Brevet FR2278028A1 — publié le 19760206

La présente invention a pour objet un dispositif mitigeur dans lequel les débits d'eau froide et d'eau chaude ne sont pas indépendants l'un de l'autre, comme c'est le cas dans les robinets à double alimentation, mais, au contraire, liés. Dans les robinets à double alimentation 3'eau froide et d'eau chaude, en effet, il est nécessaire de régler séparément les débits d'eau froide et d'eau chaude qui se mélangent ensuite dans une chambre d'évacuation. Pour obtenir à la sortie du robinet de l'eau à la température voulue , on doit adapter manuellement l'un des débits à l'autre, par approximations successives et ce, pour chaque débit de sortie désiré. Le dispositif mitigeur selon l'invention vise à s'affranchir de cette servitude en permettant, par une unique manoeuvre, d'obtenir à sa sortie de l'eau mélangée à la température voulue. Ce dispositif mitigeur est caractérisé par le fait qu'il comprend, aménagées dans une ame cylindrique, une chambre d'évacuation et deux chambres d'admission cylindriques, l'une d'eau froide, l'autre d'-eau chaude, à la base de chacune desquelles débouche une conduite d'arrivée d'eau froide, respectivement d'eau chaude, chacune communiquant avec la chambre d'évacuation par une lumière et étant pourvue d'un piston d'obturation de conduite et d'occultation de lumière, ces deux pistons étant, l'un et l'autre, maintenus en prise sur une même et unique bague de manoeuvre montée rotativement autour de l'amie cylindrique à laquelle elle est retenue axialement des moyens de liaison étant prévus entre chacun des deux pistons et ladite bague de manoeuvre, grace auxquels correspondent à chaque position angulaire de la bague une position particulière de chacun des deux pistons dans leur chambre d'admission, déterminant des degrés définis d'occultation de chacune des deux lumière et, partant, un débit d'eau froide à travers l'une, un débit d'eau chaude à travers l'autre, conférant à l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur une température seulement fonction d'une part des températures d'eau froide et d'eau chaude et, d'autre part du rapport de leurs débits à travers lesdites lumières, donc de la position angulaire de la bague de manoeuvre. Selon la forme préférée de réalisation de l'invention, ces moyens sont constitués, d'une part, pour chacun des pistons, par un tenon d'entralnement émergeant radialement du piston à travers une fente longitudinale de guidage dudit tenon, par laquelle s'ouvre latéralement la partie supérieure de la chambre d'admission corres pondante, et, d'autre part, par une rainure formant came, pratiquée dans la paroi intérieure de la bague de manoeuvre et dans laquelle sont engagées les têtes de tenon des deux pistons, de manière que la seule rotation de la bague, obligeant lesdites têtes à suivre le profil donné à la rainure et provoquant ainsi le déplacement longitudinal de chacun des deux pistons dans sa chambre d'admission, puisse modifier les débits d'eau froide et d'eau chaude à travers lesdites lumières'et, partant, la température de l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur. Selon cette forme préférée de réalisation de l'invention, la bague de manoeuvre est réalisée en deux parties emboitées, l'une, intérieure, logée dans un évidement intérieur de l'autre, extérieure, et y étant bloquée angulairement par au moins un taquet radial protubérant encastré dans cette dernière partie, la rainure étant pratiquée pour une part dans l'une de ces deux parties et, pour l'autre part, dans l'autre partie. Selon cette même forme préférée de réalisation de l'invention, la partie intérieure de la bague est elle-même avantageusement réalisée en plusieurs secteurs dont la cohésion est assurée par la partie extérieure de la bague dans l'évidement inférieur de laquelle ils sont logés. Toujours selon cette même forme préférée de réalisation de l'invention, l'ouverture de chacune des deux conduites d'arrivée d'eau froide et d'veau chaude présente un évasement tronconique et le clapet porté par la base de chacun des deux pistons est constitué par un téton cylindrique, ceint d'une bague d'étanchéité, destiné à pénétrer à l'intérieur de la conduite, à l'obturation de celle-ci, et dont l'extrémité est arrondie de manière à offrir, entre celle-ci et ledit évasement tronconique, un passage à l'eau dont la section augmente ou diminue non-linéairement en fonction du déplacement longitudinal du piston dans la chambre d'admission correspondante, lors de l'obturation ou du dégagement de cette ouverture de la conduite. Cette extrémité du téton cylindrique constituant le clapet de l'un ou l'autre des deux pistons présente avantageusement, à cet effet, une section longitudinale parabolique. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement en se référant à la description suivante et au dessin annexé qui se rapportent à ctte forme préférée de réalisation de l'invention, citée à titre d'exemple non-limitatif Au dessin - la figure 1 représente, en élévation, un dispositif mitigeur selon cette forme préférée de réalisation de l'invention, - la figure 2 montre ce même dispositif mitigeur vu de dessus, - la figure 3 représente la partie principale ou corps de ce dispositif mitigeur, en coupe longitudinale brisée, selon III-III de la figure 4, - la figure 4 est une section droite transversale du dispos i tif mitigeur, selon IV-IV de la figure 3, - la figure 5 représente la partie principale ou corps de ce dispositif mitigeur, en coupe longitudinale brisée, selon V-V de la figure 6, - la figure 6 est une section droite transversale du dispositif mitigeur, selon VI-VI de la figure 5, - la figure 7 représente schématiquement, en développé latéral circulaire de 3600, vu de l'intérieur du corps du dispositif mitigeur, la bague de manoeuvre de ce dispositif mitigeur et ses moyens de liaison avec chacun des deux pistons, selon l'un et l'autre sens de rotation de ladite bague, - la figure 8 reproduit les courbes des débits d'eau froide (DF) et d'eau chaude (du), en fonction du déplacement angulaire "A" de la bague de manoeuvre par rapport au corps du dispositf, compté positivement à partir de la fente longitudinale de guidage du tenon du piston de la chambre d'admission d'eau froide, - la figure 9 reproduit la courbe de variation de la température "TS" de sortie de l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur, en fonction de ce déplacement angulaire "A" de la bague. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, le dispositif mitigeur 1 est formé d'un corps ou partie principale 2 dont émergent un conduit d'écoulement 3, orientable, pourvu d'une pomme 4 à brise-jet 5 contenant une grille brise-jet 6, ainsi qu'une tirette 7 d'ouverture et de fermeture de la bonde de la pièce sanitaire sur laquelle est monté ce dispositif mitigeur 1, par une tige filetée 8. Une plaque circulaire 10, fixée sur le corps 2 par deux vis 11 et 12, retient axialement une bague de manoeuvre unique 15.En se référant en outre aux figures 3,4,5 et 6, le corps ou partie principale 2 est formé d'une ame cylindrique 17, par exemple en laiton, à l'intérieur de laquelle sont aménagés longitudinalement, désaxés et parallèles à l'axe de cette ame 17, un alésage borgne 18 formant chambre d'évacuation et deux chambres d'admission, l'une, 24, au fond de laquelle débouche une conduite 9 d'arrivée d'eau froide à 15"C., l'autre, 25, au fond de laquelle débouche une conduite 9' d'arrivée d'eau chaude à 80"C. Le conduit d'écoulement 3 est monté rotativement dans l'ame cylindrique 17 au moyen d'une bague d'étanchéité 19 logée dans une gorge annulaire 21 pratiquée dans son extrémité et retenue axialement contre un épaulement radial de la chambre d'évacuation 18 par la base 20 d'un manchon 22 entourant ledit conduit d'écoulement 3 et maintenu parlaplaque circulaire 10. Deux rainures longitudinales 49 et 50, creusées dans la périphérie de 1'ame cylindrique 17, guident les tiges de la tirette 7. Chacune des chambres d'admission 24 et 25 communique avec la chambre d'évacuation 18 par une lumière transversale 47, respectivement 48, pratiquée dans sa partie inférieure. L'unique bague de manoeuvre 15 est assise, autour de l'ame cylindrique 17, sur un épaulement annulaire 23 de la base de celle-ci. Cette bague 15 est réalisée en deux parties emboîtées, l'une, 14, intérieure, logée dans un évidement inférieur de l'autre, 13, extérieure,dont le contour améliore la préhension. La partie intérieure 14 est avantageusement réalisée en plusieurs secteurs dont la cohésion est assurée par la partie extérieure 13 de la bague 15, dans l'évidement inférieur de la quelle ils sont logés. Cette partie intérieure 14 porte trois taquets radiaux protubérantsl6,16',16'' (figures 5 et 7), répartis à 120 et encastrés dans des décochements correspondants de la partie extérieure 13 dans laquelle la partie intérieure 14 se trouve ainsi bloquée angulairement par simple assemblage des deux parties. La paroi intérieure de la bague 15 est creusée d'une rainure 43 formant came, pratiquée pour moitié dans la partie intérieure 14 et pour l'autre moitié dans l'autre partie, extérieure, 13. Le profil de cette rainure apparaît à la figure 7. Dans chacune des deux chambres d'admission 24 et 25, est ajusté coulissant de manière étanche, grace à une bague d'étanchéité 30 ou 31, un piston cylindrique 28, respectivement 29, pourvu d'un tenon d'entraînement 32 ou 33 émergeant radialement du piston à travers une fente longitudinale 26, respectivement 27, de guidage de ce tenon et par laquelle s'ouvre latéralement la partie supérieure de la chambre d'admission 24 ou 25 correspondante.Les têtes 41 et 40 des tenons 32 et 33, engagées dans la rainure 43, assurent le maintien en prise des pistons 28 et 29 avec l'unique bague de manoeu vre 15 dont la rotation, dans un sens ou dans l'autre (flèches F1 et F2 aux figures 4,6 et 7), obligeant ces têtes 41 et 40 à suivre le profil de la rainure 43, provoque ainsi le déplacement longitudinal de chacun des deux pistons 28 et 29 dans sa chambre d'admis- sion 24, respectivement 25. L'ouverture 45 ou 46 de chacune des deux conduites d'arrivée d'eau froide, 9, et d'eau chaude, 9', présente un évasement tronconique 44, respectivement 39, facilitant la pénétration du clapet porté par la base de chacun des deux pistons 28 et 29 dans la conduite 9 ou 9', correspondante, lors de l'obturation desdites conduites. A cette fin, chacun des clapets est constitué par un téton cylindrique 34, respectivement 35, ceint d'une bague d'étanchéité 36 ou 38. Les extrémités 42 et 37 des tétons 34 et 35 sont arrondies de manière à offrir entre chacune d'elles et l'évasement correspondant 44 ou 39, un passage à l'eau dont la section augmente ou diminue non-linéairement en fonction du déplacement longitudinal du piston 28 ou 29 dans sa chambre d'admission 24 ou 25, correspondante, lors de l'obturation ou du dégagement de cette ouverture 45 ou 46 de la conduite 9, respectivement 9'.Dans ce but, la section longitudinale de ces extrémités 42 et 37 est avantageusement prévue parabolique. Cette disposition permet d'éviter des discontinuités dans les débits d'eau froide DF et d'eau chaude DC, dont les variations en fonction de la position angulaire de la bague 15 sont représentées à la figure 8. Comme le montre la figure 7, les têtes 41 et 40 des tenons 32 et 33 des pistons 28 et 29 des chambres d'admission d'eau froide 24 et d'eau chaude 25, sont élargies selon une section oblongue de manière à présenter au contact de la rainure 43, dans laquelle elles sont maintenues, une surface permettant de réduire la pression qu' exerce sur elles cette rainure 43, lors des déplacements angulaires de la bague de manoeuvre ]5. La rotation de cette bague de manoeuvre 15, provoquant les déplacements longitudinaux, liés, des pistons 28 et 29, modifie chacun des débits DF et DC, respectivement d'eau froide et d'eau chaude, à travers les lumières 47 et 48, selon les flèches I et J (figures 3 et 5), par occultation variable de chacune de ces deux lumières 47 et 48. La température "TS" de l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur 1 dépend seulement des températures d'eau froide (150C.) -et d'eau chaude (800C.) et du rapport K = DC/DF qui est seulement fonction de la position angulaire de la bague de manoeuvre 15. On définit cette position angulaire de la bague 15 par rapport à l'ame cylindrique 17 (figure 7) par l'angle "A", compté positivement dans le sens de la flèche F1 correspondant à une rotation de cette bague 15 dans le sens contraire de celle des aiguilles d'une montre. Cet angle "A" est celui que forme le méridien "M" de la baque 15 avec la fente longitudinale 26 de guidage du tenon 32 du piston 28 de la chambre 24 d'admission d'eau froide, la manoeuvre de cette bague 15 devant, par convention, provoquer d'abord l'admission de l'eau froide lorsqu'elle est manoeuvrée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre.Ce méridien "M" est choisi sur la bague 15 de manière que pour A = O, le tenon 32 se trouve placé au milieu de la plage inférieure de la rainure 43 maintenant simultanément obturées les conduites d'arrivée d'eau froide et d'eau chaude 9 et 9'. Dans cette position de la bague 15 est prévue, non représentée au dessin, une butée d'arrêt à partir de laquelle la rotation de cette bague 15 est limitée à 3600. Les courbes DF et DC des débits d'eau froide et d'veau chaude données à la figure 8 résultent directement du profil donné à la rainure 43, profil qui est constitué successivement (figure 7) d'une rampe horizontale llall de 680, d'une rampe ascendante "bt, également de 680, d'une rampe horizontale "c" de 20 , d'une rampe ascendante "d" de 480, d'une rampe horizontale "e" de 200, d'une rampe descendante "f" de 680 et d'une rampe horizontale "q", également de 680, rampes qui sont, dans cet ordre, parcourues par le tenon 32 puis par le tenon 33 pour "A" croissant (rotation de la bague 15 dans le sens de la flèche F1 correspondant au sens inverse de rotation des aiguilles d'une montre!. La température TS, précédemment définie étant donnée, pour les températures d'eau froide et d'eau chaude considérées , par la formule : TS N 15 + KOK , la courbe de la figure 9 permet, pour chaque l+K valeur de "A" définissant une position angulaire déterminée de la bague 15, de connaître la température TS à laquelle sort du dispositif mitigeur l'eau mélangée. Pour la valeur d, voisine de 2600, donnée à l'angle "A" (figure 7), ont obtient ainsi (figure 9) TS = 500C. On notera que, conformément aux normes, le profil de came donné à la rainure 43 (figure 7) permet d'obtenir (figure 9) une température d'eau mitigée voisine de 350C., sur plus de dix degrés de rotation de la bague 15 autour de sa position moyenne ( A = 1800). Le dispositif mitigeur selon l'invention n'a pas pour rôle de fournir un débit de sortie proportionnel au déplacement angulaire "A" de la bague de manoeuvre 15. Une progression linéaire de ce débit peut cependant être obtenue en adjoignant à ce dispositif mitigeur un robinet de réglage de débit et en prévoyant sur les conduites d'arrivée 9 et 9' d'eau froide et d'eau chaude, des clapets antiretour, pour prévenir le reflux de l'eau d'une des conduites dans l'autre, à la suite de surpressionsou de dépressions qui pourraient s'y manifester. Enfin, la forme préférée de réalisation qui vient d'être décrite et est représentée au dessin n'ayant été citée qu'à titre d'exemple non-limitatif, l'homme de l'art pourra y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il jugera utiles ou en remplacer tout ou partie des éléments constitutifs par des équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif mitigeur à alimentation en eau froide et eau chaude, caractérisé par le fait qu'il comprend, aménagées dans une ame cylindrique, une chambre d'évacuation et deux chambres d'admission cylindriques, l'une d'eau froide, l'autre d'eau chaude, à la base de chacune desquelles débouche une conduite d'arrivée d'eau froide, respectivement d'eau chaude, chacune communiquant avec la chambre d'évacuation par une lumière et étant pourvue d'un piston d'obturation de conduite et d'occultation de lumière, ces deux pistons étant, l'un et l'autre, maintenus en prise sur une même et unique bague de manoeuvre montée rotativement autour de l'ame cylindrique à laquelle elle est retenue axialement des des moyens de liaison étant prévus entre chacun des deux pistons et ladite bague de manoeuvre, grace auxquels correspondent à chaque position angulaire de la bague une position particulière de chacun des deux pistons dans leur chambre d'admission, déterminant des degrés définis d'occultation de chacune des deux lumières et, partant, un débit d'eau froide à travers l'une, un débit d'eau chaude à travers l'autre, conférant à l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur une température seulement fonction d'une part des températures d'eau froide et d'eau chaude et, d'autre part, du rapport de leurs débits à travers lesdites lumières, donc de la position angulaire de la bague de manoeuvre. 2. Dispositif mitigeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison sont constitués, d'une part, pour chacun des pistons (28,29) par un tenon d'entraînement (32,33) émergeant radialement du piston (28,29) à travers une fente longitudinale (26,27) de guidage du tenon (32,33) par laquelle s'ouvre latéralement la partie supérieure de la chambre d'admission (24, 25) correspondante, et, d'autre part, par une rainure (43) formant came, pratiquée dans la paroi intérieure de la bague de manoeuvre (15) et dans laquelle sont engagées les têtes (41,40) de tenon des deux pistons (28, 29) de manière que la seule rotation de la bague (15), obligeant lesdites têtes (41,40) à suivre le profil donné à la rainure (43) et provoquant ainsi le déplacement longitudinal de chacun des deux pistons (28,29) dans sa chambre d'admission (24,25), puisse modifier les débits d'eau froide (DF) et d'eau chaude (DC) à travers lesdites lumières (47,48) et, partant, la température (TS) de l'eau mélangée issue du dispositif mitigeur (1). 3. Dispositif mitigeur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la bague de manoeuvre (15) est réalisée en deux parties emboîtées, l'une (14) intérieure logée dans un évide ment inférieur de l'autre (13), extérieure, et y étant bloquée angulairement par au moins un taquet radial (16,16',16'') protubérant, encastré dans cette dernière partie (13); la rainure (43) étant pratiquée pour une part dans l'une (14) de ces deux parties (13,14) et, pour l'autre part, dans l'autre partie (13). 4. Dispositif mitigeur selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que la partie intérieure (14) de la bague (15) est réalisée en plusieurs secteurs dont la cohésion est assurée par la partie extérieure (13) de la bague (15) dans l'évidement inférieur de laquelle ils sont logés. 5. Dispositif mitigeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture (45,46) de chacune des deux conduites d'arrivée d'eau froide (9) et d eau chaude (9') présente un évasement tronconique (44,39) et que le clapet porté par la base de chacun des deux pistons (28,29) est constitué par un téton cylindrique (34,35) ceint d'une bague d'étanchéité (36,38), destiné à pénétrer à l'intérieur de la conduite (9,9') à l'obturation de celle-ci, et dont l'extrémité (42,37) est arrondie de manière à offrir entre celle-ci et ledit évasement (44,39) un passage à l'eau dont la section augmente ou diminue non-linéairement en fonction du déplacement longitudinal du piston (28,29) dans la chambre d'admission (24,25) correspondante, lors de l'obturation ou du dégagement de cette ouverture (45,46) de la conduite (9,9'). 6. Dispositif mitigeur selon les revendications 1 et 5, caractérisé par le fait que l'extrémité (42,37) du téton cylindrique (34, 35) constituant le clapet de l'un ou l autre des deux pistons (28, 29) présente une section longitudinale parabolique. 7. Dispositif mitigeur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les têtes (41,40) des tenons (32,33) sont élargies selon une section oblongue de manière à présenter au contact de ladite rainure (43) dans laquelle elles sont maintenues, une surface permettant de réduire la pression qu'exerce sur elles ladite rainure (43) lors des déplacements angulaires de la bague (15). 8. Dispositif mitigeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'est prévue une butée d'arrêt limitant à 360C la course angulaire de la bague de manoeuvre (15).