FR2465826A1 - Horizontal drum machine to wash and spin dry clothes - locates motor for minimum vibration and most compact assembly - Google Patents

Abstract

In a clothes-washing and spin drying machine of the type in which clothes are treated in a horizontal, cylindrical, perforated drum (4) rotating about its longitudinal axis, the drum rotates inside a watertight vessel to contain wash/rinse water. An electric motor (7) is fixed to the vessel and has a pulley which belt-drives (10) another fixed to the drum. The belt and both pulleys are inside the vessel and partly immersed during washing. The vessel assembly is suspended inside a casing by damped, resilient mountings. According to the improvement, the motor is now located so that the centre of gravity of the vessel assembly lies in the plane of symmetry perpendicular to the drum axis. This makes the machine particularly compact and minimises vibrations.

Description

L'invention concerne une machine à laver et à essorer le linge comportant une cuve destinée à recevoir l'eau de lavage ou de rinçage, à l'intérieur de laquelle peut tourner un tambour à linge d'axe sensiblement horizontal supporté par au moins un arbre monté dans un palier logé dans la paroi de cuve, un moteur électrique fixé à la cuve entraînant le tambour par l'intermédiaire d'une courroie tendue entre une poulie motrice et une poulie réceptrice solidaire du tambour, la cuve étant disposée dans une carrosserie à laquelle elle est liée par une suspension élastique amortie. The invention relates to a washing machine and spin dryer comprising a tank for receiving the washing or rinsing water, inside which can rotate a laundry drum of substantially horizontal axis supported by at least one shaft mounted in a bearing housed in the tank wall, an electric motor fixed to the tank driving the drum by means of a belt tensioned between a driving pulley and a receiving pulley secured to the drum, the tank being arranged in a bodywork to which it is linked by a damped elastic suspension.

Généralement, la poulie réceptrice d'une telle machine est fixée sur l'arbre du tambour de lavage, à l'extérieur de la cuve, l'arbre traversant la paroi de cuve entre le tambour et la poulie. La poulie motrice est fréquemment montée directement sur l'arbre moteur qui est parallèle à l'axe du tambour, le moteur étant fixé extérieurement à la cuve. Cette disposition implique qu'entre la cuve et la carrosserie extérieure de la machine à laver soit prévu un espace suffisant pour loger la transmission par courroie et poulies, espace tenant compte du fait que, pour l'amortissement des vibrations et oscillations, la cuve est montée ou suspendue au moyen de ressorts lui autorisant un certain ballant.Par ailleurs, pour éviter d'utiliser un arbre moteur trop long, donc peu. rigide si la poulie motrice est montée en porte-à-faux à son extrémité, le moteur est généralement décentré et monté du côté de la cuve où se trouve la poulie réceptrice. Generally, the receiving pulley of such a machine is fixed to the shaft of the washing drum, outside the tank, the shaft passing through the wall of the tank between the drum and the pulley. The drive pulley is frequently mounted directly on the motor shaft which is parallel to the axis of the drum, the motor being fixed externally to the tank. This arrangement implies that there is sufficient space between the tub and the outer casing of the washing machine to accommodate the transmission by belt and pulleys, space taking into account that, for the damping of vibrations and oscillations, the tub is mounted or suspended by means of springs allowing it a certain sway. In addition, to avoid using a motor shaft too long, therefore little. rigid if the drive pulley is cantilevered at its end, the motor is generally off-center and mounted on the side of the tank where the receiving pulley is located.

Cette localisation du moteur oblige à équilibrer sa masse par un contrepoids fixé à la cuve, afin que le centre de gravité du bloc laveur constitué par le tambour, sa poulie, la cuve et le moteur, soit constamment dans le plan de symétrie perpendiculaire à l'axe de rotation du tambour, et cela, quel que soit le remplissage en eau de la cuve. Une telle organisation générale de machine à laver, très fréquente, est par exemple illustrée par le brevet français n0 2 218 420.This location of the engine means that its mass must be balanced by a counterweight fixed to the tank, so that the center of gravity of the washer unit constituted by the drum, its pulley, the tank and the engine, is constantly in the plane of symmetry perpendicular to the 'axis of rotation of the drum, regardless of the filling of water in the tank. Such a general organization of a washing machine, which is very frequent, is for example illustrated by French patent No. 2,218,420.

L'invention vise à modifier cet agencement, notamment pour gagner de l'espace entre la cuve et la carrosserie, et pour supprimer la masse d'équilibrage du moteur. Une machine à laver conforme à l'invention, du type décrit dans le premier alinéa ci-dessus, est caractérisée par le fait que les poulies motrice et réceptrice et la courroie sont situées à l'intérieur de la cuve et baignent au moins partiellement dans l'eau de lavage ou de rinçage. The invention aims to modify this arrangement, in particular to save space between the tank and the bodywork, and to eliminate the balancing weight of the engine. A washing machine according to the invention, of the type described in the first paragraph above, is characterized in that the driving and receiving pulleys and the belt are located inside the tank and are at least partially bathed in wash or rinse water.

La demande de brevet français n0 2 392 161 décrit une machine à laver dans laquelle la cinématique d'entrainement du tambour est partiellement localisée dans la cuve et immergée, mais il s'agit d'un entraînement à pignon et roue dentés engrenant, le pignon moteur n'étant jamais baigné par l'eau de lavage. French patent application No. 2 392 161 describes a washing machine in which the drive kinematics of the drum is partially located in the tank and submerged, but it is a gear drive and gear wheel meshing, the pinion engine never washed in washing water.

Une telle machine ne permet pas l'essorage du linge par centrifugation à grande vitesse. L'adoption d'une disposition semblable sur une machine à laver à entraînement par courroie semblait se heurter à des préjugés sur 11 existence d'obstacles techniques réels ou imaginaires à propos de l'adhérence de la courroie sur ses poulies en milieu aqueux et en présence de savons ou détergents, à propos de la résistance chimique du matériau de la courroie immergée dans un milieu acide ou alcalin, à température pouvant atteindre 950C, de sa résistance aux chocs thermiques,
Or, il apparaît qu'une courroie trapézoidale, ou à gorges multiples, ou à dents, soumise à une tension entre axes moteur et récepteur d'environ 10 daN, adhère suffisamment à ses poulies pour ne pas glisser lors du démarrage du moteur, c'est-à-dire à l'instant où le couple transmis est maximum. Il apparaît également que des matériaux à base d'élastomères tels que des néoprènes, ou à base de caoutchoucs thermoplastiques tels que polyesters ou polyurétannes, peuvent être employés pour constituer une courroie ayant une bonne stabilité de ses caractéristiques initiales de résistance à la rupture, à l'allongement, au déchirement, de son module d'élasticité, ayant une bonne résistance à la flexion, à l'abrasion et un bon coefficient de frottement, sur métaux par exemple. L'armature d'une telle courroie peut être par exemple constituée de fibres polyester ou de fibres de verre.Such a machine does not allow the spinning of laundry by centrifugation at high speed. The adoption of a similar provision on a belt-driven washing machine seemed to come up against prejudices on the existence of real or imagined technical obstacles concerning the adhesion of the belt on its pulleys in an aqueous medium and in presence of soaps or detergents, about the chemical resistance of the belt material immersed in an acid or alkaline medium, at a temperature up to 950C, its resistance to thermal shock,
However, it appears that a trapezoidal belt, or with multiple grooves, or with teeth, subjected to a tension between the motor and receiver axes of approximately 10 daN, adheres sufficiently to its pulleys so as not to slip when the engine starts, c '' ie at the moment when the transmitted torque is maximum. It also appears that materials based on elastomers such as neoprenes, or based on thermoplastic rubbers such as polyesters or polyurethanes, can be used to constitute a belt having good stability of its initial characteristics of breaking strength, the elongation, in tearing, of its modulus of elasticity, having good resistance to bending, to abrasion and a good coefficient of friction, on metals for example. The frame of such a belt can for example be made of polyester fibers or glass fibers.

Il est à remarquer d'ailleurs que dans le cas d'utilisation d'une courroie dentée, la poulie motrice, elle-même dentée, ne peut glisser dans la courroie, quel que soit le milieu dans lequel elles baignent.  It should also be noted that when using a toothed belt, the drive pulley, itself toothed, cannot slide in the belt, whatever the environment in which they are immersed.

Dans un mode de réalisation préférentiel de la machine à laver selon l'invention, la poulie motrice est montée sur l'arbre du moteur d'entraînement qui traverse la paroi de la cuve en un point situé entre le moteur et la poulie, l'arbre du moteur étant sensiblement parallèle a l'axe du tambour. A la traversée de la paroi de cuve un joint assure liétanchéité entre l'arbre moteur et cette paroi : étant donné la vitesse de rotation de l'arbre, qui peut atteindre 20 000 tours par minute, un joint du type à frottement de surfaces planes graphite sur métal ou céramique convient. In a preferred embodiment of the washing machine according to the invention, the drive pulley is mounted on the shaft of the drive motor which passes through the wall of the tank at a point between the motor and the pulley, the motor shaft being substantially parallel to the axis of the drum. At the crossing of the tank wall a seal ensures the seal between the motor shaft and this wall: given the speed of rotation of the shaft, which can reach 20,000 revolutions per minute, a seal of the friction type of flat surfaces graphite on metal or ceramic is suitable.

Afin de limiter encore ltencombrement de la poulie réceptrice, et de libérer totalement le volume interne de la cuve au profit du tambour, il est particulièrement avantageux d'implanter ladite poulie réceptrice sur la surface cylindrique du tambour. In order to further limit the size of the receiving pulley, and to completely free the internal volume of the tank for the benefit of the drum, it is particularly advantageous to install said receiving pulley on the cylindrical surface of the drum.

Cette solution présente l'avantage de rapprocher encore le plan de la courroie du plan médian du tambour, ce qui permet de fier le moteur sur la cuve en une position telle que le centre de gravité du bloc laveur soit bien situé dans ce plan médian, alors que, sur l'arbre moteur, la distance séparant le palier de sortie du moteur de la poulie montée en porte-à-faux est réduite au minimum.This solution has the advantage of bringing the plane of the belt closer to the median plane of the drum, which makes it possible to trust the motor on the tank in a position such that the center of gravity of the washer block is well located in this median plane, whereas, on the motor shaft, the distance separating the motor output bearing from the overhanging pulley is reduced to a minimum.

Pour un diamètre de tambour de l'ordre de 0,45 m, un rapport de réduction de vitesse de 1/16 sera obtenu avec un diamètre de poulie motrice d'environ 28 mm.For a drum diameter of the order of 0.45 m, a speed reduction ratio of 1/16 will be obtained with a driving pulley diameter of approximately 28 mm.

La poulie réceptrice peut être formée d'un seul tenant avec le tambour, ou peut être rapportée sur sa surface cylindrique. The receiving pulley can be formed integrally with the drum, or can be attached to its cylindrical surface.

Elle est de préférence constituée par cette surface elle-ïiieme qui reçoit donc alors directement la courroie d'entraînement. Le matériau de cette dernière est alors choisi notamment pour son coefficient de frottement sur la tôle d'acier inoxydable dont sont constituées le plus souvent les viroles de tambour de lavage. Une courroie à section présentant des gorges multiples ou à dents est particulièrement indiquée pour que ne se crée pas un film de liquide entre elle et la surface de la poulie et/ou du tambour. It is preferably made up of this surface itself, which then receives the drive belt directly. The material of the latter is then chosen in particular for its coefficient of friction on the stainless steel sheet of which the washing drum ferrules are most often made. A section belt having multiple or toothed grooves is particularly suitable so that a film of liquid is not created between it and the surface of the pulley and / or of the drum.

Un tel entraînement par courroie appliquée directement sur le tambour était déjà utilisé dans des sèches-linge, mais le transfert de cette solution a la machine à laver se heurtait aux préjugés déjà mentionnés, le tambour et sa courroie étant par définition secs dans un sèche-linge. Such a belt drive applied directly to the drum was already used in tumble dryers, but the transfer of this solution to the washing machine came up against the prejudices already mentioned, the drum and its belt being by definition dry in a dryer. laundry.

Pour assurer une meilleure adhérence de la courroie, la surface cylindrique du tambour peut être emboutie de façon à présenter au contact de la courroie des bossages coopérant avec une découpe périodique d'au moins un bord de cette courroie. Une dizaines de bossages coopérant avec la courroie, éventuellement de part et d'autre, suffisent à interdire son glissement sur le tambour. To ensure better adhesion of the belt, the cylindrical surface of the drum can be stamped so as to present in contact with the belt bosses cooperating with a periodic cutting of at least one edge of this belt. Dozens of bosses cooperating with the belt, possibly on either side, are sufficient to prevent its sliding on the drum.

Le fait que l'arbre moteur pénètre à l'intérieur de la cuve permet de monter simplement une turbine de pompe à son extré- mité, turbine destinée à tourner dans un corps de pompe aménagé dans la paroi de cuve pour la vidange de l'eau de lavage ou de rinçage. Dans ce mode de réalisation, le moteur et la pompe alignés occupent par rapport à la cuve une position basse, afin d'en assurer la vidange complète. La pompe peut etre du type centrifuge, l'eau y accédant axialement par un diaphragme centré sur la turbine. L'accès de l'eau peut être aussi réalisé par un passage ménagé dans le corps de pompe pour qu'en fin de pompage liteau résiduelle ne soit plus en contact avec la poulie motrice et la courroie, évitant à cette dernière, entre deux lessives, des séjours prolongés dans l'eau. The fact that the motor shaft penetrates inside the tank makes it possible to simply mount a pump impeller at its end, a turbine intended to rotate in a pump body arranged in the tank wall for emptying the wash or rinse water. In this embodiment, the aligned motor and pump occupy a low position relative to the tank, in order to ensure complete emptying. The pump can be of the centrifugal type, the water reaching it axially by a diaphragm centered on the turbine. Access to water can also be achieved by a passage provided in the pump body so that at the end of pumping residual batten is no longer in contact with the drive pulley and the belt, avoiding the latter, between two detergents , extended stays in the water.

La disposition de la pompe en bout d'arbre moteur implique que la turbine est mise en rotation chaque fois que le moteur fonctionne, et notamment lors du lavage du linge et lors de son essorage. Pendant le lavage, la vitesse de rotation du moteur est par exemple de 800 t/mn, le dessin de la pompe ne doit pas permettre le pompage à cette vitesse. Il en résulte tout de même une action de brassage de l'eau séjournant en fond de cuve, notamment lors de l'arrêt et de l'inversion du sens de rotation du moteur. Ce brassage permet d'améliorer la dissolution des poudres de lessives qui ont tendance à se sédimenter au fond de la cuve. The arrangement of the pump at the end of the motor shaft implies that the turbine is rotated each time the motor is running, and in particular when washing the laundry and during its spinning. During the washing, the motor rotation speed is for example 800 rpm, the pump design must not allow pumping at this speed. This still results in a stirring action of the water staying at the bottom of the tank, in particular when the engine stops and reverses the direction of rotation. This mixing improves the dissolution of washing powders which tend to settle at the bottom of the tank.

Pour vidanger la cuve, la pompe est actionnée à une vitesse proche de 2 000 t/mn, ce qui impose au tambour, pour un rapport de 1/16, une vitesse de 120 t/mn. Enfin, lors de l'essorage du linge, pour que le tambour atteigne une vitesse de 1 000 t/mn par exemple, la turbine de pompe tournera à 16 000 t/mn. To empty the tank, the pump is operated at a speed close to 2000 rpm, which requires the drum, for a ratio of 1/16, a speed of 120 rpm. Finally, during the spinning of the laundry, so that the drum reaches a speed of 1000 rpm for example, the pump impeller will rotate at 16000 rpm.

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

La figure 1 représente une coupe schématique d'une machine à laver selon l'invention. Figure 1 shows a schematic section of a washing machine according to the invention.

Les figures 2 et 3 représentent, très simplifiée, une cuve en matière plastique destinée à la machine à laver selon l'invention. Figures 2 and 3 show, very simplified, a plastic tub for the washing machine according to the invention.

La figure 4 est une coupe plus détaillée de la zone dans laquelle l'arbre moteur pénètre à l'intérieur de la cuve. Figure 4 is a more detailed section of the area into which the drive shaft enters the interior of the tank.

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 supportée par deux jambes à ressort et amortisseur 2, par rapport à une carrosserie extérieure 3 et à son socle. La cuve i 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 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 l'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 il est par ailleurs tendue sur la virole 6 du tambour de lavage. FIG. 1 is a partially exploded view, partially in section, of an example of a washing and spinning machine in accordance with the invention, in which the tank 1 intended to receive the washing or rinsing water is supported by two legs with spring and shock absorber 2, with respect to an external bodywork 3 and its base. The tank i 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 a substantially horizontal axis of rotation . 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, outside and at its part lower is mounted the electric motor 7 for driving the drum, the shaft 8 of which penetrates directly into a housing belonging to the tank, through a seal 9. Inside the tank, the drive shaft 8 carries a driving pulley 10 receiving a belt 11, toothed in the example drawn. This belt it is also stretched over the ferrule 6 of the washing drum.

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 drive shaft 8 is mounted the turbine 12 of a pump 13 whose body 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 d water drain from the washing machine.

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 comme le montrent les figures 2 et 3 d'un corps principal 14 sensiblement cylindrique, fermé par un couvercle 15. Le corps et le couvercle sont reliés par des agrafes élastiques 16 et compriment entre eux un joint d'étanchéité 17. The tank 1 as well as the housing receiving the shaft 8 can be made of injected synthetic material, for example of lightened polypropylene or loaded with fibers. This solution makes it very easy to obtain in one piece the various elements of the tank, which can be made up as shown in FIGS. 2 and 3 of a substantially cylindrical main body 14, closed by a cover 15. The body and the cover are connected by elastic clips 16 and compress between them a seal 17.

La figure 4 est un schéma de détail de la partie de cuve recevant l'arbre moteur 8. Ce dessin montre notamment le montage de la carcasse du moteur 18 dans un logement de la cuve par l'intermédiaire d'un anneau élastique 19 d'étanchéité et d'isolation vibratoire. Entre la carcasse du moteur et l'arbre, l'étanchéité est obtenue par un joint à surfaces annulaires planes en rotation relative.  FIG. 4 is a detailed diagram of the part of the tank receiving the motor shaft 8. This drawing shows in particular the mounting of the carcass of the motor 18 in a housing of the tank by means of an elastic ring 19 of sealing and vibration isolation. Between the motor casing and the shaft, the seal is obtained by a seal with planar annular surfaces in relative rotation.

Claims (6)

REVENDICATIONS:CLAIMS: 1. Machine à laver et à essorer le linge comportant une cuve destinée à recevoir l'eau de lavage ou de rinçage, à l'inté- rieur de laquelle peut tourner un tambour à linge d'axe sensiblement horizontal supporté par au moins un arbre monté dans un palier logé dans la paroi de cuve, un moteur électrique fixé à la cuve entraînant le tambour par l'intermédiaire d'une courroie tendue entre une poulie motrice et une poulie réceptrice solidaire du tambour, la cuve étant disposée dans une carrosserie à laquelle elle est liée par une suspension élastique amortie, caractérisée par le fait que les poulies motrice et réceptrice et la courroie sont situées à l'intérieur de la cuve et baignent au moins partiellement dans l'eau de lavage ou de rinçage.1. Washing and spinning machine comprising a tub intended to receive the washing or rinsing water, inside which can rotate a washing drum of substantially horizontal axis supported by at least one shaft mounted in a bearing housed in the tank wall, an electric motor fixed to the tank driving the drum by means of a belt tensioned between a driving pulley and a receiving pulley secured to the drum, the tank being arranged in a bodywork with which it is linked by a damped elastic suspension, characterized in that the driving and receiving pulleys and the belt are located inside the tank and are at least partially immersed in the washing or rinsing water. 2. Machine à laver selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la poulie motrice est montée sur l'arbre du moteur d'entraînement qui traverse la paroi de la cuve en un point situé entre le moteur et la poulie, l'arbre du moteur étant sensiblement parallèle à l'axe du tambour.2. Washing machine according to claim 1, characterized in that the drive pulley is mounted on the shaft of the drive motor which passes through the wall of the tank at a point between the motor and the pulley, the shaft of the motor being substantially parallel to the axis of the drum. 3. Machine à laver selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la poulie réceptrice est implantée sur la surface cylindrique du tambour.3. Washing machine according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the receiving pulley is located on the cylindrical surface of the drum. 4. Machine à laver selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la surface cylindrique du tambour reçoit directement la courroie d'entraînement, constituant elle-même la poulie réceptrice. 4. Washing machine according to claim 3, characterized in that the cylindrical surface of the drum directly receives the drive belt, itself constituting the receiving pulley. 5. Machine à laver selon la revendication 4, caractérisée par le fait que, sur la surface cylindrique du tambour, des bossages coopèrent avec une découpe périodique d'au moins un bord de la courroie.5. Washing machine according to claim 4, characterized in that, on the cylindrical surface of the drum, bosses cooperate with a periodic cutting of at least one edge of the belt. 6. Machine à laver selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que l'arbre du moteur d'entraînement pénètre dans la cuve en sa partie la plus basse et y reçoit une turbine de pompe destinée à tourner dans un corps de pompe aménagé dans la paroi de cuve, pour la vidange de l'eau de lavage ou de rinçage. 6. Washing machine according to any one of claims 2 to 5, characterized in that the drive motor shaft enters the tank at its lowest part and receives there a pump impeller intended to rotate in a pump body fitted in the tank wall, for draining the washing or rinsing water.