Brevet FR2827659A1 — publié le 20030124

"Cartouche de robinet mitigeur à disques superposés et comportant une électrovanne" La présente invention concerne une cartouche de robinet mitigeur. L'invention concerne plus particulièrement une cartouche de robinet mitigeur du type comportant un boîtier de forme générale cylindrique d'axe vertical qui loge : - un premier disque inférieur fixe traversé axialement par au moins trois lumières ; - et un second disque supérieur qui est monté mobile en position et en orientation par rapport au premier disque, sous l'action d'un levier unique, qui comporte une surface inférieure appliquée contre une surface supérieure complémentaire du premier disque dans laquelle débouchent lesdites lumières, et qui comporte au moins deux cavités, reliées entre elles, qui débouchent dans ladite surface inférieure de sorte à mettre en communication, ou non, lesdites lumières en fonction de la position relative des deux disques. Selon une technologie mise en oeuvre industriellement, les deux disques inférieur et supérieur sont de préférence réalisés en matériau céramique. Une telle cartouche de robinet mitigeur est destinée à être logée dans un corps de robinet mitigeur et à être reliée à deux conduits d'arrivée d'eau au robinet, d'eau froide et d'eau chaude respectivement, et un conduit de sortie d'eau mélangée, ou mitigée, relié au bec de sortie du robinet. Du fait du montage mobile en position et en orientation du disque supérieur par rapport au disque inférieur fixe, la cartouche de ce type permet de régler les deux débits d'eau chaude et froide, c'est-à-dire de régler, d'une part, le débit total fourni par le robinet entre une valeur de débit nulle et une valeur de débit maximale et, d'autre part, la proportion d'eau froide et d'eau chaude dans le débit d'eau à la sortie du robinet, c'est-à-dire la température de l'eau fournie à l'utilisateur. Un tel type de cartouche est par exemple décrit et représenté dans le document EP-A-0. 831.261. Dans ce type de cartouche, le mélange des eaux froide et chaude est effectué à l'intérieur même de la cartouche. Selon un autre type de cartouche, qui est par exemple décrit et représenté dans le document EP-A-0. 864.790, les débits ou écoulements d'eau froide et d'eau chaude sont mélangés à la sortie de la cartouche, voire au niveau du bec du robinet. Une telle cartouche est dite à écoulements séparés, aussi couramment dénommée"bi-flow". Quel que soit le type de la cartouche, le disque supérieur est un disque fermé ou étanche à sa partie supérieure, c'est-àdire que les cavités qu'il comporte sont reliées entre elles et sont par exemple réalisées sous la forme d'un évidement unique, cet évidement étant borgne en direction de la face supérieure du disque supérieur ou étant fermé par un couvre-disque qui est lié, en position et en orientation autour d'un axe globalement perpendiculaire au plan des disques, à un dispositif d'entraînement de conception générale connue faisant appel à un levier de commande. Ainsi, la manipulation du robinet par l'utilisateur est particulièrement aisée dans la mesure où il lui suffit de faire globalement varier l'inclinaison du levier de commande autour d'un axe globalement horizontal pour faire varier le débit de l'eau fourni par le robinet, et de faire varier l'orientation du levier de commande autour de l'axe d'orientation globalement verticale pour régler la température de l'eau fournie entre une valeur inférieure correspondante à la température d'alimentation en eau froide et une valeur supérieure correspondant à la température d'alimentation en eau chaude du robinet. Un tel type de robinet est progressivement installé dans les lieux publics dans la mesure où il est d'une fiabilité et d'un entretien aisé. De plus, sa commande au moyen d'un levier unique réduit les risques que l'utilisateur laisse le robinet en position partiellement ou totalement ouverte dans la mesure où il lui suffit d'abaisser complètement le levier de commande pour fermer le robinet. On constate toutefois que, malgré cette grande simplicité de manoeuvre à la fermeture selon un geste"naturel", les utilisateurs laissent parfois le robinet en position ouverte après son utilisation. L'invention vise à proposer une cartouche de robinet mitigeur du type décrit précédemment qui permet de remédier à cet inconvénient. Dans ce but, l'invention propose une cartouche caractérisée en ce que lesdites au moins deux cavités du disque supérieur mobile sont indépendantes et débouchent axialement dans la face supérieure du disque mobile, et en ce qu'elles sont reliées entre elles à travers une électrovanne commandée portée par le disque supérieur. Une telle caractéristique permet d'intégrer une électrovanne de conception générale connue à l'intérieur de la cartouche de robinet dont tous les autres composants sont globalement identiques à ceux des conceptions connues, et notamment leurs dimensions générales, afin que la cartouche selon l'invention puisse être intégrée aisément dans des conceptions existantes de robinets mitigeurs à cartouche "céramique". La présence de l'électrovanne permet de commander l'ouverture ou la fermeture du débit de la cartouche, et donc du robinet, cette commande pouvant être assurée (de manière connue) par des moyens de commande de son déclenchement comportant des moyens de détection de la présence d'un l'utilisateur du robinet, notamment des moyens de détection par faisceau (x) optique (s) infrarouge (s). Ces moyens de détection par faisceau optique peuvent être intégrés à l'électrovanne qui est alors intégrée dans le corps de robinet comportant une fenêtre permettant l'échange des signaux optiques, ou bien être agencés séparément dans la zone d'utilisation dans laquelle est prévu le robinet comportant la cartouche selon l'invention. Une telle cartouche à électrovanne commandée intégrée trouve à s'appliquer selon les différentes conceptions décrites dans les documents mentionnés précédemment, ainsi que dans une cartouche dans laquelle les disques sont à articulation sphérique, telle que décrite dans le document EP-A-1.028. 279, les faces en contact des deux disques fixe et mobile n'étant pas planes, mais en forme de calottes sphériques. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le disque mobile supérieur comporte une cavité centrale de sortie qui est reliée à la sortie de l'électrovanne et au moins une première cavité latérale d'arrivée de fluide qui est reliée à une entrée de l'électrovanne ; - le disque mobile supérieure comporte au moins une première et une deuxième cavité d'arrivée de fluide reliées à une entrée commune de l'électrovanne ; - la cavité centrale de sortie est un trou cylindrique axial qui reçoit, de manière étanche, un conduit de sortie de l'électrovanne ; - la cavité latérale d'arrivée est un trou axial à section en haricot en arc de cercle centré autour de l'axe du trou cylindrique de sortie, et en ce que l'entrée de l'électrovanne est un évidement annulaire centré autour de l'axe du conduit de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en section, selon la ligne 1-1 de la figure 2, qui illustre une cartouche de mitigeur selon l'état de la technique du type de celle décrite et représentée dans le document EP-A-0.831. 261 ; - la figure 2 est une vue de dessous selon la flèche F2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue, en section axiale rabattue selon la ligne brisée 3-3 de la figure 4, d'un disque mobile supérieur d'une cartouche réalisée selon les enseignements de l'invention ; - la figure 4 est une vue de dessus du disque mobile représenté à la figure 3 ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 sur laquelle on a représenté en silhouette extérieure l'électrovanne associée au disque supérieur selon l'invention ; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 4 sur laquelle on a représenté de manière hachurée l'entrée annulaire de l'électrovanne ; - la figure 7 est une vue de dessus d'un disque inférieur fixe prévu pour être utilisé en association avec un disque mobile selon l'invention tel qu'illustré aux figures 4 et 6 ; - les figures 8A à 8C sont trois représentations schématiques permettant d'illustrer un exemple de fonctionnement d'une cartouche de robinet mitigeur selon l'invention. On a représenté aux figures 1 et 2 une cartouche 10 de robinet mitigeur (non représenté) qui comporte un corps ou boîtier 12 de forme générale cylindrique étagée d'axe V, appelé par convention axe vertical, et dont l'extrémité axiale inférieure est fermée par un fond 14 qui, dans l'exemple représenté, comporte deux ouvertures 16 et 18 d'arrivée d'eau froide et d'eau chaude respectivement. Le fond 14 comporte aussi une sortie 20 d'eau mélangée. Les sections de communication entre les ouvertures 16 et 18 et l'ouverture 20 sont déterminées par la position latérale (ou transversale) et l'orientation angulaire autour d'un axe vertical, d'un disque mobile supérieur 22 par rapport à un disque fixe inférieur 24 qui sont avantageusement réalisés en céramique. Le disque inférieur fixe 24 comporte ici une lumière 26 de sortie d'eau mélangée qui le traverse et qui débouche notamment dans sa face supérieure horizontale 28 et deux lumières 30 et 32 qui traversent également le disque fixe 24 et qui sont reliées respectivement aux arrivées 16 d'eau froide et 18 d'eau chaude. La forme et le profil des lumières 26,30, 32 est globalement identique à celui illustré à la figure 6 en référence au disque fixe 24 utilisé en association avec le disque mobile selon l'invention. Le disque mobile supérieur 22 coulisse par sa face inférieure plane 34 sur la face supérieure 28 du disque fixe 24 et il comporte une cavité ou évidement 36 qui est une cavité borgne fermée verticalement vers le haut et qui est ouverte verticalement vers le bas en débouchant dans la face inférieure 34, de manière à permettre, en fonction de la position et de l'orientation relative du disque mobile 22 par rapport au disque fixe 24, le réglage du débit et de la température de l'eau à la sortie 20 de la cartouche 10, et donc du robinet équipé de la cartouche. De manière générale connue, les déplacements en position et en orientation du disque mobile 22 par rapport au disque fixe 17 sont commandés par un levier 38 monté à pivotement dans les deux sens autour d'un axe horizontal H dans une douille 40 agencée à la partie supérieure de petit diamètre 42 du boîtier 12. La douille 40 est elle-même montée à rotation autour de l'axe vertical V par rapport au corps 12. Les mouvements du levier 38 sont transmis au disque mobile 22 par l'intermédiaire d'un couvre-disque 44 formant entraîneur qui comporte des ergots 46 reçus dans des encoches complémentaires 48 de la face supérieure 50 du disque mobile 22 de manière à indexer ces deux éléments en position et en orientation l'un par rapport à l'autre. On décrira maintenant, en référence aux figures 3 et suivantes, les composants modifiés d'une cartouche de robinet mitigeur selon la présente invention, les composants identiques, similaires ou analogues à ceux décrits précédemment étant désignés par les mêmes chiffres de référence. Le disque mobile 22 selon l'invention représenté aux figures 3 et 4 comporte deux cavités latérale 36C et 36F pour le passage de l'eau chaude et de l'eau froide respectivement, et une cavité centrale 36M pour le passage de l'eau mélangée. Les trois cavités 36C, 36F et 36M traversent axialement le disque mobile 22 de part en part, c'est-à-dire qu'elles débouchent dans ses faces inférieure 34 et supérieure 50. La cavité centrale 36M est un trou cylindrique centré sur l'axe A du disque mobile 22, tandis que les deux cavités latérales d'eau chaude 36C et d'eau froide 36M présentent chacune, en section, une forme de haricot en arc de cercle centré sur l'axe A, les deux cavités 36C et 36F étant décalées angulairement l'une par rapport à l'autre. Comme on peut le voir à la figure 5, conformément aux enseignements de l'invention, le disque supérieur mobile 22 porte, au-dessus de lui, une électrovanne 52 qui est ici de forme générale cylindrique et qui comporte notamment un corps 54 délimité par une face inférieure horizontale 56 qui est en appui vertical sur la face supérieure 50 du disque 22. La sortie de l'électrovanne 52 est constituée par un conduit tubulaire 58 qui est emboîté verticalement de manière étanche, grâce à un joint torique 61, dans la cavité d'eau mélangée 36M. L'électrovanne 52 comporte aussi une entrée d'eau qui est reliée simultanément aux deux cavités 36C et 36F et qui est ici réalisée sous la forme d'un évidemment, en forme de gorge annulaire 60, centré autour de l'axe A commun à l'électrovanne 52 et au disque 22, qui débouche axialement vers le bas dans la face inférieure 56 de l'électrovanne et qui est représenté sous la forme d'une zone ombrée ou hachurée 60 qui est notamment visible à la figure 6. En réalisant l'entrée 60 sous la forme d'une zone annulaire, il est ainsi possible de s'affranchir de tout problème de montage en orientation angulaire de l'électrovanne 52 par rapport au disque 22. Selon une structure générale connue, l'électrovanne comporte des moyens internes (non représentés) qui mettent en communication l'entrée 60 avec la sortie 58, ou qui interrompent cette communication. L'électrovanne 52 est par exemple du type bistable et elle est associée à des moyens de commande de son déclenchement (non représentés) fonctionnant sur le principe de la détection de l'utilisateur. Ces moyens sont par exemple du type à détection d'un faisceau optique infrarouge. Ainsi, lorsque l'utilisateur place ses mains dans la zone de détection, l'électrovanne s'ouvre après un cours laps de temps. Elle reste ouverte tant que les mains restent dans la zone de détection. On peut prévoir une temporisation de confort qui maintient l'électrovanne ouverte quelques secondes après que la détection ait cessé. Il est aussi possible de prévoir une temporisation de sûreté qui ferme l'électrovanne, c'est-à-dire qui interrompt la communication entre son entrée 60 et sa sortie 58 après plusieurs dizaines de secondes de détection continue. L'ensemble des moyens d'alimentation électrique de détection et les circuits électroniques de commande peuvent bien entendu, selon une conception générale connue, être intégrés à l'électrovanne (et donc à la cartouche selon l'invention), ou bien être agencés séparément en étant reliés à l'électrovanne par des fils électriques. A la figure 8A, la cartouche est en position fermée, c'est-àdire que, quelle que soit la position ouverte ou fermée de l'électrovanne, la position du disque mobile 22 par rapport au disque fixe 24 est telle qu'il n'y a pas de communication entre les lumières 30 et 32 d'arrivée d'eau chaude et froide et la lumière 26 de sortie d'eau mélangée. En effet, comme on peut le voir sur la figure 8A, les cavités 36C et 36F ne sont pas en regard des lumières 30 et 32, mais en regard d'une partie fermée de la face supérieure 28 du disque fixe 24. A la figure 8B, l'utilisateur a provoqué l'ouverture du robinet dans sa position de débit maximal en déplaçant le disque mobile 22 par rapport au disque fixe 24, vers la gauche en considérant les figures 8A et 8B, de manière à mettre les cavités 36C et 36F respectivement en vis-à-vis des lumières 30 et 32. Ainsi, l'eau chaude et l'eau froide traversent le disque supérieur 22 et pénètrent dans l'entrée 60 de l'électrovanne qui est représentée sous forme hachurée aux figures 8A à 8C. Si l'électrovanne est ouverte, l'eau mélangée à l'intérieur de l'électrovanne sort par le conduit 58 puis traverse la cavité de sortie d'eau mélangée 36M et pénètre dans la lumière 26 vers la sortie 20 d'eau mélangée de la cartouche. La figure 8C représente la cartouche ou le robinet en position ouverte et dans une orientation angulaire du disque mobile 22 par rapport au disque fixe 24 qui est telle que l'on obtient, si l'électrovanne est ouverte, un débit maximal d'eau chaude. De la même manière, si l'on fait pivoter le disque mobile dans l'autre sens, c'est à dire dans le sens horaire en partant de la figure 8B, on obtient un débit maximal d'eau froide. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Elle trouve à s'appliquer à tous les types de cartouches de robinet mitigeurs mentionnés précédemment. La combinaison d'une électrovanne associée avec un disque supérieur mobile peut aussi permettre, en fonction des contours, positions et profils des différentes lumières et cavités, de disposer d'un robinet mitigeur à deux débits. Il est en effet possible de prévoir que dès que l'électrovanne est ouverte par détection de l'utilisateur, et dans une première position de butée du levier de commande, le robinet fournisse un premier débit par exemple minimal, et que, dans l'autre position de butée du levier, après manoeuvre de l'utilisateur, le robinet fournisse un autre débit, par exemple le débit maximal. Il est aussi possible de débrayer l'électrovanne et de fonctionner en mode manuel comme avec une cartouche selon l'état de la technique, l'électrovanne étant alors ouverte ou passante. Cette possibilité est particulièrement avantageuse dans le cas d'une électrovanne autonome comportant sa propre alimentation intégrée par piles ou batteries de manière que la cartouche puisse être utilisée en mode manuel lorsque les piles sont épuisées. REVENDICATIONS 1. Cartouche (10) de robinet mitigeur du type comportant un boîtier (12) de forme générale cylindrique d'axe vertical (V) qui loge : - un premier disque inférieur fixe (24) traversé axialement par au moins trois lumières (26,30, 32) ; - et un second disque supérieur (22) qui est monté mobile en position et en orientation par rapport au premier disque (24), sous l'action d'un levier unique (38), qui comporte une surface inférieure (34) appliquée contre une surface supérieure complémentaire (28) du premier disque (24) dans laquelle débouchent lesdites lumières (26,30, 32), et qui comporte au moins deux cavités (36,36C, 36F, 36M), reliées entre elles, qui débouchent dans ladite surface inférieure (34) de sorte à mettre en communication, ou non, lesdites lumières en fonction de la position relative des deux disques (22,24), caractérisée en ce que lesdites au moins deux cavités (36C, 36F, 36M) sont indépendantes et débouchent axialement dans la face supérieure (50) du disque mobile (22), et en ce qu'elles sont reliées entre elles à travers une électrovanne commandée (52) portée par le disque supérieur (22). 2. Cartouche selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le disque mobile supérieur (22) comporte une cavité centrale de sortie (36M) qui est reliée à la sortie (58) de l'électrovanne (52) et au moins une première cavité latérale (36C, 36F) d'arrivée de fluide qui est reliée à une entrée (60) de l'électrovanne. 3. Cartouche selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le disque mobile supérieur (22) comporte au moins une première (36C) et une deuxième (36F) cavité d'arrivée de fluide reliées à une entrée commune (60) de l'électrovanne (52). 4. Cartouche selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la cavité centrale de sortie (36M) est un trou cylindrique axial qui reçoit, de manière étanche, un conduit (58) de sortie de l'électrovanne. 5. Cartouche selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la cavité latérale d'arrivée (36C, 36F) est un trou axial à section en haricot en arc de cercle centré autour de l'axe (A) du trou cylindrique de sortie (36M), et en ce que l'entrée (60) de l'électrovanne est un évidement annulaire (60) centré autour de l'axe du conduit de sortie (58). 6. Cartouche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'électrovanne (52) est associée à des moyens de commande de son déclenchement comportant des moyens de détection de la présence d'un utilisateur du robinet, notamment des moyens de détection par faisceau optique infrarouge. 7. Cartouche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les disques (22,24) sont réalisés en matériau céramique.