Brevet FR2603360A1 — publié le 19880304

La présente invention concerne une soupape sanitaire comportant une cage avec une tige de commande montée de manière pivotante et permettant de déplacer un organe d'obturation destiné à modifier la quantité d'eau débitée, au sein de laquelle il est formé, -entre deux faces opposées l'une de l'autre 5 dans le sens de pivotement de la tige de commande et une pièce contiguë, deux espaces cunéiformes, lesquels s'ouvrent et se ferment respectivement lors du pivotement de la tige de commande, comportant un dispositif amortisseur freinant le mouvement trop rapide de l'organe d'obturation au moins dans le sens de fermeture de la soupape. Une soupape sanitaire de type similaire est connue suivant DE-OS 32 46 350. Celle-ci permet de supprimer les coups de bélier importants au sein du système de conduites, lesquels seraient susceptibles d'apparaitre lors d'une brusque fermeture de la soupape sanitaire, au moyen d'un dispositif de freinage du mouvement de ladite soupape, lequel est couplé à un disque de 15 commande mobile servant d'organe d'obturation. Ce dispositif de freinage du mouvement est constitué d'un piston relié au disque de commande mobile au moyen d'une tige et se déplaçant suivant un mouvement de va-et-vient dans un cylindre rempli d'eau. Le cylindre est lui-même inséré dans le corps de l'appareil de robinetterie et son remplissage a lieu par l'intermédiaire d'un 20 raccordement à la sortie d'eau de l'appareil de robinetterie. Le désavantage de cette soupape sanitaire de structure connue se situe au niveau de l'insertion difficile du dispositif de freinage du mouvement et des coûts élevés tant en matière de fabrication que de montage. Les soupapes ainsi que les corps d'appareils de robinetterie destinés à être utilisés avec lesdites 25 soupapes, déjà disponibles dans le commerce, doivent être entièrement repensés pour que la structure exposée dans DE-OS 32 46 350 puisse être exploitée. Pour les raisons ci-dessus, dans la demande antérieure de brevet P 35 24 149.7, il fut déjà proposé de placer le disque de commande mobile lui-même 30 dans une chambre substantiellement fermée, renfermant un milieu fluide, et d'utiliser en même temps le dispositif de freinage du mouvement en tant que piston. Une telle conception suppose néanmoins que la réalisation d'une chambre fermée, dans laquelle se déplace le disque de commande mobile, soit possible. Dans la demande antérieure de brevet P 35 34 692.2, il est suggéré de prévoir l'alésage du cylindre du dispositif de freinage du mouvement comportant le piston amortisseur directement dans le disque de commande mobile etdeConcevoir le piston amortisseur comme une tige-poussoir, laquelle vient buter contre une pièce fixe lorsque le disque de commande se déplace. 40 Ce type de structure requiert toutefois également une construction spéciale 2 2603360 de certaines pièces de la soupape sanitaire elle-même. L'objet de la présente invention est de pourvoir une soupape sanitaire du type mentionné au début d'un dispositif amortisseur, sans requérir à cet effet une modification de la structure même des parties constitutives de ladite soupape. A cet effet, l'invention prévoit que le dispositif amortisseur comporte deux chambres de volume variable remplies de liouide, disposées dans les deux espaces cunéiformes et reliées par au moins un canal d'étranglement passant près de la tige de commande. La présente invention utilise dès lors, en vue d'insérer le dispositif amortisseur, deux espaces existant déjà au sein de la soupape de structure connue, mais nullement mis à profit. Dans ces espaces dont les volumes varient respectivement lors du pivotement de la tige de commande, il est inséré les deux chambres du dispositif amortisseur, entre lesquelles un 15 liquide se déplace suivant un mouvement de va-et-vient, par l'intermédiaire du canal d'étranglement passant près de la tige de commande. Le dispositif amortisseur peut par conséquent être conçu de manière à être installé directement, sans difficulté, ou ultérieurement, le cas échéant, au sein des soupapes de structure connue. Le dispositif amortisseur comporte à cet effet une partie centrale reliant les deux chambres entre elles et contenant une ouverture destinée à recevoir la tige de commande. Dans ce cas, il est conseillé de faire passer le canal d'étranglement au sein de la partie centrale, de manière latérale à ladite ouverture. Le canal d'étranglement se trouve ainsi correctement 25 disposé et une rupture par pliage ou autre incident similaire susceptible de se produire dans le cas d'un canal d'étranglement conçu comme un tuyau flexible, n'est pas à craindre. Lorsqu'il est prévu une fente au sein de la partie centrale, du côté opposé au canal d'étranglement, s'étendant depuis l'ouverture jusqu'au côté 30 extérieur de ladite partie centrale, il est alors possible d'insérer aisément par le côté l'ensemble du dispositif amortisseur sur la tige de commande. Suivant une structure particulière du dispositif faisant l'objet de la présente invention, la partie centrale se prolonge asymétriquement de façon massive en direction d'une des chambres, jusqu'à une zone se déformant 35 lors du pivotement de la tige de commande. Il est ainsi obtenu une pression sur le canal d'étranglement lors de la diminution du volume de la chambre correspondante, de manière à réduire sa section et augmenter l'effet d'amortissement au fur et à mesure de la fermeture de la soupape sanitaire. Cet effet est souhaité, étant donné qu'en général le fonctionnement du 40 dispositif de freinage du mouvement n'est requis que lors de la toute dernière phase de fermeture. Lorsque le canal d'étranglement présente une section variable dans la zone asymétrique formant le prolongement de la partie centrale, la caractéristique des lignes de force du dispositif amortisseur peut être librement définie sur mesure. En général, il suffit que le canal d'étranglement dans la zone asymétrique formant le prolongement de la partie centrale présente à cet effet la forme d'un entonnoir. Il est recommandé de prévoir la fabrication du dispositif amortisseur 10 d'une seule pièce, en matière flexible et/ou élastique. Les deux chambres remplies de liquide sont scellées hermétiquement et fermement reliées entre elles par l'intermédiaire de la partie centrale. Le dispositif amortisseur peut de la sorte être fabriqué à bon marché en grande série et être aisément installé. La longévité du dispositif amortisseur peut être prolongée lorsque ses faces extérieures sont pourvues de pièces de renforcement, lesquelles sont alors directement sollicitées lors du pivotement de la tige de commande. Deux structures connues de systèmes d'arrêt employés dans les mitigeurs sanitaires permettent en particulier l'installation des chambres du 20 dispositif amortisseur suivant les deux alternatives ci-après: D'une part, les chambres du dispositif amortisseur peuvent être disposées entre deux épaulements opposés de la tige de commande et la face supérieure de la pièce dans laquelle se trouve logée la tige de commande. D'autre part, la structure o les chambres du dispositif amortisseur 25 sont disposées entre deux surfaces opposées de la tige de commande et deux surfaces obliques d'un orifice traversé par la tige de commande, est particulièrement avantageuse. Des exemples de réalisation de l'invention sont exposés de manière plus détaillée par la suite, par référence au dessin. Il y est représenté: Figure 1: une coupe axiale d'un premier type de structure d'un mitigeur sanitaire monocommande; Figure 2: une coupe axiale d'un deuxième type de structure d'un mitigeur sanitaire monocommande; Figure 3: une coupe suivant la ligne III-III de la figure 4 d'un 35 dispositif amortisseur; Figure 4: une coupe suivant la ligne IV-IV du dispositif amortisseur de la figure 3. La figure I montre un premier type de structure d'un mitigeur sanitaire conçu en tant que cartouche. En d'autres termes, le mitigeul sanitaire est inséré en tant qu'unité complète dans un corps extérieur d'appareil de robinetterie, lequel n'est pas représenté au dessin. Dans le fond de la cage en forme de godet 1, il est prévu trois orifices: deux orifices d'arrivée 3 pour respectivement l'eau froide et l'eau mélangée (un seul orifice est visible au dessin) ainsi qu'un orifice de 5 sortie 4 pour l'eau mélangée. La géométrie et la disposition de ces orifices sont connues et ne seront dès lors pas décrites de manière plus détaillée. Contre le fond de la cage I se trouve un premier disque de commande 5 en céramique ou autre matière dure, dont la face dirigée vers le haut est finement polie ou rodée suivant une méthode connue en soi. Le disque de commande 5 se trouve positionné dans la cage 1 par clabotage de manière à empêcher sa rotation. Le disque de commande 5 fixe comporte de son côté trois orifices de passage, lesquels communiquent avec les orifices 3, 4 de la cage 1: deux orifices de passage 6 pour respectivement l'eau froide et l'eau chaude ainsi qu'un orifice de passage 7 pour l'eau mélangée. La pénétration de l'eau entre le disque de commande fixe 5 et la cage 1 est empêchée au moyen de joints élastiques 20, 21, lesquels sont introduits par le bas dans les orifices 3, 4 de la cage I et exercent une pression dirigée vers le haut, sur le disque de commande fixe 5. Ces mêmes joints peuvent en outre être utilisés en vue de réaliser l'étanchéité de la cartouche par rapport au corps extérieur de l'appareil de robinetterie, lequel n'est pas représenté au dessin. Dans un orifice central supérieur 8 de la cage 1, il est inséré de manière tournante le col 9 cylindrique d'une pièce d'entraînement 10 substantiellement symétrique du point de vue rotation, laquelle est fixée de 25 manière axiale au moyen d'une bague ressort 22. Le col 9 est pourvu d'un orifice central 11 destiné à recevoir une tige de commande 12. La tige de commande 12 est fixée de manière articulée à la partie supérieure du col 9 au moyen d'un tourillon 13. A la base de la pièce d'entraînement 10, il est réalisé une gorge 30 relativement large et profonde de manière à former deux surfaces de guidage 14 parallèles, opposées l'une à l'autre. Dans ladite gorge se trouve un deuxième disque de commande 15 mobile, lequel est composé d'une pièce supérieure 15a en matière synthétique et d'une pièce inférieure 15b en céramique jointes l'une à l'autre de manière étanche. Le disque de commande 15 mobile possède de son côté deux surfaces de guidage, opposées l'une à l'autre, lesquelles sont associées aux surfaces de guidage 14 de la pièce d'entraînement 10. Le disque de commande 15 mobile se trouve dès lors guidé avec précision lors de son mouvement translatoire, radial par rapport à l'axe de la cartouche, au sein de la pièce 40 d'entraînement 10. Le disque de commande 15 mobile possède en outre un évidement 17 de préférence cylindrique à sa partie supérieure, dans lequel vient se loger une tête 18 prévue à l'extrémité inférieure de la tige de commande 12. Dans le disque de commande 15 mobile, il est formé de manière connue 5 un évidement de réglage 19 ouvrant sur le disque de commande 5 fixe. En fonction de la position relative des deux disques de commande 5, 15, il est réalisé par le biais de l'évidement de réglage 19 une communication entre un ou les deux orifices de passage 6 et l'orifice de passage 7 du disque de commande 5 fixe. L'ampleur du mouvement de pivotement de la tige de commande 12 autour du tourillon 13 est limitée par deux épaulements 23, 24 opposés en forme d'aile, prévus le long de la tige de commande 12. Dans les mitigeurs connus présentant une telle structure, les épaulements 23, 24 agissent sur la surface supérieure 25 du col 9 de la pièce d'entraînement 10. Entre les épaulements 23, 24 et la surface supérieure 25 du col 9 se trouvent des espaces cunéiformes, lesquels s'ouvrent et se ferment respectivement lors du pivotement de la tige de commande 12. Dans ces espaces cunéiformes du mitigeur représenté au dessin, il est inséré un dispositif amortisseur, lequel est désigné dans son ensemble au 20 moyen du repère 26 et est représenté séparément et à plus grande échelle aux figures 3 et 4. Le dispositif amortisseur 26 est fabriqué dans une matière élastique au moins flexible, par exemple en caoutchouc. Il se compose de deux chambres Intérieures cunéiformes 27, 28 situées à l'opposé l'une de l'autre et reliées 25 entre elles au moyen d'une partie centrale 29 substantiellement massive. Dans ladite partie centrale 29, il est prévu une ouverture ou fenêtre 30 (figure 3) dans laquelle peut être introduite la tige de commande 12 par une fente 31 pratiquée sur le côté de ladite partie centrale 29. Les deux chambres 27 et 28 sont reliées entre elles au moyen d'un 30 canal d'étranglement 32, lequel traverse la partie centrale 29 du dispositif amortisseur 26 du côté opposé à la fente 31. Les figures 3 et 4 montrent que le dispositif amortisseur 26 est de structure asymétrique. La partie centrale massive 29 se prolonge un peu plus dans la chambre 27 que dans la chambre 28. Dans cette région de la partie 35 centrale 29, le canal d'étranglement 32 se présente sous la forme d'un entonnoir 33, dont la fonction sera décrite de manière précise par la suite. L'intérieur des chambres 27, 28 ainsi que le canal d'étranglement 32 sont entièrement remplis de liquide 38, par exemple de l'huile, dont la viscosité est choisie en fonction de la section du canal d'étranglement 32, 40 de manière à obtenir la force de freinage souhaitée. Le mode de fonctionnement du mitigeur représenté à la figure 1 est d'emblée évident, de sorte que seul le changement du débit et non de la température de l'eau mélangée est d'intérêt dans le cadre de la présente invention. La quantité d'eau mélangée débitée est réglée par déplacement linéaire du disque de commande 15 mobile par rapport au disque de commande 5 fixe, en faisant pivoter la tige de commande 12 autour du tourillon 13. Simultanément, le volume de chacune des chambres 27, 28 du dispositif amortisseur 26, lesquelles sont situées sous les ailes 23, 24 mobiles de la 10 tige de commande 12, se trouve modifié. En même temps, le liquide 38 est déplacé d'une des chambres 27, 28 vers l'autre chambre 28, 27 par le biais du canal d'étranglement 32, de manière à fournir une force de freinage s'opposant au mouvement de pivotement de la tige de commande 12. Cette force de freinage est généralement souhaitée seulement dans la 15 toute dernière phase de fermeture du mitigeur, afin d'éviter la fermeture finale trop brusque et d'empêcher ainsi l'apparition de coups de bélier au sein du système de conduites. Le dispositif amortisseur 26 est à cet effet, comme décrit ci-avant et représenté au dessin, de structure asymétrique. Le dispositif amortisseur 26 est installé sous les ailes 23, 24 de la 20 tige de commande 12 de telle sorte que la plus petite chambre 27 soit comprimée lors de la fermeture du mitigeur. Comme le montre le dessin, l'entonnoir 33 du canal d'étranglement 32 est d'abord toujours entièrement ouvert. Lors d'une pression additionnelle sur la chambre 27, l'entonnoir 33 du canal d'étranglement 32 se ferme toutefois progressivement lui aussi, de 25 sorte que sa section devient plus petite et que l'effet d'étranglement s'amplifie simultanément. Un choix approprié de la forme de l'entonnoir 33, de la section du canal d'étranglement 32 et de la viscosité du liquide 38 utilisé permet d'obtenir pratiquement n'importe quelle caractéristique de lignes de force de freinage. Etant donné que l'embouchure du canal d'étranglement 32 dans la plus grande chambre 28 se trouve à un endroit pratiquement non sujet à déformation lors de la commande du mitigeur, il ne se produit aucune intensification de la force de freinage en fin de course de la tige de commande 12, lorsque celle-ci est déplacée en sens inverse de manière à réaliser l'ouverture du 35 mitigeur. Comme le montre la figure 4, les faces extérieures du dispositif amortisseur 26 soumises à une pression lors du pivotement de la tige de commande 12 sont protégées au moyen de pièces de renforcement 34 à 37. L'exemple de structure d'un mitigeur suivant la figure 2 correspond 40 dans une large mesure à celle de la figure 1. Les éléments correspondants sont par conséquent désignés à l'aide des mêmes repères plus 100. Outre des différences de nature purement géométrique, la cage 101 du mitigeur conçu en tant que cartouche, représenté à la figure 2, possède un couvercle lOla traversé par le col 109 de la piece d'entrainement 110 tournante. De plus,le disque de commande 115 mobile est formé d'une seule pièce en céramique. Dans le cadre de la présente invention, la différence intéressante entre les deux exemples de structures se situe au niveau de la disposition du dispositif amortisseur 126. Dans les mitigeurs connus présentant une telle structure, la limitation du mouvement de pivotement de la tige de 10 commande 112 est assurée par deux surfaces obliques 124, 125 situées dans l'orifice central 111 de la pièce d'entrainement 10. Des épaulements extérieurs correspondant aux épaulements 23 et 24 à la figure I ne sont par contre pas prévus sur la tige de commande 112. Entre les faces extérieures opposées de la tige de commande 112 et 15 les surfaces obliques 123, 124 de la pièce d'entrainement 110 se trouvent de nouveau des espaces cunéiformes dont le volume respectif augmente ou diminue lors du pivotement de la tige de commande 112. Dans ces espaces cunéiformes, il est inséré les chambres 127, 128 du dispositif amortisseur 126 dont la structure correspond entièrement à celle représentée aux figures 3 et 4. La 20 partie centrale 129 du dispositif amortisseur 126 est disposée sur le tourillon 113 de manière à ce que le dispositif amortisseur 126 ne puisse pas glisser le long de la tige de commande 112. Le mode de fonctionnement du dispositif amortisseur 126 de l'exemple de structure suivant la figure 2 correspond du reste entièrement à celui de 25 l'exemple de structure suivant la figure 1. REVENDICATIONS 1. Soupape sanitaire comportant une cage avec une tige de commande montée de manière pivotante et permettant de déplacer un organe d'obturation destiné à modifier la quantité d'eau débitée, au sein de laquelle il est 5 formé, entre deux faces opposées l'une de l'autre dans le sens de pivotement de la tige de commande et une pièce contiguë, deux espaces cunéiformes lesquels s'ouvrent et se ferment respectivement lors du pivotement de la tige de commande, comportant un dispositif amortisseur freinant le mouvement trop rapide de l'organe d'obturation au moins dans le sens de fermeture, 10 caractérisée en ce que le dispositif amortisseur (26; 126) comporte deux chambres (27, 28; 127, 128) de volume variable remplies d'un liquide (38), disposées dans les deux espaces cunéiformes et reliées entre elles par au moins un canal d'étranglement (32) passant près de la tige de commande (12; 112). 2. Soupape sanitaire suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif amortisseur (26; 126) comporte une partie centrale (29) reliant les deux chambres (27, 28; 127, 128) entre elles et contient une ouverture ou fenêtre (30) destinée à recevoir la tige de commande (12; 112). 3. Soupape sanitaire suivant la revendication 2, caractérisée en ce 20 que le canal d'étranglement (32) passe au sein de la partie centrale (29) de manière latérale à ladite fenêtre (30). 4. Soupape sanitaire suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu une fente (31) au sein de la partie centrale (29), du côté opposé au canal d'étranglement (32), s'étendant depuis la fenêtre (30) jusqu'au côté extérieur de ladite partie centrale (29). 5. Soupape sanitaire suivant une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la partie centrale (29) se prolonge asymétriquement de façon massive en direction d'une des chambres (27), Jusqu'à une zone se déformant lors du pivotement de la tige de commande (12; 112). 6. Soupape sanitaire suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le canal d'étranglement (32) présente une section variable dans la zone asymétrique formant le prolongement de la partie centrale (29). 7. Soupape sanitaire suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le canal d'étranglement (32) présente la forme d'un entonnoir (33) dans 35 la zone asymétrique formant le prolongement de la partie centrale (29). 8. Soupape sanitaire suivant une des revendications qui précèdent, caractérisée en ce que le dispositif amortisseur (26; 126) est fabriqué d'une seule pièce, en matière flexible et/ou élastique. 9. Soupape sanitaire suivant une des revendications qui précèdent, 40 caractérisée en ce que les faces extérieures du dispositif amortisseur (26; 126) soumises à une pression lors du pivotement de la tige de commande (12; 112) sont pourvues de pièces de renforcement (34 à 37). 10. Soupape sanitaire suivant une des revendications qui precèdent, caractérisee en ce que les chambres (27, 28) du dispositif amortisseur (26) 5 sont disposées entre deux épaulements (23, 24) opposés de la tige de commande (12) et la surface supérieure (25) de la pièce (10) dans laquelle la tige de commande (12) se trouve insérée. 11. Soupape sanitaire suivant une des revendications I à 9, caractérisée en ce que les chambres (127, 128) du dispositif amortisseur (126) sont 10 disposées entre deux surfaces opposées de la tige de commande (112) et deux surfaces obliques (124, 125) d'un orifice (111) traversé par la tige de commande (112).