Brevet FR2513872A1 — publié le 19830408

La présente invention concerne une cuvette de water- closet pourvue d'une lunette et d'un couvercle relevables et rabat- tables fixés sur le dessus de la cuvette par un dispositif de charnière comportant des axes élastiques, dans le sens radial, qui sont montés avec serrage dans des trous d'insertion d'axe et produisent un frottement, lors du mouvement de rotation, pour empêcher la retombée involontaire de la lunette ou du couvercle. Les cuvettes de W -C conventionnelles sont généralement p=rvues de lunettes et de couvercles montés avec des axes de charnière massifs non conçus pour produire un frottement à la rotation ou produisant un frottement, entre les surfaces de contact des axes et des trous dans lesquels ils sont insérés, qui a tendance à diminuer rapidement Il arrive ainsi fréquemment, et de façon imprévue, que le couvercle retombe avec un choc sur la cuvette, sous l'effet de son poids, par exemple du fait qu'il s'échappe de la main au moment o il est relevé Cette chute involontaire non seulement produit un bruit déplaisant, elle risque en plus d'endommager la cuvette Si un montage à frotte- ment relativement dur est prévu au départ, sa tendance au relâ- chement est fortement accentuée par l'usure des surfaces frottantes sous l'effet des fréquents relevages et rabattements du couvercle et de la lunette. Pour remédier à cet inconvénient, on utilise, comme décrit dans le brevet japonais 56-8607, des axes élastiques qui maintiennent automatiquement le frottement entre les surfaces en contact par leur expansion radiale élastique à mesure que les surfaces s'usent. Cependant, il s'est avéré récemment que lorsque de tels axes élastiques tournent beaucoup dans les trous d'insertion ou lorsqu'ils sont soumis à des efforts excessifs dans le sens axial, ils tournent par à-coups ou vibrent dans les trous d'iiisei tion et se déplacent axialement ou finissent même par tomber des trous. L'invention vise à apporter une cuvette de W -C avec un abattant (lunette et/ou couvercle) dont l'axe ou chaque axe de charnière est élastique radialement, produit un frottement qui empêche l'abattant de tomber sur la cuvette et est empêché de se dégager et de tomber des trous dans lesquels il est inséré; dont le dispositif de charnière ne commence pas à mal fonctionner après un certain temps, par suite de jeux excessifs par exemple, et dont les axes ne risquent pas de tomber de leurs trous d'insertion, même en cas d'usure en raison de fréquents relèvements et rabattements - des surfaces de contact frottant l'une sur l'autre pendant la rotation. Le point de départ de l'invention est une cuvette de W -C sur laquelle une lunette et un couvercle sont montés par un dispositif de charnière comprenant deux supports fixés a distance l'un de l'autre sur le dessus de la cuvette, deux yeux ou charnons solidaires de la lunette et situés entre les supports-fixes, un charnon médian solidaire du couvercle et situé entre les charnons de la lunette, deux séries de trois trous d'insertion d'axe, chaque série comprenant un trou dans l'un des supports fixes, un trou formé par le charnon voisin de la lunette et un trou formé par le charnon médian solidaire du couvercle, de même que deux axes élastiques insérés coaxialement dans les deux séries de trous. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un embout conique ou un élément analogue capable d'élargir l'axe localement est enfoncé à force dans au moins une extrémité de chaque axe élastique, en vue de la fixation solide de cette extrémité d'axe dans le trou d'insertion du support fixe ou du charnon de couvercle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une cuvette de W -C avec un dispositif de charnière pour le montage de la lunette et du couvercle selon un premier exemple de réalisation de l'invention; la figure 2 est une coupe axiale de ce dispositif de charnière les figures 3 A, 3 B et 3 C illustrent les phases principales de l'opération de montage selon l'invention de la lunette -et du couvercle pour ce premier exemple de réalisation la figure 4 est une coupe axiale d'un dispositif de charnière selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention la figure 5 est une coupe axiale montrant la formation d'un support du dispositif de charnière et de son trou d'insertion d'axe par moulage par injection d'une résine synthétique sur une extrémité d'axe; les figures 6 A, 6 B et 6 C illustrent les phases princi- pales de l'opération de montage pour le deuxième exemple; la figure 7 est une vue en perspective à plus grande échelle et avec un arrachement d'une douille métallique servant à la fixation d'une extrémité d'axe dans un support; et les figures 8 A, 8 B et 8 C représentent un axe élastique et une douille de fixation utilisés dans un dispositif de charnière selon l'invention qui a été soumis à des essais de résistance. Un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention sera décrit ci-après en référence aux figures 1, 2 et 3 Comme on peut le voir sur la figure 1, la lunette 3 et le couvercle 5 sont fixés sur la cuvette 1 par un dispositif de charnière compre- nant, aux deux extrémités, deux supports 2 qui sont fixés par des moyens conventionnels et à distance appropriée l'un de l'autre sur le dessus de la cuvette 1 Le dispositif de charnière comprend en plus deux charnons 4 qui sont d'un seul tenant avec la lunette 3 et un charnon médian 6 qui est d'un seul tenant avec le couvercle 5. Les charnons 4, 6 et les supports 2 constituent un dispositif de. charnière en deux parties, comprenant chacune un axe élastique 7. Figure 2 montre que chaque support 2 possède un trou d'insertion d'axe borgne 10 et que les charnons 4 et 6 forment respectivement deux trous d'insertion d'axe traversantsll et un trou d'insertion d'axe traversant 12 Des coussinets cylindriques métalliques 14, 15 et 16 en acier inoxydable ou un matériau ana- logue sont fixés dans les trous 10, 11, 12 par emmanchement à force, collage ou d'une autre manière Les axes élastiques 7 sont insérés dans les coussinets 14, 15 et 16 et sont comprimés radialement par ceux-ci Chaque axe 7 reste donc en permanence en contact élastique avec la surface intérieure des douilles 14, 15 et 16. Chacun des axes 7 représentés sur la figure 2 possède une fente ondulée 7 a visible sur la figure 3. Figure 2 montre également, dans l'extrémité d'axe 7 b située dans chacun des deux supports 2, un embout tronconique 9 qui est fait d'un métal moins dur que l'axe 7 et qui a été enfoncé dans ladite extrémité d'axe comme décrit par la suite Au cas o les axes 7 possèdent une dureté Vickers de 446 à 560, selon la norme J& B-2808, l'embout 9 est de préférence en acier doux d'une dureté Vickers de 160 a 170 au cas o les axes sont en acier à ressorts Si les axes sont en acier inoxydable (selon la norme JIS SU 5420 J 2 par exemple), l'embout conique 9 est fait de préfé- rence du matériau prescrit par la norme JIS SU 5304, dont la dureté Vickers est comprise entre 160 et 170 et qui a été soumis à un traitement de mise en solution solide Par suite de l'enfonce- ment de l'embout 9 dans l'extrémité 7 b de chaque axe 7, cette extrémité a été expansée radialement, de sorte qu'elle est fixée très solidement dans le trou d'insertion d'axe 10 du support 2 concerné On voit sur la figure 2 que l'embout 9 a été enfoncé complètement dans l'axe 7, y compris sa portion extrême cylin- drique 9 a Il est possible aussi d'enfoncer l'embout conique 9 dans l'autre extrémité de chaque axe 7, en vue de la fixation solide de chaque axe dans le charnon médian 6 du couvercle Il est possible encore d'utiliser deux embouts coniques 9 pour chaque axe, un dans chaque extrémité. Comme le trou d'insertion 10 du support 2 est un trou borgne, il est possible de produire l'insertion de l'axe 7 dans le trou 10, l'enfoncement de l'embout 9 dans son extrémité 7 b et le blocage de cette extrémité dans le support 2 en une seule opéra- tion A cet effet, on introduit d'abord l'embout 9 à moitié dans l'extrémité 7 b de l'axe 7, comme représenté figure 3 M Ensuite, on introduit l'extrémité 7 b dans le trou 10, de manière que l'embout 9 s'applique contre le fond l Oa du trou, comme représenté figure 3 B Après cela, on enfonce l'extrémité 7 b plus profondément x JIS = Japanese Industrial Standard ou norme industrielle japonaise dans le trou 10, de sorte que l'embout 9 est repoussé complètement dans l'extrémité 7 b, comme représenté figure 3 C, ce qui produit la fixation solide de l'axe dans le support 2 Ce blocage de l'axe dans le support peut être effectué simplement en tapant par un marteau 17 sur l'autre extrémité de l'axe 7. Le deuxième exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après en référence aux figures 4, 5 et 6 Le coussinet 14 du premier exemple est remplacé ici par un coussinet cylindrique métallique 20, appelé également douille dans ce qui va suivre, qui est fermé d'un c Oté Pour fixer la douille 20 dans un support 2, on la fixe d'abord solidement sur une extrémité d'un axe élastique 7 selon un procédé décrit ci-après et on fixe ensuite la douille avec l'axe dans le support 2 par une opération de surmoulage pour laquelle, voir la figure 5, la douille 20 est disposée dans un moule 23 composé d'une partie supérieure 21 et-d'une partie inférieure 22 et une résine synthétique est injectée à travers un orifice 24 dans le moule Le fond de la douille 20 empêche la pénétration de la résine dans la douille et l'axe 7. L'axe élastique 7 est fixé dans la douille métallique 20 avec utilisation du fond de la douille, comme représenté sur les figures 6 A, 6 B et 6 C On introduit d'abord l'embout conique 9 à moitié dans une extrémité 7 b de l'axe 7, comme représenté figure 6 A. On engage ensuite l'extrémité 7 b dans le côté ouvert de la douille , avec application de l'embout 9 contre le fond 20 b-de la douille, comme représenté figure 6 B Après cela, on fait pénétrer l'extré- mité 7 b davantage dans la douille 20, par exemple en tapant avec un marteau 17 sur l'autre extrémité de l'axe 7, ce qui fait entrer l'embout 9 complètement dans l'extrémité 7 b de l'axe et produit la fixation solide de cette extrémité dans la douille, comme repré- senté figure 6 C. Dans le second exemple, du fait que la douille 20 est métallique, l'expansion de la douille est très petite malgré l'enfoncement à force de l'embout conique 9 Dans ce cas également, la pression de contact entre la surface extérieure 7 b' de l'axe 7 et la surface interne 20 a de la douille 20 est si élevée que la douille est fixée solidement sur l'extrémité de l'axe Donc, malgré le fait que le support 2 est ensuite surmoulé seulement sur la douille 20, l'axe 7 ne risque jamais de tomber du trou 10 La soli- dité de la liaison entre la douille 20 et le support 2 peut être accrue considérablement si la surface extérieure de la douille est pourvue de protubérances et de creux, par exemple, comme représenté figure 7, par un moletage et par des rainures Après avoir fixé la douille 20 comme décrit ci-dessus sur l'axe 7, il est possible aussi de fixer la douille dans le trou d'insertion d'axe 10 d'un support 2 en chauffant la douille par un dispositif à haute fréquence de manière à faire fondre la matière du support 2 formant la paroi du trou 10 Il est possible encore de fixer la douille métallique 20 dans le trou d'insertion d'axe 10 du support 2 par un collage par exemple Dans ce cas, l'axe 7 peut être fixé dans la douille comme décrit pour le premier exemple, après la fixation de la douille dans le support 2 Au cas o le support 2 est en métal, il est préférable de fixer la douille métallique 20 à l'intérieur par emmanchement par retrait Les méthodes décrites ci-dessus pour fixer la douille métallique 20 dans le trou 10 sont applicables aussi à la fixation des coussinets métalliques 15 et 16 dans les trous d'insertion d'axe ll et 12, de même qu'à la fixation des coussinets ou douilles 14 du premier exemple. Deux axes 7 ' comme celui représenté figure 8 A et deux douille 520 ' comme celle représentéesur les figures 8 B et 8 C ont été utilisés dans un dispositif de charnière selon l'invention qui a été soumis à des essais de résistance décrits ci-après. Les axes élastiques 7 ' possèdent un diamètre a de 7,07 ma et une longueur b de 50 mm, tandis que les douilles 20 ' ont une longueur c de 15 mm, un diamètre extérieur de 9 mm et un diamètre intérieur e de 7,00 à 7,01 mm A l'enfoncement de l'embout conique 9 dans une extrémité de l'axe 7 ', le diamètre extérieur de cette extrémité d'axe est porté à 7,15-7,17 mm L'enfoncement à force de l'embout 9 produit donc un agrandissement du diamètre intérieur e de la douille ' (possédant un fond) de 0,15 à 0,17 mm Pour les essais, les supports 2 étaient en résine acrylonitrile butylène styrène et étaient fixés par fusion partielle sur la douille 20 ', elle-même fixé sur une extrémité de l'axe élastique 7 ' Le couple nécessaire pour rompre cet assemblage lors des essais était d'environ 11, 8 N m, ce qui démontre la grande solidité de la fixation de l'axe dans le support. Après le montage, l'axe élastique, dont au moins une extrémité est montée fixe, est toujours pressé élastiquement, par une partie de sa longueur, contre la surface interne des coussinets métalliquesde l'abattant, c'est-à-dire de la lunette et/ou du couvercle Ce serrage produit un frottement tel, entre l'axe élastique et le coussinet métallique, que la lunette ou le couvercle, solidaire des coussinets, ne risque pas de se refermer involontairement sous l'effet de son poids. Comme la lunette 3 pèse environ 800 g ou moins et comme sa longueur est de l'ordre de 44 cm, le couple produit par gravité ne risque pas de dépasser 0,8 x 44 = 35,2 kg/cm ( 3,5 N m) La constante élastique des axes peut ître déterminée sur la base du couple produit à la chute libre de la lunette et/ou du couvercle. Comme ce couple est faible, les axes pourront toujours être dotés de la constante élastique nécessaire pour produire le frottement requis. R E V E N D I C A T I O N S 1 Cuvette de water-closet pourvue d'une lunette ( 3) et d'un couvercle ( 5) montésrelevableset rabattablessur la cuvette ( 1) par un dispositif de charnière comprenant deux supports ( 2) fixés à distance l'un de l'autre sur le dessus de la cuvette ( 1), deux yeux ou charnons ( 4) solidaires de la lunette ( 3) et situés-entre les supports fixes ( 2), un charnon médian ( 6) solidaire du couvercle ( 5) et situé entre les charnons ( 4) de la lunette, deux séries de trois trous d'insertion d'axe, chaque série comprenant un trou ( 10) dans l'un des supports fixes ( 2), un trou ( 11) formé par le charnon ( 4) voisin de la lunette et un trou 12 formé par le charnon médian ( 6) solidaire du couvercle ( 5), de même que deux axes ( 7) qui sont élastiques dans le sens radial et sont insérés coaxialement et avec serrage dans les deux séries de trous, pour produire un frottement emp Schant la lunette et le couvercle de retomber inopinément sur la cuvette sous l'effet de leur poids, caractérisée en ce qu'un embout conique ( 9) ou un élément analogue capable d'élargir l'axe localement est enfoncé à force dans au moins une extrémité ( 7 b) de chaque axe élastique ( 7), en vue de la fixation solide de cette extrémité d'axe dans le trou d'insertion ( 10) du support fixe ( 2) ou dans le trou d'insertion ( 12) du charnon ( 6) du couvercle ( 5). 2 Cuvette selon la revendication 1, caractérisée en ce que des coussinets ou douilles cylindriques ( 14 respectivement 20, 15, 16) en métal sont disposés fixes dans les trous d'insertion d'axe ( 10, 11, 12) et les axes élastiques ( 7) sont montés dans ces coussinets ou douilles. 3 Cuvette selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'embout conique ( 9) est fait d'un matériau moins dur que l'axe ( 7). 4 Cuvette selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'extrémité d'axe immobilisée dans le trou ( 10) du support ( 2) ou dans le trou ( 12) dg charnon de couvercle est fixée dans ce trou avec interposition d'une douille métallique ( 20) possédant un fond ( 20 b). , Cuvette selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la surface extérieure des coussinets ou douilles métalliques ( 14 respectivement 20, 15, 16) est pourvue de protubérances et de creux par un moletage, un rainurage ou d'une manière analogue.