Brevet FR2579708A1 — publié le 19861003

AMORTISSEUR A FROTTEMENT, NOTAMMENT POUR LAVE-LINGE A ESSORAGE La présente invention se rapporte à un amortisseur à frottement, en particulier pour des lave-linge à essorage, comprenant un corps dont la paroi présente une face interne sensiblement cylindrique droite, ainsi qu'un coulisseau qui est mobile coaxialement dans le corps, dépasse de ce der- nier par une extrémité et est muni d'un piston frotteur à l'autre extrémité, ce piston frotteur étant pourvu d'élé- ments de frottement pressés élastiquement contre la face interne de la paroi du corps, des éléments de fixation étant ménagés à l'extrémité respective dudit coulisseau et dudit corps. Dans unamortisseur à frottement de ce type, connu d'après le brevet FR-A-2 468 035, le corps consiste en un tube métal- lique cylindrique, tandis que le coulisseau est formé d'un seul bloc en une matière plastique appropriée, par exemple un polyamide. Cet amortisseur a extraordinairement bien fait ses preuves dans la pratique, c'est-à-dire en tout premier lieu pour une utilisation dans des lave-linge à essorage. Au cours du cycle de lavage normal, le système oscillant de lave-linge à essorage fonctionne à une vitesse angulaire sous-critique. Lors de l'essorage, le tambour du lave-linge est entraîné à une vitesse angulaire surcritique, c'est-à- dire que le système oscillant franchit la vitesse angulaire critique au cours de la montée en puissance jusqu'à la vi- tesse angulaire d'essorage. Le linge humide situé dans le tambour après le lavage et avant l'essorage constitue une masse considérable en déséquilibre, si bien que des forces de déséquilibrage notables se manifestent lors de la montée en puissance jusqu'à la vitesse angulaire d'essorage. Ainsi, l'amortisseur doit engendrer de grandes forces d'amortisse- ment pendant cette montée en puissance. Du fait que le désé- quilibre diminue fortement avec l'essorage de l'eau, et que les amplitudes d'oscillations du système oscillant décrois- sent de toute façon fortement dans la plage de vitesses an- gulaires surcritiques, les forces d'amortissement devant être engendrées après le franchissement de la vitesse angu- laire critique ne sont plus que modestes. L'on connaît déjà, à cette fin, des amortisseurs hydrauliques qui permettent, moyennant une complexité considérable, une réduction des forces d'amortissement hydraulique vers la fin du processus d'essorage. L'invention a pour objet un amortisseur à frottement du type précité, réalisé, avec des moyens simples, de manière à atteindre une réduction considérable des forces d'amortis- sement après que la vitesse angulaire critique a été franchie. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le corps consiste en une matière plastique. Il s'est étonnamment révélé que, par suite de l'échauffement imputable au travail de frottement fortement accru lors de la montée en puissance jusqu'à la vitesse angulaire d'esso- rage, le diamètre interne du corps en matière plastique s'agrandit d'une manière telle qu'il en résulte un déclin considérable des forces de frottement entre le coulisseau et le corps. Il se produit par conséquent une certaine in- terruption partielle automatique de l'effet d'amortissement de l'amortisseur à frottement. Il subsiste un amortissement résiduel, ce qui confère l'amortissement résiduel encore nécessaire à l'achèvement d'un processus d'essorage. Les mesures proposées par l'invention entraînent même une sim- plification de la fabrication de l'amortisseur étant donné que le corps, de même que le coulisseau, peuvent venir de moulage par injection. En effet, le corps peut être inté- gralement ménagé ou moulé par injection d'un seul tenant, y compris les éléments de fixation tels que l'oeillet, la collerette et le tenon de verrouillage. Pour obtenir d'une manière particulièrement avantageu- se les effets prodigués par l'invention mentionnés ci-avant, l'épaisseur de la paroi du corps peut être comprise entre 2 mm et 3 mm et mesurer, de préférence, 2,5 mm. Optimalement, cette épaisseur de paroi du corps peut mesurer environ 2,5 mm. De préférence, le corps peut consister en un homopoly- mère ou en un polyacétal, matériaux permettant d'atteindre d'une manière particulièrement favorable les effets confé- rés par l'invention, moyennant simultanément une grande robustesse du corps. Comme déjà exposé, la réalisation du corps selon l'in- vention permet également de façonner, d'un seul tenant avec ce corps, des éléments de fixation d'une configuration rela- tivement compliquée, mais d'un maniement particulièrement aisé; ces éléments autorisent par conséquent un montage particu- lièrement simple de l'amortisseur, notamment dans des lave- linge à tambours. Ainsi, conformément à l'invention, l'élément de fixa- tion peut présenter une collerette et un tenon de verrouil- lage faisant saillie de cette dernière, en vue de la liai- son par emboîtement avec un bloc élastique. Le tenon de verrouillage peut posséder une tête confi- gurée en une pointe de flèche, dont les flancs viennent coif- fer le bloc élastique. Ce tenon de verrouillage peut présenter un orifice des- tiné à recevoir une cheville de retenue, dont la tête porte contre le bloc élastique. Enfin, l'orifice précité ménagé dans le tenon de ver- rouillage peut comporter un rétrécissement, la cheville de retenue pouvant présenter un resserrement correspondant en vue du verrouillage élastique de ladite cheville de retenue dans ledit tenon de verrouillage. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un amortis- seur à frottement conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale du corps de cet amortisseur; la figure 3 est une coupe longitudinale du coulisseau dudit amortisseur; la figure 4 est une coupe fragmentaire en éclaté d'une partie du-piston frotteur du coulisseau,et du corps de l'amor- tisseur, à l'état démonté; la figure 5 est une coupe longitudinale fragmentaire d'un corps muni d'un élément de fixation modifié; la figure 6 est une coupe transversale de l'élément de fixation, selon la ligne VI- VI de la figure 5; la figure 7 est une coupe longitudinale fragmentaire du corps, équipé d'une autre variante d'élément de fixation; et la figure 8 est une coupe transversale de l'élément de fixation, selon la ligne VIII-VIII de la figure 7. L'amortisseur à frottement représenté sur les dessins se compose d'un corps 1 et d'un coulisseau 2. - Le corps 1 consiste en un tube obturé, à-une extrémité, au moyen d'un fond 3. La face externe du fond 3 présente ce qu'on appelle un "oeillet" 4, c'est-à-dire une douille d'articulation destinée à monter l'amortisseur d'une manière articulée. En consequence, cet oeillet 4 possède un évide- ment cylindrique 5, dont l'axe de symétrie 6 coupe à angle droit l'axe médian longitudinal 7 de l'amortisseur. Le corps 1, avec son fond 3 et son oeillet 4, est réali- sé d'une seule pièce. A son extrémité externe, le coulisseau 2 possède éga- lement un oeillet 8 (donc une douille d'articulation), percé d'un évidement cylindrique 9 dont l'axe-10 coupe lui aussi perpendiculairement l'axe médian longitudinal 7. Le coulis- seau proprement dit consiste pour l'essentiel en un tube 11 qui décroît de section vers l'oeillet 8, et est rigidifié à sa face externe au moyen de nervures longitudinales 12. L'oeillet 8 est façonné à l'extrémité externe de ce tube 11. Ce dernier est percé d'un trou d'évent 13. Un piston frotteur 14, façonné à l'extrémité interne du coulisseau 2 logée dans le corps 1, est doté de collets annulaires de retenue 15, 16 et 17, 18 qui sont élaborés à distance les uns des autres et sont associés par paires. Des régions d'appui 19, 20 cylindriques droites, ménagées entre les collets de retenue 15, 16 ou 17, 18 respectivement associés, sont également disposées concentriquement à l'axe 7. Une douille de frottement 21 ou 22 réalisée à pourtour fermé est à chaque fois placée sur les régions 19, 20. Ces douilles de frottement consistent en une mousse élastique à pores fermés. Le corps 1, sensiblement en forme de tube cylindrique, possède une zone de travail 23 dans laquelle la face inter- ne 24 de la paroi de ce corps 1 est de configuration parfai- tement-cylindrique droite. De part et d'autre de cette zone de travail 23, le corps 1 comporte à chaque fois une zone d'extrémité 25 ou 26,dans laquelle la face interne 24 de la paroi de ce corps 1 s'évase légèrement à partir du fond 3 et en direction d'une ouverture 27 dudit corps, cet évase- ment étant de l'ordre d'environ 10' (minutes d'arc). Cette variation de diamètre, ne pouvant pas être illustrée sur les dessins, résulte de considérations techniques de production; pour une longueur d'environ 30 mm de chaque zone d'extrémité 25 ou 26, par exemple, cette variation de diamètre est sensi- - blement inférieure à 0,1 mm. Au voisinage de l'ouverture 27 du corps, un entonnoir de pénétration 28 correspond à un élargissement marqué du diamètre de la face interne 24 de la paroi. Comme le met en évidence la figure 4, le corps 1 ac- cuse, au voisinage de la zone de travail 23 et sur la longueur axiale de celle-ci, un diamètre interne D sensiblement égal au diamètre externe D' d'une douille respective de frottement 21 ou 22 en condition détendue, c'est-à-dire à l'état non monté. En revanche, le diamètre externe d d'une région d'appui respective 19 ou 20 est sensiblement plus fort que le dia- mètre interne d' d'une telle douillerespective de frotte- ment 21 ou 22 à l'état non monté. Par suite de ces différen- ces de diamètre, les douilles 21, 22 sont dilatées élasti- quement sur leur pourtour interne lorsqu'elles sont enfilées sur les régions 19 ou 20, cette dilatation étant d'environ % à 15 %. Grâce à cette tension préalable sur leur face interne, il s'opère un certain rattrapage automatique du jeu en cas d'usure. La réalisation et le mode d'action du coulisseau 2 équipé du piston frotteur 14 sont connus d'après le brevet précité FR-A-2 468 035. Comme il ressort par ail- leurs de la figure 4, le diamètre externe d" des collets de retenue 15 à 18 est légèrement plus petit que le diamètre interne D du corps 1, si bien que le guidage du coulisseau 2 dans ce corps 1 est assuré non pas par lesdits collets à 18, mais par les douilles de frottement 21, 22 appli- quées élastiquement contre la face interne 24 de la paroi. Une réserve 29 en graisse de lubrification est réali- sée, sous la forme d'une gorge annulaire, entre les deux collets centraux de retenue 16 et 17 voisins l'un de l'autre. Les amortisseurs à frottement sont utilisés en tout premier lieu dans des lave-linge à essorage, c'est-à-dire des lave-linge qui tournent à une vitesse angulaire sous- critique lors du cycle de lavage normal. Pour provoquer l'essorage, les tambours de ces lave-linge sont accélérés jusqu'à une vitesse de rotation considérablement supérieure, excédant par exemple 1000 tr/min. Au cours de la montée en puissance à cette vitesse angulaire d'essorage, le système oscillant du lave-linge franchit la vitesse angulaire criti- que, à laquelle les amplitudes dudit système sont maximales. C'est par conséquent lors de cette montée en puissance jus- qu'à la vitesse angulaire critique que la nécessité d'un amortissement est la plus grande. Après le franchissement de la vitesse angulaire critique dans des plages de vitesses de rotation supérieures, la nécessité d'un amortissement décroît à nouveau fortement. L'accroissement des amplitudes oscillatoires du système oscillant du lave-linge résulte du fait que le linge humide, renfermé par le tambour du lave- linge, constitue une masse considérable en déséquilibre qui entraîne conséquemment lesdites amplitudes oscillatoires. Au cours de la progression de la vitesse angulaire normale de lavage à la vitesse angulaire d'essorage, il se produit d'une part un accroissement de la fréquence d'oscillations de l'amortisseur et, d'autre part également, un accroissement de l'amplitude oscillatoire, c'est-à-dire une forte augmen- tation du travail de frottement entre d'une part les doutlles 21, 22 et, d'autre part, la face interne 24 de la paroi du corps 1. Il en résulte un échauffement considérable du corps 1, ce qui se traduit à son tour par un accroissement du dia- mètre interne D. Les matières plastiques traditionnelles adéquates, par exemple les homopolymères ou les polyacétals, ont des coefficients de dilatation thermique de l'ordre de 1, 1 x 10 4/ C. De tels coefficients de dilatation thermique sont environ neuf fois plus grands que le coefficient de dila- tation thermique du fer. Lorsque le corps 1 possède un dia- mètre interne D de 30 mm et une épaisseur de paroi de 2,5 mm, le diamètre interne D augmente d'environ 0,3 mm pour un accroissement de température de 100 C. Le travail de frottement accru lors de la montée en puissance n'entraîne pas dans la même mesure un échauffement du piston frotteur 14, du fait que ce dernier est refroidi relativement fortement à sa face interne au cours des mou- vements oscillatoires du coulisseau 2. Lors de chaque péné- tration du coulisseau 2 dans le corps 1, de l'air s'échappe par le trou d'évent 13, tandis que de l'air frais ambiant est aspiré à l'intérieur du coulisseau 2 lors de chaque mou- vement de ce coulisseau 2 hors dudit corps 1. Ainsi, le ni- veau de temperature du coulisseau 2 demeure nettement en deçà du niveau de température de la face interne 24 de la paroi du corps 1. A cela s'ajoute que le diamètre externe d d'une région respective d'appui 19 ou 20 est, dans tous les cas, plus petit que le diamètre interne D du corps 1. Du fait que le travail de frottement accru lors de la montée en puissance ne provoque pas dans la même mesure un échauffe- ment du piston frotteur 14, il ne se produit aucune augmen- tation comparable du diamètre des régions d'appui 19 et 20. Ces phénomènes ont pour effet que la force d'amortissement décline fortement à la fin de la montée en puissance du lave- linge jusqu'à la vitesse angulaire d'essorage, c'est-à- dire qu'il s'opère une sorte d'interruption partielle auto- matique de l'amortissement par frottement. Cet effet est amplifié davantage encore par l'utilisation d'un frottement lubrifié (résultant déjà de ce qui a été exposé ci-avant), c'est-à-dire par la présence, entre les douilles de frotte- ment 21, 22 et la face interne 24 de la paroi du corps 1, d'un mince film de graisse lubrifiante accumulée, entre autres, dans la réserve 29. La viscosité de cette graisse lubrifiante diminue au fur et à mesure que la température croit, ce qui, là encore, permet d'obtenir une diminution de la force de frottement et, par conséquent, une réduction de la force d'amortissement. Néanmoins, cet effet mentionné en dernier lieu revêt seulement une importance du point de vue de l'assistance. Etant donné que la majeure partie de l'eau est déjà ex- pulsée du linge humide lors de la montée en puissance jus- qu'à la vitesse angulaire d'essorage et précisément au début de cet essorage, la force de déséquilibrage diminue très fortement au commencement de l'essorage, si bien que les forces d'amortissement nécessaires déclinent elles aussi fortement. Ainsi, bien qu'une force d'amortissement doive se manifester encore dans l'amortisseur pendant l'essorage à la vitesse angulaire largement surcritique, cette force peut être nettement plus modeste que lors de l'amortissement normal dans la plage sous-critique et, en particulier, pen- dant la montée en puissance jusqu'à la vitesse angulaire d'essorage. Comme on l'a constaté, dans un amortisseur à frottement réalisé conformément à l'invention, développant des forces respectives de frottement, de traction ou de pression attei- gnant à chaque fois 100 N en condition froide, un amortisse- ment résiduel d'environ 40 N subsistait encore à la fin du processus d'essorage. Après le refroidissement, c'est-à- dire après la réduction du diamètre interne D de la face interne 24 jusqu'à sa valeur initiale, la force de frotte- ment initiale évoquée dans le préambule est à nouveau présente. Les mouvements opératoires entre le coulisseau 2 et le corps 1 se déroulent pour l'essentiel au voisinage de la zone de travail 23. Par rapport à la réalisation selon les figures 1 et 2, celle d'après les figures 5 et 6 se distingue seulement par la conception de l'élément inférieur de fixation,façonné d'un seul tenant avec un corps 1'. Un fond 3' est réalisé en tant que collerette 30 sensiblement rectangulaire, qui fait saillie au moins dans une direction diamétrale au-delà du corps 1' et possède un rebord périphérique rabattu 31. Dans l'alignement de l'axe médian longitudinal 7, un tenon de verrouillage 32 est prévu d'une seule pièce avec le corps 1' et le fond 3' pourvu de sa collerette 30. Ce tenon de verrouillage 32 présente, à son extrémité, une fente 33 qui s'étend dans le sens longitudinal et le parcourt de part en part. Il est en outre réalisé, au voisinage de son extrémité libre, à la manière d'une pointe de flèche 34 dotée de sur- faces de verrouillage 35 en forme d'ardillons. Pour fixer l'amortisseur à une tôle de fond 36 d'un lave-linge qui n'est par ailleurs pas représenté, l'on a prévu un bloc élastique 37 consistant par exemple en du caoutchouc, inséré par un orifice 38 pratiqué dans la tôle de fond 36, et retenu élastiquement dans cet orifice. Ce bloc élastique 37 comporte une plaquette élastique de sou- tien 39,dont le périmètre externe correspond à la configu- ration interne du rebord 31. Cette plaque est percée d'un orifice ininterrompu 40 du type canal, qui est adapté au tenon de verrouillage 32 et par lequel ce tenon 32 est enfilé. Les flancs de la pointe de flèche 34 sont alors déformés élastiquement en direction l'un de l'autre, ce que la fente 33 autorise sans aucune difficulté. Après avoir été enfoncée complètement de part en part, la pointe de flèche 34 revient élastiquement à sa position initiale, ce qui fait que les surfaces de verrouillage 35 viennent s'appliquer par en dessous contre le bloc élastique. Ainsi, l'amortisseur est d'une part relié rigidement au bloc élastique 37. A son tour, ce dernier ne peut plus être dissocié de la tôle de fond. En effet, le bloc élastique possède un tronçon fongi- forme 41 qui est parcouru par l'orifice 40 du type canal et qui comporte, à proximité immédiate de la plaquette de soutien 2579708 39, une creusure annulaire 42 correspondant à l'orifice 38 ménagé dans la tôle de fond 36. Au-dessous de cette creusure, se trouve le tronçon fongiforme 41 proprement dit, dont le diamètre externe est plus fort que le diamètre de l'orifice 38. Ledit tronçon décroît de section vers son extrémité libre, à laquelle est élaborée une face d'appui 43 associée aux surfaces de verrouillage 35 de la pointe de flèche. Dans cette région, le diamètre dudit tronçon correspond sensi- blement à celui de l'orifice 38, de sorte que le bloc élasti- que 37 peut être similairement enclipsé dans cet orifice 38 (avant le montage de l'amortisseur). Par conséquent, pour monter l'amortisseur à frottement, il suffit d'emboîter le bloc élastique 37 dans la tôle de fond 36, puis d'emboîter le tenon de verrouillage 32 dans l'orifice 40 du type canal. Du fait de la configuration rectangulaire de la colle- rette 30 et du bloc élastique 37, la rigidité de la fixation élastique de l'amortisseur à la tôle de fond 36 est moins grande dans la direction A-A (direction du petit axe) que dans la direction B-B (direction du grand axe). Lorsque, en présence de lave-linge à tambours dans lesquels le groupe de lavage est monté à oscillations libres, l'on procède à un ajustement de la direction B-B parallèle à l'axe du tambour de ce groupe de lavage, et de la direction A-A qui lui est perpendiculaire, des oscillations dites "de tangage" du grou- pe de lavage dans la direction de l'axe du tambour sont empêchées efficacement. Cet effet est connu par lui-même d'après le brevet GB-A-1 187 269. Par rapport à la réalisation d'après les figures 5 et 6, celle selon les figures 7 et 8 se distingue, pour l'essen- tiel, seulement par le fait qu'un tenon de verrouillage 32' n'est pas configuré à la manière d'une pointe de flèche à son extrémité libre, mais est percé d'un orifice ininterrompu 44 dans lequel est introduite, par en bas, une cheville de retenue 45 se présentant sous la forme d'un clou, dont la tête 46 coiffe la face d'appui 43 du tronçon fongiforme 41 du bloc élastique 37. Pour que cette cheville de retenue 45 1 1 soit arrêtée dans l'orifice 44, celui-ci est réalisé sen- siblement comme une buse de Venturi, c'est-à-dire qu'il com- porte, à peu près au voisinage de la collerette 30, un rétré- cissement 47 à partir duquel il s'évase avec une très légère conicité vers son extrémité libre. La cheville 45 décroît de section d'une manière correspondante à partir de sa tête 46, et possède un renflement 49 dans la continuité d'un res- serrement 48 associé au rétrécissement 47. Une fois le tenon de verrouillage 32' emboîté dans l'ori- fice 40 du type canal du bloc élastique 37, la cheville de retenue 45 est introduite par en bas dans l'orifice 44, jus- qu'à ce qu'elle s'encliquette élastiquement. Etant donné que, comme déjà mentionné, le corps respectif 1 ou 1' et son élément de fixation sont fabriqués en une matière plas- tique élastique dure, un verrouillage élastique de ce type peut être établi aisément, et il est durable. Pour que le bloc élastique 37 occupe une position bien définie par rapport à la t8le de fond 36, cette dernière possède un renfoncement adapté au pourtour externe de la pla- quette de soutien 39. A la place de l'oeillet 8 façonné sur le coulisseau 2, il est également possible d'installer, sur ce coulisseau, un élément de fixation tel qu'illustré sur les figures 5, 6 ou 7,8 et décrit ci-avant. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'amortisseur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Amortisseur à frottement, en particulier pour des lave-linge à essorage, comprenant un corps (1; 1') dont la paroi présente une face interne (24) sensiblement cylindri- que droite, ainsi qu'un coulisseau (2) qui est mobile coa- xialement dans le corps (1; 1'), dépasse de ce dernier par une extrémité et est muni d'un piston frotteur (14) à l'autre extrémité, ce piston frotteur (14) étant pourvu d'éléments de frottement pressés élastiquement contre la face interne (24) de la paroi du corps (1; 1'), des éléments de fixation étant ménagés à l'extrémité dudit coulisseau et dudit corps, respectivement, amortisseur caractérisé par le fait que le corps (1; 1') consiste en une matière plastique. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps (1; 1') est ménagé d'un seul te- nant, y compris les éléments de fixation (oeillet 4; colle- rette 30 et tenon de verrouillage 32; 32'). 3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la paroi du corps (1; 1') est comprise entre 2 mm et-3 mm et mesure, de préférence, 2,5 mm. 4. Amortisseur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la paroi du corps (1; 1') mesure environ 2,5 mm. 5. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps (1; 1') consiste en un homopoly- mère. 6. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps (1; 1') consiste en un polyacétal. 7. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément de fixation présente une collerette (30) et un tenon de verrouillage (32; 32') dépassant de cette dernière, en vue de la liaison par emboîtement avec un bloc élastique (37). 8. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le tenon de verrouillage (32) possède une tête configurée en une pointe de flèche (34), dont les flancs viennent coiffer le bloc élastique (37). 9. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le tenon de verrouillage (32') présente un orifice (44) destiné à recevoir une cheville de retenue (45), dont la tête (46) porte contre le bloc élastique (37). 10. Amortisseur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'orifice (44) pratiqué dans le tenon de verrouillage (32') comporte un rétrécissement (47) et la cheville de retenue (45) présente un resserrement correspon- dant (48), en vue du verrouillage élastique de ladite chevil- le de retenue (45) dans ledit tenon de verrouillage (32').