CH618246A5

CH618246A5 - Speed varying device and its use

Info

Publication number: CH618246A5
Application number: CH1448476A
Authority: CH
Inventors: Laurent Didier
Original assignee: Esswein Sa
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-17
Publication date: 1980-07-15
Also published as: YU278276A; FR2331720B1; FR2331720A1; NL7612701A; IL50910A0; AU1965176A; DE2652235C2; JPS5262976A; AT359025B; GB1561775A; GR61661B; EG12824A; IL50910A; SE429371B; AU504543B2; JPS5912317B2; IT1064213B; DD127735A5; YU39250B; DE2652235A1

Description

L'invention concerne un dispositif variateur de vitesse; elle concerne également l'utilisation de ce variateur dans une machine à laver le linge munie d'un moteur électrique à deux vitesses et sens de rotation.

Une machine à laver et à essorer le linge nécessite un moyen d'entraînement du tambour de lavage capable de fournir au moins deux vitesses à celui-ci : une vitesse lente pour le lavage, une vitesse plus rapide pour l'essorage.

Jusqu'à maintenant, le moyen moteur le plus couramment employé est le moteur asynchrone monophasé à deux polarités.

Il est fait un large usage des moteurs 2 pôles -12 pôles, 2 pôles-16 pôles, 2 pôles-18 pôles, qui donnent des vitesses de tambour au lavage comprises entre 50 et 55 t/mn, et des vitesses d'essorage respectivement de 350,450 et 500 t/mn.

La tendance du marché s'oriente vers des performances d'essorage de plus en plus élevées; des vitesses d'essorage de 850 t/mn sont exigées. Pour atteindre ces vitesses, diverses solutions sont déjà utilisées; l'une de celles-ci consiste à employer un moteur 2 pôles-32 pôles, une autre consiste à utiliser un moteur2 pôles-4 pôles auquel on associe un train d'engrenages réducteur, une roue libre et un embrayage centrifuge.

La première des solutions citées a contre elle son poids et son encombrement important, ainsi qu'un prix très élevé.

La seconde des solutions citées, en plus de son prix relativement élevé, constitue un mécanisme délicat qui exige de multiples précautions au niveau de la programmation pour éviter de fausses manœuvres préjudiciables pour l'appareil.

On a déjà proposé également une troisième solution réunissant un moteur 2 pôles -16 pôles (d'un type courant) et un variateur mécanique relativement simple, doublant approximativement le rapport de transmission pour la vitesse élevée. Selon cette solution, qui sera illustrée du reste plus en détail en liaison avec les fig. 1 à 6, la commande qui amène le variateur soit à l'état où il fournit le petit rapport de transmission, soit à l'état où il fournit le grand rapport de transmission, est donnée par la vitesse même de l'arbre d'entrée du variateur; la vitesse élevée du régime permanent, en faisant fonctionner 2 pôles, assure le' rapport de transmission mécanique élevé, tandis que la vitesse approximativement huit fois moindre du régime permanent, en faisant fonctionner 16 pôles, assure le rapport de transmission bas. De cette façon, il existe un rapport de 1 à 32 entre les vitesses de rotation du tambour pour le lavage et de rotation du tambour pour l'essorage.

Avec ce dispositif connu, il n'existe toutefois aucune possibilité d'avoir la vitesse élevée (fonctionnement de 2 pôles) du moteur et le rapport de transmission mécanique bas.

Or, dans le processus complet de lavage, il est souhaitable d'avoir des essorages intermédiaires moins puissants que l'essorage final et pour lesquels une vitesse d'approximativement 400 à 500 t/mn est convenable. Le dispositif connu en question résolvait ce problème par de brèves impulsions (environ 5 s) de commande à vitesse élevée, de façon que, du fait de l'inertie du tambour, la vitesse à la fin de cette impulsion n'était qu'une fraction de la vitesse élevée en régime permanent. Toutefois, cette vitesse atteinte à la fin de l'impulsion variait en fonction de la charge et, pour plusieurs impulsions successives, elle augmentait chaque fois du fait de la diminution d'inertie due au départ de l'eau.

Une solution permettant d'avoir deux vitesses d'essorage, l'une aussi élevée que possible (environ 850 t/mn) pour l'essorage final et l'autre approximativement deux fois moins grande pour les esso- . rages intermédiaires, et cela en un régime permanent ne jouant pas sur des questions d'inertie du tambour, serait donc fort souhaitable. Toutefois, le dispositif connu de l'art antérieur, avec lequel une vitesse élevée du moteur enclenche automatiquement et assurément le rapport de transmission mécanique élevé, ne permettait pas l'obtention d'une telle vitesse d'essorage intermédiaire.

Par ailleurs, le système de commande du variateur par la vitesse même de l'arbre d'entrée de celui-ci, c'est-à-dire la vitesse du moteur, à l'exclusion de toute autre commande donnée de l'extérieur au variateur, apportait des avantages de simplicité et de robustesse mécanique auxquels il ne saurait être question de renoncer.

Le but de la présente invention est de fournir un dispositif variateur de vitesse qui, commandé par un moteur à deux vitesses, fournisse les deux performances susmentionnées, c'est-à-dire, d'une part, de délivrance, à volonté, d'une vitesse de lavage (basse), d'une vitesse d'essorage intermédiaire (assez élevée), et d'une vitesse d'essorage finale (très élevée) et, d'autre part, de commande du changement de rapport de transmission mécanique effectuée

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uniquement en réponse à la vitesse de l'arbre d'entrée, sans autres moyens de commande de l'extérieur du variateur. Il va sans dire que le variateur que l'invention vise à fournir devra être également simple et robuste, d'une fabrication avantageuse.

Conformément à l'invention, ce but est atteint par la présence des caractères énoncés dans la revendication 1 annexée. Des formes d'exécution présentant de plus, respectivement, les caractères énoncés dans les revendications 2 et 3 permettent d'atteindre ce but dans des conditions particulièrement avantageuses. L'utilisation spécifique du variateur selon ce que mentionne la revendication 4 tire un parti optimal de ces avantages.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple et comparativement à l'art antérieur, une forme d'exécution de l'objet de l'invention utilisée dans une machine à laver, dans lequel:

les fig. 1 et 2 représentent une vue d'ensemble de face et de profil d'une machine à laver à tambour horizontal,

la fig. 3 représente la coupe transversale d'une dispositif variateur d'un type connu, mais dont la considération préalable est utile à une meilleure compréhension de la conception particulière proposée par l'invention,

la fig. 4 représente les coupes longitudinales du dispositif selon les axes A et B de la coupe de la fig. 3,

la fig. 5 représente un graphique représentant les courbes des couples en fonction de la vitesse du moteur, avec un dispositif comme celui de la fig. 3,

la fig. 6 représente un diagramme vitesse-temps du cycle d'une machine à laver en sa phase d'essorage final,

les fig. 7,8,9 et 10 représentent une forme d'exécution du dispositif variateur selon l'invention,

la fig. 11 représente un graphique représentant les courbes des couples en fonction de la vitesse du moteur dans le cas d'un dispositif selon les fig. 7-10,

la fig. 12 représente un diagramme concernant les opérations d'essorage et de détassage final d'une machine à laver équipée du dispositif selon les fig. 7 à 10.

On voit sur les fig. 1 et 2, le variateur 1 porté par l'arbre 3 d'un moteur 2 à deux polarités, un moteur 2 pôles -16 pôles par exemple.

Le variateur comporte deux poulies 4 et 5 dans les gorges desquelles prennent place deux courroies 6 et 7, lesdites courroies venant s'engager dans les gorges de deux autres poulies 8 et 9 qui sont solidaires ou d'une même pièce. Les poulies 8 et 9 sont à leur tour solidaires d'un axe du tambour laveur, celui-ci étant enfermé dans une cuve. Les fig. 1 et 2 représentent une machine à deux paliers, donc à ouverture par le dessus; il va de soi que l'invention est également valable dans le cas de machine à un palier, donc à hublot frontal. Les diamètres des poulies 4,5,8 et 9 et l'entraxe du moteur et du tambour sont de préférence choisis de façon que les courroies aient des longueurs identiques.

La description et l'explication de fonctionnement sont faites dans le cas d'un moteur 2 pôles -16 pôles, mais l'invention s'accommode également de moteurs 2-12 pôles, 2-18 pôles ou autres.

Lorsque le moteur 2 est alimenté sur 16 pôles, il tourne à une vitesse de l'ordre de 350 t/mn. A ce moment, la poulie 4 est solidaire de l'arbre moteur et la poulie 5 folle par rapport au même axe moteur. Soit D4 le diamètre de la poulie 4 et D8 le diamètre de la poulie 8. La vitesse du tambour en t/mn, à ce moment, sera:

350-nl

D4 et D8 étant choisis pour que la vitesse tambour soit sensiblement égale à 50 t/mn.

Lorsque le moteur 2 est alimenté sur 2 pôles, il tourne à une vitesse de l'ordre de 2950 t/mn. Par le moyen du variateur, dont les détails de réalisation sont donnés plus loin, la poulie 4 devient folle sur l'arbre moteur 3, tandis que la poulie 5 devient solidaire dudit axe moteur. Soit D5 le diamètre de la poulie 5 et D9 le diamètre de la poulie 9. A ce moment, la vitesse du tambour sera :

2950-gf

L'invention ne présente un intérêt que si c? est plus grand que sf, c'est-à-dire que si la vitesse d'essorage est supérieure à:

2950-{55

sans quoi il serait inutile d'utiliser deux couples de poulie et un variateur pour passer de l'un à l'autre.

Sur les fig. 3 et 4, représentant des coupes d'un variateur connu, on voit une pièce d'entraînement 10 clavetée sur l'arbre moteur 3. Deux mâchoires 11 viennent s'articuler par des axes 13 sur cette pièce d'entraînement 10 ; ces mâchoires sont munies de matériaux de frottement appropriés à la fois sur leur tranche interne et sur leur tranche externe. Ces matériaux de frottement jouent un rôle important dans le fonctionnement de la machine, ainsi qu'il sera expliqué plus loin.

- la partie droite de la fig. 3 représente une mâchoire non sollicitée par la force centrifuge;

- la partie gauche de la fig. 3 représente une mâchoire sollicitée par la force centrifuge.

En l'absence de sollicitation centrifuge, les deux mâchoires 11 sont appliquées extérieurement sur une partie cylindrique de la poulie 4, cette poulie étant dans une matière convenable vis-à-vis du frottement, par l'intermédiaire de deux ressorts hélicoïdaux de traction 12, lesquels prennent appui, d'une part, à l'extrémité d'une mâchoire et, d'autre part, sur l'autre mâchoire en un point proche de son articulation. La poulie 4 est susceptible de vitesse relative par rapport à l'arbre moteur 3 grâce à un palier à bille 14 (ou autre) ; la poulie 5 est prolongée par une partie cylindrique sur laquelle sont susceptibles de venir s'appuyer intérieurement les parties en matériau de frottement situées sur la tranche externe des mâchoires 11. La poulie 5 est également en matière convenable vis-à-vis du frottement; elle est solidaire d'un boîtier 15, lequel peut tourbillonner librement sur l'arbre 3 grâce à deux paliers 16 et 17. L'ensemble des pièces 14,10 et 16 est empilé sur l'arbre 3 et maintenu par une vis 18. On remarquera que le boîtier 15 qui est solidaire de la poulie 5 (correspondant à la grande vitesse du tambour) est extérieur à tout le système.

Le fonctionnement est le suivant: lorsque le moteur tourne sur la polarité la plus élevée (16 pôles par exemple, donc 350 t/mn), la force centrifuge qui s'exerce sur les mâchoires 11 est beaucoup plus faible que la force des ressorts. Les ressorts sont déterminés de façon que la pièce d'entraînement 10 et les mâchoires transmettent sans glissement le couple moteur à la poulie 4 qui, elle-même, le transmet au tambour.

Quand le bobinage 16 pôles est coupé de son alimentation et que le bobinage 2 pôles est alimenté, le rotor du moteur accroît sa vitesse jusqu'au moment où les forces centrifuges qui s'exercent sur les mâchoires 11 annulent l'effet des ressorts ; à cet instant, les deux mâchoires viennent s'appliquer sur la partie cylindrique de la poulie 5 et le couple moteur est transmis au tambour par celle-ci.

Il est possible, lorsque le moteur tourne avec son bobinage 2 pôles alimenté, de couper brusquement Son alimentation et d'alimenter le bobinage 16 pôles dans le même sens de rotation que celui du bobinage 2 pôles; il s'ensuit un freinage extrêmement énergique qui est transmis au tambour par l'intermédiaire de la poulie 5, puis de la poulie 4.

On notera que le couple transmis par les mâchoires est plus important si la force de frottement tangentielle crée un couple qui a tendance à appliquer la mâchoire sur la partie cylindrique d'une des deux poulies, ce couple étant compté à partir de l'axe d'articulation des mâchoires.

La fig. 5 est un graphique qui représente les courbes des couples en fonction de la vitesse moteur. Par rapport à la fig. 3, le sens d'essorage est le sens antihoraire; pour le lavage, le moteur tourne alternativement dans un sens, puis dans l'autre:

- la courbe A est la courbe du couple moteur en fonction de la vitesse sur bobinage 16 pôles;

- la courbe B est la courbe du couple moteur sur bobinage 2 pôles;

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- la courbe C est la courbe du couple d'accélération transmissible par les mâchoires 11 à la poulie 4;

- la courbe D est la courbe du couple d'accélération transmissible par les mâchoires 11 à la poulie 5;

- la courbe E est la courbe du couple de freinage transmissible par les mâchoires 11 à la poulie 5;

- la courbe F est la courbe du couple de freinage transmissible par les mâchoires 11 à la poulie 4, ou le couple d'accélération en sens horaire;

- le point a est le point de fonctionnement du moteur sur 16 pôles,

- le point b est le point d'intersection de C et de B,

- le point c est le début du décollement des mâchoires sur la poulie 4,

- le point d est le début du contact des mâchoires avec la poulie 5,

- le point e est l'intersection de D et de B,

- le point f est le point de fonctionnement en régime sur 2 pôles.

Lorsque le moteur fonctionne sur 16 pôles, le couple transmissible des courbes C et F est toujours supérieur au couple moteur de la courbe A; de ce fait, la poulie 4 tourne à la vitesse du moteur (pointa).

Lorsque le moteur est alimenté sur 2 pôles, il accroît sa vitesse, les mâchoires sont sollicitées par la force centrifuge qui s'applique à elles. Le tambour est accéléré par l'intermédiaire de la poulie 4 avec le couple moteur depuis l'origine jusqu'au point b, c'est-à-dire environ 1400 t/mn, ce qui correspondant à une vitesse de tambour de 220 t/mn. Entre temps, la vitesse critique de la suspension qui se situe aux environs de 150 t/mn (1000 t/mn moteur) au tambour a été franchie avec un couple au tambour qui correspond au couple moteur multiplié par nf, donc un couple plus important que celui qui correspondrait à la multiplication du couple moteur par le rapport §§. Ce fait entraîne une diminution des amplitudes de la cuve à la vitesse critique.

A partir du point b, le couple transmissible devient inférieur au couple moteur, d'où glissement de la poulie 4 par rapport aux mâchoires. Après le point c, les effets de la force centrifuge sur les mâchoires sont supérieurs à l'effet des ressorts, les mâchoires quittant la poulie 4. L'accroissement de vitesse entre le point c et le point d est nécessaire pour vaincre l'augmentation de l'effort des ressorts due à leur allongement. Au point d, les mâchoires prennent contact avec la poulie 5, celle-ci tournant à une vitesse qui est au moins celle du moteur au point b multiplié par le rapport dI'üI qui est inférieur à 1. Jusqu'au point c, le couple transmis à la poulie 5 est inférieur au couple moteur. Au point d, la vitesse du moteur reste stable au maximum de couple, pendant toute la période d'accélération pendant laquelle la vitesse de 5 reste inférieure à celle du moteur. Le couple transmis par les mâchoires à 5 est le couple moteur maximal. Le couple d'accélération au tambour est alors celui du moteur pultiplié par nf. En fin de glissement, lorsque 5 et 11 tournent à la même vitesse, le moteur accélère encore, entraînant 5, et vient se placer au point f qui correspond à la vitesse du régime.

On remarquera que le passage du débrayage de la poulie 4 à l'embrayage de la poulie 5 n'est pas instantané. Toutefois, ce délai est très court car, lorsque les deux poulies sont débrayées, le moteur libre vient très rapidement à sa nouvelle vitesse, aussi bien en accélération qu'au freinage.

Lors du freinage provoqué par la coupure de l'alimentation du bobinage 2 pôles, et la mise sous tension du bobinage 16 pôles, la décélération du tambour s'effectue suivant un processus analogue, mais inverse de celui décrit ci-dessus.

On a déjà signalé comme avantage de ce dispositif le franchissement rapide de la vitesse critique du tambour, mais il est remarquable également par ses qualités de freinage. En effet, les mâchoires, sur leurs parties qui viennent au contact des parties cylindriques des poulies, sont revêtues d'un matériau spécial analogue à celui des freins à tambour. D'ailleurs la partie cylindrique de la poulie 5 de grand diamètre est extérieure à l'ensemble du variateur, et exposée à l'air, ce qui favorise son refroidissement. La partie extérieure du variateur (ou boîtier) joue le rôle de tambour de frein. Or, cette poulie extérieure est celle qui est embrayée quand le tambour tourne à sa plus grande vitesse, c'est donc celle qui aura à absorber, lors d'un freinage, la plus grande énergie cinétique.

Ces qualités du variateur sont appliquées dans la définition du cycle de lavage de la machine à laver. Le fait de pouvoir freiner énergiquement et fréquemment est utilisé pour prévoir un grand nombre de séquences d'essorage à grande vitesse, coupées de détassage à faible vitesse. Cela est illustré en fig. 6 qui représente un diagramme des vitesses du tambour en fonction du temps lors des opérations d'essorage final. Le programmateur utilisé dans l'exemple comporte un mécanisme pas à pas de 2 mn de temporisation. Les temps qui sont donnés sont purement indicatifs.

La zone P est la vidange de l'eau contenue dans la cuve; à ce moment, le tambour tourne alternativement dans un sens et dans l'autre, avec un temps d'arrêt entre chaque inversion.

La zone Q est une zone d'essorage par impulsion et détassage par freinage; elle a pour but d'expurger la majeure partie de l'eau contenue dans le linge et de faire en sorte que celui-ci soit détassé avant l'essorage final. Elle comporte un certain nombre d'impulsions (4 dans la fig. 6) dont chacune est composée des opérations suivantes: rotation du tambour en sens antihoraire à 50 t/mn pendant 4 s, puis commande du bobinage 2 pôles du moteur pendant 5 s dans le sens antihoraire, la vitesse de pointe étant évidemment fonction de l'inertie totale du système, inertie qui diminue au fur et à mesure que l'eau contenue dans le linge est évacuée; les 5 s écoulées, le bobinage 2 pôles est coupé et, au même instant, le bobinage 16 pôles est mis sous tension dans le sens antihoraire; le freinage ainsi obtenu ramène brutalement le tambour à 50 t/mn et amorce le détassement du linge, qui est complété par une brève rotation antihoraire, puis un temps d'arrêt de 3 s, puis une rotation horaire de 12 s, puis un temps d'arrêt

La zone R est la zone d'essorage final proprement dite; le tambour tourne à une vitesse élevée dans le sens antihoraire (850 t/mn par exemple), cet essorage étant lui-même complété par un freinage final déjà décrit.

La zone S est la zone de détassage final qui comporte, pendant plusieurs minutes, une rotation alternée à 50 t/mn du tambour.

Le variateur connu qui vient d'être décrit, fonctionnant en liaison avec un moteur à deux vitesses 2 pôles-16 pôles, fournit bien, d'une façon simple, deux régimes permanents de vitesse des tambours, l'un à 50 t/mn et l'autre approximativement à 800 à 850 t/mn. Par contre, il ne peut pas fournir (autrement que d'une façon transitoire) sous l'entraînement à l'une ou l'autre des deux vitesses du moteur, une vitesse de sortie élevée intermédiaire, de l'ordre de 400 à 500 t/mn, pour les essorages intermédiaires. La forme d'exécution de la conception particulière proposée qui va être décrite maintenant en liaison avec les fig. 7 et suivantes permet de disposer de trois vitesses au lieu de deux, la vitesse moyenne (essorage intermédiaire) et la grande vitesse (essorage final) étant obtenues dans des sens de rotation différents.

On remarquera d'abord que lorsque la poulie 4 est entraînée sans glissement par les mâchoires 11, donc à la vitesse du moteur, si N est sa vitesse, la vitesse de la poulie 5 sera:

1M.54.D9 ■N D8 D5

du fait de la double transmission. Comme §f est plus petit que §§, la vitesse de la poulie 5 sera toujours inférieure à N. Autrement dit, quel que soit le sens de rotation du moteur, la poulie 5 et son boîtier sont animés d'une rotation relative à la pièce d'entraînement 10 supportant les mâchoires, en sens inverse du sens de rotation du moteur.

Les fig. 7,8 et 9 donnent des coupes du dispositif selon cette forme d'exécution:

- la fig. 7 droite selon le plan A de la fig. 8 et la fig. 7 gauche selon le plan B,

- la fig. 8 droite selon le plan C de la fig. 7 et la fig. 8 gauche selon

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le plan D, le moteur tournant dans le sens antihoraire (indiqué par la flèche),

- la fig. 9 donne les mêmes représentations que là fig. 8 mais avec le moteur tournant dans le sens horaire (indiqué par la flèche).

On retrouve sur ces figures, sous les mêmes repères, certains constituants identiques à ceux décrits en liaison avec les fig. 3 et 4; les différences suivantes distinguent cependant la forme d'exécution particulière selon les fig. 7 à 9.

Alors que, dans le dispositif connu décrit précédemment, les mâchoires 11 avaient une masse appropriée vis-à-vis de la force centrifuge pour vaincre la résistance de leurs ressorts associés 12 et s'écarter de la poulie 4 en prenant appui sur la poulie 5, ici les mâchoires 11 ont une masse beaucoup plus faible (par exemple en alliage d'aluminium), suffisamment faible comparée à la force des ressorts 12 pour que, à la vitesse maximale du moteur (des mâchoires), la force centrifuge ne puisse décoller ces mâchoires de la poulie 4. Ainsi, la poulie 4 n'est jamais débrayée, quelle que soit la vitesse du moteur.

Des masselottes 19 sont articulées sur le même axe que les mâchoires 11 ; elles sont rappelées vers le centre par des ressorts

20 accrochés, d'une part, à l'extrémité des masselottes et, d'autre part, en un point proche de l'articulation de la masselotte symétrique, d'une manière analogue à la fixation des ressorts 12, vis-à-vis des mâchoires 11. A la différence des mâchoires, ces masselottes 19 ont une masse beaucoup plus importante par rapport à la force de leur ressort 20, ainsi qu'il sera expliqué plus loin.

Une pièce de verrouillage 21 peut tourner par rapport au boîtier 15, donc par rapport à la poulie 5. Cette pièce 21 tourbillonne entre deux pièces de frottement 22 et 23.

La pièce 22 assure un guidage radial et axial de la pièce de verrouillage 21. La pièce 23 assure un guidage axial de la pièce 21 tout en transmettant l'effort axial d'un ressort faible 24, lequel ressort est immobilisé axialement dans une gorge du moyeu du boîtier 15. La pièce 21 a donc tendance à être entraînée par le boîtier 15 avec un couple de frottement faible. Les masselottes 19 comportent un doigt 25, lequel peut s'appuyer sur la partie interne des mâchoires 11 ou leur partie externe, et un doigt 26 qui s'engage dans une lumière 27 de la pièce de verrouillage 21.

La fig. 10 est une vue séparée en bout de la pièce de verrouillage

21 qui fait apparaître le détail des lumières 27 qu'elle comporte. On remarque notamment les parties 28 ayant une faible dimension radiale et les parties 29 ayant un fort jeu radial, avec chacunes leurs butées angulaires.

Le fonctionnement est le suivant. La fig. 8 est une représentation du dispositif, le moteur tournant à 350 t/mn dans le sens antihoraire. Comme il a été dit plus haut, l'ensemble mâchoires plus masselottes tourne plus vite que le boîtier 15 et la poulie 5; les doigts 26 viennent au contact de la pièce 21 et s'engagent dans la partie de la lumière de cette pièce qui présente une faible dimension radiale. Les doigts 25, du fait de l'action des ressorts 20, reposent sur une face interne des mâchoires 11. Le couple moteur est alors transmis par l'action des ressorts 12-et 20.

Lorsque la partie 2 pôles du moteur est alimentée dans le sens antihoraire et que sa vitesse augmente, les masselottes 19 sont sollicitées par la force centrifuge; les ressorts 20 sont calculés pour immobiliser les masselottes 19 jusqu'à une vitesse un peu supérieure à 350 t/mn, 500 t/mn par exemple. A ce moment, les doigts 26 viennent s'appuyer sur le bord des parties 28 des lumières 27 de la pièce 21 ; les doigts 25 quittent les faces internes des mâchoires 11, mais sont bloqués dans leur course avant d'aller au contact des faces externes desdites mâchoires.

La masse des mâchoires étant petite, elles sont faiblement sollicitées par la force centrifuge et la force des ressorts 12 est suffisante pour transmettre sans glissement au tambour, par l'intermédiaire de la poulie 4, une vitesse: 2950-b|=450 t/mn par exemple.

Le retour à la vitesse 50 t/mn peut s'effectuer par freinage électrique, comme il a été dit précédemment.

La fig. 9 est une représentation du dispositif, le moteur tournant à 350 t/mn dans le sens horaire. A ce moment, les doigts 26 viennent s'engager dans la partie 29 des lumières 27 de la pièce 21 qui présente un jeu radial important, et font tourner ladite pièce par rapport au boîtier 15.

Lorsque la partie 2 pôles du moteur est alimentée dans le sens horaire et que sa vitesse augmente, les masselottes 19 peuvent s'écarter librement du centre du dispositif en pivotant sur leur articulation et les doigts 25 viennent au contact de la partie externe des mâchoires 11 qui sont donc sollicitées par la force centrifuge appliquée à leur propre masse et à la masse des masselottes.

La masse des masselottes, ajoutée à celle des mâchoires associées, est telle, par rapport à la force des ressorts de rappel 12 et 20, que les mâchoires 11 quittent la poulie 4 pour venir s'appliquer sur la poulie 5 lorsque le moteur atteint une vitesse prédéterminée.

Le fonctionnement est alors analogue à celui indiqué plus haut en référence de la fig. 4, notamment pour le freinage.

On a représenté fig. 11 les diverses courbes couple-vitesse analogues à celles de la fig. 5. On y a ajouté les courbes G et H qui correspondent au fonctionnement du dispositif lorsque le moteur tourne dans le sens antihoraire, c'est-à-dire dans le sens où les masselottes sont empêchées par la pièce 21 de venir prendre appui sur les mâchoires 11 qui restent ainsi appliquées sur la poulie 4. Celle-ci reste embrayée jusqu'au-delà de la vitesse maximale du moteur,

et le couple qu'elle peut transmettre est à tout moment supérieur à celui du moteur.

La position des axes 13 d'articulation des mâchoires 11 (et des masselottes 19) est choisie pour que, dans le sens de rotation horaire (correspondant à l'embrayage de la poulie 5 à grande vitesse), les mâchoires en contact avec la poulie 5 aient tendance à s'arc-bouter par suite du couple de frottement qui leur est appliqué lors du freinage. Ainsi, dans une machine à deux vitesses d'essorage, c'est la plus grande vitesse du tambour qui dispose du couple de freinage le plus élevé (courbe G).

On a représenté fig. 12, à titre d'exemple, un diagramme vitesse (V) temps (t) qui concerne les opérations d'essorage et de détassage final d'une machine à laver équipée du dispositif variateur décrit, conforme à la conception particulière proposée.

La zone T correspond à l'évacuation de l'eau contenue dans la cuve; le tambour tourne alternativement dans un sens puis dans l'autre; la zone U est une zone d'essorage à vitesse moyenne (450 t/mn par exemple). Alors que le tambour, donc le moteur, tourne dans le sens antihoraire à petite vitesse, la partie 16 pôles du moteur est mise hors tension et la partie 2 pôles est mise sous tension dans le même sens antihoraire, ainsi qu'il a été dit précédemment; la vitesse d'essorage est seulement 2950-§f; la zone V correspond au détassage après l'essorage à 450 t/mn ; elle débute par un freinage électrique et se poursuit par une période de rotation alternée à 50 t/mn; la zone X correspond à l'essorage final à grande vitesse. Alors que le moteur tourne dans le sens horaire, sa partie 16 pôles est coupée et la partie 2 pôles est alimentée dans le sens horaire et la vitesse d'essorage est alors égale à 2950-ni soit 850 t/mn environ, comme dans la version précédente; la zone Y correspond à la période de détassage final qui débute par un freinage électrique et s'achève par une rotation alternée à 50 t/mn.

Ces résultats correspondent bien aux performances que l'on visait à obtenir par la conception particulière proposée. On notera que le dispositif variateur à trois états proposé conserve la simplicité du dispositif variateur analogue, mais à deux états seulement, que connaissait l'art antérieur; il est tout aussi compact, tout son mécanisme étant contenu dans un seul boîtier étanche, la distinction supplémentaire nécessaire à la commande étant trouvée dans le sens de rotation, en lui-même sans importance quant à la qualité de l'essorage.

D'autre part, comme on l'a dit, dans la machine à deux vitesses d'essorage, c'est-à-dire avec le variateur à trois états de vitesse, le

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couple de freinage est le plus efficace à la vitesse élevée, ce dont résulte un freinage efficace, mais qui n'est malgré tout jamais violent.

On remarque encore que des coups de frein importants peuvent être donnés de façon fréquente, sans échauffement prohibitif, du fait 5 que la poulie 5, solidaire du boîtier, supporte les énergies de freinage les plus élevées et que ce boîtier, jouant alors le rôle de frein à tambour, se refroidit directement à l'atmosphère extérieure.

Enfin, le fait de fixer l'instant du passage au rapport de grande vitesse après que la vitesse tambour a dépassé la vitesse critique permet au tambour de franchir celle-ci avec le couple d'accélération maximal, c'est-à-dire en un temps minimal.

R

8 feuilles dessins

Claims

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1. Dispositif variateur de vitesse ( 1), destiné à être fixé sur l'arbre d'un moteur électrique à deux vitesses (2), ayant d'une part deux poulies intérieure (4) et extérieure (5), et d'autre part une pièce d'entraînement (10) supportant, entre ces poulies, des mâchoires radialement pivotantes (11), élastiquement rappelées vers la poulie intérieure (4) par des ressorts (12), caractérisé en ce que la masse propre des mâchoires et la force de traction de leur ressort de rappel (12) sont telles que sous l'effet de la force centrifuge, et sans intervention mécanique des autres organes dudit dispositif, ces mâchoires restent appliquées contre la poulie intérieure (4), quelle que soit la vitesse de rotation de la pièce d'entraînement ( 10), et en ce qu'il comprend des masselottes radialement pivotantes (19) munies de ressorts de rappel (20) et, dans chacune d'elles, de deux doigts (25,26) dont un (25) est engagé entre le bord intérieur et le bord extérieur de la mâchoire associée et déplaçable dans l'espace entre ces bords, la masse propre de la masselotte et la force de traction de ses ressorts de rappel étant telles que, dans un fonctionnement en coopération avec la mâchoire associée mais sans intervention mécanique des autres organes de ce dispositif et sous l'effet de la force centrifuge, la masselotte (19) rappelle la mâchoire (11) contre la poulie intérieure (4) par appui de son doigt (25) sur le bord intérieur de celle-ci, pour une vitesse de rotation de la pièce d'entraînement (10) inférieure à une valeur prédéterminée, et applique cette mâchoire (11) contre la poulie extérieure (5) par appui de son doigt sur le bord extérieur de ladite mâchoire, pour une vitesse de rotation de la pièce d'entraînement (10) supérieure

à cette valeur prédéterminée, et une pièce de verrouillage mobile autour de l'axe de rotation des deux poulies (4,5) et ayant, pour chaque masselotte ( 19), une lumière (27) qui reçoit le deuxième doigt (26) de ladite masselotte (19) pour empêcher cette masselotte d'atteindre sa fin de course radiale vers l'extérieur pour une rotation de la pièce d'entraînement dans un sens donné, et laisser ladite masselotte (19) libre dans son déplacement radial pour une rotation de la pièce d'entraînement dans le sens inverse.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de verouillage (21) comprend, pour chacune des masse-lottes (19), une lumière (27) transversalement divisée en deux parties dont l'une a une largeur radialement plus grande que celle de l'autre.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces de frottement (22,23) assurant un encadrement de la pièce de verrouillage (21) et un ressort (24) les maintenant appliqués contre la poulie extérieure (5).

4. Utilisation du dispositif variateur de vitesse selon la revendication 1 dans une machine à laver le linge munie d'un moteur électrique à deux vitesses et deux sens de rotation, caractérisée en ce que le dispositif variateur de vitesse est disposé pour être actionné par ce moteur électrique pour fournir, d'une part, lorsque ce dernier tourne dans un sens de rotation, deux vitesses de fonctionnement, une pour le lavage et une pour un essorage moyen et, d'autre part, lorsque le moteur tourne dans l'autre sens de rotation, une vitesse de rotation élevée pour un essorage poussé.