Brevet FR2463345A1 — publié le 19810220

La présente invention oonoerne une catégorie de robinets spéciaux appelés mitigeurs permettant la distribution soit d'eau froide, soit d'eau ohaude, soit d'eau mélangée à une température choisie pour tous les appareils sanitaires tels que lavabos, éviers, baignoires, ou, dans tout autre domaine pour la distribution de deux liquides quelconques mélangés ou non. - L'invention consiste à réaliser un mitigeur perfectionné du type à deux pistons indépendants commandés par un ensemble volant - cames quelles que soient les conditions d'alimentations du mitigeur. Le but de la présente invention est d'apporter des caractéristiques indispensables et des avan- tages à la catégorie de ces mitigeurs. - Selon les types d'habitations les pressions d'eau sont parfois très élevées et déséquilibrées, les appareils de production d'eau chaude ont aussi des débits faibles et il y a toujours une difficulté pour obtenir un bon mélange dans certaines sones de température. Les mitigeurs à volant et à pistons actuellement connus ont généralement des moyens extérieurs à la robinetterie pour diminuer le débit de sortie d'eau et; la variation du débit d'eau mélangée provoque teujours un changement de température oe qui est très désagréable et conduit l'usager à refaire un réglage, quant aux appareils possédant un réducteur de débit incorporé, de par leur conception, ils n1 ont pas la possibilité de garder une température constante lors de la variation du débit. - Pour l'utilisation des mitigeurs actuels avec des pressions élevées, il faut, afin d'obtenir un débit normale enlever la robinetterie pour placer dans les arrivées des diaphragmes afin de réduire les débits Par ailleurs les mitigeurs à volant ne possédent aucun moyen pour le reperage précis de la position du volant, et après une fermeture complète il est très difficile de replacer le volant dans une position qui donne exactement la même température d'eau mélangée. - L'invention présente donc un certain nombre de moyens permettant d'éviter les inconvénients précédemment cités Le corps du mitigeur comporte deux ensembles douilles-pistons absolu ment identiques dont les tètes de pistons sont commandées par des cames circulaires solidaires d'un volant de manoeuvre; l'une des cames actionne un piston pour l'ouverture ou la fermeture de l'eau froide, l1autre, un piston pour l'eau chaude.Les profils de ces cames sont de sorte que l'on procède d'abord à l'ouverture progressive de l'eau froide, ensuite pendant que le piston eau froide se referme, le piston eau chaude s'ouvre jusqu'à ce qu'il soit completement ouvert et le piston eau froide refermé. Les axes des ensembles douilles-pistons, l'axe de commande du volant ou l'axe du corps de mitigeur sont situés dans le même plan; les axes des pistons sont de part et d'autre de l'axe central, à des éloignements différents afin que chaque piston soit bien placé sous sa came correspondante.La douille centrale autour de laquelle tourne l'ensemble volant-cames est traversée par une tige de manoeuvre pour la commande du piston régulateur de débit qui se fait au moyen d'un bouton placé au-dessus du volant; suivant les types de mitigeurs, le bouton fonctionne soit par rotation soit par déplacement axial, - Avec la possibilité d'orienter chaque douille de piston il est possible sans démontage du mitigeur de régler le débit maximum de l'eau froide ou de l'eau chaude en fonction de la pression en amont; pour cela il suffit simplement d'enlever l'ensemble volant-cames, de desserrer la vis de blocage de la douille qui comporte le piston et de tourner la douille à l'aide d'un tournevis suivant le sens indiqué par une pictographie collée sur le corps. - Pour le réglage du débit d'eau mélangée, le corps du mitigeur a été conçu de sorte que les canaux aboutissant dans la chambre de mélange et devant lesquels coulisse le piston régulateur de débit aient des sections et positions bien définies permettant de garder constant le rapport quantité d'eau chaude/quantité d'eau froide, seul facteur déterminant une même température de mélange. - Quant au repérage précis de la position du volant, il est donné par une bague située entre le volant et le corps et autour de la came extérieure; la face supérieure de cette bague comporte des graduations ou repères qui sont visibles par un voyant situé sur le volant.Comme la zone de mélange est répartie sur un secteur de 2800 environ, on voit immédiatement avec quelle précision on peut replacer le volant dans une position précédemment choisie. - La fig. 1 représente en coupe axiale un mitigeur de douche avec une forme de réalisation selon l'invention. - La fig. 2 représente une vue de dessus du corps de mitigeur avec la position des pistons et la butée d'arrêt de volant. - La fig. 3 est une coupe du corps suivant la ligne III - III de la fig. 1 montrant la sortie de l'eau mélangée. - la fig. 4 est une coupe suivant la ligne II - II de la fig. 1 montrant la section inférieure de la douille du piston. - La fig. 5 est une coupe suivant la ligne I - I de la fig.l montrant la section de la douille au niveau de la sortie de l'eau vers la chambre de mélange. - La fig. 6 est une coupe de l'organe de manoeuvre faisant à la fois office de régulateur de débit et inverseur de sortie d'eau sur un corps de mitigeur bain-douche. - La fig.7 représente un type de corps réduit de mitigeur de douohe sur une embase plastique, sans possibilité de diminuer la section d'entrée du liquide mais avec une bague régulatrice de débit. - Ces dessins représentent des applications de l'invention sur un mitigeur pris à titre d'exemple; les axes des ensembles douilles-pistons et l'axe du corps du mitigeur ont été représentés dans un même plan à titre d'illustration avec un corps de mitigeur facile à obtenir en fonderie. Le robinet mitigeur pris pour exemple et représenté par la fig. 1 comporte un corps 1 venant de fonderie~et usiné de part et d'autre de l'axe du mitigeur pour recevoir deux douilles 2 reposant dans le fond du corps en 42. Les douilles 2 sont identiques;; chacune comporte une ouverture calibrée 39 (fig. 4) à la base, est fraisée à mi-hauteur selon fig. 5 pour la sortie de l'eau, comporte une partie conique 2a pour assurer la portée du joint de piston 6 comporte deux gorges pour recevoir les deux joints torigues 5 assurant l'étanchéité avec le canal 28 et l'extérieur du corps et enfin comprend un alésage 2 G pour le coulissement du piston 3 et un alésage g b pour recevoir le ressort de rappel 7. Les deux pistons 3 pour l'eau chaude et pour l'eau froide sont identiques. Chaque piston comporte à sa base un joint torique 6 qui peut être soit logé dans une gorge 43 comme représente sur la fig. 1, soit fixé par un autre moyen; le diamètre extérieur 44 du piston situé sous le joint torique 6 est supérieur à l'alésage 2 c afin que le piston ne remonte pas dans l'alésage 2 c de la douille 2; chaque piston 3 reçoit un joint torique 4 pour assurer l'étanchéité avec la douille 2 et un circlip 9 pour retenir le ressort de rappel 7 avec une bague intermédiaire 8 - I1 est à noter que le ressort de rappel 7 ne sert que pour le fonctionnement à vide du mitigeur. Chaque ensemble douille-piston peut être retenu dans le corps par différents moyens. La fig. 1 indique l'un de ces moyens où l'ensemble est retenu par un circlip 10 logé dans une gorge 45. Chaque tête de piston 3 b agit sous l'effet de sa came correspondante 46 ou 47 de la pièce moulée 14 qui est commandée par le volant de manoeuvre 11 dont un brochage 48 au centre de forme hexagonale reçoit la partie correspondante de la pièce porte-cames . La douille de liaison 22 vissée et bloquée dans le corps reçoit l'ensemble volant ll - porte-cames 14 qui peut tourner librement autour de la douille 22 et qui est maintenu par un éorou 19 vissé et bloqué sur la face 45 de la douille 22. L'étanchéité de la douille 22 avec le corps 1 est assurée par le joint torique 24. flans le principe du mitigeur à pistons nous savons que suivant le profil des cames 46 et 47, soit que les deux pistons 3 sont en fermetures complètes, soit que seul l'un d'eux se trouve en position ouverture et l'autre en position fermeture ou soit que les deux pistons 3 sont partiel lement ouverts. Le mitigeur est en position fermeture complète lorsque l'ergot 11 e du volant se trouve à la position 49 (fig. 2) en contact avec la butée 67, en position eau froide seule à la position 49 a (fig. 2), en position eau chaude seule à la position 49 c.Suivant le sens de la rotation R de la figure 2 on voit que la plage du mélange se trouve entre les posi tions 49 a et 49 c correspondant à un secteur de 280 environ pour la rotation du volant - Nous abordons maintenant les caractéristiques du mitigeur faisant 11 objet de la présente invention. - Il est possible de réduire le débit du mitigeur en réduisant la section de passage 39 (fig. 4) à l'entrée et ce sans démontage du mitigeur et sans fermer les arrivées d'eau. La figure 4 montre la section maximum de passage 39; pour réduire le débit sur une arrivée, il suffit de faire tourner la douille 2 de façon à ce que l'axe O-t 0 vienne par exemple suivant O-t 1 si l'on veut réduire de moitié la section de passage 39. Pour procéder à la rotation de la douille 2 il faut, après retrait de lten- semble volant-cames 11-14 et de la bague 13, desserrer la vis de blocage 3Ç, puis à l'aide d'un tournevis dans l'empreinte fraisée 31 de la douille 2 faire tourner celle-ci dans le sens indique par une pictographie 32 collée sur le corps 1. Pour oontr8ler si le débit maximum de sortie est celui d6- siré, il suffit simplement d'appuyer sur la taste 3 b du piston 3 jusqu'au ras du corps 1. La vis 30 est une vis de blocage assurant le maintien de la douille 2 dans une position choisie. Quant au circlip 10 il assure aussi la retenue de la douille 2 dans le corps et permet le réglage de la douille 2 tout en maintenant les pressions d'eau dans les entrées du mitigeur. En faisant pivoter la douille comme nous venons de l'indiquer ci-dessus suivant la figure 4, on voit d'après la figure 5 que la section de sor- tie de l'eau au niveau de la ligne I-I de la figure 1 ne change pas, l'axe O V venant par exemple suivant O X. Cette caractéristique de pouvoir diminuer le débit d'entrée a surtout une grande importance dans les cas où les pressions d'eau en amont du mitigeur sont élevées. Ce moyen permet aussi d'éviter des coups de bélier dans les canalisations lors de la fermeture et de pouvoir équilibrer les pressions et débits dans les arrivées du mitigeur de façon à obtenir une très bonne plage de mélange. Il est à noter qu'il peut y avoir d'autres moyens pour orienter et fixer les douilles 2. - Une autre caractéristique, objet de l'invention, consiste également à pouvoir faire varier le débit. de l'eau mélangée dans des oonditions normales d'utilisation sans faire varier la température. On sait que la temp6- rature du mélange est fonction du rapport quantité d'eau ohaude/ quantité d'eau froide et qu'il suffit de garder ce rapport constant pour toujours avoir la même température de mélange. Pour faire varier le débit nous avons un piston 23 coulissant devant les sorties 28 et sur la douille 20 par 2 plats fraisés 51; une tige de manoeuvre 20 filetée à l'extérieur c8té piston fait varier la position du piston en tournant par l'intermédiaire d'un bouton de commande 16; la tige 20 est solidaire de la douille 22 par un clip 25 et une goupille 18b l'étan- ohéité de cette vis 20 avec l'extérieur est assurée par un joint torique 21. Une goupille élastique 17 est un moyen pour rendre solidaire la vis 20 avec le bouton 16. Un enjoliveur 15 peut être intercalé entre le bouton 16 et le volant 11. Sur la fig. 1 1' l'enjoliveur est fixe sur l'écrou 19 par des pattes de fixation mais il peut être soit solidaire du bouton 16 soit du volant 11. Pour garder une température de mélange constante suivant le débit, le piston 23 se déplace devant les deux sections 28 de formes spéciales et disposées symétriquement par rapport å l'axe du mitigeur selon la fig. 1; à titre indicatif la figure 3 montre une demi-section de la sortie 28 aboutissant dans la chambre de mélange 40. Suivant la figure 1 le piston 23 ne permet pas l'obturation complète dos doux sorties 28 afin de ne pas agir comme un robinet d'arrêt, sinon il faudrait mettre des clapets anti-retour dans les arrivées et réaliser un piston spécial. flans certains types de mItigeurs où l'veau de sortie doit être dirigée dans une direction demandée - comme dans le cas d'un mitigeur bain-douche il faut alors avoir un autre type de piston régulateur de débit, La fig. 6 montre un piston 53 situé devant une sertie d'eau 28 où l'eau peut s'écou- ler vers le canal 55 avec un débit minimum; pour augmenter le débit vers le canal 55 il suffit de tirer la tige 20 a dans le sens B et pour alimenter la sortie 56 il faut pousser la tige 20 a dans le sens B; à ce moment là le joint torique 33 est à la position 41 et le canal 55 n'est plus alimenté. Dans le mode de réalisation suivant la fig. 6, le piston 53 est rendu solidaire de la tige 54 par une goupille 34, pour l'utilisation en debit maxi- mum côté sortie 55 une goupille 35 vivent en butée sur la douille 57 rendue étanche avec l'extérieur par le joint torique 37; pour l'utilisation côté sortie 56 le piston 53 vient en butée dans le fond de l'alésage 58. - La troisième caractéristique essentielle de l'invention consiste en une bague de repérage 13 située sous le volant ll pour indiquer avec précision la position du volant 11 à l'ouverture du mitigeur. Cette bague circulaire 13 comporte à sa partie supérieure 63 des chiffres ou repères symboliques visibles par le voyant transparent 12; cette bague 13 est située autour de la pièce porte-cames 14, s'appuie sur la face du corps 65 suivant la circonférence 66 - fig0 2- et est retenue selon le mode de fixation représenté par quatre pattes 62. Dès l'ouverture du mitigeur on voit apparattre un premier secteur d'environ 400 correspondant à ltouverture progressive de l'eau froide, ensuite un secteur d'environ 2800 correspondant à la zone de mélange et enfin un secteur de 100 maximum correspondant à l'eau chaude seule. L'invention fait apparaître quelques avantages non négligeabless - Le joint torique 26 fig.1 entre le corps 1 et le volant ll permet d'avoir une étanchéité à l'intérieur du volant et d'éviter par exemple l'introduction de produits de nettoyage. - Les perçages supplémentaires 29 fig.2 sont prévus pour la pose d'une seconde butée d'arrêt de volant et pour éviter d'avoir de l'eau trop chaude. - Le corps du mitigeur venant de fonderie peut être allégé au maximum suivant les évidements E 1 et E 2 de la fig. 3. Les caractéristiques essentielles faisant l'objet de l'invention ainsi que les avantages décrits ci-dessus peuvent être appliqués séparément selon leur utilité ou suivant des cas particuliers de types de mitigeurs. La figure 7 montre par exemple un mitigeur avec une hauteur réduite de corps sans la caractéristique de réglage de la douille 2; dans ce cas il est nécessaire que la section d'arrivée 58 sous le piston 3 soit suffisante et par ailleurs le débit maximum peut être donné par une bague régulatrice de débit 59 donnant un débit maximum constant à partir d'une certaine pression; ce moyen peut également être utilisé avec tout mitigeur possédant toutes les caractéristiques objet de l'invention lorsque les pressions d'eau sont très variables. Suivant la fig. 7 on a intercalé entre le mitigeur et la cloison une bague 61 pour permettre les raccordements sur les arrivées du mitigeur. I1 est bien entendu que les modes de réalisations décrits ainsi que les figures et exemples cités n'ont aucun caractère limitatif. Il va de soi que toutes les modifications jugées utiles poslrront être apportées pourvu qu'elles restent dans le cadre de l'invention. REVENDICAXIONS 1 - Robinet mitigeur - du type dans lequel deux ensembles douilles-pistons identiques et indépendants placés parallèlement dans un corps et commandés par un ensemble cames-volant - caractérisé par le fait qu'un voyant transparent placé sur le volant permet de repérer la position exacte de celui-ci en fonctionnement par le moyen d'une bague circulaire placée entre le corps et le volant et portant un moyen de repérage sur le secteur correspondant à la rotation totale du volant. 2 - Robinet mitigeur selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un bouton régulateur de débit situé dans l'axe du volant permet de garder constant la température de mélange ou le rapport des débits des deux liquides lorsqu'on fait varier le débit à la sortie du mitigeur et pour ce faire, les deux alésages des ensembles douilles-pistons communz- quent avec l'alésage central formant chambre de mélange par deux canaux de sections appropriées dont les axes sont situés dans un même plan, et, le piston régulateur de débit coulisse devant ces deux canaux de façon à garder constant le rapport des deux liquides mélangés. 3 - Robinet mitigeur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le débit maximum de sortie de l'eau froide ou de liteau chaude peut être réduit par le fait que chaaue douille a la possibilité d'être orientée pour diminuer la section d'entrée de l'eau dans le mitigeur. 4 - Robinet mitigeur conçu selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 pouvant servir de mitigeur de douche, de lavabo, d'évier ou sur tout autre appareil sanitaire ou encore pour toute utilisation nécessitant la distribution et le mélange de deux liquides. 5 - Robinet mitigeur conçu selon les revendications 1, 2 et 3 pour servir de mitigeur de douche, de lavabo, d'éviers de baignoire ou pour tout autre appareil sanitaire ou encore pour toute utilisation nécessitant la distribution et le mélange de deux liquides dans toutes les proportions possibles. 6 - Robinet mitigeur selon l'une quelconque des revendications précédentes et pouvant comporter dans les entrées des moyens de régulation de débits ou de pressions pour connaStre exactement suivant les positions du volant et les moyens de repérages, les proportions ou les débits de deux liquides mélangés ou encore le débit d'un seul des liquides. il est également possible de connaître la température exacte du mélange des deux liquides si on connaît les ternpératures de ceux-ci. 7 - Robinet mitigeur selon l'une quelconque des revendications précédentes et possédant un régulateur central de débit permettant de diriger la sortie du liquide dans un canal au choix comme pnr exemple sur un mitigeur bain-douche. 8 - Robinet mitigeur selon la revendication 2 pouvant aussi admettre le cas échéant un régulateur de débit faisant office de robinet d'arrêt, avec ou sans clapets anti-retour placés dans les arrivées du mitigeur ou en dehors de celui-ci. 9 - Robinet mitigeur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que. le corps peut recevoir une butée supplémentaire pour arrêter le volant a une position déterminée afin d'admettre le débit d'un seul liouide ou le mélange de deux liquides jusqu'à une certaine proportion pour limiter, par exemple, la température maximum de l'eau mélangée.