CH671815A5

CH671815A5 -

Info

Publication number: CH671815A5
Application number: CH4790/87A
Authority: CH
Inventors: Alfons Knapp
Original assignee: Masco Corp
Priority date: 1986-04-09
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1989-09-29
Also published as: GB8726288D0; NL192349B; FI875393A0; NL8720189A; DE3790206T1; US4838304A; WO1987006317A1; AT395346B; SE8704800L; NL192349C; ATA900987A; SE465937B; EP0263173B1; FI87258C; EP0263173A4; FI87258B; DK165886C; DK165886B; DE3790206C2; GB2199392A

Description

DESCRIPTION

Cette invention concerne un bloc de réglage de débit comportant des plaques de réglage de débit fabriquées en un matériau dur et résistant à l'usure dont l'une est fixe et l'autre mobile; le bloc est conçu pour venir se loger dans le corps d'un robinet à poignée qui utilise normalement un élément sphérique pour régler le débit et le rapport de mélange de deux fluides arrivant au robinet depuis deux sources de fluide.

Les robinets mélangeurs à poignée sont largement utilisés pour régler le rapport de mélange d'eau chaude et d'eau froide arrivant par deux conduites séparées au robinet, où le mélange est réalisé grâce à un élément sphérique ou rotule. L'élément sphérique de 5 réglage de débit est connecté à un levier de commande et il est logé dans une chambre du corps de robinet. Cet élément de réglage de débit coopère avec une paire de joints d'étanchéité tubulaires logés dans les conduites d'entrée de l'eau du corps du robinet et des ressorts pressent ces joints contre l'élément de réglage de débit sphéri-io que. La chambre interne du corps de robinet comporte une portion inférieure semi-sphêrique conçue pour accueillir l'élément de réglage de débit sphérique et une portion supérieure essentiellement cylindrique où est disposé un semi-palier de retenue de l'élément de réglage de débit. Une conduite de sortie part de cette chambre interne et 15 aboutit au bec du robinet. Le levier de commande ou poignée du robinet sort du haut du corps du robinet par une ouverture dans le semi-palier de retenue. Cette ouverture détermine la liberté de déplacement du levier de commande et, par conséquent, la liberté de rotation de l'élément de réglage de débit sphérique entre la position de 2o fermeture complète et les positions d'ouverture complète de l'eau chaude ou de l'eau froide.

Bien que le robinet mélangeur à élément de réglage de débit sphérique fonctionne très bine, ses composantes sont sujettes à l'usure, en particulier dans les régions où l'eau est dure. Le fait que 25 l'élément de réglage de débit ait une forme sphérique empêche de le fabriquer en un matériau dur et résistant à l'usure du type de ceux utilisés dans les plaques de robinet de réglage de débit plates. Ainsi, ce type de robinet va avoir tendance à fuir après une certaine durée d'utilisation.

30 En outre, il peut souvent se révéler nécessaire ou commode de disposer d'un bloc pour régler le débit ayant une forme compacte et d'en réduire les dimensions globales à un strict minimum. Les systèmes de robinets connus ne1 se prêtent pas à une telle réduction de taille parce que le moyen pour commander le mouvement du disque 35 mobile ou de l'élément sphérique de réglage de débit comporte un anneau de rotation externe avec un élément de guidage, et un élément coulissant portant le disque mobile qui est guidé par l'anneau de rotation. Souvent, les positions extrêmes de l'élément coulissant qui porte le disque mobile sont déterminées par la forme 40 de l'ouverture dans laquelle se déplace le levier de commande. Cependant, les tolérances de fabrication ou l'usure dans la connexion entre le levier de commande et l'élément coulissant ou entre le levier de commande et l'ouverture font que la plaque mobile n'est pas toujours positionnée correctement lorsque le levier vient contre le bord 45 de l'ouverture. Dans ces conditions, des zones de chevauchement importantes doivent être prévues entre les parties des plaques qui coopèrent pour assurer un fonctionnement et une fermeture corrects. Cela augmente l'encombrement de l'unité tout en limitant la surface transversale des ouvertures par lesquelles circule le fluide et qui dé-50 terminent le débit du fluide dans le bloc. En outre, le fait de prévoir une ouverture dont le pourtour détermine la liberté de mouvement du levier de commande non seulement augmente la taille du robinet, mais encore limite la liberté de mouvement du levier, ce qui peut amener un mauvais réglage du débit.

55 Le bloc de réglage selon la présente invention permet de surmonter les inconvénients des robinets mélangeurs connus antérieurs grâce à son agencement défini par la revendication 1. Le bloc compact peut s'insérer dans un corps de robinet à poignée et fait appel à des plaques de robinet plates faites en un matériau dur et 60 résistant à l'usure.

Le corps d'un robinet à élément de réglage de débit sphérique comprend une partie supérieure essentiellement cylindrique et une portion inférieure comportant deux conduites d'entrée convergentes communiquant avec des ouvertures correspondantes formées dans la 65 plaque fixe du bloc. Dans ces conditions, le bloc peut être introduit dans la chambre du corps de robinet, la portion cylindrique du bloc venant se loger dans la portion cylindrique de la chambre du corps de robinet et les surfaces inclinées venant coopérer avec des joints

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d'étanchéité logés dans les conduites d'entrée du corps de robinet. Les surfaces inclinées peuvent constituer une portion semi-sphérique sur le bloc qui correspond fidèlement à la forme de l'élément de réglage du débit sphérique que l'on remplace.

La structure interne du bloc de réglage de débit utilise des éléments de réglage de débit en forme de plaques faites d'un matériau dur et résistant à l'usure. En outre, le bloc proposé permet une grande liberté de mouvement du levier de commande, ce qui facilite le réglage précis du débit de fluide, même après une usure consécutive à un usage prolongé. Cela est réalisé avec une plaque de robinet pleine et mobile, qui est disposée dans un cadre profilé formé par une portion interne fixe de la cartouche entourant un élément solidaire de la plaque mobile. Il en résulte que les variations dues à l'usure ou au jeu existant entre la plaque mobile et ses éléments de commande ou entre le levier de commande et le corps du bloc n'auront aucun effet sur les positions de fonctionnement extrêmes entre lesquelles la plaque se déplace. Dans ces conditions, le fonctionnement du robinet n'est pas affecté par l'usure des éléments réglant le débit du robinet.

Par ailleurs, le chevauchement entre les plaques qui coopèrent peut être réduit à un minimum pour diminuer les dimensions globales ou augmenter le débit maximal du fluide. L'amplitude du mouvement de levier de commande peut être ajustée en modifiant le rapport de transmission entre les éléments de connexion. Dans ces conditions, le bloc de la présente invention convient tout à fait bien pour remplacer les éléments de réglage de débit sphériques normalement utilisés dans les robinets à poignée.

Les avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en se référant aux dessins en annexe et décrivant des formes d'exécution données à titre d'exemple:

la fig. 1 est une vue latérale externe et en perspective d'un bloc selon la présente invention avec une partie du levier de réglage représentée;

la fig. 2 est une Vue d'en haut (c'est-à-dire suivant la flèche II de la fig. 1) et en perspective du bloc de la fig. 1 ;

la fig. 3 est une vue d'en bas (c'est-à-dire selon la flèche III de la fig. 1) et en perspective du bloc;

la fig. 4 est une vue en perspective et en coupe du bloc faite selon la ligne IV-IV de la fig. 1 ;

la fig. 5 est une vue en perspective et en coupe du bloc faite selon la ligne V-V de la fig. 4;

la fig. 6 est une vue en perspective et en coupe d'un bloc identique à celui de la fig. 4, sauf que les éléments de réglage du débit se trouvent dans une autre position;

la fig. 7 est une vue en perspective et en coupe d'un système de robinet dans lequel a été placé un bloc selon la présente invention;

la fig. 8 est une vue en coupe transversale du système de robinet de la fig. 7 prise selon la ligne VIII-VIII, et les fig. 9 à 11 illustrent d'une manière schématique les positions extrêmes de la plaque de robinet mobile par rapport aux ouvertures d'entrée de la plaque de robinet fixe.

Le bloc compact selon la présente invention est conçu pour remplacer l'élément de réglage de débit sphérique des robinets mélangeurs à poignée du type classique illustré sur la fig. 7. Ces robinets comprennent généralement un corps de robinet 1 ayant une chambre interne avec une portion inférieure essentiellement semi-sphérique 2 et une portion supérieure essentiellement cylindrique 3. A l'extrémité inférieure du corps de robinet 1, il y a deux conduites d'entrée 4 qui communiquent avec l'alimentation en eau chaude et en eau froide. Les conduites d'entrée 4 débouchent sur la portion inférieure semi-sphérique 2 du corps de robinet 1, et elles comportent deux joints d'étanchéité tabulaires 5 que des ressorts 6 poussent vers l'intérieur. Comme cela est indiqué en discontinu sur la fig. 7, une conduite de sortie 7 permet d'évacuer les fluides mélangés vers le bec du robinet. Un élément de retenue 9 est fixé d'une manière amovible sur le corps de robinet 1 pour recouvrir les éléments fonctionnels du robinet. L'élément de retenue 9 a une ouverture en haut pour permettre le passage d'un bras de commande et un joint d'étanchéité pour empêcher les fuites du liquide.

Dans le système de robinet conventionnel à élément sphérique, un semi-palier avec un siège semi-sphérique est monté à l'intérieur 5 de la chambre cylindrique 3 pour tenir en place un élément de réglage de débit sphérique qui coopère avec les joints d'étanchéité 5 pour régler le débit et le rapport de mélange de deux fluides arrivant de deux sources par les conduites 4 pour se diriger ensuite vers la conduite de sortie 7. Une goupille de positionnement 8 prévue sur le io corps de robinet 1 permet de maintenir l'élément de réglage de débit sphérique dans son orientation correcte. Les robinets à élément sphérique comportent normalement un levier de commande qui traverse l'ouverture aménagée dans le semi-palier. Cette ouverture est conçue pour limiter la liberté de mouvement du levier et, par consé-15 quent, de l'élément de réglage de débit sphérique.

Le bloc compact selon la présente invention est conçu pour venir s'adapter dans le corps de robinet 1 à la place de l'élément de réglage de débit cylindrique et de son semi-palier. Dans les fig. 1 à 7, le bloc de réglage de débit et de mélange comprend un corps de bloc 10 qui 20 a une portion supérieure essentiellement cylindrique conçue pour s'adapter dans la portion de chambre cylindrique 3 du corps de robinet 1 à la place du semi-palier de l'élément de réglage de débit sphérique. La portion inférieure 11 du corps 10 comporte une paire de surfaces inclinées semi-sphériques, et elle est conçue pour venir 25 s'appliquer d'une manière étanche dans la portion semi-sphérique 2 du corps de robinet 1 contre les joints d'étanchéité 5 des conduites d'entrée 4. Le corps du bloc 10 comprend en outre une paire d'ouvertures 12 formées dans sa portion inférieure 11 et alignées pour communiquer avec les ouvertures 17 aménagées dans une plaque de 30 robinet fixe 16 faite en un matériau dur et résistant à l'usure, tel que de la céramique. Un joint d'étanchéité 18 est prévu pour empêcher des fuites de fluide par la plaque fixe 16. En outre, le corps 10 comprend une conduite de sortie primaire 13 conçue pour diriger le fluide vers la sortie 7 du corps de robinet 1 et, de préférence, une 35 conduite de sortie secondaire 14 disposée radialement à l'opposé de la conduite primaire 13. Le corps du bloc 10 comprend aussi une rainure 15 qui coopère avec la goupille de positionnement 8 permettant de positionner correctement le bloc lorsqu'il est inséré dans le corps de robinet 1.

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Une plaque mobile également faite en un matériau dur tel que la céramique est montée d'une manière mobile sur la plaque fixe 16. La plaque mobile 19 est essentiellement circulaire et ne comporte pas d'ouvertures. Le bord périphérique de la plaque mobile 19 coopère 4J avec les ouvertures 17 de la plaque fixe 16 pour régler le débit de fluide. La plaque mobile 19 est solidement fixée — ou en fait partie intégrante — à un élément coulissant 20 qui a également une configuration circulaire. L'élément coulissant 20 coopère à son tour avec la surface inférieure d'un semi-palier inférieur 21 disposé à l'intérieur J0 du corps du bloc 10 avec un semi-palier supérieur 22. Ces deux semi-paliers 21 et 22 ont chacun une paire de brides, respectivement 21a et 22a, qui viennent se loger dans des rainures correspondantes aménagées dans le corps du bloc 10. Les semi-paliers 21 e 22 forment ensemble un siège sphérique conçu pour recevoir une rotule 23 ayant 55 une tige de commande dépendante 24 qui vient s'engager avec l'élément coulissant 20. La rotule 23, qui agit comme un point de pivotement, comporte également un bras supérieur 25 qui part vers l'extérieur du bloc pour former, soit seul, soit en association avec un élément attachable, un levier ou poignée de commande du robinet. 60 La rotule 23 peut également inclure une goupille de guidage 26 conçue pour s'engager dans une rainure de guidage 21b aménagée dans le semi-palier 21 pour orienter le levier de commande lorsqu'une telle orientation est requise. Un joint d'étanchéité 27 est disposé entre les semi-paliers 21, 22 et la rotule 23 pour conférer à 65 ces composantes l'étanchéité requise.

La plaque de robinet fixe 16 a un épaulement périphérique 16a qui permet au fluide de circuler autour de et à travers la plaque. En plus, l'épaulement 16a peut servir pour fixer la plaque 16 dans le

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corps 10 au moyen d'une agrafe flexible 28 (représentée en traits discontinus sur la fig. 8).

Le bord périphérique de l'élément coulissant 20 se prolonge au-delà du bord de la plaque mobile 19 à laquelle il est connecté. Dans ces conditions, le bord de l'élément coulissant 20 coopère avec un bord profilé de la périphérie interne du corps 10 qui forme un guide entourant l'élément coulissant 20. Ce bord interne constitue un cadre ayant essentiellement unr portion courbe A (voir fig. 9-11) et une portion en angle B ayant comme axe de symétrie un axe passant entre les deux ouvertures 17 de la plaque fixe 16. Cet agencement permet d'avoir trois positions extrêmes (elles sont représentées sur les fig. 9-11) pour l'élément coulissant 20 et la plaque 19. Dans la position représentée sur la fig. 10, l'élément coulissant 20 vient tan-gentiellement contre les deux bords B, et l'écoulement du fluide est interrompu. Dans la fig. 9, l'élément coulissant 20 vient simultanément contre un des bords B et contre la partie courbe A; à ce moment, le débit du fluide par une des ouvertures 17 est maximal, alors que l'autre ouverture est fermée. En conséquence, le débit de la seule eau froide est alors maximal. Dans la position illustrée sur la fig. 11 enfin, la plaque de robinet est dans la position opposée où le débit d'eau chaude est maximal. On voit donc que l'élément coulissant 20 peut être déplacé (représentation par traits discontinus sur la fig. 9) d'une position où coule l'eau froide vers une position où coule l'eau chaude, en passant par une série de positions intermédiaires.

D'autre part, lorsque l'élément coulissant 20 est déplacé vers la position 20a indiquée par des traits discontinus sur la fig. 10, on a un mélange d'eau chaude et d'eau froide. On fait varier la proportion d'eau chaude et d'eau froide en déplaçant l'élément 20 le long de la portion courbe A. Les positions extrêmes de débit dans ce système sont déterminées d'une manière rigoureuse par la position de l'élément coulissant 20 venant buter simultanément contre le bord A et un bord B. L'imprécision due à l'usure ou à la fabrication (connexion entre la tige de commande 24 et l'élément coulissant 20 ou installation de la rotule dans les semi-paliers 21 et 22) peut provoquer un certain jeu dans la manœuvre du levier de commande, mais n'a aucun effet sur les positions extrêmes de la plaque mobile 19. Dans ce système, la périphérie de la plaque mobile 19 peut être positionnée d'une manière très précise par rapport aux trous 17 de la plaque fixe 16.

Il n'est pas nécessaire de donner une forme particulière à l'ouverture aménagée dans le semi-palier supérieur 22 que traverse le bras 25. Cette ouverture peut donc être circulaire de manière à ne pas restreindre la liberté de mouvement du bras de commande 25 (voir l'ouverture de la fig. 2). En plus, pour augmenter le débit maximal possible, la ligne courbe A qui définit les positions extrêmes de la plaque mobile peut avantageusement comporter un creux C en forme de cercle ou d'ellipse fournissant une position d'arrêt. De préférence, le creux C est aménagé à l'opposé des bords droits B,

comme cela est représenté sur les fig. 10 et 11. Il est à noter que, du fait de la configuration circulaire de la plaque 19 et de son élément coulissant 20, il n'est pas nécessaire d'empêcher la rotation de la plaque mobile 19 dans le corps 10. Dans ces conditions, la tige de commande dépendante 24 qui permet de déplacer transversalement la plaque mobile peut comporter une tête qui est au moins partiellement sphérique, et il n'est pas nécessaire d'inclure une clavette ou un autre dispositif pour empêcher la rotation de la plaque 19 et de l'élément 20 comme c'était nécessaire dans les dispositifs connus de l'art antérieur. Ce trait caractéristique permet de simplifier la fabrication et de diminuer les défauts de fonctionnement résultant de l'usure.

La conception du bloc et l'utilisation d'un cadre de guidage interne permettent d'avoir un système extrêmement compact assurant un réglage efficace du débit ainsi qu'une augmentation de ce dernier. Le bloc de la présente invention peut être utilisé dans le corps d'un robinet mélangeur à poignée normalement destiné à recevoir un élément de réglage de débit sphérique. On peut dans ces conditions remplacer le système à élément sphérique par un système à disques faisant appel à la coopération de plaques de robinet en un matériau céramique dur et résistant à l'usure. Naturellement, le bloc de réglage de débit de la présente invention peut être utilisé dans d'autres corps de robinet, tels que les corps de robinet ayant un fond plat. En outre, on peut continuer à utiliser le couvercle 9 du robinet original, cela à condition de dimensionner le bloc d'une manière appropriée. Toutefois, il est préférable que le couvercle original 9 soit remplacé par un élément de retenue d'une hauteur plus grande pour mieux pouvoir loger la cartouche. Dans les deux cas, les modifications du robinet sont réalisées avec un minimum de difficulté.

En plus, différentes modifications peuvent être apportées au système de l'invention sans sortir du domaine d'application de l'invention et se départir de son esprit. Par exemple, la surface semi-sphérique 11 du corps 10 peut être remplacée par une surface conique ou plane ne comportant que des zones semi-sphériques limitées pour coopérer avec les joints 5 de la configuration semi-sphéri-que. En outre, le cadre délimité par les bords A, B et C, au lieu d'être formé par la périphérie interne du corps 10, peut être aménagé dans l'ouverture inférieure du semi-palier inférieur 21. Dans ce cas, le diamètre de l'élément coulissant 20 n'a pas besoin d'être supérieur au diamètre de la plaque mobile 19. L'élément coulissant 20 peut être muni d'un ensemble de nervures ou de brides 20b (fig. 6) disposé pour réduire le bruit du fluide lorsqu'il passe autour de la plaque mobile 19. Enfin, on peut prévoir un moyen permettant de fixer d'une manière amovible le semi-palier supérieur 22 au corps 10, permettant ainsi de tenir ensemble les composantes lorsque le bloc n'est pas installé dans le corps d'un robinet.

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2 feuilles dessins

Claims

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1. Bloc de réglage de débit conçu pour être disposé dans le corps d'un robinet (1) à poignée pour régler le débit et le rapport de mélange de deux fluides traversant le robinet, comprenant:

— un corps (10) comportant une paire de plaques (16, 19) de robinet de réglage de débit faites en un matériau dur et résistant à l'usure, une (16) des plaques de robinet étant fixe et l'autre mobile (19), le corps (10) comportant un cadre interne (A, B) pour limiter le mouvement de la plaque mobile (19), et

— un moyen (10) pour commander le mouvement de la plaque de robinet mobile.

2. Bloc selon la revendication 1, comprenant un élément coulissant (20) fixé solidement à la plaque mobile, l'élément coulissant ayant un diamètre supérieur au diamètre de la plaque mobile (19), ce qui permet à l'élément coulissant de s'engager sélectivement avec le cadre interne (A, B) pour limiter le mouvement de la plaque mobile (19).

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REVENDICATIONS

3. Bloc selon la revendication 2, où le cadre interne (A, B) consiste en un bord profilé interne du corps (10) conçu pour s'engager avec l'élément coulissant (20) de la plaque mobile (19).

4. Bloc selon la revendication 3, où le bord profilé interne comprend un bord essentiellement courbe (A) et deux bords linéaires (B) formant entre eux un angle et où les bords linéaires sont disposés symétriquement par rapport à un axe passant entre une paire d'ouvertures (17) pour le fluide aménagées dans la plaque fixe (16) de robinet.

5. Bloc selon la revendication 4, où le bord profilé interne comprend un creux (C) formé dans le bord courbe (A).

6. Bloc selon les revendications 2 à 5, où l'élément coulissant s'engage avec une surface inférieure d'un semi-palier inférieur (21), le semi-palier inférieur étant disposé dans le corps pour former avec un semi-palier supérieur (22) un siège sphérique conçu pour recevoir comme moyen de réglage du débit une rotule (23) qui porte une tige de commande (24) connectée à l'élément coulissant (20) et un bras de commande (25) sortant du bloc par une ouverture formée dans le semi-palier supérieur (22).

7. Bloc selon la revendication 6, où l'ouverture dans le semi-palier supérieur (12) est circulaire, si bien qu'elle ne limite pas la liberté de mouvement du bras de commande (25).

8. Bloc selon la revendication 6, où l'élément coulissant (20) comporte des nervures (20b) pour la commande du débit disposées à l'extérieur du bord périphérique de la plaque mobile (19).

9. Bloc selon la revendication 4, où le corps (10) comporte une portion supérieure cylindrique et une portion inférieure (11) ayant une paire de surfaces inclinées comportant des ouvertures d'entrée (12) qui communiquent avec les ouvertures (17) dans la plaque fixe (16).

10. Bloc selon l'une des revendications 1 à 8, où le corps (10) comporte une portion supérieure cylindrique, destinée à être placée dans une portion supérieure sphérique du corps du robinet (1), et une portion inférieure (11) ayant une paire de surfaces inclinées comportant des ouvertures d'entrée (12), qui communiquent avec les ouvertures (17) correspondantes dans la plaque fixe (16), les surfaces inclinées étant destinées à venir d'une manière étanche contre les joints d'étanchéité disposés dans les conduites d'entrée du corps du robinet (1), et où la plaque mobile de robinet est pleine et a une configuration circulaire.