Brevet FR2642133A1 — publié le 19900727

_,_ 2642133 La présente invention concerne un robinet sanitaire à disques de commande, comportant a) un corps; b) un disque de commande fixe présentant un orifice d'arrivée d'eau au moins; c) un disque de commande mobile pouvant être déplacé de manière linéaire par rapport au disque de commande fixe et présentant un évidement au moins, lequel peut être amené en chevauchement variable au-dessus de l'orifice d'arrivée du disque de commande fixe, de sorte que le déplacement linéaire du disque de commande mobile permet de faire varier la quantité d'eau débitée; d) un dispositif de freinage contrant le déplacement linéaire du disque de commande mobile au cours de la phase de fermeture au moins et comprenant un cylindre de freinage prévu au sein du disque 'de commande mobile ainsi qu'un piston de freinage fixe dans son sens axial, agissant sur le cylindre de freinage. Un robinet, à disques de commande de ce type est exposé dans DE-OS 35 31 932. Dans ce cas, le cylindre de freinage est un trou borgne prévu dans le disque de commande mobile de manière transversale à l'axe du robinet. Le piston de freinage présente par conséquent la forme d'une broche relativement courte comportant un joint d'étanchéité et pénètre plus ou moins loin dans le cylindre de freinage, suivant la position relative du disque de commande mobile. Sa position axiale est définie par une collerette prévue à son extrémité, laquelle vient s'engager dans un épaulement d'une partie radialement immobile du robinet. Plus le piston de freinage se déplace hors du cylindre de freinage, moins il se trouve engagé dans celui-ci, de sorte qu'il risque de basculer et de se coincer. Lors d'un basculement du piston au sein du cylindre de freinage, la mobilité du disque de commande mobile est rendue plus difficile; celui-ci risque même de se trouver complètement coincé. L'emploi de la force est alors susceptible d'endommager la fixation axiale du piston de freinage. De plus, lors d'un basculement du piston de freinage, l'effet de freinage n'est plus assuré de la manière souhaitée. DE-OS 35 34 692 décrit un robinet 'à disques de commande de structure similaire, Iequel présente les mêmes désavantages que ceux décrits ciavant en rapport avec l'objet de la demande de brevet DE-OS 35 31 932. Dans ce cas également, le cylindre de freinage est un trou borgne prévu dans le disque de commande mobile, dans lequel un piston relativement court coulisse selon des profondeurs variables. Ce piston n'est en réalité pas maintenu dans son sens axial et est poussé radialement vers l'extérieur par la pression régnant dans le cylindre de freinage. Un basculement du piston de freinage au sein du cylindre de freinage risque dans ce cas d'empêcher le retour du piston radialement vers l'extérieur, étant donné que les forces au sein du cylindre -2- 2642133 de freinage ne sont pas suffisantes pour repousser le piston. L'objet de la présente invention est de développer un robinet à disques de commande du type mentionné au début, de telle sorte que le piston de freinage se trouve guidé de manière fiable et ne puisse basculer ou se coincer, quelle que soit la position du disque de commande mobile. A cet effet, l'invention prévoit que: e) le cylindre de freinage soit un tronçon de diamètre supérieur d'un orifice étagé, lequel traverse le disque de commande mobile de manière perpendiculaire à l'axe du robinet; f) le piston de freinage soit une tête de broche de diamètre supérieur à celui d'une broche, laquelle est insérée dans l'orifice étagé et dont les extrémités opposées se trouvent positionnées contre la paroi intérieure du corps. Dans la structure de robinet à disques de commande suivant l'invention, la chambre du cylindre de freinage dans le disque de commande mobile est dès lors prolongée coaxialement par un orifice de plus petit diamètre, lequel traverse complètement le disque de commande. Il est ainsi obtenu un orifice étagé. De manière analogue, le piston de freinage se trouve prolongé par un tronçon coaxial de plus petit diamètre, de sorte qu'il se présente à présent sous la forme d'une tête élargie d'une broche étagée. Dans cette forme de construction, le tronçon de plus petit diamètre de la broche étagée reste toujours guidé par le tronçon de plus petit diamètre de l'orifice étagé, quelle que soit la position du disque de commande mobile. Un basculement ou un coincement du piston n'est dès lors plus à craindre, même lorsqu'une bague souple d'étanchéité est installée dans sa surface périphérique. La plupart des robinets à disques de commande du type mentionné au début sont en fait des robinets mitigeurs. En plus de son déplacement linéaire, le disque de commande mobile est également capable d'effectuer un mouvement de rotation autour de l'axe du robinet, de manière à faire varier la température de l'eau débitée. Dans le cas de mitigeurs à disques de commande de ce type, l'invention prévoit que les extrémités opposées de la broche se déplacent le long de la paroi intérieure du corps, lors du mouvement de rotation du disque de commande mobile. De par son interaction avec l'orifice étagé dans laquelle elle se trouve, l'ensemble de la broche est dès lors entraînée au cours du mouvement de rotation du disque de commande mobile. La broche est maintenue axialement (par rapport à elle-même) et radialement (par rapport à l'axe du robinet) du fait que ses extrémités opposées effleurent la paroi intérieure du corps. La longueur de la -broche correspond dès lors dans ce cas exactement au diamètre intérieur du corps. En tant que milieu de refoulement, lequel est déplacé par le piston de freinage dans le cylindre de freinage, il peut s'agir d'air (comme c'est le _3-_ 2642133 cas dans DE-OS 35 31 932 susmentionné) ou d'eau (comme c'est le cas dans DE-OS 34 692 susmentionné). Dans le premier cas, une forme de réalisation de l'invention selon laquelle, au cours de la phase d'ouverture, la tête de la broche agissant en tant que piston de freinage émerge du tronçon de plus grand diamètre de l'orifice étagé agissant en tant que chambre du cylindre de freinage, s'avère particulièrement avantageuse. Aucune interaction entre le piston de freinage et le cylindre de freinage ne se produit par conséquent au cours de cette phase d'ouverture; le déplacement du disque de commande mobile ne se trouve nullement entravé. Ceci correspond aux exigences en cours d'utilisation, étant donné que l'effet de freinage visant à empêcher des coups de bélier au sein des canalisations domestiques n'est nécessaire que lors de la phase de fermeture. Lors de l'utilisation de l'air en tant que milieu de refoulement, la forme de réalisation de l'invention selon laquelle la fente entre la broche et l'orifice étagé sert de voie de refoulement du milieu déplacé par le piston de freinage, est avantageuse. Dans cette forme de réalisation, le piston de freinage ne doit plus être pourvu d'un orifice de passage reliant l'espace qu'il renferme au sein du cylindre de freinage à l'atmosphère extérieure. La surface efficace de la fente peut aussi être augmentée par rapport à la forme circulaire complète suite à une variation de. la forme de la section transversale de la broche et/ou de l'orifice étagé. La précision d'ajustage n'est pas influencée par cette variation de la forme circulaire, de sorte que le guidage de la broche et du piston de freinage s'y trouvant relié reste précis après comme avant. La voie de refoulement peut cependant présenter une section efficace bien particulière, de façon à obtenir la force de freinage souhaitée. Lors de l'utilisation de l'eau en tant que milieu de refoulement, il est nécessaire que l'orifice étagé soit rendu étanche aux deux extrémités de la broche; le tronçon de diamètre supérieur de l'orifice étagé communique alors avec une chambre de passage de l'eau. A cet effet, l'évidement au sein du disque de commande mobile, lequel peut être amené en chevauchement variable au-dessus de l'orifice de passage du disque de commande fixe, peut servir de chambre de passage de l'eau. Les mitigeurs à disques de commande les plus fréquemment rencontrés possèdent, en tant qu'évidement au sein du disque de commande mobile, un canal de déviation dirigeant l'eau pénétrant par le disque de commande fixe de nouveau vers le disque de commande fixe, o l'eau à présent mélangée s'écoule par un orifice de retour. Dans la forme de construction suivant l'invention, il est possible, sans pour autant augmenter le risque de basculement et de coincement du piston de -4- 2642133 freinage au sein du cylindre de freinage, de prévoir un joint torique dans la surface périphérique de la tête de la broche. Lors de l'utilisation de l'eau en tant que milieu de refoulement, ce joint torique sert alors à assurer l'étanchéité entre la broche et l'orifice étagé, à une extrémité. Son utilisation est cependant également justifiée lorsque l'air est employé en tant que milieu de refoulement et que la fente entre l'orifice étagé et la broche est utilisée en tant que voie de refoulement du côté de l'extrémité non étanche. Des exemples de réalisation du robinet à disques de commande suivant l'invention sont exposés de manière plus détaillée ci-après, par référence au dessin. Il y est illustré: Figure 1: une coupe axiale d'un mitigeur à disques de commande en position ouverte; Figure 2: une coupe axiale du mitigeur à disques de commande représenté à la figure 1, en position fermée; Figure 3a: une coupe suivant la ligne III-III à la figure 1; Figure 3b: une coupe similaire à celle de la figure 3a, d'un autre exemple de réalisation de l'invention. Le mitigeur à disques de commande représenté au dessin est connuu du point de vue de sa structure fondamentale, de sorte qu'il ne nécessite guère qu'une brève description. Le mitigeur à disques de commande comporte un corps en forme de cartouche 1 présentant un fond 2 inséré dans celui-ci. Deux orifices d'arrivée 3 (un seul étant visible au dessin) destinés à l'eau chaude et à l'eau froide ainsi qu'un orifice de retour 4 traversent le fond 2. Un premier disque de commande 5 en céramique, présentant également deux orifices d'arrivée 6 (un seul étant visible au dessin) destinés à l'eau chaude et à l'eau froide ainsi qu'un orifice de retour 7 d'eau mélangée, repose sur le fond 2 de manière fixe. Les orifices d'arrivée 6 du disque de commande fixe 5 communiquent avec les orifices d'arrivée 3 du fond 2, tandis que l'orifice de retour 7 du disque de commande fixe 5 communique avec l'orifice de retour 4 du fond 2 du corps en forme de cartouche 1. Sur la surface supérieure finement polie du disque de commande fixe 5 coulisse une surface inférieure polie de façon analogue d'un disque de commande composé mobile 8. Celui-ci est constitué d'un disque inférieur 9 en céramique et d'une pièece d'entratnement supérieure 10 en matière synthétique, de telle sorte que ces deux éléments se déplacent toujours de façon solidaire l'un de l'autre. La pièce d'entraînement 10 en matière synthétique et le disque 9 en céramique du disque de commande mobile 8 délimitent ensemble un canal de déviation ouvert vers le bas, par le biais duquel une communication à ouverture variable peut _5-_ 2642133 être établie entre les orifices d'arrivée 6 et l'orifice de retour 7 du disque de commande fixe 5. Un joint torique d'étanchéité 11 est inséré dans une rainure prévue du côté inférieur de la pièce d'entraînement 10 en matière synthétique et empêche une fuite d'eau par la fente entre la pièce d'entraînement 10 en matière synthétique et le disque 9 en céramique. Des chicanes d'atténuation du bruit 13, dont la forme exacte de construction est sans intérêt dans le cadre de la présente invention, sont disposées dans le canal de déviation 12. Une ouverture d'entraînement 14, dans laquelle vient s'insérer la tête d'entraînement 16 d'une tige de commande 15, est prévue dans la surface supérieure de la pièce d'entraînement 10 en matière synthétique. La tige de commande 15 est fixée de manière basculante à une pièce de guidage 18 au moyen d'un tourillon 17. La pièce de guidage 18 peut tourner coaxialement à l'axe du robinet et présente un col dépassant d'une ouverture supérieure 19 du corps en forme de cartouche 1. La forme de construction de mitigeurs à disques de commande décrite ciavant, est connue. Il est évident qu'un basculement de la tige de commande 15 autour du tourillon 17 provoque un déplacement linéaire du disque de commande mobile 8, de sorte que la quantité d'eau mélangée sortant de l'orifice de retour 4 du fond 2 se trouve modifiée. Par contre, lors d'une rotation de la tige de commande 15 et de la pièce de guidage 18 autour de l'axe du robinet, le disque de commande mobile 8 est également mis en rotation, de sorte que la température de l'eau mélangée sortant de l'orifice de retour 4 du fond 2 se trouve modifiée. La pièce d'entraînement 10 en matière synthétique, laquelle fait partie du disque de commande mobile 8, comme précisé plus haut, est traversée par un orifice étagé horizontal 20. L'orifice étagé 20 présente du côté gauche, par référence au dessin, un tronçon 20a de plus grand diamètre, lequel se prolonge vers la droite en un tronçon 20b de plus petit diamètre. L'orifice étagé 20b est traversé par une broche 21 présentant à son extrémité gauche, par référence aux figures 1 et 2, une tête élargie 21a. Le diamètre de la tête 21a de la broche 21 est légèrement plus petit que le diamètre du tronçon 20a de l'orifice étagé 20; le tronçon 21b de la broche 21 se trouvant à la droite de la tête 21a possède un diamètre légèrement plus petit que le diamètre du tronçon 20b de l'orifice étagé 20. Un joint torique 22 dépassant légèrement dans le sens radial de la broche 21, se trouve inséré dans une rainure de la tête 21a de la broche 21. Chacune des extrémités de la broche 21 présente une tête arrondie positionnée contre la paroi intérieure du corps en forme de cartouche 1. Dans cette structure, il est évident que la broche 21 se trouve entraînée par le disque -6- 2642133 de commande mobile 8 lors du mouvement de rotation de ce dernier et reste fixe lors d'un déplacement linéaire du disque de commande mobile 8. La broche 21 et l'orifice étagé 20 forment ensemble un dispositif de freinage pour mitigeurs à disques de commande, lequel s'oppose, en particulier au cours de la phase de fermeture, au déplacement linéaire du disque de commande mobile 8 et empêche ainsi une fermeture trop rapide du mitigeur. Des coups de bélier dans le système de canalisations auquel le mitigeur à disques de commande se trouve raccordé, peuvent de la sorte être évités. Le mode de fonctionnement du dispositif de freinage est le suivant: Comme déjà mentionné, la figure 1 montre le mitigeur à disques de commande en position ouverte. En d'autres termes, l'eau pénétrant par les orifices d'arrivée 6 du disque de commande fixe est dirigée vers l'orifice de retour 7 du disque de commande fixe par le biais du canal de déviation 7 du disque de commande mobile et sort par l'orifice de sortie de l'appareil de robinetterie, non illustré au dessin. Afin de fermer le mitigeur à disques de commande, la tige de commande 15 doit être basculée dans le sens horaire par référence au plan de la figure 1. Ce mouvement de basculement donne lieu à un déplacement linéaire du disque de commande mobile 8 vers la gauche par référence au plan de la figure 1. Comme déjà précisé, la broche 21 reste stationnaire durant ce déplacement du disque 8, étant donné qu'elle se trouve positionnée de chaque côté contre la paroi intérieure du corps en forme de cartouche 1. En début de course, ce déplacement linéaire n'est nullement entravé, étant donné que la tête 21a pourvue du joint torique 22 se trouve encore en dehors de l'orifice étagé 20. Cependant, lorsque la tête 21a de la broche 21 pénètre dans le tronçon 20a de l'orifice étagé 20, elle confine un volume d'air dans le tronçon 20a de plus grand diamètre de l'orifice étagé 20, suite à l'effet d'étanchement du joint torique 22, lequel commence à ce moment à agir comme un piston. L'air confiné doit s'échapper par la fente entre le tronçon 21b de la broche 21 et le tronçon 20b de l'orifice étagé 20. Etant donné que cette fente est relativement étroite, la suite du mouvement de fermeture du disque de commande mobile 8 est manifestement ralenti. La surface efficace de la fente entre la broche 21 et l'orifice étagé 20, laquelle détermine l'importance de la force décélératrice, peut être ajustée par le biais d'un profilage approprié de la broche 21 et / ou de l'orifice étagé 20. La figure 3a, laquelle représente une coupe suivant la ligne III-III à la figure 1, à une échelle plus grande, montre une forme de réalisation o la broche 21 présente une surface plane 23. Il est ainsi obtenu, entre la broche 21 et l'orifice étagé 20, un genre de canal dont la section transversale présente la forme d'un segment de cercle. L'air peut s'échapper par ce canal -_7._ 2642133 au cours de la phase de fermeture du mitigeur. A la figure 3b, laquelle peut être considérée comme étant également une coupe suivant la ligne III-III à la figure I, la broche 21 présente une section transversale correspondant à un cercle entier. Dans la paroi de l'orifice étagé 20, il est toutefois prévu trois rainures 24 parallèles à l'axe de l'orifice 20, lesquelles constituent, dans cet exemple de réalisation, une voie de refoulement de l'air au cours de la phase de fermeture. Le dispositif de freinage formé par la broche 21 et l'orifice étagé 20, ralentit également le déplacement du disque de commande mobile 8 lors de l'ouverture du mitigeur. Ce ralentissement est dO au fait que l'air ne peut revenir que lentement dans le tronçon 20a de l'orifice étagé, en s'infitrant par la fente relativement étroite entre le tronçon 20b de l'orifice étagé et le tronçon 21b de la broche 21. Un ralentissement du disque de commande mobile peut également s'avérer avantageux au cours de la phase d'ouverture, étant donné qu'il permet un meilleur réglage du débit de l'eau. Lorsque la tête 21a de la broche 21 sort du tronçon 20a de plus grand diamètre de l'orifice étagé, comme représenté à la figure 1, le disque de commande mobile se déplace alors nettement plus aisément. Dans les exemples de réalisation décrits plus haut par référence au dessin, l'effet de décélération du dispositif de freinage formé par la broche 21 et l'orifice étagé 20 se basait sur le refoulement de l'air dans l'orifice étagé 20. Au lieu d'air, lequel est un milieu compressible, de l'eau peut toutefois également être utilisée en tant que milieu de refoulement. A cet effet, la forme de construction représentée aux figures 1 à 3 ne requiert que les modifications suivantes. Premièrement, les positions et les dimensions relatives de la tête 21a de la broche 21 et du tronçon 20a de l'orifice étagé 20 doivent être adaptées les unes aux autres, de manière à ce que la tête 21a n'émerge jamais du tronçon a de l'orifice étagé 20, sinon de l'eau confinée dans le tronçon 20a de plus grand diamètre de l'orifice étagé 20 pourrait s'échapper radialement vers l'extérieur, ce qui n'est pas souhaitable. Deuxièmement, il est nécessaire qu'une communication existe entre le tronçon a de l'orifice étagé 20 et le canal de déviation 12 ou un autre endroit de passage de l'eau, afin que le tronçon 20a de l'orifice étagé 20 puisse se remplir d'eau. Troisièmement, il y a lieu de prévoir une garniture d'étanchéité à l'extrémité de l'orifice étagé 20 opposée au tronçon 20a, afin d'empêcher que l'eau s'échappe radialement entre la broche 21 et l'orifice étagé 20. Par rapport à l'air, l'eau en tant que milieu de refoulement présente certains avantages, en raison de sa faible compressibilité et de sa viscosité -8- 2642133 relativement peu dépendante de la température. L'importance de la force décélératrice peut être mieux définie et varie moins en présence de variations des conditions extérieures. L'exemple de réalisation décrit plus haut ne contenait que deux disques de commande. Il s'entend cependant que l'invention peut également être appliquée à des mitigeurs comportant plusieurs disques de commande (par exemple deux disques fixes et un disque mobile ou un disque fixe et deux disques mobiles). De même, l'invention n'est pas limitée aux systèmes "fermés", dont relève l'exemple de réalisation. Dans de tels systèmes fermés, l'eau mélangée sort par un orifice du disque de commande mobile et l'espace autour des disques de commande au sein du corps n'est pas parcouru par l'eau. Par contre, dans les systèmes "ouverts", pour lesquels l'invention convient également, l'eau sort radialement du disque de commande mobile et pénètre également dans l'espace entre les disques de commande et la paroi du corps. Revendications 1. Robinet sanitaire à disques de commande, comportant a) un corps; b) un disque de commande fixe présentant un orifice d'arrivée d'eau au moins; c) un disque de commande mobile pouvant être déplacé de manière linéaire par rapport au disque de commande fixe et présentant un évidement au moins, lequel peut être amené en chevauchement variable au-dessus de l'orifice d'arrivée du disque de commande fixe, de sorte que le déplacement linéaire du disque de commande mobile permet de faire varier la quantité d'eau débitée; d) un dispositif de freinage contrant le déplacement linéaire du disque de commande mobile au cours de la phase de fermeture au moins et comprenant un cylindre de freinage prévu au sein du disque de commande mobile ainsi qu'un piston de freinage fixe dans son sens axial, agissant sur le cylindre de freinage, caractérisé en ce que e) le cylindre de freinage est un tronçon (20a) de diamètre supérieur d'un orifice étagé (20), lequel traverse le disque de commande mobile (8) de manière perpendiculaire à l'axe du robinet; f) le piston de freinage est une tête de broche (21a) de diamètre supérieur à celui d'une broche (21), laquelle est insérée dans l'orifice étagé (20) et dont les extrémités opposées se trouvent positionnées contre la paroi intérieure du corps (1). 2. Robinet à disques de commande suivant la revendication 1, o, en plus de son déplacement linéaire, le disque de commande mobile est également capable d'effectuer un mouvement de rotation autour de l'axe du robinet, de manière à faire varier la température de l'eau débitée, caractérisé en ce que les extrémités opposées de la broche (21) se déplacent le long de la paroi intérieure du corps (1), lors du mouvement de rotation du disque de commande mobile (8). 3. Robinet à disques de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête (21a) de la broche (21) agissant en tant que piston de freinage émerge du tronçon (20a) de plus grand diamètre de l'orifice étagé (20) agissant en tant que cylindre de freinage, au cours de la phase d'ouverture. 4. Robinet à disques de commande suivant une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que la fente entre la broche (21) et l'orifice étagé (20) sert de voie de refoulement du milieu déplacé par le piston de freinage. -5. Robinet à disques de commande suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la surface efficace de la fente est augmentée par rapport à la forme circulaire complete suite à une variation (23, 24) de la forme de la section - 10 - transversale de la broche (21) et/ou de l'orifice étagé (20). 6. Robinet h disques de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'orifice étagé (20) est rendu étanche aux deux extrémités de la broche (21) et en ce que le tronçon (20a) de diamètre supérieur de l'orifice étagé (20) communique avec une chambre de passage (12) de l'eau. 7. Robinet à disques de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de passage de l'eau est l'évidement (12) au sein du disque de commande mobile (8), lequel peut être amené en chevauchement variable au- dessus de l'orifice de passage (6) du disque de commande fixe (5). 8. Robinet à disques de commande suivant une des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'un joint torique (22) est inséré dans la surface périphérique de la tête (21a) de la broche (21).