Brevet FR2286998A1 — publié le 19760430

La présente invention concerne un robinet riélangeur d'eau chaude et froide du genre dans lequel un piston cylindrique se meut angulairement et n va-et-vient dans une chambre cylindrique pour assurer respectivement le mélange et le résla-e du volume d'eau chaude et d'eau froide et elle constitue la deuxième demande divisionnaire de la demande de brevet français n 72 45223 déposée le lo décembre 1972. L'agencement quton décrira ci-après, dans lequel un joint annulaire est loZé dans une gorge pratiquée dans la face cylindrique du piston et se meut en travers d'une lumière débouchant radialement dans la face cylindrique de la chambre, est en général jugé non satisfaisant, comme le si-nalent par exemple de nombreux catalogues distribués par les fabricants de joints toriques. I1 est arqué que, dans ces conditions, le joint risque d'être pincé ou coupé en franchissant ,l'arête de la lumière et, alors qu'il peut en être ainsi sous pression élevée (par exemple d'environ 10,5 k/cm2), la nemlanderesse a constaté que, dans la gamme des pressions habituellement prévues pour les robinets à eau (par exemple de l'ordre de 0,01 k/cm2), un tel agencement est parfaitement viable, sous réserve qu'on respecte les conditions énoncées ci-dessous. Dans un robinet connu du genre précité, le joint assurant la coupure est logé dans une gorge annulaire ménagée dans la face cylindrique de la chambre et agencé pour franchir en fonction nement un certain nombre d'étroites fentes de sortie axiales débouchant radialement dans la face cylindrique du piston. Cette solution supprime le risque de pincer le joint, mais soulève un nouveau problème qui réside dans le remplacement d'un tel joint relativementinacessible et qu'on résout en rénaffleant la chambre dans un manchon amovible de façon à pouvoir déposer d'un seul tenant l'ensemble piston-manchon et, ainsi, le joint d'étanchéité. Bien que satisfaisante, une telle solution a l'inconvénient qu'il faut aussi assurer l'étanchéité de la face extérieure du manchon et ce, d'une manière relativement compliquée, ce qui aufflmente le prix de revient et offre un trajet supplémentaire à des fuites éventuelles. En outre, le remplacement de l'ensemble amovible piston-manchon est relativement couteux lorsqu'il s'impose. La présente invention a pour but principal de proposer un robinet mélangeur du genre décrit de nature à suporimer la nécessité d'un manchon amovible, ce qui rend la structure relativement peu couteuse, et perrnettre de remplacer le joint aisément et à bon compte. Selon la présente invention un robinet mélangeur d'alimentation en eau chaude et froide comprend une chambre cylindrique qui présente des lumières radiales d'admission d'eau chaude et froide respectivement et au moins une lumière de sortie d'eau chaude ou froide ou de mélange, un pistou cylindrique mobile angulairement et à va-et-vient dans la chambre et pouvant passer axialement d'une position d'ouverture à une position de fermeture, des moyens de passage ménagés dans le piston pour établir une communication entre les lumières d'admission et la ou les lumières de sortie et agencés pour coopérer avec les lumières d'admission de façon à recevoir sélectivement ou en mélange de l'eau chaude et/ou froide et à en régler le volume et des moyens d'étanchéité, interposés entre le piston et la chambre, comprenant plusieurs joints annulaires coaxiaux axialement espacés, logés dans des gorges annulaires respectives du piston et portant à coulissement, de manière étanche, contre la face cylindrique de la chambre, un premier au moins desdits joints étant légèrement sous tension dans sa gorge et placé de façon à franchir totalement ou partiellement une lumière d'admission associée ou les deux lumières d'admission quand le piston se déplace axialement vers ladite position de fermeture, l'agencement étant tel que la brusque hausse de pression apparaissant en amont dudit joint annulaire à l'instant de la fermeture agit sur une zone de ce joint, qui fait saillie transversalement, dans le sens axial dans lequel le piston se déplace pour fermer le robinet. La figure unique du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, ladite figure unique étant une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention. Le robinet mélangeur représenté sur la figure unique comprend un corps 1 présentant un alésage ou une chambre cylindrique 2 où débouchent des lumières radiales distinctes d'admission d'eau chaude 5 et d'eau froide 4 et une lumière 5 de sortie d'eau chaude ou froide ou de mélange. Un piston 6 est disposé dans la chambre 2 de manière à pouvoir y titre déplacé angulairement et à va-et-vient par un moyen de commande manuelle (non représenté), par exemple par bouton-poussoir rotatif qui peut être fixé à l'extrémité cannelée 7 du piston 6. Le piston 6 est garni de joints annulaires 8, 9, 24 et 515 tous sous la forme de joints annulaires, le joint 9 étant agencé pour franchir les lumières d'admission 3, 4 lors d'un mouvement axial du piston. Ces joints sont logés respectivement dans des gorges annulaires ménagées dans la surface cylindrique du piston et coopèrent avec la surface cylindrique de la chambre 2. On notera que l'on peut extraire les joints de la chambre avec le piston, ce qui facilite leur remplacement. Le piston 6 présente un évidement en secteur circulaire 10, juxtaposé à un passage annulaire li qui longe axialement la chambre pour communiquer avec la lumière de sortie 5. On définit sélectivement la position de l'évidement 10 par rapport à l'une eb-/ou l'autre des lumières d'admission 3, 4 en faisant tourner le piston 6 dans la chambre 2. Tel que représenté sur la figure, le robinet est en position d'ouverture totale, le joint annulaire 9 chevauchant les lumières d'admission 3, 4 et l'évidement 10 communiquant pleinement avec la lumière d'admission d'eau chaude 3. Lorsqu'on fait tourner le piston 6, on ferme progressivement la lumière d'admission d'eau chaude 3 en ouvrant progressivement la lumière d'admission d'eau froide 4, ce qui fait baisser la température de l'eau empruntant la sortie 5 En déplaçant le piston 6 axialement vers le bas, on ferme progressivement la ou chaque lumière d'admission 3, 4 et on fait varier le volume de sortie d'eau sans affecter sensiblement la température de l'eau déversée. Quand le joint 9 franchit les arêtes inférieures des lumières d'admission 3, 4, le robinet est fermé. Dans le robinet décrit et représenté, certains des joints annulaires sont conçus et agencés pour présenter sur le piston des aires transversales égales et dirigées à l'opposé, qui subissent la pression d'eau à travers des passages ménagés dans le piston 6 afin de mettre le piston en équilibre hydraulique. L'agencement assure aussi une résistance hydraulique au déplacement axial du piston, ce qui empêche le piston de se déplacer à une vitesse qui provoquerait trop de cavitation ou de secousses. Dans cet aCelcemere, le piston 6 passe de bas en haut de la position r fermeture à celle d'ouverture. Ce ioirt 9 peut autre apte à franchir les arêtes des lumières d'admission 3 et 4 pourvu qu'il soit légèrement sous tension dans sa gorge du piston o et que le robinet soit conçu de façon que la pression d'eau amont agisse sur le joint à l'instant où il franchit les arêtes des lumières dans le sens axial dans lequel se déplace le piston. Lorsque le robinet est fermé, le joint 24 évite les fuites le long de l'extérieur du piston 6 des lumières d'admission 3, 4 vers la lumière de sortie 5. La chambre 2 présente une extrémité supérieure 26 élargie pour ménager avec le piston 6 un espace annulaire 32, et le piston 6 présente un tronçon élargi correspondant 34 qui porte à coulissement contre le tronçon élargi 26 de la chambre 2. Au-dessus du tronçon élargi 34, le piston présente un diamètre réduit pour former une broche 21 qui traverse un chapeau 12 pour recevoir un bouton de commande (non représenté). Des joints tories 8, 31 sont posés sur le piston chacun à une extrémité de l T espace annulaire 32 et un autre joint torique 30 est posé entre la broche 21 et le chapeau 12. L'espace annulaire 32 est mis à l'atmosphère par un trou 27 ménagé dans le corps 1 et le raccordement entre le chapeau 12 et le corps 1 est rendu étanche par un joint torique 35. L'aire de la surface annulaire 28 définie sur le piston 6 entre le sommet de la chambre 2 et la broche 21 équivaut précisément à l'aire de la section de l'extrémité inférieure de la chambre 2. Le passage il du piston 6 part de la face inférieure du piston et s'étend axialement vers le haut sur une partie notable du piston pour communiquer avec un trou de purge radial 33 percé dans le piston 6 entre les joints 30 et 31. Ainsi, la pression de l'eau arrivant par les lumières 3 et 4 peut agir sur la face inférieure du piston 6 et sur la surface annulaire 28 dirigée à l'opposé, de sorte que le piston est équilibré dans toutes ses positions. Par choix Judicieux du diamètre du trou 33, on peut opposer une résistance hydrau ligue correspondante au déplacement axial du piston. REVENDICATIONS 1.- Robinet mélangeur d'alimentation en eau chaude et en eau froide, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre cylindrique comportant une première partie et une seconde partie reliées bout-à-hout et de diamètres différents, le diamètre de la première partie étant supérieur à celui de la seconde partie, des moyens de fermeture qui ferment l'extrémité de la première partie éloignée de la seconde partie, ladite chambre comportant des lumières d'entrée disposées latéralement dans la seconde partie pour les admissions d'eau respectives, et au moins une lumière de sortie pour lesdites admissions ou un mélange de celles-ci, un piston cylindrique agencé pour se déplacer à va-et-vient et à rotation dans la chambre et mobile axialement dtune position ouverte à une position fermée, des moyens de passage ménagés dans le piston pour établir une communication entre les lumières d'entrée et la ou les lumières de sortie de manière à sélectionner ou à mélanger lesdites admissions et à en régler le volume, lesdits moyens de passage étant aussi agencés pour établir une communication entre les lumières d'entrée et des première et seconde surfaces transversales respectives opposées soumises à la pression d'eau dans la chambre, de manière à équilibrer hydrauliquement le piston dans toutes les positions ouvertes du robinet, ledit piston comprenant plusieurs joints annulaires axialement espacés disposés sur lui en contact respectif avec la première partie et la seconde partie de la chambre, l'un au moins de ces joints étant positionné pour se déplacer en travers, ou partiellement en travers, d'une lumière d'entrée associée lors du déplacement axial du piston vers la position fermée et deux autres desdits joints étant en contact respectif avec la première partie et la seconde partie de la chambre de manière à obturer la partie de la chambre se trouvant entre lesdits joints contre la communication avec les lumières d'entrée, et des moyens d'échappement pour mettre à l'atmosphère la partie de la chambre se trouvant entre les deux joints mentionnés en dernier. 2.- Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins ledit premier joint est logé légèrement sous tension dans sa gorge. 3.- Robinet mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lumières d'entrée sont agencées pour s'ouvrir en alignement à partir de côtés diamétralement opposés de la chambre, et en ce que le oint constituant l'un au moins desdits joints est positionne tour se déplacer en travers, ou partiellement en travers, les deux lulres d'entrée lors du déplacement axial du piston vers la position fermée.