Brevet FR2280847A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne d'une façon générale les robinets, et plas spécialement les poignées de robinet qui peuvent transmettre un couple de fermeture contrôlé. Dans les robinets et dlune façon plus générale dans les soupapes qui fonctionnent par arrêt de l'écoulement ou bien par arrêt et réglage de l'é- coulement, la durée de service de l'organe d'étanchéité ou garniture est un problème qui n'est pas encore résolu. Les problees considérés ici pour cette raison comprennent en premier lieu les robinets d'usage domestique par suite de leur grande diffusion et de leur importance vitale, car, à l'inverse des robinets de. installations industrielles, lear emploi n'est pas confié i des techniciens, et parce que on ne peut pas prévoir pour ces robinets une surveillance et un entretien continu et rapide. Malgré les grands progrès réalisés dans les matériaux de garniture, en particulier grâce aux matières synthétiques, la duréd de service des garni tures a peu augmenté, et s'est arrêtés à de. limites qui semblent infran- chissables. Celà est dû i oe que l'altération et la détérioration des garnitres n'a pasun caractère chimique (dans ce cas la difficulté aurait déjà été éliminée), nais est due au durcissement de la matière par fatigue. On sait que le durcissement par fatigue est une caractéristique des maté- rivaux sur laquelle on ne peut pas influer beaucoup, et qu'elle dépend bien plus du domaine dans lequel la matière est contrainte de façon alternée b travailler que des caractéristiques de cette matière. Des études ont été effectuées sur la capacité d'étanchéité en fonction de la charge et de la durée des sollicitations cycliques des matières de garniture, et ont montré que la durée diminue beaucoup plus rapidement que la pression d'étanchéité augmente.D'autre part, l'étanchéité (mesurés par l'inverse de la perte horaire) augmente rapidement en lame temps que la compression de fermeture, pour atteindre un large maximum et diminuer ensuite pour des charges très élevées, qui dépassent généralement la limite élastique de la matière. I1 est évident que, pour prolonger la durée d'une garniture, on devrait charger toujours cette garniture avec la pression minimale qui assure l'étan- chéité désirée. lais ce résultat, o'esta-dire le fait de régler chaque fois la pression de serrage de la garniture, donc le couple appliqué à la poignée du robinet, est déjà difficile à obtenir par des techniciens oapables de conduire des installations, et elle est absolument impossible à obtenir par des usagers domestiques, chez qui la force de serrage d'un robinet dépend de la vigueur, du tempérament et lame de l'humeur de la personne fermant le robinet, si bien qu'on laisse parfois un robinet égoutter, tandis que d'autres fois on le laissera bloqué jusqu'à écraser la garniture. Il faut ajouter à celà que l'utilisateur du robinet se trouve objectivement dans l'impossibilité de se rendre compte insstantanément que le robinet est parfaitement fermé ou non. Xn effet, quand le robinet est fermé, on observe tout d'abord un égouttage produit par l'évacuation de l'eau ai- tuée en aval de la garniture. On ne peut donc pas savoir si cet égouttage est dû à une étanchéité imparfaite de la garniture ou au contraire à l'écoulement de l'eau oontenue dans le robinet en aval de cette garniture. Un système consistait à prévoir une garniture creuse à faible saillie avec portage d'arrêt pour limiter sa déformation, conformément à la description du brevet italien 890 635 du même demandeur. Une autre solution capable de satisfaire les exigences de nombreux usagers est décrite dans le brevet italien 821 886 du m8me demandeur. Dans ce brevet, on limitait le couple applicable sur le curseur à vis du robinet au moyen d'un dispositif d'accouplement à roue et à cliquet, déjà connu dans de nombreuses formes et applications. Ce système fonctionne par blocage dans le sens de l'ouverture, tandis que dans le sens de la fermeture, au lieu de fonctionner par déclic libre comme les systèmes courants à rochet, il déclenche quand le couple dépasse une oertaine valeur qui est déterminée par des ressorts antagonistes. Le principal inconvénient de cette solution est dE au bruit de la dent d'encliquetage. Ces objectifs ainsi que d'autres qui ressortiront mieux par la suite sont atteints par un robinet prévu par la présente invention, et comprenant un organe de fermeture à vis manoeuvrable par une poignée, ce robinet étant caractérisé en ce que l'on interpose entre l'organe de fermeture à vis et la poignée un joint ou raccord accouplé sans pouvoir tourner avec l'organe de fermeture qui peut tourner, et entraîné par un ressort sur la poignée, et que l'on prévoit des éléments d'arrêt rigides entre le joint et la poignée pour limiter l'allongement du ressort entre une situation de déformation minimale et une situation de déformation maximale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation préferé mais non exclusif et en se référant aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif sur lesquels: La fig. 1 représente, vue d'en haut, une poignée ouverte d'un robinet conforme à l'invention, dans laquelle le couvercle est retourné; La fig. 2 représente une vue perspective de la même poignée rabattue; La fig. 3 représente une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2; La fig. 4 représente en perspective le joint ou raccord selon l'inten- tion; La fig. 5 représente la poignée de la fig. 1 dans une phase de la ma- noeurre;; La fig. 6 représente la aSie poignée dans une position extrOme de fonctionnement. On voit sur les figures l'ensemble 1 d'une poignée qui fait partie du dispositif de robinet objet de l'intention; la poignée comprend une pièce creuse 2, triangulaire en plan horizontal avec de. sommets biseautés, un couvercle 3, un joint on raccord 4 et et un ressort 5. En bas, la boîte creuse 2 forme une cavité cylindrique permettant le placement sur un robinet. Pour l'accouplement avec le couvercle, la pièce 2 forme un bord 7 dans lequel l'encastre un bord correspendant 8 du oourercle, ainsi que trois doigts saillants 9, 10 et il qui se placent dans des logements de guidage correspondants 9a, 10a et lia du couvercle. sur l'axe de rotation de la poignée, on prévoit deux trous opposés 12 et 13, situés respectivement dans la pièce 2 et dans le couvercle. Ces trous servent pour constituer un support rotatif pour le joint 4, qui y pénètre par sa partie en forme d'arbre cylindrique creux 14, dont l'intérieur 15 a une section carrés normale pour se placer sur un organe de fermeture à via d'un robinet.Le joint 4, qui fonctionne comme un ancrage, porte dans la région médiane de la partie en forme dtarbre, une plaque épaisse 16 formant un collier spécialement conformé, et comportant une saillie en forme de dent 17 et un appendice 18 plus nonce, qui forme une butée 18a opposée obliquement à la dent 17 et dans laquelle est prévu un trou t9 pour permettre l'accrochage du ressort 5.Le joint est monté avec possibilité de retation dans la pie ce 2, de fa çon qu'en rotation la dent 17 et la butés 18a puissent buter contre un arrOt 20 constitué par un cylindre formant saillie intérieure dons la pince creuse 2, voisine du doigt 10, et constituant un limiteur de course dons les deux sens pour la rotation du joint relativement à la poignée. Dans un but de raidissement, on introduit dans le cylindre 20 une tige 21 qui sort du couvercle. Le ressort, accroché au joint dans le trou 19, a son autre extrémité fixée sur le doigt 11, ce qui détermine la position de repos du joint, dans laquelle la dent 17 est appuyée contre la tige ou arrêt 20. Il est maintenant facile de comprendre comment un robinet, selon l'invention, fonctionne pour réaliser l'étanchéité et protéger la garniture. Dans la situation de repos de la poignée, qui est représentée en fig. t, le ressort 5 travaille à une certaine tension. Xn position d'ouverture du robinet, l'arrêt 20 de la poignée touche la dent 17, et la poignée entrain. solidairement l'organe de fermeture à vis, par l'intermédiaire du joint. Si l'on fait tourner la poignée pour fermer le robinet, elle tend à entraîner le joint 4 par l'intermédiaire du ressort 5, tiré par le doigt 11 dans le sens indiqué par la flèche A.La tension du ressort, par exemple 5 kg environ, est déterminée de façon à transmettre à l'organe de fermeture à vis un couple tel qu'il comprime la garniture avec une force minimale capable d'assurer une bonne étanchéité. quand le robinet a atteint la po- sition fermée sous l'effort prévu, le couple résistant dépasse le couple produit par le ressort, et n'est plus capable d'entrainer l'organe à vis. Si la main continue alors à faire tourner la poignée le ressort s'allonge comme indiqué en fig. 5, jusqu'à prendre la position de la fig. 6 si la rotation se poursuit, position dans laquelle le cylindre d'arrêt 20 appuie contre la butée 18a du joint. Si 1 ton continue à tourner dans le sens de la fermeture à partir de cette position, la poignée entrain rigidement aveo elle le joint 4, et avec lui l'organe à vis du robinet. On distingue trois phases différentes pendant la fermeture étanche, ou serrage, du robinet objet de l'invention: une première phase dans laquelle la compression de la garniture, commençant à zéro, augmente jus qu' une valeur fixée d'avance, déterminée par la tension initiale du ressort; une deuxième phase dans laquelle la compression de la garniture orott au-del de la limite fixée d'avance, d'une manière réglable et pouvant 8- tre évaluée par la tension croissante du ressort; une troisième phase dans laquelle la poignée entraîne rigidement l'organe de fermeture, en transmettant des couples qui dépassent les limites de contrôle. La main qui manoeuvre le robinet signale très nettement le début de chaque phase et le passage à la phase suivante, en particulier parce que, quand le ressort subit un effort de traction plus grand, il rappelle la poignée en arrière dés que la main la lâche. Il est donc facile d'habituer tous les utilisateurs du robinet, objet de l'invention, à fermer ce robinet exactement jusqu'à la fin de la première phase, nettement marquée par le début de rappel élastique de la poignée.Cette pression réglée sur la garniture assure une parfaite étanchéité et une durée maximale de la garniture elle-sême. Si, par suite d'altérations du siège ou de la garniture, on constate des fuites du robinet sous un serrage normal, on peut accrot- tre de façon contrôlée l'effort en utilisant encore la garniture, jusqu'au passage à la troisième phase de la fermeture. Dans cette situation, il faut prévoir le remplacement de la garniture, mais en attendant le robinet permet de forcer la compression pour obtenir une étanchéité qu'on pourrait appeler "étanchéité de secours. Il faut remarquer que, en attaquant par contact le cylindre d'arrêt 20, la butée 18a permet d'effectuer la fermeture du robinet me lorsque le ressort se détériore ou bien est libéré du support. Ainsi qu'on l'a remarqué, le fonotionnement au cours de la deuxième phase correspond à un robinet avec encliquetage, dons lequel le ressort de déclic est réglé pour des efforts croissants, ce qui procure deux avanta- ges évidents également dans cette phase s on évite la difficulté, d'une part de régler continuellement le ressort, et d'autre part de devoir réta- blir les conditions initiales après le remplacement de la garniture. lais on a obtenu encore un autre avantage pratique important, compara- tivement au robinet à rochet. En effet, le fonctionnement ai cliquet était déterminé par la force d'un ressort et par le frottement entre des dents ou autres dispositifs analogues. lais on sait que les conditions de frottement sont extrêmement variables avec l'usure. Or, dans le robinet, objet de l'invention, le couple au cours des première et deuxième phases est déterminé directement par la tension du ressort, et par suite est parfaite- ment repreductible. Mien entendu diverses modifications peuvent Stre apportées par I 'ho.- me de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir as cadre de l'invention. Les matières employées et les dimensions adoptées peuvent être toujeurs et toutes celles qui sont les mieux adaptées à chaque élément. REVENDICATIONS i) Robinet à fermeture par un couple contrôlé, comprenant un organe de fermeture à vis manoeuvrable par une poignée, ce robinet étant caract4- risé en ce que l'on interpose entre l'organe de fermeture à vis et la poi gonze un joint ou raccord accouplé sans pouvoir tourner avec l'organe de fermeture qui peut tourner, et entrainé par un ressort sur la poignée, et que l'on prévoit des éléments d'arrêt rigides entre le Joint et la poignée pour limiter l'allongement du ressort entre une situation de déformation minimale et une situation de déformation maximale. 2) Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort est disposé de façon à produire une force de rappel à peu près ciroonfe- rentielle relativement à la rotation du joint sur lequel elle est appli quée, produisant ainsi un couple proportionnel à sa déformation. 3) Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux butées rigides sont disposées l'une par rapport à l'autre de façon à permettre un allongement asses important du ressort, et par suite une aag- mentation assez importante de la pression sur la garniture élastiquement oontr8lée. 4) Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint porte une dent qui attaque par contact un cylindre d'arrêt et permet l'ou- verture du robinet dans toute situation. 5) Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint comporte une batée qui peut agir par contact sur un cylindre d'arrêt et peut permettre la fermeture du robinet en oas de rupture du ressort ainsi que dans un cas d'urgence.