Machine pourvue d'un tambour rotatif creux dont l'axe est disposé horizontalement et comprenant un dispositif pour l'équilibrage automatique du tambour lorsque le contenu de celui-ci est réparti de façon à lui impartir un balourd L'invention a pour objet une machine pourvue d'un tambour rotatif creux dont l'axe est disposé horizontalement, et comprenant un dispositif pour l'équilibrage automatique du tambour lorsque le contenu de celui-ci est ré parti de façon à lui impartir un balourd.
Cette machine pourrait être, par exemple, une ma chine à laver et à essorer.
Dans le brevet suisse No 318781, on a dé crit une machine de ce genre munie d'un dis positif pour corriger le déséquilibre dû à une charge du tambour mal répartie ou à toute autre cause, par l'intermédiaire de soupapes qui sont montées sur le tambour tournant et qui commandent l'admission de liquide dans des chambres d'équilibrage. Dans cette ma chine, le tambour est supporté de manière que son axe de rotation puisse osciller pendulaire- ment par rapport à un axe fixe.
Le liquide d'équilibrage est contenu dans un réservoir annulaire monté concentriquement sur une paroi d'extrémité du tambour, chaque chambre d'équilibrage étant reliée, par une soupape de commande et par un conduit, avec l'intérieur du réservoir à la périphérie de celui- ci. Quand cette soupape s'ouvre, le liquide est obligé, par l'effet de la force centrifuge, de pénétrer dans une ou plusieurs des chambres d'équilibrage qui, pendant que le fonctionne ment a lieu en état de déséquilibre, sont situées du côté opposé à celui où le tambour déséqui libré est le plus lourd.
Les soupapes sont ouvertes, sélectivement, par des poussoirs qui tournent avec le tambour et qui peuvent se déplacer radialement pour entrer en contact avec les tiges des soupapes, les extrémités internes de ces poussoirs pre nant appui sur un organe qui est monté con centriquement sur le bâti qui supporte les tou rillons du tambour. Le liquide est alors admis, d'une manière continue, dans des chambres qui sont situées du côté le plus léger du tam bour jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.
La machine selon l'invention est caractéri sée en ce que le tambour est supporté par des moyens excentrés agencés de façon que, sous l'influence d'un balourd dû à l'effet d'une ré partition irrégulière du poids du contenu du tambour, son axe de rotation puisse effectuer un mouvement pendulaire par rapport à un axe horizontal fixe, la machine comprenant, en outre, une source de liquide d'équilibrage, plu sieurs chambres d'équilibrage réparties uni formément le long de la périphérie du tara- bour, une enveloppe dans laquelle ledit tam bour est supporté, des moyens logés dans la dite enveloppe et reliés à ladite source afin de pouvoir fournir,
pendant la rotation dudit tam bour, du liquide d'équilibrage auxdites cham bres, et des moyens déflecteurs permettant de diriger le liquide vers ces chambres, ces moyens étant adjoints auxdits moyens excen trés et coopérant avec les moyens logés dans l'enveloppe pour fournir sélectivement, lors d'un mouvement pendulaire de l'axe de rota tion du tambour, du liquide d'équilibrage à au moins une chambre disposée diamétralement à l'opposé de la partie du tambour qui s'est alourdie à la suite d'une répartition irrégulière des poids.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une va riante de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale axiale d'une première forme d'exécution, cons tituée par une machine à laver et à essorer.
La fig. 2 est une vue en coupe transver sale suivant 2-2 de la fig. 1 de cette machine. Les fig. 3 et 3A représentent, à plus grande échelle et respectivement en coupe axiale suivant 3-3 de fig. 2 et en coupe trans versale suivant 3A-3A de fig. 3, l'arbre entraî neur et son palier.
La fig. 4 est une vue en bout depuis la gauche ou l'arrière de la fig. 1, l'enveloppe du tambour horizontal de la machine, le logement du palier et l'arbre entraîneur étant montrés en coupe transversale ; cette fig. 4 montre égale ment, d'une manière schématique, les disposi tifs d'alimentation et de vidange pour le liquide de lavage et le liquide équilibreur.
La fig. 5 représente, à plus grande échelle et en coupe suivant 5-5 de fig. 2, certains dé tails de la machine montrée aux fig. 1 et 2.
La fig. 6 représente, à plus grande échelle et en coupe suivant 6-6 de fig. 2, d'autres dé tails de cette machine.
La fig. 7 représente, à plus grande échelle et suivant 7-7 de fig. 1, encore d'autres détails de cette machine. La fig. 8 est une vue en élévation, avec parties arrachées, de la deuxième forme d'exé cution, également constituée par une machine à laver et à essorer.
Les fig. 9, 10 et 11 représentent schémati quement une variante du dispositif distributeur de liquide d'équilibrage de la machine des fig. 1 et 2.
La machine représentée aux fig. 1 et 2 présente un tambour de lavage et d'essorage 10 supporté, à son extrémité arrière, par un arbre horizontal 12 de manière à pouvoir tour ner dans une enveloppe 14 montée sur des pieds 13 et qui comporte une paroi arrière 15 et une paroi avant 16. Dans la paroi avant 16 est ménagée une ouverture centrale 18 qui, pendant le fonctionnement de la machine, est fermée, d'une manière étanche, par une porte 20 que l'on peut manoeuvrer ou verrouiller à l'aide d'une poignée 21. Le tambour 10 com porte une paroi cylindrique perforée 22 et une paroi avant 23. Dans cette dernière est ména gée une ouverture de remplissage 24 qui est placée en regard de l'ouverture 18 de la porte de l'enveloppe.
L'arbre 12 peut être entraîné de toute ma nière appropriée, par exemple à l'aide d'un moteur électrique 112 et d'une courroie, qui font tourner une poulie 26, calée sur l'arbre 12. La fig. 3 montre que l'arbre 12 est fixé d'une manière appropriée sur une tête arrière 25,à double paroi, du tambour à l'aide d'une clavette ou d'autres organes de fixation, et qu'il est ainsi maintenu dans l'alésage central 27 d'un moyeu 28 solidaire de la tête 25.
L'arbre 12 est monté de façon que le tam bour puisse tourner autour d'un axe A passant par un point fixe et pouvant osciller autour d'un axe fixe passant par ledit point fixe. Une boîte cylindrique 30, présentant une bride pé riphérique 31, et fixée rigidement, par des bou lons 32, sur l'extrémité externe d'un anneau 34 qui fait saillie, vers la droite de la fig. 3, sur la paroi 15 de l'enveloppe 14. La boîte 30 s'étend à droite et à gauche de la bride 31.
La partie de droite de la boîte comporte une ca- vité 35 dans laquelle est logé concentrique ment un roulement à billes 36, avec auto- alignement, qui est placé à l'extérieur de l'en veloppe et qui porte l'extrémité externe de l'arbre d'entraînement 12, ce roulement 36 étant disposé à l'intérieur de la poulie 26 de la courroie entraîneuse.
La partie gauche 39 de la boîte de support 30 est logée dans l'anneau 34. Cette extrémité de la boîte 30 présente une face extérieure 33 concentrique à un axe horizontal fixe passant par le centre du palier 36 et reposant dans l'anneau 34 et une face intérieure excentrée 38 . dont l'axe C, parallèle au premier axe A, est placé à environ 3,2 mm au-dessus de ce dernier.
Dans le prolongement tubulaire 39 de la boîte 30, est monté un palier à aiguilles d'axe C, dont les aiguilles 40 sont montées dans une cage de maintien 41. A l'intérieur de la sur face intérieure 52 du palier 40-41, est disposée une pièce d'écartement annulaire 50 dont une partie en forme de manchon 51 épouse par sa surface extérieure cette surface 52 du roule ment, tandis que sa surface intérieure 53 est excentrée par rapport à cette dernière. Un rou lement à billes 54 à alignement automatique est monté sans jeu au contact de cette surface intérieure 53 et sert à porter l'arbre 12 pour permettre à ce dernier de tourner autour de l'axe A.
L'excentricité de la pièce d'écartement 50 est telle que le centre du palier 54 est disposé à peu près à 3,2 mm de l'axe C défini par le palier 40. Lorsque le tambour 10 ne tourne pas ou lorsqu'il tourne dans des conditions de parfait équilibre de telle sorte que les forces agissant sur l'arbre 12 soient dirigées exclusi vement vers le bas, l'axe A se confondra avec l'axe horizontal de la face 33 et sera disposé immédiatement au-dessous de l'axe C. Au con traire, si le tambour tourne sans être équilibré, des forces autres que des forces dirigées vers le bas agissent sur l'arbre 12 et le centre du palier 40-41 oscillera à la manière d'un pen dule d'une longueur de 3,2 mm autour de l'axe C.
Cette oscillation écartera légèrement l'axe A du plan vertical passant par l'axe C et fera osciller des organes déflecteurs 75 dé crits ci-après et montés sur la pièce d'écarte ment 50.
Le palier de rotation 54 et le palier d'os cillation 40 sont empêchés de se déplacer axia- lement dans la boîte 30 par une bague de re tenue 37, qui est fixée au prolongement tubu laire 39 de la boîte 30 par des vis 37', et du fait de la forme générale donnée à l'organe d'écartement excentré 51. Il est à noter que des moyens appropriés peuvent être prévus pour retenir des matières lubrifiantes à l'inté rieur des différents paliers et que des rondel les de retenue élastiques et usuelles (non re présentées) peuvent être utilisées pour main tenir les cages des roulements ou paliers à leurs emplacements appropriés.
Il résulte de ce qui précède que le tambour 10 et la pièce d'écartement 51 peuvent oscil ler à la manière d'un pendule autour de l'axe C avec une amplitude limitée, sous l'effet de for ces agissant dans le sens latéral et qu'ils peu vent, en même temps, tourner autour de l'axe A dans les roulements 36 et 54 qui supportent l'arbre 12.
Le tambour 10 est pourvu de cinq collec teurs 55 disposés concentriquement suivant un cercle autour de l'axe A du tambour et séparés les uns des autres par des intervalles 56. Cha que collecteur 55 (fig. 2 et 5) a la forme d'une auge dont la paroi interne 57 est fixée à la paroi 25 du tambour par des boulons 58. Sa paroi extérieure 59 est fixée à ladite paroi 25 par des boulons 60 fixés en des points qui sont plus proches, dans le sens radial, de la paroi cylindrique 22 du tambour. Aux cinq collec teurs 55, en forme de secteur de cercle, cor respondent cinq chambres d'équilibrage 62 qui font saillie, dans le sens radial, sur la face in terne de la paroi 22 du tambour en étant écar tées, d'une manière égale, les unes des autres.
Les chambres 62 ont une section transversale triangulaire (fig. 2), le sommet du triangle étant orienté vers l'axe du tambour. Des pas sages 64 (fig. 5) relient l'intérieur des collec teurs 55 à l'intérieur des chambres 62 et, à cet effet, ces collecteurs 55 comportent des pro longements radiaux 66 ouverts du côté des chambres 62, ces prolongements recouvrant les extrémités de ces chambres (fig. 2). Dans certains cas, on préfère utiliser un nombre de collecteurs 55 plus petit que cinq.
Les fig. 2 et 4 montrent une paire de tuyères 67, montées sur la paroi terminale 15 de l'enveloppe et qui sont disposées suivant un axe horizontal qui coupe l'axe de cette enve loppe, ces tuyères étant montées à des distan ces égales dudit axe. Chaque tuyère est mon tée sur un support 68 (fig. 5) qui recouvre une ouverture 69 ménagée en un endroit appro prié de ladite paroi 15. Chaque tuyère est orientée de manière telle que le liquide qu'elle débite forme un jet qui est sensiblement paral lèle à la paroi 15 et qui est dirigé vers la paroi périphérique cylindrique de l'enveloppe.
Dans les conditions normales, les jets sont dirigés, comme montré par des flèches en traits pleins dans la fig. 5, vers les entrées 70 de deux conduits 71, supportés par la paroi 15, ces conduits aboutissant à un puits ou à une boîte de vidange 72 (fig. 4) d'où le liquide peut retourner librement à un réservoir d'ali mentation 74 par un conduit 73. Un rebord 70' (fig. 5) est formé sur chaque conduit 71 pour empêcher que le liquide ne se répande autour de l'entrée 70 du conduit et pour évi ter une entrée indésirable du liquide dans les collecteurs 55.
Afin que le liquide puisse être dirigé vers un ou plusieurs collecteurs 55, dans le cas d'un déséquilibre du tambour, des organes déflec teurs 75 (fig. 3) qui oscillent avec le tambour, lorsque l'axe A de celui-ci se place angulaire- ment et dans le sens latéral autour de l'axe d'oscillation C, interviennent périodiquement pour diriger les jets, qui sont formés continuel lement, vers les collecteurs reliés aux cham bres d'équilibrage particulières 62 qui sont, à ce moment, opposées à la partie plus lourde du tambour déséquilibré.
Les organes déflecteurs 75 comportent deux bras de commande 76 et 77 orientés, à peu près, suivant des directions opposées (fig. 2), ces bras s'étendant radialement à par tir d'une bride centrale 78 fixée par des bou lons 79 sur la face annulaire interne de l'or gane d'écartement excentré 50 (fig. 2 et 3). Les extrémités externes ou libres des bras 76 et 77 portent des ailettes 80 et 81 (fig. 2) pour faire dévier les jets. Ces ailettes, comme mon tré dans les fig. 5 et 6, font un angle d'environ 450 avec les extrémités des bras de commande respectifs qui les supportent.
Comme montré en coupe transversale à la fig. 5, une de ces ailettes intercepte le jet liquide débité par la tuyère 67 et dirige ce jet vers un des collec teurs 55. A la fig. 2, les bras, montrés en traits pleins, occupent leur position inactive nor male, ce qui permet aux jets de pénétrer dans les entrées 70 des conduits de vidange 71, ces conduits étant représentés en traits pointillés à la fig. 4.
Pour faciliter le retour de l'axe de rota tion du tambour à sa position normale, on fait intervenir deux ressorts de traction horizon taux et antagonistes 83 qui s'étendent suivant des directions opposées à partir d'un ergot 84 (fig. 7) monté à proximité de l'extrémité ex terne 86 d'un bras central et vertical 87, monté sur la bride 78 portant les ailettes dé- viatrices, dans une position médiane entre les bras 76 et 77. Les bras 76, 77 et 87 ont une grande longueur comparativement à la lon gueur du rayon d'oscillation du tambour.
Il en résulte qu'un petit déplacement angulaire de l'organe d'écartement 50, qui oscille avec le tambour, provoque un mouvement fortement amplifié des ailettes 80, 81 et de l'ergot 84 auquel les ressorts 83 sont accrochés. Ainsi, les ressorts antagonistes 83 influencent forte ment la période d'oscillation de l'organe d'écartement 50 et du tambour 10.
Une tension appropriée de ces ressorts est celle pour laquelle la période d'oscillation na turelle de la suspension pendulaire est main tenue à une valeur immédiatement supérieure à la vitesse angulaire voulue du tambour, cor respondant à la vitesse d'essorage. Il est à noter, tout particulièrement, que la longueur comparativement grande du bras portant les ailettes déflectrices, permet d'obte nir une déviation rapide et efficace des jets vers les chambres d'équilibrage à la suite d'un très faible mouvement excentré du tambour dans le sens latéral par rapport à son axe de rotation normal.
Dans l'exemple représenté et décrit, l'ex centricité du palier excentré par rapport à l'écartement utile entre les ailettes et l'axe est à peu près dans le rapport de 3,2 mm à 308 mm, de sorte que l'amplification du mou vement latéral se fait avec une multiplication d'à peu près 100, ce qui, comme on le com prend, permet d'obtenir une compensation très rapide du déséquilibre dans le tambour.
Il résulte de ce qui précède qu'au cours du fonctionnement, le déséquilibre du tambour produit par un poids trop lourd qui est placé d'un côté de celui-ci, provoque un bascule- ment latéral du pendule dont le tambour fait partie.
Ceci produit le mouvement des orga nes déflecteurs 75 de manière telle que le li quide débité par les tuyères 67 soit obligé de pénétrer dans une ou plusieurs des chambres 62, qui forment en même temps des nervures servant à brasser le contenu du tambour lors du lavage, qui sont diamétralement opposées à la partie la plus lourde du tambour. Comme les passages 64, qui relient les collecteurs 55 aux chambres 62, ne comportent pas de sou papes, l'écoulement des jets dans ces chambres est produit, en partie, par la vitesse propre du jet quand il pénètre dans le collecteur et, en partie, par la force centrifuge.
La vitesse de régime usuélle de ces tambours, pour l'esso rage, est d'environ 600 t/m. Toutefois, à envi ron 250 t/m, donc bien longtemps avant que la vitesse d'essorage ne soit atteinte, les jets à débit continu sont dirigés vers les collecteurs 55 et le liquide commence à pénétrer dans les chambres 62 en étant réparti sur toute la lon gueur de la ou des chambres. Il en résulte qu'en quelques secondes, une quantité suffi sante du liquide compensateur aura été intro duite dans les chambres qui sont placées du côté le moins lourd, pour que le tambour ait un équilibre satisfaisant pour le fonctionne ment et qu'il ne soit pas soumis à des vibra tions excessives.
Pour éviter toute tendance à une compen sation excessive dans certaines conditions, des soupapes de décharge pour le liquide sont mon tées en des points appropriés de la paroi cylin drique 22 du cylindre, ces soupapes étant orientées radialement vers le centre du tam bour dans les différentes chambres d'équili brage 62. Une soupape de décharge de ce genre est représentée en 90 dans la fig. 1, en 190 à la fig. 8, et en détail à la fig. 5. Elle comprend un support 91, avec bride, qui est fixé dans une ouverture 92, ménagée dans la paroi 22 du tambour 10, par des vis 93.
Une boîte cylindrique 94 formant guide de soupape est logée dans ce support. La paroi de cette boîte présente des lumières 95 ménagées au voisinage de la paroi 22 du tambour. Un gril lage 89 empêchant le passage des saletés, de fragments de tissus et d'autres matières étran gères, entoure le corps de chaque boîte. La soupape comprend un plongeur 96, avec une tête 97, qui peut coulisser axialement dans la boîte 94.
Normalement, le plongeur 96 est maintenu dans sa position d'ouverture, montrée à la fig. 5, par un ressort hélicoïdal 98 qui entoure le plongeur et qui prend appui, par une extré mité, sur la tête de soupape 97 et, par son extrémité opposée, sur un épaulement 99 mé nagé à l'intérieur de la boîte 94. Le plongeur 96 est déplacé, vers l'extérieur, dans la boîte 94 par la force centrifuge pour obturer pro gressivement les lumières 95 et l'orifice de sortie 100 dans lequel pénètre l'extrémité co nique 101 du plongeur 96. Le ressort 98 s'op pose à la fermeture de la soupape 90.
La force qui pousse le plongeur 96 vers l'extérieur pour interrompre la décharge du liquide hors de la chambre est produite par la force centrifuge due au poids du plongeur 96 et à cette force s'oppose le ressort hélicoïdal. Le plongeur est retenu dans la boîte 94 par une bague fendue 103. L'extrémité conique du plongeur com porte une gorge peu profonde 104 qui crée une certaine fuite du liquide hors de la boîte à soupape, même après que la soupape est com plètement fermée par l'effet d'une force cen trifuge maximum.
Il est à noter qu'aux vitesses réduites, les chambres laissent continuellement échapper du liquide par ces soupapes pendant que le tambour tourne. Une certaine fuite de liquide a lieu, pendant l'essorage, à un degré moindre par la gorge peu profonde 104 du plongeur, mais le débit des jets a lieu avec un excès suf fisant dans les collecteurs 55 pour que, malgré ces fuites permanentes, la ou les chambres d'équilibrage appropriées soient remplies pen dant que celles, qui sont placées du côté plus lourd, soient vidées.
L'existence de ces soupapes de décharge facilite le réglage de la vitesse à laquelle on obtient l'équilibrage, elle empêche la surcom- pensation et elle rend pratiquement inutile la présence des passages 64 pour servir à la dé charge du liquide hors des chambres.
Dans la fig. 7, 105 désigne une boîte à ressort qui est montée au-dessus d'une ouver ture ménagée dans l'enveloppe 14 de l'esso reuse, à proximité de la paroi latérale 15 de celle-ci. Dans cette boîte sont montées des tiges 106 auxquelles on accroche les extrémités ex ternes des ressorts 83. La boîte comporte un couvercle 107 qui supporte un interrupteur limiteur 108 commandé par un plongeur 109. Des fils électriques 110 et 111, qui sont reliés entre eux quand l'interrupteur 108 est fermé, sont connectés en série dans le circuit du mo teur électrique 112 qui entraîne le tambour.
Le plongeur 109 de l'interrupteur est en alignement avec une tige de commande 114 qui traverse librement le couvercle 107 de la boite et qui est en alignement radial avec le bras 87 quand ce dernier occupe sa position verticale normale. L'extrémité supérieure du bras 87 a le profil d'une came présentant une partie en retrait 116 et deux rampes de com mande 117 qui sont situées de part et d'autre de cette partie creuse 116. La tige 114 du plon geur coulisse dans une boite 118 montée sur le couvercle 107 ; dans la boîte 118 est logé un collet<B>119</B> qui entoure la tige 114 et qui est fixé sur celle-ci, de manière à pouvoir coulis ser dans la boîte.
Un ressort hélicoïdal 120 prend appui sur ce collet et est maintenu, à l'état comprimé, par un bouchon fileté 121 qui est vissé dans la boîte 118 et qui sert d'appui à l'extrémité supérieure du ressort. Normale ment, l'extrémité inférieure de la tige 114 est hors de contact avec la partie médiane et en retrait 116 de la came. Par contre, quand le tambour 10 est soumis à une vibration trop intense qui provoque un mouvement latéral trop important de ce tambour, l'une ou l'autre des rampes<B>117</B> vient en contact avec la tige 114 et déplace celle-ci et le plongeur 119 dans le sens pour lequel on provoque l'ouverture de l'interrupteur 108 et, par conséquent, l'ar rêt du moteur 112. L'essoreuse cesse donc de fonctionner jusqu'à ce que le poids du contenu du tambour ait été réparti d'une manière ap propriée.
La fig. 4 montre, schématiquement et à une échelle plus petite, diverses autres parties de la machine utilisée pour le lavage et l'es sorage.
Des tuyaux 125 relient les deux tuyères 67 au conduit de refoulement 126 d'une pompe centrifuge 127 qui est montée au-dessus du réservoir 74 contenant le liquide de lavage et dans lequel elle prélève le liquide de lavage, par exemple du perchloréthylène, par un con duit d'aspiration 135. Ce réservoir reçoit con tinuellement, par le tube 73, le liquide qui s'écoule hors de la machine pendant le fonc tionnement de l'essoreuse. Un robinet approprié 73', interposé dans le conduit 73, peut être uti lisé pour maintenir le liquide dans l'enveloppe à un niveau déterminé pendant l'opération de lavage.
Le conduit 126 est également relié à l'entrée 127 d'un filtre à pression 128 d'un genre approprié, un robinet 129 occupant une position telle qu'il permette d'interrompre l'écoulement du liquide vers le filtre, depuis la pompe, pendant l'essorage du contenu du tambour. Un robinet 130, monté sur le tuyau 125, peut être fermé pour -interrompre l'ali mentation des tuyères 67 pendant la période de lavage ou de nettoyage humide.
La sortie du filtre est reliée par un conduit <B>131</B> à l'intérieur de l'enveloppe de la machine pour débiter le liquide de lavage. Ce conduit comporte également un robinet obturateur ou de réglage 132.
La fig. 8 montre une machine à laver et à essorer horizontale, cette machine comprenant deux paliers d'extrémité 150 et deux arbres 152 portant des poulies. Les paliers 150 sont analogues à celui de la machine représentée dans les fig. 1 à 7, à cette exception près qu'ils ne comportent pas le roulement 36 fai sant passer l'axe de rotation du tambour par un point fixe.
Pour les machines à laver à deux paliers, mais de petites dimensions, un arbre entraîneur avec poulie à une seule extrémité de la ma chine suffit. Pour des tambours très longs, l'entraînement est plus satisfaisant et la com pensation de l'équilibre est meilleure quand on fait intervenir des entraînements et des équi librages aux deux extrémités.
Comme la cons titution des paliers et celle des collecteurs et chambres destinés à recevoir le liquide, etc., peut être la même que celle adoptée dans la machine montée en porte à faux et présentant une paroi latérale munie d'une porte de rem plissage, comme celle montrée dans les fig. 1 à 7 et décrite plus haut, il est inutile de dé crire en détail les organes qui sont communs aux deux machines.
Il est important, toutefois, dans le cas de tambours longs avec deux pa liers, que les bras de commande qui servent à diriger le liquide, fonctionnent indépendam ment aux deux extrémités, afin que chacune de ces extrémités puisse recevoir du liquide d'équilibrage quand un déséquilibrage se pro duit aux extrémités respectives.
Dans la fig. 8, de longues chambres 153 s'étendent jusqu'aux extrémités du tambour 154, et sont reliées, à leurs deux extrémités, à des collecteurs en forme de secteurs (non re présentés) qui reçoivent des jets de liquide équilibreur, chacun de ces collecteurs pouvant être analogue aux collecteurs 55 de la fig. 1. Une cloison 155 subdivise chaque chambre 153 en deux compartiments d'équilibrage 157. Pendant le fonctionnement, on maintient ainsi un équilibre dynamique aux deux extrémités du cylindre. Chaque compartiment 157 com porte une soupape de décharge 190.
Ces sou papes sont analogues à celle décrite plus haut, mais elles sont placées à proximité des deux extrémités des chambres 153. La présence d'une soupape de décharge dans chaque com partiment d'équilibrage est importante. Elle permet la vidange des compartiments à des vitesses inférieures à 250 t/m, par exemple, mais à des vitesses plus élevées, les plongeurs des soupapes sont refoulés vers l'extérieur con tre l'action de leurs ressorts, de sorte que seule la gorge, formant la fuite, reste ouverte.
Jusqu'ici, on a donné aux plongeurs des soupapes de décharge un poids d'environ 285 g. La tension du ressort est telle qu'il faille un effort d'environ 11,7 kg pour fermer la soupape. A 250 t/m et pour un cylindre ayant un diamètre égal à 120 cm, cette force est égale à 12 kg.
Les fig. 9, 10 et 11 montrent non seule ment une variante de détail de la machine des fig. 1 et 2, dans laquelle l'effet des organes déflecteurs du liquide, tels que décrits plus haut, est inversé en ce qui concerne leur action sur les jets du liquide équilibreur, mais égale ment les positions caractéristiques occupées par ces organes en cas d'équilibre et de dés équilibre.
Dans la fig. 9, on voit que lorsque le tam bour 10 est en équilibre, l'axe du tambour et celui du palier excentré sont dans un plan ver tical et les ailettes des bras déflecteurs 176 et 177 sont directement dans l'alignement dés jets du liquide projeté de sorte que ce liquide tombe sur le fond de l'enveloppe d'où il peut être évacué vers le réservoir d'alimentation. La fig. 10 montre le fonctionnement dans le cas où le déséquilibre provoque l'inclinaison de l'axe de rotation et amène les organes dé flecteurs à une position, qui permet au liquide de pénétrer dans les chambres d'équilibrage qui sont placées du côté le plus léger du tam bour déséquilibré.
Quand le tambour tourne, sa partie la plus lourde passe de l'autre côté de l'axe vertical et les organes déviateurs se déplacent angulairement vers une position qui permet à la tuyère opposée de débiter dans les mêmes chambres après que celles-ci ont passé de l'autre côté de l'axe, comme montré à la fig. 11.
Machine provided with a hollow rotating drum whose axis is disposed horizontally and comprising a device for the automatic balancing of the drum when the contents of the latter are distributed so as to impart an unbalance to it The invention relates to a machine provided with a hollow rotating drum, the axis of which is disposed horizontally, and comprising a device for the automatic balancing of the drum when the contents of the latter are distributed so as to impart an unbalance to it.
This machine could be, for example, a washing and wringing machine.
In Swiss Patent No. 318781, a machine of this kind has been described provided with a positive device for correcting the imbalance due to a poorly distributed drum load or to any other cause, by means of valves which are mounted on the rotating drum and which control the admission of liquid into balancing chambers. In this machine, the drum is supported so that its axis of rotation can oscillate pendulum with respect to a fixed axis.
The balancing liquid is contained in an annular reservoir mounted concentrically on an end wall of the drum, each balancing chamber being connected, by a control valve and by a conduit, with the interior of the reservoir at the periphery of this one. When this valve opens, the liquid is forced, by the effect of centrifugal force, to enter one or more of the balancing chambers which, while operation takes place in an unbalanced state, are located on the side. opposite to that where the unbalanced drum released is the heaviest.
The valves are opened, selectively, by tappets which rotate with the drum and which can move radially to come into contact with the valve stems, the internal ends of these tappets bearing on a member which is mounted centrally on the valve. frame which supports the trunnions of the drum. The liquid is then admitted, in a continuous manner, into chambers which are located on the lighter side of the drum until equilibrium is reached.
The machine according to the invention is characterized in that the drum is supported by eccentric means arranged so that, under the influence of an unbalance due to the effect of an irregular distribution of the weight of the contents of the drum , its axis of rotation can perform a pendulum movement with respect to a fixed horizontal axis, the machine further comprising a source of balancing liquid, several balancing chambers distributed uniformly along the periphery of the tara- bour, an envelope in which said drum is supported, means housed in said envelope and connected to said source in order to be able to supply,
during the rotation of said drum, balancing liquid to said chambers, and deflector means making it possible to direct the liquid towards these chambers, these means being added to said eccentric means and cooperating with the means housed in the casing to selectively supply , during a pendular movement of the axis of rotation of the drum, of the balancing liquid in at least one chamber arranged diametrically opposite the part of the drum which has become heavier as a result of distribution irregular weights.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments and one variant of the machine which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a view in axial vertical section of a first embodiment, consisting of a washing and wringing machine.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along 2-2 of FIG. 1 of this machine. Figs. 3 and 3A represent, on a larger scale and respectively in axial section along 3-3 of FIG. 2 and in transverse section along 3A-3A of FIG. 3, the drive shaft and its bearing.
Fig. 4 is an end view from the left or the rear of FIG. 1, the envelope of the horizontal drum of the machine, the bearing housing and the drive shaft being shown in cross section; this fig. 4 also shows, in a schematic manner, the feed and drain devices for the washing liquid and the balancing liquid.
Fig. 5 shows, on a larger scale and in section along 5-5 of FIG. 2, some details of the machine shown in figs. 1 and 2.
Fig. 6 shows, on a larger scale and in section along 6-6 of FIG. 2, other details of this machine.
Fig. 7 shows, on a larger scale and along 7-7 of FIG. 1, still other details of this machine. Fig. 8 is an elevational view, with parts broken away, of the second embodiment, also constituted by a washing and wringing machine.
Figs. 9, 10 and 11 schematically show a variant of the balancing liquid dispensing device of the machine of FIGS. 1 and 2.
The machine shown in fig. 1 and 2 has a washing and spinning drum 10 supported, at its rear end, by a horizontal shaft 12 so as to be able to turn in a casing 14 mounted on feet 13 and which comprises a rear wall 15 and a wall front 16. In the front wall 16 is formed a central opening 18 which, during operation of the machine, is closed, in a sealed manner, by a door 20 which can be maneuvered or locked with the aid of a handle 21. The drum 10 com carries a perforated cylindrical wall 22 and a front wall 23. In the latter is formed a filling opening 24 which is placed opposite the opening 18 of the door of the envelope.
The shaft 12 can be driven in any suitable way, for example using an electric motor 112 and a belt, which turn a pulley 26, wedged on the shaft 12. FIG. 3 shows that the shaft 12 is suitably attached to a double-walled rear head 25 of the drum by means of a key or other fasteners, and is thus held in the central bore 27 of a hub 28 integral with the head 25.
The shaft 12 is mounted so that the drum can rotate about an axis A passing through a fixed point and being able to oscillate about a fixed axis passing through said fixed point. A cylindrical box 30, having a peripheral flange 31, and fixed rigidly, by bolts 32, on the outer end of a ring 34 which protrudes towards the right of FIG. 3, on the wall 15 of the casing 14. The box 30 extends to the right and to the left of the flange 31.
The right part of the box has a cavity 35 in which is concentrically housed a ball bearing 36, with self-alignment, which is placed outside the casing and which carries the outer end of the casing. the drive shaft 12, this bearing 36 being disposed inside the pulley 26 of the driving belt.
The left part 39 of the support box 30 is housed in the ring 34. This end of the box 30 has an outer face 33 concentric with a fixed horizontal axis passing through the center of the bearing 36 and resting in the ring 34 and an eccentric inner face 38. whose axis C, parallel to the first axis A, is placed approximately 3.2 mm above the latter.
In the tubular extension 39 of the box 30, is mounted a needle bearing of axis C, the needles 40 of which are mounted in a retaining cage 41. Inside the inner surface 52 of the bearing 40-41, an annular spacer 50 is arranged, a sleeve-shaped part 51 of which follows this surface 52 of the bearing via its outer surface, while its inner surface 53 is eccentric with respect to the latter. A self-aligning ball bearing 54 is mounted without play in contact with this inner surface 53 and serves to support the shaft 12 to allow the latter to rotate about the axis A.
The eccentricity of the spacer 50 is such that the center of the bearing 54 is disposed approximately 3.2 mm from the axis C defined by the bearing 40. When the drum 10 is not rotating or when it is rotates in conditions of perfect equilibrium so that the forces acting on the shaft 12 are directed exclusively downwards, the axis A will merge with the horizontal axis of the face 33 and will be placed immediately below axis C. Conversely, if the drum rotates unbalanced, forces other than downward forces act on shaft 12 and the center of bearing 40-41 will oscillate like a pendulum 3.2 mm long around the C axis.
This oscillation will move the axis A slightly away from the vertical plane passing through the axis C and will cause the deflector members 75 described below and mounted on the spacer 50 to oscillate.
The rotational bearing 54 and the bone bearing 40 are prevented from moving axially in the box 30 by a retaining ring 37, which is fixed to the tubular extension 39 of the box 30 by screws 37 '. , and due to the general shape given to the eccentric spacer 51. It should be noted that suitable means may be provided to retain lubricating materials inside the various bearings and that the retaining washers elastic and customary (not shown) can be used to hold the bearing cages or bearings in their appropriate locations.
It follows from the above that the drum 10 and the spacer 51 can oscillate like a pendulum around the axis C with a limited amplitude, under the effect of forces acting in the lateral direction. and that they little wind, at the same time, turn around the axis A in the bearings 36 and 54 which support the shaft 12.
The drum 10 is provided with five manifolds 55 arranged concentrically in a circle around the axis A of the drum and separated from each other by intervals 56. Each manifold 55 (Figs. 2 and 5) has the shape of a a trough whose inner wall 57 is fixed to the wall 25 of the drum by bolts 58. Its outer wall 59 is fixed to said wall 25 by bolts 60 fixed at points which are closer, in the radial direction, to the cylindrical wall 22 of the drum. To the five collectors 55, in the form of a sector of a circle, correspond five balancing chambers 62 which project, in the radial direction, on the internal face of the wall 22 of the drum, being spaced apart in a manner. equal, from each other.
The chambers 62 have a triangular cross section (Fig. 2), the apex of the triangle being oriented towards the axis of the drum. Wise steps 64 (FIG. 5) connect the interior of the collectors 55 to the interior of the chambers 62 and, for this purpose, these collectors 55 comprise radial extensions 66 open on the side of the chambers 62, these extensions covering the chambers. ends of these chambers (fig. 2). In some cases, it is preferred to use a number of collectors 55 smaller than five.
Figs. 2 and 4 show a pair of nozzles 67, mounted on the end wall 15 of the casing and which are arranged along a horizontal axis which intersects the axis of this casing, these nozzles being mounted at equal distances from said axis. Each nozzle is mounted on a support 68 (FIG. 5) which covers an opening 69 made at an appropriate location on said wall 15. Each nozzle is oriented such that the liquid which it delivers forms a jet which is substantially parallel to the wall 15 and which is directed towards the cylindrical peripheral wall of the casing.
Under normal conditions, the jets are directed, as shown by arrows in solid lines in fig. 5, towards the inlets 70 of two conduits 71, supported by the wall 15, these conduits leading to a well or to a drain box 72 (fig. 4) from which the liquid can return freely to a supply tank 74 by a conduit 73. A rim 70 '(Fig. 5) is formed on each conduit 71 to prevent liquid from spilling around the inlet 70 of the conduit and to prevent unwanted entry of liquid into the manifolds 55. .
So that the liquid can be directed to one or more collectors 55, in the event of an imbalance of the drum, deflector members 75 (fig. 3) which oscillate with the drum, when the axis A of the latter is angularly and laterally placed around the axis of oscillation C, intervene periodically to direct the jets, which are continuously formed, towards the manifolds connected to the particular balancing chambers 62 which are, at this time , opposed to the heavier part of the unbalanced drum.
The deflector members 75 comprise two control arms 76 and 77 oriented approximately in opposite directions (FIG. 2), these arms extending radially from a central flange 78 fixed by bolts 79 on the internal annular face of the eccentric spacer 50 (fig. 2 and 3). The outer or free ends of the arms 76 and 77 carry fins 80 and 81 (Fig. 2) to deflect the jets. These fins, as shown in fig. 5 and 6, make an angle of about 450 with the ends of the respective control arms which support them.
As shown in cross section in FIG. 5, one of these fins intercepts the liquid jet delivered by the nozzle 67 and directs this jet towards one of the manifolds 55. In FIG. 2, the arms, shown in solid lines, occupy their normal inactive position, which allows the jets to enter the inlets 70 of the drain ducts 71, these ducts being shown in dotted lines in FIG. 4.
To facilitate the return of the axis of rotation of the drum to its normal position, two horizontal rate and antagonist tension springs 83 are brought into play, which extend in opposite directions from a pin 84 (fig. 7). mounted near the outer end 86 of a central and vertical arm 87, mounted on the flange 78 carrying the deflector fins, in a middle position between the arms 76 and 77. The arms 76, 77 and 87 have a great length compared to the length of the oscillation radius of the drum.
As a result, a small angular displacement of the spacer 50, which oscillates with the drum, causes a strongly amplified movement of the fins 80, 81 and of the lug 84 to which the springs 83 are hooked. Thus, the opposing springs 83 strongly influence the period of oscillation of the spacer 50 and of the drum 10.
A suitable tension of these springs is that for which the period of natural oscillation of the pendulum suspension is kept at a value immediately greater than the desired angular speed of the drum, corresponding to the spin speed. It should be noted, in particular, that the comparatively great length of the arm carrying the deflecting fins, allows to obtain a rapid and efficient deflection of the jets towards the balancing chambers following a very small eccentric movement of the drum. in the lateral direction with respect to its normal axis of rotation.
In the example shown and described, the eccentricity of the eccentric bearing relative to the useful spacing between the fins and the axis is approximately in the ratio of 3.2 mm to 308 mm, so that the amplification of the lateral movement is done with a multiplication of about 100, which, as will be understood, makes it possible to obtain a very rapid compensation of the imbalance in the drum.
It follows from the foregoing that during operation, the imbalance of the drum produced by too heavy a weight which is placed on one side thereof, causes a lateral tilting of the pendulum of which the drum is a part.
This produces the movement of the deflector members 75 in such a way that the liquid discharged from the nozzles 67 is forced to enter one or more of the chambers 62, which at the same time form ribs serving to stir the contents of the drum during washing. , which are diametrically opposed to the heaviest part of the drum. As the passages 64, which connect the collectors 55 to the chambers 62, do not have any blowpipes, the flow of the jets in these chambers is produced, in part, by the actual speed of the jet when it enters the manifold and, in part. part, by centrifugal force.
The usual operating speed of these drums, for spinning, is about 600 rpm. However, at around 250 rpm, so long before the spin speed is reached, the continuous flow jets are directed towards the collectors 55 and the liquid begins to enter the chambers 62 being distributed over all the length of the room (s). As a result, in a few seconds, a sufficient quantity of the compensating liquid will have been introduced into the chambers which are placed on the less heavy side, so that the drum has a satisfactory balance for operation and that it is not not subjected to excessive vibrations.
To avoid any tendency to overcompensate under certain conditions, liquid relief valves are fitted at appropriate points on the cylinder wall 22 of the cylinder, these valves being oriented radially towards the center of the cylinder in the various balancing chambers 62. A relief valve of this kind is shown at 90 in FIG. 1, in 190 in FIG. 8, and in detail in FIG. 5. It comprises a support 91, with a flange, which is fixed in an opening 92, made in the wall 22 of the drum 10, by screws 93.
A cylindrical box 94 forming a valve guide is housed in this support. The wall of this box has slots 95 formed in the vicinity of the wall 22 of the drum. A screen 89, preventing the passage of dirt, fabric fragments and other foreign matter, surrounds the body of each box. The valve comprises a plunger 96, with a head 97, which can slide axially in the box 94.
Normally, the plunger 96 is held in its open position, shown in FIG. 5, by a helical spring 98 which surrounds the plunger and which is supported, by one end, on the valve head 97 and, by its opposite end, on a shoulder 99 fitted inside the box 94. The plunger 96 is moved, outwardly, in box 94 by centrifugal force to progressively close openings 95 and the outlet port 100 into which the conical end 101 of plunger 96 enters. The spring 98 s' op posed when closing valve 90.
The force which pushes the plunger 96 outward to interrupt the discharge of liquid from the chamber is produced by the centrifugal force due to the weight of the plunger 96 and against this force the coil spring opposes. The plunger is retained in the can 94 by a split ring 103. The conical end of the plunger has a shallow groove 104 which creates some leakage of liquid out of the valve box, even after the valve is fully closed. by the effect of a maximum cen trifugal force.
It should be noted that at reduced speeds, the chambers continuously let liquid escape from these valves while the drum is rotating. Some liquid leakage takes place, during the spinning, to a lesser degree through the shallow throat 104 of the plunger, but the flow of the jets takes place with a sufficient excess in the collectors 55 so that, despite these permanent leaks, the appropriate balancing chamber (s) are filled while those placed on the heavier side are emptied.
The existence of these relief valves facilitates the control of the rate at which the balancing is achieved, it prevents overcompensation, and it makes the presence of the passages 64 for the discharge of liquid from the chambers virtually unnecessary.
In fig. 7, 105 denotes a spring box which is mounted above an opening made in the casing 14 of the wringer, near the side wall 15 thereof. In this box are mounted rods 106 to which are hooked the outer ends of the springs 83. The box has a cover 107 which supports a limit switch 108 controlled by a plunger 109. Electric wires 110 and 111, which are connected together when switch 108 is closed, are connected in series in the circuit of electric motor 112 which drives the drum.
The plunger 109 of the switch is in alignment with a control rod 114 which freely passes through the cover 107 of the box and which is in radial alignment with the arm 87 when the latter occupies its normal vertical position. The upper end of the arm 87 has the profile of a cam having a recessed part 116 and two control ramps 117 which are located on either side of this hollow part 116. The rod 114 of the plunger slides in a box 118 mounted on the cover 107; in the box 118 is housed a collar <B> 119 </B> which surrounds the rod 114 and which is fixed on the latter, so as to be able to fit into the box.
A helical spring 120 is supported on this collar and is held, in the compressed state, by a threaded plug 121 which is screwed into the box 118 and which serves as a support for the upper end of the spring. Normally, the lower end of the rod 114 is out of contact with the middle and recessed portion 116 of the cam. On the other hand, when the drum 10 is subjected to too intense a vibration which causes too great a lateral movement of this drum, one or the other of the ramps <B> 117 </B> comes into contact with the rod 114 and moves the latter and the plunger 119 in the direction in which the opening of the switch 108 is caused and, consequently, the stopping of the motor 112. The wringer therefore ceases to operate until the weight of the contents of the drum have been distributed in an appropriate manner.
Fig. 4 shows, schematically and on a smaller scale, various other parts of the machine used for washing and dewatering.
Pipes 125 connect the two nozzles 67 to the delivery duct 126 of a centrifugal pump 127 which is mounted above the tank 74 containing the washing liquid and in which it takes the washing liquid, for example perchlorethylene, by a suction pipe 135. This reservoir continuously receives, through the tube 73, the liquid which flows out of the machine during the operation of the wringer. A suitable tap 73 ', interposed in the conduit 73, can be used to maintain the liquid in the envelope at a determined level during the washing operation.
The conduit 126 is also connected to the inlet 127 of a pressure filter 128 of a suitable type, a valve 129 occupying a position such as to allow the flow of liquid to the filter from the pump to be interrupted. , while spinning the contents of the drum. A tap 130, mounted on the pipe 125, can be closed to interrupt the supply to the nozzles 67 during the washing or wet cleaning period.
The outlet of the filter is connected by a pipe <B> 131 </B> inside the casing of the machine to deliver the washing liquid. This duct also includes a shut-off or adjustment valve 132.
Fig. 8 shows a horizontal washing and wringing machine, this machine comprising two end bearings 150 and two shafts 152 carrying pulleys. The bearings 150 are similar to that of the machine shown in FIGS. 1 to 7, with the exception that they do not include the bearing 36 passing the axis of rotation of the drum through a fixed point.
For washing machines with two bearings, but small dimensions, a drive shaft with pulley at one end of the machine is sufficient. For very long drums the training is more satisfactory and the balance compensation is better when training and balances are involved at both ends.
As the construction of the bearings and that of the collectors and chambers intended to receive the liquid, etc., can be the same as that adopted in the machine mounted in cantilever and having a side wall provided with a filling door, like that shown in fig. 1 to 7 and described above, it is unnecessary to describe in detail the components which are common to the two machines.
It is important, however, in the case of long drums with two bearings, that the control arms which serve to direct the liquid, operate independently at both ends, so that each of these ends can receive balancing liquid when an imbalance occurs at the respective ends.
In fig. 8, long chambers 153 extend to the ends of the drum 154, and are connected at their two ends to collectors in the form of sectors (not shown) which receive jets of balancing liquid, each of these collectors which may be similar to the collectors 55 of FIG. 1. A partition 155 subdivides each chamber 153 into two balancing compartments 157. During operation, a dynamic equilibrium is thus maintained at both ends of the cylinder. Each compartment 157 com carries a relief valve 190.
These valves are similar to that described above, but they are placed near the two ends of the chambers 153. The presence of a relief valve in each balancing compartment is important. It allows the compartments to be emptied at speeds below 250 rpm, for example, but at higher speeds, the valve plungers are forced outwards against the action of their springs, so that only the throat, forming the leak, remains open.
Heretofore, relief valve plungers have been given a weight of about 285g. The spring tension is such that it takes a force of about 11.7 kg to close the valve. At 250 t / m and for a cylinder having a diameter equal to 120 cm, this force is equal to 12 kg.
Figs. 9, 10 and 11 show not only a variant of detail of the machine of FIGS. 1 and 2, in which the effect of the liquid deflector members, as described above, is reversed as regards their action on the jets of the balancing liquid, but also the characteristic positions occupied by these members in the event of balance and dice balance.
In fig. 9, it can be seen that when the drum 10 is in equilibrium, the axis of the drum and that of the eccentric bearing are in a vertical plane and the fins of the deflector arms 176 and 177 are directly in alignment with the jets of the projected liquid so that this liquid falls on the bottom of the casing from where it can be discharged to the supply tank. Fig. 10 shows the operation in the event that the imbalance causes the tilting of the axis of rotation and brings the deflector members to a position, which allows the liquid to enter the balancing chambers which are placed on the lighter side. unbalanced drum.
As the drum rotates, its heaviest part passes to the other side of the vertical axis and the deflector members move angularly to a position which allows the opposing nozzle to discharge into the same chambers after these have passed. on the other side of the axis, as shown in fig. 11.