
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orifice(s) spécifique(s) à clapet(s) ménagé(s) dans la coque 11 à cet effet,
par exemple
un orifice latéral (variante non représentée).
Les modifications de trajectoire de l'appareil lors de ses
déplacements en sens arrière (par rapport à sa trajectoire en sens avant qui
est dans
l'exemple en ligne droite) peuvent être obtenues de toutes façons appropriées,
notamment à partir d'une modification d'assiette du corps creux 1 par rapport
à l'essieu
7 autour de l'axe 13 (dans un plan orthogonal à la surface immergée et
contenant la
direction de déplacement).
De préférence, l'appareil est conçu de façon à pouvoir être
entraîné en giration d'un côté (par exemple vers la gauche par rapport à son
sens de
déplacement) pour une première vitesse du moteur 8 correspondant à une
première
vitesse -V1 de déplacement de l'appareil en sens arrière et à une première
assiette,
cabrée (premier mode de réalisation représenté) ou non cabrée (deuxième mode
de
réalisation représenté), de l'appareil, et en giration de l'autre côté (par
exemple vers la
droite par rapport à son sens de déplacement) pour une deuxième vitesse du
moteur 8
correspondant à une deuxième vitesse -V2 de déplacement de l'appareil en sens
arrière
et à une deuxième assiette cabrée de l'appareil. De la sorte, on obtient de
façon
extrêmement simple un appareil qui, en sens avant, se déplace en ligne droite,
et en
sens arrière, selon la vitesse de rotation du moteur 8, se déplace en tournant
à gauche
ou en tournant à droite. Dès lors, toutes les trajectoires utiles d'un
appareil nettoyeur
sont obtenues, ce qui facilite grandement la couverture de nettoyage et la
rapidité du
nettoyage de la surface immergée.
L"augmentation de vitesse de déplacement en sens arrière génère
une accélération qui induit un couple d'inertie tendant à augmenter le cabrage
l'appareil. L'équilibrage général de l'appareil peut être adapté pour obtenir
les assiettes
plus ou moins cabrées ou non cabrée souhaitées, en fonction des différentes
vitesses
correspondantes.
Le dispositif de pompage peut aussi, en variante non représentée,
participer à la mise en assiette(s) cabrée(s). A ce titre, il est à noter que
l'hélice 10 de
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pompage est une hélice à pas unidirectionnel directement accouplée solidaire
en
rotation de l'extrémité supérieure arrière 23 de l'arbre moteur 9. Une hélice
de pompage
axial à pas unidirectionnel comprend des pales s'étendant globalement
radialement et
présentant un pas qui est de préférence fixe, qui pourrait être cependant
variable, mais
qui, en tout état de cause, ne change pas de sens, c'est-à-dire est toujours
orienté dans
un seul sens, de sorte que le sens du flux de liquide généré par la rotation
de l'hélice
dépend du sens de rotation de cette dernière. Lorsque l'hélice 10 est
entraînée en
rotation en sens normal de pompage (correspondant au nettoyage de la surface
immergée), elle pompe le liquide depuis chaque entrée de liquide à la base du
corps
creux jusqu'à chaque sortie principale de liquide. Lorsque l'hélice 10 est
entraînée en
rotation en sens rétrograde, elle pompe le liquide dans le sens du refoulement
depuis
chaque sortie principale de liquide.
L'hélice 10 de pompage axial entraînée en sens rétrograde génère
un débit de liquide pouvant s'échapper hors du corps creux par au moins une
sortie de
liquide, dite sortie secondaire (non représentée). Le débit de liquide
s'échappant par au
moins une telle sortie secondaire est orienté de telle sorte que ce courant
crée par
réaction, des efforts dont la résultante, dite effort secondaire de réaction
hydraulique,
génère un couple de cabrage de l'appareil par pivotement du corps creux autour
de
l'essieu 7. Ce couple de cabrage autour de l'axe 13 de l'essieu 7 moteur tend
à cabrer
l'appareil, c'est-à-dire à soulever la roulette 6. Ainsi, un tel effort
secondaire de réaction
hydraulique exerce un couple de pivotement de l'appareil autour de l'axe 13 de
l'essieu
7 moteur dans le sens de l'augmentation du cabrage l'appareil. Pour ce faire,
il faut et il
suffit que la direction du flux de liquide généré en sens rétrograde et
sortant par une
telle sortie secondaire ne soit pas sécante avec l'axe 13 de l'essieu 7
moteur, et soit
orientée dans le bon sens.
Une telle participation du débit de liquide en sens rétrograde à la
mise en cabrage de l'appareil n'est cependant pas nécessaire, et, dans le mode
de
réalisation représenté à titre d'exemple, l'obtention de chaque assiette
cabrée résulte
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uniquement du couple moteur sur l'essieu moteur et de l'équilibrage général de
l'appareil.
Inversement, rien n'empêche de prévoir que la mise en cabrage
l'appareil résulte principalement, voire uniquement, d'un tel effort
secondaire de
5 réaction hydraulique. Par exemple, l'invention s'applique à un mode de
réalisation non
représenté dans lequel un appareil selon l'invention est entraîné uniquement
par
réaction hydraulique sans transmission mécanique entre le moteur et l'essieu
des roues
avant.
Des modifications de trajectoire peuvent être obtenues en
10 fonction de l'assiette, plus ou moins cabrée ou non, c'est-à-dire en
fonction de
l'inclinaison du corps creux 1 autour de l'axe 13 de l'essieu 7 moteur par
rapport à la
surface immergée, par exemple (variante non représentée) du fait que la
composante
horizontale (parallèle à la surface immergée) de la résistance hydraulique
d'avancement
en sens arrière est déséquilibrée et entraîne une giration d'un côté de
l'appareil. Pour ce
15 faire, la coque 11 peut présenter des volets ou nervures dont l'effet
hydraulique est
dépendant de l'inclinaison de cabrage de l'appareil.
Selon une autre variante non représentée, elles peuvent être
obtenues par un décalage latéral d'un organe de guidage et d'entraînement
et/ou de
brossage, ou encore selon un pivotement spontané d'une roulette suite au
changement
20 de sens de déplacement.
En variante ou en combinaison, des modifications de trajectoire
peuvent être obtenues par différentes configurations des organes de guidage et
d'entraînement en contact avec la surface immergée et/ou par des organes
freinant
décalés latéralement venant ou non en contact avec la surface immergée, selon
25 l'assiette cabrée de l'appareil.
Dans le premier mode de réalisation représenté, la coque 11
présente une portion 42 de paroi s'étendant vers l'avant à partir de
l'ouverture 25, sur
toute sa largeur, en épousant sensiblement le contour des roues avant 5. Cette
portion
42 de paroi est dotée de deux patins 43, 44, chaque patin étant agencé de
façon à
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pouvoir venir au contact de la surface immergée pour freiner localement et/ou
décoller
le corps creux 1 si l'appareil prend une assiette cabrée prédéterminée
spécifique pour
chaque patin 43, 44, la roulette 6 étant décollée de ladite surface immergée.
Un premier patin 43, fixe, est disposé d'un côté, par exemple à
droite comme représenté, solidaire de la portion 42 avant de la coque 11 et
s'étend en
saillie radialement vers l'extérieur à partir de cette portion 42 de façon à
venir au
contact de la surface immergée lorsque l'appareil est en une première assiette
cabrée
représentée figure I lb, pour la première vitesse -VI lente de déplacement en
sens
arrière correspondant à la première vitesse lente de rotation du moteur 8.
Dans cette
première assiette cabrée, le deuxième patin 44 n'est pas au contact de la
surface
immergée et l'appareil est entraîné en giration d'un côté (vers la gauche par
rapport au
sens de déplacement dans l'exemple représenté) en sens arrière du fait du
frottement du
premier patin 43 sur la surface immergée et/ou du décollement de la roue 5
avant
droite. Le premier patin 43 est agencé à l'avant de l'essieu moteur, et vient,
dans la
première assiette cabrée, au contact de la surface immergée à l'arrière de
l'essieu
moteur par rapport au sens de déplacement (sens arrière).
Le deuxième patin 44, fixe, est disposé de l'autre côté, par
exemple à gauche comme représenté, solidaire de la portion 42 avant de la
coque 11 et
s'étend en saillie radialement vers l'extérieur à partir de cette portion 42
de façon à
venir au contact de la surface immergée lorsque l'appareil est en une deuxième
assiette
cabrée représentée figure 1lc, de plus forte inclinaison que la première
assiette cabrée.
Cette deuxième assiette cabrée est obtenue pour la deuxième vitesse -V2 rapide
de
déplacement en sens arrière correspondant à la deuxième vitesse rapide de
rotation du
moteur 8. Dans cette deuxième assiette cabrée, le premier patin 43 n'est plus
au contact
de la surface immergée, et l'appareil est entraîné en giration de l'autre côté
(vers la
droite dans l'exemple représenté) en sens arrière du fait du frottement du
deuxième
patin 44 sur la surface immergée et/ou du décollement de la roue 5 avant
gauche. Le
deuxième patin 44 est aussi agencé à l'avant de l'essieu moteur, et vient,
dans la
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deuxième assiette cabrée, au contact de la surface immergée à l'arrière de
l'essieu
moteur par rapport au sens de déplacement (sens arrière).
Le premier patin 43 est agencé de façon à venir au contact de la
surface immergée uniquement dans ladite première assiette cabrée, et le
deuxième
patin 44 est agencé de façon à venir au contact de la surface immergée
uniquement
dans ladite deuxième assiette cabrée. En particulier, dans la première
assiette cabrée, le
deuxième patin 44 n'est pas au contact de la surface immergée. Dans la
deuxième
assiette cabrée, le premier patin 43 n'est pas au contact de la surface
immergée. Dans
l'assiette normale de déplacement de l'appareil dans laquelle il n' est pas
cabré, toutes
les roues 5, 6 étant au contact de la surface immergée, par exemple lors des
déplacements en sens avant, les patins 43, 44 sont distants de la surface
immergée, et
donc inactifs.
Un patin 43, 44 apte à entraîner un décollement d'une roue 5
motrice entraîne une giration rapide de l'appareil par arrêt localisé. Un
patin 43, 44
apte à frotter sur la surface immergée sans entraîner un décollement d'une
roue 5
motrice génère une giration plus lente de l'appareil par freinage localisé.
Ces deux
variantes sont envisageables dans un appareil selon l'invention, et peuvent
être
combinées (au moins un patin de freinage étant prévu pour uniquement frotter
sur la
surface immergée et freiner localement dans une assiette de l'appareil ; au
moins un
autre patin de décollement entraînant un décollement d'une roue dans une autre
assiette
de l'appareil).
Dans le deuxième mode de réalisation représenté, les patins 43,
44 sont remplacés par des roulettes 63, 64. En particulier, le premier patin
43 est
remplacé par une roulette 63 montée librement pivotante autour d'un axe
transversal
horizontal dans une coulisse oblongue 65 ménagée dans un bras pivotant 66. La
roulette 63 peut se déplacer en translation le long de la coulisse oblongue
65. Le bras
pivotant 66 est librement pivotant autour d'un axe 71 transversal horizontal
par rapport
à la coque 11 formant châssis.
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Dans le mode de réalisation représenté, le bras pivotant 66
présente deux ailes parallèles 66a, 66b formant chape de réception de la
roulette 63 qui
présente un arbre central 67, chaque aile 66a, 66b présentant une lumière
oblongue
65a, 65b, les deux lumières oblongues 65a, 65b parallèles, en regard et de
mêmes
dimensions constituant la coulisse oblongue 65 dans laquelle l'arbre 67 de la
roulette
63 est guidé. L'arbre 67 de la roulette 63 présente des extrémités engagées
dans chaque
lumière oblongue 65a, 65b.
Lorsque l'appareil est entraîné en sens avant, l'appareil est en
assiette normale de déplacement non cabrée et la roulette 63 est en butée à
l'extrémité
arrière 70 de la coulisse 65, et vient simplement rouler normalement,
librement et sans
effort résistant, au contact de la surface immergée.
Lorsque l'appareil est entraîné en sens arrière à la première
vitesse lente, la roulette 63 se déplace le long de la coulisse oblongue 65,
vers
l'extrémité avant de cette dernière. Ce faisant, le bras 66 pivote légèrement
vers le bas.
Lorsque la roulette 63 arrive en butée contre l'extrémité avant 69 de la
coulisse
oblongue 65, elle est bloquée en rotation, freine localement l'appareil et le
soulève de
façon à décoller la roue 5 de la surface immergée, l'appareil étant alors
entraîné en
giration. Il est à noter que dans ce deuxième mode de réalisation de
l'invention, dans le
sens arrière de déplacement à la première vitesse lente, l'appareil reste en
assiette
normale de déplacement non cabrée. Autrement dit, ladite première assiette de
déplacement l'appareil en sens arrière est, dans ce deuxième mode de
réalisation, une
assiette normale non cabrée.
Le deuxième patin 44 du premier mode de réalisation est
remplacé, dans le deuxième mode de réalisation, par une roulette 64 librement
pivotante autour d'un axe transversal horizontal, qui entraîne un décollement
de la roue
5 avant gauche parce que l'appareil est entraîné en sens arrière à la deuxième
vitesse
-V2 et est dans sa deuxième assiette, qui est une assiette cabrée.
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Une portion de freinage est avantageusement prévue solidaire de
la coque 11 pour freiner et bloquer en rotation la roulette 63 en butée à
l'extrémité
avant 69 de la coulisse 65.
De préférence, les roulettes 63, 64 sont dentées de façon à
minimiser leur glissement vis-à-vis de la surface immergée et, s'agissant de
la première
roulette 63, vis-à-vis de la coque 11 (portion de freinage). Avantageusement,
une
crémaillère 68 conjuguée des dents de la première roulette 63 est prévue
solidaire de la
coque 11 pour imposer une rotation (la première roulette 63 engrenant sur la
crémaillère 68) et un déplacement en translation de la roulette 63 dans la
coulisse
oblongue 65 dans le sens arrière de déplacement, et bloquer en rotation la
roulette 63
lorsque cette dernière arrive en butée à l'extrémité avant 69 de la coulisse
oblongue 65.
La crémaillère 68 est de préférence agencée solidaire de la coque 11 de façon
à
entraîner un pivotement vers le bas du bras 66 et un déplacement vers le bas,
par
rapport à la coque 11, de la roulette 63 lorsque cette dernière arrive à
l'extrémité avant
69 de la coulisse 65, de façon à entraîner un décollement de la roue 5 qui
jouxte la
roulette 63.
L'unité 4 de commande est extrêmement simple dans sa
conception et sa réalisation. Elle est adaptée pour que l'appareil soit
principalement
entraîné en sens avant en ligne droite. Le moteur 8 est interrompu de temps en
temps et
commandé en sens arrière à la première vitesse lente (correspondant à la
vitesse de
déplacement -V1) de temps en temps et à la deuxième vitesse rapide
(correspondant à
la vitesse de déplacement -V2) de temps en temps. Les différentes durées de
commande du moteur 8 : Ti en sens avant à vitesse rapide +V, T2 en sens
arrière à
vitesse lente -V1, T3 en sens arrière à vitesse normale rapide -V2, et T4 des
interruptions du moteur 8, sont définies aléatoirement (par un générateur de
hasard,
c'est-à-dire un générateur de variable pseudo aléatoire) et/ou de façon
prédéterminée.
De préférence, ces durées peuvent être définies de façon à limiter
l'emmêlement du
câble 3, c'est-à-dire en assurant que les cumuls des durées de giration à
gauche soient
similaires aux cumuls des durées de giration à droite.
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Par exemple, Ti est comprise entre 1Os et 1 min, par exemple de
l'ordre de 20s ; T2 et T3 sont toutes deux inférieures à Ti, par exemple
comprises entre
3s et 15s, notamment varient entre 5s et 8s ; et T4 est inférieure à chacune
des durées
Ti, T2, et T3, est comprise entre 0,5s et 5s, notamment est de l'ordre de 2s.
La valeur V
5 correspond à la vitesse maximale du moteur 8 (aucune modulation de largeur
d'impulsions de la tension délivrée par l'unité de commande 4), VI correspond
à 50 %
de la vitesse maximale du moteur (V1=0,5V), et V2 correspond à 80 % de la
vitesse
maximale du moteur (V2=0,8V). D'autres valeurs sont bien sûr possibles.
Il est à noter que le contrôle de chaque assiette cabrée de
10 l'appareil ne nécessite pas une logique de fonctionnement particulièrement
complexe
dans la mesure où il peut être obtenu par simple équilibrage de l'appareil en
fabrication.
En outre, la présence des patins 43, 44 ou roulettes 63, 64 facilite ce
contrôle, chacun
de ces patins 43, 44, où la roulette 64 faisant office de butée limitant le
pivotement
dans chaque assiette cabrée. De surcroît, ce contrôle peut rester relativement
imprécis
15 dans la mesure où les durées de mise en assiette cabrée de l'appareil sont
faibles, cette
configuration de déplacement ne correspondant pas à la configuration normale
de
nettoyage.
L'appareil selon l'invention est extrêmement simple de
conception et de fabrication, et donc très économique, mais néanmoins très
performant.
20 En effet, avec un seul moteur 8 électrique et une unité 4 de commande
réduite à sa plus
simple expression, toutes les fonctionnalités les plus complexes d'un appareil
électrique
sont obtenues. L'appareil selon l'invention est en outre particulièrement
léger, facile à
manipuler, ergonomique et particulièrement esthétique. Il consomme très peu
d'énergie
et est respectueux de l'environnement. Il présente une grande longévité et une
25 excellente fiabilité contenue notamment du faible nombre de pièces qu'il
incorpore.
L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de
réalisation par rapport au mode de réalisation préférentiel représenté sur les
figures et
décrit ci-dessus. En particulier, l'invention s'applique aussi bien à un
appareil doté
d'organes de guidage et d'entraînement moteurs ou non moteurs autres que des
roues
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(chenilles, brosses...). Également, l'appareil peut présenter plusieurs
entrées de liquide,
plusieurs sorties de liquide, voire plusieurs hélices de pompage entraînées
par le même
moteur. C'est cependant un avantage d'un appareil selon l'invention que de
pouvoir
présenter une seule entrée 25 de liquide, une seule sortie 37 de liquide, un
seul circuit
hydraulique et une seule hélice 10 de pompage axial directement accouplée à
l'arbre 9
moteur du moteur électrique 8. Le moteur 8 peut être entraîné selon une
pluralité
discrète de vitesses pouvant comprendre plus de vitesses différentes que dans
l'exemple
décrit ci-dessus. Les patins 43, 44 ou roulettes 63, 64 peuvent être remplacés
ou
complétés par toute autre combinaison d'organe(s) de freinage localisé et/ou
de
décollement localisé. Par exemple, il peut être prévu au moins un organe de
freinage
et/ou le décollement, par frottement et/ou roulement, globalement centré sur
une
direction médiane de l'essieu (non décalé latéralement), par exemple un organe
de
décollement entraînant, dans une assiette cabrée prédéterminée de l'appareil,
un
décollement des deux roues 5 motrices, et une giration aléatoire de l'appareil
due aux
déséquilibres inévitables de ce dernier (par exemple du fait de la traction
nécessairement désaxée du câble d'alimentation).
L'appareil selon l'invention est avantageusement exempt
d'actionneur et de circuit logique et/ou électronique embarqués. En variantes,
rien
n'empêche de prévoir que l'appareil puisse comporter si nécessaire des
composants
électroniques et/ou actionneurs embarqués. Par exemple, l'unité de commande
pourrait
être embarquée, y compris par exemple avec une batterie d'accumulateurs
embarqués
faisant office de source d'énergie électrique, l'appareil étant totalement
autonome.
