Brevet FR2241736A1 — publié le 19750321

La présente invention se rapporte à un robinet mélangeur destiné à fournir des combinaisons d'alimentations d'eau chaude et d'eau froide, comprenant un corps de robinet dans lequel est formée une chambre cylindrique comportant des entrées disposées latéralement pour les alimentations respectives et au moins une sortie pour ces alimentations ou un mélange de celles-ci, et un ensemble d'obturation complémentaire dans la chambre, destiné à coopérer avec les entrées ou avec les entrées et la sortie de façcn à sélectionner ou mélanger lesdites alimentations et à modifier leur volume. Selon l'invention, un robinet mélangeur du type précité est caractérisé en ce que des bagues d'étanchéité sont supportées dans 11 ensemble d'obturation et sont en contact glissant avec la surface cylindrique de la chambre, et viennent en correspondance exacte avec les entrées respectives lorsqu'on fait passer Ensemble d'obturation dans une position fermée, lesdites bagues dtétanchéité étant respectivement logées, en position relative de glissement et d'étan- chéité, dans des creux complémentaires disposés latéralement formés dans ensemble d'obturation et qui, dans la position fermée du robinet, obturent les entrées respectives, chaque bague d'étanchéité étant, dans ladite position fermée, poussée radialement contre une paroi de délimitation du creux qui lui est associé, et axialement contre la surface cylindrique de la chambre, par la pression de l'eau. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure 1 est une coupe longitudinale d'une partie d'un premier mode d'exécution d'un robinet mélangeur selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe longitudinale d'un second mode d'exécution d'un robinet mélangeur selon l'invention, les figures 4 et 5 sont des coupes, respectivement suivant les lignes IV-IV et V-V de la figure 3; la figure 6 est une coupe longitudinale d'un troisième mode d'exécution d'un robinet mélangeur selon l1in- invention; les figures 7, 8 et 9 sont des coupes, respectivement suivant les lignes Vil-Vil, VIII-VIII et IX-IX de la figure 6;; la figure 10 est une coupe longitudinale d'une partie d'un quatrième mode d'exécution d'un robinet mélangeur selon 1' invention; les figures Il et 12 sont des coupes, respectivement suivant les lignes XI-XI et XI1-XII de la figure 10. les figures 1 et 2 représentent un robinet mélangeur comprenant un corps de soupape 1 dans lequel est formée une chambre de robinet cylindrique 2 comportant des orifices d'entrée 3, 4 et un orifice de sortie 15, débouchant tous de la surface cylindrique 5 de la chambre 2. Un obturateur est monté de façon à etre rotatif et à effectuer des mouvements de va-et-vient dans la chambre 2; il se présente sous la forme d'un piston 6 comportant deux trous borgnes ou creux 10, 11 disposés radialement, diamétralement opposées, débouchant dans sa surface cylindrique 7, dans lesquels s'embottent des bagues d'étanchéité 8, 9 de forme tubulaire. Chaque bague d'étanchéité 8, 9 est montée de façon glissante et étanche dans le creux 10, ll qui lui est associé, et elle glisse au contact de la surface cylindrique 5 de la chambre 2, du fait qu'elle est comprimée lon eitudinalement entre ltextrémité de fond du creux et la surface cylindrique de la chambre.En outre, l'extrémité intérieure de chacun des creux 10, ll a une forme conique, de sorte que de l'eau sous pression peut accéder à la face terminale intérieure de chacune des bagues d'étanchéité 8, 9. Lorsque les bagues d'étanchéité 8, 9 sont en correspondance exacte avec les entrées respectives 3, 4, comme le montre la figure 2, de l'eau sous pression agit sur les faces terminales intérieures des bagues d'étanchéité 8, 9, pour appuyer davantage leurs extrémités extérieures contre la surface cylindrique 5 de la chambre 2, et elle agit également radialement pour pousser les bagues d'étanchéité contre les parois de délimitation des creux 10, il de façon à couper le robinet. Selon une variante, on peut disposer des ressorts (non représentés) dans les creux 10, 11, pour pousser les bagues d'étanchéité 8, 9, contre la surface cylindrique de la chambre 2, et selon une autre variante, les creux peuvent astre des rainures annulaires. Le piston 6 est évidé de façon à présenter deux passages longitudinaux 13, 14 pouvant communiquer, à l'une de leurs extrémités, avec les orifices d'entrée 3, 4 et, à leur autre extrémité, avec l'orifice de sortie 15. Un chapeau 17 est vissé sur le corps de soupape 1 , il ferme la chambre 2 et il constitue une butée de limitation pour le piston 6 dans un sens, le mouvement axial du piston étant limité dans l'autre sens par la paroi terminale inférieure 28 de la chambre 2. Des joints toriques 31 disposés dans des rainures circonférentielles complémentaires pratiquées dans le piston 6 sont placés au voisinage des extrémités respectives du piston, et ils-ont pour rôle d'empAecher les fuites vers l'at mosphire et d'équilibrer le piston hydrauliquement dans toutes les positions. Le piston 6 comporte une tige 19 qui traverse le chapeau 17 pour permettre la fixation d'une manette 22, la tige 19 et la manette 22 comportant des cannelures complémentaires accouplées 21. A son extrémité opposée à la paroi terminale 28, la chambre 2 communique avec l'at oosphère par un anneau 33,- et un orifice d'évent 32 traverse la paroi 28. Une cheville de butée 24 est fixée dans le corps de soupape 1 de façon qu'elle pénetre radialement dans la chambre 2. Un creux partiellement circonférentiel 25 formé dans la surface 7 du piston 6 à son extrémité disposée au voisinage de la paroi 28 de la chambre coopère avec la cheville 24 pour limiter la rotation du piston à un intervalle compris entre deux positions séparées angulairement correspondant respectivement à la position de "coupure" et à la position eau chaude" du robinet. La paroi terminale 28 du corps de robinet I est bridée, la bride comportant des trous 29 destinés à recevoir des vis (non représentées) de fixation du robinet à une paroi (représentée par une ligne en traits mixtes sur la figure 1). L'orifice de sortie 15 communique avec un tuyau de décharge 26 réalisé pour recevoir une pomme de douche 30. Le robinet est représenté en position fermée, et on peut l'ouvrir en faisant tourner la manette 22 dans le sens dextrorsum sur la figure 2 de façon que de liteau froide coule d'abord du tuyau 26 en passant par l'orifice d'entrée 3, le passage 13 et orifice sortie 15. En continuant à faire tourner la manette 22 dans le mAeme sens, on permet à de l'eau chaude de pénétrer dans le corps de robinet 2 par l'orifice d'entrée 4.et le.passage 14, de sorte que de l'eau mélangée coule du tuyau 26. En continuant à faire tourner la poignée 22 dans le même sens, on ferme la communication entre orifice d'entrée 3 et le passage 13, de sorte qutil ne. coule que de liteau chaude du tuyau 26.On peut faire varier le volume de décharge (c'est-à-dire le réduire) en déplaçant la poignée axialement vers 11 extérieur. Pour fermer le robinet, on enfonce la manette 22, puis on la fait tourner pour 11 amener en position fermée, ou bien on la fait d'abord tourner pour l'amener dans la position angulaire correspondante, puis on l'enfonce. L'un des principaux avantages du robinet représenté sur les figures 1 et 2 consiste en ce qu'il est impossible à un opérateur d'ouvrir le robinet et d'obtenir immédiatement de l'eau chaude branlante, et en pratique, on peut, au moins en ce qui concerne un robinet de douche, disposer la cheville d'arrêt 24 et le creux. 25 pratiqué dans le piston 6 de façon à limiter la température de l'eau déchargée. Les figures 3 à 5 représentent un second mode dexScu- tion de l'invention, semblable, à certains égards, au robinet représenté sur les figures 1 et 2, mais en différant à certains autres égards. On ne décrira à présent que ces différences et des élments semblables sont désignés par des références semblables. Le robinet des figures 3 à 5 consiste en un corps de robinet en forme de manchon 1, dont l'intérieur constit une chambre 2 à deux orifices d'entrée 3;4 ct à deux orifices de sortie 15, 16 qui sont espacés longitudinalement des orifices d'entrée. Un obturateur réalisé sous la forme d'un piston 6 est monté rotatif et de façon à effectuer des mouvements de. va- et-vient dans la chambre 2 et, comme sur les figures l et 2, il porte des bagues d'étanchéité 8, 9 qui, dans la position de fermeture du robinet (représentée), sont en correspondance exacte avec les orifices d'entrée 4,3, respectivement, pour fermer le robinet. Dans ce mode d'exécution cependant, pour ouvrir en tièrement le robinet, on déplace d'abord le piston 6 axia lement vers l'intérieur puis on le fait tourner, ou vice versa, ce qui est l'inverse de l'actionnement du piston 6 du robinet représenté sur les figures 1 et 2. Le piston 6 comporte une portion en creux 41 qui coopère, lors du dé placement axial vers 11 intérieur du piston, avec lTun ou chacun des deux orifices d'entrée 3, 4, puis l'on peut faire tourner le piston 6 pour choisir ou mélanger l'eau chaude et lteau froide à un débit de décharge déterminé par le po sitionnement axial du piston Le piston 6 comporte à son extrémité extérieure une tige li qui traverse un porte-joints 20 pour permettre la fixation-d'une manette (non représentée). Le porte- Joints 20 est centré dans la chambre 2 et il comporte des joints to riques intérieur et extérieur, respectivement 23 et 24, qui isolent hermétiquement la chambre 2 et la tige l9 de l'at- mosphère. Un anneau de retenue ou "circlip" 40 disposé axia lement à l'extérieur du porte-joints 20 maintient le porte joints axialement en position. Une cheville 24 fixée dans le manchon 1 coopère avec la portion en creux 41 pour limiter la rotation du piston à un intervalle compris entre deux positions angulaire ment écartées, et ltextrémité axialement intérieure du pis ton 6 comporte une fente 42 pratiquée dans sa surface cy lindrique pour permettre à ladite extrémité axialement in térieure de franchir la cheville 24 > lorsqu'on monte le pis ton dans la chambre 2. Dans ce mode d'exécution, le piston 6 est n déséqui libre hydraulique, du fait que l'aire de la section trans versale de ltextrémité axialement intérieure du piston est supérieure à l'aire de la section transversale de la sur face annulaire 44 à l'extrémité axialement extérieure du piston . En-fait, la différence entre ces aires est équi valente à l'aire de la section transversale de la tige 19 et en maintenant le diamètre de la tige 19 à une faible va leur(typiquement de l'ordre de 6 =m) , un tel agencement est parfaitement praticable, du fait que la force de déséquilibrage est contrebalancée par le frottement statique des joints et g n'agit pas, bien entendu, lorsque le robinet est fermé. L'agencement est moins compliQué et, par conséquent, moins coûteux que, par exemple dans le cas d'un agencement équilibré du type représenté à titre d'exemple sur les figures 1 et 2. On peut insérer le corps de robinet ou manchon 1 dans un corps de robinet comportant des passages d'entrée et de sortie complémentaires, et les deux orifices de sortie 15, 16 peuvent aboutir, par exemple à un ajutage de baignoire et à une pomme de douche, respectivement. Les figures 6 à 9 représentent un troisième mode d'exécution de l'invention. Comme dans les modes d'exécution pré cédents,-le -le robinet comprend un obturateur 6 que l'on fait tourner au moyen dtune manette (non représentée) pour ouvrir le robinet et régler la température de I'écoulement, et qui comporte des bagues d'étanchéité tubulaires 8, 9 qui coupent le robinet lorsqu'elles viennent au niveau des orifices d'entrée 3 > 4 disposés latéralement. L'obturateur 6 comporte deux: passages 13, 14 pour les courants dteau chaude et d'eau froide respectifs qui communiquent, à l'une de leurs extrémités, avec les orifices d'entrée 3, 4 et, à leur autre extrémité, avec un orifice de sortie 15 disposé latéralement, éloigné axialement des orifices d'entrée 3 > 4. Les passages 13, 14 sont représentés à des degrés de chevauchement égaux avec les orifices d'entrée 3 > 4, de sorte que, dans cette position angulaire de l'obturateur 6, le robinet fournit des quantités égales d'eau chaude et d'eau froide (c'est-à-dire de l'eau tiede), Si lton suppose des pressions d'entrée égales des alimentations d'eau chaude et d'eau froide. Un second obturateur ou étrangleur 34 est rotatif dans la chambre 2; il comprend un manchon cylindrique 35 comportant une tige 36 entourant coaxialement la tige 19 de l'obturateur 6. Le manchon 35 est ajusté à frottement doux dans la chambre 2 et il comporte une ouverture 37 qui coo- père, lors de la rotation de l'obturateur, avec l'orifice de sortie 15 pour modifier le débit d'eau qui le traverse. Les tiges 19 et 36 sont séparées de façon étanche par un joint torique 38 et elles traversent un chapeau 17 vissé sur l'une des extrémités du corps de soupape 1 pour assurer respectivement la liaison avec deux manettes de manoeuvre (non représentées) disposées coaxialement. Des joints toriques 39 sont interposés entre le manchon 35 et la chambre 2 respectivement, pour empêcher l'eau de fuir de l'extrémité 'supérieure du robinet à l'atmosphère, et pour empêcher liteau de contourner ltouverture 37 pratiquée dans le manchon 35. En cours de fonctionnement, on sélectionne ou l'on mélange l'eau chaude et l'eau froide en faisant tourner l'obturateur 6, et l'on règle le volume de décharge en faisant tourner l'étrangleur 34. Ainsi, on peut faire varier la température de la décharge sans modifier notablement la quantité d'eau totale qui s' écoule et, inversement, -on peut faire varier la quantité d'eau totale qui s'écoule sans modifier notablement sa température. On peut actionner chacune des manettes de commande sans toucher au réglage de l'autre. Lorsqu'on fait tourner l'obturatetir 6, l'étrangleur 34 ne tourne pas, du fait que les grands joints toriques 39 présentent un degré de frottement beaucoup plus élevé que le petit joint torique 38. Inversement, lorsqu'on fait tourner l'étrangleur 34, ltobtu- rateur 6 est maintenu fixe par les joints tubulaires 8, 9. La course angulaire de l'obturateur 6 est limitée à un intervalle compris entre deux positions séparées angulairement correspondant à la position de "fermeture" et à la position "eau chaude", par la coopération d'un creux en forme d'arc de cercle 24 pratiqué dans la surface de ltob- turateur 6 et d'une cheville radiale 24 fixée dans le corps de robinet l et faisant saillie dans la chambre 2. On peut prévoir également d'autres agencements, par exemple on pourrait agencer l'étrangleur 34 de façon qu'il soit mobile axialement et qu'il comporte une jupe semblable au manchon 35 destinée à recouvrir et à découvrir l'orifice de sortie 15. On pourrait relier entre elles les deux tiges 19, 36'au moyen de cannelures coulissantes et les actionner au moyen d'une seule manette mobile dans les deux sens, de façon qu'elle déplace l'étrangleur axialement lors d'un déplacement axial et fasse tourner l'obturateur 6 lors d'un mouvement de rotation. Un quatrième mode d'exécution du robinet selon l'in vention, représenté sur les figures 10 à 12, est semblable au robinet représenté sur les figures 6 à 9, dans la mesure où il comprend deux obturateurs 6, 34 pouvant tourner lndéendamment. Cependant, dans ce mode d'exécution, 11 obturateur 6 de premier étage comprenant les joints tubulaires 8, 9 règle le volume de décharge et effectue la coupure, tandis que la température est réglée par l'obturateur 34 du second étage, ce qui est l'inverse de 11 agencement repré- senté sur les figures 6 à 9. En faisant tourner 1 obturateur 6 du premier étage de la position fermée représentée sur les figures 10 à 12, on permet à de l'eau chaude et à de l'eau froide de couler respectivement dans deux chambres latérales 13, 14 (voir figure 12), d'où les deux courants d'eau non mélangés coulent respectivement vers deux orifices 37, 37a formés dans l'extrémité inférieure de l'obturateur 6 du premier étage. L'obturateur 6 du premier étage comporte un alésage 6a formé dans son extrémité inférieure, dans lequel débouchent les orifices 37, 37a, et l'obturateur 34 du second étage comprend une portion semi-ciculaire 35 qui coopère avec l'alésage 6a pour obturer les orifices 37, 37a dans des proportions inverses égales lors de la rotation de l'obturateur 34. L'obturateur 34 du second étage comprend également une tige 36 qui traverse coaxialement 11 obturateur 6 pour parvenir à l'extérieur du robinet, afin de permettre la fixation d'une manette (non représentée), et l'obturateur 6 du premier étage comporte également une tige 19 partant du robinet sur.lequel est fixée une seconde manette (non représentée), dans une position coaxiale par rapport à la pre mièvre manette.Les deux obturateurs 6, 34 sont séparés de façon étanche par un joint torique 38 , et ils sont. fixés ensemble par un "circlip" 45, En cours de fonctionnement, si l'on suppose que l'on fait tourner 1' obturateur 6 du premier étage de 1800 à par tir de la position de fermeture représentée sur les figures 10 à 12, de l'eau chaude et de l'eau froide s'écoule en quantités égales dans des chambres 13, 14 et de celles-ci en quantités égales par chaque orifice 37, 37a, de sorte que le robinet fournit des quantités égales d'eau chaude et d'eau froide (c'est-à-dire.de l'eau tiède), l'obturateur 34 du second étage restant, bien entendu, dans la position représentée. En faisant tourner l'obturateur 34 de 90t dans le sens dextrorsum ou dans le sens sinistrorsum à partir de la position relative représentée sur la figure 2, on modifie la température de la décharge en la rendant entièrement chaude ou entièrement froide, selon le mode de montage du robinet, mais le volume total de la décharge ne change pratiquement pas. Corrélativement, si l'on fait alors tourner ltobtu- rateur 6, on modifie le volume de l'eau déchargée, sans pratiquement modifier la température, et l'on peut fermer le robinet en faisant tourner l'obturateur 6 pour l'amener dans la position de fermeture complète représentée sur les figures 10 à 12. Il y a lieu d'observer que, du fait de l'équilibre du frottement des joints, lorsqu'on fait tourner l'obturateur 6 du premier étage l'obturateur tourne avec lui et, inversement, lorsque l'on fait tourner l'obturateur 34, du second étage l'obturateur du premier étage reste fixe. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. Par exemple, comme dans les robinets connus, les obturateurs pourraient eomprendre deux éléments, l'un étant mobile axialement et l'autre rotatif ou mobile en rotation et axialement, et ces obturateurs pourraient être commandés par une seule manette mobile dans les deux sens ou par deux manettes disposées concentriquement. De plus, les joints tubulaires pourraient être légèrement ellipsoidx ou ovoidaux, ou d'une autre forme non ciculaire, de façon à les empêcher de tourner autour de leurs axes. REVENDICATIONS 1.- Robinet mélangeur destiné à fournir des combinaisons d'alimentation d'eau chaude et d'eau froide, comprenant un corps de robinet dans lequel est formée une chambre cylindrique comportant des entrées disposées latéralement pour les alimentations respectives et au moins une sortie pour lesdites alimentation ou un mélange de celles-ci, et un ensemble d'obturation complémentaire dans la chambre, destiné à coopérer avec les entrées ou avec les entrées et la sortie, caractérisé en ce que ledit ensemble d'obturation est mobile selon deux modes différents, respectivement de façon à sélectionner ou mélanger lesdites alimentations et à modifier leur volume, et en ce que des bagues d'étanchéité sont supportées sur l'ensemble a'obturation et glissent au contact de la surface cylindrique de la chambre, et entrent en correspondance exacte avec les entrées respectives lorsque l'ensemble d'obturation passe dans une position fermée, ces bagues d'étanchéité étant respectivement logées, en position de glissement et d'étanchéité, dans des creux latéraux complémentaires formés dans l'ensemble d'obturation et qui bouchent en position de fermeture du robinet, les entrées respectives, chaque bague d'étanchéité étant, dans la position fermée, appuyées radialement contre une paroi de délimitation du creux qui lui est associé, et axialement contre la surface cylindrique de la chambre, par la pression de 11 eau. 2.- Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'obturation comprend un piston unique déplacé par des moyens de commande selon un mode rotatif, de façon à sélectionner ou mélanger lesdites alimenta- tion d'eau chaude et d'eau froideS et selon un mode axial de façon à régler leur volume. 3.- Robinet mélangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent une manette unique mobile dans deux sens correspondant respectivement au mouvement de rotation et au mouvement axial du piston 4.- Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble d'obturation comprend deux obturateurs rotatifs l'un par rapport à l'autre disposés coaxialement, dont l'un porte les bagues d'étanchéité et coopère avec les entrées pour fermer le robinet, et l'autre modifie subséquemment le débit dans le sens du volume ou dans le sens du mélange. 5.- Robinet mélangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier obturateur coopère avec les entrées pour régler la température de la décharge, et en ce que-le second obturateur coopère avec la sortie pour régler le volume de la décharge. 6.- Robinet selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier obturateur coopère avec les entrées pour régler lé volume de la décharge, et le second obturateur coopère avec ledit premier obturateur pour régler la température de la décharge. 7.- Robinet mélangeur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les obturateurs coaxiaux sont commandés respectivement par des manettes coaxiales rotatives l'une par rapport à l'autre.