Brevet FR2569814A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne un mitigeur à commande thermostatique comportant un corps présentant au moins un orifice d'arrivée d'eau froide, un orifice d'arrivée d'eau chaude et un orifice de sortie d'eau mélangée, lesquels sont décalés les uns aux autres dans le sens axial; un élément expansible; une tige de réglage de la valeur théorique contre laquelle vient s'appuyer un côté de l'élément expansible; un élément de fermeture de soupape ou obturateur cylindrique creux à déplacement axial, lequel est inséré de manière étanche dans le corps et contre lequel vient s'appuyer l'autre côté de 1' élément expansible, présentant une surface de contact ou d'obturation radiale faisant office de surface d'arrêt, laquelle est associée à une surface de contact ou d'obturation radiale correspondante du corps située à proximité de l'orifice d'arrivée d'eau froide,et lequel est en outre susceptible de commander l'afflux d'eau chaude à l'orifice d'arrivée d'eau chaude. Un mitigeur à commande thermostatique de ce type est connu suivant DE-PS 27 03 950. Dans ce cas, les sièges de soupape aux orifices d'arrivée d'eau froide et d'eau chaude sont formés de manière identique ; il s'agit respectivement de surfaces de contact ou d'obturation d'un élément de fermeture de soupape et du corps du mitigeur, lesquelles sont orientées de manière radiale et associées de manière à réaliser l'obturation des orifices d' arrivée d'eau froide et d'eau chaude en butant l'une contre l'autre. Vu ce type d'obturation par butée des sièges de soupape dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude, l'élément de fermeture de'soupape ne peut plus se déplacer lorsque l'orifice d'arrivée d'eau chaude est complètement fermé. A présent, afin de pouvoir absorber l'allongement longitudinal de l'élément expansible lors d'une augmentation additionnelle du volume de la matière expansible, il est prévu, dans le mitigeur du type connu, un ressort de sûreté sur la distance parcourue par la force entre l'élément expansible et la tige de réglage de la valeur théorique. Ce ressort de sûreté est si puissant qu'il peut pratiquement être considéré comme étant un corps rigide lors d'un fonctionnement normal. Dans le cas décrit, ce ressort de sûreté entre d'abord en action dès qu'une augmentation additionnelle de la masse de l'élément expansible appairait, alors que l'orifice d'arrivée d'eau chaude est entièrement fermé.Dans ce cas a lieu, précisément sur base de la puissance ou force relativement importante exercée par ledit ressort de sûreté, une brusque et forte augmentation de pression au sein de l'élément expansible. Une telle pression est susceptible de provoquer de sérieux dommages au mitigeur de ce type. L'objet de la présente invention est de développer un mitigeur à commande thermostatique du type mentionné au début, de telle sorte que 1' utilisation d'un ressort de sûreté peut être supprimée et qu'une brusque et forte augmentation de pression au sein de l'élément expansible ne peut avoir lieu à aucun moment, quelle que soit la position de fonctionnement du mitigeur. Suivant l'invention, cet objectif est atteint du fait que a) l'élément de fermeture de soupape ou obturateur est formé de manière "coulissante" dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude, de telle sorte qu'il peut se déplacer de manière télescopique devant l'orifice d' arrivée d'eau chaude, lorsqu'il assume la position de fermeture complète. b) et qu'il n'est pas prévu de ressort de sûreté sur la distance parcourue par la force entre l'élément expansible et la tige de réglage de la valeur théorique. Suivant l'invention, il est par conséquent utilisé des sièges d'obturation de formes distinctes dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude et de l'orifice d'arrivée d'eau froide. Alors que dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau froide il est conservé des surfaces de contact ou sièges d'obturation du type plat, lesquels sont orientés de manière radiale et viennent buter l'un contre l'autre, -les avantages de ce type d'obturation sont connus et ne seront dès lors pas énumérés ici-, dans la zone de 1' orifice d'arrivée d'eau chaude, l'élément de fermeture de la soupape ou obturateur est mis en oeuvre de manière "coulissante".Etant donné qu'il n'existe pas d'arrêt ou dé butée de fin de course de déplacement de l'élément de fermeture de la soupape ou obturateur, dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude, cet élément peut encore s'y déplacer alors que l'orifice d' arrivée d'eau chaude est complètement fermé. I1 en résulte qu'il n'est nullement nécessaire de prévoir un ressort de sûreté séparé. La suppression du ressort de sûreté a pour conséquence que la pression au sein de l'élément expansible est en réalité déterminée par celle du ressort de pression maintenant l'élément de fermeture de soupape ou obturateur en situation d'adhérence par rapport à l'élément expansible. De brusques et fortes augmentations de pression au sein de l'élément expansible ne sont désormais plus à craindre. En outre, il est à présent possible d' augmenter la force ou puissance du ressort de pression mentionné, lequel maintient l'élément de fermeture ou obturateur contre l'élément expansible ceci permet d'améliorer la qualité de réglage dans son ensemble et en particulier l'insensibilité à l'entartrage. A moins que, dans certains cas particuliers, l'étanchéité entre les surfaces métalliques situées l'une contre l'autre de l'élément de fermeture ou obturateur et du corps ne soit suffisante dans la zone de 1' orifice d'arrivée d'eau chaude, il est possible d'insérer un joint d'étanchéité dans une des surfaces cylindriques du corps ou de l'obturateur, lesquelles sont situées en face l'une de l'autre lorsque il'élément de fermeture ou obturateur est déplacé vers-la position correspondant à celle où l'orifice d'arrivée d'eau chaude est complètement fermé ou obturé. Un exemple due réalisation de l'invention est= exposé par la suite de manière plus détaillée àl'aide du schéma; l'unique figure montre une coupe axiale à travers un mitigeur à commande thermostatique. Le corps demitigeuf désigné au moyen du repère 1 comporte un orifice de raccordement 2 à la conduite d'amenée d'eau froide un orifice de raccordement 3, lequel est décalé dans le sens axial destiné à la conduite d'amenée d'eau chaude, ainsi qu'un orifice de sortie 4 destiné à l'eau mélangée. L'évidement alésé du corps 1 dans lequel débouchent les orifices 2, 3 et4, contient une pièce cylindrique creuse 5, laquelle peut être aisément montée etdémontbe, composée de trois douilles 6, 7 et 8 vissées les unes dans les autres. La douille centrale 6 délimite intérieurement la chambre de sortie d'eau mélangée et comprend des orifices de sortie 10 dans sa paroi. La douille 7 est insérée de manière étanche dans l'évidement alésé du corps 1 et possède un prolongement en forme dé goulot 12 sur lequel est vissée une bague tournante 13 à pas rapide, laquelle peut être réglée avec la tige de réglage de la valeur théorique 14 dépassant du prolongement en forme de goulot 12 et est maintenue en place au moyen-d'une vis de fixation 15. La douille 7 est maintenue par rapport au corps 1-du mitigeur au moyen de vis de fixation 17. L'ensemble de la pièce 5 est maintenue de la sorte dans le corps 1 du mitigeur La douille 8 possède des orifices d'admission 19 d'eau froide et est insérée de manière étanche dans le corps 1, de manière identique de part et d'autre des orifices d'admission 19.Faisant suite à ceux-ci, la douille 8 possède des orifices d'admission 20 d'eau chaude eut se termine par un fond 21 à son extrémité. Un élément expansible défini dans son ensemble au moyen du repère 25 se projette dansl > espace creux des douilles 6 et 7. Il est composé d'un corps 26 et d'une chambre cylindrique creuse de dilatation 27 servant de sonde de température. Celle-ci se termine au sein du corps 26 par une membrane agissant sur une tige de pression 28 se déplaçant extérieurement vis-à-vis du corps 26. L'élément expansible 25 vient ainsi s'appuyer contre là tige de réglage de la valeur théorique 14 par l'intermédiaire de la tige de pression 28. La tige de pression 28 est Insérée de manière étanche dans le prolongement en forme de goulot 12 de la douille -7.; Au sein de la douille 8, il est inséré, de manière étanche et mobile, un élément de fermeture ou obturateur cylindrique creux 30, lequel communique avec le corps 26 de I'élément expansible 25 au moyen d'une pièce intermédiaire 31. Au moyen de la piece intermédiaire 31, l'élément expansible 25 est inséré sur une broche de positionnement centrale 32 sertie dans le fond 21 de la douille 8; cette broche de positionnement 32 traverse l'élément de fermeture ou obturateur 30 avec un petit jeu radial.L'élément de fermeture ou obturateur 30 repose par une extrémité sphérique sur une cuvette de la pièce intermédiaire 31 et est maintenue en contact avec celle-ci au moyen d'un ressort de pression 35, lequel s'appuie contre le fond 21 de la douille 8. Le ressort 35 maintient également en position d' adhérence l'élément expansible 25 à la tige de réglage de la valeur théorique 14 par l'intermédiaire de la tige de pression 28. Au sein de l'élément de fermeture ou obturateur 30, le ressort 35 est entouré par une jupe 42, laquelle est exposée latéralement à l'eau chaude affluant dans le mitigeur. Au sein de la cavité de la douille 7, il est prévu un ressort de pression 43 appliqué sur le corps 26 de l'élément expansible 25; ce ressort de pression 43 agit en sens inverse au ressort 35 et maintient en position d'adhérence l'élément expansible 25 avec l'élément de fermeture ou obturateur 30, lorsque, lors d'un dévissage de la tige de réglage de la valeur théorique 14, l'élément expansible est libéré de celle-ci. L'élément de fermeture ou obturateur 30 est associé de manière connue à une surface d'appui 37 de l'orifice d'admission d'eau froide 19. A cet effet, il est question d'un siège plat classique se projetant dans le sens radial, contre lequel l'élément de fermeture ou obturateur 30 vient buter avec une surface correspondante se projetant de manière radiale, lors de son déplacement axial. Dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude 20 de la douille 8, il n'est toutefois pas prévu de surface d'arrêt ou de butée correspondante. Au contraire, l'extrémité de l'élément de fermeture ou obturateur 30 peut s'enfoncer plus profondément, de manière bien ajustée, dans la douille 8, en coulissant devant l'orifice d'admission d'eau chaude 20. L'étanchéité de l'obturateur 30 est réalisée sur les surfaces latérales cylindriques en regard l'une de l'autre de l'obturateur 30 et de la douille 8. Au cas où l'étanchéité des surfaces cylindriques métalliques situées l'une contre l'autre ne serait pas suffisante, dans certains cas particuliers, il est possible d'insérer dans une de ces surfaces un joint d'étanchéité approprié (joint calibré, joint torique, bague quad). Dans le shéma, il est montré la position de l'élément de fermeture ou obturateur 30, suivant laquelle l'orifice d'admission de 1' eau chaude 20 de la douille 8 est directement entièrement empêché. Pans le cas d'un mitigeur à commande thermostatique du type classique, une surface d'arrêt disposée de manière radiale se trouve, dans cette position, apphliquée~contre une surface d'arrêt correspondante, également disposée de manière radiale, de la douille 8 (siege plat). A présente, lorsque le matériau expansible de l'élément expansible 25 tend àse dilater plus amplement, l'allongement longitudinal de 1' élément expansible 25 est absorbe par- un ressort de sûreté rigide, lequel se trouve sur la distance parcourue par la force entre la tige de pression 28 et la tige de réglage de la valeur théorique 14. Suivant la force ou la puissance du ressort de sûreté, ce dernier provoque une forte augmentation de pression au sein de la chambre de dilatation de l'élément expansible 25, en règlegénérale approximativement le double. Ceci peut causer des dommages à l'élément expansible 25v- Par contre, au sein du mitigeur thermostatique représenté, l'élément de fermeture ou obturateur 30, suivant la position illustrée, n'est pas encore arrivé en fin de course.Comme mentionné, ce dernier peut encore se déplacerXplus amplement par rapport à-l'orifice d'admission d'eau 20. Par conséquent, la présence'd'un ressort de sûreté particulier n'est nullement requise. La force ou puissance du ressort de pression 35 peut désormais être augmentée, sans qu'il existe le moindre danger pour l'élément expansible 25. Ceci permet d'améliorer la qualité de réglage et d'obtenir notamment une plus faible sensibilité à llentartrage. Au demeurant, le mode de fonctionnement du mitigeur thermostatique décrit correspond à celui du dispositif connu : l'eau froide afflue à travers orifice 2 du corps 1 directement dans la douille 6, par 1' intermédiaire du siège 36, et- l'eau chaude afflue par l'orifice 3 du corps 1 à travers les orifices d'admission d'eau chaude 20 dans la cavité de l'élément de fermeture ou obturateur 30 et s'écoule hors de celle-ci également dans la douille 6.-Au sein de la douille S, l'eau froide et l'eau chaude pénètrent dans une chambre de mélange, laquelle est située devant la chambre de dilatation de l'élément expansible 25 et s'étend extérieurement et intérieurement vis-à-vls de la chambre de dilatation cylindrique creuse. L'eau mélangée pénétrant-dans zavité de la chambre de dilatation s' écoule à travers les douilles traversant la double paroi de la chambre de dilatation et rejoint l'eau mélangée coulant ,coulant ext8rieurement à la chambre de dilatation. De là l'eau mélangée passe par les orifices sortie 10 de la douille 6 et jaillit du corps 1 du mitigeur par l'orifice de sortie 4. REVENDICATIONS 1. Mitigeur a commande thermostatique comportant un corps présentant au moins un orifice d'arrivée d'eau chaude, un orifice d'arrivée d'eau froide et un orifice de sortie d'eau mélangée lesquels sont décalés les uns aux autres dans le sens axial; un élément expansible; une tige de réglage de la valeur théorique contre laquelle vient s'appuyer un côté de l'élément expansible; un élément de fermeture de soupape ou obturateur cylindrique creux à déplacement axial, lequel est inséré de manière étanche dans le corps et contre lequel vient s'appuyer l'autre côté de l'élément expansible,présentant une surface de contact ou d'obturation radiale faisant office de surface d'arrêt, laquelle est associée à une surface de contact ou d'obturation radiale correspondante du corps située à proximité de l orifice d'arrivée d'eau froide, et lequel est en outre susceptible de commander l'afflux d'eau chaude à l'orifice d'arrivée d'eau chaude, caractérisé en ce que a) l'élément de fermeture ou obturateur (30) est formé de manière *"coulissante" dans la zone de l'orifice d'arrivée d'eau chaude (20) de telle sorte qu'il peut se déplacer de manière télescopique devant 1' orifice d'arrivée d'eau chaude (20), lorsqu'il assume la position de fermeture complète; b) et en ce qu'il n'est pas prévu de ressort de sûreté sur la distance parcourue par la force entre l'élément expansible (25) et la tige de réglage de la valeur théorique (14). 2. Mitigeur suivant la revendication 1, caractérisé ence qu'il est inséré un joint d'étanchéité dans une des surfaces cylindriques du corps (8) ou de l'obturateur (30) lesquelles sont situées en face l'une de 1' autre lorsque l'obturateur (30) est déplacé vers la position correspondant à celle où l'orifice d'arrivée d'eau chaude (20) est complètement fermé ou obturé.