Brevet FR2485154A1 — publié le 19811224

L'invention concerne un robinet mélangeur du type utilisant un élément d'obturation à mouvement alterna- tif pour commander l'écoulement d'un fluide entre des orifices d'entrée et de sortie d'un manchon entourant cet élément. L'invention a notamment pour objet d'empêcher la détérioration des joints de l'orifice d'entrée. A cet effet, l'orifice de sortie du manchon est fermé immédiatement avant la fermeture de l'orifice d'entrée dudit manchon afin de réduire la pression exercée sur le joint de l'orifice d'entrée lors de la fermeture de ce dernier. L'invention a donc pour objet principal.un robinet mélangeur du type décrit, dans lequel l'élément d'obturation, qui peut être tourné et animé d'un mouvement alternatif, comporte des parties disposées de manière à fermer les orifices d'entrée et les orifices de sortie, la fermeture des orifices de sortie étant réalisée immédiatement avant la fermeture des orifices d'entrée. L'invention a également pour objet une structure du type décrit comprenant des moyens destinés à empêcher la détérioration des joints des orifices d'entrée-au moment de la fermeture. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe axiale partielle du robinet mélangeur selon l'invention, représenté en position de fermeture; la figure 2 est une coupe axiale partielle, ana- logue à celle de la figure 1, mais représentant le robinet en position d'ouverture; la figure 3 est une coupe axiale partielle, ana- logue aux précédentes, montrant le robinet immédiatement avant la fermeture; la figure 4 est une coupe transversale partielle, à échelle agrandie, montrant un détail de l'élément d'obtu- ration qui assume la fonction de fermeture du robinet; et la figure 5 est une coupe transversale partielle, à échelle agrandie, montrant un autre détail de l'élément d'obturation. L'invention concerne donc les robinets mélangeurs, par exemple un robinet du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 840 048. Dans un robinet de ce type, un joint du type à rondelle est placé sur l'extérieur d'un manchon et passe dans l'orifice d'entrée du manchon afin d'entrer en contact avec un élément d'obturation pou- vant exécuter un mouvement alternatif et un mouvement de rotation à l'intérieur du manchon. Cet élément d'obturation commande l'écoulement de l'eau dans le robinet. De tels robinets sont utilisés communément dans les cuisines, les cabinets de toilette et les installations à douche et baignoire à usage domestique. En raison des pressions élevées s'exerçant sur la rondelle d'étanchéité au moment de la fermeture du robinet, l'élément d'obturation a tendance, lors de la fermeture, à pincer ou couper ou éroder d'une certaine manière lé joint lors de la fermeture. Ceci finit par provoquer une fuite au niveau du joint et par rendre insatisfaisant le fonctionnement du robinet. L'invention est conçue particulièrement pour réduire les pressions élevées s'exerçant sur ce type de joint au moment de la fermeture. A cet effet, l'orifice de sortie est fermé préalablement ou précocement afin de réduire les pressions exercées sur le joint placé à l'entrée au moment de la fermeture complète du robinet. L'invention sera décrite dans son application à un type particulier de robinet parfois appelé "robinet à cartouche". Une telle forme de réalisation comprend un ensemble totalement autonome, placé à l'intérieur d'un corps de robinet ou d'élément de plomberie. L'invention n'est pas limitée à cette structure particulière. De la même manière, la cartouche particulière représentée est une cartouche dans laquelle l'élément d'obturation est tiré pour ouvrir le robinet et poussé pour la fermeture. Les concepts décrits s'appliquent de la même manière à une structure de robinet dont l'ouverture est commandée par poussée et la fermeture par traction. Les figures 1 à 3 représentent une cartouche de robinet comprenant un manchon 10 qui présente deux orifices 24 85 I 5 4 alentrée 12 et 14 reliés classiquement à des arrivées d'eau chaude et d'eau froide. Le manchon présente également des orifices 16 et 18 de sortie qui sont reliés classiquement à un bec ou à tout autre type de dispositif d'écoulement. Le manchon peut présenter des gorges contenant des bagues et 22 d'étanchéité qui sont en contact étanche avec l'intérieur du corps du robinet ou de tout autre élément de plomberie. Les orifices d'entrée 12 et 14 comportent des joints identiques 24 et 26 qui peuvent être du type décrit dans le brevet précité. Ces joints comportent des corps 24a et 26a, respectivemen t, et des parties d'1étanchéité 24b et 2Gb quji pénètrent dans les orifices d'entrée pour établir un contact étanche avec l'élément intérieur d'obturation. L'élément d'obturation, indiqué globalement en.28, comprend une tige 30 qui fait saillie vers l'extérieur du manchon et qui porte classiquement une poignée ou tout autre organe de manoeuvre. L'extrémité intérieure de l'élément d'obturation comporte un piston 32 qui est creux et qui pré- sente une encoche 34 pouvant être amenée sélectivement en alignement avec les orifices d'entrée 12 et 14 pour comman- der l'écoulement de l'eau dans ces derniers. Une bague an- nul-aire intérieure 36 réalise un contact étanche avec l'in- térieur du manchon 10 afin d'empêcher les fuites à l'extrémité intérieure du robinet. De la même manière, une bague 38, située à l'extrémité extérieure de l'élément 28 d'obtura- tion, empêche les. fuites vers l'extérieur de la cartouche du robinet, le long de la tige 30. L'élément 28 d'obturation comporte une partie 40 de fermeture des orifices de sortie, de forme à peu près cylindrique et dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur du manchon 10.. Cette diffé- rence de diamètre est montrée avec une certaine exagération sur les figures, pour plus de clarté. La partie cylindrique 40 est ajustée avec un jeu minimal dans le manchon et per- met de fermer efficacement les orifices 16 et 18 de sortie, comme décrit ci-après.. La partie cylindrique 40 est pleine, alors que le piston 32 est creux. Ces deux organes sont 2485 154 reliés entre eux par une tige 42. Le piston creux 32 peut être réalisé comme montré sur la figure 3. L'encoche 34 peut présenter un bord péri- phérique 44 relativement arrondi, comme montré en particu- lier sur la figure 5. On peut noter la présence de parties 46 recourbées vers l'intérieur qui, lorsque l'élément d'obturation est déplacé vers la position de fermeture, empêche l'entrée en contact de toute arête vive avec les parties 24b et 26b des joints à rondelle. De la même manière, le bord supérieur ou extérieur 48 de l'encoche 34 peut être réalisé comme montré sur la figure 4. De même que précédem- ment, ce bord présente une partie 50 recourbée vers l'in- térieur et destinée à empêcher toute entrée en contact d'arêtes vives avec les parties d'étanchéité des orifices des joints à rondelle; Le piston 32 peut comporter une paroi intérieure inclinée 52 qui forme la paroi arrière de l'en- coche et qui est destinée à diriger l'eau, s'écoulant vers l'intérieur en passant par les orifices du manchon, axiale- ment vers l'extérieur le long de la tige 42, en direction des orifices 16 et 18 de sortie du manchon. Lors de l'utilisation, le robinet peut prendre la position de fermeture montrée sur la figure 1. Il convient de noter que les joints 24 et 26 sont en contact étanche avec la surface cylindrique extérieure du piston 32. On peut également noter que la partie cylindrique 40 de l'élé- ment d'obturation ferme les orifices 16 et 18 de sortie du manchon. Le robinet est représenté en position d'ouverture complète sur la figure 2. Le piston 32 a été déplacé, avec la tige, jusqu'à ce que l'encoche 34 soit alignée avec l'orifice 12. Le robinet est tourné de manière que l'encoche puisse être alignée avec certaines parties des deux orifices 12 et 14 pour que l'eau chaude et l'eau froide puissent pénétrer dans le robinet. Dans tous les cas, le joint à rondelle est en contact avec des parties du piston 32 adjacentes à l'encoche 34. La partie cylindrique 40 s'est déplacée notablement au-delà des orifices 16 et 18 de sortie. Lorsque le robinet est déplacé vers la position de fermeture de la figure 3, une certaine pression s'exerce sur les joints au début de la fermeture du robinet. La distance comprise entre l'arête de fermeture de l'encoche 34 et la surface intérieure 41 de la partie cylindrique 40 est telle que cette surface 41 ferme complètement les ori- fices 16 et 18 de sortie immédiatement avant que le piston 32 ferme complètement les orifices 12 et 14 d'entrée. Etant donné que la partie cylindrique 40 n'utilise pas de joint du type en caoutchouc, mais qu'il n'existe qu'un ajustement à jeu minimal, certaines fuites peuvent se produire à ce niveau, ce qui n'est cependant pas important. La partie cylindrique 40 s'oppose pratiquement à tout écoulement immédiatement avant la fermeture du robinet par le piston 32. L'arête 50 de la partie supérieure de l'encoche 34 étant recourbée vers l'intérieur, elle ne coupe ni n'érode en aucune manière le bord intérieur des parties 24b et 26b des joints des orifices au moment de la fermeture. De la même.manière, les parties 46 recourbées vers l'intérieur de l'arête 44 de l'encoche ne présentent pas d'arêtes vives lorsque le piston se déplace au-delà des joints vers la position de fermeture de la figure 1. En l'absence d'une pression réduite exercée par la partie cylindrique 40, il est apparuD dans les robinets antérieurs, que la pression- très élevée s'exerçant sur les joints immédiatement avant la fermeture pousse ces joints vers l'intérieur, en direction de l'encoche et, en fait, dans cette encoche. Dans ce cas, la fermeture réelle, par la surface supérieure de l'encoche, peut en fait provoquer un entaillage ou un pincement du joint, comme décrit précé- demment, ce qui finit par faire apparaître des fuites dans le robinet. En réduisant efficacement la pression à un niveau minimal au moment de la fermeturele joint ne peut être poussé à l'intérieur de l'encoche. Par conséquent, les distances comprises entre la partie cylindrique 40, la sur- face 41 et l'encoche du piston 32 sont très importantes, car ces écartements relatifs assurent la fermeture précoce décrite, ce qui réduit la pression exercée sur le jointe De la même manière, une protection supplémentaire contre les détériorations du joint est apportée par les bords recourbés vers l'intérieur, présentés par les paxties de l'encoche venant en contact avec les joints au mm t de la fermeture. La surface 41 de la partie cylindrique 4D est représentée comme étant sensiblement plane. Cette zr =ave peut présenter, sans sortir du cadre de l'inven1tin, des stries ou des encoches permettant de moduler davamtage 3a pression de l'eau exercée au moment de la fermeture m robinet. Les encoches ne doivent pas être suEffimmmmmt profondes pour permettre un écoulement importnrt h l'eau au moment de la fermeture, mais elles Imwt attî- nuer progressivement la fermeture réelle du xc3et effoe- tuée par la partie 40. Il va de soi que de nombreuses modifie s peuvent être apportées au robinet décrit et xpsmt sans sortir du cadre de l'ihvention. 2485 154 REVENDICATIONS 1. Robinet, caractérisé en ce qu'il comporte un manchon (10) qui présente des orifices espacés d'entrée (12, 14) et de sortie (16, 18), un élément (28) d'obturation mobile dans le manchon afin de commander l'écoulement de l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie, un joint (24, 26), situé sur l'orifice d'entrée, en contact étanche avec l'élément d'obturation, ce dernier comportant une première partie (32) -adjacente à l'orifice d'entrée afin de commander l'écoulement dans ce dernier, et une seconde partie (40) adjacente à l'orifice de sortie afin de commander l'écou- lement dans celui-ci, les première et seconde parties étant espacées d'une distance telle que le mouvement de l'élément d'obturation vers une position de fermeture provoque la fermeture de l'orifice de sortie par la seconde partie avant la fermeture de l'orifice d'entrée par la première partie afin que la pression exercée sur le joint, lors de la'fer- meture de l'orifice d'entrée par la première partie, soit réduite. 2. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie sont espacés axialement dans le manchon, les première et seconde parties de l'élément d'obturation étant espacées axialement. 3. Robinet selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie de l'élément d'obturation com- prend une partie cylindrique (40) ayant sensiblement le même diamètre que la partie intérieure du manchon dans la- quelle cette seconde partie se déplace. - 4. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente plusieurs orifices d'entrée (12, 14) et plusieurs orifices de-sortie (16, 18) ménagés dans le manchon, l'élément d'obturation pouvant être animé à la fois d'un mouvement alternatif et d'un mouvement de rotation par rapport au manchon afin de commander l'écoulement d'un fluide des orifices d'entrée vers les orifices de sortie. 5. Robinet selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première partie de l'élément d'obturation comprend une zone cylindrique (32) ayant sensiblement le même diamètre que l'intérieur du manchon, les joints étant en contact avec cette partie cylindrique lorsque le robinet mélangeur est fermé. 6. Robinet selon la revendication 5, caractérisé en ce que la zone cylindrique (32) de la première partie présente une encoche (34) pouvant être amenée sélectivement en alignement avec les orifices d'entrée du manchon pour commander l'écoulement du fluide dans ces orifices, la por- tion de la zone cylindrique adjacente à l'encoche ayant une surface périphérique formée et conçue pour empêcher toute tendance au pincement du joint en contact avec elle. 7. Robinet selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites surfaces périphériques ont un contour lisse. 8. Robinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les joints sônt positionnés par le manchon et pénètrent dans les orifices d'entrée afin d'être en contact avec l'élément d'obturation.