Brevet FR2727184A1 — publié le 19960524

L'invention concerne un robinet pour usage domestique à eau chaude et eau froide qui possède un bouton de commande de débit et un bouton de réglage de la température de sortie désirée. Les robinets ménagers actuels de qualité usuelle ne possèdent généralement pas de régulation automatique de température. Ces régulations automatiques sont généralement réservées aux installations de type douche ou baignoires qui peuvent être équipées plus facilement de robinets et de robinetterie volumineux, les systèmes de régulation généralement utilisés de nos jours étant trop volumineux pour les utilisations sur de simples points d'eau. La présente invention permet de miniaturiser de façon très importante une telle installation en décomposant le système de régulation en deux parties, un système pilote qui gère une pression pilote en fonction de la température de sortie du robinet et un système amplifié par la pression pilote qui gère la formation du mélange eau chaude et eau froide pour obtenir la température désirée. La figure 1 représente une coupe partielle du robinet dans l'axe du bec de sortie, la figure 2 représente une coupe dans l'autre axe perpandiculaire du robinet, la figure 3 représente une coupe du robinet suivant F dans l'axe du système de régulation pilote, la figure 4 représente la coupe de l'élément qui gère le débit et le mélange eau chaude et eau froide, la figure 5 représente un agrandissement du système de régulation pilote sans ses joints toriques d'étanchéité, la figure 6 représente un agrandissement de l'élément qui gère le débit et le mélange eau chaude et eau froide sans ses joints toriques d'étanchéité, la figure 7 représente une coupe de la pièce (36) au droit du passage (61), la figure 8 représente une coupe de la pièce (41) au droit du passage (56). Le robinet est composé d'un corps principal (5) alimenté en eau froide par la canalisation (32) et en eau chaude par la canalisation (33). Le bouton (6) règle le débit du robinet. L'orifice (31) est prévu pour le passage de la tringle de commande d'une bonde de lavabo. Le robinet comporte deux circuits distincts de sortie, le circuit (1) qui est le circuit principal et le circuit (2) qui est le circuit pilote. Le mécanisme pilote représenté aux figures 3 et 5 est intégré à la sortie du robinet et la coupe F de la figure t représentée à la figure 3 passe par l'axe du pilote. Les circuits de l'élément de puissance () qui gère le débit et le mélange eau chaude et eau froide se raccordent au corps de robinet par l'orifice (35) qui est l'orifice du circuit principal et par l'orifice (3) qui est l'orifice du circuit pilote. Un écrou (7) bloque l'élément de puissance (4) dans l'axe du robinet et un ergot (39) bloque ce même élément en rotation. Le bouton de commande (6) est raccordé à l'élément de puissance (4) par une vis (8) et un carré de manoeuvre (45) permet l'entrainement en rotation du système interne de l'élément de puissance (4). L'élément de puissance (4) est composé par un corps cylindrique à fond fermé (43) qui possède sur sa périphérie un orifice (35) muni d'un joint (67) pseudo torique épousant la forme d'un cylindre qui est la sortie du débit principal, d'un orifice (55) muni d'un joint torique (54) qui est la sortie du débit pilote, d'un orifice (64) qui est l'entrée d'eau chaude et d'un orifice (38) qui est l'entrée d'eau froide. Le corps cylindrique de l'élément de puissance (4) possède également sur sa périphérie des logements pour joints toriques assurant à chaque joint une étanchéité axiale. Une bague d'arrêt (65) maintient l'ensemble du mécanisme interne de l'élément de puissance () en translation. A l'intérieur du corps cylindrique (43) il y a un ensemble composé des pièces (36) et (44) assemblées entres elles soit par collage, soit par soudure le long de la ligne circulaire (48), soit par tout autre moyen assurant une bonne fixation mécanique et une bonne étanchéité. Le taraudage (66) et le carré de manoeuvre (15) permettent la liaison avec le bouton (6) de règlage de débit. La distribution circulaire d'eau chaude est assurée par le passage (46) et l'orifice (47). Un clapet anti-retour (31) maintenu par un ressort comprimé (63) est placé en entrée du circuit d'eau chaude en aval de l'orifice (47), il empêche les remontées d'eau froide dans le circuit eau chaude et il faut une différence de pression suffisante pour permettre le passage de l'eau chaude de l'orifice (47) au passage (62), les forces générées par cette pression sur le clapet (34) devant être supérieures à l'effort résistant du ressort (63) pour qu'il y ait un écoulement. Le passage (62) collecte le mélange d'eau chaude et d'eau froide, lorsque l'on tourne le bouton de manoeuvre (6), les orifices (61) viennent se mettre en face de l'orifice du circuit principal (1) et permettent l'écoulement. Le débit de cet écoulement est fonction de la position des orifices (61) par rapport au bord du joint (67), ce débit peut donc être réglé en ajustant la position angulaire des orifices (61) par le bouton de manoeuvre (6). Les orifices (61) sont en nombre suffisant pour permettre une bonne tenue dans son logement du joint (67) lors de l'écoulement. La pièce (36) possède à son extrémité un siège de clapet (19) servant à la régulation de l'arrivée d'eau froide et est prolongée par un bras de transmission (57) qui entraînent en rotation l'élément (41) et l'immobilise axialement. L'arrêt en rotation entre le bras (57) et la pièce (11) est constitué par un logement ajusté. L'ensemble de l'arrivée d'eau froide est située sur la partie basse du corps (4) et est composée d'un clapet (37) muni d'un joint (60) assemblé à un soufflet métallique étanche (42) par sertissage (50) ou tout autre moyen d'assemblage, des joints (52) assurant le complément d'étanchéité, le soufflet métallique (12) se comportant à la compression comme un ressort, l'autre extrémité du soufflet est assemblée de la même manière à la pièce (41). Le clapet (37) est guidé axialement dans la pièce (41) et sa course axiale est limitée par la butée de son axe de guidage sur le corps cylindrique à fond fermé (43). La communication entre le volume (51) et le volume (59) se fait par la canalisation (53), l'étranglement (40) qui communique avec le volume (68) et la canalisation (58). L'eau froide arrive de la canalisation (32) dans le volume (51) à la pression du réseau d'eau. La section efficace du soufflet (42) est plus grande que la section du siège du clapet (19), le clapet a donc tendance à se fermer sous l'action de l'effet ressort du soufflet (42) et sous l'effet de la pression du volume (59) et à s'ouvrir sous l'effet de la pression des volumes (51) et (62). La pression du volume (62) devient plus faible lorsqu'il y a écoulement à travers le robinet. Le soufflet (42) se comporte comme un vérin sans frottements équipé d'un ressort de rappel. Lorsque le robinet est ouvert le volume (56) est en communica tion avec l'orifice (55) et permet l'écoulement de l'eau contenue dans les volumes (58), (59) et (68) vers l'élément de régulation pilote situé en sortie du robinet à travers la canalisation (2). La forme lamellaire de l'orifice (56) permet un bon maintient du joint (5) dans son logement. Le débit à travers cette canalisation pilote (2) est ajusté par l'élément pilote de régulation représenté figures 3 et 5. L'élément pilote de régulation représenté figures 3 et 5 est constitué par un corps cylindrique (12) qui vient s'ajuster dans l'alésage cylindrique de sortie du robinet suivant les figures 1 et 3. Le corps cylindrique (12) possède à sa périphérie des logements pour joints toriques assurant à chaque joint une étanchéité axiale. Le corps cylindrique (12) contient un élément sensible composé d'une enveloppe (23) contenant un produit mou (11) qui a pour particularité d'avoir un très grand coefficient de dilatation thermique dans le domaine d'utilisation en température du robinet. L'enveloppe (23) est assemblée de façon étanche au goulot de sortie (22). Le maintient en position axiale de l'ensemble assemblé (22) et (23) se fait par ajustement sur le corps cylindrique (12) et par ajustement sur le siège du clapet (19) qui est lui même ajusté sur le corps cylindrique (12). L'enveloppe (23) possède sur sa périphérie un logement pour joint torique assurant l'étanchéité axiale. L'enveloppe (23) est en butée sur une vis de règlage (24). Le ressort (21) maintient l'ensemble assemblé des pièces (22) et (23) en contact avec la vis (24) et le siège de clapet (19) contre le bouchon (14). Le clapet (20) est guidé dans le corps du goulot de sortie (22) et est plaqué contre le produit mou de dilatation (11) par l'ae tion du ressort (18) qui prend appui sur le bouchon (14) lorsque. le clapet est ouvert et sur le siège du clapet lorque le clapet est fermé. L'ajustement de ce guidage ne permet pas au produit (11) de s'écouler. Le siège du clapet (19) possède un volume (29) de collecte de l'eau en sortie du clapet (20) et sur le côté un orifice d'écoulement (28) qui communique avec le volume (27) de l'écoulement principal du robinet. Le siège de clapet (19) est ajusté dans le corps cylindrique (12) et possède sur sa périphérie un logement de joint torique assurant l'étanchéité axiale. La canalisation (2) débouche par le canal (17) dans le volume (30) en amont du clapet (20). Le bouchon (14) possède 3 colonnettes d'arrêt axial du siège de clapet (19) tout en permettant un écoulement périphérique. Le bouchon (14) est ajusté dans le corps cylindrique (12) et possède sur sa périphérie un logement de joint torique assurant l'étanchéité axiale. Le bouchon (14) est arrêté axialement par un jonc d'arrêt (16). Un couvercle (13) fixé au bouchon (14) par la vis (15) permet de maintenir et d'orienter en rotation le corps cylindrique (12) dans l'alésage cylindrique de sortie du robinet. Le système d'indexation de l'ensemble corps cylindrique (12) et couvercle (13) en rotation sur le corps ( ) du robinet n'est pas représenté. La vis de règlage (2l) est actionnée par le bouton de règlage de température (9) par l'intermédiaire du logement ajusté de la tête de la vis (24) qui a une section carrée. Le bouton (9) est maintenu en rotation et en translation sur le corps cylindrique (12) par 3 billes (25) positionnées entre cuir et chair du corps cylindrique (12) et du bouton (9) et maintenues en position par une bague déformable élastiquement radialement (10). Un grand nombre de petits crans sont uniformément répartis à l'intérieur de la bague (10) ce qui permet de la maintenir en place après verrouillage des billes (25) et d'ajuster la position angulaire de la bague (10) par rapport à un repère angulaire fixé sur le robinet. La bague (10) est graduée en température. La bague (10) peut également être munie d'un système de blocage en rotation pour ne pas dépasser une valeur prédéterminée, elle peut-être également munie d'un système d'escamotage manuel de ce blocage. Lorsque le robinet est fermé la pièce (41) est dans la position représentée aux figures 6 et 8. Dans cette position il n' a pas de débit à travers l'étranglement (40) et la pression du réseau qui s'est établie dans le volume (51) est identique aux pressions dans les volumes (68) et (59). La figure 1 représente le robinet fermé et au repos. Lorsque l'on fait tourner le bouton de commande (6) qui commande le débit désiré, le volume (56) est en communication avec l'orifice (55) et permet l'écoulement vers l'élément de régulation pilote et si l'on continue à tourner le bouton de commande (6) le débit principal est réglé en ajustant la position angulaire du bouton de manoeuvre (6) qui commande en même temps la position des orifices (61) par rapport au joint (67) qui communique directement avec le circuit de sortie (1). La forme lamellaire des orifices (61) permet un bon maintient du joint (67) dans son logement. Le bouton (9) de règlage de température étant positionné sur la valeur désirée de température, l'ensemble de dilatation du pilote formé par l'enveloppe (23), le produit mou (11) et le goulot (22) sont en position pour actionner le clapet pilote (20). Si la température est trop grande, le produit mou se dilate et il pousse le clapet (20) pilote ce qui ouvre le circuit pilote, si la température est trop faible le produit mou (11) se rétracte, le clapet pilote (20) est poussé par le ressort (18) ce qui a tendance à refermer le circuit pilote. Lorsque le robinet est ouvert et que la température de sortie est trop chaude, le circuit pilote s'ouvre jusqu'à ce qu'il permette un débit qui vidange plus vite le volume (59), (58) et (68) que son remplissage par l'étranglement (40). Dans ce cas la pression dans le volume ( 9) chute et l'ensemble des forces qui s'exercent sur le clapet (37) provoquent l'ouverture du clapet (37) et l'écoulement de l'eau froide du volume (51) vers le collecteur de sortie (62). Plus le clapet pilote (20) est ouvert, plus la pression dans le volume (59) diminue et plus l'écoulement d'eau froide entre le clapet (37) et son siège (49) est important. Lorsqu'il y a écoulement la pression du volume (62) augmente et si l'effort de pression généré par l'arrivée d'eau froide est suffisant, il limite avec l'aide de l'effort généré par le ressort (63) 1' ouverture du clapet anti-retour (34) et donc le débit d'eau chaude arrivant de l'orifice (47). Le mélange eau chaude et eau froide ainsi établi se maintient à la température désirée quel que soit le débit. Le clapet anti-retour (34) empêche également les remontées d'eau froide dans le circuit d'eau chaude. Le circuit d'eau froide de la présente invention peut également être muni d'un clapet anti-retour non représenté dans cette description qui aurait pour fonction d'empêcher un débit d'eau chaude dans les canalisations d'arrivée d'eau froide. Une des particularités de l'invention est que le.soufflet métal lique (42) peut-être remplacé par un soufflet d'un autre type de matériaux. REVENDICATIONS 1) Robinet pour usage domestique à eau chaude et eau froide caractérisé par le fait qu'il possède un dispositif pilote de réglage de température en sortie du robinet et un dispositif de mélange eau chaude et eau froide commandant en même temps le débit, caractérisé par un circuit pilote qui possède un élément sensible qui se dilate avec la température et qui ouvre et ferme un clapet pilote (20) en fonction de la température du mélange, caractérisé par le fait que l'ouverture du clapet pilote (20) et de l'étranglement (40) associé permet de diminuer la pression à l'intérieur du soufflet (2) ce qui agit sur un clapet (37) formé par un siège (49), un joint (60) et un soufflet (42) assemblés et ce qui permet l'ouverture du clapet (37) pour laisser passer l'eau froide, caractérisé par le fait que l'eau chaude arrive dans le mélange à travers un clapet anti-retour (34), caractérisé par le fait que l'eau chaude ne peut s'écouler que si les forces de pression agissant sur le clapet (34) sont supérieures à l'effort résistant du ressort (63) fermant le clapet antiretour (34), caractérisé par le fait que lors de son fonctionnement la température du mélange eau chaude et eau froide en sortie du robinet est constante et a pour valeur la valeur de règlage du dispositif pilote. 2) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait qu il est muni d'un bouton de commande (6) permettant simultanément l'ouverture du circuit pilote et le règlage du débit. 3) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le fait que les orifices de sortie de l'écoulement principal et de l'écoule ment pilote ont une forme lamellaire qui permet un bon maintient dans leur logement des joints d'étanchéité (67) et (54). 4) Dispositif selon revendication 1 caractérisé par la présence d'une bague graduée en température dont la position angulaire peut s'ajuster sur un repère fixé sur le robinet. 5) Dispositif selon revendications 1 et 4 caractérisé par le fait que la bague graduée en température peut-être munie d'un système de blocage en rotation pour ne pas dépasser une valeur prédéterminée. 6) Dispositif suivant revendications 1, 4 et 5 caractérisé par le fait que la bague graduée peut-être munie d'un système d'escamotage manuel du système de blocage selon revendication 5.