Brevet FR2777623A1 — publié le 19991022

-1- La présente invention concerne une tête de robinet de type alimentaire qui permet l'écoulement ou l'arret de l'eau sanitaire,chaude ou froide,sans pollution de l'eau par le plomb qui pourrait être largué lors de son utilisation.5 Les têtes des robinets céramiques actuelles comportent deux composants principaux,le corps (1) et l'axe (2) qui sont en contact avec l'eau sanitaire lors de l'utilisation.Ces deux composants métalliques sont principalement issus de barres d'un alliage constitué de cuivre,de zinc et de plomb.Cet allia-10 ge communément appelé "laiton de décolletage" peut contenir jusqu'à 3% de plomb. En utilisation courante, de la tête de robinet actuelle,le plomb contenu dans les deux composants principaux peut migrer dans l'eau et de ce fait nuire à la santé des personnes.Ces15 exigences d'alimentarité, d'abord Californiennes aux U.S.A., deviennent maintenant'mondiales et se généralisent compte tenu des effets néfastes du plomb sur l'organisme humain. La présente tête de robinet selon l'invention permet de remédier à cette question.Le caractère d'alimentarité tient au fait que les deux éléments -composants principaux-le corps (1) et l'axe (2) ne comportent pas de plomb.Un nouvel ensemble bi- matériaux est constitué selon le mode particulier de réalisa- tion suivant. Le corps (1) est constitué de matière plastique de qualité alimentaire,associée et chargée de fibres de renforcement.Il est réalisé par un procédé d'injection de matières plastiques, selon les techniques courantes de transformation. L'axe (2) est constitué d'acier inoxydable de type alimen- taire,également réalisé selon les techniques courantes de transformation.Les dessins (1),(2),(3) illustrent l'invention. Tous les autres composants sont de type alimentaire et sans plomb. Cette composante bi-matériaux,est la résultante de l'adéqua- tion entre d'une part,les critères d'alimentarité des deux35 composants principaux et les exigences mécaniques d'autre part nécessaires pour pouvoir assurer une bonne durée de vie du produit. Les essais réalisés sur les tenues mécaniques des composants -2- et les étanchéités à l'eau ont montrés que les résultats sont au moins égals et supérieurs à ceux réalisés avec les produits actuels.Ces résultats se comparent aux normes en vigueur par rapport aux 500000 cycles correspondant à la durée de vie5 actuelle des produits.Les résultats obtenus s'expliquent par le fait de l'amélioration des zones de contact axiales et de rotation,des conditions de frottement résultants des composan- tes de frottement entre les produits métalliques et plastiques associés à de bonnes résistances mécaniques.10 Indépendamment du caractère d'alimentarité, les améliora- tions techniques suivantes ont permis,outre la réduction du nombre de composants,les caractérisations suivantes: un joint adhérisé monobloc (3),un dispositif de maintien (4),un dis- positif de pinçage (5),une languette médiane (10),un raidis-15 seur (11),un joint annelé,étagé,à double gorge (6),une butée élargie (12),des surfaces de contact augmentées;axiales (15) (16) et radiales (18) (19), un dispositif de serrage controlé (13). Ces nouvelles têtes de robinetterie ont aussi un cout de revient plus faible que les têtes issues des usinages réalisés avec des laitons de décolletage.Ceci provient de la simplifi- cation des formes,de la réduction du nombre de composants,de l'adaptation des formes aux techniques nouvelles de fabrica- tion.La conséquence étant la simplification des opérations25 d'assemblage de la tête et aussi la réduction du poids de l'ensemble.Ces nouvelles têtes sont interchangeables avec les produits actuels,les formes peuvent être standardisées,elles s'adaptent aux exigences des machines automatiques d'assem- blages.30 Le dessin n l représente la tête du robinet en coupe Le dessin n 2,le joint double gorge (6). Le dessin n 3,l'hexagone (13) de serrage controlé. -3- REVENDICATIONS 1)Pour éviter la migration du plomb dans l'eau,certaines têtes de robinets actuelles,réalisées à partir de laiton de décolletage peuvent posséder sur les deux composants princi- paux l'axe (2) et le corps (1),une protection superficielle.5 Cette protection superficielle de type:vernis,étamage,chromage nickelage,peut constituer une barrière entre l'eau d'une part et l'élément métallique d'autre part.Cette protection après usure du revêtement peut devenir inefficace et la migration du plomb dans l'eau reste possible.Un rinçage abondant à l'eau10 effectué préalablement à l'opération de protection superfi- cielle,sur les deux pièces que sont le corps (1) et l'axe (2) ne permet pas de garantir,méme après stabilisation,que le plomb contenu ne migre plus dans l'eau.L'invention est un dispositif bi-matériaux,caractérisé en ce que le corps (1)est15 constitué d'un matériau de type alimentaire à l'intérieur duquel pivote un axe (2) de matériau différent mais également de type alimentaire.Un joint spécial annelé,étagé,à double gorge (6) est monté sur le corps(1).Les autres composants tels que les deux joints (7) et les deux céramiques (8) et (9) sont20 par principe classiques et connus. 2)Les têtes de robinetterie actuelles possèdent sous la tête un joint rapporté qui assure l'étanchéité à l'eau après serrage de la tête sur le robinet.Le dispositif selon la revendication (1)est caractérisé en ce que le corps (1)25 comporte un joint d'étanchéité(3) adhérisé sur le corps pour former un ensemble monobloc.Ce joint adhérisé constitue le joint d'étanchéité après le serrage de la tête sur le siège du robinet. 3)Les têtes de robinet actuelles comportent un dispositif mécanique rapporté appelé clips ou barrette.Ce dispositif est destiné au maintien de l'axe (2) sur le corps (1). Le dispositif selon la revendication (1) est caractérisé en ce que le corps (1) comporte directement un dispositif de maintien élastique intégré (4) segmenté ou annulaire.Ce35 dispositif est destiné à retenir l'axe (2) après une simple mise en place de celui-ci dans le corps (1). Le dispositif (4) venant par réaction élastique se loger dans un dégagement de -4- l'axe (2)et le maintenir ainsi sur le corps(1).Cette améliora- tion s'accompagne de la suppression du dispositif mécanique indiqué, clips ou barrette. 4)Les têtes de robinetterie actuelles ne comportent pas de système mécanique de retenue du joint (6).Ce joint (6) s'échappe de l'ensemble une fois l'assemblage réalisé. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que le corps (1) comporte un système de pinçage segmenté (5)destiné à maintenir en place le joint (6) sur le corps (1).Lors de la mise en place du joint (6),le système élastique de pinçage segmenté (5) s'écarte grâce au chanfrein d'extrémité qui autorise la mise en place du joint (6) et en se refermant ne permet plus au joint (6) de s'échapper. 5)Les têtes de robinetterie actuelles comportent pour certaines une languette de retenue qui maintien en rotation la céramique basse (8)Le maintien en rotation se fait par la partie basse de la céramique. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé en ce que la languette médiane (10) se trouve au plus près du plan de20 frottement des deux céramiques.De ce fait,la languette média- ne (10) réduit les concentrations de contraintes sur les deux céramiques (8) (9) et le couple de basculement. 6)Les têtes de robinetterie actuelles comportent deux passages d'eau latéraux.Le dispositif selon la revendication (1)caractérisé en ce que le corps (1) comporte un raidisseur central (11).Ce renfort contribue à l'amélioration de la tenue mécanique de l'extrémité du corps (1) mais aussi à réduire le bruit de la tête de robinetterie.En fonctionnement,le jet d'eau est fractionné en deux et de chaque coté du raidisseur.30 Cette disposition atténue l'effet "coup de bélier". 7)Les têtes de robinetterie actuelles comportent un joint de retenue qui assure l'étanchéité à l'eau lors du montage de la tête sur le siège et maintien en contact des deux cérami- ques (8) et (9).Des écarts de cotes possibles entre la tête de35 robinet et le siège peuvent provoquer des fuites d'eau. Dispositif selon les revendications (1) (4) (5) caractérisé en ce que le joint alimentaire annelé(6) selon le dessin (2) comporte une partie en silicone souple (20) à double gorge(22) -5- et (23),collée et adhérisée sur un anneau métallique (21) étagé et percé de huit trous de tenue.La gorge (22) maintien en contact à pression constante les céramiques (8) et (9).La gorge (23) permettra lors du montage de la tête d'autoriser une déformation suffisante pour assurer une bonne étanchéité avec le siège du robinet.Ces deux gorges (22) et (23) quali- fiées de réactives sont inclinées selon un angle alfa de 150. Ce système permet de compenser les écarts de cotes lors du montage.Le maintien et le centrage du joint (6) sont réalisés par la réaction à la déformation de la gorge (22) sur l'épau- lement de l'anneau métallique (21),lorsqu'il est en contact avec la partie droite du dispositif de pinçage (5). 8)Les têtes de robinetterie actuelles comportent sur le corps et sur l'axe,des butées métalliques techniquement délicates à réaliser et principalement sur le corps (1).Ces butées de faibles sections sont sollicités aux chocs à chaque ouverture et fermeture du robinet. Le dispositif selon la revendication (1) est caractérisé en ce que la conception du corps (1) permet de réaliser une butée20 élargie (12) de 5,3mm de largeur.Cette butée est également élargie sur l'axe (2) à 5,3mm.L'usure et le phénomène de "matage" se trouvent ainsi condidérablement réduits. 9)Les têtes de robinetterie actuelles comportent sur l'axe et pour certaines,une pièce d'usure sur le diamètre (16). Le dispositif et selon les revendications (1)et(8) est carac- térisé en ce que cinq points de contact positifs et "ajustés", trois points (15),le point de contact (16) et le point (24), contribuent à réduire le couple de basculement et donc de réduire la force (14).Les conséquences sont un guidage amélio-30 ré,la réduction de l'usure aux points de contact(15),(16),(24) mais aussi une meilleure tenue à l'usure des joints (7).Cette amélioration s'accompagne de la suppression de la pièce d'usu- re indiqué.Le frottement étant directement assuré par le cont- act de l'axe métallique (2)sur la matière plastique du corps(1)35 10)Les têtes de robinetterie actuelles comportent une rondelle de "friction/usure" sur le diamètre (18) pour compen- ser l'effort axial (17) important causé par la réaction du joint (6) sur le mécanisme. -6- Selon les revendications (1),(7),(9) le dispositif est caract- érisé en ce que l'effort axial (17)est reporté sur deux appuis (18) et (19).Cette amélioration s'accompagne de la suppression de la rondelle friction indiquée.Le frottement est ainsi réparti sur une surface plus importante.Il est aussi directe- ment assuré par le contact de l'axe (2) métallique sur la matière plastique du corps (1). 11)Les têtes de robinetterie actuelles comportent sur le corps un hexagone destiné au passage d'une clé pour effectuer le serrage de la tête sur le robinet. Selon l'ensemble des revendications et le dessin(3),le dispositif est caractérisé en ce que l'hexagone (13) destiné au passage de la clé pour le serrage,comporte une largeur résiduelle des plats à 6mm.Cette disposition autorise un serrage controlé de la tête sur le corps du robinet pour échapper de l'hexagone (13) après serrage au couple.La larg- eur du plat (25) à six millimètres correspond à une réduction de 30% sur la largeur totale de ce plat.Les six encoches (26) permettent à la clé d'échapper après le serrage réalisé sur un hexagone de dix sept millimetres.