Brevet FR2193904A1 — publié le 19740222

La présente invention a pour objet un entraînement de machine à laver avec plusieurs vitesses de sortie pour le processus de lavage et le processus d'essorage. Elle se compose d'un moteur électrique à commutation de polarité, relié au tambour de lavage par un système d'engrenages de transmission qui, pour la commande des vitesses, est pourvu d'un embrayage de manoeuvre avec système de verrouillage. La vitesse correspondant au lavage est embrayée par un embrayage à roue libre. La commande de l'embrayage de manoeuvre s'effectue par modification de la vitesse du moteur électrique relié à un dispositif de commutation. Dans les mouvements connus de machines à laver, avec moteur électrique à commutation de polarité et boîte de vitesse, on obtient une vitesse de lavage et une vitesse d' essorage. Ceci est obtenu en positionnant le moteur, en processus de lavage sur les pales de haute polarité, alors que pour le processus d'essorage, le moteur est positionné sur les pôles de basse polarité. La vitesse de palier entre le moteur et le tambour de lavage est débrayée par un embrayage centrifuge qui agit dans la plage de basse polarité. En régime d'essorage, le dépassement de la vitesse de palier est assuré par un embrayage à roue libre. Par ailleurs, le brevet allemand 1 410 964 présente un mouvement de machine à laver avec engrenage planétaire, dans lequel l'arbre de sortie est relié directement â l'arbre moteur par un embrayage de manoeuvre. Cet embrayage se présente sous la forme d'un embrayage à ressorts d'écartement, commandé par une tringlerie mécanique. La construction d'un tel mécanisme requiert des moyens assez importants, étant donné que le déplacement axial de la tringlerie de commande ne peut se faire ni de manière électro-mécanique ni manuellement. Pour des machines à laver automatiques la commande manuelle de la tringlerie est exclue, de sorte qu'un tel mouvement de machine à laver requiert, pour la commande de la boîte de transmission, un électro-aimant fort coûteux. On connaît aussi un entraînement de machine à laver axec réglage automatique du régime du moteur électrique. Cependant par suite du genre de moteur électrique requis pour ce système, avec un couple-moteur élevé dans la plage de vitesses inférieures, de conception délicate, et aussi par suite des composants électroniques nécessaires au réglage des vitesses, la construction de ce type de mouvement de machine à laver est très onéreuse. Le but de la présente invention est de créer un entraînement de machine à laver avec plusieurs vitesses de réduction de l'arbre de sortie, en régime de lavage aussi bien que d'essorage, qui soit simple dans sa conception et économique à la construction, tout en ayant un facteur élevé de sécurité de fonctionnement. La commutation de ce mouvement de machine à laver ne doit s'effectuer ni par un électro-aimant onéreux, ni par une pièce ou élément à actionner de l'extérieurs il doit en outre être possible de choisir arbitrairement la position de commande du système d'entraînement. L'invention a résolu le problème en concevant le moteur électrique à commutation de polarité, de sorte qu'il ait un couple moteur pour la haute polarité, calculé de façon à obtenir une accélération sur la petite vitesse d'essorage, alors que le système de verrouillage de l'embrayage de manoeuvre libère cet embrayage par ralentissement du moteur électrique et entre en action, le moteur étant en position haute polarité. Des éléments agissant de l'extérieur sur l'embrayage, comme par exemple un électro-aimant ou une tringlerie de commande ne sont pas nécessaires, ce qui fait que ce type de mouvement pour machine à laver est relativement simple dans sa construction et peu sujet à des pannes.Par suite de la configuration de la courbe caractéristique vitesse de rotation/couple-moteur de crt embrayage centrifuge, il est possible que celle-ci entre déjà en action dans la plage de haute polarité, c'est-à- dire en faible vitesse moteur, oe qui permet d'obtenir deux vitesses du tambour & lavage , même à faible vitesse du moteur. Si l'on exige de cet entraînement pour machine à qu'il effectue deux vitesses de lavage et une vitesse 'esscrag** il est possible de ne faire entrer l'embrayage en action que dans la plage de haute polarité du moteur électrique. La courbe caractéristique vitesse/couple-moteur de l'eFIbrayage ne recoupe la courbe caractéristique vitesse/couple-moteur du moteur électrique que dans la plage de vitesse-moteur élevée, c'est-à-dire lorsque le moteur est positionné sur la basse polarité. Comme le montre l'invention, la courbe caractéristique de l'embrayage recoupe la courbe caractéristique du moteur électrique dans la plage du couple moteur maximum. Le démarrage en régime d'essorage peut par conséquent s'effectuer en coups moteur maximum. Le ralentissement du moteur électrique peut se faire, comme le montre l'invention, à l'aide du programmateur inclus de toute manière dans la machine à laver automatique. Aucune pièce supplémentaire n'est nécessaire, de sorte que la construction de ce mouvement pour machine à laver devient en fin de compte bon marché. En outre, le montage de ce genre de mouvement dans les machines à laver automatiques ne demande pas de travaux d'ajustage ou de réglage pour les éléments de commande, de sorte que les frais de montage aux-aussi ne sont pas codteux. On obtient également avec cette invention un facteur élevé de sécurité de fonctionnement pour la commutation de la position lavage sur essorage, réalisée par la libération de 1' embrayage par le système de verrouillage, du fait du ralentissement du moteur électrique fonctionnant sur basse polarité. Conformément à d'autres caractéristiques de l'intention, le ralentissement du moteur électrique peut être obtenu soit par une brève interruption c'est-à-dire une rapide décommutation ou en faisant suivre le positionnement sur basse polarité d'une brève commutation sur polarité haute. En basse polarité il est possible également de ralentir le moteur en connectant brièvement sur le bobinage-moteur correspondant à la position des piles supérieurs. il est possible d'obtenir des effets de commande, par des connexions appropriées sur le programmateur, sans utiliser pour celà des composants électroniques supplémentaires. L ' invention 'montre en outre que le démarrage du moteur électrique s'effectue de façon normale, en position haute polarité, alors que pour le lavage avec vitesse de rotation plus élevée le moteur est commuté sur basse polarité. Ceci rend possible l'utilisation d'un moteur électrique plus économique, aucun couple de démarrage du moteur électrique n'étant nécessaire en fonctionnement basse polarité. Afin d'empecher, en lavage rapide, toute possiblité de ralentissement du moteur électrique lors de la commutation de marche en haute polarité bar marche en basse polarité, et d'éviter ainsi une mise en route intempestive du système de verrouillage, l'invention prévoit que pour accélérer le moteur électrique et le faire passer en régime élevé, le bobinage à basse polarité sera branché avant déconnexion du bobinage à haute polarité. Le système de verrouillage empêche, que l'embrayage de manoeuvre pouvant fonctionner comme un embrayage centrifuge, ne puisse déjà se mettre en action lorsqu'est atteint le régime pour lequel est conçu cet embrayage. Le passage des vitesses ne peut se faire que lorsque le système de verrouillage libère 1'embrayage. Le système de verrouillage lui-mame peut fonctionner par exemple avec une masse d'inertie qui, en cas de ralentissement du moteur électrique, exécute un mouvement relatif par rapport au système de verrouillage, libérant ainsi l'embrayage. Il est également possible de constituer le système de verrouillage par des cimes de commande ou par d'autres dispositifs de commande appr.prîée. Il est également pensable de former un système de verrouillage à l'aide de masselotte vissant sur 1' embrayage par des pièces de retenue. Un développement approprie de ce système de verrouillage permet de ne faire libérer l'embrayage par les masselottes qu'à un nombre de tours déterminé, l'embrayage agissant à fond, zême par exemple lorsque le moteur fonctionne sur haute polarité c'est-à-dire, en faible vitesse-moteur.Be cette façon il est possible de réaliser une vitesse de lavage et deux vitesses d'essorage avec un mouvement de machine à laver de ce type De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres possibilités intéressantes ressortiront de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure 1 est une vue schématique de l'entraînement de la machine à laver Figure 2 est une vue de la courbe caractéristique vitesse de rotation/couple-moteur du moteur électrique et de 11 embrayage, ce dernier étant conçu pour un fonctionnement sur haute polarité du moteur électrique, et Figure 3 est une vue de la courbe caractéristique vitesse de rotation/couple-moteur du moteur électrique ainsi que la courbe caractéristique de l'embrayage, étudié pour un fonctionnement en basse polarité du moteur électrique. L'entraînement pour machine à laver représenté schématiquement en figure 7 montre un moteur électrique à commutation de polarité 1 relié à l'arbre 2. On y voit l'embrayage sous forme d'embrayage centrifuge tournant sur l'arbre 2. Get embrayage centrifuge se compose d'un porte-maselottes 3, sur lequel sont fixés les tourillons 4 pour les joues de masselottes 5. Le système de verrouillage 6 est fixé sur 1' arbre 2 et est muni d'une denture de verrouillage (non représentée sur le dessin) servant de dispositif de retenue pour les saillies sur les joues de masselottes 5. Le dispositif de retenue du système de verrouillage 6 et les saillies correspondantes sur les joues de masselottes 5 constituent ainsi le verrou servant à empêcher le déclenchement intempestif de 1' embrayage centrifuge.Un ou plusieurs ressorts de rappel (non représentés sur le dessin) agissent sur les joues de masselottes 5 qui pivotent sur les tourillons 4. Ces joues de masselottes, lorsqu'elles sont libérées par le système de verrouillage sont plaquées, à partir d'une vitesse prédéterminée de l'arbre 2, contre la cuvette d'embrayage 8 de la poulie 7. Le système de verrouillage 6 est pourvu en outre de bords d'attaque, contre lesquels viennent se plaquer les joues de masselottes, afin de transmettre le couple moteur à la cuvette d'embrayage 8. Une courroie trapézoidale montée sur la poulie 2 relie celle-ci au tambour de lavage, (non représenté sur le dessin). Le système d'engrenages 10, lequel est par exemple ponté en engrenage planétaire, est entraîné par le planétaire 9 fixée sur l'arbre 2. Entre le porteur de roue planétaire du système d'engrenages 10 et l'arbre creux relié de façon rigide à la poulie 2, se trouve l'embrayage à roue libre 11. Le moteur électrique à commutation de polarité 1 est relié par câblage au programmateur 13. En figure 2 la courbe caractéristique vitesse/couplemoteur du moteur électrique à commutation de polarité est désigné par le chiffre 14 pour le hnctionnement en haute polarité, et par le chiffre 15 pour le fonctionnement en basse polarité. L'embrayage ese conçu de telle façon que sa courbe caractéristique vitesse/couple-moteur 16 recoupe la courbe caractéristique moteur 14 dans la plage du couple-moteur maximum. La figure 3 montre les courbes caractéristiques vitesse/ couple-moteur 17 et 18 pour le moteur électrique à commutation de polarité, la courbe caractéristique 19 de l'embrayage ne recoupant que la courbe caractéristique 18 afférente au fonctionnement en basse polarité du moteur électrique. Le mode de fonctionnement de l'entraînement pour machine à laver correspondant à l'invention est décrit dans ce qui suit. La commande du moteur électrique 1 se fait par l'intermédiaire du programmateur 13. Dans ce qui suit on suppose que le moteur électrique à commutation de polarité 1 est équipé d'un bobinage quadripolaire et d'un bobinage bipolaire. D'autres bobinages ou d'autres combinaisons de bobinages sont cependant tout à fait pensables. En position de lavage ou aux différentes positions de lavage, le système d'engrenages 10 qui peut être par exemple un engrenage planétaire est entraîné par le planétaire 9 de 1' arbre 2. La sortie, coté entraînement, s'effectue par les arbres des pignons planétaires et l'embrayage à roue libre 11 sur l'arbre creux 12 fixé de façon rigide à la poulie 7. Le tambour de lavage (non représenté sur le dessin) est entraîné par une courroie trapézoïdale passant sur la poulie 7, l'inversion du sens de rotation du moteur électrique pour le fonctionnement en va-et-vient du tambour de lavage étant commandé par le programmateur 13.L'entraînement à haut régime ne pouvant être interrompu durant le processus de lavage, et comme il n'y a pas non plus freinage du moteur électrique l'embrayage avec les saillies des joues de. masselottes 5 est en prise avec le dispositif de retenue du système de verrouillage 6, de sorte que ces joues de masselottes, même en haut régime moteur, ne peuvent se mettre en prise sur la cuvette d'embrayage 8. Ceci est déterminant lors de lavages où le moteur a une haute vitesse de rotation. Par suite du faible couple de démarrage dans la plage bipolaire du moteur, l'accélération se fait tout d'abord dans la plage quadripolaire, ce qui permet ensuite de passer sans à-coup dans la plage bipolaire. Pour la commutation sur la ou les positions d'essorage le moteur est accéléré sur une vitesse située sensiblement audessus de celle requise pour la courbe daractéristique d'embrayage, Par une brève décommutation du moteur électrique ou par une courte commutation de la position basse polarité sur la position haute polarité du moteur électrique et/ou par connexion du bobinage à haute polarité dans la basse polarité on obtient un ralentissement du rotor. Par suite de l'inertie de masse de l'embrayage tournant librement sur l'arbre 2, l'embrayage accuse un mouvement relatif par rapport au système de verrouil lege 6, ce qui libère les saillies des joues de masselottes 5. Les joues de masselottes sont poussées par la force centrifuge contre la face intérieure de la cuvette d'embrayage. En outre, pour transmettre le couple d'entraînement à la cuvette d' embrayage 8, les masselottes 5 stappuient contre les bords d'attaque du système de verrouillage 6. L'embrayage à roue libre 11 permet le dépassement du système d'engrenages 10, ce qui fait que la poulie t tourne alors à la vitesse du moteur. Ainsi qu'on peut le voir en figures2 et 3, lors du ralentissement du moteur électrique 1 la vitesse du moteur, en commutation sur essorage, ne doit pas tomber en-dessous de la vitesse correspondant à celle de la courbe caractéristique, sinon les joues des masselottes 5 viendraient s'appuyer sur le moyeu du système de verrouillage et, en cas de réaccélération du moteur électrique, se mettraient en prise sur les saillies dans le dispositif de fixation de ce système de verrouillage 6. La vitesse inférieure limite du moteur électrique 1, lors de la commutation, est représentée par le point de recoupement de la courbe caractéristique 16 ou 19 avec l'abcisse. Binn que le couple transmissible par l'embrayage soit nul à cette intersection, les joues de masselottes 5 ne peuvent plus, à cette vitesse, se mettre en prise sur le dispositif de fixation du système de verrouillage 6, étant donné qu'elles ont déjà décollé. En particulier si la conception de ltembrayage correspond à la courbe caractéristique 19 en figure 3 il est clair que le processus de ralentissement du rotor du moteur électrique doit se faire très brièvement. Pour la commande des vitesses, il n'est pas besoin de mécanismes ou de commutateurs électriques à manipulation extérieure. La commutation se fait par le programmateur 13 qui est très important pour le fonctionnement de la machine à laver, son rôle étant de commander le moteur électrique de manière à obtenir les vitesses de lavage ou d'essorage demandées. Conformément à la conception du moteur électrique à commutation de polarité 1 avec les courbes caractéristiquen- moteur 14 et 15 ainsi qu'avec la courbe caractéristique d' embrayage 16 de figure 2, le mouvement de machine à laver peut, selon cette invention, travailler avec deux vitesses de lavage et deux vitesses d'essorage. Pour la plus petite vitesse de lavage, c'est le bobinage quadripolaire du moteur électrique qui est branché et la poulie 7 est entraînée par le système d'engrenages 10 et l'embrayage à roue libre 11. Ce faisant, le système de verrouillage ç empêche que les joues de masselottes 5 de l'embrayage ne s'appuient sur la surface intérieure de la cuvette d'embrayage 8. Pour la position lavage à grande vitesse c'est également le bobinage quadripolaire qui est branché, ce qui accélère le moteur. Â la suite de quoi le programmateur 13 commute sur le bobinage bipolaire du moteur, sans ralentissement du rotor. Cet ordre de succession dans la commutation permet de concevoir un moteur électrique économique, n'ayant pas i couple de démarrage, ou n'en ayant qu'un très faible, pour le fonctionnement avec bobinage bipolaire. Lors de l'inversion du sens de rotation du moteur électrique pour le fonctionnement en va-et-vient du tambour de lavage, le moteur électrique est commandé de façon analogue pour le sens de rotation inverse, par le programmateur 13. Pour la commutation de la vitesse d'essorage, le branchement s' effectue d'abord sur la grande vitesse de lavage en fonctionnement-moteur bipolaire et ensuite, le système de verrouillage libère l'embrayage par ralentissement du rotor du moteur. Pour la petite vitesse d'essorage, le programmateur 13 commute alors sur le bobinage quadripolaire du moteur électrique 1, alors que pour la grande vitesse d'essorage, après que le système d'engrenagoeait changé de vitesse, le tambour de lavage accélère de moitié la vitesse d'essorage, en fonctionnementmoteur quadripolaire. Ensuite le programmateur 13 commute-sur vitesse-moteur bipolaire. Ainsi que nous l'avons dit précèdemment, en position essorage la poulie 2 est entraînée par pression des Joues de masselottes 5 sur la surface interne de la cuvette d'embrayage 8, l'embrayage à roue libre 11 permettant le dépassement du système d'engrenages 10. Avec une conception adaptée du programmateur, ce type de mouvement pour machine à laver peut être utilisé pour deux vitesses de lavage et une vitesse d'essorage ou pour une vitesse de lavage et deux vitesses d'essorage. En figure 3 la courbe caractéristique de l'embrayage recoupe seulement la courbe caractéristique 18 du moteur électrique 1, qui correspond au fonctionnement-moteur bipolaire. Un tel montage ne permet que l'essorage en fonctionnementmoteur bipolaire, alors que l'on dispose par contre de deux vitesses d'essorage. Etant donné que dans ce cas également on peut utiliser un moteur électrique dont le couple de démarrage en fonctionnement bipolaire est insuffisant pour accélérer le tambour de lavage, l'accélération se fait, en grande vitesse de lavage, avec le bobinage quadripolaire, pour se brancher ensuite sur le bobinage bipolaire. Pour la commutation de la vitesse d'essorage, il faut d'abord que soit atteinte la grande vitesse de lavage. Ensuite on ralentit brièvement le rotor du moteur électrique, afin de déverrouiller les joues de masselottes par le système de déverrouillage. Ce processus de commutation doit être très bref, afin que la vitesse du moteur ne tombe pas, durant le ralentissement, en-dessous de la vitesse de mise en prise de 1' embrayage. Etant donné qu'en fonctionnement-moteur quadripolaire il n'y a qu'un régime de lavage, le moteur peut avoir un couplemoteur plus faible. su lieu du système de verrouillage qui vient d'être décrit, et qui est basé sur l'inertie de masse, on peut aussi utiliser d'autres systèmes de verrouillage. En synchronisant le moteur électrique, l'embrayage et le programmateur, lequel avec le moteur a une action commune sur le système de verrouillage, il est possible de créer des entraînements de machine à laver d'un montage simple et qui sont donc économiques à la construction tout en ayant une grande sécurité de fonctionnement. REVENDICsTIONS 1. - Entraînement de machine à laver avec plusieurs vitesses de sortie pour le lavage et l'essorage, constitué par un moteur électrique à colmutation de polarité, relié au tambour de lavage par un système d'engrenages qui, pour pouvoir changer de vitesses, est pourvu d'un embrayage de manoeuvre avec un système de verrouillage, un embrayage à roue libre permettant le dépassement de la vitesse de lavage, 1' embrayage de manoeuvre étant commandé par un programmateur auquel il est relié, pour le changement de vitesse du moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique à commutation de polarité a, en haute polarité, un couple moteur calculé de telle façon qu'il puisse accélérer en petit vitesse d'essorage, tandis que le système de verrouillage de l'embrayage libère celui-ci par ralentissement du moteur électrique, ce qui permet à l'embrayage de fonctionner dans la plage de haute polarité du moteur électrique. 2. - Entraînement de machine à laver avec plusieurs vitesses de sortie pour le lavage et l'essorage, constitué par un moteur électrique à commutation de polarité, relié au tambour de lavage par un système d'engrenages, qui pour pouvoir changer de vitesse est pourvu d'un embrayage de manoeuvre avec un système de verrouillage, un embrayage à roue libre permettant le dépassement de la vitesse de lavage, l'embrayage de manoeuvre étant commandé par un programmateur auquel il est relié, pour le changement de vitesse du moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique à commutation de polarité a, en haute polarité, un couple moteur calculé de telle façon qu'il puisse accélérer en petite vitesse d'essoIsoe tandis que le système de verrouillage de l'embrayage libère celui-ci par ralentissement du moteur électrique, ce qui pret à l'embrayage de fonctioener dans la plage de basse polarité du moteur électrique. 3. - Entranzment de machine à laver selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la courbe caractéristique vitesse de rotation/couple-moteur de l'embrayage recoupe la courbe caractéristique vitesse de rotation/couplemoteur du moteur électrique à commutation de polarité dans la plage du couple-moteur maximum. 4. - EntraSnement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ralentissement du moteur électrique à commutation de polarité ust obtenu par le programmateur directement relié au moteur. 5. - Entraîhement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la commutation de la position de lavage sur essorage s'effectue par ralentissement en fonctionnement basse polarité du moteur électrique, le système de verrouillage libérant l'embrayage. 6. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ralentissement du moteur électrique est obtenu par une brève décommutation. 7. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ralentissement du moteur électrique s'effectue par commutation brève depuis le fonctionnement en basse polarité sur le bobinage-moteur à haute polarité. 8. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ralentissement du moteur électrique s'effectue en basse polarité par brève mise en circuit additionnel du bobinagemoteur à haute polarité. 9. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le démarrage du moteur électrique s'effectue en haute polarité, alors qu'après l'accélération le moteur électrique est commuté sur fonctionnement en basse polarité. 10. - Entraînement de machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que pour accélérer le moteur électrique et le passer sur la grande vitesse, le bobinage de basse polarité est mis en circuit, avant coupure, avec le bobinage à haute polarité.