Machine à laver et essorer comprenant un cylindre tournant La présente invention a pour objet une ma chine à laver et essorer, comprenant un cylin dre tournant, du type utilisé dans les blanchis series et dans les installations de nettoyage à sec, la cuve tournant autour d'un axe horizon tal et la machine comprenant des moyens pour corriger les défauts d'équilibre dynamique du cylindre.
Lorsqu'on utilise un cylindre tournant de ce genre pour le séchage des vêtements, il est difficile de répartir également le poids de la charge qui y est placé pour traitement, et il en résulte, en raison de l'action des forces centri fuges non équilibrées, que le cylindre aura une tendance à vibrer dangereusement pour les vi tesses de rotation les plus élevées appliquées en cours d'essorage.
L'invention a pour but de compenser auto matiquement toute charge mal équilibrée de la machine ou tout déséquilibre dynamique dû à d'autres causes.
On a déjà effectué quelques essais pour ar river aux résultats désirés dans le cas de machi nes horizontales à laver ou à essorer, ces ma chines comportant un cylindre tournant à la manière habituelle dans des supports fixes. Les vibrations dues au manque d'équilibre du tam bour tournant ou de son enveloppe, ou même du prolongement de l'arbre du tambour, étaient décelées par un appareillage électrique délicat qui transmettait, par des interrupteurs et des amplificateurs électroniques, un potentiel élec trique suffisant pour agir sur des soupapes électromagnétiques commandant elles-mêmes l'admission du fluide dans des réservoirs d'équi librage portés par le cylindre tournant. Les dispositifs commandés par vibration du type ci-dessus sont extrêmement délicats et leur prix est inutilement élevé.
Ces dispositifs demandent une grande surveillance qui entraîne de grands frais et ils présentent généralement un incon vénient majeur en raison de la nécessité de fixer solidement les machines au plancher de l'atelier ou d'utiliser des montages élastiques.
La machine à laver et à essorer conforme à l'invention comprend un cylindre tournant et est caractérisée par le fait que ledit cylindre tourne autour d'organes de support horizon taux montés à rotation dans des supports fixes dont l'axe est légèrement décalé par rapport à l'axe du cylindre de façon à permettre à l'axe dudit cylindre d'effectuer des oscillations laté rales à la façon d'un pendule dont l'axe d'oscil lation est constitué par l'axe des supports fixes et dont la longueur est égale à la distance entre cet axe et celui du cylindre, ledit cylindre étant pourvu de plusieurs réservoirs périphériques communiquant' avec une source de fluide d'équilibrage,
le tout étant agencé de façon que les oscillations du cylindre produites par une charge non équilibrée de celui-ci commandent l'écoulement du fluide de ladite source vers les réservoirs périphériques, lesquels se remplis sent jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli.
Dans une telle machine, on a constaté qu'il était avantageux de tenir compte du problème de la résonance, en ce sens qu'il était préféra ble d'éviter des conditions telles que la durée d'oscillation propre du pendule puisse coïnci der avec la durée de rotation, ce qui produirait des vibrations dangereuses pour une vitesse de rotation critique du cylindre.
Par exemple, si l'on voulait que la longueur du pendule corresponde à une durée d'oscilla tion propre inférieure à la durée normale d'un tour complet du cylindre, on passerait néces sairement par une vitesse critique pendant l'ac célération donnée au cylindre pour l'amener à la vitesse de régime. D'autre part, si la durée d'oscillation propre du pendule se trouvait au- dessus de la durée normale d'un tour complet à la vitesse de régime, la longueur du pendule serait très petite et serait même inférieure à 1 ou 2 cm.
Ceci amènerait le point d'oscillation du pendule à l'intérieur du diamètre de l'arbre et obligerait à résoudre un problème de cons truction très difficile. La fréquence propre d'un pendule libre est
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où f est la fréquence du pendule, G l'accéléra tion de la pesanteur, L la longueur du pendule en centimètres. Si l'on suppose que l'on veuille extraire à un vitesse de 500 à 700 tours par minute, pour que ladite fréquence soit nettement supérieure à celle correspondant à cette vitesse d'extrac tion, on obtiendrait pour la longueur du pen dule une valeur d'environ 1,4 mm.
C'est pourquoi il est préférable, suivant une forme d'exécution particulière de la ma chine, d'utiliser une longueur supérieure de pendule et d'augmenter la fréquence d'oscilla tion pendulaire du cylindre autour des sup ports fixes en utilisant des moyens élastiques pour faciliter le retour du cylindre dans sa po- sition normale par rapport à l'axe des supports fixes.
On a représenté, à titre d'exemple, aux des sins ci-joints, une forme d'exécution de l'in vention. Sur ces dessins La fig. 1 est une coupe verticale prise sui vant la ligne de coupe I-I de la fig. 2 avec ar rachement du support proprement dit.
La fig. 2 est une vue partielle par la gau che et suivant la ligne 2-2 de la fig. 1, certains organes étant représentés arrachés.
La fig. 3 est une coupe longitudinale à plus grande échelle suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 et représentant les supports du cylindre avec plus de détail, d'autres organes étant re présentés arrachés.
La fig. 4 est une vue en bout à plus grande échelle avec coupe partielle verticale suivant la ligne 4-4 de la fig. 1, l'enveloppe étant sup posée partiellement arrachée.
La fig. 5 est une vue de détail à plus grande échelle suivant la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une coupe avec arrachement suivant la ligne 6-6 de la fig. 1.
La fig. 7 est une coupe verticale suivant la ligne 7-7 de la fig. 4.
La fig. 8 est une coupe verticale du bâti et des portées recevant l'arbre d'entraînement du cylindre et l'arbre excentrique qui lui est as socié, cette coupe étant faite suivant la ligne 8-8 de la fig. 3.
La fig. 9 représente en coupe verticale une soupape suivant la ligne de coupe 9-9 de la fig. 7. La machine représentée comprend une cuve destinée au lavage, à l'essorage, ou au sé chage, ou à plusieurs ou toutes ces opérations, destinée à recevoir du linge à blanchir ou des objets analogues. La cuve 10 comprend une paroi en tôle cylindrique perforée 12 et est montée sur un arbre tournant 11, que l'on peut entraîner par des moyens quelconques, tels qu'un moteur ou une courroie non repré sentée ; la rotation de cet arbre peut être ré- versible et il peut tourner à des vitesses diffé rentes.
Une porte .coulissante 14 est prévue pour charger et décharger le cylindre qui com porte à droite et à gauche des fonds 16 et 18 qui en sont solidaires, ainsi que des nervures de brassage 20 dont le nombre est égal à qua tre dans le cas représenté, ces nervures étant solidaires de l'intérieur du cylindre et disposées à égale distance l'une de l'autre. Chaque ner vure s'étend d'un fond du cylindre jusqu'à l'au tre et constitue un réservoir destiné à recevoir à tour de rôle et au moment opportun le fluide d'équilibrage pour compenser tout déséquili bre du cylindre chargé.
Ces réservoirs ou ner vures 20 ont une forme de dièdre, l'arête du dièdre étant parallèle à l'axe du cylindre et située à une profondeur déterminée par rapport à la tôle cylindrique, comme représenté en 22. Chaque réservoir comporte une cloison trans versale radiale centrale 24 s'étendant depuis la paroi cylindrique 12 jusqu'à un point légè rement en dehors de l'arête 22 de manière à diviser le réservoir en deux compartiments- droite et gauche, reliés l'un à l'autre unique ment par l'espace laissé libre à l'intérieur de la cloison 24 entre celle-ci et l'arête 22.
Autour de la cuve est disposé un carter 25 présentant des parois latérales 26 et 27 por tées par des montants 30, comme représenté aux fig. 1, 2 et 3. Le carter sert d'enveloppe recevant le bain de solution de lavage ou de nettoyage à sec que l'on peut introduire à la manière habituelle et évacuer au moyen d'une soupape de fond 29.
Le carter est solidaire des montants 30 portant eux-mêmes les paliers-supports 32 dis posés à chaque extrémité du carter. Chacun de ces paliers-supports comprend un chemin de roulement extérieur 32' (fig. 3) porté par le palier proprement dit 32, tandis que le che min de roulement intérieur 32" formant roule ment à billes avec le chemin de roulement 32' porte un bout d'arbre creux 34 correspondant à l'extrémité considérée du cylindre. Ces bouts d'arbre comportent des parties excentrées 34' qui peuvent osciller à l'intérieur des paliers 32. Toutefois, ces bouts d'arbre 34 ne peuvent ef fectuer une rotation complète.
Chaque fond de cylindre porte un ensemble 36, formant moyeu rigide destiné à tourner autour d'un palier à rotule 38 comportant un chemin de roulement intérieur 38' solidaire de l'extrémité intérieure du bout d'arbre correspondant et un chemin de roulement extérieur 38" susceptible de tour ner avec le cylindre. Sur les dessins, on a re présenté les moyeux comme étant constitués par des éléments assemblés ; ceci permet un montage plus facile.
L'axe des bouts d'arbre creux 34' ou axe d'oscillation se trouve normalement placé 3 mm plus haut que l'axe de rotation de l'ar bre 11. Par suite, les roulements des supports 32 ont leur axe situé 3 mm au-dessus de celui des roulements du palier à rotule 38. Le cy lindre est ainsi suspendu par rapport aux sup ports d'oscillation 32 à la manière d'une len- tille de pendule de faible longueur, cette ma nière de faire tendant normalement à mainte nir lesdits bouts d'arbre dans la position que l'on voit au mieux en fig. 3.
Comme on le voit, l'arbre d'entraînement est monté coaxialement par rapport aux moyeux 36 et il est couplé à l'un de ceux-ci pour assurer la rotation du cylindre. On le voit ici relié au moyeu de gauche au moyen d'une clavette coulissante 37 permettant un léger mouvement relatif entre l'arbre et le cylindre pendant que ce dernier oscille autour des sup ports d'oscillation 32. Dans beaucoup de cas, il y a assez d'élasticité dans l'arbre d'entraîné- ment lui-même pour qu'il puisse se prêter à une très légère excentricité pendant le fonc tionnement du cylindre.
On remarquera que chacun des supports d'oscillation 32 auquel le cylindre est suspendu comprend deux roule ments écartés l'un de l'autre de manière à don ner au cylindre une assise meilleure. Cepen dant, on pourrait aussi utiliser un support d'oscillation comprenant un seul roulement pour chaque bout d'arbre.
Le dispositif décrit permet de monter entre les deux roulements du support d'oscillation de chaque bout d'arbre un collier ou manchon 39 maintenu solidement sur le bout d'arbre au moyen d'une vis sans tête 39'. Chaque collier 39 porte à sa partie inférieure une tige filetée 40 qui descend en traversant une fente 41 mé nagée à la partie inférieure du bloc-support 42 du support d'oscillation. Chacune de ces tiges 40 est fixée au delà de cette fente, par l'inter médiaire d'un ressort de tension 44, à la paroi terminale du carter 26,
par l'intermédiaire d'une cheville transversale 45. C'est la présence d'un tel ressort de tension qui assure l'augmen tation de la fréquence propre d'oscillation du cylindre 10 autour des supports 32 ; grâce à ce ressort, la distance indiquée de 3 mm entre les axes de l'arbre 11 et des supports fixes est suffisante.
Le fond du cylindre 16 visible à la partie gauche de la fig. 3 porte une chambre ou ré servoir fermé, coaxial, annulaire 47, qui lui est fixé de manière étanche, par exemple par soudure. Ce réservoir peut être rempli jusqu'au niveau voulu par le fluide d'équilibrage que l'on introduit par une ouverture prévue à cet effet et fermée pas le bouchon 48 représenté à la fig. 2. On peut utiliser, par exemple, du perchloréthylène pesant environ 1,3 kg par litre et qui agit d'une manière satisfaisante.
Les réservoirs formés par les nervures 20 présen tent un volume suffisant pour contenir des masses appropriées d'un tel fluide de manière à pouvoir assurer les conditions d'équilibre dé sirées pour la cuve. Le réservoir annulaire 47 présente des dimensions telles qu'il puisse con tenir plus de liquide que cela n'est nécessaire pour l'alimentation des nervures afin d'amortir un déséquilibre de caractère normal apparais sant en cours de fonctionnement, étant donné qu'il est nécessaire pour le fonctionnement du dispositif décrit, comme expliqué ci-après, qu'il y ait un espace libre dans ledit réservoir.
L'alimentation en fluide d'équilibrage à partir du réservoir 47 vers les nervures 22 est assurée par la force centrifuge qui projette le fluide contre la paroi cylindrique de ce réser voir dès que le cylindre a commencé à tourner à une vitesse suffisante. Le fluide est ainsi re jeté vers l'extérieur par les conduites 50 s'éten dant entre la périphérie du réservoir 47 et l'ex trémité de chaque réservoir 20 qui vient buter contre le fond de gauche du cylindre.
Chaque conduite 50 aboutit à une soupape de com- mande 51 d'où le fluide s'écoule par une cana lisation 52 dans le compartiment 53 du réser voir 20 constitué par l'une des nervures, et disposé à gauche de la cloison 24. Chaque con duite 50 est également reliée par une dériva tion 54 traversant chaque nervure 20 à une soupape de commande analogue 55 portée par le fond de droite 18 du cylindre. Cette soupape 55 est reliée par une canalisation 56 au com partiment 57 disposé à droite de la cloison 24 dans le même. réservoir 20 du cylindre.
Les soupapes 51 et 55 sont du type à cla pet ou à champignon dont la construction ap paraît clairement à l'examen de la fig. 9 des dessins. Chacune des soupapes disposées à gauche et à droite du cylindre est commandée par une tige-poussoir 58 venant en prise avec la tige de soupape 59 dès que le cylindre os cille, ainsi qu'il sera expliqué ci-après. Le ré glage de la longueur de la tige-poussoir est ob tenu par le dispositif à vis et écrou représenté en 60.
On comprendra que chaque comparti ment de réservoir formé dans une nervure peut être alimenté par l'intermédiaire de la soupape- clapet disposée au voisinage de l'extrémité cor respondante de cette nervure en un point fixe par rapport au fond de cylindre correspondant.
Les extrémités intérieures des tiges-pous- soirs 58 sont filetées et assujetties, comme re présenté aux fig. 1 et 3, à l'intérieur d'un man chon 61 susceptible de tourner sur le palier concentrique 62 qui lui est coaxial et qui est fixé sur le carter de la machine, ce manchon 61 étant monté coaxialement par rapport à l'axe de rotation normal du cylindre. Ainsi, chaque fois que le cylindre se met à osciller, les tiges-poussoirs tournant avec le cylindre, servent à actionner les tiges de soupapes pour ouvrir certaines d'entre elles.
Des guidages 63 fixés sur le cylindre obligent les tiges-poussoirs 58 à tourner avec le cylindre tout en permet tant aux tiges de se déplacer radialement par rapport au cylindre pour actionner les tiges de soupapes. La raison pour laquelle les réservoirs formés par les nervures comprennent un com partiment correspondant à chaque extrémité du cylindre et comportant les connexions déjà décrites,
consiste en ce que le fluide d'équili- tirage peut être amené simultanément aux deux parties si le déséquilibre du cylindre est réparti uniformément sur toute la longueur du cylin dre ou encore que ce fluide peut pénétrer plus facilement dans un compartiment correspon dant à une extrémité du cylindre que dans l'au tre si le déséquilibre se fait sentir davantage à une extrémité du cylindre. On voit ainsi que l'écoulement du liquide à partir du réservoir 47 est commandé par des soupapes s'ouvrant dans des compartiments correspondants, étant donné qu'il y a une soupape à chaque extré mité de chacune des quatre nervures.
Revenant à la fig. 1, on voit que les tiges- poussoirs 58 disposées d'un côté du cylindre sont alignées sur les soupapes correspondantes 51 sans faire de coude, tandis que les tiges 58 disposées de l'autre côté du cylindre sont mon tées au voisinage de la surface du fond corres pondant du cylindre, et présentent un petit dé crochement à chaque extrémité pour pouvoir venir en prise à leurs deux extrémités avec le collier 61, d'une part, et avec les tiges de sou pape 59, d'autre part. Cette différence de cons truction n'est qu'une question de présentation et n'a pas d'effet sur le fonctionnement.
Le dispositif décrit qui assure la compen sation de tout déséquilibre dû à une disposition non uniforme de la charge introduite dans le cylindre fonctionne d'une manière qui sera im médiatement comprise, si l'on se rappelle que le centre d'oscillation coïncide avec le centre de suspension et passe normalement au-dessus de l'axe de rotation du cylindre, le centre de gravité de la masse du cylindre se trouvant normalement sur cet axe. En condition d'équi libre normal, on voit qu'il ne se produit pas d'oscillation; il s'ensuit que le poids du cylin dre agit sur chacun des supports d'oscillation suivant une ligne verticale.
Toutefois, lorsqu'il y a défaut d'équilibre, le centre de gravité du cylindre et de sa charge n'agit plus verticale ment à tout moment et pour toutes les posi tions du cylindre. Au cours de la rotation du cylindre, son centre de rotation oscillera autour du centre de suspension jusqu'à rétablissement de l'équilibre.
Lorsque la vitesse de rotation est suffi- saute pour provoquer l'oscillation du .cylindre, il est évident qu'un déséquilibre de la charge d'un côté de l'axe provoquera une oscillation du cylindre de ce côté. Un très faible déplace ment amènera une tige de soupape du côté non équilibré à venir au contact de sa tige-poussoir de manière à ouvrir la soupape et à permettre au fluide de s'écouler dans le compartiment du réservoir dudit côté non équilibré.
Le cylindre continuant à tourner, les sou papes du côté non équilibré s'ouvriront et se fermeront l'une après l'autre aussi longtemps que leurs tiges continuent à venir au contact des tiges-poussoirs. Généralement, un ou deux réservoirs se trouvant dans 'une position plus ou moins symétrique par rapport à la charge non équilibrée, recevront du fluide, mais cette introduction de fluide s'arrêtera rapidement en pratique,- étant donné que l'équilibre est ob tenu d'une manière à peu près immédiate. Lorsque ceci se produit, les soupapes cesseront de faire passer du fluide et l'équilibre sera maintenu jusqu'à ce que le cylindre ralentisse et s'arrête.
Pendant ce dernier stade du fonc tionnement, le fluide s'écoulera sous l'action de la pesanteur et reviendra dans le réservoir 47 en passant par les ouvertures 64 disposées au voisinage de l'arête 22 de la nervure sur la paroi terminale gauche des réservoirs 20 (fig. 1). Dans ces ouvertures débouchent des con duites 65 traversant la paroi périphérique du réservoir annulaire 47 pour se prolonger par les tuyaux 66 pénétrant jusqu'à une petite dis tance de la paroi intérieure 67 de ce réservoir à fluide.
La machine décrite comporte un dispositif de support prévu à chaque extrémité du cylin dre, mais il doit être bien entendu que l'on pourrait prévoir une machine comportant un dispositif de support unique pour un cylindre d'essorage du type en porte-à-faux ou à extré mité découverte.