Brevet FR2059597A1 — publié le 19710604

L'invention concerne une machine, en particulier une machine ménagère permettant le nettoyage d'objets à l'aide d'eau et comportant un dispositif hydraulique destine & commander automatiquement suivant un programme un certain nombre de phases d'un cycle de nettoyage, alors que le milieu faisant fonctionner ce dispositif de commande est l'eau. Une machine à laver de ce genre est connue du brevet britannique N 687.060. Toutefois, le dispositif hydraulique décrit dans ce brevet ne convient que pour commander un programme assez simple, comportant uniquement un certain nombre de phases de duree fixe. Les qua lités d'un tel programme sont médioores si on les compare avec celles susceptibles entre obtenues, par exemple, avec des machines a laver modernes équipées d'un dispositif de commande électrique ou dlectromeca- nique qui permet d'effectuer des programmes pouvant comporter tant des phases de durée fixe, appelez @ phases commande dans le temps, que des phases commandées sequentiellement. Ces dernières sont des phases gui ne prennent fin que lorsqu'une condition posez au préalable a été satisfaite. Âvec certaines machines à laver, une telle phase commandée séquentielle- ment est, par exemple, la phase de chauffage durant laquelle l'eau est portez à une certaine tempdrature a l'aide d'un élément chauffant dlec- trique.La phase de chauffage ne prend fin qu' & l'obtention d'une temps rature arrêtés d'avances Â cet effet, il est nécessaire de mesurer la température de l'eau de lavage et de convertir cette température en un paramètre physique approprié Dans le dispositif de commande, on a in corpore un circuit de conditionnement, à l'aide duquel le programme n'est continu que dans le cas oh ledit paramètre a atteint une valeur ddter- mince. Outre que des machines à laver modernes soient à même d'effectuer la commande séquentielle de phases déterminees, le dispositif de commande comporte également différentes fonctions de surveillance, ce qui nécessite de prévoir des circuits de verrouillage dans le dispositif de commande. Dans les machines à laver modernes, il est impossible par exemple de dry ruer la machine avant la fermeture de la porte de l'enceinte de lavage. Dans certaines machines, après la fin du programme, il est impossible d'ouvrir ladite porte lorsque, comme dernière phase, le programme de lavage comporte un essorage et que, de plus, le nombre de tours du tambour de lavage ne soit pas devenu inférieur à une valeur dd- terminée de sécurité. Le but de l'invention est de fournir une machine commandée & l'aide d'eau et appartenant au genre mentionné dans le prdambule, et en particulier une machine ménagère, par exemple une machine à laver ou une machine à faire la vaisselle, la machine visée ne présentant pas les inconvénients précités et pouvant, tant en ce qui concerne ses serez vices que son prix de revient, entrer en competition avec des machines similaires équipées d'un dispositif de commande dlectrique ou lectro- mdcanique. L'invention est remarquable en ce que le dispositif de commande est équipe d'4léments logiques fluidiques. Par ment logique fluidique", il y a lieu d'entendre ici un dispositif servant exclusivement ou du moins essentiellement à effectuer des fonctions de commutation logiques et utilisant comme milieu actif un fluide. On sait qu'à l'aide d'éléments logiques fluidiques, il est possible de faire des dispositifs de commande très compliqus, qui en outre ne nécessitent qu'un faible encombrement étant donne la facilité de miniaturiser les éléments. De prdfdrence, suivant un mode de réalisation de l'in- vention, le dispositif de commande est équipé d'éléments logiques fluidiques du type comportant des parties mobiles. Ce type d'éléments a le grand avantage de la faible consommation d'eau du dispositif de commande, comparée avec celle d'un agencement dans lequel on utilise des éléments logiques fluidiques dépourvus d'éléments mobiles, du fait que ces derniers éléments consommant de l'eau en permanence tandis que les autres éléments n'en consomment que pendant la commutation.Etant donné que dans un dispositif de commande hydraulique devant effectuer les mêmes fonctions qu'un dispositif de commande moderne électrique ou électromécanique, il est inévitable d'utiliser un nombre assez important d'éléments logiques fluidiques, il se peut que le gain sur la consommation d'eau soit considurable, vu également le temps que nécessite un cycle complet pouvant durer 1 à 2 heures.A cela s'ajoute, dans le cas où le dispositif de commande consomme beaucoup d'eau, qu'il devient impossible d'amener dans l'enceinte de lavage l'eau stecoulant du dispositif de commande, de sorte qutil faut prévoir des moyens spéciaux pour accumuler l'eau et amener celle-ci, de temps en temps suivant le genre de programme utilisé, dans l'enceinte de lavage pendant une phase de cycle appropriée, ou bien pour dvacuer directementauquel cas toute l'eau consommée par le dispositif de commande équivaudrait & une perte.Enfin, des éléments logiques fluidiques comportant des parties mobiles peuvent tre fabriqués moyennant un prix relativement réduit à l l'aide de machines convenant pour une fabrication en grande surie, alors que, sans augmenter de façon sensible la consoma- tion d'eau, lesdits éléments peuvent fonctionner a des pressions assez enlevées; en outre, ces éléments sont moins sensibles & l'encrassement. Pour finir, on peut signer également qu'il est connu, lors de l'emploi d'éléments logiques fluidiques sans éléments mobiles dans un circuit, que le fonctionnement convenable de ce circuit nécessite un grand soin dans l'adaptation des impédances des éléments entre eux, cette adaptation ayant en pratique souvent lieu expérimentalement. Spécialement lorsqu'il s'agit de machines du genre mentionne dans le préambule, par exemple des machines à laver, ces difficultés deviennent encore plus gênantes, du fait que de telles machines sont équipées de dispositifs de commande à l'a-lde desquels il faut pouvoir effectuer plusieurs programmes. A cet effet, le dispositif de commande est muni d'organes de manoeuvre externe qui permettent a llopérateur un choix de programme par modification dans le circuit. Les machines & laver modernes sont équipées de dispositifs de commande pour effectuer 8 à 12 programmes diffrents et peuvent donc être commutes de 8 à 12 façons différentes. Bans tous ces cfrcuits différents A établir, l'adaptation d'impédance des éléments doit toujours titre correcte. Du fait que le milieu faisant fonctionner le dispositif de commande est de l'eau, on doit porter une attention particulière à l'étanchéité du dispositif, surtout en ce qui concerne la sécurité de fonctionnement, car la machine n'est pas seulement raccordée à la conduite d'eau, mais également au réseau électrique, alors que le dispositif de commande doit desservir des composants électriques, par exemple des contacteurs, pour, par exemple, enclencher et déclencher l'élément chauffant électrique et le moteur principal d'une machine à laver. Ces problèmes sont rdsolus d'une manière intéressante dans une machine conforme à l'invention, remarquable en ce que lesdites parties mobiles des éléments logiques forment un seul ensemble comportant au moins une membrane. A l'aide de membranes dlastiques, il est alors possibles de monter, de manière étanche les diffrentes parties du dispositif de commande, l'une contre l'autre, et de faire fonctionner simul tanément des parties déterminées des membranes, comme partie mobile d'un élément logique fluidique. Il faut se rendre compte que la prdsente demande concerne particulièrement des machines ménagares devant ttre vendues sur des marchés extrêmement concurrentiels et, en outre, être fabriquées en grande série, des sorte que des constructions réduisant le prix de revient sont considérées comme étant d'importance capitale. Un autre mode de réalisation revatant une importance- pratique est remarquable en ce que le dispositif de commande est coupld fluidiquement a un appareil devant réduire la pression de l'eau de la distribution & une pression convenant å l'alimentation du dispositif de commandes celle-ci étant essentiellement indépendante de la pression locale de l'eau de la distribution ou du moins dépendant moins fortement de celle-ci. Les grands avantages de cette forme de réalisation compensent amplement l'influence défavorable exercée sur le pris de revient du dispositif de commande. En effet, l'emploi d'un réducteur de pression exerce sur la totalité du dispositif de commande une influence réduisant assez fortement le prix de revient.Il devient maintenant possible de construire un dispositif de commande relativement léger, grace au fait que les pressions d'eau régnant dans le dispositif seront relativement faibles, et inférieures, ou, dans des cas extrêmes, dgales å la pression d'eau de distribution la plus faible régnant localement. Nême dans des régions extrêmement plates comme il en existe aux Pays-Bas, la pression d'eau locale de distribution varie entre environ 1 et 12 atmosphèresj Par ailleurs, le fonctionnement du dispositif de commande devient indépendant ou moins dépendant de la pression d'eau de distribution.Les caractéristiques des éléments logiques fluidiques utilisps ne seront que peu - ou pas du tout - influencbes. Il devient donc possible d'utiliser des éléments et des circuits caractérisés par un fonctionnement qui dépend de la pression, ce qui dans pratiquement tous les car permet de réaliser des gains. En comparaison avec des machines commandées electrique- ment ou dlectromdcaniquement, une diminution des frais peut dgalement être obtenue suivant un cinquième mode de rdalisation remarquable en ce que la machine comporte au moins une soupape, commande par voie fluidique, destinée a remplir de liquide l'enceinte de nettoyage de la machine, et cela directement ou par l'intermddiaire de bacs à produits de détergents ou de rinçage, etc. Comparées avec des soupapes de remplissage desservies par des soldnotdes commandés électriquement, des soupapes de remplissage commandées par voie fluidiquesont relativement peu coûteuses. Pour l'emploi d'ldments logiques guipés de parties mobiles constituant un seul ensemble comportant une membrane, il existe un mode de rdalisation important qui est remarquable en ce que la machine comporte au moins un des dispositifs suivants: 1. un réducteur de pression tel que précité, d'un type équipé de membranes servant de parois) de sdparation et de corps de soupape, 2. un pressostat du type équipe d'une membrane mobile dont le déplacement est mis & profit pour détecter un niveau de fluide dans l'enceinte de 3. une soupape de remplissage telle que précédemment décrite, mais dont le corps de soupape est alors forma par une membrane, 4. une minuterie de programe tion, comportant un moteur à membrane pouvant être actionne par l'eau, 5. au moins un composant électrique qui à 1 aide d'eau peut être commande par l'intermédiaire d'une membrane, un tel composant étant par exemple un coseutateur pour influencer électriquement certains constituants, par exemple un moteur principal, un moteur de pompe, un ventilateur de séchage, un élément chauffant, des lampes de signalisation, etc, 6. au moins un contitateur fluidique pouvant être commandé mecaniquement, par exemple, par un organe programmateur mobile te;; qu'un arbre à cames, ce contacteur comportant une partie commutatrice faisant corps avec une membrane. Lorsque la machine, outre un dispositif de commande équipé d'éléments logiques fluidiques à membranes, comporte également, dans la mesure du possible, des dispositifs dans lesquels on utilise des membranes, il est possible d'atteindre une certaine uniformité dans la production, ainsi qu'une grande uniformité dans l'élaboration, pour laquelle il est toujours possible d'utiliser des élément de construction identiques. Un autre mode de rJalisation très intéressant de l'invention est remarquable en ce que les options énumérées ci-dessus sous les numéros 1 à 6, pour autant qu'elles existent, les éléments logiques comportant lesdites membranes et formant ainsi le dispositif-de commande sont assemble de façon à former une unité de commande centrale équipée des moyens externes pour raccorder fluidiquement cette unitd au réseau de distribution d'eau ainsi que les moyens pour relier le pressostat a l'enceinte de nettoyage, la soupape (les soupapes) de remplissage & cette enceinte ou aux réservoirs pour les produits de nettoyage ou de traitement, ainsi que les moyens pour connecter dlectriquement les composants énumé- rés sous 5. ci-dessus. L'unité de commande centrale peut être constituée par un empilage d'un certain nombre de plaques qui sont séparées l'une de l'autre par des membranes et qui présentent les canalisations et chambres ndoessaires. Les membranes forment joint d'étanchéité entre les plaques, tandis que des parties de membranes servent simultandmunt de partie mobile dans les éléments logiques ou dans une des options énumérées sous 1. à 6., ci-dessus. De cette façon, il est possible de fabriquer une unité de commande centrale très compacte, pouvant store fabriquée et assemblée à peu de frais et pouvant en outre être montée rapidement et de manière simple dans la machine. On a ddja pu constater qu'un tel dispositif de com mande fonctionnant & à eau et utilisé pour une machine ménagère à faire la vaisselle est a même de fournir un gain considérable lorsqu'on compare ce dispositif avec un dispositif dlectroméánique conventionnel effectuant les mêmes fonctions. En outre, le fonctionnement est plus silencieux, ce qui a son avantage lorsqu'il s'agit de machines desservies par les femmes de ménage. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donne à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut Titre réalisée. La fig. 1 montre l'unit de commande hydraulique centrale, partiellement en vue de profil et partiellement en coupe. La fig. 2 représente à plus grande échelle et en coupe un élément "OU" hydraulique, utilisé dans l'unité représentée sur la fig.1. La fig. 3 est une vue en perspective de la partie mobile de l'élément "OU" reprdsentd sur la fig. 2. La fig. 4 montre en coupe et à plus grande échelle un contacteur hydraulique pouvant Titre commands mécaniquement, utilisé dans l'unité reprdsentée sur la fig. 1. Sur la fig. 1, une unité de commande hydraulique centrale 1 est munie d'éldments logiques fluidiques du type comportant des parties mobiles, celle-ci formant un seul ensemble avec les membranes 2 à 7, serrées entre des plaques 8 à 14, en matériau plastique. La rEfe- rence 15 par exemple indique un éliment "OU", que représente aussi sché- matiquement et & plus grande échelle la fig. 2. Cet éliment comporte une partie mobile 16 (voir les figures 2 et 3) faisant corps avec la membrane 3, ainsi que deux embouchures 17 et 18 et une canalisation de sortie 21, lesdites embouchures 17 et 18 étant munies de canalisations d'entre 19 et 20.Lorsqu'une pression hydraulique règne dans une de ces canalisations 19+ 20, la mtme pression règne également dans la canalisation 21. Dans la suite de la description, on ne donne pas plus de détails de la structure que peuvent présenter les éléments logiques utilisés dans le dispositif de commande. Pour les éléments connus comportant des membranes servant de parties mobiles, on est prié de se reporter à la littérature connue abondante sur ce sujet. Près de 22 se trouve un appareil (réducteur) devant réduire la pression de l'eau de la distribution fournie au dispositif de commande par 1'intermédiaire de la canalisation 23. A travers la canali sation 24, l'eau de la distribution parvient au réducteur 22, alors que par l'intermédiaire de la canalisation 25, l'eau, sous pression réduite, est fournie au dispositif de commande. Les références 26, 27 et 28 indiquent respectivement un canal de contre-réaction, un ressort et un piston, place entre les membranes 4 et 6 et présentant une surface supé- rieure plus grande que la surface inférieure. Le réducteur est du type conventionnel a équilibrage de puissance, et son fonctionnement n'est pas dderit plus en détail. L'enceinte de lavage de la machine à faire la vaisselle est remplie d'eau de la distribution & l'aide de la soupape hydraulique 29, ce liquide provenant directement du roseau et se trouvant donc à une pression non réduite. Le corps de la soupape de remplissage est formé par la membrane 30, serre entre la plaque 14 et la partie 31 en matériau plastique. La membrane présente une perforation 32, alors qu'au-dessw de la membrane se trouve une chambre de commande 33 dans laquelle la pression est déterminée par la position de la soupape de précommande 34, cette position entant à son tour déterminée par la pression dans la chambre de précommande 35 obturée par la membrane 6.Le fonctionnement de la soupape de remplissage correspond entièrement à celui des soupapes de remplissage connues équipées d'une soupape de précommande excitée par voie électro- magnétique, et n'est donc pas décrit plus en détail. Le adducteur de pression 22 a une paroi de séparation constituée par la membrane 4, ainsi qu'un corps de soupape que constitue la membrane 6. La soupape de remplissage 27 a un corps formé par la membrane 30. Un pressostat 36 est muni d'une membrane 37 dont le déplacement est mis à profit pour détecter le niveau de liquide dans l'enceinte de lavage, cette membrane 37 faisant corps avec la membrane 3. La minuterie de programmation comporte un moteur à membrane 61, pouvant entre actionné par l'eau; ce moteur est formé par la partie de figure se trouvant à droite de la ligne en traits mixtes a-s sur la fig. 1. Pour la description de la structure et du fonctionnement de ce moteur à membrane, on est prid de se reporter & la demande de brevet intitulée "Machine automatique", déposée aux Pays-Bas le 29 novembre 1968. Le chiffre 38 indique un commutateur pouvant Entre commandé par voie hydraulique et présentant une chambre de commande 39 que limite une membrane 4, un ressort 40, un piston contacteur 41 et deux contacts 42 et 43. Dans le mode de réalisation illustré sur la fig. 1, ces contacts sont les extrémités des broches métalliques d'une fiche 44. Chacune des fiches 45 à 48 est associée à un commutateur du même type que le commutateur 38. Ces commutateurs doivent assurer l'alimentation ainsi que la coupure du courant dlectrique vers un dlément chauffant, un moteur de pompe, un moteur de lavage, un ventilateur de séchage et une lampe de signalisation. Le chiffre 49 indique un commutateur hydraulique, pouvant titre desservi mécaniquement, représenté schématiquement et à plus grande échelle sur la fig. 4. Le commutateur 49 a une partie commutatrice 50 faisant corps avec la membrane 7 et présentant la mSme forme que la partie commutatrice 16 sur la fig. 3, ainsi que deux embouchures 51 et 52, dont la première est munie d'une canalisation d'alimentation 53 et l'autre d'une canalisation 54 communiquant avec l'atmosphère extérieure. La canalisation de sortie est indiquée par 55. A l'aide de la tige 56, la came 57 sur l'arbre à cames 58 peut déplacer vers le haut la partie commutatrice 50 et l'amener ainsi contre l'embouchure 51, position dans laquelle la pression stmosphérique règne dans la canalisation de sortie 55. Lorsque la tige 56 ne repose pas contre la partie commutatrice 50, celle-ci est appliquée sur l'embouchure 52 par la pression de l'eau de la distribution la pression d'alimentation règne alors dans la canalisa- tion de sortie 55. Par l'intermediaire de la roue a rochets 59, l'arbre à cames 58 est attaquée par intermittence par la tringle-poussoir 60 du moteur à membrane 61; ledit arbre 58 comporte eg lement un certain nombre de cames 57 dont chacune est associée à un commutateur similaire au commutateur 49. L'arbre à cames 58 forme un support de programme automatique, dont la position angulaire correspond a une phase dJterminde dans le programme de la machine & faire la vaisselle. Les positions angulaires de l'arbre 58 sont explorées hydrauliquement par les commutateurs 49 qui en vue de la commande hydraulique, fournissent les signaux d'entre régissant le programme hydraulique. Sur la fig. 1, l'unité de commande hydraulique est a meme d'assurer de façon autonome la commande d'une machine & faire la vaisselle; à cet effet, l'unité doit être reliée au rd eau de distribution d'eau près de 62, à l'enceinte de lavage à l'aide du flexible 63, entre couplee hydrauliquement à cette enceinte près de 64, et, & l'aide des flexibles 65, 66 et 67, respectivement à un bac de produits de lavage, à un bac de produits de rinçage, et à une enceinte de régénération. Pour le reste, les fiches 44 & 48 doivent permettre d'établir toutes les connexions Qlectriqnes des précitées. L'assemblage de l'unité de commande peut être effectue rapidement et facilement. En grande partie, l'assemblage se limite à l'empilage des plaques 8 à 14, en materisu plastique approprid moule par injection. Ces plaques comportent les chambres, les canalisations et les passages nécessaires, alors qu'entre les plaques on intercale les mem branles 2 & 7 séparant de façon étanche les plaques entre elles; au préalable, ces membranes aussi ont été munies de toutes les ouvertures et entailles necessaires. Dans le cas où les membranes aussi sont formées par un matériau synthétique apprepriee moulé par injection, il est égale- ment possible de former des protubdrances locales, par exemple pour placer la membrane 37 devant le pressostat, ou des parties plus paisses, de sorte que le piston 28 peut Outre formé par deux parties, faisant corps respectivement avec les membranes 4 et 6. Tant la fabrication des constituants de l'unité de commande que leur assemblage se prêtent à une fabrication en grande série. L'assemblage s'adapte également convenablement à la mécanisation, étant donné que celle-ci permet l'empilage en succession et en position exactes de constituants relativement encombrants. Par l'emploi de membranes fa briqueeo par moulage par injection, on peut réduire à un minimum le nombre de constituants à placer entre les membranes, un tel constituant dtant par exemple le piston 28, Par souci de simplicité, on nta pas représenté sur la fig. 1 les moyens utilisés pour commander de l'extérieur l'unité de commande, par exemple le bouton de démarrage et le bouton permettant le choix des programmes, etc. il est évident que dans le cas où le choix doit pré- voir se porter sur plusieurs programmes, il n'est pas possible de se limiter à l'emploi d'un seul jeu de cames. il est possible aussi d'utiliser des supports de programme mcaniques d'un autre genre, par exemple des disques, des bandes perforées, etc. Sur la fig. 1, dans la mesure du possible, les différentes parties ont été rangées l'une à côté de l'autre pour augmenter la clarté de la figure. Une telle structure n'est pas la plus econonique, de sorte aucun mode de réalisation rdel peut différer considérablement de celui illustré sur la fig. 1. REVENDICATIONS: Machine permettant le nettoyage d'objet. à l'aide d d'eau et comportant un dispositif hydraulique destiné à commander auto, matiquement suivant un programme un certain nombre de phases d'un cycle de nettoyage, alors que le milieu faisant fonctionner ce dispositif de commande est l'eau, caractérisée en en ce que le dispositif de commande est équipé d'éléments logiques fluidiques. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que du moins en grande partie, le dispositif de commande est équipé d'éléments logiques fluidiques du type comportant des parties mobiles. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parties mobiles font corps avec au moins une membrane. 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risde en ce que le dispositif de commande est couplé hydrauliquement à un appareil devant réduire la pression d'eau de la distribution à une pression d'eau d'alimentation pour le dispositif de commande, celle-ci étant essentiellement indépendante de la pression locale de l'eau de la distribution. 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risée en ce que la machine comporte au moins une soupape commande par voie hydraulique et destinée à remplir de liquide l'enceinte de nettoyage de la machine, et cela directement ou par l'intermédiaire de bacs à produits de nettoyage, de rinçage, etc. 6. Machine selon la revendication 3, caractrisée en ce que la machine a au moins un des dispositifs suivants: 1. un réducteur de pression tel que prédits, d'un type équipé de mem branes servant de paroi(s) de séparation et de corps de soupape, 2. un pressostat du type équipe d'une membrane mobile dont le ddplace- ment est mis a profit pour détecter un niveau de fluide dans l'en ceinte de nettoyage, 3. une soupape de remplissage telle que précédemment décrite, mais dont le corps de soupape est alors forma par une membrane, 4. une minuterie de programmation, comportant un moteur à membrane pou vant titre actionné par l'eau, 5. au moins un composant électrique qui à l'aide d'eau peut être com mandé par l'intermédiaire d'une membrane, un tel composant étant par exemple un commutateur pour influencer électriquement certains cons tituants, par exemple un moteur principal, un moteur de pompe, un ventilateur de sdchage, un éliment chauffant, des lampes de signa lisation, eXc, 6. au moins un commutateur fluidique pouvant être commandé mécaniquement, par exemple, par un organe programmateur mobile tel qu'un arbre à cames, ce contacteur comportant une partie eommutatrice faisant corps avec une membrane. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que les options énumJrées ci-dessus sous les numdros 1 & 6, pour autant qu'elles existent, les déments logiques comportant lesdites membranes et formant ainsi le dispositif commande, sont assemblés de façon à former une unité de commande centrale équipée des moyens externes pour raccorder fluidiquement cette unité au réseau de distribution d'eau ainsi que les moyens pour relier le pressostat à l'enceinte de nettoyage, la soupape (les soupapes) de remplissage à cette enceinte ou aux rdsersoirs pour les produits de nettoyage ou de traitement, ainsi que les moyens pour connecter électriquement les composants énumérées sous 5 ci-dessus.