Brevet FR2490768A1 — publié le 19820326

1. La présente invention concerne des robinets du type utilisé dans les éviers de cuisine, les lavabos, les baignoires, les douches et analogues et, plus particulière- ment, une structure et un agencement perfectionnés de dosa- ge utilisant une bague d'étanchéité placée en diagonale. Il existe dans l'art antérieur de nombreux exem- ples d'utilisation dans des robinets de bagues d'étanchéité placées en diagonale formées de joints toriques. Des exem- ples de ces joints sont décrits dans les brevets des Etats- Unis d'Amérique n0 2.484.723, n0 2.621.886, n0 2.695.036, n 2.631.002, nu 3.166.097, n0 3-.815.871, n0 3.874.637 et nu 4.004.775. Dans certains de ces brevets de l'art antérieur, par exemple dans les brevets n0 2.631.002, n0 3.166.097, n0 3.815.871, n0 3.874.637 et n0 4.004.775,la bague d'étan- chéité en diagonale n'est pas statique et doit être dépla- cée jusqu'à un orifice dont les bords peuvent provoquer l'endommagement du joint. Dans d'autres brevets de l'art antérieur, par exemple dans les brevets n0 2.484.723 et n0 2.621.886, la bague est statique mais un orifice doit être déplacé jusqu'à hauteur du joint, et les bords de l'orifice peuvent endommager le joint. Dans certains bre- vets de l'art antérieur, tels que les brevets n0 2.484.723, n 2.621.886 et n0 2.631.002, un orifice mobile doit être 2. aligné avec un orifice fixe et le dosage du débit de fluide se produit sur seulement un petit angle de rotation (ne dé- passant pas 30 degrés), ce qui se traduit par un mouvement perdu et une mauvaise maîtrise du débit, Dans certains brevets de l'art antérieur, par exemple dans les brevets nO 2.695.036, n0 3.815.871, n0 3.874,637 et n0 4. 004.775, une partie relativement importante de la bague est mise à nu lorsque le robinet se trouve dans ses premiers stades d'ou- verture et dans ses derniers stades de fermeture, et est ainsi soumise à des forces dues à une pression différentiel- le maximum qui ont tendance à faire sortir la bague de sa rainure ou siège, ce qui se traduit par un mauvais fonctionne- ment du robinet. La présente invention a pour objet un robinet uti- lisant une bague d'étanchéité placée en diagonale et ne souffrant pas des inconvénients décrits ci-dessus. Selon la présente invention, on prévoit un corps de robinet ayant un passage inférieur d'entrée de fluide et un passage latéral de sortie de fluide, Des manchons supé- rieur et inférieur sont disposés dans le passage d'entrée, un moyen d'étanchéité approprié étant disposé entre les manchons et le corps du robinet. Les manchons supérieur et inférieur ont chacun une surface cylindrique intérieure de même diamè- tre, et comportent des rainures en diagonale complémentaires en regard dans des directions opposées qui sont destinées à recevoir et retenir une bague d'étanchéité placée en diago- nale, qui est de préférence un joint torique. La forme et l'orientation des rainures est telle que les axes du canal de sortie et de la bague d'étanchéité se coupent, et la bague d'étanchéité est disposée symétriquement autour d'une sail- lie cylindrique imaginaire du canal de sortie. On a prévu d'autre part, un élément de commande qui comporte une partie de commande de débit ayant une surface extérieure cylindri- que reçue dans les surfaces cylindriques intérieures des manchons supérieur et inférieur, La partie de commande de débit de cet élément a une longueur suffisante pour s'éten- dre au-delà des extrémités supérieure et inférieure de la 3. bague d'étanchéité. Elle comporte une extrémité inférieure conique,le cône commençant en un point contigu à l'extrémité supérieure du passage de sortie et s'étendant vers le bas et vers l'intérieur jusqu'à son extrémité. La partie extrê- me inférieure en forme de cône comprend une surface de tran- sition d'orientation de débit de forme appropriée qui est conçue pour diriger effectivement un courant de fluide en- tre le passage d'entrée et le passage de sortie. L'élément de commande peut être mis en rotation suivant un angle d'en- viron 180 degrés entre la position d'ouvertuÉe totale et la position de fermeture totale, et vice-versa. La bague d'étan- chéité est en contact avec la surface extérieure de la partie de commande de débit de l'élément de commande sur la presque totalité de sa périphérie intérieure pendant les stades îni- tiaux d'ouverture et les stades finaux de fermeture du ro- binet,-lorsque la pression différentielle est élevée. Le do- sage du débit de fluide s'effectue sur la majeure partie de la plage de rotation de l'élément de commande. La bague d'étanchéité ne se déplace pas au niveau d'un orifice de sortie de fluide ou vice-versa, de sorte qu'elle n'est pas soumise à une friction qui se traduirait par une usure exces- sive. Les autres avantages présentés par le robinet de la présente invention sont les suivants: la bague d'étanchéité n'a pas tendance à sortir de ses rainures sous l'effet de la pression différentielle élevée; l'action de dosage du robinet se produit sur une grande partie de la plage de rotation de l'élément de commande; et la bague n'est pas soumise à une friction qui se traduirait par une usure excessive. La présente'invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudina- le représentant un robinet selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, le robinet étant complètement ouvert; 4 2490768 La figure 2 est une vue en coupe longitudinale semblable à celle de la figure 1, mais le robinet étant dans la position complètement fermée; et La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 1. Le robinet comprend un corps 11, un élément de commande 13, des manchons supérieur et inférieur 15, 17, un joint torique en diagonale 19, un élément de maintien 21, un écrou de chapeau 23,une clé 25, un écrou de maintien de clé 27, un bouton 29, une rondelle 31 de maintien de l'élé- ment de commande, un élément d'étanchéité 33 d'une partie de la tige de l'élément de commande, et des éléments d'étanché- ité statiques 35, 37,.39. Le corps Il est généralement cylindrique et com- porte une cavité centrale 41 formée par des alésages supé- rieur, intermédiaire, inférieur et d'entrée 43, 45, 47, 49 ayant un diamètre de plus en plus petit. Les alésages conti- gus sont reliés par des premier, second et troisième épaule-. ments 51, 53, 55. La partie supérieure extérieure du corps 11 comporte des filets 57 recevant l'écrou de chapeau 23,et la partie inférieure extérieure des filets 59 reçoit des parties de maintien d'un système de montage et des raccords à une source d'alimentation en fluide (non représentée), Le corps 11 comporte une ouverture ou passage de sortie 61 qui communique avec la cavité centrale par l'intermédiaire de la paroi latérale de l'alésage supérieur 43. L'ouverture de sor- tie 61 est reliée à un jet (non représenté) par une condui- te 63. - L'élément de manchon supérieur 15 est générale- ment cylindrique, ayant des surfaces cylindriques extérieu- res 65, 66 qui sont appariées respectivement aux alésages su- périeur et intermédiaire 43, 45 du corps 11, et des surfa- ces cylindriques intérieures supérieure, intermédiaire et inférieure 67, 69, 71 ayant un diamètre de plus en plus grand. L'élément de manchon inférieur 17 est aussi gé- néralement cylindrique, comportant une première surface cy- 5. lindrique extérieure 73 qui est appariée à la surface cylin- drique intérieure intermédiaire 69 de l'élément de manchon supérieur 15 et une seconde surface cylindrique extérieure qui est appariée à la surface cylindrique intermédiaire inférieure 71 de l'élément 15, ainsi qu'à l'alésage infé- rieur 47 du corps 11. L'élément de commande 13 est généralement cylin- drique et comporte une partie à tige 77, une partie à rebord 79 et une partie de commande de débit 8I.La partie 81 com- - porte une surface extérieure cylindrique 83 qui est appa- riée à la surface cylindrique intérieure supérieure 67 de l'élément de manchon supérieur 15, ainsi qu'à la surface in- térieure cylindrique 85 de l'élément de manchon inférieur 17. L'élément de maintien 21 a une forme généralement cylin- drique et comporte une surface extérieure cylindrique qui est appariée à l'alésage supérieur 43 du corps 11, et une surface cylindrique intérieure qui est appariée à la surfa- ce cylindrique de la partie à tige 77 de l'élément de com- mande. La clé 25 est maintenue sur la partie à tige 77 par la vis usuelle 27,et la cavité de réception de cette vis est fermée par le bouton usuel 29. Une saillie de la clé 25 agit avec un moyen de butée usuel de l'élément de maintien 21 pour permettre une rotation de 180 degrés de la clé et par conséquent de l'élément de commande, ce qui provoque la rotation du robinet entre la position de fermeture complète et la position d'ouverture complète et vice-versa. L'écrou de chapeau 23 a une forme usuelle,et comprend des filets qui sont engagés dans les filets 57 à l'extrémité supérieure du corps 11 et une paroi extrême 87 qui est en contact avec un épaulement de l'élément de main- tien 21 de façon à assujettir cet élément 21, la rondelle 31 de maintien de l'élément de commande, les éléments de man- chon supérieur eL inférieur 15, 17 et l'élément de comman- de 13 pour qu'ils soient assemblés dans leurs positions respectives appropriées. L'étanchéité entre l'élément de manchon inférieur 17 et le corps 11, les éléments de manchon supérieur et inférieur 15, 17 et l'élément de maintien 21 6. et le corps Il est assurée par des joints toriques respectifs 39, 37, 35. L'étanchéité entre l'élément de maintien 21 et la partie à tige 77 de l'élément de commande est assurée par un joint torique 33. Le corps 11, l'élément de maintien 21, et les élé- ments de manchon supérieur et inférieur 15, 17 comportent des rainures et/ou saillies du type usuel qui permettent d'obtenir un maintien et une orientation convenables. Les éléments de manchon supérieur et inférieur 15, 17 comportent des rainures en diagonale complémentaires en regard dans des directions opposées 91, 93 qui reçoivent et maintiennent le joint torique 19. La configuration des rai- nures 91, 93 et leur orientation après assemblage du robinet sont telles que les axes du passage de sortie 61 et du joint torique 19 se coupent, le joint torique 19 étant disposé symétriquement autour d'une saillie cylindrique imaginaire du passage 61. La partie de commande de débit 81 de l'élément de commande 13 a une longueur suffisante pour s'étendre au-delà des extrémités supérieure et inférieure du joint torique 19. La partie de commande 81 comprend en outre une partie extrê- me inférieure de forme conique 95, le cône commençant au point contigu à l'extrémité supérieure du passage 61. La par- tie extrême conique 95 comprend une surface de transition 97 de l'orientation du courant. Un robinet construit selon la présente invention présente plusieurs avantages par rapport aux robinets de l'art antérieur. Au cours des stades initiaux d'ouverture ou des stades finaux de fermeture du robinet-, pendant les- quels la pression différentielle est élevée, le joint tori- que est en contact avec la surface extérieure de la partie de commande de débit sur la presque totalité de la périphé- rie intérieure du joint. Par conséquent, le joint n'est pas amené à sortir de ses rainures à cause de la pression diffé- rentielle élevée. L'action de dosage du robinet commence lorsque l'élément de commande a tourné de quelques degrés seulement pour l'éloigner de la position dtouvertute totale et se poursuit jusqu'à ce qu'il ne soit qu'à quelques degrés 7. 2490768 de sa position de fermeture totale, et vice-versa. Par con- séquent, le dosage du débit se produit sur la majeure par- tie dé la plage de rotation de l'élément de commande. Le joint torique en diagonale est statique et par conséquent ne se déplace pas à la hauteur d'une ouverture de sortie de fluide, et une ouverture de sortie de fluide ne se déplace pas non plus à la hauteur du joint torique en diagonale; au lieu de cela, la surface extérieure cylindrique de la par- tie de commande de débit de l'élément de commande est ame- née à la hauteur du joint torique statique. Par conséquent, le joint torique n'est pas soumis à des frottements qui se traduiraient par une usure excessive. Le joint d'étanchéité en diagonale est de préféren- ce un joint torique et pourrait avoir une autre Forme sans que l'on s'écarte du cadre de la présente invention. Les matériaux constituant les éléments des manchons supérieur et inférieur, l'élément de commande et l'élément de maintien sont de préférence des matériaux plastiques, par exemple le matériau dit "acétal". La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire sus- ceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Robinet, caractérisé en ce qu'il comprend a. un corps de robinet ayant un passage inférieur d'entrée de fluide et un passage latéral de sortie de fluide comportant un axe, b. des éléments de manchon supérieur et inférieur placés dans le passage d'entrée, a. les éléments de manchons supérieur et inférieur ayant chacun une surface cylindrique intérieure de même diamètre, -. les éléments de manchon supérieur et inférieur ayant des nervures en diagonale complémentaires en regard dans des directions opposées destinées à recevoir et à retenir une bague d'étanchéité en diagonale, c. une bague d'étanchéité en diagonale ayant un axe et placée dans les rainures, a. la forme et l'orientation des rainures étant telles que les axes du passage de sortie et de la ba- gue d'étanchéité se coupent et que la bague d'étanchéité est symétrique autour d'une saillie cylindrique imaginaire du passage de sortie, d. un élément de commande comportant une partie de commande de débit, a. cette partie de commande de débit ayant une surface extérieure cylindrique qui est reçue par appa- riage dans les surfaces cylindriques intérieures des élé- ments de manchon supérieur et inférieur, et ayant une longueur suffisante pour s'étendre au-delà des extrémités supérieure et inférieure de la bague d'étanchéité en diago- nale, S. cette partie de commande de débit ayant une partie extrême inférieure conique, le cône com- mençant à un point contigu à l'extrémité supérieure du pas- sage de sortie, et la partie extrême inférieure conique com- prenant une surface de transition de l'orientation du dé- bit, e. l'élément de commande pouvant tourner suivant 9 2490768 un angle d'environ 180 degrés depuis une position d'ouverture totale jusqu'à une position de fermeture totale, et vice-ver- sa, avec la bague d'étanchéité en contact avec la surface extérieure de la partie de commande de débit de l'élément de commande sur la presque totalité de la périphérie intérieu- re de la bague d'étanchéité pendant les stades initiaux d'ou- verture du robinet lorsque la pression différentielle est éle- vée, et avec dosage du débit de fluide sur la majeure partie de la plage de rotation de l'élément de commande. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la bague d'étanchéité est un joint torique. 3 - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments de manchon supérieur et inférieur sont en matériau plastique.