FR2789175A1 - Balancing jig for washing machine drums during centrifuging - Google Patents
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Abstract
Description
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DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif permettant d'équilibrer automatiquement et en cours de rotation un élément tournant de machine soumis à un balourd tel qu'un rotor, un tambour ou une roue par The present invention relates to a device for automatically balancing and during rotation a rotating machine element subjected to an unbalance such as a rotor, a drum or a wheel by
exemple.example.
Pour résoudre ce problème, la technique actuelle consiste généralement a procéder à l'équilibrage des éléments tournants de machines à l'arrêt de ces dits éléments tournants par adjonction d'une masselotte diamétralement opposée au balourd ou par extraction de matière du côté du balourd, jusqu'à l'obtention de l'équilibre To solve this problem, the current technique generally consists in balancing the rotating elements of machines when these said rotating elements are stopped by adding a counterweight diametrically opposite to the unbalance or by extracting material from the unbalance side, until balance is achieved
recherché.research.
Une autre technique consiste, dans certains cas d'application, à contrôler la vitesse de rotation de l'élément tournant pour limiter la gène du balourd comme dans le cas de certains lave-linge par exemple, Another technique consists, in certain application cases, in controlling the speed of rotation of the rotating element in order to limit the unbalance gene as in the case of certain washing machines for example,
mais sans supprimer le balourd.but without removing the imbalance.
Si la première technique d'équilibrage est satisfaisante lorsque le balourd est invariable par sa masse et par sa direction sur l'élément tournant de machine, son application est difficilement envisageable dans le cas d'un système o le balourd est variable soit en cours de rotation par sa masse et/ou par sa direction sur l'élément tournant de If the first balancing technique is satisfactory when the unbalance is invariable by its mass and by its direction on the rotating element of the machine, its application is difficult to envisage in the case of a system where the unbalance is variable or being rotation by its mass and / or by its direction on the rotating element of
machine, soit après chaque mise en route de la machine. machine, or after each start-up of the machine.
La présente invention a pour objet la suppression du balourd, même lorsque ce balourd est variable par sa masse et/ou par son orientation sur le dit élément tournant de machine en cours de rotation ou après The object of the present invention is to remove the unbalance, even when this unbalance is variable by its mass and / or by its orientation on the said rotary element of the machine during rotation or after
chaque mise en route de la machine.each time the machine is started.
D'une façon plus précise, le dispositif comprend des réservoirs implantés sur l'élément tournant a équilibrer, recevant un fluide tel que de l'eau par exemple par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique dont la masse de ce fluide injecté dans le ou les réservoirs opposés au balourd, fait office de contrepoids d'équilibrage. Ce dispositif comporte en effet d'une part, selon une première caractéristique, une suspension élastique répartie autour des extrémités d'une cage de support de l'élément tournant au niveau des paliers de telle sorte qu'en cours de rotation, l'axe du dit élément tournant soumis au balourd, décrit un cercle dont le centre passe par l'axe du dit élément tournant lorsqu'il est en équilibre en cours de rotation, des butées de positionnement axial de la cage par rapport au support de machine et solidaires de ce dit support de machine, au moins trois réservoirs implantés à égale position angulaire l'un de l'autre sur le dit élément tournant, éloignés de l'axe de rotation et munis chacun d'au moins un bec de remplissage/vidange situé à une de leurs extrémités et issu de leur partie la plus basse lorsque ces réservoirs sont en position haute, d'au moins un reniflard issu de la partie la plus haute de ces réservoirs lorsqu'ils sont en position haute, et les dits becs de remplissage/vidange êt reniflards sont courbés vers le centre de rotation de l'élément tournant, un corps de support solidaire de l'arbre du dit élément tournant par une, un joint tournant d'amenée du fluide d'équilibrage solidaire du dit corps de support par sa face avant et dans son axe de rotation, une tuyauterie d'amenée du fluide d'équilibrage connectée au joint tournant et une canalisation de refoulement pour chaque vanne ou électrovanne, traversant l'arbre de l'élément tournant au niveau du palier pour More specifically, the device comprises tanks located on the rotating element to be balanced, receiving a fluid such as water, for example via a hydraulic circuit, the mass of this fluid injected into the or the tanks opposite the unbalance, acts as a balancing counterweight. This device indeed comprises on the one hand, according to a first characteristic, an elastic suspension distributed around the ends of a support cage of the rotating element at the bearings so that during rotation, the axis of said rotating element subjected to unbalance, describes a circle whose center passes through the axis of said rotating element when it is in equilibrium during rotation, stops for axial positioning of the cage relative to the machine support and integral of said machine support, at least three tanks located at equal angular position with respect to each other on said rotary element, distant from the axis of rotation and each provided with at least one filling / emptying spout located at one of their ends and coming from their lowest part when these tanks are in the high position, at least one breather coming from the highest part of these tanks when they are in the high position, and the said spouts s filling / emptying and breather pipes are curved towards the center of rotation of the rotating element, a support body secured to the shaft of the said rotating element by a, a rotating joint for supplying the balancing fluid secured to the said support body by its front face and in its axis of rotation, a balancing fluid supply pipe connected to the rotary joint and a discharge line for each valve or solenoid valve, passing through the shaft of the rotating element of the landing for
alimenter le réservoir du dit élément tournant, qui lui est dédié. supply the reservoir of said rotating element, which is dedicated to it.
Selon des modes particuliers de réalisation: - le corps de support comporte d'une part, une vannes pour chaque réservoir de l'élément tournant, et les tiges de commande de ces vannes, sortent par la face avant du dit corps de support à égale position angulaire l'une par rapport à l'autre, décalées chacune en avant du sens de rotation d'un angle c par rapport à la position du réservoir leur correspondant sur l'élément tournant, le déplacement de ces dites tiges de commande par rapport au dit corps de support est parallèle à l'axe de rotation de l'élément tournant et leurs extrémités évoluent sur un même cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre, et d'autre part, il comporte une butée circulaire solidaire du support de machine dont l'axe est positionné dans l'alignement de l'axe de l'arbre de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre ou à l'arrêt, et cette butée présente à sa partie centrale un large trou de passage de la tuyauterie d'amenée du fluide d'équilibrage ainsi qu'un bossage également circulaire de même axe que la butée, situé sur la face en vis à vis des extrémités de tiges de commande, de telle sorte que la ou les extrémités des dites tiges de commande opposées au balourd, prennent appui sur ce bossage pour solliciter l'ouverture de la, ou des vannes, correspondantes à ces extrémités de tiges de commande pour le remplissage du ou des réservoirs opposés au balourd, dès que According to particular embodiments: - the support body comprises on the one hand, a valves for each tank of the rotating element, and the control rods of these valves, exit by the front face of said support body at equal angular position relative to each other, each offset in front of the direction of rotation by an angle c relative to the position of the corresponding tank on the rotating element, the displacement of these said control rods relative the said support body is parallel to the axis of rotation of the rotating element and their ends evolve in the same circle whose center is located on the axis of rotation of the rotating element when it is in equilibrium, and on the other hand, it comprises a circular stop integral with the machine support, the axis of which is positioned in alignment with the axis of the shaft of the rotating element when it is in equilibrium or stopped, and this stop present at its central part has a large hole for the passage of the balancing fluid supply pipe as well as a boss, also circular, of the same axis as the stop, located on the face opposite the ends of the control rods, so that the end (s) of said control rods opposite the unbalance, bear on this boss to request the opening of the valve (s), corresponding to these ends of control rods for filling the reservoir (s) opposite to the unbalance, from than
l'élément tournant se trouve en déséquilibre. the rotating element is out of balance.
- le corps de support comporte d'une part, une vannes pour chaque réservoir de l'élément tournant qui sont en nombre pair, et les tiges de commande de ces vannes situées à égale position angulaire l'une par rapport à l'autre sur le dit corps de support et décalées chacune en avant du sens de rotation d'un angle a par rapport à la position du réservoir leur correspondant sur l'élément tournant, ont un axe de déplacement par rapport au dit corps de support, perpendiculaire à l'axe de rotation de l'élément tournant et les extrémités de ces dites tiges de commande de vannes, évoluent sur un même cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre, et d'autre part, il comporte une butée cylindrique solidaire du support de machine, dont l'axe est positionné dans l'alignement de l'axe de l'arbre du dit élément tournant lorsqu'il est en équilibre ou à l'arrêt, de telle sorte qu'aucune extrémité des dites tiges de commande de vannes qui évoluent à l'intérieur de cette butée cylindrique, ne prend appui sur cette butée, mais qu'une ou plusieurs extrémités des dites tiges de commande de vannes situées du côté du balourd, prennent appui sur cette butée pour solliciter l'ouverture de la ou des vannes correspondantes à ces dites extrémités de tiges pour le remplissage du ou des réservoirs en opposition au - The support body comprises on the one hand, a valve for each tank of the rotating element which are in even number, and the control rods of these valves located at equal angular position relative to each other on the said support body and offset each in front of the direction of rotation by an angle a with respect to the position of the corresponding tank on the rotating element, have an axis of displacement relative to the said support body, perpendicular to the the axis of rotation of the rotating element and the ends of these said valve control rods, evolve on the same circle whose center is located on the axis of rotation of the rotating element when it is in equilibrium, and on the other hand, it comprises a cylindrical stop integral with the machine support, the axis of which is positioned in alignment with the axis of the shaft of the said rotating element when it is in equilibrium or at a standstill, so that no end of the said rods valve control which evolve inside this cylindrical stop, bears on this stop, but that one or more ends of said valve control rods located on the unbalance side, bear on this stop to urge the opening of the valve or valves corresponding to these said rod ends for filling the tank or tanks in opposition to the
balourd, dès que l'élément tournant se trouve en déséquilibre. unbalance, as soon as the rotating element is out of balance.
- le corps de support comporte d'une part, une électrovannes pour chaque réservoir de l'élément tournant, et les contacts ressorts de commande de ces électrovannes reliés chacun à une borne de l'électrovanne leur correspondante par un fil électrique, sont situées sur la face avant du dit corps de support à égale position angulaire l'un par rapport à l'autre, décalés chacun en avant du sens de rotation d'un angle a par rapport à la position du réservoir leur correspondant sur l'élément tournant, l'axe de déplacement de ces dits contacts ressorts par rapport au dit corps de support est parallèle à l'axe de rotation de l'élément tournant et leurs extrémités évoluent sur un même cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre, une alimentation électrique unipolaire tournante centrée sur l'axe du dit corps de support à sa partie arrière et reliée à l'autre borne de chacune des électrovannes par des fils électriques, et d'autre part, il comporte une butée circulaire plane en matériau non conducteur d'électricité solidaire du support de machine et dont l'axe de cette butée est positionné dans l'alignement de l'axe de l'arbre du dit élément tournant lorsqu'il est en équilibre ou à l'arrêt, cette butée présente en son centre un large trou de passage de la tuyauterie d'amenée du fluide d'équilibrage et une surface circulaire conductrice d'électricité centrée sur cette butée en vis à vis des contacts ressort de commande des électrovannes et connectée à l'autre pole d'alimentation électrique par l'intermédiaire de la borne, et le diamètre extérieur de cette couche conductrice d'électricité est légèrement inférieur à celui du plus petit cercle décrit par les dits contacts ressort en cours de rotation lorsque l'élément tournant est en équilibre, de telle sorte que la ou les extrémités des dits contacts ressort opposés au balourd, touchent cette couche conductrice d'électricité pour commander l'ouverture de la ou des électrovannes leur correspondante, pour le remplissage du ou des réservoirs opposés - the support body comprises on the one hand, a solenoid valve for each tank of the rotating element, and the spring contact for controlling these solenoid valves each connected to a terminal of the corresponding solenoid valve by an electric wire, are located on the front face of said support body at equal angular position with respect to each other, each offset in front of the direction of rotation by an angle a with respect to the position of the corresponding tank on the rotating element, the axis of movement of these said spring contacts with respect to said support body is parallel to the axis of rotation of the rotary element and their ends evolve on the same circle whose center is located on the axis of rotation of the rotary element when it is in equilibrium, a rotary unipolar electrical supply centered on the axis of said support body at its rear part and connected to the other terminal of each of the solenoid valves by electrical wires, and on the other hand, it includes a flat circular stopper of electrically non-conductive material secured to the machine support and the axis of this stopper is positioned in alignment with the axis of the shaft of the said rotating element when it is in equilibrium or stopped, this stop has at its center a wide hole for passage of the supply pipe for the balancing fluid and a circular electrically conductive surface centered on this stop in opposite the spring control contacts of the solenoid valves and connected to the other power supply pole via the terminal, and the outside diameter of this electrically conductive layer is slightly less than that of the smallest circle described by the said spring contacts during rotation when the rotating element is in equilibrium, so that the end (s) of said spring contacts opposite the unbalance, touch this co electrical conductor to control the opening of the corresponding solenoid valve (s), for filling the opposite reservoir (s)
au balourd, dès que l'élément tournant se trouve en déséquilibre. at unbalance, as soon as the rotating element is out of balance.
- le corps de support comporte d'une part, une électrovannes pour chaque réservoir de l'élément tournant qui sont en nombre pair, et les contacts ressorts de commande de ces électrovannes, reliés chacun à une borne de l'électrovanne leur correspondante par un fil électrique, sont situées à égale position angulaire l'un par rapport à l'autre sur le dit corps de support et décalées chacun en avant du sens de rotation d'un angle a par rapport à la position du réservoir leur correspondant sur l'élément tournant, et ont un axe de déplacement par rapport au dit corps de support, perpendiculaire à l'axe de rotation de l'élément tournant et les extrémités de ces dits contacts ressorts, évoluent sur un même cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre, une alimentation électrique unipolaire tournante centrée sur l'axe du dit corps de support à sa partie arrière et reliée à l'autre borne de chacune des électrovannes par des fils électriques, et d'autre part, il comporte une butée cylindrique non conductrice d'électricité solidaire du support de machine présentant sur sa périphérie interne une couche conductrice d'électricité isolée du corps de machine et connectée à l'autre pôle d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'une borne, et dont l'axe de cette butée est positionné dans l'alignement de l'axe de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre ou à l'arrêt, de telle sorte qu'aucune extrémité des dits contacts ressort de commande des électrovannes qui évoluent à l'intérieur de cette butée cylindrique, ne prend appui sur la couche conductrice d'électricité, mais qu'une ou plusieurs extrémités des dits contacts ressort situées du côté du balourd, prennent appui sur cette couche conductrice d'électricité pour solliciter l'ouverture de la ou des électrovannes correspondantes à ces dits contacts ressort, pour le remplissage du ou des réservoirs en opposition au balourd, dès que - The support body comprises on the one hand, a solenoid valve for each tank of the rotating element which are in even number, and the spring contacts for controlling these solenoid valves, each connected to a terminal of the corresponding solenoid valve by a electric wire, are located at equal angular position with respect to each other on the said support body and each offset in front of the direction of rotation by an angle a with respect to the position of the tank corresponding to them on the rotating element, and have an axis of displacement relative to said support body, perpendicular to the axis of rotation of the rotating element and the ends of these so-called spring contacts, evolve on the same circle whose center is located on the axis of rotation of the rotating element when it is in equilibrium, a rotating unipolar electrical supply centered on the axis of said support body at its rear part and connected to the other terminal of each of the solenoid valves by electric wires, and on the other hand, it has a cylindrical stop non-conductive of electricity secured to the machine support having on its internal periphery an electrically conductive layer isolated from the machine body and connected to the other pole power supply via a terminal, and whose axis of this stop is positioned in alignment with the axis of the rotating element when it is in equilibrium or stopped, such so that no end of the said spring control contacts of the solenoid valves which move inside this cylindrical stop, bears on the electrically conductive layer, but only one or more ends of the said spring contacts situated on the side of the unbalance, bear on this electrically conductive layer to request the opening of the solenoid valve (s) corresponding to these said spring contacts, for filling the re (s) as opposed to unbalance
l'élément tournant se trouve en déséquilibre. the rotating element is out of balance.
- le corps de support comporte autant d'électrovannes et de masselottes qu'il y a de réservoirs sur l'élément tournant, ces masselottes identiques entre elles, sont implantées à égale position angulaire l'une par rapport à l'autre et décalées chacune en avant du sens de rotation d'un angle a par rapport à la position de chaque réservoir leur correspondant sur l'élément tournant et sont en contact sur des capteurs de force de telle sorte que leurs points d'appui sur ces capteurs évoluent sur un même cercle dont le centre est situé sur l'axe de rotation de l'élément tournant lorsqu'il est en équilibre, et que ces capteurs mesurent les forces centrifuges générées par chacune des masselottes en cours de rotation qui sont égales entre elles lorsque l'élément tournant est en équilibre, une alimentation électrique tournante centrée sur l'axe du dit corps de support à sa partie arrière, un circuit électronique comportant notamment un relais de commande pour chaque électrovanne et un microprocesseur, et ce circuit électronique est tel que d'une part, il compare en permanence et durant toute la séquence d'équilibrage, les mesures transmises par ces capteurs en cours de rotation, et si ces mesures sont toutes égales entre elles, la séquence d'équilibrage prend fin car l'élément tournant se trouve en équilibre, mais si ces mesures sont toutes ou partiellement différentes, il sélectionne la ou les mesures les plus élevées et égales entre elles comme mesure de référence à cet instant, et sollicite tous les relais de commande de remplissage des réservoirs correspondants aux capteurs ayant des mesures inférieures à cette mesure de référence, transmise par le ou les capteurs dont seuls le remplissage du réservoir leur correspondant n'est pas sollicité, et d'autre part, de commander l'arrêt du remplissage d'un réservoir dès - The support body has as many solenoid valves and weights as there are tanks on the rotating element, these weights identical to each other, are located at equal angular position relative to each other and each offset in front of the direction of rotation of an angle a with respect to the position of each corresponding tank on the rotating element and are in contact with force sensors so that their points of support on these sensors move on a same circle whose center is located on the axis of rotation of the rotating element when it is in equilibrium, and that these sensors measure the centrifugal forces generated by each of the flyweights during rotation which are equal to each other when the rotating element is in equilibrium, a rotating electrical supply centered on the axis of said support body at its rear part, an electronic circuit comprising in particular a control relay for each a solenoid valve and a microprocessor, and this electronic circuit is such that on the one hand, it constantly compares and throughout the balancing sequence, the measurements transmitted by these sensors during rotation, and if these measurements are all equal them, the balancing sequence ends because the rotating element is in equilibrium, but if these measurements are all or partially different, it selects the measurement (s) highest and equal to each other as the reference measurement at this time, and requests all the control relays for filling the tanks corresponding to the sensors having measurements less than this reference measurement, transmitted by the sensor or sensors whose only filling of the corresponding tank is not requested, and on the other hand, to stop the filling of a tank as soon as
6 27891756 2789175
que la mesure transmise par le capteur correspondant à ce réservoir devient égale à la dite mesure de référence à cet instant donné, la valeur de la dite mesure de référence peut être différente de celle du départ et notamment inférieure et le ou les capteurs correspondants à cette mesure de référence, peuvent être différents de celui ou de ceux de départ si la direction du balourd a changé en cours de rotation, l'arrêt du remplissage du dernier réservoir a lieu lorsque toutes les mesures transmises par tous les capteurs de force sont égales entre elles, ce qui correspond à un état d'équilibre du dit élément that the measurement transmitted by the sensor corresponding to this reservoir becomes equal to the said reference measurement at this given instant, the value of the said reference measurement can be different from that of the start and in particular lower and the sensor or sensors corresponding to this reference measurement, can be different from that or those of departure if the direction of the unbalance changed during rotation, the filling of the last tank stops when all the measurements transmitted by all the force sensors are equal between them, which corresponds to a state of equilibrium of said element
tournant.turning.
- les masselottes sont maintenues en légère pression sur leur capteur de force par l'intermédiaire d'un ressort et ces masselottes sont noyées dans un milieu visqueux de telle sorte que leur poids soit neutralisé et permettre la mise à zéro par le circuit électronique, des mesures transmises par les capteurs de force au début de la séquence d'équilibrage et avant le démarrage de l'élément tournant a équilibrer. - le dispositif comporte un système de commande des électrovannes sans contact mécanique tel que des cellules photoélectriques, des rayons infrarouges, des ultrasons ou des rayons dits laser par exemple, dont une partie mobile est solidaire du corps de support et - the flyweights are kept under slight pressure on their force sensor by means of a spring and these flyweights are embedded in a viscous medium so that their weight is neutralized and allow zeroing by the electronic circuit, measurements transmitted by the force sensors at the start of the balancing sequence and before the start of the rotating element to be balanced. the device comprises a system for controlling the solenoid valves without mechanical contact such as photoelectric cells, infrared rays, ultrasound or so-called laser rays, for example, a movable part of which is integral with the support body and
une partie fixe est solidaire du support de machine. a fixed part is secured to the machine support.
Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente schématiquement, une vue d'ensemble d'une The accompanying drawings illustrate the invention: Figure 1 shows schematically an overview of a
machine équipée du dispositif selon l'invention. machine equipped with the device according to the invention.
La figure 2 représente schématiquement, une coupe de la machine Figure 2 shows schematically a section of the machine
équipée du dispositif selon l'invention. equipped with the device according to the invention.
La figure 3 représente en coupe, l'implantation des réservoirs sur Figure 3 shows in section, the location of the tanks on
l'élément tournant.the rotating element.
La figure 4 représente en coupe, la suspension élastique de la cage Figure 4 shows in section, the elastic suspension of the cage
de l'élément tournant sur le support de machine. of the rotating element on the machine support.
La figure 5 représente schématiquement en coupe, le mécanisme de détection du balourd, de répartition et de dosage du fluide d'équilibrage du dispositif dans le ou les réservoirs en opposition au FIG. 5 schematically shows in section, the mechanism for detecting unbalance, distribution and metering of the balancing fluid of the device in the tank or tanks in opposition to the
balourd, en position d'équilibre de l'élément tournant. unbalance, in the balance position of the rotating element.
La figure 6 représente en coupe, la butée et la position des tiges Figure 6 shows in section, the stop and the position of the rods
de commande de vannes lorsque le système est équilibré. valve control when the system is balanced.
La figure 7 représente schématiquement en coupe, le mécanisme de détection du balourd, de répartition et de dosage du fluide d'équilibrage du dispositif dans le ou les réservoirs en opposition au FIG. 7 schematically shows in section, the mechanism for detecting unbalance, distribution and metering of the balancing fluid of the device in the tank or tanks in opposition to the
balourd, en position de déséquilibre de l'élément tournant. unbalance, in position of imbalance of the rotating element.
La figure 8 représente en coupe la butée et la position des tiges de Figure 8 shows in section the stop and the position of the rods
commande de vannes lorsque le système est en déséquilibre. valve control when the system is unbalanced.
La figure 9 représente, en cours de rotation lorsque l'élément tournant est soumis à un cas de balourd, la position des extrémités de tiges de commande des vannes par rapport aux réservoirs matérialisée par l'angle " et la représentation graphique des efforts qui ont pour FIG. 9 represents, during rotation when the rotating element is subjected to an unbalance case, the position of the ends of the control rods of the valves relative to the tanks materialized by the angle "and the graphic representation of the forces which have for
origine ce décalage.(Même plan de coupe que CC). origin of this offset. (Same cutting plane as CC).
La figure 10 représente schématiquement en coupe, le mécanisme de détection du balourd, de répartition et de dosage du fluide d'équilibrage du dispositif dans le ou les réservoirs en opposition au balourd en position d'équilibre de l'élément tournant, équipé de vannes dont les tiges de commande sont positionnée perpendiculairement à l'axe de rotation. Dans ce cas de figure, le nombre de vannes (ou électrovannes) est pair et chaque vanne (ou électrovanne) alimente le Figure 10 schematically shows in section, the unbalance detection mechanism, distribution and metering of the balancing fluid of the device in the tank or tanks in opposition to the unbalance in equilibrium position of the rotating element, equipped with valves whose control rods are positioned perpendicular to the axis of rotation. In this case, the number of valves (or solenoid valves) is even and each valve (or solenoid valve) supplies the
réservoir qui lui est opposé.tank opposite it.
La figure 11 représente la butée cylindrique et la position des tiges de commande de vannes par rapport à cette butée en position FIG. 11 represents the cylindrical stop and the position of the valve control rods relative to this stop in position
d'équilibre de l'élément tournant. balance of the rotating element.
La figure 12 représente schématiquement en coupe, le mécanisme de détection du balourd, de répartition et de dosage du fluide d'équilibrage du dispositif dans le ou les réservoirs en opposition au balourd en position d'équilibre de l'élément tournant, équipé d'électrovannes. La figure 13 représente en coupe, la butée équipé d'une couche conductrice d'électricité à sa partie centrale et la position des contacts ressorts par rapport à cette couche conductrice d'électricité FIG. 12 schematically represents in section, the unbalance detection mechanism, distribution and metering of the balancing fluid of the device in the tank or tanks in opposition to the unbalance in the equilibrium position of the rotating element, equipped with solenoid valves. Figure 13 shows in section, the stop equipped with an electrically conductive layer in its central part and the position of the spring contacts relative to this electrically conductive layer
en position d'équilibre de l'élément tournant. in the equilibrium position of the rotating element.
En référence à ces dessins, le dispositif comporte d'une part, une suspension à ressorts (3) constituant la fixation de la cage (2) du tambour (5) sur le support de machine (1) et des butées latérales (4) de positionnement axial de la cage (2) par rapport à ce support de machine. Les ressorts de cette suspension sont répartis à chaque extrémité de la cage (2) au niveau de ses paliers comme illustré par les figures 2 et 4, d'une façon telle qu'en cours de rotation, l'axe 02 du tambour (5) soumis à un balourd, tend à décrire un cercle C2 de centre 01 situé sur l'axe de la butée (15) comme illustré par la figure 8. Le dispositif comporte également trois réservoirs (6) With reference to these drawings, the device comprises on the one hand, a spring suspension (3) constituting the fixing of the cage (2) of the drum (5) on the machine support (1) and lateral stops (4) axial positioning of the cage (2) relative to this machine support. The springs of this suspension are distributed at each end of the cage (2) at its bearings as illustrated in FIGS. 2 and 4, in such a way that during rotation, the axis 02 of the drum (5 ) subjected to an unbalance, tends to describe a circle C2 with center 01 located on the axis of the stop (15) as illustrated by FIG. 8. The device also comprises three tanks (6)
solidaires du tambour (5) à sa périphérie et à 120 l'un de l'autre. integral with the drum (5) at its periphery and 120 from one another.
Chaque réservoir est muni d'une part d'un large bec (7) courbé vers l'axe de rotation et situé à la partie la plus basse du réservoir lorsque celui-ci est en position haute pour sa vidange complète à l'arrêt de la machine et d'autre part un second bec (8) de plus petit diamètre faisant office de reniflard, pour faciliter cette vidange par un appel d'air, également courbé vers l'axe de rotation et situé à la Each tank is provided on the one hand with a large spout (7) curved towards the axis of rotation and situated at the lowest part of the tank when the latter is in the high position for complete emptying when the the machine and on the other hand a second spout (8) of smaller diameter acting as a breather, to facilitate this emptying by a call for air, also curved towards the axis of rotation and located at the
partie supérieure du réservoir lorsque celui-ci est en position haute. upper part of the tank when the latter is in the high position.
Le tambour (5) doit effectuer quelques rotations lentes pour vidanger tous les réservoirs qui doivent êtres vides de préférence avant chaque démarrage de la machine. L'une des extrémités de l'arbre du tambour (5) reçoit le mouvement moteur (M), tandis qu'à l'autre extrémité, un corps de support (9) est solidaire de cet arbre par la vis (16) et la clavette (17) et muni de trois vannes (10) à fermeture au repos situées à 120 l'une de l'autre et décalées en avant du sens de rotation o d'un angle X par rapport à l'axe d'implantation des réservoirs (6) pour compenser le décalage en avant du balourd représenté sur la figure 9 par la force F en projection orthogonale sur l'axe xx' de la résultante R du balourd réel Fl et de l'effort du couple moteur F2 du tambour (5). La valeur de cet angle o sera choisie en fonction d'une valeur moyenne du balourd constatée au cas d'application concerné et la vitesse de rotation minimum acquise sera celle pour laquelle le fluide contenu dans les réservoirs en cours de rotation ne coule pas par les becs de remplissages/vidange (7) sous l'effet de sa force d'inertie centrifuge. Les tiges (18) de commande de vannes (10) sortent par la face avant du corps de support (9) parallèlement à leur axe de rotation et leurs extrémités sont situées dans un même plan perpendiculaire à leur axes de rotation. Le corps de support (9) comporte aussi un joint tournant (13) à sa face avant, connecté à une tuyauterie d'amenée d'eau (14), une cavité interne de The drum (5) must make a few slow rotations to empty all the tanks which should preferably be empty before each start of the machine. One end of the drum shaft (5) receives the motor movement (M), while at the other end, a support body (9) is secured to this shaft by the screw (16) and the key (17) and provided with three valves (10) with closure at rest located 120 from one another and offset in front of the direction of rotation o by an angle X relative to the axis of implantation reservoirs (6) to compensate for the offset in front of the unbalance shown in FIG. 9 by the force F in orthogonal projection on the axis xx 'of the resultant R of the real unbalance Fl and of the force of the engine torque F2 of the drum (5). The value of this angle o will be chosen as a function of an average unbalance value observed in the case of application concerned and the minimum speed of rotation acquired will be that for which the fluid contained in the tanks being rotated does not flow through the filling / emptying nozzles (7) under the effect of its centrifugal inertia force. The valve control rods (18) (10) exit through the front face of the support body (9) parallel to their axis of rotation and their ends are located in the same plane perpendicular to their axes of rotation. The support body (9) also has a rotary joint (13) on its front face, connected to a water supply pipe (14), an internal cavity of
9 27891759 2789175
laquelle part une canalisation (11) d'alimentation pour chaque vanne, une canalisation (12) de refoulement traversant l'arbre du tambour (5) au niveau du palier pour arriver jusqu'à l'entrée du bec de remplissage et de vidange (7) de chaque réservoir et d'autre part une partie fixe constituée d'une butée (15) circulaire solidaire du support de machine (1) et dont l'axe est aligné sur l'axe du tambour (5) lorsqu'il est en rotation et en équilibre ou à l'arrêt. Cette butée présente à sa partie centrale un large trou permettant le passage de la tuyauterie d'amenée d'eau (14) de telle sorte que cette tuyauterie ne touche pas la butée en cours de rotation du tambour lorsqu'il est soumis à un balourd, et présente également à sa partie centrale un bossage circulaire dont le grand diamètre est légèrement inférieur au diamètre du cercle décrit par l'extrémité (18) des tiges de commande des vannes (10). Lorsque le tambour est en rotation et en équilibre, aucune extrémité de tige de commande de vanne qui décrivent un cercle Cl de centre 01 n'est en contact avec le bossage de la butée (15) et aucune vanne n'est donc sollicitée comme illustré par la figure 6. Si au contraire, en cours de rotation du tambour (5) il y à un balourd comme illustré par l'exemple des figures 7 et 8, l'axe 02 du tambour décrit un cercle C2 de centre 01 par lequel passe l'axe de la butée (15) et l'extrémité de tige de commande de vanne X décrit un cercle Cx de centre 01, l'extrémité de tige de commande de vanne Y décrit un cercle Cy de centre 01 et l'extrémité de tige de commande Z décrit un cercle Cz de centre 01. Dans ce cas de figure particulier, les cercles Cy et Cz sont identiques. L'extrémité de la tige de commande de vanne X opposée au balourd, prend seule appui sur le bossage de la butée (15) en cours de rotation et sollicite la vanne qui alimente en eau le réservoir également opposé au balourd jusqu'à ce que la masse de l'eau contenue dans le réservoir équilibre le tambour (5). A ce moment précis l'extrémité de la tige de commande de vanne X n'est plus en appui sur le bossage de la butée (15) et par conséquent aucune vanne n'est plus sollicité comme dans le cas de la figure 6. De même, si la direction du balourd l'exige, deux extrémités de tiges de commande de vannes peuvent prendre appui sur le bossage de la butée sur un même rayon comme illustré sur la figure 9 ou sur des rayons différents. Chacune des vannes cessera d'alimenter le réservoir qui lui est approprié lorsque les extrémités des tiges de commande des vannes cesseront de prendre appui sur le bossage de la butée (15) pour se trouver en dernier lieu dans le cas de la figure 6. A l'arrêt de la a 2789175 machine les réservoirs se vidangent par gravitation lorsqu'ils arrivent en position haute au cours d'un cycle de rotation lent de which leaves a supply line (11) for each valve, a delivery line (12) passing through the shaft of the drum (5) at the level of the bearing to reach the inlet of the filling and draining spout ( 7) of each tank and on the other hand a fixed part consisting of a circular stop (15) integral with the machine support (1) and whose axis is aligned with the axis of the drum (5) when it is rotating and balancing or stopped. This stop has at its central part a large hole allowing the passage of the water supply pipe (14) so that this pipe does not touch the stop during rotation of the drum when it is subjected to an imbalance , and also has at its central part a circular boss whose large diameter is slightly less than the diameter of the circle described by the end (18) of the valve control rods (10). When the drum is in rotation and in equilibrium, no end of the valve control rod which describes a circle C1 of center 01 is in contact with the boss of the stop (15) and no valve is therefore stressed as illustrated by FIG. 6. If on the contrary, during rotation of the drum (5) there is an unbalance as illustrated by the example of FIGS. 7 and 8, the axis 02 of the drum describes a circle C2 of center 01 by which passes the axis of the stop (15) and the end of valve control rod X describes a circle Cx of center 01, the end of valve control rod Y describes a circle Cy of center 01 and the end of the control rod Z describes a circle Cz of center 01. In this particular case, the circles Cy and Cz are identical. The end of the valve control rod X opposite the unbalance, bears only on the boss of the stop (15) during rotation and stresses the valve which supplies water to the tank also opposite the unbalance until the mass of water contained in the tank balances the drum (5). At this precise moment the end of the valve control rod X is no longer supported on the boss of the stop (15) and consequently no valve is no longer stressed as in the case of FIG. 6. From even, if the direction of unbalance requires it, two ends of valve control rods can bear on the boss of the stop on the same radius as illustrated in FIG. 9 or on different radii. Each of the valves will cease to supply the reservoir which is appropriate for it when the ends of the control rods of the valves cease to bear on the boss of the stop (15) to be found last in the case of FIG. 6. A the machine stops at 2789175 the tanks drain by gravity when they reach the high position during a slow rotation cycle of
quelques tours avant le démarrage.a few laps before starting.
Dans la forme de réalisation selon les figures 10 et 11, les tiges (18) de commande des vannes (10) en nombre pair, sont perpendiculaires à l'axe de rotation du tambour (5). En absence de balourd sur le tambour (5), aucune extrémité de tige (18) de commande de vanne, qui évoluent en rotation à l'intérieur d'une butée (19) en forme de couronne et à fleur de celle-ci, ne prend appui sur cette butée. Si au contraire il y à présence de balourd en cours de rotation, une ou deux extrémités de tiges (18) de commande de vannes de même sens que le balourd, prennent appui sur la butée (19) et sollicitent les vannes correspondantes qui alimentent en fluide d'équilibrage le ou les réservoirs en opposition au balourd, jusqu'à ce que l'équilibre recherché soit atteint et qu'aucune extrémité de tige (18) de commande In the embodiment according to FIGS. 10 and 11, the rods (18) for controlling the valves (10) in even number, are perpendicular to the axis of rotation of the drum (5). In the absence of an unbalance on the drum (5), no end of the valve control rod (18), which evolves in rotation inside a stop (19) in the shape of a crown and flush with it, is not supported on this stop. If on the contrary there is presence of unbalance during rotation, one or two ends of rods (18) for controlling valves in the same direction as the unbalance, bear on the stop (19) and stress the corresponding valves which supply balancing fluid the tank or tanks in opposition to the unbalance, until the desired balance is reached and no end of the control rod (18)
de vanne ne touche la butée (19).valve does not touch the stop (19).
Dans une autre forme de réalisation selon les figures 12 et 13, le corps de support (9) comporte des électrovannes (20) dont le principe de fonctionnement reste identique aux cas des vannes à commande mécanique. En absence de balourd, les contacts ressorts (21) connectés par un fil électrique à une borne de l'électrovanne, dont les extrémités évoluent sur un cercle concentrique et légèrement supérieur à la périphérie d'une couche circulaire conductrice d'électricité solidaire de la butée (22) et connectée à un pôle d'alimentation électrique par la borne (23). La butée (22) est en matériau non In another embodiment according to FIGS. 12 and 13, the support body (9) includes solenoid valves (20) whose operating principle remains identical to the cases of mechanically controlled valves. In the absence of an unbalance, the spring contacts (21) connected by an electric wire to a terminal of the solenoid valve, the ends of which evolve on a concentric circle and slightly higher than the periphery of a circular electrically conductive layer secured to the stop (22) and connected to an electrical supply pole by the terminal (23). The stop (22) is made of non-material
conducteur d'électricité et solidaire du support de machine (1). electrically conductive and secured to the machine support (1).
Aucune des électrovannes (20), connectées par leur deuxième borne à une alimentation unipolaire tournante (24) n'est excitée. Si au contraire il y à présence de balourd, un ou deux contacts ressort (21) en opposition au balourd touchent la couche conductrice d'électricité de la butée (22), et excitent les électrovannes correspondantes qui alimentent en fluide d'équilibrage le ou les réservoirs en opposition None of the solenoid valves (20), connected by their second terminal to a single-pole rotating supply (24) is energized. If, on the contrary, there is an unbalance, one or two spring contacts (21) in opposition to the unbalance touch the electrically conductive layer of the stop (22), and excite the corresponding solenoid valves which supply the balancing fluid the or the opposing tanks
au balourd, jusqu'à ce que l'équilibre recherché soit atteint. at unbalance, until the desired balance is reached.
Selon une autre variante non illustrée, le corps de support (5) est muni de contacts ressort en nombre pair situés à sa périphérie et connectés chacun par un fil électrique à une borne de l'électrovanne leur correspondante, de telle sorte qu'ils évoluent sur un même cercle, lorsque l'élément tournant (5) est en équilibre, à l'intérieur et à fleur d'une couche conductrice d'électricité en forme de couronne connectée par une borne à un pôle d'alimentation électrique, solidaire d'une butée non conductrice d'électricité et fixée sur le support de machine (1). L'autre borne des électrovannes est connectée par l'intermédiaire de fils électriques à une alimentation unipolaire tournante située à la partie arrière du corps de support (9). Dès que l'élément tournant se trouve en déséquilibre, un ou deux contacts ressort, prennent appui sur la couche conductrice d'électricité et commandent les électrovannes de remplissage du ou des réservoirs situés à l'opposé du balourd, jusqu'à ce que l'élément tournant s'équilibre et les contacts ressort cessent de toucher la couche According to another variant not illustrated, the support body (5) is provided with spring contacts in an even number located at its periphery and each connected by an electric wire to a terminal of the corresponding solenoid valve, so that they change on the same circle, when the rotating element (5) is in equilibrium, inside and flush with an electrically conductive layer in the form of a crown connected by a terminal to an electrical supply pole, integral with 'a stopper not electrically conductive and fixed on the machine support (1). The other terminal of the solenoid valves is connected by means of electric wires to a unipolar rotating supply situated at the rear part of the support body (9). As soon as the rotating element is out of balance, one or two contacts spring out, bear on the electrically conductive layer and control the solenoid valves for filling the tank or tanks located opposite the unbalance, until the rotating element balances and the spring contacts stop touching the layer
conductrice d'électricité.conductive of electricity.
Dans une autre forme de réalisation non illustrée, le corps de support (5) est muni de trois masselottes identiques de forme cylindrique par exemple et ayant une masse d'environ 20 grammes chacune. Chaque masselotte est positionnée sur un capteur de force à égale distance du centre de rotation lorsque l'élément tournant est en équilibre, de manière à pouvoir mesurer la force centrifuge de chacune de ces masselottes en cours de rotation qui sont égales entre elles lorsque l'élément tournant est en équilibre. Les masselottes sont positionnées à 120 l'une de l'autre et décalées chacune en avant du sens de rotation d'un angle a par rapport à chacun des trois réservoirs de l'élément tournant (5). Le corps de support (5) comporte également un circuit électronique noyé dans la résine pour protéger les composants des différentes nuisances. Ce circuit électronique comprend notamment trois relais de commande des électrovannes et un microprocesseur programmable pour la gestion des données transmises par les capteurs de force sous forme de courants électriques, proportionnels à la force centrifuge à laquelle chaque capteur est soumis. La fonction de ce circuit électronique est d'une part, de comparer en permanence et durant toute la séquence d'équilibrage, les mesures transmises par les capteurs de force, de définir la plus élevée d'entre elles à chaque instant de la phase d'équilibrage pour servir de valeur de référence puis, par l'intermédiaire des relais de commande des électrovannes, ordonner le remplissage des réservoirs situés du côté de tous les capteurs ayant transmis des mesures plus faibles par rapport à cette valeur de référence de l'instant donné, qui doit en principe être la même que celle du début si la direction du balourd n'a pas changée, et d'autre part, d'arrêter le remplissage des réservoirs sélectionnés dès que le courant transmis par le capteur de force leur correspondant, devient égal au courant le plus élevé de référence de cet instant. Le remplissage du dernier réservoir, s'arrête lorsque le courant transmis par le capteur de force lui correspondant devient égal aux deux autres qui lui étaient plus élevés et égaux entreeux, c'est à dire lorsque les trois masselottes évoluent en rotation sur un même cercle et génèrent des forces centrifuges égales, ce qui correspond à l'équilibre de l'élément In another embodiment not illustrated, the support body (5) is provided with three identical weights of cylindrical shape for example and having a mass of approximately 20 grams each. Each counterweight is positioned on a force sensor at equal distance from the center of rotation when the rotating element is in equilibrium, so as to be able to measure the centrifugal force of each of these counterweights during rotation which are equal to each other when the rotating element is in equilibrium. The weights are positioned 120 from one another and each offset in front of the direction of rotation by an angle a with respect to each of the three tanks of the rotating element (5). The support body (5) also includes an electronic circuit embedded in the resin to protect the components from various nuisances. This electronic circuit notably includes three solenoid valve control relays and a programmable microprocessor for managing the data transmitted by the force sensors in the form of electric currents, proportional to the centrifugal force to which each sensor is subjected. The function of this electronic circuit is on the one hand, to continuously compare and throughout the balancing sequence, the measurements transmitted by the force sensors, to define the highest of them at each instant of the phase d balancing to serve as a reference value then, via the solenoid control relays, order the filling of the reservoirs located on the side of all the sensors having transmitted lower measurements compared to this instant reference value given, which should in principle be the same as at the start if the unbalance direction has not changed, and on the other hand, to stop filling the selected tanks as soon as the current transmitted by the corresponding force sensor , becomes equal to the highest reference current of this instant. The filling of the last tank stops when the current transmitted by the corresponding force sensor becomes equal to the two others which were higher and equal to each other, i.e. when the three weights rotate in the same circle and generate equal centrifugal forces, which corresponds to the equilibrium of the element
tournant (5).turning (5).
Selon d'autres variantes également non illustrées, la commande des électrovannes peut s'opérer par l'intermédiaire d'un système sans frottement tel que des cellules photoélectriques, des rayons infrarouges ou des rayons dits laser par exemple dont une partie mobile est solidaire du corps de support (9), et l'autre partie fixe est solidaire du support de machine (1). Ces moyens de commande des électrovannes permettent de supprimer le bruit dû aux frottement des tiges de vannes ou des contacts ressorts sur les butées, de supprimer l'usure des pièces en frottement et d'obtenir un équilibrage plus précis et plus stable dans le temps, qu'un dispositif entièrement mécanique ne peut assurer en raison du jeu qui peut apparaître avec l'usure des pièces en frottement entre le bossage et les tiges de commande des vannes, entre les contacts ressorts et la couche According to other variants also not illustrated, the control of the solenoid valves can be carried out by means of a frictionless system such as photoelectric cells, infrared rays or so-called laser rays for example of which a movable part is integral with the support body (9), and the other fixed part is integral with the machine support (1). These solenoid valve control means make it possible to suppress the noise due to the friction of the valve stems or the spring contacts on the stops, to eliminate the wear of the friction parts and to obtain a more precise and more stable balancing over time, that a fully mechanical device cannot ensure due to the play that can occur with the wear of the friction parts between the boss and the valve control rods, between the spring contacts and the layer
conductrice d'électricité dans le cas des électrovannes. electrically conductive in the case of solenoid valves.
Dans le cas d'un élément tournant trop long, chacune des deux extrémités de l'arbre de ce dit élément tournant, peuvent êtres équipées d'un dispositif d'équilibrage avec chacun son système de In the case of a rotating element that is too long, each of the two ends of the shaft of this said rotating element can be equipped with a balancing device, each with its own
réservoirs indépendants.independent tanks.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'équilibrage des centrifugeuses ou des tambours de lave-linge dans la phase d'essorage du cycle de lavage. Ce dispositif, dans le dernier cas d'application, permet de faire des essorages à des vitesses élevées et de supprimer éventuellement les masses d'inertie qui The device according to the invention is particularly intended for balancing centrifuges or washing machine drums in the spinning phase of the washing cycle. This device, in the latter case of application, makes it possible to spin at high speeds and possibly eliminate the inertia masses which
équipent les lave-linge actuellement. currently equip washing machines.
Claims (7)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9809601A FR2789175A1 (en) | 1998-02-13 | 1998-07-28 | Balancing jig for washing machine drums during centrifuging |
| FR9900489A FR2789176B1 (en) | 1998-07-28 | 1999-01-19 | DIPOSITIVE FOR BALANCING A ROTATING MACHINE ELEMENT DURING ROTATION |
| EP99932523A EP1064528B1 (en) | 1998-02-13 | 1999-02-11 | Device for balancing a machine rotary element during its rotation |
| AT99932523T ATE244399T1 (en) | 1998-02-13 | 1999-02-11 | DEVICE FOR BALANCING A ROTATING ELEMENT OF A MACHINE DURING ROTATION |
| PCT/FR1999/000308 WO1999041579A1 (en) | 1998-02-13 | 1999-02-11 | Device for balancing a machine rotary element during its rotation |
| AU44813/99A AU4481399A (en) | 1998-02-13 | 1999-02-11 | Device for balancing a machine rotary element during its rotation |
| DE69909267T DE69909267D1 (en) | 1998-02-13 | 1999-02-11 | DEVICE FOR BALANCING A ROTATING ELEMENT OF A MACHINE DURING THE ROTATION |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9801731A FR2789174A1 (en) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | Balancing jig for washing machine drums during centrifuging |
| FR9809601A FR2789175A1 (en) | 1998-02-13 | 1998-07-28 | Balancing jig for washing machine drums during centrifuging |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2789175A1 true FR2789175A1 (en) | 2000-08-04 |
Family
ID=26234129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9809601A Pending FR2789175A1 (en) | 1998-02-13 | 1998-07-28 | Balancing jig for washing machine drums during centrifuging |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2789175A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1216801B (en) * | 1958-11-28 | 1966-05-12 | Pellerin Corp Milnor | Balancing device for washing machines with spin cycle |
| US3983035A (en) * | 1971-06-24 | 1976-09-28 | U.S. Philips Corporation | Balancing device for a rotatable drum which may be eccentrically loaded |
| GB2141232A (en) * | 1980-06-09 | 1984-12-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Dry cleaning machine |
-
1998
- 1998-07-28 FR FR9809601A patent/FR2789175A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE1216801B (en) * | 1958-11-28 | 1966-05-12 | Pellerin Corp Milnor | Balancing device for washing machines with spin cycle |
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