Brevet FR2814762A1 — publié le 20020405

VANNE GOUTTE A GOUTTE A DEBIT REGLABLE POUR FER A REPASSER La présente invention concerne les fers à repasser à vapeur qui comportent un réservoir d'eau intégré au fer communiquant avec une chambre de vaporisation par un joint ayant un ajutage d'axe vertical, et un dispositif de réglage du débit d'admission d'eau dans la chambre de vaporisation. On s'intéresse spécialement aux dispositifs de réglage du débit d'admission d'eau du type de ceux comprenant un boisseau vertical, dont l'extrémité inférieure se déplace en rotation sur leur axe dans l'ajutage pour obtenir un débit d'eau pendant la vaporisation du fer, et dont l'extrémité supérieure est solidaire d'un bouton de commande manuelle. On connaît ainsi le brevet US2427521 dans lequel le dispositif de réglage est un robinet dont le boisseau comporte des rainures semi circulaires dans un plan diamétral, les rainures circulant devant les orifices d'entrée et de sortie d'eau quand on fait pivoter le bouton de commande. Mais cette construction compliquée n'est pas adaptée à une production de grande série, entre autres parce que le boisseau avec sa rainure n'est pas obtenu facilement par injection de matière dans un moule simple. En outre le dispositif ne permet pas d'obtenir un débit d'eau très important et soudain pour une opération d'auto-nettoyage de l'intérieur du fer. Le brevet FR2337780 montre un boisseau creux tournant dans un joint présentant une cavité noyée par l'eau du réservoir. Des trous radiaux relient l'intérieur du boisseau faisant face à la chambre de vaporisation à la surface extérieure du boisseau. Lors de la rotation de la commande manuelle, un, et ensuite plusieurs trous se présentent dans la cavité, assurant un débit variable du dispositif. Dans une autre réalisation, le boisseau plein présente un fraisage qui procure, en coopération avec une entaille du joint, une ouverture réglable progressivement. Mais ces dispositions comportent des formes de boisseau peu adaptées à la production de série et ne permettent pas une pleine ouverture de l'ajutage pour l'auto-nettoyage du fer. Le brevet FR2695658 montre un dispositif de réglage dont un siège plan comporte une gorge à section variable et le boisseau rotatif comporte une tête à face frontale plate qui s'applique de façon étanche sur le siège. La tête comporte un passage d'écoulement propre à se déplacer au dessus de la gorge en fonction de la position angulaire. Mais ce dispositif est adapté à une alimentation sous pression externe au fer. Le brevet US5531037 montre un boisseau tournant dans un joint présentant une cavité noyée par l'eau du réservoir. Le boisseau rotatif comporte une gorge verticale prolongée par une gorge transversale circulaire de section décroissante depuis la gorge verticale. Depuis une position fermée, les gorges se présentent progressivement en face de la cavité avec une section de passage de plus en plus grande jusqu'à une ouverture maximale. Une deuxième gorge verticale fermée à son extrémité inférieure peut être mise en communication avec la chambre de vaporisation pour obtenir un surplus de vapeur, ou pour exécuter un auto nettoyage du fer. Pour ce faire l'utilisatrice appuie sur le bouton de commande et fait glisser la tige de boisseau en translation vers le bas. Mais ces possibilités sont obtenues par une grande complexité du boisseau. Le passage de l'eau pour exécuter l'auto nettoyage est réduit et ne permet pas un bon développement de la gorge transversale du boisseau, ce qui limite la progressivité du réglage. L'objet de l'invention est une vanne goutte à goutte à débit réglable pour fer à repasser, permettant d'une part une bonne progressivité du réglage et un débit maximal important du fer en vaporisation, d'autre part un passage maximal de l'eau à travers l'ajutage pendant l'auto-nettoyage du fer, et encore qui soit de fabrication aisée et économique. Le but de l'invention est atteint par une vanne de goutte à goutte comportant un joint ayant un ajutage cylindrique dans lequel un boisseau peut tourner ou coulisser, le joint présentant localement autour du boisseau une cavité en liaison avec l'ajutage et ouverte dans le réservoir d'eau, le boisseau présentant à son extrémité inférieure une première zone le long de l'axe permettant le réglage du débit goutte à goutte par rotation, remarquable en ce que le boisseau comporte une rainure parallèle à l'axe du boisseau débouchant vers le bas et en ce que la cavité du joint présente une profondeur et/ou une largeur progressive depuis une position angulaire fermée de la vanne, jusqu'à une position complètement ouverte. La cavité du joint s'étendant autour du boisseau, sa largeur s'entend suivant une direction radiale à l'axe du boisseau, tandis que sa profondeur s'entend suivant une direction parallèle à l'axe du boisseau. Ces dispositions permettent le moulage en séries importantes et le démoulage suivant l'axe des parties du boisseau et du joint nécessitant le plus de précision. Il n'y a pas de traces de plan de joint sur ces parties et on obtient ainsi une grande stabilité de la précision de fabrication. Avantageusement, la cavité du joint présente un fond de forme hélicoïdale. Le débit d'eau est contrôlé par la plus petite section du chemin qu'il parcourt. La variation de profondeur de la cavité permet une alimentation en eau de la rainure du boisseau suivant une surface latérale de cette rainure dont la longueur mesurée axialement dépend de la position angulaire du boisseau par rapport à la cavité. Le fond en forme d'hélice permet une progressivité du débit sensiblement proportionnelle à la rotation du boisseau. Cette première façon d'obtenir une progressivité du réglage est de fabrication facile. Avantageusement, la cavité dont un bord jouxte l'ajutage, a le bord opposé en forme de spirale. La largeur de la cavité est alors sensiblement proportionnelle à l'angle mesuré depuis la position fermée de la vanne. Cette disposition assure une alimentation correcte de la cavité et renforce l'effet dû à la variation de profondeur. Dans une première version la largeur et la profondeur de la rainure sont constantes. Le débit d'eau obtenu est alors sensiblement proportionnel à l'angle mesuré depuis la position fermée de la vanne. Dans une autre version, la rainure du boisseau est de section progressive du haut vers le bas. Lorsque la section droite de la rainure au niveau du fond de la cavité est plus petite que l'entrée latérale de l'eau dans la rainure, cette section contrôle le débit. La progressivité du réglage est alors obtenue par la progressivité de la section de la rainure. Dans une autre version la largeur de la rainure s'accroît depuis le haut jusqu'à l'extrémité. Cette disposition permet de faire varier la progressivité de l'entrée d'eau dans la rainure. La forme de la rainure vue de côté peut être par exemple triangulaire, pointe en haut. Elle facilite l'obtention de gros débits de goutte à goutte en position maximale du boisseau, tout en contrôlant bien les faibles débits. Par ses formes démoulantes elle facilite la réalisation d'une section progressive de la rainure. De préférence, le boisseau comporte une deuxième zone le long de l'axe permettant un surplus de vapeur ou l'auto nettoyage du fer, distincte de la première zone et mise en service par une translation du boisseau. Les zones utilisées pour la vaporisation d'une part et pour le surplus de vapeur et l'auto nettoyage d'autre part étant distinctes, elles peuvent être optimisées pour chaque fonction. En particulier, la cavité de profondeur variable du joint peut se développer suivant un grand angle autour du boisseau, permettant ainsi une bonne progressivité du réglage. La zone utilisée pour l'auto nettoyage peut être optimisée pour dégager au maximum le passage dans l'orifice du joint. Avantageusement le bouton de commande rotatif comporte une partie mobile en translation. Le bouton combine plusieurs commandes ce qui simplifie à la fois l'usage et la construction de l'appareil, la commande en translation pouvant être une partie en forme de poussoir au dessus du bouton. Cette translation assure la commande d'auto nettoyage du fer et éventuellement de surplus de vapeur. Avantageusement la course de translation du bouton de commande est en deux parties, la première partie permettant d'obtenir un surplus de vapeur, la deuxième permettant l'auto nettoyage du fer. Utilement, le bouton de commande comporte des dispositions pour que la deuxième partie de la course de translation ne puisse être obtenue de façon accidentelle. La deuxième partie de la course peut par exemple être obtenue contre l'action d'un ressort dont le durcissement augmente brutalement ou par des dispositions ergonomiques différentes qui évitent les erreurs d'utilisation. L'invention sera mieux comprise au vu des exemples ci après et des dessins annexés. La figure 1 est une section schématique d'une vanne de goutte à goutte selon une version de l'invention. La figure 2 est un schéma de la vanne en position de vaporisation. La figure 3 est un schéma de la vanne en position d'auto nettoyage du fer. La figure 4 est un schéma de la vanne en position de surplus de vapeur du fer. La figure 5 est une vue de dessus partielle de la vanne, le boisseau étant coupé. La figure 6 est une section schématique d'une vanne de goutte à goutte selon une autre version de l'invention. La figure 7 est une vue en perspective d'une vanne selon l'invention. Dans une version préférée de l'invention représentée en figure 1, la vanne comporte un corps 1 en élastomère servant de joint entre un orifice inférieur d'un réservoir d'eau 2 et un orifice supérieur de la chambre de vaporisation 3 du fer à repasser, aligné sur le précédent. La chambre de vaporisation 3 est fermée par une plaque 4. Le joint 1 présente un ajutage cylindrique dans lequel se déplace un boisseau 5 solidaire d'une tige d'entraînement 6, elle même reliée à un bouton 7 de commande manuelle de la vanne. Le corps 1 présente sur sa partie supérieure une cavité 11 ouverte dans le réservoir 2 et sur l'ajutage autour duquel elle se déploie. Comme il est visible en figure 5 la largeur de la cavité 11 est progressive depuis une position angulaire Ad de départ jusqu'à une position angulaire maximale Am. De même la profondeur de la cavité augmente depuis la position angulaire de départ Ad jusqu'à la position angulaire maximale Am où la section de la cavité 11 est maximale. De préférence le fond de la cavité 11 est en hélice. La cavité 11 se déploie suivant un angle A important autour du boisseau 5, ce qui permet une bonne précision du réglage. Le boisseau 5 présente à son extrémité inférieure une partie cylindrique 51 dont la longueur de 4 à 5 millimètres est du même ordre de grandeur que celle de l'ajutage du joint et de préférence légèrement plus longue. Cette partie cylindrique 51 comporte une rainure 511 parallèle à l'axe du boisseau, fermée vers le haut, et ouverte vers la chambre de vaporisation 3 à l'extrémité inférieure. Dans une version représentée en figure 1, la section de la rainure 511 est constante. La rainure est alors sensiblement parallélépipédique, un bord pouvant être en forme de gouttière. Dans une autre version représentée en figure 6, la section de la rainure 511 augmente depuis l'extrémité supérieure jusqu'à l'extrémité inférieure, la rainure s'élargissant dans le même sens. La forme de la rainure est alors sensiblement pyramidale ou semi conique. Dans une position normale d'utilisation du fer à repasser à sec ou en vaporisation, la partie cylindrique 51 du boisseau est en regard de la paroi de l'ajutage du corps 1 et la rainure 511 ne communique pas avec le réservoir 2 suivant la position représentée en figure 5, ou communique avec ce réservoir via la cavité 11 du corps 1, avec un passage dépendant de la position angulaire du boisseau 5. Au dessus de la partie cylindrique 51, le boisseau présente une partie 52 avec une section nervurée de préférence en croix qui assure le guidage du boisseau, lorsqu'elle coulisse axialement dans l'ajutage du corps 1. La section de cette partie du boisseau est faible par rapport à celle de l'ajutage. Lorsqu'elle est introduite dans l'ajutage en le dépassant franchement vers le bas comme illustré en figure 3, la partie 52 du boisseau laisse passer l'eau du réservoir vers la chambre de vaporisation permettant un auto nettoyage du fer avec la pleine ouverture de l'ajutage. Dans une version préférentielle, l'ajutage du joint 1 est prolongé vers le bas par un chambrage 12 de diamètre supérieur à celui du boisseau. Le boisseau 5 peut être déplacé vers le bas ce qui introduit la partie 52 dans l'ajutage, sans que la partie 51 ait dégagé le chambrage 12, comme illustré en figure 4. La différence de diamètre entre le boisseau et le chambrage 12 ménage un passage de section supérieure au maximum de celle de la rainure 511 du boisseau, mais inférieure à celle de l'ajutage. Ce passage contrôle le débit d'eau quand l'utilisatrice provoque un surplus de vapeur. Dans une version de l'invention, le bouton de commande 7 comporte une pièce 71 déplaçable seulement en rotation par l'utilisateur. Dans l'axe, et entraînée en rotation par cette pièce, coulisse une autre pièce 72 solidaire de la tige 6 de la vanne. L'ensemble est rappelé en position normale d'utilisation du fer à sec ou en vaporisation par un ressort 73. La pièce 72 dépasse la pièce 71 d'une valeur égale à la course de translation du boisseau nécessaire à l'obtention d'un surplus de vapeur. Le diamètre de la pièce 72 est suffisant pour qu'on puisse introduire un doigt dans son logement sur la pièce 71. Pour utiliser son fer, l'utilisatrice place le bouton 7 dans une position où la rainure 511 est complètement fermée latéralement par le joint 1. Lorsque le fer est chaud, elle règle le bouton en le tournant comme indiqué par les flèches sur la figure 2. La rainure 511 du boisseau 5 se trouve alors en relation avec la cavité 11. L'eau s'écoule du réservoir 2 par la cavité 11 puis par la rainure 511 d'où elle arrive dans la chambre 3 et le fer vaporise. Le débit d'eau, donc la quantité de vapeur produite dépend des positions relatives de la rainure 511 et de la cavité 11, celle ci ayant une section angulairement variable jusqu'à une section maximale. Le débit peut être contrôlé par l'entrée latérale de l'eau dans la rainure 511 comme en figure 1 ou être contrôlé par la section de la rainure 511 comme en figure 6. Avantageusement cette section s'accroît en direction de l'extrémité du boisseau. Pour exécuter un auto nettoyage du fer, comme la figure 3 le montre, l'utilisatrice appuie franchement sur la pièce 72 du bouton 7 en la poussant complètement dans son logement contre l'action du ressort 73. La partie 51 du boisseau dégage alors complètement l'ajutage et l'eau coule à pleine section du réservoir 2 vers la chambre 3 qu'elle nettoie. De préférence le déplacement complet de la pièce 72 s'effectue en l'enfonçant dans son logement de la pièce 71 du bout d'un doigt, ce qui ne peut pas se faire accidentellement. Avec une moindre attention, l'utilisatrice peut provoquer un surplus de vapeur, comme la figure 4 le montre, en appuyant sur la pièce 72 du bouton 7 tout en gardant le doigt à plat. Dans ces conditions la course de la pièce 72 et du boisseau est limitée par les bords de la pièce 71 du bouton 7. Bien que la partie 52 du boisseau soit complètement introduite dans l'ajutage du corps 1, la partie 51 du boisseau 5 ne dégage pas le lamage 12 ce qui limite le débit d'eau à une valeur plus importante que le maximum possible en position de goutte à goutte, mais inférieure au plein débit de l'ajutage. Le débit obtenu ne risque pas de noyer la chambre de vaporisation et se transforme en surplus de vapeur du fer. Dans une autre version représentée en figure 6, le boisseau comporte entre les zones 51 et 52, une zone intermédiaire 53 qui prolonge la zone nervurée 52 mais comporte un noyau cylindrique 54. Lorsque le boisseau est en position de surplus de vapeur comme représenté en figure 6, le noyau 54 limite le débit d'eau devant être vaporisée. Le fonctionnement est identique à celui de la version précédente. Les deux versions peuvent aisément être combinées et de nombreuses variantes sont possibles. REVENDICATIONS 1. Vanne de goutte à goutte comportant un joint (1) ayant un ajutage cylindrique dans lequel un boisseau (5) peut tourner ou coulisser, le joint (1) présentant localement autour du boisseau (5) une cavité (11) en liaison avec l'ajutage et ouverte dans le réservoir d'eau (2), le boisseau (5) présentant à son extrémité inférieure une première zone (51) le long de l'axe permettant le réglage du débit goutte à goutte par rotation, caractérisée en ce que le boisseau (5) comporte une rainure (511) parallèle à l'axe du boisseau (5) débouchant vers le bas et en ce que la cavité (11) du joint présente une profondeur et/ou une largeur progressive depuis une position angulaire fermée de la vanne, jusqu'à une position complètement ouverte. 2. Vanne selon la revendication 1 caractérisée en ce que la cavité (11) du joint (1) présente un fond de forme hélicoïdale. 3. Vanne selon la revendication 2 caractérisée en ce que la cavité (11) dont un bord jouxte l'ajutage, a le bord opposé en forme de spirale. 4. Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que la largeur et la profondeur de la rainure (511) sont constantes. 5. Vanne selon la revendication 3 caractérisée en ce que la rainure (511) du boisseau est de section progressive du haut vers le bas. 6. Vanne selon la revendication 5 caractérisée en ce que la largeur de la rainure (511) s'accroît depuis le haut jusqu'à l'extrémité. 7. Vanne selon l'une des revendication 2 à 6 caractérisée en ce que le boisseau comporte une deuxième zone (52) le long de l'axe permettant un surplus de vapeur ou l'auto nettoyage du fer, distincte de la première zone (51) et mise en service par une translation du boisseau (5). 8. Vanne selon la revendication 7 caractérisée en ce que le bouton de commande rotatif comporte une partie mobile en translation. 9. Vanne selon la revendication 8 caractérisée en ce que la course de translation du bouton de commande (72) est en deux parties, la première partie permettant d'obtenir un surplus de vapeur, la deuxième permettant l'auto nettoyage du fer. 10. Vanne selon la revendication 9 caractérisée en ce que le bouton de commande (72) comporte des dispositions pour que la deuxième partie de la course de translation ne puisse être obtenue de façon accidentelle.