FR3003046A1 - Cartouche thermostatique de regulation de fluide chaud et froid a melanger - Google Patents

Abstract

Cette cartouche comprend une embase (10), une pièce rapportée (20) fixe, un tiroir (30) de régulation de la température du mélange des fluides froid et chaud, et un élément thermostatique permettant de déplacer le tiroir selon un axe. L'embase délimite à la fois un orifice de sortie (16) pour le mélange, un orifice d'entrée (14) pour le fluide froid qui alimente, via un premier canal (F4) de distribution du fluide froid autour du tiroir, un passage (F3), délimité axialement entre le tiroir et l'embase, ainsi qu'un orifice d'entrée (15) pour le fluide chaud qui alimente, via un second canal (C4) de distribution du fluide chaud autour du tiroir, un passage (C3) délimité axialement entre le tiroir et la pièce rapportée. Afin que l'embase reste simple et économique à fabriquer, tout en favorisant l'écoulement de forts débits de fluide à travers elle, l'invention propose de fermer, axialement vers l'orifice de sortie, le premier canal de distribution par le tiroir et le second canal de distribution par la pièce rapportée.

Description

CARTOUCHE THERMOSTATIQUE DE REGULATION DE FLUIDES CHAUD ET FROID A MELANGER La présente invention concerne une cartouche thermostatique de régulation de fluides chaud et froid à mélanger, notamment d'eau chaude et d'eau froide au sein d'une installation sanitaire. Dans ce type de cartouche, la régulation thermostatique est obtenue au moyen d'un élément thermostatique dilatable selon un axe, comprenant, d'une part, un piston normalement fixe par rapport à une embase creuse de la cartouche et, d'autre part, un corps solidaire d'un tiroir de régulation. Ce tiroir est déplaçable selon l'axe à l'intérieur de l'embase de la cartouche de façon à faire varier de manière inverse les sections d'écoulement des deux fluides, dits « fluide chaud » et « fluide froid », alimentant l'embase par un premier de ses côtés axiaux, en vue de mélanger ces fluides en proportion variable pour obtenir, en aval du tiroir, un fluide, dit « fluide mélangé » ou « fluide mitigé », qui s'écoule le long d'une partie thermosensible de l'élément thermostatique et qui sort de l'embase par son second côté axial. En modifiant la position du piston par rapport à l'embase, généralement au moyen d'un mécanisme de réglage ad hoc, on fixe la température de régulation thermostatique, c'est-à-dire la température d'équilibrage autour de laquelle est régulée la température du fluide mitigé. Ce type de cartouche intègre avantageusement des disques de commande du débit des fluides froid et chaud envoyés vers le tiroir, ces disques étant agencés à l'aplomb du premier côté axial de l'embase et étant alimentés avec les fluides froid et chaud via des canaux de circulation s'étendant du second côté au premier côté axial de l'embase. Il est même possible de n'avoir qu'un seul levier pour commander à la fois ces disques de réglage du débit et le mécanisme précité de réglage de température : dans ce cas, la cartouche thermostatique est qualifiée de monocommande. VVO-A-96/26475 en fournit un exemple. En pratique, les déplacements du tiroir entre deux positions extrêmes, respectivement pour lesquelles l'écoulement de fluide chaud est totalement fermé et l'écoulement de fluide froid est totalement fermé, sont de l'ordre du millimètre, voire moins, au sein des cartouches de dimension standard. Il en résulte que les débits maximaux de fluide chaud et de fluide froid, qui peuvent être admis dans l'embase de ces cartouches, sont limités. Cette limitation des débits de fluide chaud et de fluide froid se trouve accentuée par le fait que l'arrivée de ces fluides au niveau du tiroir de régulation est concentrée sur des portions respectives limitées de la périphérie extérieure du tiroir : en effet, les fluides chauds et froids sont respectivement amenés jusqu'au tiroir en ayant à traverser une partie de l'embase de la cartouche, tout en tenant compte de l'environnement, plus ou moins contraint, dans lequel l'embase est à installer. Pour contourner cette difficulté, il est connu, par exemple de VVO-A-96/26475 cité plus haut, de creuser, à l'intérieur de l'embase de la cartouche, des gorges périphériques de distribution du fluide autour du tiroir, les arrivées de fluide chaud et de fluide froid débouchant respectivement dans ces gorges. Cependant, en pratique, cette solution tend à réduire le diamètre interne de l'embase au profit de son épaisseur pour y creuser les gorges précitées, ce qui limite notamment le diamètre extérieur du tiroir et donc limite les débits maximum de fluides pouvant être régulés par ce tiroir. De plus, cette solution est chère à mettre en oeuvre car la fabrication de l'embase est complexe : dans le cas où l'embase est réalisée par moulage de matière plastique, le noyau de moulage est nécessairement important en diamètre pour accommoder la présence de broches rétractables qui sont nécessaires pour mouler les gorges précitées, ainsi que leur jonction avec les arrivées de fluide chaud et de fluide froid. Une alternative à la solution divulguée dans VVO-A-96/26475 consiste à munir intérieurement l'embase d'un distributeur des fluides froid et chaud, permettant de diriger le fluide provenant de l'arrivée de fluide froid, respectivement de l'arrivée de fluide chaud, vers le tiroir sur son périmètre extérieur. L'embase peut alors être réalisée à l'aide d'un moule d'injection de matière plastique moins complexe. Cependant, en raison de la présence du distributeur, cette conception impose un nombre de pièces plus important, ainsi que la multiplication de joints pour assurer l'étanchéité entre ces pièces. Cette solution conduit à un procédé d'assemblage plus compliqué puisqu'un grand nombre de pièces sont à mettre en place et que des tests d'étanchéité sont à réaliser pour vérifier la présence et la performance des joints. Le but de la présente invention est de proposer une cartouche du type évoqué ci- dessus, dont l'embase reste simple et économique à fabriquer, tout en permettant de favoriser l'écoulement de forts débits de fluides. A cet effet, l'invention a pour objet une cartouche thermostatique de régulation de fluides chaud et froid à mélanger, comprenant : - une embase creuse, qui définit un axe et qui délimite, à la fois, un premier orifice d'entrée pour un premier des fluides froid et chaud, un second orifice d'entrée pour le second fluide, et un orifice de sortie pour un mélange des fluides froid et chaud, les premier et second orifices d'entrée débouchant de manière distincte sur un premier côté axial de l'embase tandis que l'orifice de sortie débouche sur un second côté axial de l'embase, opposé axialement au premier côté ; - une pièce rapportée, qui est liée fixement à l'embase en étant agencée à l'intérieur de l'orifice de sortie, et axialement à travers laquelle s'écoule le mélange ; - un tiroir de régulation de la température du mélange, qui : - présente une première et une seconde faces axiales opposées, tournées respectivement vers le premier côté axial et vers le second côté axial de l'embase, - définit un premier passage pour le premier fluide, lequel premier passage est délimité axialement entre la première face axiale du tiroir et l'embase, alimente l'orifice de sortie, et est alimenté par le premier orifice d'entrée via un premier canal de distribution du premier fluide autour du tiroir, qui court sur au moins une portion de la périphérie extérieure du tiroir, - définit un second passage pour le second fluide, lequel second passage est délimité axialement entre la seconde face axiale du tiroir et la pièce rapportée, alimente l'orifice de sortie, et est alimenté par le second orifice d'entrée via un second canal de distribution du second fluide autour du tiroir, qui court sur au moins une portion de la périphérie extérieure du tiroir, et - est déplaçable sensiblement selon l'axe à l'intérieur de l'embase de façon à faire varier de manière inverse les sections d'écoulement respectives des premier et second passages ; et - un élément thermostatique, qui comporte un piston, relié à l'embase, et un corps lié fixement au tiroir, le piston et le corps étant mobiles l'un par rapport à l'autre sensiblement selon l'axe sous l'action de la dilatation d'une matière thermodilatable contenue dans une partie thermosensible du corps le long de laquelle s'écoule le mélange, caractérisée en ce que le premier canal de distribution est fermé, axialement vers le second côté axial de l'embase, par le tiroir, et en ce que le second canal de distribution est fermé, axialement vers le second côté axial de l'embase, par la pièce rapportée. Une des idées à la base de l'invention est de chercher à faire circuler les fluides froid et chaud tout autour du tiroir, pour que ces fluides alimentent toute la périphérie de ce tiroir depuis l'intérieur de l'embase, en tirant profit de formes spécifiques du tiroir, de l'embase et d'une pièce rapportée fixement dans l'orifice de sortie de celle-ci, étant remarqué que cette pièce rapportée consiste avantageusement en une pièce tubulaire d'appui pour un ressort de rappel associé à l'élément thermostatique de la cartouche.

Conformément à l'invention, plutôt que les canaux de distribution de fluide froid et de fluide chaud, qui entourent extérieurement le tiroir, soient délimités axialement uniquement par l'embase en conférant à ces canaux une forme de gorge telle que celle évoquée plus haut, l'un de ces canaux de distribution est fermé axialement vers le bas, c'est-à-dire vers le côté axial sur lequel débouche l'orifice de sortie pour le mélange des fluides froid et chaud, directement par le tiroir, plus précisément directement par une partie dédiée de ce dernier, conformée de manière ad hoc, tandis que l'autre canal de distribution est fermé axialement vers le bas directement par la pièce rapportée précitée.

On comprend que ces canaux de distribution peuvent alors être dimensionnés de manière étendue, tant autour de l'axe central de l'embase, chaque canal de distribution pouvant avantageusement courir sur 360° autour de cet axe, que radialement à cet axe, en mettant à profit l'épaisseur radiale de la partie dédiée précitée du tiroir et de la paroi tubulaire de la pièce rapportée. Il en résulte que des forts débits de fluides froid et chaud peuvent s'écouler à travers l'embase jusqu'au tiroir. Pour ce qui concerne l'embase lorsque celle-ci est réalisée par moulage d'une matière plastique, les contraintes de moulage sont réduites car il est possible d'éviter des contre-dépouilles pour le moulage des canaux de distribution et, avantageusement, de leur jonction aux orifices d'entrée pour les fluides froid et chaud : sans utiliser de broches rétractables dans le noyau de moulage, il est avantageusement possible que l'embase se démoule axialement vers le haut naturellement. Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses de la cartouche conforme à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le tiroir inclut suivant l'axe : - une première partie terminale et une seconde partie terminale, qui sont axialement opposées l'une à l'autre et qui portent respectivement les première et seconde faces axiales, et - une partie intermédiaire qui relie l'une à l'autre les première et deuxième parties terminales ; et l'embase présente intérieurement : - une première surface sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe, sur laquelle le premier orifice d'entrée débouche radialement, entre laquelle et la première partie terminale du tiroir est délimité radialement le premier canal de distribution, et contre laquelle la partie intermédiaire du tiroir s'appuie radialement et se déplace axialement de manière étanche, et - une seconde surface sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe, sur laquelle le second orifice d'entrée débouche radialement, entre laquelle et la seconde partie terminale du tiroir est délimité radialement le second canal de distribution, et à l'intérieur de laquelle la pièce rapportée est agencée de manière sensiblement ajustée, le diamètre de la première surface sensiblement cylindrique étant strictement inférieur au diamètre de la deuxième surface sensiblement cylindrique ; - la première surface sensiblement cylindrique s'étend axialement sur toute la dimension axiale du premier canal de distribution et/ou la seconde surface sensiblement cylindrique s'étend axialement sur toute la dimension axiale du second canal de distribution ; - la première partie terminale du tiroir présente, sur sensiblement toute son étendue axiale, une face extérieure sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe et dont le diamètre est strictement inférieur au diamètre de la première surface sensiblement cylindrique de l'embase ; - la seconde partie terminale du tiroir présente, sur sensiblement toute son étendue axiale, une face extérieure sensiblement tronconique, qui est sensiblement centrée sur l'axe et qui diverge en direction du second côté axial de l'embase ; - le premier orifice d'entrée et le second orifice d'entrée s'étendent, autour de l'axe X-X, sur environ 180° et de manière diamétralement opposée ; - le premier canal de distribution et le second canal de distribution s'étendent chacun, autour de l'axe X-X, sur 360°; - la cartouche comprend en outre un ressort de rappel, qui agit sur le corps de l'élément thermostatique de façon opposée à l'action de la dilatation de la matière thermodilatable, et qui, à l'opposé de ce corps, s'appuie axialement contre la pièce rapportée ; - la pièce rapportée est vissée dans un taraudage de l'embase ; - l'embase délimite en outre : - un premier canal de circulation du premier fluide depuis le second côté axial jusqu'au premier côté axial de l'embase, et - un second canal de circulation du second fluide depuis le second côté axial jusqu'au premier côté axial de l'embase ; et la cartouche comprend en outre des moyens de commande du débit et de la température du mélange, qui sont adaptés à la fois pour modifier la position axiale du piston de l'élément thermostatique par rapport à l'embase et pour, de manière réglable, mettre en communication, d'une part, le premier canal de circulation avec le premier orifice d'entrée et, d'autre part, le second canal de circulation avec le second orifice d'entrée.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une cartouche thermostatique conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, sous un autre angle d'observation ; - la figure 3 est une coupe longitudinale partielle de la cartouche de la figure 1 à l'état assemble ; et - les figures 4 à 7 sont des coupes respectivement selon les lignes IV-IV, V-V, VI-VI et VII-VII de la figure 3. Sur les figures 1 à 7 est représentée une cartouche thermostatique 1 qui est agencée autour et le long d'un axe central X-X. Cette cartouche est adaptée pour équiper un robinet mitigeur d'eau chaude et d'eau froide, non représenté en tant que tel sur les figures, ou, plus généralement, pour équiper une installation sanitaire. Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l'axe X-X, en considérant que les termes « supérieur » et « haut » correspondent à une direction axiale tournée vers la partie haute de la figure 3, tandis que les termes « inférieur » et « bas » correspondent à une direction axiale de sens opposé. La cartouche thermostatique 1 comporte un boîtier supérieur 2 et une embase inférieure 10, qui, à l'état assemblé de la cartouche, sont assemblés fixement l'un à l'autre. L'embase 10 présente une forme extérieure globalement cylindrique, centrée sur l'axe X-X et à base circulaire. Comme bien visible sur la figure 3, l'embase 10 délimite, sur toute sa dimension axiale, un canal de circulation d'eau froide 11 et un canal de circulation d'eau chaude 12, chacun de ces canaux reliant l'un à l'autre le côté supérieur 10A et le côté inférieur 10B de l'embase 10, en débouchant librement sur ces côtés supérieur et inférieur.

L'embase 10 délimite également une chambre interne 13, qui est sensiblement centrée sur l'axe X-X, ainsi qu'un orifice d'entrée d'eau froide 14 et un orifice d'entrée d'eau chaude 15, qui, à leur extrémité supérieure, débouchent sur le côté supérieur 10A de l'embase 10 tandis que, à leur extrémité inférieure qui est située, suivant la direction de l'axe X-X, dans une partie intermédiaire de l'embase 10, les orifices d'entrée 14 et 15 débouchent dans la chambre 13. Comme bien visible sur les figures 3 et 4, les canaux de circulation 11 et 12 et les orifices d'entrée 14 et 15 sont positionnés angulairement et radialement par rapport à l'axe X-X de manière à ne pas communiquer directement entre eux. En service, les canaux de circulation 11 et 12 sont prévus pour être alimentés respectivement en eau froide et en eau chaude, depuis le côté inférieur 10B de l'embase 10, comme indiqué par les flèches F1 et Cl sur la figure 3. Et, après avoir quitté l'embase 10 par son côté supérieur 10A et avoir circulé à l'intérieur du boîtier 2 comme évoqué un peu plus en détail par la suite, cette eau froide et cette eau chaude sont retournées, depuis l'intérieur du boîtier 2, vers le côté supérieur 10A de l'embase 10 de manière à alimenter respectivement les orifices d'entrée 14 et 15, comme indiqué par les flèches F2 et C2 sur la figure 3. Cette eau froide et cette eau chaude, circulant vers le bas respectivement dans les orifices d'entrée 14 et 15, alimentent ensuite la chambre 13 dans laquelle elles se mélangent sous forme d'une eau mitigée qui, comme indiqué par une flèche M sur la figure 3, est évacuée de la chambre 13 via un orifice de sortie de mélange 16, qui est délimité par l'embase 10, en étant centré sur l'axe X-X, de manière à mettre en libre communication fluidique la chambre 13 avec l'extérieur de l'embase, en débouchant sur le côté inférieur 10B de cette dernière. Avantageusement, notamment pour favoriser les débits d'eau froide et d'eau chaude circulant respectivement dans les orifices d'entrée 14 et 15, ces orifices d'entrée 14 et 15 s'étendent chacun sur environ 180° autour de l'axe X-X, en étant diamétralement opposés l'un à l'autre, comme bien visible sur la figure 4.

Comme visible sur la figure 1 et comme représenté plus en détail sur les figures 3 à 7, la chambre interne 13 de l'embase 10 est étagée suivant la direction de l'axe X-X, en étant plus étendue radialement vers le bas. Plus précisément, dans sa partie axiale terminale haute, la chambre 13 est délimitée par une surface cylindrique 13A, qui est centrée sur l'axe X-X, qui est à base circulaire, et qui s'étend axialement vers le bas depuis la périphérie extérieure de la surface inférieure 17A d'une paroi 17 appartenant à la partie haute de l'embase 10, cette paroi 17 fermant axialement la chambre 13 vers le haut. Comme bien visible sur les figures 3 et 5, la partie terminale inférieure de la surface cylindrique 13A s'étend, autour de l'axe X-X, sur 360°, tandis que, comme bien visible sur les figures 3 et 4, la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13A ne s'étend pas sur 360° autour de l'axe X-X, mais est interrompue autour de cet axe, et ce dans la portion angulaire de l'embase 10 dans laquelle s'étend l'orifice d'entrée d'eau froide 14: autrement dit, au niveau axial de l'embase 10 où sont situées à la fois la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13A et l'extrémité inférieure de l'orifice d'entrée 14, cet orifice d'entrée 14 débouche radialement sur la surface cylindrique 13A, ce qui revient à dire que, autour de l'axe X-X, la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13A et le débouché de l'orifice d'entrée 14 se succèdent l'un à l'autre, en s'étendant chacun sur environ 180°. Avantageusement, comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, la partie périphérique extérieure de la surface inférieure 17A de la paroi de fermeture 17, depuis laquelle s'étend la surface cylindrique 13A, s'étend dans un plan géométrique sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X. Dans sa partie axiale terminale inférieure, la chambre 13 est délimitée par une surface cylindrique 13B, qui est centrée sur l'axe X-X, qui est à base circulaire et qui présente un diamètre strictement supérieur à celui de la surface cylindrique 13A. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, les surfaces cylindriques 13A et 13B sont reliées l'une à l'autre par une surface épaulée 13C qui, avantageusement, est sensiblement inscrite dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X. Comme bien visible sur les figures 3 et 7, la partie terminale inférieure de la surface cylindrique 13B s'étend, autour de l'axe X-X, sur 360°, tandis que, comme bien visible sur les figures 3 et 6, la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13B est interrompue autour de l'axe X-X, et ce dans la portion angulaire de l'embase 10 dans laquelle s'étend l'orifice d'entrée d'eau chaude 15. Ainsi, au niveau axial de l'embase 10 où sont situées à la fois la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13B et l'extrémité inférieure de l'orifice d'entrée 15, cet orifice d'entrée 15 débouche radialement sur la surface cylindrique 13B, ce qui revient à dire que, autour de l'axe X-X, la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13B et le débouché de l'orifice d'entrée 15 se succèdent, en s'étendant chacun sur environ 180°. Comme indiqué plus haut, à son extrémité inférieure, la chambre 13 débouche axialement dans l'orifice de sortie de mélange 16. Plus précisément, comme représenté sur la figure 3, cet orifice de sortie 16 présente un diamètre strictement supérieur à celui de la surface cylindrique 13B de la chambre 13, de sorte que cette surface cylindrique 13B est reliée à l'orifice de sortie 16 par une surface épaulée 16A qui est située à l'extrémité supérieure de l'orifice de sortie 16 et qui, dans l'exemple de réalisation considéré ici, est inscrite dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X. Par ailleurs, également comme représenté à la figure 3 et comme bien visible sur la figure 2, l'orifice de sortie 16 est intérieurement taraudé, le taraudage correspondant 16B étant sensiblement centré sur l'axe X-X et s'étendant depuis l'extrémité inférieure de l'orifice de sortie 16 en direction de son extrémité supérieure. A l'état assemblé de la cartouche 1, une pièce rapportée 20 est reçue fixement à l'intérieur de l'orifice de sortie 16, en étant vissée dans le taraudage 16B, jusqu'à buter axialement vers le haut contre la surface épaulée 16A. Comme représentée à la figure 3, la partie axiale terminale haute de la pièce rapportée 20 est alors agencée à l'intérieur de la partie basse de la chambre 13, en étant reçue de manière sensiblement ajustée à l'intérieur de la surface cylindrique 13B, comme bien visible sur la figure 7. En pratique, la pièce rapportée 20 présente une forme globalement tubulaire, en délimitant ainsi intérieurement un volume libre de circulation du mélange depuis l'extrémité supérieure jusqu'à l'extrémité inférieure de cette pièce rapportée 20. Autrement dit, en service, la pièce rapportée 20 est traversée axialement, par l'intérieur, par le mélange d'eau froide et d'eau chaude provenant de la chambre 13. Avant de décrire les autres composants de la cartouche 1, on notera que la forme étagée de la chambre interne 13 de l'embase 10, qui vient d'être décrite en détail, permet à l'embase d'être obtenue facilement par moulage de matière plastique, notamment de matière plastique injectée. En effet, lors de la fabrication de l'embase 10 par moulage, un noyau de moulage peut être avantageusement prévu pour occuper la chambre 13 si bien que, sans utiliser de broche de moulage rétractable, le démoulage de l'embase 10 consiste en un dévissage, vers le bas, du noyau, ce démoulage étant particulièrement aisé en l'absence de toute contre-dépouille. La cartouche thermostatique 1 comporte également un tiroir 30 qui, comme bien visible sur les figures 1 et 2, présente une forme globalement tubulaire, à base circulaire et centrée sur un axe qui, à l'état assemblé de la cartouche, est aligné avec l'axe X-X. Aussi, par commodité, la suite de la description du tiroir 30 est orientée par rapport à l'axe X-X. Comme bien visible sur la figure 3, le tiroir 30 inclut suivant l'axe X-X : - une partie terminale supérieure 31 présentant une face extérieure cylindrique 31A, centrée sur l'axe X-X, à base circulaire et ayant un diamètre strictement inférieur au diamètre de la surface cylindrique 13A de la chambre 13; - une partie terminale inférieure 32 présentant une face extérieure 32A sensiblement tronconique, centrée sur l'axe X-X, à base circulaire et divergente vers le bas ; et - une partie intermédiaire 33, qui relie l'une à l'autre les parties terminales supérieure 31 et inférieure 32 et qui présentent une face extérieure 33A sensiblement cylindrique, qui est centrée sur l'axe X-X, qui est à base circulaire, qui présente un diamètre sensiblement égal à celui de la surface cylindrique 13A, et à l'intérieur de laquelle est creusée une gorge périphérique 33B à l'intérieur de laquelle est reçu un joint d'étanchéité. Le tiroir 30 est monté sur l'embase 10, plus précisément à l'intérieur de sa chambre interne 13, de manière mobile suivant l'axe X-X entre deux positions extrêmes, à savoir : - une position extrême haute, dans laquelle la face supérieure 30A du tiroir 30 est en appui contre un siège annulaire 17B, qui est solidaire de l'embase 10, en étant porté par la surface inférieure 17A de la paroi de fermeture 17, étant remarqué que, dans l'exemple de réalisation considéré ici, ce siège 17B est prévu en légère saillie axiale vers le bas depuis le reste de la surface inférieure 17A de la paroi de fermeture 17, et - une position extrême basse, dans laquelle la face inférieure 30B du tiroir 30 est en appui contre un siège annulaire 20A, qui est solidaire de la pièce rapportée 20, en étant délimité par le chant d'extrémité supérieure de cette pièce rapportée 20. Dans la mesure où la dimension axiale totale du tiroir 30, séparant l'une de l'autre ses faces opposées 30A et 30B, est inférieure à la distance axiale séparant l'un de l'autre les sièges 17B et 20A, on comprend que, lorsque le tiroir 30 est dans sa position extrême basse, le tiroir obture l'admission d'eau chaude à l'intérieur du siège 20A, tout en ouvrant au maximum un passage d'eau froide F3, qui est délimité axialement entre la face supérieure 30A du tiroir 30 et le siège 17B. A l'inverse, lorsque le tiroir 30 est dans sa position extrême haute, le tiroir obture l'admission d'eau froide à l'intérieur du siège 17B, tout en ouvrant au maximum un passage d'eau chaude 03 qui est délimité axialement entre la face inférieure 30B du tiroir 30 et le siège 20A. Bien entendu, selon la position du tiroir 30 le long de l'axe X-X entre ses positions extrêmes haute et basse, les sections d'écoulement respectives du passage d'eau froide F3 et du passage d'eau chaude 03 varient de manière inverse, ce qui revient à dire que les quantités d'eau froide et d'eau chaude admises à l'intérieur des sièges 17B et 20A sont régulées, en des proportions respectives inverses, par le tiroir 30 selon sa position axiale. Sur la figure 3, le tiroir 30 occupe une position axiale intermédiaire entre ses positions extrêmes haute et basse. Pour assurer le guidage du montage mobile du tiroir 30 dans la chambre 13 de l'embase 10, la partie intermédiaire 33 du tiroir 30 est reçue de manière sensiblement ajustée à l'intérieur de la partie terminale inférieure de la surface cylindrique 13A de la chambre 13, avec interposition radiale du joint d'étanchéité logé dans la gorge 33B de la partie intermédiaire 33 du tiroir 30. Au-dessus de la zone d'appui coulissant et étanche du tiroir 30 contre la partie terminale inférieure de la surface cylindrique 13A de la chambre 13, il est prévu un canal F4 de distribution de l'eau froide autour du tiroir 30. Plus précisément, ce canal de distribution d'eau froide F4 est délimité axialement par, en haut, l'embase 10 et, en bas, le tiroir 30, c'est-à-dire que ce canal F4 est fermé axialement vers le haut par la partie périphérique extérieure de la surface inférieure 17A de la paroi de fermeture 17 de l'embase 10, tandis que ce canal F4 est fermé axialement vers le bas par le tiroir 30, plus spécifiquement par la jonction entre ses parties supérieure 31 et intermédiaire 33, comme bien visible sur la figure 3. De plus, comme bien visible sur les figures 3 et 4, le canal de distribution d'eau froide F4 est fermé radialement vers l'intérieur par la partie supérieure 31 du tiroir 30, plus précisément par sa face extérieure cylindrique 31A. Et, radialement vers l'extérieur, le canal de distribution d'eau froide F4 est, d'une part, fermé par la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13A dans la portion angulaire de l'embase 10 dans laquelle cette partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13A s'étend, et, d'autre part, en libre communication fluidique avec le débouché inférieur de l'orifice d'entrée d'eau froide 14 dans la portion angulaire restante de l'embase 10. Ainsi, le canal de distribution d'eau froide F4 s'étend, autour de l'axe X-X, sur 360°, sans interruption, étant entendu que, à titre de variante non représentée, une étendue circonférentielle moins importante peut être envisagée. Grâce à ce canal F4, l'eau froide sortant de l'orifice d'entrée 14 en direction du tiroir 30 est canalisée tout autour de la partie supérieure 31 de ce tiroir d'où l'eau froide peut alimenter le passage d'eau froide F3 sur toute sa périphérie : en tout point de la périphérie extérieure du tiroir 30, l'alimentation en eau froide du passage F3 par le canal de distribution F4 est effective et homogène, et ce aussi bien en regard radial du débouché inférieur de l'orifice d'entrée 14 qu'en dehors de ce débouché suivant la périphérie de l'embase 10. On réussit ainsi à admettre à l'intérieur du siège 17B le plus d'eau froide possible, pour une position axiale donnée du tiroir 30.

En pratique, pour chercher à saturer en eau froide le passage F3 lorsqu'un débit d'eau froide suffisant alimente l'orifice d'entrée 14 depuis l'extérieur de la cartouche, typiquement dans des conditions d'alimentation de la cartouche normales, la surface cylindrique 13A s'étend axialement sur toute la dimension axiale du canal de distribution d'eau froide F4, comme c'est d'ailleurs le cas pour l'exemple de réalisation considéré sur les figures. De même, au-dessous de la zone d'appui coulissant et étanche du tiroir 30 contre la partie terminale inférieure de la surface cylindrique 13A de la chambre 13, il est prévu un canal 04 de distribution de l'eau chaude autour du tiroir 30. Plus précisément, comme représenté sur les figures 3 et 6, ce canal de distribution d'eau chaude 04 est délimité axialement entre l'embase 10 et la pièce rapportée 20, c'est-à-dire que ce canal de distribution 04 est fermé, axialement vers le haut, par la surface épaulée 130 et fermé, axialement vers le bas, par la partie terminale supérieure de la pièce rapportée 20. Radialement vers l'intérieur, le canal de distribution 04 est fermé par la partie inférieure 32 du tiroir 30, plus précisément par sa face extérieure tronconique 32A. Et radialement vers l'extérieur, le canal de distribution 04 est, d'une part, fermé par la partie terminale supérieure de la surface cylindrique 13B dans la portion angulaire de l'embase 10 dans laquelle s'étend cette partie terminale supérieure de la surface 13B, et, d'autre part, en libre communication fluidique avec le débouché inférieur de l'orifice d'entrée d'eau chaude 15 dans la portion angulaire restante de l'embase. On comprend que toutes les considérations qui précèdent en lien avec le canal de distribution d'eau froide F4 se transposent au canal de distribution d'eau chaude 04: autrement dit, l'eau chaude circulant dans l'orifice d'entrée 15 s'écoule dans le canal de distribution d'eau chaude 04, en se répartissant tout autour du tiroir 30, de manière à distribuer l'alimentation du passage d'eau chaude 03 sur toute la périphérie extérieure du tiroir. Et, avantageusement, pour chercher à saturer en eau chaude le passage 03, la surface cylindrique 13B s'étend axialement sur toute la dimension axiale de ce canal de distribution d'eau chaude 04, comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures. On notera que, pour que l'eau froide admise à l'intérieur du siège 17B puisse rejoindre et se mélanger avec l'eau chaude admise à l'intérieur du siège 20A, formant alors le mélange précité d'eau froide et d'eau chaude s'écoulant, en aval du tiroir, jusqu'à l'orifice de sortie 16, le tiroir 30 délimite intérieurement un ou plusieurs passages d'écoulement 34 reliant l'une à l'autre ses faces opposées 30A et 30B. Ce ou ces passages d'écoulement 34 ne sont pas limitatifs de la présente invention et ne seront donc pas décrits ici plus avant. Pour entraîner en déplacement le tiroir 30 et ainsi commander sa position axiale, la cartouche thermostatique 1 comporte un élément thermostatique 40 dont le corps 41, qui est centré sur l'axe X-X à l'état assemblé de la cartouche, est solidarisé fixement au tiroir 30. Une partie thermosensible de ce corps 41 contient une matière thermodilatable qui, sous l'action de la chaleur du mélange d'eau chaude et d'eau froide, s'écoulant en aval du tiroir 30 le long de cette partie thermosensible du corps 41, se dilate et provoque le déplacement relatif, en translation suivant l'axe X-X, d'un piston 42 de l'élément thermostatique 40, ce piston 42 étant lui aussi sensiblement centré sur l'axe X-X à l'état assemblé de la cartouche. La partie terminale du piston 42, opposée au corps 41, autrement dit la partie terminale supérieure du piston 42 est, quant à elle, liée à l'embase 10 par un ensemble mécanique 50, qui est logé à l'intérieur du boîtier 2 et qui, de manière connue en soi, est à même de régler l'altitude axiale du piston 42 par rapport à l'embase 10, indépendamment de la position relative du corps 41 : cela revient à dire que cet ensemble mécanique 50 est conçu pour commander la température du mélange d'eau froide et d'eau chaude sortant de l'embase 10, en réglant la température d'équilibrage thermostatique autour de laquelle est régulée la température du mélange. Dans la mesure où la forme de réalisation de l'ensemble mécanique 50 n'est pas limitative de la présente invention, cet ensemble mécanique 50 n'est pas montré de manière détaillée sur les figures et ne sera pas décrit ici plus avant, étant cependant remarqué que, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, cet ensemble mécanique 50 est avantageusement adapté pour commander également le débit du mélange d'eau froide et d'eau chaude sortant de l'embase 10, par réglage, typiquement au moyen de disques en céramique, de la mise en communication du canal de circulation d'eau froide 11 avec l'orifice d'entrée d'eau froide 14 et la mise en communication du canal de circulation d'eau chaude 12 avec l'orifice d'entrée d'eau chaude 15. A titre préférentiel et comme c'est d'ailleurs le cas pour l'exemple de réalisation considéré sur les figures, l'ensemble mécanique 50 inclut une unique manette 51 permettant à l'utilisateur de commander le débit et la température du mélange. A cet égard, le lecteur pourra se reporter, par exemple, au document d'art antérieur VVO-A-2010/072966 au nom du même demandeur que la présente. La cartouche thermostatique 1 comporte en outre un ressort de compression 60, qui agit sur le tiroir 30 de manière opposée au déploiement du piston 42 par rapport au corps 41 de l'élément thermostatique 40 et qui est axialement interposé entre ce tiroir et la pièce rapportée 20, comme bien visible sur la figure 3. On comprend ainsi que la pièce rapportée 20 cumule la fonction d'appui fixe pour le ressort 60, permettant à ce dernier de rappeler le piston 42 à l'intérieur du corps 41 lors d'une contraction de la matière thermodilatable de l'élément thermostatique 40, la fonction de siège d'appui fixe pour le tiroir 30 lorsque ce dernier occupe sa position extrême basse, et la fonction de fermeture axiale vers le bas du canal de distribution d'eau chaude 04. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée, diverses variantes et options pouvant être envisagées sans sortir du cadre de cette invention. A titre d'exemple : - plutôt que de présenter une forme extérieure essentiellement tronconique, la partie terminale inférieure 32 du tiroir 30 peut être prévue extérieurement cylindrique, étant cependant remarqué que la forme tronconique présente l'avantage d'autoriser un plus grand débit à travers la cartouche 1 et contribue à faciliter le démoulage de l'embase ; et/ou - plutôt que d'être vissée, la pièce rapportée 20 peut être clipsée ou soudée ou collée à l'embase 10, ou bien emmanchée en force dans l'embase.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1.- Cartouche thermostatique (1) de régulation de fluides froid et chaud à mélanger, comprenant : - une embase creuse (10), qui définit un axe (X-X) et qui délimite, à la fois, un premier orifice d'entrée (14) pour un premier des fluides froid et chaud, un second orifice d'entrée (15) pour le second fluide, et un orifice de sortie (16) pour un mélange des fluides froid et chaud, les premier et second orifices d'entrée débouchant de manière distincte sur un premier côté axial (10A) de l'embase tandis que l'orifice de sortie débouche sur un second côté axial (10B) de l'embase, opposé axialement au premier côté ; - une pièce rapportée (20), qui est liée fixement à l'embase (10) en étant agencée à l'intérieur de l'orifice de sortie (16), et axialement à travers laquelle s'écoule le mélange ; - un tiroir (30) de régulation de la température du mélange, qui : - présente une première (30A) et une seconde (30B) faces axiales opposées, tournées respectivement vers le premier côté axial (10A) et vers le second côté axial (10B) de l'embase (10), - définit un premier passage (F3) pour le premier fluide, lequel premier passage est délimité axialement entre la première face axiale (30A) du tiroir (30) et l'embase (10), alimente l'orifice de sortie (16), et est alimenté par le premier orifice d'entrée (14) via un premier canal (F4) de distribution du premier fluide autour du tiroir, qui court sur au moins une portion de la périphérie extérieure du tiroir, - définit un second passage (C3) pour le second fluide, lequel second passage est délimité axialement entre la seconde face axiale (30B) du tiroir (30) et la pièce rapportée (20), alimente l'orifice de sortie (16), et est alimenté par le second orifice d'entrée (16) via un second canal (C4) de distribution du second fluide autour du tiroir, qui court sur au moins une portion de la périphérie extérieure du tiroir, et - est déplaçable sensiblement selon l'axe (X-X) à l'intérieur de l'embase (10) de façon à faire varier de manière inverse les sections d'écoulement respectives des premier (F3) et second (C3) passages ; et - un élément thermostatique (40), qui comporte un piston (42), relié à l'embase (10), et un corps (41) lié fixement au tiroir (30), le piston et le corps étant mobiles l'un par rapport à l'autre sensiblement selon l'axe (X-X) sous l'action de la dilatation d'une matière thermodilatable contenue dans une partie thermosensible du corps (41) le long de laquelle s'écoule le mélange, caractérisée en ce que le premier canal de distribution (F4) est fermé, axialement vers le second côté axial (10B) de l'embase (10), par le tiroir (30), et en ce que le second canal de distribution (C4) est fermé, axialement vers le second côté axial de l'embase, par la pièce rapportée (20).
2. 2.- Cartouche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir (30) inclut suivant l'axe (X-X) : - une première partie terminale (31) et une seconde partie terminale (32), qui sont axialement opposées l'une à l'autre et qui portent respectivement les première (30A) et seconde (30B) faces axiales, et - une partie intermédiaire (33) qui relie l'une à l'autre les première et deuxième parties terminales ; et en ce que l'embase (10) présente intérieurement : - une première surface (13A) sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe (X-X), sur laquelle le premier orifice d'entrée (14) débouche radialement, entre laquelle et la première partie terminale (31) du tiroir (30) est délimité radialement le premier canal de distribution (F4), et contre laquelle la partie intermédiaire (32) du tiroir s'appuie radialement et se déplace axialement de manière étanche, et - une seconde surface (13B) sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe (X-X), sur laquelle le second orifice d'entrée (16) débouche radialement, entre laquelle et la seconde partie terminale (32) du tiroir (30) est délimité radialement le second canal de distribution (C4), et à l'intérieur de laquelle la pièce rapportée (20) est agencée de manière sensiblement ajustée, le diamètre de la première surface sensiblement cylindrique (13A) étant strictement inférieur au diamètre de la deuxième surface sensiblement cylindrique (13B).
3. 3.- Cartouche suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la première surface sensiblement cylindrique (13A) s'étend axialement sur toute la dimension axiale du premier canal de distribution (F4) et/ou la seconde surface sensiblement cylindrique (13B) s'étend axialement sur toute la dimension axiale du second canal de distribution (C4).
4. 4.- Cartouche suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la première partie terminale (31) du tiroir (30) présente, sur sensiblement toute son étendue axiale, une face extérieure (31A) sensiblement cylindrique, qui est sensiblement centrée sur l'axe (X-X) et dont le diamètre est strictement inférieur au diamètre de la première surface sensiblement cylindrique (13A) de l'embase (10).
5. 5. Cartouche suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la seconde partie terminale (32) du tiroir (30) présente, sur sensiblement toute son étendue axiale, une face extérieure (32A) sensiblement tronconique, qui est sensiblementcentrée sur l'axe (X-X) et qui diverge en direction du second côté axial (10B) de l'embase (10).
6. 6.- Cartouche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier orifice d'entrée (14) et le second orifice d'entrée (15) s'étendent, autour de l'axe X-X, sur environ 180° et de manière diamétralement opposée.
7. 7.- Cartouche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier canal de distribution (F4) et le second canal de distribution (04) s'étendent chacun, autour de l'axe X-X, sur 360°.
8. 8.- Cartouche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cartouche (1) comprend en outre un ressort de rappel (60), qui agit sur le corps (41) de l'élément thermostatique (40) de façon opposée à l'action de la dilatation de la matière thermodilatable, et qui, à l'opposé de ce corps (41), s'appuie axialement contre la pièce rapportée (20).
9. 9.- Cartouche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce rapportée (20) est vissée dans un taraudage (16B) de l'embase (10).
10. 10.- Cartouche suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'embase (10) délimite en outre : - un premier canal de circulation (11) du premier fluide depuis le second côté axial (10B) jusqu'au premier côté axial (10A) de l'embase, et - un second canal de circulation (12) du second fluide depuis le second côté axial jusqu'au premier côté axial de l'embase ; et en que la cartouche (1) comprend en outre des moyens (50) de commande du débit et de la température du mélange, qui sont adaptés à la fois pour modifier la position axiale du piston (42) de l'élément thermostatique (40) par rapport à l'embase (10) et pour, de manière réglable, mettre en communication, d'une part, le premier canal de circulation (11) avec le premier orifice d'entrée (14) et, d'autre part, le second canal de circulation (12) avec le second orifice d'entrée (15).