Brevet FR2852376A1 — publié le 20040917

1/4 Actuellement beaucoup de robinets mitigeurs, thermostatiques ou non, se composent d'un corps de robinet dans lequel vient se loger une cartouche qui contient les dispositifs de mélange eau chaude et eau froide et de réglage de débit. Souvent les dispositifs de réglage de débit sont des disques parfaitement plans en matière très dure de type céramique qui sont montés perpendiculaires 5 à l'axe du robinet, les disques glissent dans un plan perpendiculaire à l'axe du robinet et font coïncider les ouvertures de l'eau chaude et de l'eau froide pour assurer un débit et un mélange eau chaude et eau froide. Il est parfois intéressant d'avoir des dispositifs qui glissent non pas perpendiculairement à l'axe du robinet mais parallèlement à l'axe du robinet et qui conservent les qualités des étanchéités planes. Un tel dispositif permet d'avoir tous les efforts de commande du débit dans l'axe du robinet 10 avec une commande de type pousser/tirer et donc d'avoir la possibilité de laisser libre en rotation la commande de débit. Cet axe libre en rotation peut servir par exemple à la commande de température. La présente invention concerne un dispositif de réglage de débit intégré dans une cartouche pour robinet mitigeur thermostatique mono-commande qui permet d'ouvrir, de régler et de fermer le débit par une tige de commande restant dans l'axe du robinet et libre en rotation. L'axe de rotation 15 peut être utilisé indépendamment pour le réglage de la température. La tige de commande agit sur un ou plusieurs obturateurs plans de manière à ouvrir ou fermer le débit. La figure 1 représente une coupe de la cartouche o l'ensemble de commande de débit est à la fermeture. La figure 2 représente une perspective de la figure 1, les obturateurs fixes (7) et mobiles (8) ne sont pas coupés et les hachures de coupe ne sont pas représentées pour une meilleure 20 compréhension du dessin. La figure 3 représente les vannes de débit et leur commande en position de pleine ouverture. La figure 4 représente les vannes de débit et leur commande en position de pleine fermeture. La figure 5 représente une perspective de la cartouche o la vanne de débit est en position de pleine ouverture avec en décalé axial l'élément de contrôle thermostatique (28), la vanne de mélange (19) et le fond de la cartouche (37). La figure (6) représente une coupe de la cartouche 25 o l'ensemble de commande de débit est à la fermeture. Les figures 7 et 8 représentent deux perspectives différentes de l'assemblage des obturateurs plans mobiles (46) et des obturateurs plans fixes (49). La figure 9 représente une variante en perspective de la position fermée des vannes de débit et de leur commande. La figure 10 est une variante en perspective de la position ouverte des vannes de débit et de leur commande, variante à seulement 2 jeux d'obturateurs, la pièce de guidage 30 et de positionnement (50) est décalée de l'assemblage suivant la flèche pour faciliter la lecture du positionnement des éléments. L'ensemble est logé dans un fourreau (1) qui lui-même vient se loger dans un corps de robinet mitigeur non représenté. Il est alimenté en eau chaude par J'orifice annulaire (45) qui communique avec l'entrée eau chaude du robinet et il est alimenté en eau froide par l'orifice annulaire (44) qui 35 communique avec l'entrée eau froide du robinet. La sortie de l'eau mitigée se fait par les canalisations (42) qui communiquent avec la sortie du robinet mitigeur. Les joints toriques (2) et (6) assurent l'étanchéité externe entre la cartouche et le robinet mitigeur, le joint (4) assure l'étanchéité entre l'eau mitigée et l'eau froide et le joint (5) assure l'étanchéité entre l'eau chaude et l'eau froide. La tige de commande est formée principalement par un bouton de manoeuvre (14) manoeuvré 40 en rotation et en translation axiale par l'organe de commande du robinet non représenté, un axe creux 2/4 (22) et une fourchette circulaire (9). Les mouvements de rotation et translation de l'organe de commande du robinet sont transmis par deux méplats (23), le mouvement de rotation est transmis au système de réglage de température par l'intermédiaire du six pans creux (24). La fourchette circulaire (9) possède un joint torique d'étanchéité (21) maintenu par la cale (17) collée ou soudée à la 5 fourchette circulaire (9). L'ensemble est traversé intégralement par la tige de transmission (13), l'étanchéité avec l'extérieur est assurée par le joint (21). Le bouton de manoeuvre (14) et l'axe creux (22) sont assemblés collés ou soudés après leur montage dans l'ensemble formé par le palier (12) dans lequel est monté le joint torique (16) maintenu par la cale (10) emmanchée collée. Le joint (16) assure l'étanchéité avec l'extérieur. Le palier (12) est ajusté dans le fourreau (1), arrêté en translation par un épaulement et le jonc d'arrêt (15) et positionné en rotation dans le fourreau (1) et dans le corps du robinet par le tenon (33). L'étanchéité avec l'extérieur est assurée par le joint torique (11). Les vannes de débit et leur commande sont représentées à la figure 3 en position plein ouvert et à la figure 4 en position plein fermé. Elles sont formées par 4 obturateurs fixes (7) réalisés en 15 matière très dure, généralement en céramique, qui sont ajustés dans le fourreau (1) et par 4 obturateurs mobiles (8), généralement de même matière. Les joints d'étanchéité (3) assurent une étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur du corps (1). Les obturateurs fixes (7) et les obturateurs mobiles (8) ont chacun une surface plane parfaite et généralement rodées qui sont respectivement les surfaces (46) et (49). L'excellence de la planéité de ces surfaces (46) et (49) assurent au contact une 20 étanchéité parfaite entre les obturateurs (7) et (8) tout en permettant un mouvement dans le plan des surfaces (46) et (49). Les 4 obturateurs mobiles (8) sont ajustés pour que les pans inclinés (32) coïncident comme illustré sur la figure 4 et maintiennent les obturateurs fixes (7) plaqués contre le fourreau (1). Les 4 obturateurs mobiles (8) possèdent un dégagement cylindrique (48) qui permet de former les tenons (47). Les tenons (47) sont ajustés avec jeu dans le dégagement circulaire (41) de la 25 fourchette circulaire (9) ce qui permet à la fourchette circulaire (9) et donc au bouton de manoeuvre (14) de transmettre un mouvement dans l'axe aux 4 obturateurs mobiles (8) et de laisser libre en rotation le bouton de manoeuvre (14). Les 4 obturateurs mobiles (8) sont munis d'une ouverture (18) et les 4 obturateurs fixes (7) sont munis d'une ouverture (20). Lorsque les ouvertures (18) et (20) se chevauchent il y a formation des canalisations d'évacuation (42). Dans la partie inférieure de la cartouche se situe le mécanisme de mélange thermostatique. Il est formé par la vanne de mélange (19), le fond de cartouche (37) et l'élément de contrôle thermostatique (28). Les fenêtres (31) et (30) communiquent respectivement avec les orifices annulaires eau froide (44) et eau chaude (45). Le sommet de la fenêtre (31) est au niveau de la base du cône (34) et la base de la fenêtre (30) est au sommet du cône (26) du fond de cartouche (37). Le 35 fond de cartouche (37) est arrêté en translation par le jonc d'arrêt (38). La vanne de mélange (19) a une course axiale limitée par les cônes (34) et (26), l'étanchéité entre les compartiments eau chaude et eau froide est assurée par le joint (36). La section de passage de l'eau froide correspond au jeu qu'il y a entre les cônes (34) et (35), la section de passage de l'eau chaude correspond au jeu qu'il y a entre le cône (26) et le joint (27) fixé sur une partie conique. Le joint (27) doit assurer une bonne 40 étanchéité de l'arrivée d'eau chaude en cas d'absence d'eau froide. La vanne de mélange (19) est 3/4 traversable et possède un palier fixé à 3 nervures sur lequel vient s'appuyer la base de l'élément de contrôle thermostatique (28). Le ressort (25) maintient la vanne de mélange (19) en butée haute. L'élément thermostatique (28) a pour particularité de faire ressortir l'axe (29) lorsque la température augmente, de laisser rentrer l'axe (29) lorsque la température diminue et de laisser fixe l'axe (29) lorsque la butée est atteinte. La position axiale de l'axe (13) étant fixe et réglée par le mouvement de rotation transmis par le six pans creux (24), lorsque l'axe de transmission est actionné axialement les ouvertures (18) et (20) se chevauchent, il y a écoulement de l'eau chaude entre le cône (26) et le joint (27) puis à travers la vanne de mélange (19) jusqu'à la chambre de mélange (39), il y a écoulement de l'eau froide entre 10 les cônes (34) et (35) dans la chambre de mélange (39). Le mélange se forme dans la chambre (39) et s'écoule dans l'orifice (43), le long de la surface sensible (40) de l'élément de contrôle thermostatique (28) et sort de la cartouche par la canalisation (42) formée par le chevauchement des ouvertures (18) et (20). La position axiale de l'axe (13) étant fixe, lorsque la température de la surface sensible (40) 15 augmente l'axe (29) ressort, l'élément de contrôle thermostatique (28) s'allonge ce qui diminue la section d'écoulement de l'eau chaude entre le cône (26) et le joint(27) et augmente la section d'écoulement de l'eau froide entre les cônes (34) et (35), la température du mélange diminue et inversement lorsque la température de la surface sensible (40) diminue. Un point d'équilibre des sections de passage eau chaude et eau froide est atteint et correspond à la température de réglage 20 correspondant à la position axiale de l'axe (13). La figure (10) montre une variante avec 2 ensembles d'obturation, cette variante peut-être réalisée avec un nombre quelconque d'ensembles d'obturation en fonction des encombrements. 4/4 REVENDICATIONS 1 - Cartouche pour robinet thermostatique mono-commande caractérisée en ce qu'une action dans l'axe de la cartouche de type pousser ou tirer sur le bouton de manoeuvre (14) entraîne des obturateurs plans (8) en matière très dure, généralement en céramique, que les obturateurs plans (8) sont maintenus étanches au contact d'obturateurs plans fixes (7), que cette action dans l'axe permet 5 d'ouvrir, de fermer ou de maintenir une section de passage des canalisations d'évacuation (42) tandis que le bouton de manoeuvre (14) reste toujours libre en rotation. 2 - Cartouche pour robinet thermostatique mono-commande selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bouton de manoeuvre (14) possède un six pans creux (24) qui permet de transmettre un mouvement de rotation à un système de réglage de température et qui agit sur la 10 position de l'axe (13). 3 - Cartouche pour robinet thermostatique mono-commande selon la revendication 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle est équipée à sa partie inférieure d'un mécanisme de mélange thermostatique permettant d'obtenir une température de réglage déterminée par la position de l'axe (13) traversant la tige de commande terminée par le bouton de manoeuvre (14).