Brevet FR2690216A1 — publié le 19931022

DISPOSITION D'ÉTANCHÉ,ITÉ POUR UN M Dt TIGEUR À DISQUES DE COMMANDE Linvention concerne une disposition d'étanchéité pour un mitigeur à disques de commande comprenant a) au moins un joint; b) au moins deux orifices de passage pour un fluide à fort débit, qui sont étanchéfiés l'un par rapport à l'autre et vers l'extérieur par le joint; c) un logement en matériau rigide, contre lequel le joint est placé avec deux côtés pour être stable et duquel il fait quelque peu saillie. On connaît des dispositions d'étanchéité de ce genre sous différentes formes de réalisation par le document DE-OS 3509610 L'une d'entre elles est réalisée de telle manière que le joint soit inséré dans une rainure d'une plaque de base rigide; les parois latérales de la rainure peuvent être considérées comme un "logement" duquel le joint fait quelque peu saillie Soit dit en passant, le document DE-OS 3509610 présente une forme de réalisation dans laquelle tout le contour extérieur du joint est placé contre le contour complémentaire d'un évidement d'une plaque de base rigide, alors que les côtés intérieurs des zones du joint fermées sur elles-mêmes sont stabilisées par des bagues profilées en matériau rigide Le document DE-OS 35 09 610 cherche à éviter des bagues profilées rigides supplémentaires sur le côté intérieur du joint en réalisant le contour de l'évidement dans la plaque de base rigide de la manière la plus avantageuse possible On connaît des dispositions d'étanchéité similaires par les documents DE-OS 2929 199 ou DE-OS 2856028. Dans tous ces cas, le logement du joint a partout la même hauteur, si bien que le joint fait partout saillie du logement avec la même hauteur Étant donné que la dureté est essentiellement conférée au joint par son comportement à l'extrusion, le joint est, dans l'ensemble, relativement rigide Cela signifie que, pour obtenir l'effet d'étanchéité, il faut que les disques de commande exercent une force globale suffisamment forte sur le joint, ou inversement, que le joint exerce une force globale suffisamment forte sur les disques de commande Cette force de serrage axiale élevée des disques de commande se reflète dans une force de frottement également forte lors du mouvement relatif des disques de commande, ce qui nuit au confort de manipulation. Le but de la présente invention consiste à réaliser une disposition d'étanchéité du type de celle évoquée en introduction, de manière à réduire les forces à exercer pour faire bouger les disques de commande l'un par rapport à l'autre. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que d) le logement du joint est plus haut dans les parties o le joint se trouve entre deux orifices de passage que dans les autres parties. L'invention se fonde sur la constatation que le joint n'a pas besoin d'un logement présentant une solidité égale dans toutes les parties Le joint risque particulièrement de se plier vers l'extérieur à l'endroit o il est placé entre deux orifices de passage d'un fluide à fort débit En effet, à cet endroit, les différences de pression sont les plus élevées Cependant, dans les parties dans lesquelles le joint n'étanchéifie "que" vers l'extérieur, les charges latérales qui s'exercent sur le joint sont comparativement faibles Conformément à l'invention, le logement est donc chaque fois adapté aux besoins de stabilité qui varient selon les endroits Le logement est le plus profond là o la charge de pression du joint est aussi la plus élevée, à savoir entre les orifices de passage Par contre, dans les autres zones, le logement sera dimensionné de telle manière que lejoint puisse davantage faire saillie Dans ces zones o la saillie est plus prononcée, le joint est plus mou, car il peut dévier latéralement sous l'action de la pression axiale En calculant la moyenne sur l'ensemble du joint, on obtient un joint moins rigide, ce qui revient à exercer une force globale plus faible pour réaliser la fonction d'étanchéité Par conséquent, la force de serrage des disques de commande l'un contre l'autre et, finalement, la force qui doit être exercée pour déplacer les disques de commande sont plus faibles Une force de manipulation moindre augmente le confort de manipulation et facilite notamment le réglage fin du débit et/ou de la température de l'eau dans le cas d'une robinetterie sanitaire. Dans le cas d'une réalisation de l'invention, le logement est formé par des parois de différentes hauteurs d'une rainure qui est réalisée dans une plaque de base rigide et dans laquelle est inséré le joint Le fond de la rainure présente naturellement partout la même hauteur, si bien que le joint qui repose sur ce fond est supporté à des hauteurs différentes par les parois de la rainure en fonction de la partie. Dans le cas d'un exemple de réalisation particulièrement préférentiel de l'invention, le logement est formé sur le côté extérieur du joint par la paroi d'un évidement d'une plaque de base rigide et sur le côté opposé, par au moins une zone annulaire d'un support rigide Le joint peut traverser toute la plaque de base; il s'agit alors d'une réalisation du joint appelée "flottante": la position du joint par rapport à la plaque de base peut être choisie relativement librement Le joint est seulement comprimé lorsque la disposition d'étanchéité et les disques de commande (qui peuvent se trouver dans une cartouche) sont montés dans le corps extérieur de la robinetterie proprement dit. La technique de fabrication est particulièrement simple lorsque le côté du logement formé par la plaque de base rigide a partout la même hauteur, tandis que le côté du logement formé par le support a différentes hauteurs. Pour les dispositions d'étanchéité du genre qui nous intéresse, on utilise généralement des joints présentant au moins deux zones fermées sur elles-mêmes Dans ce cas, on recommande une forme de réalisation de l'invention dans laquelle le support présente un nombre de zones annulaires correspondant au nombre de zones du joint fermées sur elles-mêmes, zones annulaires qui sont reliées entre elles par des barrettes de manière à former une seule pièce Dans cette réalisation, le support rigide est donc une pièce d'un seul tenant. En partant de cette forme de réalisation du support, il est possible de fabriquer une unité d'étanchéité en extrudant le joint autour du support de telle manière que les barrettes soient entourées par le joint et que l'on obtienne ainsi un scellement entre le joint et le support Cette disposition d'étanchéité peut ensuite être placée de manière "flottante" comme un tout dans un évidement correspondant d'une plaque de base rigide. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit plus en détail ciaprès à l'appui du dessin; les figures montrent: Figure 1: une disposition d'étanchéité pour un mitigeur à disques de commande, vue du dessous; Figure 2: la plaque de base de la disposition d'étanchéité de la figure 1; Figure 3: l'unité d'étanchéité de la disposition d'étanchéité de la figure 1; Figure 4: une coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3; Figure 5: une coupe le long de la ligne V-V de la figure 3. Le dessin représente une disposition d'étanchéité pour un mitigeur à disques de commande La figure 1 est un dessin d'ensemble, alors que les figures 2 à 5 montrent les pièces qui constituent la disposition d'étanchéité Dans le cas o le mitigeur a une structure semblable à une cartouche, la disposition d'étanchéité peut être réalisée sous forme de fond d'un seul tenant ou rapporté de la cartouche, ou, en l'absence d'une structure semblable à une cartouche, elle peut être une pièce en soi. Dans tous les cas, l'unité d'étanchéité 2 contenue dans la disposition d'étanchéité a pour objet d'assurer un passage étanche entre les endroits o les conduites d'amenée d'eau débouchent dans la surface de raccordement d'un corps de robinetterie extérieur (non représenté) et les orifices de passage d'un disque de commande fixe (également non représenté), ce qui est connu en et pour soi. La disposition d'étanchéité se compose de deux composants principaux: une plaque de base I (figure 2) et une unité d'étanchéité 2 (figure 3). La plaque de base 1 essentiellement circulaire en matériau rigide, de préférence en matière plastique, est logée fixement dans le corps de robinetterie non représenté Un tenon de positionnement 4 faisant saillie vers le bas aide à l'orienter correctement Trois encoches périphériques 5, 6, 7 servent à fixer la plaque de base 1, de manière à ce qu'elle ne tourne pas, à la paroi cylindrique d'une cartouche dans laquelle sont logés les disques de commande qui règlent le débit et/ou à la paroi du logement du corps de robinetterie La plaque de base 1 présente une seule découpure 8 communicante dont le contour correspond au contour extérieur de lunité d'étanchéité 2 qui y est logée. L'unité d'étanchéité 2 représentée sur la figure 3 comprend le joint 20 proprement dit fabriqué en un matériau élastomère relativement mou, qui est extrudé d'une manière qui n'a pas encore été décrite de façon serrée autour d'un support 30 qui, de son côté, est fabriqué, comme la plaque de base 1, en un matériau rigide, de préférence en matière plastique. Le joint 20 se compose d'une seule pièce de deux boucles 12, 13 symétriques qui sont reliées entre elles par une barrette 15, ainsi que dune courbe de boucle 14 relativement grande placée de manière tangentielle à l'extérieur des boucles 12, 13. À l'intérieur des boucles 12, 13 se trouvent chaque fois des zones 31, 32 en forme d'anneau du support 30 qui, vues du dessus, sont ovales et qui supportent les boucles 12, 13 vers l'intérieur Des orifices pour le passage de l'eau 9, 10 qui se rétrécissent dans le sens de l'écoulement de l'eau sont réalisés dans chacune des deux zones 31, 32 La figure 1 représente une vue du dessous de la disposition d'étanchéité; de ce fait, le sens d'écoulement de l'eau pénètre dans le plan du dessin Lorsque le mitigeur à disques de commande fonctionne, l'un des deux orifices pour le passage de l'eau 9 est traversé par de l'eau froide, l'autre orifice pour le passage de l'eau 10, par de l'eau chaude. Les deux zones annulaires 31, 32 du support 30 sont reliées par l'intermédiaire decourtes barrettes de liaison 33, 34 à une zone 35 du support 30 qui est également annulaire au sens le plus large du terme, qui supporte le côté intérieur de la courbe de boucle 14 et en partie les côtés extérieurs des boucles 12, 13 La zone 35 du support 30 délimite un orifice pour le passage de l'eau 11 ayant une superficie relativement grande, qui est traversé par de l'eau mixte réglée par les disques de commande qui reflue. L'unité d'étanchéité 2 traverse complètement la plaque de base 1 Elle n'est donc pas logée dans une rainure de stabilisation de la plaque de base 1, mais est placée directement contre la surface de raccordement du corps de robinetterie, en bas, et contre le côté inférieur d'un disque de commande fixe, en haut Dans le cas d'un joint de ce genre, les disques de commande du mitigeur atteignent la compression définitive nécessaire à leur fonctionnement qu'après avoir été montés dans le corps de robinetterie (extérieur), même s'ils sont logés dans une cartouche. La manière dont les différentes zones du joint 20 sont stabilisées vers l'extérieur et l'une par rapport à l'autre vis à vis de la pression d'eau qui y règne est d'un intérêtparticulier. Le joint 20 est supporté le long de son contour extérieur par le contour 8 de la plaque de base 1 sur lequel il s'appuie Dans cette mesure, le joint 20 décrit ne diffère pas du joint profilé du document DE-OS 35 09 610 déjà évoqué cidessus. En revanche, l'étanchéité "vers l'intérieur" se fait comme évoqué dans le document DE-OS 3509 610, en stabilisant les joints profilés de ce genre par trois bagues insérées Les zones annulaires 31, 32 et 35 du support 30 correspondent à des bagues de ce genre, mais qui sont cette fois reliées entre elles par les barrettes 33,34 de manière à former une seule pièce Toutefois, il y a une particularité concernant l'étendue axiale des zones 31,32 et 35, que l'on voit particulièrement bien sur la figure 4 Cette dernière montre que la zone 31 du support 30 présente, dans la partie dirigée vers l'intérieur o elle fait face à la zone 32, d'une part, et à la zone 35, d'autre part, une hauteur axiale supérieure à celle de la partie dirigée vers l'extérieur La zone 32 du support 30 est réalisée de façon symétrique. La zone 35 du support 30 présente, quant à elle, une hauteur supérieure dans la partie tournée vers les zones 31 et 32 Comme le montre bien une nouvelle fois la figure 4, lejoint 20 est plus haut que le support 30 dans toutes les parties, mais fait moins saillie du support 30 là o il convient d'éviter un passage éventuel de l'eau entre deux orifices de passage 9, 10 ou 11 que dans les autres parties Cela permet de garantir que, dans les parties les plus exposées à une forte pression, le joint 20 est particulièrement bien supporté, "logé" par deux côtés Toutefois, dans ce cas, le joint 20 devient particulièrement rigide Si le "logement" du joint 20 était partout aussi haut, on obtiendrait une rigidité globale du joint 20 telle qu'il faudrait soumettre les disques de commande du mitigeur à une force axiale considérable pour obtenir l'effet d'étanchéité requis Mais des forces axiales de cette intensité ne sont pas souhaitables en raison des forces de frottement qui s'exercent entre les disques de commande et qui exigent des forces de manipulation relativement élevées. Pour cette raison, dans le cas de la disposition d'étanchéité représentée, le joint 20 n'est pas "logé" si haut dans les parties dans lesquelles il ne doit pas être particulièrement bien supporté Dans ces parties, le joint 20 reste 'plus mou", étant donné qu'il peut dévier latéralement De ce fait, cela permet de réduire la force globale qui doit être appliquée pour comprimer l'unité d'étanchéité 2 de manière à obtenir l'effet d'étanchéité, ce qui se répercute de manière avantageuse sur les forces de déplacement des disques de commande dans le mitigeur. Revendications 1 Disposition d'étanchéité pour un mitigeur à disques de commande comprenant a) au moins un joint; b) au moins deux orifices de passage pour un fluide à fort débit, qui sont étanchéfiés l'un par rapport à l'autre et vers l'extérieur par le joint; c) un logement en matériau rigide, contre lequel le joint est placé avec deux côtés pour être stable et duquel il fait quelque peu saillie, caractérisée en ce que d) le logement ( 1, 30) du joint ( 20) est plus haut dans les parties o le joint ( 20) se trouve entre deux orifices de passage ( 9, 10, 11) que dans les autres parties. 2 Disposition d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le logement est formé par des parois de différentes hauteurs d'une rainure qui est réalisée dans une plaque de base rigide et dans laquelle est inséré le joint. 3 Disposition d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le logement ( 1, 30) est formé sur l'extérieur du joint ( 20) par la paroi d'un évidement ( 8) de la plaque de base ( 1) et sur le côté opposé, par au moins une zone annulaire ( 31, 32, 35) d'un support rigide ( 30). 4 Disposition d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisée en ce que le côté du logement formé par la plaque de base ( 1) a partout la même hauteur, alors que le côté du logement formé par le support ( 30) présente différentes hauteurs. Disposition d'étanchéité selon la revendication 1, dans laquelle le joint présente au moins deux zones fermées sur elles-mêmes, caractérisée en ce que le support ( 30) présente un nombre de zones annulaires ( 31, 32, 35) correspondant au nombre de zones fermées sur elles-mêmes ( 11, 12, 13) du joint ( 20), zones annulaires qui sont reliées entre elles par l'intermédiaire de barrettes ( 33, 34). 6 Disposition d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisée en ce que le joint ( 20) est extrudé autour du support ( 30) de manière à ce que les barrettes ( 33, 34) soient entourées par le joint et qu'il se forme ainsi un scellement entre le joint ( 20) et le support ( 30).