FR2511401A1

FR2511401A1 - Mountings for washing machine drum casings - comprising combination of telescoping dampers and conic plastic friction bearings

Info

Publication number: FR2511401A1
Application number: FR8115616A
Authority: FR
Inventors: Philippe De Hedouville
Original assignee: AMIENS CONST ELECT MEC
Current assignee: AMIENS CONST ELECT MEC
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1983-02-18
Also published as: FR2511401B1

Abstract

Internal casing carrying a washing machine drum rotating about a horizontal axis is itself supported on telescopic dampers suspended from the outer casing on mountings which allow but resist angular movement. The composite suspension copes with the complex vibration patterns typical of horizontal drum machines, e.g. a combination of 5Hz vertical oscillations and 2Hz horizontal oscillations. Esp. applicable to machines with light wt. internal casings of e.g. fibre-filled polypropylene, with a gross dry wt. of about 15 kg, in a thin wall (below 1 mm) steel outercasing. The telescopic dampers are conventional friction-braked compressive spring units. The rotary mountings comprise a truncated conic stub and socket bearing where either component pref. is of polyacetal and the other polyamide.

Description

MACHINE A LAVER ET A ESSORER LE LINGE A CUVE SUSPENDUE
L'invention concerne une machine à laver et à essorer le linge comportant une carrosserie extérieure dans laquelle est montée de façon élastique et amortie une cuve sensiblement cylindrique d'axe horizontal, destinée à recevoir l'eau de lavage ou de rinçage, à l'intérieur de laquelle peut tourner un tambour à linge d'axe horizontal, la cuve étant pendue par sa partie supérieure au voisinage du sommet de la carrosserie. Une telle machine est, par exemple, décrite dans le brevet français n0 1 143 828. La cuve y est d'une part pendue à des ressorts, d'autre part liée au bas de la carrosserie ou au socle par des amortisseurs à friction mécanique.Il s'agit d'atténuer au mieux les effets des oscillations et vibrations engendrées par le linge formant balourd dans le tambour, lors de l'essorage.WASHING AND SPINNER MACHINE FOR SUSPENDED TOWEL
The invention relates to a washing machine and spin dryer comprising an external body in which is mounted in an elastic and damped manner a substantially cylindrical tank of horizontal axis, intended to receive the washing or rinsing water, at the inside of which a washing drum with a horizontal axis can rotate, the tank being hung by its upper part in the vicinity of the top of the body. Such a machine is, for example, described in French Patent No. 1,143,828. The tank is hung on the one hand on springs, on the other hand linked to the bottom of the body or to the base by mechanical friction dampers. .It is a question of attenuating at best the effects of the oscillations and vibrations generated by the unbalanced linen in the drum, during the spinning.

Avec une telle construction, la cuve est naturellement en équilibre stable et ses liaisons avec la carrosserie, par exemple des rotules ou des crochets, peuvent être exemptes de moment de rappel stabilisateur. Ce n'est pas le cas des machines à cuve posée sur des jambes à ressort, donc en équilibre instable : il est alors impératif que les liaisons avec le socle participent à son centrage et la rappellent élastiquement vers sa position nominale. Une telle liaison, relativement rigide contribue malheureusement à la transmission des vibrations de la cuve vers la carrosserie. With such a construction, the tank is naturally in stable equilibrium and its connections with the body, for example ball joints or hooks, can be free of stabilizing return moment. This is not the case with vat machines placed on spring legs, therefore in unstable equilibrium: it is then imperative that the connections with the base participate in its centering and recall it elastically towards its nominal position. Such a relatively rigid connection unfortunately contributes to the transmission of vibrations from the tank to the body.

Toutefois, dans une machine à cuve pendue, l'absence de moment de rappel, lorsque le balourd est très important, peut amener la cuve à se balancer et à osciller jusqu'à heurter la carrosserie
Si celle-ci est exiguë, ce qui est le cas des machines modernes à encombrement réduit. C'est en particulier pour cette raison que la cuve est retenue à sa partie inférieure, par exemple par les amortisseurs du brevet français 1 143 828 déjà cité. Le brevet français n0 1 451 820 décrit ainsi une cuve de machine à laver pendue à des ressorts à débattement freiné, mais également liée au socle par des amortisseurs hydrauliques.However, in a hanging tank machine, the absence of a recall moment, when the unbalance is very large, can cause the tank to swing and oscillate until it strikes the body
If this is cramped, which is the case of modern machines with reduced overall dimensions. It is in particular for this reason that the tank is retained at its lower part, for example by the dampers of French patent 1,143,828 already cited. French Patent No. 1,451,820 thus describes a washing machine tub hung from springs with braked travel, but also linked to the base by hydraulic shock absorbers.

L'invention, qui permet de limiter les balancements et oscillations d'une cuve pendue dans la carrosserie autorise néanmoins la suppression de tout lien entre le bas de la cuve et la partie inférieure de la carrosserie ou le socle. Dans une machine du type décrit dans le préambule, l'invention se caractérise par le fait que la cuve est accrochée à des bras de suspension élastiques à débattement longitudinal freiné, articulés sans moment de rappel sur la cuve et la carrosserie au moyen de rotules enserrées dans des logements fermés, la rotation d'au moins une rotule par bras étant freinée par friction mécanique. The invention, which makes it possible to limit the swings and oscillations of a tank hung in the bodywork nevertheless authorizes the removal of any link between the bottom of the tank and the lower part of the bodywork or the base. In a machine of the type described in the preamble, the invention is characterized by the fact that the tank is hooked to elastic suspension arms with braked longitudinal travel, articulated without a moment of return to the tank and the body by means of enclosed ball joints in closed housings, the rotation of at least one ball joint per arm being braked by mechanical friction.

Le brevet britannique n0 1 096 905 décrit une machine à laver et à essorer le linge dont la cuve est suspendue à des bras à ressort amortis longitudinalement et liés à la cuve et à la carrosserie par des rondelles semi-sphériques frottant sur des pièces de Nylon. Toutefois, cette machine a l'axe de rotation de son tambour d'essorage vertical. Avec un tel tambour, les irrégularités de répartition du linge à la périphérie du tambour créent un balourd, dit "statique", engendrant des mouvements de cuve essentiellement horizontaux. La friction sur les rondelles semi-sphériques doit donc absorber l'essentiel de l'énergie communiquée par le balourd, alors que les amortisseurs linéaires disposés sur les bras de suspension du brevet britannique sont moins sollicités.Cette différence de charge est accentuée par le fait que les bras de suspension sont longs et sont articulés en bas de la cuve, au niveau du centre de gravité du bloc laveur. Une telle répartition n'est pas logique parce qu'une grande absorption, c'est-à-dire une grande surface de frottement peut être aisément obtenue dans un amortisseur linéaire mais pas sur une rondelle sphérique. A cet égard, la difficulté rencontrée dans la réalisation selon le brevet britannique apparait du fait que les bras de suspension y ont leurs débattements angulaires limités d'une part par un manchon élastique à leur spmmet,#d'autre part par l'orifice de la rondelle sphérique inférieure.Ces bras ne sont donc pas libres d'osciller et ledit manchon élastique est susceptible de transmettre des vibrations à la carrosserie, Enfin, les rondelles spériques selon le brevet britannique sont en contact avec leur pièce de Nylon respective du fait de la pression exercée par le poids de la machine. S'il apparaît une composante verticale ascendante dans le mouvement de la cuve, la friction des rondelles est diminuée. British patent n ° 1 096 905 describes a washing and spinning machine for laundry, the tub of which is suspended from spring arms, which are damped longitudinally and linked to the tub and to the body by semi-spherical washers rubbing on pieces of nylon. . However, this machine has the axis of rotation of its vertical spinning drum. With such a drum, the irregularities in the distribution of the laundry on the periphery of the drum create an unbalance, called "static", generating essentially horizontal tank movements. The friction on the semi-spherical washers must therefore absorb most of the energy communicated by the unbalance, while the linear dampers arranged on the suspension arms of the British patent are less stressed. This difference in load is accentuated by the fact that the suspension arms are long and are articulated at the bottom of the tank, at the center of gravity of the washer block. Such a distribution is not logical because a large absorption, that is to say a large friction surface can be easily obtained in a linear damper but not on a spherical washer. In this regard, the difficulty encountered in the production according to the British patent appears from the fact that the suspension arms have their angular deflections limited on the one hand by an elastic sleeve to their spmmet, # on the other hand by the orifice of the lower spherical washer. These arms are therefore not free to oscillate and said elastic sleeve is capable of transmitting vibrations to the bodywork. Finally, the spherical washers according to the British patent are in contact with their respective nylon part due to the pressure exerted by the weight of the machine. If an ascending vertical component appears in the movement of the tank, the friction of the washers is reduced.

Dans une machine à tambour à axe horizontal, la fréquence de résonance en oscillations verticales est de l'ordre de 5 Hz alors qu'elle n'est que de 2 Hz environ en oscillations horizontales. Ceci implique que l'amortissement doit absorber verticalement une énergie sensiblement six fois supérieure à celle dissipée à la fréquence critique horizontale. Dans une machine conforme à l'invention, ce sont les amortisseurs linéaires, dans les bras de suspension, qui absorbent cette part la plus importante de l'énergie cinétique, les rotules d'articulation des bras étant essentiellement sollicitées par les oscillations horizontales du tambour. Ces rotules, enserrées dans des logements fermés, subissent une friction qui ne peut être annulée lors des mouvements de la cuve. In a drum machine with a horizontal axis, the resonance frequency in vertical oscillations is of the order of 5 Hz while it is only about 2 Hz in horizontal oscillations. This implies that the damping must absorb vertically an energy appreciably six times higher than that dissipated at the horizontal critical frequency. In a machine according to the invention, it is the linear dampers, in the suspension arms, which absorb this most important part of the kinetic energy, the articulation ball joints of the arms being essentially stressed by the horizontal oscillations of the drum . These ball joints, enclosed in closed housings, undergo friction which cannot be canceled during movements of the tank.

La description qui suit et les figures illustrent un exemple de réalisation d'une machine à laver conforme à l'invention. The following description and the figures illustrate an embodiment of a washing machine according to the invention.

La figure 1 représente partiellement coupée une machine à laver conforme à l'invention. Figure 1 shows a partially cut washing machine according to the invention.

La figure 2 représente une articulation à rotule de bras de suspension. Figure 2 shows a ball joint of the suspension arm.

La figure 3 est une coupe selon le plan IEI (figure 2) montrant la rotule d'articulation, son logement et son support. Figure 3 is a section along the IEI plane (Figure 2) showing the articulation ball, its housing and its support.

La figure 1 est une vue partiellement éclatée, partiellement en coupe d'un exemple de machine à laver et à essorer le linge conforme à l'invention, dans laquelle la cuve 1 destinée à recevoir l'eau de lavage ou de rinçage est suspendue de façon élastique et amortie à quatre bras 2 par rapport à une carrosserie extérieure 3. Figure 1 is a partially exploded view, partially in section of an example of a washing machine and spin wringing machine according to the invention, in which the tank 1 for receiving the washing or rinsing water is suspended from elastic and damped with four arms 2 compared to an exterior body 3.

La cuve 1 contient un tambour de lavage 4, réalisé en tôle d'acier inoxydable, perforé et monté par ses arbres 5 dans deux paliers étanches logés dans la paroi de la cuve, les arbres 5 définissant pour le tambour un axe de rotation AA sensiblement horizontal. Dans l'exemple représenté, la cuve est ouverte en son sommet et la virole 6 (ou surface cylindrique) du tambour comporte une porte pour le chargement et le déchargement du linge à laver. Sur la cuve, à l'extérieur et à sa partie inférieure est monté le moteur électrique 7 d'entrainement du tambour dont 11 arbre 8 pénètre directement dans un logement appartenant à la cuve, à travers un joint 9. A l'intérieur de la cuve, l'arbre moteur 8 porte une poulie motrice 10 recevant une courroie 11, dentée dans l'exemple dessiné.Cette courroie 11 est par ailleurs tendue sur la virole 6 du tambour de lavage servant elleTmeme de poulie réceptrice.The tank 1 contains a washing drum 4, made of stainless steel sheet, perforated and mounted by its shafts 5 in two sealed bearings housed in the wall of the tank, the shafts 5 defining for the drum an axis of rotation AA substantially horizontal. In the example shown, the tank is open at its top and the shell 6 (or cylindrical surface) of the drum has a door for loading and unloading the laundry to be washed. On the tank, on the outside and at its lower part is mounted the electric motor 7 for driving the drum, of which 11 shaft 8 penetrates directly into a housing belonging to the tank, through a seal 9. Inside the tank, the drive shaft 8 carries a drive pulley 10 receiving a belt 11, toothed in the example drawn. This belt 11 is moreover tensioned on the ferrule 6 of the washing drum serving itself as a receiving pulley.

En extrémité.d'arbre moteur 8 est montée la turbine 12 d'une pompe 13 dont le corps communique avec la cuve par un espace annulaire traversé par l'arbre 8 entre la poulie et la turbine, le corps de pompe communique avec la tuyauterie d'évacuation de l'eau de la machine à laver. At the end of the motor shaft 8 the turbine 12 of a pump 13 is mounted, the body of which communicates with the tank through an annular space crossed by the shaft 8 between the pulley and the turbine, the pump body communicates with the piping for draining water from the washing machine.

Le bloc laveur de la machine, constitué de la cuve 1, du tambour 4 et du moteur 7 ..., n'est lesté par aucune masse d'inertie ou d'équilibrage, le moteur étant positionné pour que sa masse équilibre sensiblement les dissymétries de la cuve. C'est-h- dire, le centre de gravité G du bloc laveur reste approximativement dans le "plan de symétrie" P vertical perpendiculaire à l'axe du tambour. Par "plan de symétrie", il faut entendre un plan médian sensiblement équidistant des flasques de la cuve 1 et, par conséquent, des flasques du tambour 4, le tambour occupant ici tout l'espace disponible à l'intérieur de la cuve. De ce fait, lors du remplissage en eau de la cuve, et lorsque le tambour est uniformément chargé de linge, le centre de gravité de l'ensemble se déplace verticalement et la cuve ne s'incline pas par rapport à la carrosseriez
La cuve 1, ainsi que le logement recevant l'arbre 8, peuvent être constitués de matière synthétique injectée, par exemple de polypropylène allégé ou chargé de fibres. Cette solution rend très facile l'obtention d'un seul tenant des différents éléments de la cuve, qui peut être constituée d'un corps principal 14 sensiblement cylindrique, fermé par un couvercle 15. Le corps et le couvercle sont reliés par des agrafes élastiques 1G et compriment entre eux un joint d'étanchéité 17.La masse du bloc laveur n'est que de 15 kg environ, alors que le bloc laveur d'une machine plus classique, à cuve métallique et masse d'équilibrage, s'élève à environ 30 kg.The machine's washing unit, consisting of the tank 1, the drum 4 and the motor 7, etc., is not ballasted with any inertia or balancing mass, the motor being positioned so that its mass appreciably balances the asymmetries of the tank. That is to say, the center of gravity G of the washing block remains approximately in the vertical "plane of symmetry" P perpendicular to the axis of the drum. By "plane of symmetry" is meant a median plane substantially equidistant from the flanges of the tank 1 and, consequently, from the flanges of the drum 4, the drum occupying here all the space available inside the tank. Therefore, when filling the tank with water, and when the drum is uniformly loaded with laundry, the center of gravity of the assembly moves vertically and the tank does not tilt relative to the body
The tank 1, as well as the housing receiving the shaft 8, can be made of injected synthetic material, for example lightened polypropylene or loaded with fibers. This solution makes it very easy to obtain in one piece the various elements of the tank, which may consist of a main body 14 substantially cylindrical, closed by a cover 15. The body and the cover are connected by elastic clips. 1G and compress a seal between them 17.The mass of the washer block is only about 15 kg, while the washer block of a more conventional machine, with metal tank and balancing mass, rises about 30 kg.

L'axe géométrique AA commun à la cuve et au tambour, défini par les arbres de tambour 5, a été représenté en traits mixtes. Lorsque la machine est au repos (position montrée sur la figure), l'axe AA coupe le contour de la carrosserie 3 de la machine en deux points virtuels 40. La géométrie de la machine conforme à l'invention est telle que les parois verticales, ou flas- ques, de la cuve cylindrique 1 sont inscrites chacune dans un cAne
C d'axe AA, de sommet l'un des points 40 et d'angle au sommet voisin de 1600. Les flasques de cuve sont euxamêmes coniques, de con cavité tournée vers l'intérieur, de sorte que la longueur maximale de la cuve se mesure entre les logements 41 ménagés au centre des flasques pour recevoir les paliers d'arbres de tambour, et plus précisément entre les faces extérieures 42 de cas logements 41*
Dans l'exemple représenté, cette longueur maximale de cuve est égale à 90 de la largeur de carrosserie entre les points 40, so#t par exemple 36/40 cm. La largeur de carrosserie à laquelle il est fait référence est la largeur intérieure, mais la carrosserie de ce type de machine à cuve suspendue est faite d'une mince tôle d'acier, au plus épaisse de 1 mm, ce qui est petit par rapport à la largeur de cuve (40 cm). Une telle géométrie permet d'accroître le volume de la cuve, donc du tambour 4, à l'intérieur d'une carrosserie de dimensions données.The geometric axis AA common to the tank and the drum, defined by the drum shafts 5, has been shown in phantom. When the machine is at rest (position shown in the figure), the axis AA cuts the outline of the body 3 of the machine at two virtual points 40. The geometry of the machine according to the invention is such that the vertical walls , or flasks, of the cylindrical tank 1 are each inscribed in a cAne
C of axis AA, of apex one of the points 40 and of angle at the apex close to 1600. The tank flanges are themselves conical, with a cavity facing inwards, so that the maximum length of the tank is measured between the housings 41 formed in the center of the flanges to receive the bearings of the drum shafts, and more precisely between the external faces 42 of case housings 41 *
In the example shown, this maximum length of tank is equal to 90 of the body width between the points 40, so # t for example 36/40 cm. The body width referred to is the interior width, but the body of this type of suspended tank machine is made of a thin sheet of steel, at most 1 mm thick, which is small compared to to the width of the tank (40 cm). Such a geometry makes it possible to increase the volume of the tank, therefore of the drum 4, inside a bodywork of given dimensions.

La mise en oeuvre de l'invention permet de contenir les mouvements de la cuve d'une telle machine, afin qu'elle ne heurte pas sa carrosserie pourtant très proche. Elle remédie au fait que les bras de suspension sont presque verticaux, dans l'espace étroit qui sépare la cuve de la carrosserie, alors que les amortisseurs linéaires seraient mieux utilisés si les bras étaient plus inclinés, par exemple s'ils pouvaient être sensiblement radiaux par rapport à l'axe de cuve. The implementation of the invention makes it possible to contain the movements of the tank of such a machine, so that it does not strike its body, however very close. It remedies the fact that the suspension arms are almost vertical, in the narrow space which separates the tank from the body, whereas the linear dampers would be better used if the arms were more inclined, for example if they could be appreciably radial relative to the tank axis.

Les bras de suspension 2 sont par exemple du type connu à ressort de compression et à friction mécanique (voir brevet britannique 1 096 905). Les bras 2 peuvent également être à ressort de traction. Les figures 2 et 3 montrent l'articulation des bras de suspension sur la cuve ou par rapport au bâti ou à la carrosserie de la machine. L'articulation comporte une rotule 20, n'appartenant pas au bras dans l'exemple donné, ayant pour surface extérieure un tronçon de sphère limité aux 2/3 ou 3/4 de son diamètre par deux plans parallèles équidistants du centre. On appellera "axe" de la rotule le diamètre de la sphère perpendiculaire à ces plans ou faces en limitant la surface. La rotule est percée dtun logement 21, par exemple tronconique selon cet axe, dont le fond constitue une cloison parallèle aux faces.La jupe sphérique et# partiellement, la cloison sont fendues selon des plans concourant sur l'axe de la rotule. Cette rotule 20 s'emboîte par son logement 21 sur un tenon 22 appartenant à la structure 23 sur laquelle est articulé le bras 2 : structure solidaire de la cuve ou de la carrosserie. La rotule 20 et le tenon 22 sont maintenus assemblés par exemple par une vis traversant la cloison, éventuellement serrée sur une rondelle élastique et engagée dans un taraudage axial 24 du tenon. The suspension arms 2 are for example of the known type with compression spring and mechanical friction (see British patent 1 096 905). The arms 2 can also be tension spring. Figures 2 and 3 show the articulation of the suspension arms on the tank or with respect to the frame or the body of the machine. The articulation comprises a ball joint 20, not belonging to the arm in the example given, having for external surface a section of sphere limited to 2/3 or 3/4 of its diameter by two parallel planes equidistant from the center. The diameter of the sphere perpendicular to these planes or faces, limiting the surface, will be called the "axis" of the ball joint. The ball joint is pierced with a housing 21, for example frustoconical along this axis, the bottom of which constitutes a partition parallel to the faces. The spherical skirt and # partially, the partition are split along planes concurrent on the axis of the ball joint. This ball joint 20 fits by its housing 21 on a lug 22 belonging to the structure 23 on which the arm 2 is articulated: structure integral with the tank or the bodywork. The ball joint 20 and the tenon 22 are kept assembled for example by a screw passing through the partition, possibly tightened on an elastic washer and engaged in an axial thread 24 of the tenon.

La rotule 20 est enserrée dans un logement fermé 25 situé à l'extrémité du bras 2 et dont la surface intérieure est globalement sphérique, la sphère ainsi dessinée étant elle aussi limitée à environ la moitié de son diamètre par deux plans parallèles équidistants du centre, perpendiculaires à "l'axe" du logement. Le logement 25 est réalisé par injection de matière dans un moule, et en vue de son démoulage, la surface intérieure globalement sphérique est divisée en secteurs. Chaque secteur est composé, parallèlement à l'axe du logement, d'un secteur cylindrique 26 prolongeant un secteur sphérique 27. Les secteurs sont alternés afin de débou cher par leur partie cylindrique (autorisant le démoulage) tantôt sur une face du logement, tantôt sur l'autre. The ball joint 20 is enclosed in a closed housing 25 situated at the end of the arm 2 and the interior surface of which is generally spherical, the sphere thus drawn also being limited to approximately half of its diameter by two parallel planes equidistant from the center, perpendicular to the "axis" of the housing. The housing 25 is produced by injecting material into a mold, and with a view to removing it from the mold, the generally spherical interior surface is divided into sectors. Each sector is composed, parallel to the axis of the housing, of a cylindrical sector 26 extending a spherical sector 27. The sectors are alternated in order to unblock by their cylindrical part (allowing demolding) sometimes on one side of the housing, sometimes on the other.

La rotule 20 et son logement 25 sont par exemple respectivement moulés en résine polyacétal et polyamide ou inver serment, The ball joint 20 and its housing 25 are for example respectively molded in polyacetal resin and polyamide or in reverse oath,

Claims

CLAIM:

Washing and spinning machine comprising an external body in which is mounted in an elastic and damped manner a substantially cylindrical tank of horizontal axis, intended to receive the washing or rinsing water, inside which can rotate a washing drum with a horizontal axis, the tank being hung by its upper part in the vicinity of the top of the body, characterized in that the tank is attached to elastic suspension arms with braked longitudinal movement, articulated without a moment of return on the tank and the body by means of ball joints enclosed in closed housings, the rotation of at least one ball joint per arm being braked by mechanical friction