Brevet FR2193900A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne un entraînement de machine à laver à plusieurs vitesses de sortie pour le processus de lavage et le processus d'essorage, se composant d'un moteur électrique à inversion de polarité, qui est relié au tambour de lavage, par une transmission qui présente, pour réaliser la commutation de vitesse, un embrayage avec un système de blocage, unacoouplement à roue libre permettant de dépasser la vitesse de lavage, la commutation de l'embrayage se faisant par modification de la vitesse de rotation du moteur électrique relié à un mécanisme de commande. Au nombre des réalisations déjà connues, on compte un entraînement de machine à laver qui comporte un moteur électrique à inversion de polarité et une transmission, de façon à réaliser chaque fois une vitesse de lavage et une vitesse d'essorage. À la vitesse de lavage, le moteur électrique fonctionne à polarité élevée, le tambour de lavage étant entraîné par l'intermédiaire d'un élément de la transmission. Pour la vitesse d'essorage, le moteur électrique est commuté au petit nombre des paires de pôles, un embrayage centrifuge étant engrené à partir d'une vitesse de rotation déterminée. Un accouplement à roue libre permet en même temps de franchir l'élément de transmission, de sorte que la poulie à gorge tourne à la vitesse du moteur électrique. Par le brevet allemand NO 1 410 964, on connaît un entraînement de machine à laver avec engrenage planétaire, dans lequel l'organe de sortie est directement relié à l'arbre d'entraînement par un embrayage. Cet embrayage est un accouplement à ressort écarteur et est commuté par une tringlerie à commande mécanique. Etant donné que cette tringlerie de commutation doit être axialement décalée, soit au moyen d'un électro-aimant, soit manuellement, la réalisation d'un tel mécanisme est très onéreuse, Pour les machines å laver automatique en particulier, il est nécessaire de prévoir un électro-aimant coûteux pour la commutation du mécanisme, une manoeuvre manuelle de la tringlerie de commutation étant dans ce cas-là exclue. Au nombre des réalisations déjà connues, on compte en outre un entraînement de machine à laver avec réglage électronique de la vitesse de rotation du moteur électrique. La conception du moteur qui s'impose à cet effet, et les pièces électroniques nécessaires, font que ce type de commande de machine à laver est très coûteux. Le but de la présente invention est de créer un entraînement de machine à laver à plusieurs vitesses de sortie pour le processus de lavage et le processus d'essorage, qui, réalisé sous forme d'un élément complet à incorporer, soit facile à monter, offre une grande sécurité de fonctionnement et présente une structure simple. Il doit en outre être possible d'opérer une copmutation de l'entraînement de la machine à laver par une sélection arbitraire sans qu'il soit besoin d'un électroaimant coûteux ni d'un autre élément à actionner de l'extérieur. De plus, il est d'une importance décisive, dans le cas des commandes de machines à laver fabriquées en grande série, de pouvoir utiliser un moteur électrique d'un prix avantageux de par sa conception. Conformément à la présente invention, ce but se trouve atteint par le fait que, d'une manière en soi connue, le moteur électrique à inversion de polarité présente, pour le petit nombre de paires de pôles, un couple moteur dimensionné de telle façon que la vitesse d'essorage soit de ce fait accélérée, tandis que l'embrayage est libéré du système de blocage par le retard du rotor du moteur électrique, et que cet embrayage engrène dans la gamme du nombre élevé des paires de pôles du moteur électrique. Ceci permet, sans ajouter d'autres éléments de commande, d'obtenir pluaieurs vitesses de lavage et d'essorage avec un entraînement de machine à laver de ce type, qui est en même temps d'une conception très simple et, en conséq#ence, peu sujette aux pannes.On doit seulement choisir, pour le fonctionnement à polarité élevée, un couple moteur assez grand pour que la machine puisse fonctionner en cycle de lavage et pour maintenir la rotation du tambour de lavage à la vites d'essorage. On peut ainsi utiliser un moteur électrique moins coûteux. Comme le montre ia présente invention, la vitesse inférieure d'essorage est atteinte de manière simple avec un tel entraînement de machine à laver, par le fait que le tambour de lavage est accéléré dans la gamme du moteur à faible polarité et que, à peu près au moment où l'on arrive à la vitesse finale correspondant au nombre élevé de paires de pôles, s'effectue la commutation à ce nombre élevé des paires de pôles. Stant donné que, d'une manière connue en soi, la commutation de la vitesse de lavage en vitesse d'essorage se fait par retard du moteur électrique, il est très simple dt économique d'incorporer l'entraînement de machine à laver conforme à la présente invention dans les machines à laver automatiques, cet entraînement étant réalisé sous la forme d'un appareil complet à incorporer, et étant donné qu'il n'est pas nécessaire de procéder à aunune sorte de travaux d'ajustage du système de commutation lors du montage de la machine à laver. Conformément à une caractéristique de la présente invention , le retard du moteur à inversion de polarité est obtenu, d'une manière connue en soi, par le mécanisme de commande à programme. En conséquence, il n'est en général pas nécessaire d'ajouter des éléments supplémentaires. Le retard du moteur électrique peut être obtenu en mettant celui-ci hors circuit pour peu de temps, ou, à partir du fonctionnement à faible polarité, en opérant une commutation de courte durée au bobinage du moteur à polarité élevée. On peut également envisager d'obtenir le retard du moteur électrique à partir du régime à faible polarité, par connexion du bobinage du moteur à polarité élevée, ou de procéder a une contre-commutation. Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, c'est dans la zone du couple moteur maximal que la courbe caractéristique de l'embrayage coupe la courbe caractéristique attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée. Cette interprétation des courbes de régime permet une plus grande liberté de choix lors de la commutation de la gamme du moteur à faible polarité aux gammes à polarité levée, comme cela est nécessaire dans le cas de la faible vitesse d'essorage. il est également avantageux, pour la conception du moteur, que -comme lè montre la présente invention - la courbe caractéristique de l'embrayage coupe la courbe caractéristique attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée dans la zone du couple de rotation décroissant, tandis que la courbe caractéristique relative à la gamme du moteur à faible polarité est coupée par la courbe caractéristique de l'embrayage, au moment, ou peu avant d'atteindre, le couple moteur maximal.Le démarrage du tambour de lavage dans le cycle d'essorage se fait dans la gamme du moteur avec un petit nombre de paires de pôles, avec le couple de rotation du moteur le plus élevé ou le plug proche du maximum. Conforiément à ce qui précède, un tel moteur électrique peut présenter un faible couple de rotation en fonctionnement à faible polarité pour la gamme de rotation inférieure, ce qui rend sa fabrication bon marché. Le système de blocage agissant sur l'embrayage évite que celui-ci ne se mette en prise sans qu'on le veuille. L'embrayage lui-même peut, par exemple, être un embrayage centrifuge et être disposé de façon à pivoter sur l'arbre de commande, tandis que le système de blocage est fixé sur l'arbre. En cas de retard du moteur électrique, l'embrayage, agissant comme masse d' inertie, exerce un mouvement relatif sur le système de blocage, ce qui libère l'embrayage. Il est également possible que le système de blocage présente des cames de commande, ou autres dispositifs de commande appropriée, agissant en commun avec isduwx- sirs de retenra mrrespondants sur l'embrayage. On peut tirer d'autres possibilités de développement et effets avantageux de la description de la structure et du mode d'action du type de réalisation de la présente invention, donnés en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 est une vue schématique de la commande de machine à laver Figure 2 montre les courbes caractéristiques couple de rotation/ vitesse, pour le moteur électrique et l'embrayage, la courbe caractéristique de l'embrayage coupant la courbe caractéristique attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée dans la zone du couple moteur maximal, et Figure 3 montre les courbes caractéristiques Couple de rotation/vitesse, pour le moteur électrique et l'embrayage, la courbe caractéristique de l'embrayage coupant la courbe caractéristique du moteur pour le régime à faible polarité dans la zone de vitesse supérieure. Dans la représentation schématique de la commande de machine à laver melon figure 1, le moteur électrique à inversion de polarité 1 est relié à l'arbre 2. L'embrayage, monté de façon à pivoter sur l'arbre 2, se compose du support de masse du régulateur centrifuge 3, sur lequel sont fixés les tourillons i pour les masses du régulateur centrifuge 5. Le système de blocage 6, qui présente des dispositifs de retenue, non montrés ici, pour les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5, est solidement relié à l'arbre 2, ces mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5, avec des bossages correspondants, engrenant dans ces dispositifs de retenue.Un ou plusieurs ressorts de rappel, non représentés, agissent sur les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5 pivotent autour des tourillons 4, ces mâchoires venant se placer, à partir d'une vitesse prédéterminée de l'arbre 2, contre le flasque d'embrayage 8 de la poulie 7, lorsqu'elles sont libérées par le système de blocage. Eour transmettre le couple moteur au flasque d' embrayage 8, les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge S prennent appui sur les surfaces frontales du système de blocage 6, qui peuvent être inclinées de façon appropriée pour soutenir la force de pression des mâchoires de la masse du régulateur centrifuge. La poulie à gorge 7 est reliée au tambour de lavage, non représenté, par une courroie trapézoïdale.La transmission 10, qui, à titre d'exemple, est ici un engrenage planétaire, est entraîné par la roue planétaire 9 fixée sur l'arbre 2. Entre le porte-pignon du planétaire de la transmission 10 et l'arbre creux 12 relié , de façon à résister à la torsion, à la poulie à gorge 7, se trouve l'accouplement à roue libre 11. Le moteur électrique à inversion de polarité 1 est relié par câble au mécanisme de commande à programme 13. Celui-ci-est essentil au fonctionnement de la commande de la machine, car il a pour rôle d'effectuer la commutation du moteur électrique de façon à obtenir les vitesses voulues pour le lavage ou l'essorage. La figure 2 montre les courbes caractéristiques couple de rotation/vitesse 14 et 15 du moteur électrique 1. La courbe caractéristique de l'embrayage 16 doupe la courbe caractéristique du moteur 14 attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée dans la zone du couple moteur maximal, tandis que la courbe caractéristique 15 attribuée au régime du moteur a faible polarité est coupée par la courbe caractéristique de l'embrayage dans la zone de vitesse inférieure. Un tel tracé de la courbe caractéristique de l'embrayage 16 exige, en cas de régime du moteur à faible polarité, un couple moteur relativement élevé dans la zone de vitesse inférieure, afin que le tambour de lavage puisse démarrer rapidement dans le cycle d'essorage. La figure 3 montre une autre interprétation de la courbe caractéristique 19 pour l'embrayage. La courbe caractéristique du moteur 17, attribuée au régime du moteur à polarité élevée, est coupée par la courbe caractéristique 19 dans la zone de vitesse supérieure, ce qui fait que le couple de rotation que peut transmettre l'embrayage en cas de faible vitesse d'essorage est relativement réduit. Au contraire, la courbe caractéristique de l'embrayage 19 coupe cependant la courbe caractéristique du moteur 18 attribuée au régime du moteur à faible polarité dans la zone de la vitesse de rotation la plus élevée et du couple moteur maximal. Au point d'intersection de la courbe caractéristique de l'embrayage 19 et de la courbe caractéristique du moteur 18, le couple de rotation pouvant être transmis par l'embrayage est égal au couple moteur.Lors du démarrage à haute vitesse d'essorage, le moteur électrique accélère vite jusqu'au point d'intersection avec la courbe caractéristique d'mbrayage, et reste dans la gamme de vitesses qui correspond à ce point d'intersection jusqu a ce que l'embrayage ne patine plus. La nouvelle accélération dans le cycle d'essorage se fait alors sans patiner. Pour le démarrage en cycle d'essorage, il suffit en conséquence que le couple de démarrage soit assez élevé pour que le tambour de lavage puisse être accéléré à la grande vitesse de lavage. Le mode d'action de l'entraînement de machine à laver conforme à la présente invention est décrit ci-après. On suppose que le moteur électrique à inversion de polarité 1 présente un bobinage à quatre pôles et un bobinage à deux pôles. On peut cependant envisager d'autres types ou combinaisons de bobinages, qui sont déåà partiellement utilisés dans la construction des machines à laver. A la ou aux vitesses de lavage, la transmission 10, représentée a titre d'exemple sous forme d'un engrenage planétaire, est entraînée par la roue planétaire 9 reliée à l'arbre 2. La réduction se fait par l'intermédiaire du porte-pignon planétaire et de l'accouplement à roue libre 11, sur l'arbre creux solidement relié à la poulie à gorge 7. Pendant le cycle de cvagc .embrayage n'engrène pas dans le flasque d'embrayage 8 de la poulie à gorge 7, le système de blocage 6 ne libérant pas 1' embrayage. Le tambour de lavage, non représenté ici, est entraîné, par l'intermédiaire de la poulie à gorge 7, par une courroie trapézordale, et le dispositif d'inversion du sens de rotation du moteur électrique 1 assurant l'inversion de la rotation de lavage est actionné par le mécanisme de commande à programme 13.Etant donné que, pendant le processus de lavage, il n'y a pas de retard. -au moteur électrique, le système de blocage 6 engrène, par l'intermédiaire du dispositif de retenue, avec les bossages sur les irachoires de la masse du régulateur centrifuge 5, par suite de ltinertie de masse de l'embrayage centrifuge, de sorte que ces mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5 ne puissent pas engrener dans le flasque d'embrayage 8, même lorsque le moteur tourne à grande vitesse. Pour la faible vitesse de lavage en régime du moteur a quatre pôles, ce bobinage est actionné de façon appropriée par le mécanisme de commande à programme 13. En cas de lavage à grande vitesse, c 'est-#-dire en régime du moteur à deux pôles, le mécanisme de commande à programme 13 radcorde le bobinage correspondant du moteur au réseau. Pour passer à la ou aux vitesses d'essorage, on augmente la vitesse du moteur 1, en régime à deux pôles, de façon à atteindre une vitesse sensiblement supérieure à la vitesse de rotation correspondant à l'intersection de la courbe caractéristique de l'embrayage. Le mécanisme de commande à programme 13 opère ensuite le retard du rotor du moteur, en déconnectant pour peu de temps le moteur électrique à inversion de polarité, ou en commutant en régime à quatre pôles, ou bien en connectant le bobinage à quatre pôles du moteur.Par l'inertie de masse de l'embrayage centrifuge, celui-ci exerce un mouvement relatif sur le système de blocage 6 et libère de ce fait les bossages des mâchoires de la masse du régulateur centrifuge #, ce qui fait que celles-ci pivotent, sous l'effet de la force centrifuge, autour des tourillons 4 du support de masse du régulateur centrifuge 3, et sont poussées, avec les surfaces de frottement, contre la face interne du flasque d'embrayage 8. Pour transmettre le couple de rotation de la commande au flasque d'embrayage 8, les mâchoires d'embrayage 5 s'appliquent aux surfaces frontales du système de blocage 6, qui -comme déjà décrit- peuvent augmenter la force de pression de l'embrayage en étant inclinées de façon appropriée.L'accouplement à roue libre Il permet de franchir le mécanisme 10, car, lorsque l'embrayage est embrayé, la la poulie à gorge 7 tourne à la vitesse du moteur. Comme on peut le voir d'après les figures 2 et 3, la vitesse de rotation du moteur ne doit pas descendre au-dessous de la vitesse correspondant à la courbe caractéristique de I' embrayage lors du passage en cycle d'essorage, lors du retard du moteur, car autrement les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5 viendraient se placer sur le moyeu du système de blocage 6 et engrêneraient, au moment où le moteur 1 accélère à nouveau, avec les bossages dans le dispositif de retenue de ce système de blocage 6.La limite inférieure de la vitesse de rotation du moteur électrique 1, pour le processus de commutation est représentée par le point d'intersection de la courbe caractéristique de l'embrayageî6, respectivement 19, avec l'abscisse. il est vrai que, à ce point d'intersection, le couple de rotation pouvant être transmis par l'embrayage est nul, cependant lessmâchoires d'embfayage 5 ne peuvent plus, à cette vitesse, être engrènées avec le dispositif de retenue du système de blocage 6, étant donné qu'elles sont déjà relevées. Conformément à la conception du moteur électrique à inversion de polarité 1, avec les courbes caractéristiques du moteur 14, 15 et 17, 18, et les courbes caractéristiques de 1' embrayage 16 et 19, selon les figures 2 et 3, la commande de machine a laver conforme à la présente invention peut fonctionner avec deux vitesses de lavage et deux vitesses d'essorage. Etant donné que, tant dans le régime du moteur à deux pôles que dans le régime à quatre pôle, on a le couple de rotation de démarrage du moteur électrique 1 nécessaire pour l'allure de lavage, le mécanisme de commande à programme 13 met en circuit le bobinage à quatre pôles pour la faible vitesse de lavage, et le bobinage à deux pôles pour la vitesse de lavage élevée.Aux vitesses de lavage, comme déjà décrit, la poulie à gorge 7 est entraînée, par l'intermédiaire de la transmission 10s de l'accouplement à roue libre Il et de l'arbre creux 12, tandis que le système de blocage 6 empêche les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge 5 de se dégager. L'inversion de rotation du tambour de lavage est obtenue par le fait que le mécanisme de commande à programme 13 effectue la commutation du moteur électrique 1 dans l'autre sens de rotation. Pour passer à la vitesse d'essorage, on enclenche d'abord la vitesse de lavage élevée, c'est-à-dire que le moteur fonctionne en régime à deux pôles. Ensuite, le rotor du moteur électrique 1 est retardé, pour peu de temps, par l'intermédiaire du mécanisme de commande à programme 13, conformément aux diverses mesures déjà décrites, le système de blocage 6 libérant l'embrayage et les mâchoires de la masse du régulateur centrifuge S venant engrener la surface interne du flasque 4embrayage - Pour la faible vitesse d'essorage, le bobinage à deux pôles du moteur est mis en circuit par le mécanisme de commande à programme 13, pour démarrer le tambour de lavage, d'après le processus de commutation du mécanisme, cette gamme du moteur étant celle qui présente le couple moteur le plus élevé.Le démarrage du tambour de lavage ne dure cependant que le temps d'atteindre la vitesse correspondant approximativement à la vitesse finale dans la gamme du moteur à quatre pôles. Ensuite, le mécanisme de commande à programme 13 effectue la commutation en régime a quatre pôles. Pour l'essorage à grande vitesse, le bobinage à deux pôles est mis en circuit par le mécanisme de commande à programme 13 immédiatement, selon le processus de commutation du mécanisme. Conformément à l'interprétation des courbes carac téristiques du moteur 17 et 18, ainsi que de la courbe caractéristique de l'embrayage 19, selon figure 3, le moteur électrique a besoin d'un couple de démarrage beaucoup plus faible pour le bobinage à deux pôles, étant donné que la courbe caractéristique de l'embrayage 19 coupe la courbe caractéristique 18 dans la zone de vitesse supérieure. En même temps, en cas de démarrage dans le cycle d'essorage, l'embrayage travaille en patinant jusqu a ce que la poulie à gorge 7 ait atteint la vitesse correspondant au point d'intersection. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées schématiquement, mais peut etre modulée dans une large mesure, dans le cadre de pensée de l'invention. Par exemple, on peut utiliser, à la place de l'embrayage centrifuge représenté, d'autres embrayages adéquats. On peut également envisager d'autres systèmes de blocage appropriés, travaillant par exemple avec des cames de commande ou reliés aux pièces requises par des éléments à friction. Une telle commande de machine à laver peut en outre être réglée, par une conception appropriée du mécanisme de commande à programme 13, pour deux vitesses de lavage et une v k esse d'essorage, ou pour une vitesse de lavage et deux vitesses d'e orage. On peut aussi prévoir d'autre-s combinaisons de bobinages ue celle qui est décrite ici pour les moteurs électriques, par exem e des bobinages à 6,4,2, ou 8,4,2 pôles. REVENDICATIONS 1. - Entraînement de machine à laver à plusieurs vitesses de sortie pour le processus de lavage et le processus d' essorage, se composant d'un moteur électrique à inversion de polarité, oui est relié par un mécanisme au tambour de lavage, tandis que ce mécanisme présente, pour réaliser la commutation de vitesse, un embrayage avec un système de blocage, et qu'un accouplement à roue libre permet de franchir la vitesse de lavage, la commutation de l'embrayage se faisant par modification de la vitesse de rotation du moteur électrique relié à un mécanisme de commande à programme, caractérisé en ce que, le moteur électrique à inversion de polarité présente, pour le petit nombre de paires de pôles, un couple moteur dimensionné de telle façon que la vitesse d'essorage soit de ce fait accélérée, tandis que l'embrayage est libéré du système de blocage par le retard du rotor du moteur électrique, et que cet embrayage engrène dans la gamme du nombre élevé des paires de pôles du moteur électrique. 2. - Entraînement de machine à laver selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique à inversion de polarité présente, en régime à faible polarité un couple moteur maximal plus grand qu'en régime à polarité élevée. 3. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le couple moteur dans la gamme du nombre élevé des paires de pôles est étudié pour le démarrage à la vitesse de lavage. 4. - Entraînement de machine a laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour la faible vitesse d'essorage, le tambour de lavage est accéléré dans la gamme du moteur à faible polarité, et que la commutatIon au nombre élevé de paires de pôles s'effectue approximative#6:lt au moment où est atteinte la vitesse finale correspondant au nombre élevé de paires de pôles. 5. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelc~a- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, la comml.a- tion de la vitesse de lavage à la vitesse d'essorage se fait par retard du moteur électrique. 6. - Enttainement de machine à laver selon l'une quel3on- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le retard du moteur électrique à inversion de polarité est réalisé par le mécanisme de commande à programme. 7. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la courbe caractéristique de l'embrayage coupe la courbe caractéristique attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée dans la zone du couple moteur maximal. 8. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la courbe caractéristique de l'embrayage coupe la courbe caractéristique attribuée à la gamme du moteur à polarité élevée dans la zone du couple de rotation décroissant, tandis que la courbe caractéristique relative à la gamme du moteur à faible polarité est coupée par la courbe caractéristique de l'embrayage au moment de, ou peu avant d'attaiÉdre le couple moteur maximal.