Brevet FR2766896A1 — publié le 19990205

La présente invention se rapporte principalement à un mitigeur monocommande dans lequel deux robinets à soupape sont disposés symétriquement de part et d'autre d'une pièce centrale qui pivote autour d'un axe pour le réglage des débits de chacun des robinets et qui coulisse le long de ce même axe pour le réglage du débit du mélange. Les brevets US.A 3207183 et CH.A 232331 se rapportent à de tels mitigeurs mais ceux ci manquent de précision quant au réglage des débits du fait que ces débits sont uniquement déterminés par l'écartement plus ou moins grand du clapet de la soupape par rapport à son siège d'étanchéité. II en résulte une très grande instabilité du mélange des eaux en particulier lorsqu'on en fait varier le débit. Cet inconvénient est aggravé par le fait que la pièce centrale de commande est un élément de cône dont la rotation autour d'un axe génère des coulissements de valeurs différentes entre les deux soupapes. Dans le mitigeur selon l'invention le débit de chacun des robinets est réglé par l'action d'un obturateur placé en aval du clapet de la soupape. Cet obturateur se trouve en correspondance avec une fente ménagée dans le corps du robinet, laquelle fente ouvre vers l'écoulement. Le coulissement de la soupape et avec elle celui de l'obturateur permet de passer d'une position complètement fermée à une position complètement ouverte en passant par toutes les positions intermédiaires. Ainsi on obtient un réglage extrêmement précis du débit de chaque robinet. La pièce centrale est aménagée dans sa forme pour que, lors de son pivotement, elle provoque un coulissement simultané et de valeur égale de chacune des soupapes, I'une s'avançant pendant que l'autre recule. Elle est également aménagée dans sa forme pour que, dans une position angulaire donnée, son coulissement ne modifie pas le rapport des surfaces d'écoulement et qu'ainsi les proportions du mélange soient conservés. Dans le mélangeur selon l'invention et à la différence des brevets déjà cités, la manoeuvre de l'usager n'agit que sur les mouvements d'ouverture et c'est la pression de l'eau qui agit en fermeture ce qui est également un principe connu notamment par les brevets FR 2708298 et PCT FR 95/00136. Dans ces brevetas, la portée en aval de la soupape ne comporte pas de joint car un tel joint s'il assurerait l'étanchéité, provoquerait un freinage de nature à perturber la fermeture. La fuite qui résulte de cela ne présente pas d'inconvénient dans ce cas puisqu'elle contribue au remplissage d'un réservoir. II n'en va pas de même dans le mitigeur selon d'invention où il est nécessaire d'assurer l'étanchéité des robinets tout en permettant le libre coulissement en fermeture des soupapes. Pour ce faire chaque robinet est muni d'une membrane par exemple en tissu moulé imperméable. Cette membrane est fixée d'une part sur la tige de soupape en aval de l'obturateur et d'autre part sur la cloison en aval du compartiment dudit obturateur. Ce qui vient d'être décrit se rapporte à un mitigeur monocommande dans lequel les robinets fonctionnent de manière synchronisée. II va de soi que l'on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser séparément un seul robinet de même type. Dans un tel robinet la fonction de coulissement de la pièce centrale de commande serait supprimée, cette pièce centrale étant alors une came plate. Ce robinet simple est doté d'un dispositif de fermeture automatique, dispositif qui associe le volant de commande avec une minuterie mécanique de type courant. L'invention se rapporte enfin à un dispositif par lequel le mitigeur mono-commande monté sur baignoire se ferme automatiquement lorsque ladite baignoire a atteint son niveau normal de remplissage. Pour bien comprendre l'invention on pourra utilement se référer aux figures ci-annexées données à titre d'exemple non limitatif. 1, 2 et 3 sont des vues de dessus en position respectivement de fermeture totale, d'ouverture totale d'un des robinets, L'autre restant fermé et d'ouverture partielle de chacun d'eux avec débit intermédiaire. 4 est une vue de face du dispositif en position d'ouverture totale de l'un des robinets, l'autre restant fermé. 5 est une vue en plan de la grande base de la pièce centrale en position intermédiaire d'ouverture. 6 est une vue en coupe du robinet simple faisant apparaître le dispositif de la membrane d'étanchéité ainsi que celui de la fermeture de sécurité. 7 est une vue en coupe du dispositif d'arrêt automatique du remplissage d'une baignoire. Pour une bonne compréhension de la description qui va suivre, les éléments identiques dans les différentes figures seront affectées du même numéro et les éléments identiques dans chacun des robinets du mitigeur seront affectés de la lettre (a) pour l'eau froide et (b) pour l'eau chaude. Chacun des deux robinets se comporte de: a) un corps (3) doté d'un compartiment (4) d'arrivée de l'eau b) un siège d'étanchéité (5) c) un compartiment (7) placé en aval du siège (5) et qui comporte une fente (6) débouchant sur l'écoulement. d) une tige (8) qui, à l'une de ses extrémités porte un clapet (2) se plaçant en correspondance avec le siège (5) et dont l'autre extrémité est guidée dans la portée (1). Dans la zone où elle traverse le compartiment (7), cette tige (8) porte un secteur de cylindre (9) disposé de manière à obturer totalement la fente (6) lorsque le robinet est fermé et à la libérer complètement dans la position opposée d'ouverture maximale. Les corps de robinet ont un axe commun(10) et sont disposés symétriquement par rapport au plan médian (11) dans lequel s'inscrit I'axe (12) de la pièce centrale (13) ledit axe (12) coupant l'axe (10) au point d'intersection (14) et lui est perpendiculaire. I'axe (12) est celui d'un tourillon fixe (15) qui, comme le montre les figures à titre d'exemple est fixé sur une traverse (16) elle même fixée sur les corps des robinets. La pièce 13 coulisse le long du tourillon (15) et pivote autour de lui. Elle est d'une forme géométrique particulière constituée par un volume limité par deux bases parallèles, la petite, (17), et la grande (18) et par une enveloppe extérieure (19). Les bases (17) et (18) sont perpendiculaires à la fois au plan (11) et à l'axe (12). Pour une bonne compréhension de l'exposé qui va suivre on écrira par convention que la petite base (17) est placée à la partie inférieure de la pièce (13), la grande base (18) étant placée dans la partie supérieure. La petite base est un cercle (20) de rayon (21) dont le centre (23) est son intersection avec l'axe (12). Elle se prolonge vers le bas par un cylindre (22). La grande base (18) se définit de la façon suivante: A partir du point (23a) d'intersection du plan de ladite base (18) avec l'axe (12), on trace dans une direction quelconque une droite (24) et , sur celle ci, un point (26) éloigné de (23a) d'une distance égale à (21). Si l'on imprime au point (26) un double mouvement continu de translation le long de la droite (24) et de rotation autour du point (23a), le point (26) décrit une courbe qui, après une rotation de 180 degrés se termine au point (27). Cette courbe (28a) qui joint la position initiale (26) au point (27) est un secteur de spirale ayant pour pôle le point (23a). Si on reporte le secteur (28a) symétriquement par rapport à la droite d'origine (24), on obtient une autre courbe identique (28b), qui accolée à (28a), forme une boucle fermée (28) qui constitue le pourtour de la base (18). Si l'on trace un cercle (20a) ayant pour centre le point (23a) et dont le rayon est égal à (21), ce cercle coupe la droite (24) au point (29) et on comprend que la distance qui sépare les points (29) et (27) représente l'amplitude d'enfoncement maximum des tiges (8a) et (8b). L'enveloppe extérieure se définit de la manière suivante: Si l'on considère un élément de plan quelconque (30) rattaché à l'axe (12) et perpendiculaire aux plans des bases, ce plan (30) coupe les limites extérieures des bases respectivement aux points (31) pour la petite et (32) pour la grande. Si l'on tire une droite (33) entre les points (31) et (32) et que l'on fait pivoter le plan (30) de 360 degrés autour de l'axe (12), ladite droite (33) engendre une surface qui constitue l'enveloppe (19). Enfin, chacun des robinets porte, fixé sur l'extérieur et en correspondance avec la fente (6) un conduit (35), les deux conduits (35a) et (35b) se rejoignant pour former le collecteur (36). Le fonctionnement du dispositif est le suivant à partir de la position de repos où les deux robinets sont fermés, les tiges (8a) et (8b) étant au contact du cylindre (22): Lorsque l'on pousse la pièce (13) vers le bas par exemple en conservant la position angulaire de la figure 1, la tige (8a) restera en place et l'eau froide restera fermée tandis qu'à l'issue de la translation, la tige (8b) sera totalement repoussée et l'eau chaude entièrement ouverte, les position intermédiaires déterminant le débit. II va de soi qu'à chacune de ces positions intermédiaires, on peut faire varier les proportions du mélange en faisant pivoter la pièce (13) puisqu'à un enfoncement de valeur donnée de l'une des soupapes correspond une avancée d'une valeur égale de l'autre soupape. Les figures montrent un ensemble dans lequel l'ouverture de l'écoulement s'effectue en poussant la pièce (13) vers le bas mais l'on pourrait naturellement, sans sortir du cadre de l'invention, inverser les positions de manière à ce que l'ouverture s'effectue en tirant la pièce (13) vers le haut. De même la pièce centrale pourrait n'être utilisée que sur un secteur de sa surface et dans ce cas la manoeuvre de rotation s'effectuerait dans un sens imposé pour l'ouverture comme pour la fermeture et avec butées à la différence de la situation décrite plus haut dans laquelle on peut manoeuvrer la pièce (13) indifféremment dans un sens comme dans l'autre. Dans la figure 6 on voit que la membrane (37) est fixée sur la tige (8) en aval de l'obturateur (9) et que de l'autre côté elle est fixée sur la paroi en aval (38) du compartiment (7). Son amplitude est aménagée de manière à ne pas entraver le coulissement de la tige (8) tout en empêchant la fuite qui pourrait passer par la portée (1). L'ouverture est commandée par l'usager qui, au moyen d'un volant (39), fait pivoter la came (40) dans le plan de laquelle s'inscrit l'axe (10) de la tige (8). La came (40) est de même forme que la base (18) du mitigeur et pourrait également n'être utilisée que sur un secteur ce qui est le cas de la figure 6. Le pôle (43) de la spirale coïncide avec le centre du volant (39) qui porte à sa périphérie un téton (44). Ce téton (44) est en correspondance avec Up i itr trton (45) fixé sur un plateau circulaire (46) concentrique avec (39) et limité à son secteur utile. L'ensemble est aménagé de manière à ce qu'avec la rotation du volant (39) dans le sens d'ouverture de la flèche (42), le téton (44) pousse le téton (45) et avec lui le secteur (46) qui lui même entraîne l'enclenchement d'une minuterie mécanique de type courant ici non figurée. L'action en retour de cette minuterie ferme le robinet du fait que c'est alors le téton (45) qui pousse le téton (44) mais cette fermeture s'effectue sur un temps beaucoup plus long que celui qui correspond à l'utilisation courante d'un robinet. Ainsi, sans gêner sensiblement cette utilisation, le dispositif assure la fermeture automatique du robinet lorsqu'on l'a, par mégarde, laissé ouvert. La figure 7 montre le dispositif pour baignoire dans lequel la pièce centrale (13) est ramenée automatiquement à sa position haute de fermeture lorsque le niveau de remplissage est atteint. La baignoire (47) comporte, placé dans sa paroi semi-verticale (48) un trou (49) et, placé sur son rebord horizontal (50) un autre trou (51) que traverse la queue verticale (52) fixée sur la base du cylindre (22). Sur le dessous du rebord (50) et en correspondance avec le trou (51) est fixé un récipient (53) à l'intérieur duquel se place un flotteur (54) et sur le fond duquel est branché un tuyau (55) dont l'autre extrémité se fixe sur l'extérieur de la paroi (48) et en correspondance avec le trou (49). En situation de repos, la baignoire est vide et le flotteur (54) se trouve au fond du récipient (53). Lorsqu'on enfonce la pièce (13) ouvrant ainsi le mitigeur, I'extrémité inférieure de la queue (52) se trouve au contact de la face supérieure (56) du flotteur (54) On comprend que, avec la montée du niveau dans la baignoire, le tuyau (55) va se trouver alimenté pour remplir le récipient (53). A partir d'un certain niveau d'immersion du flotteur (54), la poussée d'archimède qu'il subit repousse progressivement la queue (52) et avec elle la pièce (13) ce qui arrête l'écoulement des eaux. REVENDICATIONS 1-) Mitigeur mono-commande du type qui comporte deux robinets identiques à soupape disposés symétriquement par rapport à une pièce centrale (13) dont le pivotement autour d'un axe (12) commande le débit de chacun des robinets tandis que son coulissement le long de ce même axe commande le débit du mélange, également du type dans lequel la manoeuvre de l'usager n'agit que sur les mouvements d'ouverture des robinets, les mouvements de fermeture étant assurés par la pression de l'eau, Caractérisé par le fait que chaque robinet est doté d'un obturateur (9) placé en aval du clapet (2) de fermeture de la soupape, que cet obturateur (9) coopère avec une fente (6) pour l'obturer totalement dans la position de fermeture du robinet et pour la dégager entièrement dans la position d'écartement maximum de la soupape, Que la pièce centrale de commande (13) est d'une forme agencée de manière à ce que son pivotement provoque un coulissement simultané et de valeur égale de chacune des deux soupapes, l'une s'avançant pendant que l'autre recule, Que la pièce centrale (13) est également aménagée de manière à ce que, dans une position angulaire donnée, son coulissement ne modifie pas le rapport des surfaces d'écoulement afin de conserver les proportions de mélange, Que le type de robinet entrant dans le mitigeur peut être utilisé séparément comme robinet simple et que la pièce centrale est alors remplacée par une came plate dont le pivotement est commandé par l'usager au moyen d'un volant Que chaque robinet est muni d'une membrane qui assure l'étanchéité du robinet sans entraver le coulissement en fermeture de la soupape, Que le mitigeur mono-commande monté sur baignoire est doté de moyens par lesquels il se ferme automatiquement lorsque ladite baignoire est pleine. 2-) Mitigeur mono-commande selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la pièce (13) est constituée par un volume limité par une petite base (17) et une grande base (18) reliées entre elles par une enveloppe (19), Que chacune des bases est perpendiculaire à la fois au plan (11) età l'axe (12), Que la petite base (17) est constituée par un disque (20) de rayon (21) dont le centre (23) se place sur l'axe (12). 3-) Mitigeur mono-commande selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le pourtour (28) de la base (18) est constitué par deux segments (28a) et (28b) disposés symétriquement par rapport à une droite (24) qui passe par le point (23a) lequel est le point d'intersection de l'axe (12) avec le plan de la base (18), Que ce point (23a) est également le centre d'un cercle (20a) de rayon égal à celui, (21), de (17), Que la droite (24) coupe le cercle (20) en un point (29) et le pourtour (28) au point (27), l'ensemble étant aménagé de manière à ce que la longueur du segment de droite reliant les points (29) et (27) corresponde à l'amplitude d'enfoncement de chacune des tiges (8a) et (8b). 4-) Mitigeur mono-commande selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'enveloppe (19) se définit comme étant la surface engendrée par un segment de droite (33) effectuant une rotation complète autour de l'axe (12), que ce segment (33) s'inscrit dans un plan (30) qui contient également l'axe (12), les points extrêmes (31) et (32) du segment (33) étant les points d'intersections dudit plan (30) avec les contours respectifs des bases (17) et (18). 5-) Mitigeur mono-commande selon les revendications précédentes dans lequel l'un des robinets est utilisé séparément comme un robinet simple dont la commande s'effectue au moyen d'une came plate dont la forme est identique à celle de la base (18) et que cette came est entraînée par un volant (39). 6-) Mitigeur mono-commande selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que la pièce (13) comme la came (40) peuvent n'être utilisées que sur une portion de leur surface et que leur course est alors limitée. 7-) Mitigeur mono-commande selon les revendications 1 et 5 caractérisé par le fait que le volant de commande (39) coopère avec un plateau circulaire (46) d'entraînement d'une minuterie mécanique. 8-) Mitigeur mono-commande selon les revendications précédentes caractérisé par le fait que l'arrêt automatique du remplissage de la baignoire se réalise par un dispositif dans lequel la baignoire (47) comporte un trou (49) placé dans la partie semi-verticale