Brevet FR2878309A1 — publié le 20060526

VANNE, NOTAMMENT ROBINET THERMOSTATIQUE La présente invention se rapporte à une vanne, notamment à un robinet thermostatique comprenant un élément obturateur disposé sur une broche obturatrice, et un boîtier à sièges d'obturation présentant un premier siège d'obturation et un second siège d'obturation, l'élément obturateur étant déplaçable entre une première position de travail, dans laquelle il coopère avec le premier siège, et une seconde position de travail dans laquelle il coopère avec le second siège. Un robinet de ce genre est connu d'après la demande de brevet DE-A1-100 48 688. Dans des robinets thermostatiques, la direction d'écoulement est habituellement préétablie. Cette direction d'écoulement doit être prise en compte afin d'éviter des perturbations perceptibles, au premier chef, suite à des bruits désagréables. L'élément obturateur doit être exposé au flux d'arrivée en traversant le siège d'obturation. Lorsque la direction d'écoulement n'est pas prise en compte et lorsque la vanne est montée de manière erronée, le siège d'obturation est parcouru à partir de l'élément obturateur. Lorsque le robinet se ferme, l'élément est déplacé en direction du siège, en diminuant alors un interstice formé entre ledit élément et ledit siège. Lorsque cet interstice passe sous une certaine valeur, l'élément obturateur se ferme brusquement, ce qui implique un accroissement de pression tout aussi brusque dans le système de canalisations dans lequel le robinet est intégré. Cet accroissement de pression se présente comme un "coup de bélier" qui, non seulement, implique des bruits désagréables, mais peut également provoquer des détériorations dans le système de canalisations. Le risque d'un montage défectueux de robinets thermostatiques existe, non seulement, du fait de qualifications insuffisantes du personnel de montage, mais également du fait qu'il n'est plus possible de constater avec précision, dans des maisons ou installations anciennes, la canalisation utilisée pour l'afflux, et celle employée pour l'évacuation de l'eau chaude. C'est pourquoi l'on a prévu deux sièges d'obturation dans le cas connu d'après la demande précitée DE-A1-100 48 688. Peu importe alors, dans un premier temps, la configuration de raccordement suivant laquelle le robinet est monté. Ensuite, lorsqu'on a clairement établi le siège d'obturation à travers lequel s'opère l'afflux du liquide devant être commandé, l'élément obturateur peut être positionné vis-à-vis du boîtier à sièges d'obturation, en faisant tourner une partie d'un carter, de façon telle que ledit élément coopère avec le siège à travers lequel le liquide afflue. Néanmoins, cela se traduit par un robinet relativement encombrant. Il est impératif de disposer d'un espace dont la dimension est pratiquement le double de ce qui est nécessaire étant donné que l'élément obturateur, et son entraînement, doivent être arrêtés dans deux positions différentes. L'invention a pour objet de maintenir l'encombrement modeste dans un robinet de ce type. Conformément à l'invention, dans un robinet du type mentionné en introduction, cet objet est atteint par le fait que la broche d'obturation est inclinée d'un angle prédéterminé vis-à-vis d'un axe médian du boîtier à sièges d'obturation. Cet agencement permet d'atteindre une économie de place considérable. En tout premier lieu, l'encombrement nécessité par l'entraînement du robinet est moindre. Lorsque la broche obturatrice est inclinée, il est possible de déporter davantage "au centre" la configuration d'entraînement, c'està-dire en général un presse-étoupe associé à un coulisseau obturateur et à une géométrie de carter sur laquelle peut être fixé un élément d'entraînement, par exemple un chapeau de robinet thermostatique, si bien que l'entraînement se trouve plus ou moins au même emplacement, indépendamment de la position de l'élément obturateur. Ainsi, la place requise est notablement moindre. De préférence, la broche obturatrice possède une extrémité d'entraînement s'achevant au niveau de l'axe médian. Dans ce cas, il est même possible de disposer l'entraînement "au centre", c'est-à-dire de façon telle qu'il coïncide avec l'axe médian du boîtier à sièges d'obturation. Pratiquement aucun encombrement supplémentaire ne s'avère alors nécessaire au cours d'un ajustement de l'élément obturateur. De préférence, chaque siège d'obturation est incliné de l'angle prédéterminé par rapport à un plan dans lequel l'axe médian se dresse perpendiculairement. Cela permet de continuer de disposer l'élément obturateur perpendiculairement à la broche obturatrice, si bien qu'il est possible de conserver toujours, lors du soulèvement et de l'abaissement de l'élément obturateur en direction du siège d'obturation, un interstice uniforme dans le sens périphérique dudit élément obturateur. Cela exerce une influence propice sur les conditions d'écoulement à l'intérieur de la vanne. Au premier chef, l'élément obturateur n'est soumis qu'à une contrainte unilatérale négligeable. Cela a pour effet d'accroître la longévité de la vanne. Du fait que le siège d'obturation est incliné, il est également possible au stade de la fermeture, c'est-à-dire lors du contact s'établissant entre l'élément obturateur et le siège, de faire agir plus ou moins les mêmes forces en tous emplacements dans le sens périphérique. Ainsi, le robinet peut être fermé de manière étanche, moyennant une complexité relativement faible. De préférence, la broche obturatrice peut être sollicitée par l'intermédiaire d'un coulisseau d'entraînement décrivant, avec ladite broche, un angle inférieur à 180 . De ce fait, ladite broche et ledit coulisseau ne se trouvent plus sur une ligne droite. Toutefois, cela n'est également pas nécessaire tant que ledit coulisseau peut répercuter une force suffisante sur ladite broche. De préférence, le coulisseau d'entraînement prend la même position pour toutes les positions de l'élément obturateur. Cela signifie, par exemple, que l'axe dudit coulisseau coïncide avec l'axe médian du boîtier à sièges d'obturation. Lorsque la position de l'élément obturateur varie, cela n'implique pas une modification du coulisseau d'entraînement, et par conséquent pas une modification ou un décalage de la géométrie de fixation d'un chapeau de robinet thermostatique. Il en résulte que le robinet demeure extérieurement inchangé, indépendamment de la position dans laquelle l'élément obturateur se trouve, c'est-à-dire indépendamment du siège d'obturation avec lequel il coopère. De préférence, la broche obturatrice est reliée au coulisseau d'entraînement par l'intermédiaire d'une liaison articulée. Cette liaison articulée peut être d'une réalisation relativement simple. Par exemple, le coulisseau d'entraînement pénètre dans une dépouille bombée pratiquée dans la face extrême du coulisseau obturateur. Une telle liaison articulée permet, sans difficulté majeure, de déplacer l'élément obturateur d'une position de travail à l'autre, sans supprimer l'interaction avec le coulisseau d'entraînement. De préférence, l'élément obturateur peut être ajusté par rotation d'un dispositif auxiliaire. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'intervenir directement sur ledit élément. Cela offre l'avantage consistant en ce que l'ensemble du robinet ne doit pas impérativement être ouvert afin d'ajuster l'élément obturateur. En conséquence, ledit robinet peut être maintenu étanche avec une plus grande sûreté. De préférence, le dispositif auxiliaire est constitué d'un guide dans lequel la broche obturatrice est montée. Ainsi, il est uniquement nécessaire de faire tourner le guide. Cela peut aisément avoir lieu de l'extérieur. Il est alors préférentiel que le guide présente un canal incliné de guidage. Ce canal offre plusieurs avantages. D'une part, il guide la broche obturatrice sur une zone relativement grande de sa longueur. D'autre part, ladite broche est soutenue sur une superficie relativement grande au cours d'un mouvement d'ajustement de l'élément obturateur, si bien qu'une déformation de ladite broche n'est pas à craindre. De préférence, le dispositif auxiliaire et le boîtier à sièges d'obturation comportent un système de positionnement associé, au moyen duquel l'élément obturateur ne peut être positionné, vis-à-vis dudit boîtier, que dans les positions de travail prédéterminées. Cela facilite la fixation de l'élément obturateur dans ses positions de travail. Il est nécessaire de faire tourner le dispositif auxiliaire jusqu'à ce que le système de positionnement s'encliquette ou vienne en butée dans l'une ou l'autre direction. De préférence, le dispositif auxiliaire peut être entraîné de l'extérieur, par l'intermédiaire d'une bague d'actionnement. Une bague de ce type facilite l'intervention d'un utilisateur. Elle est aisément accessible depuis l'extérieur et ne contribue pas notablement à un accroissement des dimensions extérieures de la vanne. De préférence, la bague d'actionnement entoure un boîtier de presseétoupe. Ladite bague remplit ainsi une fonction supplémentaire. Elle protège le boîtier du presse-étoupe vis-à-vis de détériorations de l'extérieur. De préférence, l'élément obturateur comporte une limitation réglable de la hauteur de course. Une limitation de ce genre permet, par exemple, de provoquer un préréglage du robinet. Un exemple d'une telle limitation de hauteur de course est décrit dans la demande de brevet DE-Al-100 22 730. Il est semblablement avantageux que le boîtier à sièges d'obturation comprenne un orifice latéral en liaison avec le premier siège, et un orifice frontal en liaison avec le second siège. Le robinet peut alors être employé en substitution d'une vanne intégrée classique. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un robinet; la figure 2 est une vue tridimensionnelle d'une partie du robinet équipé d'un dispositif auxiliaire; la figure 3 est une illustration, à échelle agrandie, du boîtier à sièges d'obturation associé à un élément obturateur; et la figure 4 est une représentation tridimensionnelle du boîtier à sièges d'obturation, à échelle agrandie. Un robinet thermostatique 1 comporte un carter 2 muni d'un filetage extérieur 3 par l'intermédiaire duquel il peut être vissé dans un radiateur, non illustré en détail. Le robinet 1 est réalisé, de façon correspondante, sous la forme d'une vanne intégrée. Le carter 2 est relié à un boîtier 4 à sièges d'obturation, comprenant un premier siège d'obturation 5 et un second siège d'obturation 6. Comme le met en lumière une observation de la figure 3, le premier siège 5 est en liaison avec un orifice 7 pratiqué dans la paroi périphérique du boîtier 4, tandis que le second siège 6 est relié à un orifice frontal 8. Un élément obturateur 9 est logé dans l'espace interne du carter 2. Ledit élément 9 est fixé à une extrémité d'une broche obturatrice 10. Ladite broche 10 est montée dans un guide 11 doté d'un canal de guidage 12. Ledit canal 12 guide la broche 10 sur une majeure partie de sa longueur. A l'extrémité du canal 12 tournée à l'opposé du boîtier 4 à sièges d'obturation, le canal 12 s'élargit pour former un évidement 13 logeant, de manière non représentée, un ressort qui pousse la broche 10, en l'absence de forces extérieures, vers une position d'ouverture dans laquelle l'élément obturateur 9 est décollé du boîtier 4. Un ressort de ce genre est en prise avec un collet annulaire 14 de la broche 10. Comme le révèle une observation de la figure 1, la broche obturatrice 10 est inclinée vis-à-vis d'un axe médian 15 du boîtier 4 à sièges d'obturation, lequel axe matérialise également l'axe médian du carter 2. La broche 10 s'achève, au niveau de l'axe 15, par une extrémité d'entraînement 16 tournée à l'opposé de l'élément obturateur 9. Dans cette zone, elle comporte un évidement arrondi 17 dans lequel pénètre un coulisseau d'entraînement 18. Ledit coulisseau 18 est aligné avec l'axe 15, si bien que ledit coulisseau 18 décrit, avec la broche 10, un angle inférieur à 180 . Les 180 sont ensuite atteints en combinaison avec l'angle que la broche 10 décrit avec l'axe 15. Le coulisseau d'entraînement 18 traverse un presse-étoupe 19 logé, à son tour, dans un boîtier 20. Ledit boîtier est retenu dans le carter 2, de manière étanche, par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchement 21 revêtant par exemple la forme d'une bague torique d'étanchement. Le boîtier 20 est alors monté rotatif dans le carter 2. Le boîtier 20 du presse-étoupe est entouré d'une bague d'actionnement 22 sur laquelle il peut être intervenu, de l'extérieur, pour faire tourner ledit boîtier 20 35 vis-à-vis du carter 2. Ledit boîtier 20 présente, additionnellement, une surface 23 d'application de couples de rotation sur laquelle un outil peut être engagé afin d'ajuster ledit boîtier 20 par rapport audit carter 2. Le boîtier 20 du presse-étoupe est en liaison avec le guide 11 par l'intermédiaire d'organes d'entraînement 24. Ainsi, lorsque ledit boîtier 20 est animé d'une rotation, ledit guide 11 est mis conjointement en rotation. Le guide 11 comporte des pièces complémentaires 25 coopérant avec les organes 24. Lesdits organes 24 sont commodément disposés, avec leurs pièces complémentaires 25, sur des côtés du guide 11 opposés l'un à l'autre. Lorsqu'une rotation est imprimée au guide 11, ce dernier entraîne naturellement la broche 10. L'élément obturateur 9 est alors déplacé de sa première position de travail, dans laquelle il coopère avec le premier siège d'obturation 5, jusqu'à une seconde position de travail dans laquelle il coopère avec le second siège d'obturation 6. Une rotation de 180 , imprimée au boîtier 20 du presse-étoupe, est en principe nécessaire pour déplacer l'élément 9 d'une position de travail à l'autre. Le carter 2 demeure alors fixe vis-à-vis du boîtier 4 à sièges d'obturation. Néanmoins, il est également possible de doter le carter 2 d'une faculté de rotation par rapport au boîtier 4, de telle sorte que ledit carter 2 soit semblablement animé d'une rotation conjointe lors d'un déplacement de l'élément obturateur depuis le premier siège d'obturation 5, jusqu'au second siège d'obturation 6. L'évidement 17 forme, avec l'extrémité du coulisseau d'entraînement 18, une liaison articulée se présentant à la manière d'un joint à rotule d'articulation. Ce joint absorbe des mouvements générés au cours du mouvement de l'élément obturateur 9 en direction du siège d'obturation 5, 6 respectivement opérant. Cette liaison articulée peut, additionnellement aussi, absorber des mouvements résultant d'un déplacement de la broche obturatrice 10 dans le sens périphérique. Comme cela ressort, par exemple, des figures 2 et 4, la face du boîtier 4 à sièges d'obturation qui est tournée vers l'élément obturateur 9 est de réalisation non pas plane, mais configurée en V, les deux branches du V décrivant, entre elles, un angle relativement grand. Les branches sont disposées de façon telle que les deux sièges d'obturation 5, 6 soient respectivement perpendiculaires à la broche obturatrice 10 lorsque l'élément obturateur 9 coopère avec eux. En d'autres termes, les deux sièges 5, 6 sont inclinés, vis-à-vis d'un plan dans lequel l'axe médian 15 se dresse verticalement, du même angle que celui décrit par la broche 10 par rapport audit axe 15. De la sorte, l'élément 9 peut toujours être respectivement rapproché ou éloigné du siège 5, 6 considéré, dans le sens vertical, sachant qu'un interstice à étendue uniforme dans la direction périphérique se forme toujours entre ledit élément 9 et le siège respectif 5, 6. Ainsi, l'inclinaison de la broche 10 vis-à-vis de l'axe médian 15 n'exerce pratiquement aucune influence sur le comportement de la vanne à la fermeture. En vue d'assurer un positionnement correct de l'élément obturateur 9 par rapport au siège d'obturation 5, 6 respectivement souhaité, le boîtier 4 à sièges d'obturation comporte, sur son côté tourné vers le guide 11, des dépouilles 26 dans lesquelles pénètrent des protubérances 27 dudit guide 11. Ledit guide 11 doit être animé d'une rotation avec une certaine application de force pour que les protubérances 27 sortent de leurs dépouilles 26. Lorsque cette position a été quittée, la poursuite de la rotation du guide 11 est possible moyennant une application de force moindre. Toutefois, l'utilisateur peut percevoir clairement l'instant auquel est atteinte la position "correcte" dans laquelle l'élément 9 se trouve en vis-à-vis du siège 5, 6 respectivement autre, car les protubérances 27 s'encliquettent alors de nouveau dans les dépouilles 26. Une autre possibilité est illustrée sur la figure 4. Dans ce cas, le guide présente une protubérance 28 venant s'appliquer contre une butée 29 lorsque l'élément obturateur 9 est positionné vis-à-vis du premier siège d'obturation 5. Une butée similaire (non visible) est prévue, du côté opposé, pour le second siège d'obturation 6. Le côté du boîtier 4 à sièges d'obturation qui est tourné vers le guide 11 comporte une surface biseautée de guidage 30 située avant la butée 29. L'inclinaison de cette surface 30 peut coïncider avec l'inclinaison du second siège 6. Cependant, cela n'est pas absolument nécessaire. D'une manière non illustrée en détail, le boîtier 20 du presse-étoupe peut également être logé dans le carter 2 à l'aide d'un filetage, de telle sorte qu'il modifie, lors d'une rotation, sa position axiale par rapport au guide 11. Cela permet concrètement d'obtenir une modification ou une limitation de la hauteur de course, dont il peut être tiré profit pour un préréglage du robinet 1. Bien entendu, d'autres possibilités de préréglage sont également envisageables. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées 30 au robinet thermostatique décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Vanne, notamment robinet thermostatique, comprenant un élément obturateur disposé sur une broche obturatrice, et un boîtier à sièges d'obturation présentant un premier siège d'obturation et un second siège d'obturation, l'élément obturateur étant déplaçable entre une première position de travail, dans laquelle il coopère avec le premier siège, et une seconde position de travail dans laquelle il coopère avec le second siège, robinet caractérisé par le fait que la broche obturatrice (10) est inclinée d'un angle prédéterminé vis-à-vis d'un axe médian (15) du boîtier (4) à sièges d'obturation. 2. Robinet thermostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la broche obturatrice (10) possède une extrémité d'entraînement (16) s'achevant au niveau de l'axe médian (15). 3. Robinet thermostatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque siège d'obturation (5, 6) est incliné de l'angle prédéterminé par rapport à un plan dans lequel l'axe médian (15) se dresse perpendiculairement. 4. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la broche obturatrice (10) peut être sollicitée par l'intermédiaire d'un coulisseau d'entraînement (18) décrivant, avec ladite broche (10), un angle inférieur à 180 . 5. Robinet thermostatique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le coulisseau d'entraînement (18) prend la même position pour toutes les positions de l'élément obturateur (9). 6. Robinet thermostatique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la broche obturatrice (10) est reliée au coulisseau d'entraînement (18) par l'intermédiaire d'une liaison articulée (17). 7. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'élément obturateur (9) peut être ajusté par rotation d'un dispositif auxiliaire. 8. Robinet thermostatique selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le dispositif auxiliaire est constitué d'un guide (11) dans lequel la broche obturatrice (10) est montée. 9. Robinet thermostatique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le guide (11) présente un canal de guidage (12) incliné. 10. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le dispositif auxiliaire et le boîtier (4) à sièges d'obturation comportent un système de positionnement associé (26, 27; 28, 29), au moyen duquel l'élément obturateur (9) ne peut être positionné, vis-à-vis dudit boîtier à sièges d'obturation (4), que dans les positions de travail prédéterminées. 11. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé par le fait que le dispositif auxiliaire peut être entraîné de l'extérieur, par l'intermédiaire d'une bague d'actionnement (22). 12. Robinet thermostatique selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la bague d'actionnement (22) entoure un boîtier (20) de presseétoupe. 13. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'élément obturateur (9) comporte une limitation réglable de la hauteur de course. 14. Robinet thermostatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que le boîtier à sièges d'obturation (4) comprend un orifice latéral (7) en liaison avec le premier siège d'obturation (5), et un orifice frontal (8) en liaison avec le second siège d'obturation (6).