Brevet FR2672094A1 — publié le 19920731

SYSTEME D'AMORTISSEMENT, NOTAMMENT POUR MACHINE A LAVER La présente invention se rapporte à un système d'amor- tissement, notamment pour une machine à laver, et plus parti- culièrement à un système qui contrôle les vibrations engen- drées sur une cuve par la rotation d'un tambour de lavage formant panier à vêtement, en utilisant un dispositif d'amor- tissement actif. Les systèmes d'amortissement sont constitués en général par un système de contrôle qui atténue les vibrations en appliquant, de façon forcée, une force de contrôle opposée aux vibrations engendrées non linéaires et aléatoires, dans un dispositif mécanique, tel qu'un socle d'appui ou une aile d'avion, etc. Au cours de la phase de lavage et de séchage d'une machine à laver classique, la cuve vibre par suite de la rotation du tambour de lavage et, comme en général le tambour tourne dans des sens opposés au cours du séchage, les vibra- tions de la cuve qui ne sont alors pas amorties par l'eau de la cuve tendent à être majorées Dans cette situation, l'am- plitude des vibrations est fonction du balourd de la masse de linge en cours de lavage Lorsque le tambour de lavage tourne en se décalant par suite du balourd de la masse de lavage en cours de lavage, il vient parfois en contact avec la cuve, ce qui a pour conséquence que la machine à laver ne réalise pas correctement les fonctions pour lesquelles elle est prévue et émet un bruit à basse fréquence provoqué par ces vibrations excessives. Afin de résoudre le problème de ces vibrations, on a proposé de fixer un ensemble mécanique tel qu'un ressort élastique ou un organe en élastomère à la face supérieure de la cuve, dans les machines à laver classiques Cet ensemble mécanique se révèle cependant présenter une structure compli- quée et il s'avère que, lorsque les vibrations du tambour de lessive ne sont pas linéaires et sont aléatoires, l'ensemble mécanique n'arrive pas à contrôler effectivement les vibra- tions. On a décrit un exemple typique d'un tel ensemble méca- nique visant à résoudre ce problème dans le modèle d'utilité japonais publié Sho 54-124360 Le dispositif selon cette invention ne produit pas une force de contrôle efficace qui soit égale à l'amplitude des vibrations et de sens opposé à celles-ci Du fait qu'il réalise l'opération d'amortissement à l'aide de deux aimants permanents, il n'est pas capable de produire une force de contrôle qui soit supérieure à une force de niveau déterminée et il ne peut pas s'opposer aux forces plus importantes rencontrées dans les machines à laver. La présente invention se propose de résoudre le pro- blème qui a été exposé précédemment et, selon un objet de l'invention, elle vise à proposer un appareil qui contrôle effectivement les vibrations provoquées par la rotation du tambour de lavage. Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un appareil qui produise une force de commande qui soit égale et opposée aux forces provoquant les vibrations. A cet effet, selon l'invention, le système d'amortis- sement comprend: au moins un détecteur d'intervalle monté sur la surface cylindrique de la cuve de la machine à laver et émettant un signal prédéterminé en fonction de la variation de l'intervalle entre la cuve et la carrosserie de la machine à laver; une partie d'amortissement actif recevant les si- gnaux de sortie émis par le détecteur d'intervalle et émet- tant des signaux de commande dont les amplitudes sont égales à celles des signaux de sortie mais qui sont déphasés de 1800 par rapport à ceux- ci; un premier amplificateur amplifiant les signaux de sortie en provenance de la partie d'amortisse- ment actif jusqu'à une amplitude de signal qui soit apte à amortir les vibrations; au moins une première partie de géné- ration de force de contrôle recevant les signaux de sortie du premier amplificateur et produisant une force électromagné- tique; une partie de signal de contrôle recevant les signaux de sortie en provenance du capteur d'intervalle et émettant des signaux de signes opposés aux signaux de sortie en prove- nance de la partie d'amortissement actif lorsque la cuve et la carrosserie sont éloignées l'une de l'autre d'une distance supérieure à une distance de référence prédéterminée et émet- tant des signaux de signe identique à celui du signal de sortie en provenance de la partie d'amortissement actif lors- que la cuve et la carrosserie sont éloignées l'une de l'autre d'une valeur inférieure à ladite distance de référence; un second amplificateur amplifiant les signaux de sortie en provenance de la partie de signal de commande jusqu'a une amplitude de signal apte à amortir les vibrations; et au moins une seconde partie de génération de force de contrôle recevant les signaux de sortie en provenance du second ampli- ficateur et produisant une force électromagnétique. Selon un mode de réalisation particulier de l'inven- tion, les détecteurs d'intervalle sont montés en quatre points ou zones distants d'un angle de 900 à la surface du cylindre de la cuve et quatre premières parties de génération de force de contrôle sont installées chacune à proximité d'un détecteur d'intervalle correspondant, quatre secondes parties de génération de force de contrôle sont montées en quatre points ou zones de la carrosserie faisant face chacun à l'une distincte des quatre premières parties de génération de force de contrôle, et quatre parties de commande qui comportent chacune: une partie d'amortissement actif, une partie de signal de commande, un premier amplificateur et un second amplificateur, sont montées à la partie supérieure de la car- rosserie Les premiers et seconds amplificateurs sont réglés de façon à émettre des signaux de sortie d'amplitude sensi- blement égale. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, au moins l'une des premières parties de génération de force de contrôle et des secondes parties de force de contrôle est constituée par un aimant permanent. Grâce au système selon l'invention, lorsque la distance entre le détecteur d'intervalle et la surface de la carros- serie est supérieure à la distance de référence, la première partie de génération de force de contrôle et la seconde par- tie de génération de force de contrôle s'attirent l'une par rapport à l'autre et, lorsque cette distance est inférieure, elles se repoussent l'une par rapport à l'autre La vibration engendrée sur la cuve est ainsi éliminée. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî- tront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue schématique en coupe transver- sale d'une machine à laver comprenant le système d'amortissement selon la présente invention; la figure 2 est un schéma à blocs représentant le système d'amortissement selon la présente invention; la figure 3 est un schéma de circuit représentant la partie active d'amortissement; la figure 4 est un schéma de forme d'onde représentant le résultat du test de performance de la force de contrôle engendrée dans la partie d'amortissement actif; la figure 5 est un schéma de forme d'onde représentant le résultat de l'expérience d'amortisse- ment de la partie active d'amortissement; et la figure 6 est un schéma de forme d'onde représentant le signal émis à la partie importante du système d'amortissement selon la présente invention. On va décrire le mode de réalisation préféré de la présente invention en référence au dessin A la figure 1, un tambour de lavage en forme de panier à vêtement 1 reçoit le linge à laver et est entraîné en rotation par le couple d'un moteur 5, de façon à réaliser le lavage et le séchage Une cuve 2 contient le tambour de lavage 1 et de l'eau au moment du lavage et également, parfois, au moment du séchage Une carrosserie ou habillage 3 constitue une enveloppe extérieure de la machine à laver et protège le tambour de lavage 1, la cuve 2 et le moteur 5 ainsi que les autres accessoires Des bras ou barres de suspension 4 sont montés aux quatre angles de la carrosserie 3 et sont destinés à amortir les chocs provoqués par les vibrations vers le bas et vers le haut du tambour de lavage 1 et de la cuve 2 Une partie de transmis- sion de puissance 6 transmet le couple de rotation du moteur au tambour de lavage 1. Dans la machine à laver décrite ci-dessus, des détec- teurs d'intervalle 7 A, 7 B, 7 C et 7 D sont montés aux quatre angles en étant répartis circonférentiellement à 900 sur la surface du cylindre de la cuve 2 et des premières parties de génération de force de contrôle 9 A, 9 B, 9 C et 9 D sont instal- lées à proximité des détecteurs d'intervalle 7 A, 7 B, 7 C et 7 D Des secondes parties de génération de force de contrôle A, l OB, la C et 10 D sont montées sur la surface de la car- rosserie en face des premières parties de génération de force de contrôle Une partie de commande 8 est montée à la partie supérieure de la carrosserie 3 et comporte quatre parties 8 A, 8 B, 8 C et 8 D qui correspondent aux détecteurs d'intervalle, aux premières parties de génération de force de contrôle et aux secondes parties de génération de force de contrôle Par exemple, la partie 8 A correspond au détecteur d'intervalle 7 A, à la première partie de génération de force de contrôle 9 A et à la seconde partie de génération de force de contrôle A En se référant à la figure 2, la partie 8 A comporte une partie d'amortissement actif 81 A, une partie d'émission de signal de contrôle 82 A, un premier amplificateur 83 A et un second amplificateur 84 A. On va décrire, dans ce qui suit et en référence aux figures 2 et 6, le fonctionnement de la partie de commande 8 A La figure 2 représente le mode de réalisation préféré du système d'amortissement selon la présente invention Un dé- tecteur d'intervalle 7 A émet le signal prédéterminé corres- pondant à un intervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3, de manière à capter l'intervalle Le signal de sortie Vi (représenté à la figure 6 a à titre d'exemple) en provenance du détecteur d'intervalle 7 A est adressé à la partie d'amor- tissement actif 81 A Le signal Vi est transformé en signal Vo (représenté à la figure 6 b à titre d'exemple) qui présente la même amplitude que le signal Vi, mais qui est déphasé par rapport au signal Vi de 180 Le signal de sortie Vo de la partie d'amortissement actif 81 A est amplifié dans un premier amplificateur 83 A et est appliqué à une première partie de force de contrôle 9 A (par exemple un électro- aimant) Ainsi, le signal de sortie Vi du capteur d'intervalle 7 A est adressé à une partie de signal de commande (par exemple un redresseur double alternance) 82 A et est transformé en signal Vr repré- senté à la figure 6 c Le signal Vr est amplifié dans un se- cond amplificateur 84 A et est appliqué à une seconde partie de génération de force de contrôle 10 A (par exemple un électro-aimant). La figure 3 est un schéma de circuit détaillé de la partie d'amortissement actif 81 A et les figures 4 et 5 sont des dessins de forme d'onde représentant les résultats des essais de génération de force d'amortissement et d'amortis- sement pour la partie d'amortissement actif 81 A Cette partie d'amortissement actif 81 A comporte des amplificateurs opéra- tionnels O Pl à OP 9, des résistances Ri à R 20 et des condensa- teurs Cl et C 2 La partie d'amortissement actif 81 A trans- forme le signal d'entrée en un signal de sortie dont l'ampli- tude est égale à celle du signal d'entrée mais qui est dé- phasé par rapport à celui-ci de 180 Ainsi, si l'on rentre un signal présentant une forme d'onde telle que représentée aux figures 4 (a) et 4 (b), dans la partie d'amortissement actif 81 A, le signal d'entrée est transformé en un signal de sortie d'amplitude réduite, ce qui fait qu'il devient un signal tel que représenté aux figures 4 (c) et 4 (d) Lorsque l'on rentre une onde permanente présentant une amplitude constante telle que représentée à la figure 5 (a), elle est transformée, dans la partie d'amortissement actif 81 A, en un signal déphasé de 1800, tel que représenté à la figure 5 (b). De même, lorsque l'on rentre une onde non linéaire et aléa- toire, telle que celle représentée à la figure 5 (c), dans la partie d'amortissement actif 81 A, cette dernière partie 81 A émet un signal qui est non linéaire et aléatoire mais qui est déphasé par rapport au signal d'origine de 1800, tel que représenté à la figure 5 (d). En référence à la figure 2, représentant le mode de réalisation préféré du système d'amortissement actif, et à la figure 6, représentant une forme d'onde de la génération de signal sur la partie importante dans le système d'amortisse- ment actif, le fonctionnement du système d'amortissement actif appliqué à une machine à laver est décrit comme suit. Après le remplissage du tambour 1 avec du linge à la- ver, lorsque l'on réalise le lavage et le séchage subséquent, le tambour de lavage 1 tourne, entraîné par le couple du moteur 5 Le tambour de lavage 1 vibre par suite de sa rota- tion et du balourd du linge qu'il contient et les vibrations peuvent l'amener à heurter la cuve 2 L'interférence et les chocs font vibrer la cuve 2 En fait, le tambour de lavage 1 provoque des vibrations non linéaires et aléatoires dues au balourd de la lessive en cours et transfère ces vibrations à la cuve 2, qui se met alors à vibrer. Un détecteur d'intervalle 7 A capte les vibrations non linéaires et aléatoires produites sur la cuve 2 et émet vers la partie de commande 8 A le signal Vi correspondant aux vi- brations La partie d'amortissement 81 A de la partie de commande 8 A émet un signal de sortie de même amplitude que le signal de vibration mais déphasé par rapport à celui-ci de 1800 (par rapport aux signaux de vibrations non linéaires et aléatoires) Le signal de sortie est appliqué à la première partie de génération de force de contrôle 9 A montée sur la surface cylindrique de la cuve 2 Par ailleurs, la partie de signal de commande 82 A émet un signal de commande et l'appli- que à la seconde partie de génération de force de contrôle IOA. Le contrôle effectif du système d'amortissement actif est réalisé de la façon suivante. Le détecteur d'intervalle 7 A constitue l'un des quatre détecteurs d'intervalle montés sur la surface cylindrique de la cuve 2 Lorsque l'intervalle entre la cuve 2 et la carros- serie 3 est supérieur à une valeur de référence par suite des vibrations de la cuve de lavage 1, le détecteur d'intervalle 7 A émet un signal positif dont la tension (par exemple + 2,5 V) est proportionnelle à l'amplitude des vibrations La tension du signal varie avec l'intervalle séparant le détecteur d'in- tervalle 7 A et la carrosserie 3 Par ailleurs, lorsque l'in- tervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3 est inférieur à la distance de référence, par suite des vibrations du tambour de lavage 1, le détecteur d'intervalle 7 A émet un signal négatif dont la tension (par exemple -3 V) est proportion- nelle à l'amplitude des vibrations Ce signal varie également avec l'intervalle entre le détecteur d'intervalle et la car- rosserie 3 Le signal Vi émis par le capteur d'intervalle est représenté à la figure 6 (a) et est adressé à la partie de commande 8 A dont le mode de réalisation est représenté sché- matiquement à la figure 2 Le signal de sortie Vi en prove- nance du détecteur d'intervalle 7 A est adressé à la partie d'amortissement actif 81 A Comme représenté à la figure 6, le signal Vi est transformé en un signal Vo dont l'amplitude est égale à celle du signal Vi mais qui est déphasé de 1800 par rapport au signal Vi. Le signal inversé Vo est amplifié par le premier am- plificateur 83 A Le signal amplifié est appliqué à la pre- mière partie de génération de force de contrôle 9 A montée sur la surface cylindrique de la cuve 2 Le signal de sortie Vi en provenance du détecteur d'intervalle 7 A est ensuite adres- sé à la partie de signal de contrôle 82 A (par exemple consti- tué par un redresseur double alternance selon le mode de réalisation envisagé) et est transformé en un signal redressé Vr lreprésenté à la figure 6 (d)l par la partie de signal de contrôle 82 A (par exemple un redresseur double alternance). Le signal redressé Vr est appliqué à la seconde partie de génération de force de contrôle 10 A On suppose ici que la partie de signal 82 A est constitué par un redresseur double alternance mais on peut le remplacer par d'autres circuits. Ainsi, lorsque le signal de sortie du détecteur d'in- tervalle 7 A est un signal positif, c'est-à-dire lorsque l'in- tervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3 est supérieur à la distance de référence, le signal de sortie Vo de la partie d'amortissement actif 81 A est un signal négatif qui, après amplification dans le premier amplificateur 83 A, est appliqué à la première partie de génération de force de contrôle 9 A. Le signal de sortie en provenance du détecteur d'intervalle 7 A passe ensuite dans la partie de signal de contrôle 82 A et est appliqué à la seconde partie de génération de force de contrôle l OA La première partie de génération de force de contrôle 9 A et la seconde partie de génération de force de contrôle l OA sont alors de polarités opposées l'une par rap- port à l'autre, ce qui fait qu'elle produisent une force électromagnétique d'attraction, ce qui diminue l'intervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3. Par ailleurs, lorsque la sortie du détecteur d'inter- valle 7 A est négative ou de signe moins, c'est-à-dire, lors- que l'intervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3 est inférieur à la distance de référence, le signal de sortie Vo de la partie d'amortissement actif 81 A est un signal négatif, qui est ensuite amplifié par le premier amplificateur 83 A et est appliqué à la première partie de génération de force de contrôle 9 A Le signal de sortie en provenance du détecteur d'intervalle 7 A devient ensuite un signal positif à travers la partie de signal de contrôle 82 A et est appliqué à la seconde partie de génération de force de contrôle l OA La première partie de génération de force de contrôle 9 A et la seconde partie de génération de force de contrôle 1 OA sont de polarités identiques, ce qui fait qu'elles produisent une force électromagnétique de répulsion qui tend alors à augmen- ter l'intervalle entre la cuve 2 et la carrosserie 3. Comme décrit ci-dessus, le système d'amortissement actif provoque des forces d'attraction et des forces de ré- pulsion entre un tambour et une carrosserie de machine à laver, ce qui tend à ramener à sa position d'origine le tam- bour de lavage lorsqu'il est déplacé ou décalé On peut ainsi réaliser le lavage ou le séchage du linge sans provoquer de vibrations exagérées. On remarquera que, lorsque le tambour et la carrosserie se rapprochent l'un de l'autre à une distance inférieure à la distance de référence, l'appareil selon la présente invention provoque des forces de répulsion entre ces deux éléments, tandis que, lorsque le tambour et la carrosserie s'éloignent l'un de l'autre d'une valeur supérieure à la distance de référence, l'appareil selon l'invention provoque des forces d'attraction entre la cuve et la carrosserie, l'action exer- cée à chaque phase de vibrations tendant ainsi à étouffer les vibrations provoquées sur la cuve 2 par la rotation du tam- bour 1. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. il REVENDICATIONS 1. Système d'amortissement, notamment pour une machine à laver, caractérisé en ce qu'il comprend: au moins un détecteur d'intervalle ( 7 A, 7 B, 7 C, 7 D) monté sur la surface cylindrique de la cuve ( 2) de la machine à laver et émettant un signal prédéterminé en fonction de la variation de l'intervalle entre ladite cuve ( 2) et la carrosserie ( 3) de la machine à laver; une partie d'amortissement actif ( 81 A) recevant les signaux de sortie émis par le détecteur d'intervalle et émettant des signaux de commande dont les amplitudes sont égales à celles des signaux de sortie mais qui sont déphasés de 180 par rapport à ceux-ci; un premier amplificateur ( 83 A) amplifiant les signaux de sortie en provenance de la partie d'amortissement actif ( 81 A) jusqu'à une amplitude de signal apte à amortir les vibrations; une première partie de génération de force de contrôle ( 9 A, 9 B, 9 C, 9 D) recevant les signaux de sortie en provenance du premier amplificateur ( 81 A) et produisant une force électromagnétique; une partie de signal de commande ( 83 A) recevant les signaux de sortie en provenance du détecteur d'inter- valle et émettant un signal de signe opposé au signal de sortie en provenance de la partie d'amortissement actif lorsque la cuve ( 2) et la carrosserie ( 3) sont éloignées l'une de l'autre d'une distance supérieure à une distance de référence prédéterminée et émettant un signal de signe identique à celui du signal de sortie en provenance de la partie d'amortissement actif lors- que la cuve ( 2) et la carrosserie ( 3) sont éloignées l'une de l'autre d'une valeur inférieure à ladite dis- tance de référence; un second amplificateur ( 84 A) amplifiant les signaux de sortie en provenance de la partie de signal de commande ( 83 A) jusqu'à une amplitude de signal apte à amortir les vibrations; et une seconde partie de génération de force de contrôle ( 10 A, l OB, l OC, 1 OD) recevant les signaux de sortie en provenance du second amplificateur ( 84 A) et produisant une force électromagnétique. 2 Système d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que des détecteurs d'intervalle ( 7 A, 7 B, 7 C, 7 D) sont montés en quatre points ou zones distants d'un angle de 900 à la surface cylindrique de la cuve ( 2), en ce que quatre premières parties de génération de force de contrôle ( 9 A, 9 B, 9 C, 9 D) sont installées chacune à proximité d'un détecteur d'intervalle correspondant, en ce que quatre secondes parties de génération de force de contrôle (l OA, l OB, 10 C, l OD) sont montées en quatre points ou zones de la carrosserie ( 3) faisant face chacun à l'une distincte des quatre premières parties de génération de force de contrôle, et en ce que quatre parties de commande ( 8 A, 8 B, 8 C, 8 D) qui comportent chacune: une partie d'amortissement actif ( 81), une partie de signal de commande ( 82), un premier amplifica- teur ( 83) et un second amplificateur ( 84), sont montées (en 8) à la partie supérieure de la carrosserie ( 3). 3. Système d'amortissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier amplificateur ( 83) et le second amplificateur ( 84) sont réglés de façon à émettre des signaux d'amplitudes sensiblement égales. 4 Système d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins l'une des premières parties de génération de force de contrôle (l OA à D) et des secondes parties de génération de force de contrôle ( 9 A à 9 D) est constituée par un aimant permanent.