Brevet FR2489920A1 — publié le 19820312

La présente invention concerne un robinet mélangeur d'eau avec levier de manoeuvre pourvu d'une membrane d'étanchéité cylindrique de forme annulaire en matériau à élas- ticité de caoutchouc, robinet, avec levier de manoeuvre, et une chambre cylindrique qui présente sensiblement le même diamètre que le pourtour extérieur de la membrane, dans le pourtour de laquelle débouche au moins une arrivée d'eau, et dans lequel la membrane d'étanchéité peut être montée de telle manière qu'elle recouvre cette arrivée d'eau, et avec un corps de pression disposé à l'intérieur de la chambre et de la membrane, qui, par un actionnement du levier de manoeuvre du robinet, est repoussé dans le domaine de l'arrivée d'eau, contre le pourtour intérieur de la membrane qui vient ainsi s'appliquer à étanchéité contre le bord de l'arrivée et obture celle-ci. Une membrane de ce genre est connue ainsi qu'un robinet pourvu de cette membrane d'après le brevet DE 11 76 943. Dans la forme de réalisation connue, il s'agit d'un robinet mélangeur avec levier de manoeuvre, dans la cham- bre cylindrique duquel débouchent, en des points opposés, une amenée d'eau foide, et une amenée d'eau chaude. Le corps de pression est guidé à déplacement dans une coulisse parallèle à la ligne de jonction entre les deux arrivées. Il est déplacé au moyen d'un excentrique engagé avec lui, qui peut être actionné par pivotement du levier de manoeuvre du robinet. Dans une position extrême, le corps de pression et la membrane d'étanchéité sont poussés devant l'une des arrivées, hors de laquelle par conséquent aucune eau ne peut plus sortir. Dans l'autre position extrême, c'est l'autre arrivée qui est obturée. Des positions intermédiaires fournissent un mélange à une tem- pérature déterminée. L'eau passe, à circulation libre, à travers la fente entre la membrane d'étanchéité et devant le pourtour intérieur de la chambre cylindrique en direction axiale et elle est transmise à l'intérieur de la membrane. Le fonctionnement d'un tel robinet mélangeur dépend essentiellement de la rigidité et de l'élasticité de la membrane d'étanchéité. Dans la forme de réalisation connue, la membrane possède, dans les deux domaines de joint étanche, une épaisseur essentiellement identique. Il en résulte qu'elle est en soi relativement rigide et que le levier de manoeuvre du robinet mélangeur doit 9tre pivoté sur un angle relativement grand pour obtenir des débits déterminés pour les deux amenées d'eau. Cela se remarque particulièrement dans le cas o il s'agit d'un robinet mélangeur dans l'amenée d'eau chaude duquel est prévu un chauffe-eau à circulation qui nécessite pour son démarrage un débit minimal déterminé, c'est-à-dire une diffé- rence de pression minimale déterminée. La propriété particu- lière de la membrane d'étanchéité connue, en raison de sa rigidité inévitable, consistant en une libération relativement retardée de l'amenée d'eau en question, a pour conséquence que le levier de manoeuvre doit d'abord être pivoté d'un angle vraiment important jusqu'à ce que le chauffe-eau s'allume. Cependant, cela conduit déjà à ce que le corps obturateur ferme au moins en partie l'amenée d'eau froide, de telle sorte que, lorsque s'établit le courant d'amenée d'eau chaude, on est en présence d'un certain excès d'eau chaude et que le mélange est aussit8t très chaud. Le domaine de réglage de position du levier de manoeuvre pour la détermination de températures dif- férentes du mélange n'est pas très grand, et, inversement, l'accroissement de température de l'eau froide jusqu'à la pleine température d'eau chaude se situe dans un domaine de pivotement relativement faible du levier de robinet, ce qui exige une grande attention lors du réglage de la température de l'eau de mélange fournie. L'invention a pour but de réaliser une membrane d'étanchéité conforme à la description précédente, et un robinet mélangeur correspondant, tels qu'ils réagissent plus rapidement à des changements de position du levier de manoeuvre et du corps de pression. Dans ce but, le robinet mélangeur conforme à l'invention est caractérisé en ce que la membrane est amincie dans son épaisseur dans une zone étroite, le long d'une ligne entourant l'une des amenées d'eau. On obtient ainsi que le domaine assurant l'étan- chéité et permettant d'autre part la sortie de l'eau dans le pourtour de l'arrivée d'eau, est séparé, par la zone amincie du domaine d'entourage de la paroi de la membrane, et qu'il se laisse ainsi facilement déplacer dans le sens radial par défor- mation de la zone amincie. Il se forme ainsi une sotte de fenê- tre qui est déplaçable pratiquement indépendamment des domaines extérieurs de la membrane environnants. Dans tous les cas, le déplacement se produit plus facilement que si la membrane pré- sentait partout la même épaisseur et que, par conséquent, le déplacement de la partie située directement devant l'amenée devait se produire par une courbure de la paroi et une déforma- tion de celle-ci sur toute son épaisseur. On a constaté, dans des essais que, grâce à l'invention, déjà lors d'un très faible déplacement du corps de pression, la membrane libère pour l'eau un passage sous l'effet de la pression de l'eau présente dans cette amenée. S'il s'agit d'un robinet mélangeur avec levier de manoeuvre, on obtient, sur l'amenée d'eau chaude, déjà pour de petits angles de pivotement du levier de commande, un débit d'eau suffisant pour déclencher un départ du chauffe-eau. Lors de ces petits angles de pivotement, l'amenée d'eau froide reste encore pres- que complètement libérée, de telle sorte que l'eau de mélange contient encore une proportion relativement importante d'eau froide. Ainsi, déjà pour de faibles angles de pivotement du levier de manoeuvre, on dispose d'une eau chaude dont la tempé- rature peut 9tre augmentée à volonté par une rotation plus importante du levier de manoeuvre. Cet accroissement de la tem- pérature de l'eau de mélange avec làngle de pivotement du levier se déroule essentiellement plus doucement, et le réglage de la température est moins critique que dans les modèles de mélangeur connus. En outre, on a constaté que la production de bruit est nettement moins importante qu'avec les membranes d'étanchéité connues. Conformément à l'invention, l'amincissement est formé par une gorge dans la surface de pourtour de la membrane, et de préférence sur la face extérieure de la membrane en vue d'éviter des complications dans sa coopération avec le corps de pression. Suivant l'invention, la limite radiale intérieur de la gorge est réalisée avec formation d'une lèvre entourant l'amenée d'eau. De cette manière, la fenêtre limitant la gorge est entourée par une chambre formée dans le robinet par rapport au pourtour intérieur de la chambre cylindrique. Cette lèvre assure l'étanchéité de l'arrivée d'eau obturée, grâce à cet effet de pression de l'eau. Suivant l'invention, la gorge présente, sur le pourtour de la membrane, une forme de U, dont les branches s'étendent jusqu'au bord de la membrane. D'autre part, le bord de la membrane présente un creux en direction axiale, qui s'étend sur une partie importante du domaine de bord situé entre les branches de lU, et forme la lèvre agissant contre le pourtour extérieur de la membrane. - L'invention s'étend à une membrane cylindrique et à un robinet mélangeur conçus spécialement pour le robinet du genre décrit ci-dessus. La description ci-après se rapporte à un exem- ple de réalisation de l'invention avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe verticale à travers un robinet mélangeur avec levier de manoeuvre et mem- brane conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue en élévation par le bas de la membrane. - la figure 3 est une vue en coupe par III-III de la figure 2. - la figure 4 est une vue en élévation latérale de la membrane. - la figure 5 est une vue en coupe par V-V de la figure 4. - la figure 6 est un graphique de la tempéra- ture de l'eau de mélange en fonction de l'angle de pivotement du levier de manoeuvre. Dans la figure 1, est représenté un robinet mélangeur à levier de manoeuvre unique désigné dans son ensem- ble par la référence 10. Il comprend un carter 4 avec un appen- - dice de fixation 2 à un seul perçage, et pourvu des arrivées d'eau froide 5 et d'eau chaude 6, ainsi que d'un tuyau 3 de sortie d'écoulement de l'eau de mélange. Dans le carter 1, est formée une chambre cylindrique 4, dans la surface de pourtour cylindrique 4' de laquelle débouchent les amenées d'eau chaude 6 et d'eau froide 5. Dans la chambre cylindrique 4, est montée une membrane d'étanchéité cylindrique de forme annulaire 7 en maté- riau à élasticité de caoutchouc, qui recouvre les amenées d'eau et 6 et qui est maintenue dans un anneau 8. Cette membrane 7 ne s'étend pas sur toute la hauteur de la chambre cylindrique 4, mais laisse libre sa partie inférieure 9. La membrane 7 est constituée de telle manière que, sous l'action de la pression de l'eau chaude arrivant par l'amenée 6 et de l'eau froide arri- vant par l'amenée 5, elle est repoussée et éloignée du pourtour intérieur 4' de la chambre cylindrique 4, de telle sorte que l'eau peut passer entre ce pourtour 4' et la membrane 7, pour parvenir dans la partie inférieure 11 de la chambre, o se pro- duit alors un mélange de l'eau provenant de chacune des amenées et 6. Cette eau de mélange passe dans le canal 12 et de là elle parvient dans le tuyau de sortie 3. A l'intérieur de la membrane cylindrique 7, est disposé un corps de pression 14 qui est guidé dans une coulisse pour se déplacer parallèlement à la ligne de jonction fictive entre les amenées d'eau 5 et 6. Ce corps peut être déplacé, au moyen d'un excentrique 43 engagé avec lui, à partir d'une posi- tion correspondant à la figure 1, dans laquelle il s'applique sur le c8té de l'amenée, par l'intérieur, contre la membrane 7 et obture cette amenée, vers une position décalée, dans laquelle il s'applique contre la face intérieure de la membrane 7. La représentation de l'eau dans la figure 1 correspond à la situa- tion pour laquelle de l'eau préalablement mélangée est tout d'abord délivrée après quoi se produit la commutation sur l'eau froide et le tuyau de sortie est obturé. L'actionnement de l'excentrique 43 s'effectue par un déplacement de rotation de la tête 16 du robinet mélan- geur 10 au moyen du levier de manoeuvre 15 autour de l'axe 14. Le réglage de la quantité de mélange délivrée à la sortie 3 s'effectue par pivotement vers le haut ou vers le bas du levier de manoeuvre 15 dans le sens de la flèche 17. De cette manière, est déplacée une plaque de céramique 18 qui est disposée entre deux autres plaques de céramique 19 et 20 qui sont montées dans la partie supérieure du robinet mélangeur 10. Ces plaques de céramique 18, 19, 20 sont appliquées de manière étanche l'une sur l'autre par leur face plane. Elles possèdent des passages de traversée 22 qui peuvent être amenés à se recouvrir plus ou moins par pivotement du levier de manoeuvre 15 dans le sens des flèches 17, de telle sorte que résulte une section de pas- sage variable pour l'eau de mélange débitée par le tuyau de sortie 3. La membrane 7 a la forme d'un court tronçon de tuyau et elle est représentée en particulier dans les figures 2 à 5. Elle possède, sur chacun des c8tés qui se trouvent devant les orifices d'amenée 5 et 6, une gorge 23 qui entoure la zone d'application, qui s'étend en forme de U et qui débouche, avec les branches de l'U, sur le bord inférieur 24 de la membrane 7. La gorge 23 constitue un domaine aminci dans l'épaisseur de la membrane 7, de telle sorte que la partie intérieure 25 en forme de fenêtre (figure 4) qui se trouve directement devant les amenées 5, 6 peut se déplacer en direction radiale avec défor- mation de la zone amincie, dans le domaine correspondant à la gorge 23. La zone de membrane qui sert à obturer ou à libérer une section de passage sur les zones 25 de la membrane entou- rant les orifices d'amenée 5 et 6, peut ainsi 9tre déplacée relativement facilement, sans que, pour cela, soit nécessaire une déformation de courbure importante des portions de paroi dans l'entourage des orifices d'amenée 5 et 6. La gotge 23 est découpée en arrière vers le domaine intérieur 25 en 26, de telle sorte qu'est formée une lèvre d'étanchéité contournant essentiellement les orifices d'amenée 5, 6, qui facilite l'étanchéité à l'intérieur de la membrane déjà créée par la pression intérieure. Afin que l'effet de la lèvre se produise même sur le bord inférieur 24 de la membrane 7, celle-ci est pourvue pratiquement dans la totalité de la partie de son pourtour se trouvant dans la zone 25, d'une gorge 27 en forme de V, comme le montre la figure 3. La gorge 27 forme également une lèvre d'étanchéité 37, qui se complète avec la lèvre d'étanchéité 28 dans la.gorge 23 en forme de U. Le corps de pression 14 agit à l'intérieur des domaines 25 radialement contre le pourtour intérieur de la mem- brane 7. Dans les domaines situés entre eux 29, est prévu un évidement plat 30, qui sert à diminuer l'épaisseur de la mem- brane dans ces domaines et à accroître ainsi la mobilité des domaines 25. Dans la figure 6 est monté, avec un robinet mélangeur pourvu d'un levier de manoeuvre, un chauffe-eau à circulation dans la conduite d'amenée d'eau chaude. Le graphique montre la courbe de température du mélange d'eau en fonction de l'angle de pivotement du levier de manoeuvre 15 autour de l'axe 14. La courbe 31 désigne une dépendance de la tem- pérature dans le cas d'un robinet mélangeur de la construction connue jusqu'à ce jour tandis que, dans la courbe 32, est repro- duite la variation de la température dans le cas d'un robinet pourvu d'une membrane conforme à l'invention. Le chauffe-eau monté dans la conduite d'eau chaude nécessite pour son démarrage un écoulement d'eau déter- miné. En raison de la rigidité relative inévitable des membranes cylindriques connues, ce point est atteint seulement après un angle de pivotement relativement considérable, qui, dans l'exem- ple représenté, s'élève à environ 70 degrés. Le chauffe-eau, dans la forme de réalisation connue, ne se déclenche donc qu'au point 33. Dans la forme de réalisation avec une membrane conforme à l'invention, qui est représentée par la courbe 32, le déclenchement de fonctionnement du chauffe-eau se produit déjà pour un'pivotement beaucoup plus faible du levier de manoeuvre 15, à savoir pour seulement 40 degrés, au point 34. Le domaine de la courbe disposé entre les parenthèses 35, qui comprend des températures de mélange habituellement considérées comme agréables, s'étend avec une allure beaucoup plus aplatie que le domaine correspondant de la courbe 31 qui correspond à la forme de réalisation ancienne. Dans le domaine 35 qui s'étend, dans l'exemple de réalisation, sur un angle de pivote- ment compris entre 50 et 120 degrés du levier de manoeuvre, l'accroissement de la température du mélange est beaucoup plus lent que dans la courbe 31 correspondant au modèle ancien. La température de mélange désirée qui se situe dans le domaine compris entre 30 et 400 peut ainsi être réglée beaucoup plus facilement. REVENDICATIONS 1 ) Robinet mélangeur d'eau (10) avec levier de manoeuvre pourvu d'une membrane d'étanchéité cylindrique de forme annulaire en matériau à élasticité de caoutchouc (7), robinet avec levier de manoeuvre, et une chambre cylindrique (4) qui présente sensiblement le même diamètre que le pourtour extérieur de la membrane (7), dans le pourtour de laquelle débouche au moins une arrivée d'eau (5, 6), et dans lequel la membrane d'étanchéité peut 9tre montée de telle manière qu'elle recouvre cette arrivée d'eau, et avec un corps de pression (14) disposé à l'intérieur de la chambre et de la membrane, qui, par un actionnement du levier de manoeuvre (15) du robinet, est repoussé, dans le domaine de l'arrivée d'eau, contre le pourtour intérieur de la membrane qui vient ainsi s'appliquer à étanchéité contre le bord de l'arrivée et obture celle-ci, robinet caracté- risé en ce que la membrane (7) est amincie dans une zone étroite le long d'une ligne entourant extérieure l'arrivée d'eau (5, 6). ) Robinet avec membrane d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amincissement d'épaisseur est formé par une gorge (23) prévue dans la surface de pourtour de la membrane (7). ) Robinet avec membrane suivant la revendica- tion 2, caractérisé en ce que la gorge (23) est prévue sur la face extérieure de la membrane (7). 40) Robinet suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la limitation radiale intérieure de la gorge est découpée vers l'arrière en formant une lèvre d'étanchéité (28) entourant l'une des amenées d'eau (5, 6). ) Robinet suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 4, caractérisé en ce que la gorge (23) présente sur le pourtour extérieur de la membrane (7) une forme en U dont les branches s'étendent jusqu'au bord (24) de la membrane. 6 ) Robinet avec membrane suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bord (24) de la membrane (7) présente un creux (27) formant une lèvre d'étanchéité agissant contre le pourtour de la membrane (7) et s'étendant, en direction axiale, sur une partie impor- tante du bord (24) se trouvant entre les branches de 1'U. 7 ) Membrane d'étanchéité en caoutchouc de forme annulaire à élasticité de caoutchouc, conçue spécialement pour robinet conforme à.l'une quelconque des revendications 1 à 6.