Brevet FR2559797A1 — publié le 19850823

DISPOSITIF DE COMMA\DE DU NiVEAU D'EAU ET DE LA TE'.pERATURE DE CETTE DERNIERE DANS UN LAX'E-LINGE. L'invention est relative à un lave-linge, notamment du type à tambour tournant dans une cuve, comportant un dispositif de détection de l'eau à un niveau déterminé dans la cuve, en particulier pour commander le remplissage. Le remplissage en eau de la cuve d'un lave-linge automatique s'effectue habituellement à l'aide d'une électrovanne qui est ouverte pendant un temps détermine par un programmateur. La pression d'eau, la tension du réseau d'alimentation de l'électrovanne en énergie électrique et les caractéristiques de débit de l'électrovanne elle-même peuvent avoir des valeurs variables. Ainsi la quantité d'eau introduite dans la cuve ne peut être connue avec précision ; il n'est donc pas possible de minimiser cette quantité et donc de minimiser l'énergie fournie à la machine à laver le linge pour chauffer l'eau de lavage. Pour remplir la cuve jusqu'à un niveau déterminé on peut également utiliser unpréssostat;mais la précision obtenue n'est là aussi pas suffisante. On a déjà proposé de détecter l'arrivée de l'eau à un niveau déterminé dans une cuve de lave-linge. A cet effet on prévoit. audit niveau déterminé un bilame à proximité duquel est disposée une résistance chauffante. Quand l'eau entre en contact avec le bilame la température de ce dernier s'abaisse brusquement, ce qui provoque une déformation de ce bilame qui est mise à profit pour commander l'arrêt du remplissage en eau. Mais les inventeurs ont constate qu'avec une telle détection on n'obtenait pas une bonne précision, l'arrêt du remplissage pouvant être commandé trop tôt.L'invention résulte de la constatation que cette imprécision a l'origine suivante: lors du remplissage, le tambour tourne et cette rotation peut provoquer une turbulence engendrant la projection de gouttes d'eau contre le bilame avant que ce dernier ne baigne dans l'eau ; de plus la surface libre de l'eau n'est pas calme et les vagues peuvent atteindre prématurément le bilame . enfin si l'embouchure de l'électrovanne a une position élevée par rapport au fond de la cuve le remplissage est encore une autre cause de projection de gouttes d eau. Pour résoudre ce problème, selon un premier aspect de l'invention, l'élément sensible à la température est disposé dans un logement qui se trouve en un emplacement tel qu'il soit protégé contre les projections d'eau résultant du remplissage et/ou de la rotation du tambour dans la cuve. La précision est ainsi améliorée et la quantité d'eau utilisée peut donc être réduite. L'élément sensible à la température est de préférence une thermistance parcourue par un courant électrique pour la chauffer. Une thermistance pouvant être de dimensions plus réduites qu'un bilame, la précision de la détection est encore améliorée. En outre, il n'est pas besoin de prévoir de résistance électrique de chauffage qui soit séparée de l'élément sensible à la température. Selon un autre de ses aspects, qui peut être utilisé indépendamment du premier, l'invention permet de simplifier la réalisation de la commande de lave-linge. A cet effet, une même thermistance est utilisée pour déterminer quand l'eau a atteint un niveau déterminé et pour, ultérieurement, mesurer la température de cette eau. Dans une réalisation on prévoit deux sources d'alimentation de tensions différentes celle qui a la plus grande tension est utilisée lors du remplissage afin de chauffer la thermistance et celle qui a la plus faible tension, de valeur insuffisante pour effectuer le chauffage, est utilisée lorsque l'eau a atteint ladite thermistance pour déterminer sa température. La mesure de température peut être utilisée pour commander la mise en ou hors service d'une résistance chauffante de l'eau. Lorsque la cuve du lave-linge est directement alimentée en eau chaude, la puissance de chauffage de la thermistance (ou d'un autre élément sensible à la température) sera suffisante pour que, lors du remplissage. sa température soit supérieure à celle de l'eau introduite afin que cette température baisse quand la thermistance est atteinte par l'eau. Dans un tel cas d'alimentation directe en eau chaude et d'utilisation de thermistance, la mesure de température permet de commander une alimentation en eau froide pendant un temps déterminé pour amener la température de l'eau à une valeur désirée. Quand la thermistance est utilisée pour à la fois détecter l'arrivée de l'eau à un niveau déterminé et mesurer la température, il est avantageux que cette thermistance soit installée à une faible hauteur au-dessus du fond du tambour, par exemple de l'ordre de I cm, et que des moyens soient prévus pour compléter le remplissage en eau après que ledit niveau déterminé (celui de la thermistance) ait été atteint afin que la thermistance baigne complètement dans l'eau pour la mesure ultérieure de température. Selon encore un autre aspect de l'invention, qui peut être utilisé indifféremment avec le premier ou le second aspect, le lavelinge comprend un dispositif de mesure de la durée d'ouverture de l'électrovanne nécessaire pour que la surface libre de l'eau atteigne le niveau prédéterminé et un moyen pour maintenir, pendant un temps qui est fonction de la durée précédente, l'électrovanne ouverte après qu'ait été atteint ce niveau afin d'élever ce dernier d'une hauteur donnée. La durée d'ouverture de l'électrovanne pour atteindre le niveau prédéterminé est inversement proportionnelle au débit de l'électrovanne ; ainsi pour augmenter le niveau d'une hauteur donnée il faut, ensuite, maintenir ouverte l'électrovanne pendant un temps qui est inversement proportionnel au débit, c'està-dire proportionnel à la durée précédente d'ouverture de l'électrovanne. La mesure de temps peut être effectuée à l'aide d'un microprocesseur qui est également utilisé pour commander l'ensemble du fonctionnement de la machine. La mesure de la durée d'ouverture de l'électrovanne jusqu'à 3 obtention du niveau prédéterminé peut également être utilisée pour déclencher des moyens de sécurité interrompant le fonctionnement de la machine si cette durée sort de limites prédéterminées, indiquant un fonctionnement anormal de l'électrovanne. Lorsque la thermistance est utilisée pour mesurer la température de l'eau on peut faire appel à cette mesure pour déclencher d'autres sécurités. Par exemple, un microprocesseur est programmé pour mesurer, à intervalles rapprochés, l'augmentation de température en un temps déterminé, relativement court. Si cette augmentation est nulle ou trop faible le chauffage de l'eau est interrompu. Toutefois cette interruption n'interviendra qu'après plusieurs mesures d'accroissement nul de la température pour éviter que l'arrêt du chauffage soit interrompu alors que la cause de l'incident n'est pas permanente : pièce de linge en contact temporaire avec la thermistance ou arrêt bref de la machine. Lorsque la cuve est remplie jusqu'au niveau prédéterminé, ce niveau peut de nouveau baisser, surtout s'il est seulement très légèrement au-dessus du fond du tambour, en raison de l'absorption d'eau par le linge. Dans ce cas, il pourrait se produire des ouvertures et fermetures alternées de l'électrovanne à une cadence élevée. Pour remédier à cet inconvénient, on prévoit un moyen de temporisation, par exemple programmé par un microprocesseur, afin d'empêcher une ouverture de l'électrovanne pendant un temps déterminé, de l'ordre de quelques secondes ou dizaines de secondes, après la fermeture de cette électrovanne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe, selon un plan vertical, de parois de cuve et de tambour de lave-linge avec le perfectionnement selon l'invention, - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure I mais en coupe selon un plan horizontal, et - la figure 3 est un schéma d'un circuit dans lequel est montée la thermistance représentée sur les figures 1 et 2. Dans exemple, le lave-linge comporte une cuve 10 présentant des parois latérales verticales 11 et à l'intérieur de laquelle est monté un tambour cylindrique 12 tournant autour d'un axe horizontal. Ce tambour 12 contient le linge 13 et présente des parois perforées pour permettre à l'eau introduite dans la cuve de pénétrer dans ce tambour et donc d'atteindre le linge 13. Le remplissage en eau de la cuve est effectué par l'intermédiaire d'une électrovanne non représentée. La paroi latérale verticale Il de la cuve 10 présente un trou 14 dont l'axe horizontal 15 est légèrement au-dessus du fond 16 du tambour 12. Les bords de ce trou 14 sont couverts par un joint d'étan- chéité 17 couvrant aussi les parties adjacentes des faces de la paroi Il et s'appuyant contre la face externe d'un bol cylindrique 18 traversant la paroi 11 ainsi que contre une collerette 19 en saillie de la surface externe du bol cylindrique 18 à l'extérieur de la cuve 10 et parallèle à la paroi 11. L'axe du bol 18 est l'axe horizontal 15 du trou 14. il présente une partie 20 en saillie à l'intérieur de la cuve 10 avec une ouverture 21 en regard d'une paroi latérale 22 du tambour 16. Le fond. 23 est à l'extérieur de la cuve 10. Entre le fond 23 et la collerette 19 le bol 18 présente un manchon cylindrique 24 d'axe horizontal 25 formant une intersection avec l'axe 15. Ce manchon débouche dans deux ouvertures diamétralement opposées 26 et 27 du bol 18. Il est raccordé à étanchéité à ses deux extrémités à la face interne cylindrique du bol 18 afin de maintenir l'étanchéité de la cuve 10 par rapport à l'extérieur. De préférence, ce manchon ou tube 24 est établi d'une seule pièce par moulage, en matière plastique, avec le reste du bol 18. Le manchon 24 loge une thermistance 28 de forme cylindrique allongée et disposée avec son axe horizontal dans son logement. Les conducteurs d'extrémité 29 et 30 de la thermistance 28 sont reliés à des connecteurs respectivement 31 et 32 en saillie de la face externe du fond 23. Dans l'exemple le bol 18 et le manchon 24 sont en polyéthylène. L'épaisseur du manchon 24 est réduite, de l'ordre de cinq dixièmes de millimètre, afin que ce manchon ne constitue pas un écran thermique entre l'eau 35 dans la cuve et la thermistance 28. La thermistance 28 est, dans un exemple, une résistance à coefficient de température négatif CTN, c'est-à-dire que sa valeur diminue quand la température augmente. Cette résistance CTN 28 est disposée dans un circuit électrique représenté sur la figure 3. L'une de ses bornes 36 est connectée, d'une part, à une première source d'alimentation délivrant une tension VI de l'ordre de 20 Volts par l'intermédiaire d'un interrupteur 37 et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un second interrupteur 38, à une seconde source délivrant une tension V2 de valeur inférieure, de l'ordre de 5 Volts. La seconde borne 39 de la résistance 28 constitue la sortie de mesure et est connectée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 40. Dans une réalisation la partie externe du bol 18 avec les connecteurs et sa collerette est protégée par un capot 50. Au début du remplissage de la cuve, l'interrupteur 37 est fermé et l'interrupteur 38 ouvert. Dans ces conditions la résistance CTN 28 s'échauffe par effet Joule et le potentiel de la borne 39 a une valeur relativement élevée en raison de la faible valeur de la résistance 28. Lorsque l'eau froide atteint le manchon 24 dont l'axe horizontal est à environ 1,5 cm au-dessus du fond 16 du tambour 12, la thermistance 28 à l'intérieur de ce manchon se refroidit brusquement et sa résistance augmente. Il en résulte une diminution du potentiel de la borne 39 qui est utilisée pour commander soit la fermeture de l'électrovanne soit comme repère de début d'une période de durée t2 pendant laquelle l'électrovanne restera encore ouverte. La durée t2 est fonction de la durée t1 pendant laquelle l'électrovanne est restée ouverte avant que la surface libre 41 de l'eau 35 atteigne le manchon 24.A cet effet, dans une réalisation, la commande dc lave-linge est effectuée à l'aide d'un microprocesseur (non montré) grâce auquel on peut mesurer la durée t1 qui s'écoule entre le début de l'ouverture de l'électrovanne (commandée par le programme de lavage), et le moment où le potentiel sur la borne 39 diminue brusquement. La durée supplémentaire t2 d'ouverture de l'électrovanne sera d'autant plus élevée qu'est élevée la durée tl. La cuve 10 pourra être ainsi remplie jusqu'à un niveau supérieur au niveau 41 avec une grande précision car la durée t2 peut être choisie pour imposer une hauteur d'eau de valeur déterminée h au-dessus du niveau 41. Etant donné que la durée t2 est variable en fonction de la durée tl on s'affranchit ainsi des variations dûes aux caractéristiques variables des électrovannes, aux dispersions des valeurs de pression d'eau et aux dispersions des valeurs de tension du réseau d'alimentation en énergie électrique. Le niveau 41 n'étant que légèrement au-dessus du fond 16 du tambour 12 si l'électrovanne est fermée lorsque l'eau a atteint ce niveau 41 il se peut que ce niveau baisse du fait de l'absorption par le linge 13. Pour éviter, dans ce cas, des ouvertures et fermetures de l'électrovanne à cadence trop élevée on prévoit une temporisation, par exemple commandée par microprocesseur, pour interdire pendant quelques secondes ou dizaines de secondes une ouverture d'électrovanne après sa fermeture. Lorsque le niveau de l'eau s'est stabilisé soit au niveau 41 soit à une hauteur h au-dessus de ce dernier l'interrupteur 37 est ouvert et l'interrupteur 38 est fermé. Dans ces conditions la tension de cinq Volts qui est appliquée sur la borne 36 de la thermistance 28 est insuffisante pour chauffer cette dernière. Par contre elle reste toujours sensible à la température. L'information alors recueillie sur la borne 39 constitue une indication sur la température de l'eau 35 et cette mesure peut être utilisée pour commander l'arrêt de l'alimentation d'une résistance électrique (non représentée) de chauffage de l'eau généralement disposée au fond de la cuve 10. On peut également faire appel aux diverses mesures effectuées : durée t1 et température de l'eau pour interrompre le fonctionnement de la machine en cas d'anomalie. Ainsi, si la durée t1 est trop faible, inférieure à une durée t inf, ou trop grande, supérieure à une durée t sup, le fonctionnement de la machine est arrêté car ces durées anormales traduisent soit un fonctionnement défectueux d'électrovanne soit des pressions d'alimentation en eau anormalement faibles ou anormalement élevées. Lors de la mesure de température de l'eau on calcule, à l'aide du microprocesseur, à intervalles réguliers, le taux d'augmentation de cette température en fonction du temps. Le chauffage est interrompu si ce taux est nul ou trop faible. Toutefois cette interruption du chauffage ne sera effective qu'après plusieurs mesures afin de ne pas provoquer un arrêt intempestif. En variante (non représentée) on prévoit des moyens de détrompage tels que des repères conjugués sur la paroi 11 et sur le bol 18 pour être certain que l'axe 25 du manchon 24 soit horizontal lors du montage du bol 18. En variante encore, dans le manchon 24, à la place d'une thermistance 28, on installe un bilame et une résistance chauffante pour commander l'arrêt de l'électrovanne. Dans ce cas, comme dans celui décrit en relation avec les figures, on tire avantage de la disposition d'un élément sensible à la température dans une cavité en retrait de la paroi 11, c'est-à-dire éloignée des turbulences de l'eau, ce qui réduit les risques de fausses mesures d0es aux projections d'eau et aux turbulences. Toutefois, avec cette variante il n'est pas possible, ou il est beaucoup moins aisé, de mesurer la température de l'eau. REVENDICATIONS 1. Lave-linge comportant un élément (28) sensible à la température pour détecter la présence ou l'absence d'eau à un niveau (41) déterminé dans la cuve (10), cet élément étant chauffé de façon qu'il soit à une température plus élevée en l'absence qu'en présence d'eau, caractérisé en ce que l'élément est disposé dans un loge ment(18,24) en un emplacement où il est protégé contre les projections d'eau résultant du remplissage et/ou de la rotation du tambour dans la cuve. 2. Lave-linge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement (18) est solidaire d'une paroi verticale (Il) de la cuve (10) et présente une partie en saillie de cette paroi à l'opposé du tambour (12). 3. Lave-linge selon la revendication 2, caractérisé en ce que le logement (18) comporte une partie (20) ouverte en saillie vers l'intérieur de la cuve. 4. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précé dents, caractérisé en ce que le logement présente un manchon (24) d'axe horizontal. 5. Lave-linge selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le logement présente un bol (18) d'axe horizontal (15) perpendiculaire à la paroi (11) de la cuve (10) et en ce que le manchon (24), à l'intérieur duquel est disposé l'élément (28) sensible à la température, est dans ce bol avec un axe horizontal parallèle à la paroi verticale (Il) de cuve (10). 6. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément sensible à la température est une thermistance (24) de forme générale cylindrique c'axe (15) horizontal. 7. Lave-linge selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la thermistance (28) disposée dans le manchon (24) présente des conducteurs (29 , 30) traversant la paroi du bol (18) et qui sont raccordés à des connecteurs (31 , 32) fixés au fond (23) du bol (18) à l'extérieur de la cuve (10). 8. Lave-linge selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bol (18) et le manchon (24) sont établis d'une seule pièce par moulage notamment en matière plastique. 9. Lave-linge comportant un élément (28) sensible à la température qui est chauffé pour que sa température s'abaisse lorsque l'eau de la cuve atteint cet élément afin de détecter la présence ou l'absence de ce liquide au niveau où se trouve ledit élément, caractérisé en ce que ce dernier est une thermistance (28) qui est également utilisée, après le remplissage, pour mesurer la température de l'eau dans la cuve. 10. Lave-linge selon la revendication 9, caractérisé en ce que la thermistance (28) est raccordée, lors du remplissage, à une première source de tension de valeur suffisamment élevée pour que le courant circulant dans ladite thermistance échauffe cette dernière par effet Joule et en ce que, après le remplissage, la thermistance est connectée à une seconde source de tension, de valeur inférieure, ne provoquant pratiquement aucun échauffement de la thermistance. il. Lave-linge selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour mesurer le taux d'accroissement de la température en fonction du temps et pour interrompre le chauffage de l'eau lorsque ce taux est nul ou a une faible valeur. 12. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément sensible à la température, telle qu'une thermistance (28), est disposée à une faible distance, par exemple de l'ordre de 1,5 cm, au-dessus du fond (16) du tambour (12). 13. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal fourni par l'élément sensible à la température est utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture d'une électrovanne de remplissage en eau et en ce qu'il comprend : des moyens pour mesurer le temps (t1) écoulé entre le début de ltouverture de l'électrovanne et le moment où l'élément (28) sensible à la température a été atteint par l'eau, et des moyens pour que l'électrovanne soit maintenue ouverte pendant une durée (t2) après que le niveau d'eau (41) ait atteint ledit élément, cette durée (t2) étant fonction dudit temps (tl) afin que la hauteur d'eau ajoutée pendant cette durée (t2) soit pratiquement indépendante du débit de l'électrovanne. 14. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal fourni par l'élément sensible à la température est utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture d'une électrovanne de remplissage en eau et en ce qu'il comprend : des moyens pour mesurer le temps (tl) écoulé entre le début de l'ouverture de l'électrovanne et le moment ou l'élément (28) sensible à la température a été atteint par l'eau, et un moyen pour interrompre le fonctionnement de la machine lorsque ledit temps (tl) est inférieur à une première valeur ou supérieur à une seconde valeur. 15. Lave-linge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal fourni par l'élément (28) sensible à la température étant utilisé pour commander l'ouverture et la fermeture d'une électrovanne, des moyens sont prévus pour empêcher l'ouverture de cette électrovanne pendant un temps déterminé, de l'ordre de quelques secondes, après sa fermeture.