Brevet FR2007271A1 — publié le 19700102

La présente invention se rapporte à un robinet mélangeur mécanique. Le principal problème qui se pose pour le mélange d'eau froide et chaude est de commander les arrivées et le départ de l'eau 5 mélangée sans utiliser aucun ressort et indépendamment de la pression dans les conduits d'amenée d'eau. On connaît déjà un robinet dans lequel un organe présente des clapets hémisphérique commandant des conduits d'arrivée et de sortie d'eau, cet organe pouvant basculer par l'intermédiaire d'un 10 doigt solidaire d'une manette articulée dans le corps du robinet, et coopérant avec une cuvette ménagée dans cet organe. Le principal défaut de cette construction réside dans le fait que l'organe portant les clapets est en contact presque tangentiel avec l'extrémité du doigt de la manette. De ce fait, le positionnement de 15 l'organe n'est pas toujours donné avec suffisamment de précision surtout latéralement et le fonctionnement n'est pat •"toujours correct. La présente invention a pour objet un robinet mélangeur mécanique, comportant une manette de manoeuvre articulée par une rotu-20 le au corps du robinet et un organe commandé par cette manette et portant quatre clapets à tête sphérique disposés symétriquement par rapport au centre de l'organe, au moins trois de ces clapets commandant chacun un siège élastique appartenant à un conduit de circulation d'eau, ces conduits servant respectivement à l'arrivée 25 d'eau chaude, à l'arrivée d'eau froide et à au moins un départ d'eau provenant de ces arrivées, les sièges étant symétriques entre eux et par rapport à l'axe du robinet. Ce robinet mé&igeur est caractérisé en ce que ledit organe est sphérique et est emboîté dans une calotte hémisphérique, de la 30 rotule, les surfaces de contact entre ledit organe et la calotte étant concentriques, et de même rayon, le centre de ces surfaces de contact étant distinct du centre de rotation de la rotule dans le corps du robinet, la droite reliant ces deux centres se confondant avec l'axe du robinet en définissant une position de fermetu-35 re obligée de tous les sièges par les clapets, l'angle de déplacement de cette manette par rapport à l'axe du robinet étant au moins contenu dans une surface de butée limitée autour de cet axe 69 12618 2 2007271 par 11 intersection de la surface sphérique engendrée par la rota-• tion du centre desdites surfaces de contact autour du centre d'au moins un clapet de sortie d'eau, avec la.surface sphérique engendrée par ledit centre des surfaces de contact tournant autour du 5 centre de la rotule, et par 11 intersection de ladite surface sphérique centrée sur la rotule avec, des cercles engendrés chacun par la rotation du centre desdites surfaces de contact, constituant le sommet de chacun des triangles isocèles dont la base relie le centre d'au moins un des clapets de sortie d'eau respectivement avec 10 le centre de chacun des deux clapets d'arrivée d'eau, ce sommet I tournant respectivement autour de la base de chacun de ces triangles isocèles. Le dessin annexé -représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante d'un robinet mélangeur selon la pré-15 sente invention. La figure 1 est une vue partiellement en coupe axiale, en position fermée de la première, forme d'exécution. La figure 2 est une vu^ selon A-A de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la figure 4. 20 La figure 4 est une vue de dessus de la figure 3* Les figures 5 et 6 sont des schémas explicatifs. La figure 7 est une vue de dessus d'une variante. Le robinet mélangeur mécanique représenté aux figures 1 à 4 comporte un corps 10 présentant quatre conduits de circulation 25 d'eau, 11, 12, 13, 14, servant respectivement à l'arrivée d'eau chaude, à l'arrivée d'eau froide (fig. 1), au départ de l'eau mélangée au bain et au départ à la douche (fig. 3)» Ces quatre conduits débouchent dans une chambre de mélange 15, par quatre sièges disposés symétriquement par rapport à l'axe 16 du robinet. 30 Pour commander sélectivement le passage de l'eau.à travers ces sièges, il est prévu dans la chambre 15 une sphère 17 portant, fixés sur elle, quatre clapets à tête sphérique. lia, 12a, 13a et 14a, disposés symétriquement par rapport au centre de la sphère et prévus pour coopérer respectivement avec quatre sièges élastiques, 35 constitués par des joints d'étanchéité compressibles 18 placés dans des logements entourant chaque arrivée des conduits 11, 12, 13, 14 dans la chambre 15. 69 12618 3 2007271 / La chambre 15 est fermée par un chapeau 19 fixé au corps 10 au moyen d'un écrou 24» Une manette 20 à rotule 21 sert à commander îe fonctionnement du robinet. Des joints 22 et 23 disposés respectivement entre le chapeau 19 et le corps 10 et entre la ro-5 tule 21 et le chapeau 19, assurent l'étanchéité entre ces organes. La rotule 21 est disposée dans la chambre 15 et la manette 20 passe à travers une ouverture centrale 25 du chapeau. La rotule présente un évidement sphérique 26 de même rayon que la sphère 17 logée dans cet évidement, ce dernier étant décentré par rapport à 10 la surface extérieure de la rotule 21. Les tuyaux d'amenée d'eau chaude et d'eau froide se vissent sur les parties filetées 28, 29 respectivement, du corps 10. Les tuyaux allant du robinet au bain et à la douche se fixent respectivement aux parties 30, 31, du corps 10 (figs. 2 à 4). 15 Le bord de l'ouverture 25 du chapeau 19 forme une courbure présentant deux branches symétriques qui, dans cet exemple, ont chacune sensiblement la forme d'un carré ouvert à un de ses angles et relié aux côtés de l'ouverture du carré formé par la branche symétrique (figs. 2 et 4). La forme de cette ouverture 25 sera 20 plus complètement décrite par la suite. La géométrie ainsi que le fonctionnement du robinet mélangeur mécanique vont maintenant être décrits en se référant aux figures 5 et 6. On a indiqué en 32 le centre de la rotule 21, en 33 le centre 25 du clapet sphérique 13a, en 34 le centre du clapet sphérique 14a, et en 35 le centre de la sphère 17 et de l'évidement 26, lorsque les clapets sont en position fermée. Tout déplacement de la manette 20 autour de l'axe de la rotule 32 provoque un déplacement du centre 35 de la sphère 17 sur une surface sphérique'dont le rayon 30 est égal à la distance entre les centres 32 et 35, -tant que cette sphère 17 s'appuie sur un ou deux clapets simultanément. Si on considère le schéma de la figure 5, où la sphère s'appuie sur le clapet 13a, on remarque que le centre 35 de la-sphère 17 peut décrire une surface sphérique 36 autour du centre 32 dé la rotule 35 21. Théoriquement, ce centre peut décrire une seconde surface sphérique 37 centrée sur le centre 33 du clapet 13a. L'intersection des surfaces 36 et 37 définit la limite du déplacement de la 69 12618 4 2007271 manette 20 et par conséquent permet de définir la forme de l'ouverture 25 à travers le chapeau 19, les bords de l'ouverture 25 constituant une butée de limitation du mouvement de la manette 20. La position de basculement représentée en figure 5 correspond à la 5 partie 25a de l'ouverture, fil réalité, 1« centre 35 de la sphère 17 se déplace selon la surface 36 et ne rencontre la surface 37 qu'à son intersection avec la surface 36. La zone hachurée correspond à la compression du siège élastique constitué par le joint compressible 18. Il est en effet nécessaire de limiter le dépla-10 cernent de la manette 20 à l'intersection des surfaces 36 et 37 sinon le clapet 13a se décollerait de son siège 18 sous la pression de l'eau contenue dans la chambre 15 et l'eau pourrait s'écouler à la fois par la sortie bain et la sortie douche. On doit encore remarquer que chaque siège 11, 12, 13, 14 est 15 ménagé dans une surface normale à la ligne 38 reliant le centre 32 de la rotule 21 et le centre de chacun des clapets en position de fermeture et que chaque conduit est coaxial à la ligne 38 passant par son clapet respectif. 1 Le schéma de la figure 6 représente le basculement de la 20 sphère 17 sur deux clapets, un clapet de sortie 13a ou 14a et un clapet d'arrivée lia ou 12a. La surface sphérique 36 est coupée par un cercle 39 décrit par la rotation du centre 35* situé au sommet d'un triangle isocèle dont la base est la droite reliant le centre des deux clapets sphériques sur lesquels bascule la sphère 25 17, autour de la base de ce triangle isocèle. L'intersection du cercle 39 avec la sphère J>6 définit la limite du déplacement angulaire de la manette 20 autour du centre 32 de la rotule. Cette limite est constituée par l'une des parties 25b de l'ouverture 25. Deux parties rentrantes 25c de l'ouverture 25 obligent la manette 30 à passer par la position de fermeture obligée de tous les sièges entre la partie d'écoulement de la douche et celle du bain. En se référant à la figure 2, on voit que le fonctionnement du robinet est le suivant : en faisant basculer la manette 20 dans la partie inférieure de l'ouverture 25, on commande l'écoule-35 ment de la sortie bain 13. Lorsque la manette appuie contre la face 25a de la partie inférieure de l'ouverture 25, la sphère se trouve dans la position de la figure 5, le siège du conduit 14 .69 12618 5 200727 î étant fermé et les sièges des conduits 11 et 12 étant également ouverts, un mélange égal d'eau chaude et froide sort par le conduit 13. En faisant ensuite basculer la manette 20 vers la droite, de la partie 25a vers la partie 25b, on diminue progressivement 5 l'arrivée d'eau chaude par le siège 11 en augmentant l'arrivée d'eau froide par le siège 12, jusqu'à l'arrêt complet de l'eau chaude lorsque la manette 20 est en 25b dans la position représentée en figure 6. En ramenant ensuite la manette 20 radialement au centre, on ferme progressivement les sièges 11 et 13. En fai-10 sant passer la manette dans la partie supérieure de l'ouverture 25, on commande l'écoulement de la sortie douche 14 et le réglage des arrivées 11 et 12 est obtenu comme décrit pour l'écoulement bain. La figure J représente line variante d'ouverture 45 ménagée 15 dans le chapeau 19 et destinée à un robinet muni d'une seule sortie 13 d'eau. Dans ce cas, la sphère 17 ou l'organe 42 seront également munis de quatre clapets lia, 12a, 13a et 14a, mais le siège 14 du clapet 14a sera borgne, mais également muni d'un joint élastique 18 afin de permettre la manoeuvre de la manette 20 dans 20 les zonescte compression hachurées des figures 5 et 6 entre la surface sphérique -36 et la surface sphérique 3f -respectivement--le- - -cercle 39. On remarquera que l'écrou 24 permet un rattrapage de jeu en cas de besoin. 25 La présente invention n'est pas limitée à l'exemple particu lier décrit, elle embrasse au contraire toutes les variantes. 69 12618 6 2007271 REVENDICATIONS 1. Robinet mélangeur mécanique, comportant une manette de manoeuvre articulée par une rotule au corps du robinet et un organe commandé par cette manette et portant quatre clapets à tête sphé- 5 rique disposés symétriquement.par rapport au centre de l'organe, au moins trois de ces clapets commandant chacun -un siège élastique appartenant à un conduit de circulation d'eau, ces conduits servant respectivement à l'arrivée d'eau chaude, à l'arrivée d'eau froide et à au.moins un départ d'eau provenant de ces arrivées, 10 les sièges étant symétriques entre eux et par rapport à l'axe du robinet, caractérisé en ce que ledit organe est sphérique et est emboîté dans une calotte hémisphérique de la rotule, les surfaces de contact entre ledit organe et "la calotte étant concentriques et de même rayon, le centre de ces surfaces de contact étant distinct 15 du centre de rotation de la rotule dans le corps du robinet, la droite reliant ces deux centres se confondant avec l'axe du robinet en définissant une position de fermeture obligée de tous les sièges par lesjclapets, l'angle de déplacement de cette manette par rapport à l'axe du robinet étant au moins contenu dans une surface 20 de butée limitée autour de cet axe par l'intersection de la surface sphérique engendrée par la rotation du centre desdites surfaces de contact autour du centre d'au moins un clapet de sortie d'eau, avec la surface sphérique engendrée par ledit centre des surfaces de contact tournant autour du centre de la rotule, et par l'inter-25 section de ladite surface sphérique centrée sur la rotule avec des cercles engendrés chacun par la rotation du centre desdites sur- faces de contact, constituant le-sommet de etiacrm des "triangles isocèles dont la base relie le centre d'au moins un des clapets de sortie d'eau respectivement avec le centre de chacun des deux cla-350 pets d'arrivée d'eau, ce sommet tournant respectivement autour de la base de chacun de ces triangles isocèles. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des sièges élastiques débouche dans la chambre de mélange du robinet dans une surface normale à une droite reliant le centre 35 de la rotule et le centre de la surface sphérique du clapet lorsque celui-ci ferme son siège respectif. . 3. Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de chaque conduit aboutissant à son siège respectif est coaxiale à ladite droite perpendiculaire à la surface, d'arrivée 40 de ce conduit dans la chambre de.mélange du robinet;