FR3055711A1

FR3055711A1 - Cartouche thermostatique

Info

Publication number: FR3055711A1
Application number: FR1658217A
Authority: FR
Inventors: Frederic Jager; Samuel Marquier
Original assignee: Vernet SA
Current assignee: Vernet SA
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2018-03-09
Anticipated expiration: 2036-09-05
Also published as: CN109661633A; DE112017004446T5; WO2018042050A1; WO2018042050A9; GB201902820D0; BR112019004200A2; GB2567784B; GB2567784A; US20190227583A1; FR3055711B1

Abstract

Cette cartouche thermostatique (1) comporte une enveloppe creuse (10); un élément thermostatique (30) ; un ressort de rappel (40) ; un tiroir (20) qui est monté mobile à l'intérieur d'une chambre (11) de l'enveloppe de manière à réguler les quantités respectives de fluide froid (F) et de fluide chaud (C) entrant dans la chambre et qui est lié en translation axiale à une partie thermosensible (31) de l'élément thermostatique ; un embout (50) contre lequel une partie (32) de l'élément thermostatique actionnée en translation axiale par la partie thermosensible est axialement appuyée sous l'action du ressort de rappel ; un écrou (60) qui est monté mobile en translation axiale à l'intérieur de la chambre tout en étant lié en rotation à l'enveloppe ; un ressort de surcourse (70) qui est interposé axialement entre l'embout et l'écrou de manière à lier axialement l'embout et l'écrou de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir par la partie thermosensible est libre ; et une vis (80), qui est montée vissée dans l'écrou tout en étant bloquée en translation axiale par rapport à l'enveloppe et qui s'étend de l'intérieur de la chambre jusqu'à l'extérieur de l'enveloppe via un alésage (18) de l'enveloppe.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 055 711 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)

©) N° d’enregistrement national : 16 58217

COURBEVOIE

©) Int Cl⁸ : G 05 D 23/13 (2017.01), F 16 K 11/065

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

©) Date de dépôt : 05.09.16.	©) Demandeur(s) : VERNET Société par actions simpli-
(30) Priorité :	fiée — FR.
	(72) Inventeur(s) : JAGER FREDERIC et MARQUIER
	SAMUEL.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 09.03.18 Bulletin 18/10.
(56) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux	©) Titulaire(s) : VERNET Société par actions simplifiée.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension :	©) Mandataire(s) : LAVOIX.

CARTOUCHE THERMOSTATIQUE.

FR 3 055 711 - A1

Cette cartouche thermostatique (1 ) comporte une enveloppe creuse (10); un élément thermostatique (30); un ressort de rappel (40) ; un tiroir (20) qui est monté mobile à l'intérieur d'une chambre (11) de l'enveloppe de manière à réguler les quantités respectives de fluide froid (F) et de fluide chaud (C) entrant dans la chambre et qui est lié en translation axiale à une partie thermosensible (31) de l'élément thermostatique; un embout (50) contre lequel une partie (32) de l'élément thermostatique actionnée en translation axiale par la partie thermosensible est axialement appuyée sous l'action du ressort de rappel; un écrou (60) qui est monté mobile en translation axiale à l'intérieur de la chambre tout en étant lié en rotation à l'enveloppe; un ressort de surcourse (70) qui est interposé axialement entre l'embout et l'écrou de manière à lier axialement l'embout et l'écrou de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir par la partie thermosensible est libre; et une vis (80), qui est montée vissée dans l'écrou tout en étant bloquée en translation axiale par rapport à l'enveloppe et qui s'étend de l'intérieur de la chambre jusqu'à l'extérieur de l'enveloppe via un alésage (18) de l'enveloppe.

Cartouche thermostatique

La présente invention concerne une cartouche thermostatique.

L’invention s’applique en particulier au domaine sanitaire et s’intéresse ainsi aux robinets mitigeurs, tant pour un lavabo que pour une douche par exemple, qui permettent de « mitiger », c’est-à-dire de mélanger un courant entrant d’eau froide et un courant entrant d’eau chaude pour constituer un unique courant d’eau sortante, dite « eau mitigée », ayant une température intermédiaire entre les températures respectives de l’eau chaude et de l’eau froide.

De tels mitigeurs sont dits thermostatiques lorsqu’ils permettent de réguler la température de l’eau mitigée à une valeur sensiblement constante et réglable, indépendamment des pressions et des températures respectives de l’eau froide et de l’eau chaude, et du débit de l’eau mitigée, dans une certaine plage de pression et de débit. Cette fonction thermostatique est assurée par des moyens ad hoc qui sont agencés essentiellement à l’intérieur d’une enveloppe creuse, en formant ainsi un ensemble préassemblé que l’on qualifie de « cartouche thermostatique » et qui est mis en place d’un seul tenant à l’intérieur du corps externe tubulaire d’un robinet mitigeur. Un exemple d’une telle cartouche thermostatique est donné dans FR 2 774 740.

Ainsi, les moyens thermostatiques précités comprennent un tiroir de régulation des quantités d’eau froide et d’eau chaude, dont les déplacements à l’intérieur de l’enveloppe sont commandés par une première partie d’un élément thermostatique, prévue thermosensible et placée sur le courant d’eau mitigée. La seconde partie de l’élément thermostatique, par rapport à laquelle la première partie se déplace en translation sensiblement suivant l’axe central de l’enveloppe lors de l’échauffement de cette première partie, est appuyée contre un mécanisme de réglage de la position axiale de cette seconde partie : en manoeuvrant ce mécanisme depuis l’extérieur de l’enveloppe, l’utilisateur modifie la position axiale de la seconde partie de l’élément thermostatique et, par-là, la température à laquelle le tiroir régule les entrées d’eau froide et d’eau chaude, autrement dit la température de l’eau mitigée. Ce mécanisme inclut une vis de manoeuvre, qui s’étend depuis l’intérieur jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe via un alésage de l’enveloppe et qui est, à l’intérieur de l’enveloppe, vissée dans un écrou lié en rotation à l’enveloppe. Le vissage, respectivement dévissage, de la vis conduit à translater l’écrou dans un sens, respectivement en sens opposé, et à entraîner de manière correspondante un embout mobile à l’intérieur de l’enveloppe, contre lequel est appuyée axialement la seconde partie de l’élément thermostatique. Pour permettre une surcourse de l’élément thermostatique, c’est-à-dire un écartement axial relatif de ses première et deuxième parties tel que le déplacement axial du tiroir de régulation par la première partie par rapport à l’enveloppe est empêché du fait de la mise en appui axial de ce tiroir contre une butée interne fixe de l’enveloppe, un ressort de surcourse est typiquement interposé axialement entre l’embout et l’écrou : ce ressort est prévu suffisamment rigide pour que, tant que le tiroir peut librement être déplacé axialement par la première partie de l’élément thermostatique, le ressort lie axialement l’embout et l’écrou de manière rigide.

Ce mécanisme de réglage donne satisfaction lorsque la cartouche est en service, en particulier dès lors qu’elle est alimentée en eau froide et en eau chaude. En revanche, avant son raccordement à des courants entrant d’eau froide et d’eau chaude, autrement dit avant la mise en pression hydraulique de l’intérieur de l’enveloppe de cette cartouche, la vis de son mécanisme de réglage précité présente une certaine liberté de débattement vis-à-vis de l’enveloppe, en pouvant être librement inclinée de quelques degrés par rapport à l’axe central de l’enveloppe, par basculement au niveau de la partie de cette vis, agencée dans l’alésage précité de l’enveloppe. Cette possibilité de débattement libre de la vis a pour origine les jeux radiaux entre les composants du mécanisme et l’enveloppe de la cartouche, ces jeux radiaux étant nécessaires à l’assemblage de la cartouche et à son bon fonctionnement ultérieur. Bien que cette possibilité de débattement libre de la vis n’ait aucune incidence sur les performances de la cartouche une fois que cette dernière est mise en pression hydraulique, elle est ressentie négativement par les clients qui manipulent la cartouche avant sa mise en service : en effet, ces clients ont l’impression que le mécanisme de réglage est mal assemblé ou endommagé. Et même après la mise en pression hydraulique de la cartouche, la vis garde une certaine amplitude de débattement, qui peut être ressenti comme un défaut par les utilisateurs.

Le but de la présente invention est d’améliorer les cartouches existantes pour limiter le débattement de la vis de son mécanisme de réglage, tout en conservant un assemblage simple et un dimensionnement standard pour la cartouche.

A cet effet, l’invention a pour objet une cartouche thermostatique, comportant :

- une enveloppe creuse, délimitant intérieurement une chambre qui définit un axe, à l’intérieur de laquelle entrent un fluide froid et un fluide chaud, et de laquelle sort un fluide mitigé résultant du mélange des fluides froid et chaud,

- un élément thermostatique, agencé dans la chambre et incluant à la fois une première partie, qui est thermosensible et sur laquelle s’écoule le fluide mitigé et une seconde partie, qui est mobile en translation axiale par rapport à la première partie et qui déplacé par la première partie de manière à s’écarter de la première partie lors de réchauffement de la première partie,

- un ressort de rappel, qui est interposé axialement entre l’enveloppe et l’élément thermostatique de manière à rappeler les première et seconde parties de l’élément thermostatique l’une vers l’autre,

- un tiroir, qui est monté mobile à l’intérieur de la chambre de manière à réguler les quantités respectives de fluide froid et de fluide chaud entrant dans la chambre, et qui est lié en translation axiale à la première partie de l’élément thermostatique,

- un embout, qui est agencé dans la chambre et contre lequel est axialement appuyée la seconde partie de l’élément thermostatique sous l’action du ressort de rappel,

- un écrou, qui est monté mobile en translation axiale à l’intérieur de la chambre, tout en étant lié en rotation autour de l’axe à l’enveloppe,

- un ressort de surcourse, qui est interposé axialement entre l’embout et l’écrou de manière à, d’une part, lier axialement l’embout et l’écrou de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir par la première partie de l’élément thermostatique par rapport à l’enveloppe est libre, et, d’autre part, se déformer sous l’effet du déplacement axial de la seconde partie de l’élément thermostatique par la première partie de l’élément thermostatique lorsque le déplacement axial du tiroir par la première partie de l’élément thermostatique par rapport à l’enveloppe est empêché, et

- une vis, qui est montée vissée autour de l’axe dans l’écrou, tout en étant bloquée en translation axiale par rapport à l’enveloppe, et qui s’étend, suivant l’axe, de l’intérieur de la chambre jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe via un alésage de l’enveloppe, la vis ayant une partie filetée, qui est reçue vissée à l’intérieur de l’écrou, et une première portée, qui est disposée dans l’alésage et qui, à l’intérieur de l’alésage, est guidée par rapport à l’enveloppe de manière à aligner la vis sur l’axe, caractérisée en ce que la vis inclut en outre une seconde portée, qui est distincte de la partie filetée et de la première portée et qui est agencée à l’intérieur de la chambre, en étant disposée hors de l’alésage, cette seconde portée étant, à l’intérieur de la chambre, guidée par rapport à l’enveloppe de manière à aligner la vis sur l’axe.

Ainsi, pour renforcer l’alignement de la vis sur l’axe de la chambre, l’invention propose de guider la vis par rapport à l’enveloppe à la fois au niveau de l’alésage par lequel la vis s’étend de l’intérieur à l’extérieur de l’enveloppe, mais également à l’intérieur de la chambre. Pour ce faire, l’invention prévoir que la vis inclut au moins deux portées d’alignement sur l’axe de la chambre, une première portée correspondant à la partie de la vis agencée dans l’alésage précité, tandis que la seconde portée est agencée à l’intérieur de la chambre, en étant distincte de la première portée et de la partie filetée de la vis, disposée à l’intérieur de l’écrou. De cette façon, la vis est guidée par rapport à l’enveloppe en deux portées distinctes, en particulier axialement distantes l’une de l’autre : on obtient ainsi conjointement un guidage long, comparativement au guidage court réalisé seulement au niveau de l’alésage. L’amplitude du basculement de la vis par rapport à l’enveloppe est très fortement réduite, voire nulle.

En pratique, plusieurs modes de réalisation peuvent être envisagés pour réaliser le guidage de la seconde portée de la vis. Selon un premier mode de réalisation, ce guidage n’est pas réalisé directement contre l’enveloppe, mais au travers de l’embout et de l’écrou de la cartouche, comme expliqué plus en détail par la suite : cette approche permet de réaliser l’invention sans rajouter aucun composant additionnel à la cartouche, seuls la vis et l’embout étant adaptés pour coopérer directement l’un avec l’autre. Selon un deuxième mode de réalisation, ce guidage est réalisé directement entre la seconde portée de la vis et une paroi de l’enveloppe, délimitant la chambre de cette dernière, moyennant l’interposition entre cette seconde portée et cette paroi d’un simple joint de compensation d’un jeu radial entre elles. Dans les deux cas, ni l’assemblage, ni la dimension axiale totale de la cartouche conforme à l’invention ne sont significativement impactés, comparativement à une cartouche préexistante. Ainsi, dans tous les cas, l’invention va à l’encontre du préjugé selon lequel il serait nécessaire de réduire tous les jeux d’assemblage entre les différents composants de la cartouche pour espérer avoir un impact significatif sur l’amplitude du débattement de la vis par rapport à l’enveloppe, une telle réduction de tous les jeux conduisant à de fortes contraintes d’assemblage et/ou à surdimensionner les différentes interfaces de contact entre les composants.

Suivant des caractéristiques additionnelles avantageuses de la cartouche thermostatique conforme à l’invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- la seconde portée de la vis est guidée par rapport à l’enveloppe, de manière à aligner la vis sur l’axe, en étant reçue dans un logement de l’embout de façon que la seconde portée de la vis soit ajustée radialement au logement tout en étant mobile en translation axiale dans le logement, et l’embout et l’écrou sont ajustés radialement l’un à l’autre lorsque le ressort de surcourse lie axialement l’embout et l’écrou l’un à l’autre de manière rigide,

- l’embout et l’écrou sont ajustés radialement l’un à l’autre par coopération entre des surfaces tronconiques, qui sont délimitées respectivement par l’embout et l’écrou et qui sont évasées en direction axialement opposée au tiroir, ces surfaces tronconiques étant adaptées, de manière réversible, pour être appliquées l’une contre l’autre sous l’action du ressort de surcourse lorsque le ressort de surcourse lie axialement l’embout et l’écrou l’un à l’autre de manière rigide, et pour se désengager l’une de l’autre lorsque le ressort de surcourse est déformé,

- la partie filetée de la vis est disposée axialement entre la première portée et la seconde portée de la vis,

- l’embout est pourvu d’une collerette qui est guidée par rapport à l’enveloppe de manière à aligner l’embout sur l’axe en étant reçue, avec un jeu radial, dans une paroi tubulaire de l’enveloppe, cette paroi étant centrée sur l’axe et délimitant la chambre,

- la seconde portée de la vis est guidée par rapport à l’enveloppe, de manière à aligner la vis sur l’axe, par un joint qui compense un jeu radial entre la seconde portée de la vis et une paroi tubulaire de l’enveloppe, cette paroi étant centrée sur l’axe et délimitant la chambre,

- la seconde portée de la vis est disposée axialement entre la première portée et la partie filetée de la vis,

- la seconde portée de la vis forme une collerette qui est appuyée axialement contre un épaulement de l’enveloppe situé à la jonction entre la chambre et l’alésage,

- le joint associé à la seconde portée est torique,

- la première portée de la vis est guidée par rapport à l’enveloppe, de manière à aligner la vis sur l’axe, par un joint qui, à la fois, compense un jeu radial entre la première portée de la vis et une paroi de l’alésage, et étanche la chambre par rapport à l’extérieur de l’enveloppe.

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 d’un premier mode de réalisation d’une cartouche conforme à l’invention ;

- les figures 2 et 3 sont des coupes longitudinales de la cartouche de la figure 1, dans des plans respectifs qui sont perpendiculaires l’un à l’autre ;

- les figures 4 et 5 sont des coupes selon respectivement les lignes IV-IV et V-V de la figure 2 ; et

- la figure 6 est une vue similaire à la figure 2, illustrant un second mode de réalisation d’une cartouche conforme à l’invention.

Sur les figures 1 à 5 est représentée une cartouche thermostatique 1, par exemple destinée à équiper une robinetterie sanitaire, telle qu’un robinet de lavabo ou de douche.

Comme bien visible sur les figures 1 à 5, la cartouche 1 comporte, en tant que composant externe principal, une enveloppe 10 creuse, par exemple en matière plastique. Cette enveloppe 10 présente une forme globale tubulaire, en s’étendant en longueur autour d’un axe X-X. Le volume interne de l’enveloppe 10 forme une chambre 11, qui est centrée sur l’axe X-X et qui s’étend, suivant cet axe, entre les extrémités axiales opposées de l’enveloppe 10.

Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l’enveloppe 10, dans le sens où les termes « intérieur >> et « extérieur >> se comprennent par rapport à la chambre 11. De même, les termes «haut» et «supérieur» désignent une direction dirigée, selon l’axe X-X, vers l’une des extrémités longitudinales de l’enveloppe 10, à savoir l’extrémité dirigée vers la partie haute des figures 2 et 3, tandis que les termes « bas » et « inférieur » désignent une direction de sens opposé.

Ainsi, entre les extrémités haute et basse de l’enveloppe 10, la chambre 11 est délimitée par la face intérieure d’une paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10, centrée sur l’axe X-X.

Dans l’exemple de réalisation considéré ici, l’enveloppe 10 inclut, à son extrémité inférieure, une douille 13, qui est solidarisée fixement, par exemple par vissage, au reste de l’enveloppe 10, en prolongeant ce dernier vers le bas. Cette douille 13 constitue ainsi la partie terminale inférieure de la paroi tubulaire 12. Par ailleurs, dans l’exemple considéré aux figures, le reste de l’enveloppe 10 est monobloc, étant entendu que, en variante non représentée, cette enveloppe peut être constituée de plusieurs parties solidarisées fixement les unes aux autres, par tout moyen approprié, de la même manière que la douille 13 est solidarisée fixement au reste de l’enveloppe 10. Bien entendu, en variante non représentée, la douille 13 peut être prévue monobloc avec tout ou partie du reste de l’enveloppe 10.

Dans la configuration assemblée de la cartouche 1, telle que montrée sur les figures, l’enveloppe 10 peut être montée étanche à l’intérieur d’un corps creux d’un robinet, non représenté sur les figures, avec interposition radiale de joints d’étanchéité entre la face extérieure de l’enveloppe 10 et la face intérieure du corps précité.

La cartouche 1 permet de réguler la température d’une eau mitigée M, sortant de cette cartouche et obtenue par mélange d’une eau chaude C entrante et d’une eau froide F entrante. Pour ce faire, comme expliqué progressivement ci-après, la cartouche 1 comporte un tiroir 20, un élément thermostatique 30 et un ressort de rappel 40, ainsi qu’un mécanisme de réglage de la position axiale de l’élément thermostatique 30, ce mécanisme incluant un embout 50, un écrou 60, un ressort de surcourse 70 et une vis 80. Tous les composants précités 20, 30, 40, 50, 60, 70 et 80 sont, au moins partiellement, agencés dans la chambre 11.

Comme représenté sur les figures 2 et 3, le tiroir 20 est monté mobile, en particulier en translation sensiblement suivant l’axe X-X, à l’intérieur de la chambre 11 entre deux positions extrêmes opposées, dans lesquelles le tiroir obture respectivement l’entrée de l’eau chaude C dans la chambre 11 et l’entrée de l’eau froide F dans la chambre 11. Dans les deux positions extrêmes précitées, l’une et, respectivement, l’autre des extrémités axiales opposées du tiroir 20 sont appuyées contre des sièges correspondants, respectivement délimités par l’enveloppe 10, en particulier par des épaulements internes de cette enveloppe. Pour atteindre le siège associé à l’eau chaude C, cette dernière traverse radialement l’enveloppe 10 qui délimite à cet effet une ou plusieurs lumières périphériques 14 par lesquelles l’eau chaude C entre dans la chambre 11 et qui sont indiquées en pointillés sur la figure 2. De même, pour atteindre le siège associé à l’eau froide F, cette dernière traverse radialement l’enveloppe 11 qui délimite à cet effet une ou plusieurs lumières périphériques 15, par lesquelles l’eau froide F entre dans la chambre 11 et qui sont indiquées en pointillés sur la figure 2. A l’état assemblé de la cartouche 1 et lorsque cette cartouche est montée dans un robinet, les lumières 14 et 15 sont respectivement alimentées en eau chaude et en eau froide depuis l’extérieur de l’enveloppe 1, typiquement par des passages délimités par le corps du robinet précité.

Selon la position du tiroir 20 par rapport à l’enveloppe 10, entre les deux positions extrêmes précitées, les quantités d’eau chaude C et d’eau froide F entrant dans la chambre 11 sont régulées et leur mélange dans la chambre forme l’eau mitigée M qui sort de la chambre par un orifice 16 délimité à cet effet par l’enveloppe 10, à l’extrémité inférieure de cette dernière, comme indiqué schématiquement sur la figure 2.

La position du tiroir 20 dans la chambre 11 est commandée par l’élément thermostatique 30. A cet effet, l’élément thermostatique 30 inclut une première partie 31 thermosensible, qui est agencée dans la chambre 11 de manière que l’eau mitigée M s’écoule sur cette partie 31, et qui est liée au tiroir 20 au moins en translation parallèlement à l’axe X-X. En pratique, le tiroir 20 peut être solidarisé fixement à la partie 31 de l’élément thermostatique 30, et ce par tout moyen approprié, par exemple par vissage. L’élément thermostatique 30 inclut également une seconde partie 32 qui est mobile en translation sensiblement selon l’axe X-X par rapport à la première partie 31. La première partie 31 est prévue pour, lors de son échauffement, actionner l’écartement de la partie 32 vis-à-vis de la partie 31 : la partie 31 agit ainsi sur l’extrémité inférieure de la partie 32, en déplaçant cette dernière vers le haut par rapport à la partie 31. La forme de réalisation pratique de l’élément thermostatique 30 n’est pas limitative de l’invention, cet élément thermostatique n’étant d’ailleurs indiqué que de manière schématique sur la figure 2. Suivant une forme de réalisation pratique, la partie 31 contient une matière thermodilatable qui, sous l’action de la chaleur de l’eau mitigée M s’écoulant le long de la partie 31, se dilate et provoque l’écartement relatif de la partie 32. Une forme de réalisation alternative est de prévoir l’élément thermostatique 30 sous forme d’un actionneur à alliage à mémoire de forme.

Quelle que soit la forme de réalisation de l’élément thermostatique 30, le ressort de rappel 40 tend à rappeler les parties 31 et 32 l’une vers l’autre, en particulier lors du refroidissement de la partie 31. Pour ce faire, de manière connue en soi et comme indiqué uniquement de manière schématique sur la figure 2, le ressort de rappel 40 est interposé axialement entre l’enveloppe 10 et l’élément thermostatique 30.

Comme bien visible sur les figures 2 et 3, l’extrémité supérieure de la partie 32 de l’élément thermostatique 30 est appuyée axialement contre l’embout 50, cette mise en appui résultant de l’action du ressort de rappel 40. On comprend que l’embout 50 commande la position axiale de la partie 32 de l’élément thermostatique, autrement dit l’altitude de cette partie 32 par rapport à l’enveloppe 10.

L’embout 50 est monté dans la chambre 11 de manière mobile suivant l’axe X-X. Comme bien visible sur les figures 2, 3 et 5, cet embout est avantageusement pourvu d’une collerette 51, qui, dans l’exemple de réalisation considéré, est situé à l’extrémité inférieure de l’embout 50 et qui s’étend radialement en saillie du reste de l’embout de manière à être reçue, avec un jeu radial, dans la paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10. En limitant le jeu radial précité à l’obtention de la mobilité axiale de l’embout 50 dans la chambre 11, la collerette 51 est avantageusement guidée par rapport à l’enveloppe 10 par contact coulissant avec cette dernière, de manière à aligner l’embout 50 sur l’axe X-X. L’intérêt de ce guidage de l’embout 50 apparaîtra un peu plus loin.

Par ailleurs, l’embout 50 forme, le cas échéant au niveau de sa collerette 51, un appui axial vers le bas pour le ressort de surcourse 70 tandis que ce dernier s’appuie axialement vers le haut contre l’écrou 60. En d’autres termes, le ressort de surcourse 70 est interposé axialement entre l’embout 50 et l’écrou 60. Le ressort de surcourse 70 présente une rigidité suffisamment grande pour que, à l’état assemblé de la cartouche 1, il lie axialement l’embout 50 et l’écrou 60 l’un à l’autre de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir 20 par la partie 31 de l’élément thermostatique 30 par rapport à l’enveloppe 10 est libre. Autrement dit, tant que le tiroir 20 est déplaçable vers le bas sans interférer axialement avec l’enveloppe 10, en particulier sans buter axialement contre le siège associé à l’eau chaude C, l’embout 50 et l’écrou 60 forment, sous l’action du ressort de surcourse 70, un sous-ensemble rigide, en particulier en ce qui concerne la position axiale de ce sous-ensemble par rapport à l’enveloppe 10. En revanche, dès lors que le déplacement du tiroir 20 vers le bas est empêché, typiquement par interférence axiale avec l’enveloppe 10, le ressort de surcourse 70 est prévu pour se déformer sous l’effet du déplacement vers le haut, actionné par la partie 31, de la partie 32 de l’élément thermostatique 30 : par déformation du ressort de surcourse 70, l’embout 50 peut alors se translater vers le haut, sans modification de la position axiale de l’écrou 60. On évite ainsi une détérioration de la cartouche 1 lors d’un échauffement important de l’élément thermostatique 30, conduisant au déploiement de la partie 32 sur une surcourse comparativement à la course maximale du tiroir 20 entre ses deux positions extrêmes visà-vis des sièges fixes de l’enveloppe 10, respectivement associés à l’eau chaude C et à l’eau froide F.

Suivant une disposition dont l’intérêt apparaîtra plus loin, l’embout 50 et l’écrou 60 sont ajustés radialement l’un à l’autre lorsque le ressort de surcourse 70 lie l’embout et l’écrou axialement l’un à l’autre de manière rigide. Pour ce faire, dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, l’embout 50 délimite, avantageusement à son extrémité supérieure, une surface tronconique 52, évasée vers le haut et tournée vers l’écrou 60. Dans le même temps, l’écrou délimite, avantageusement à son extrémité inférieure, une surface tronconique 61, également évasée vers le haut et prévue pour être appliquée contre la surface tronconique 52 de l’embout 50, comme montré sur les figures 2 et 3 : lorsque le ressort de surcourse 70 lie axialement l’embout 50 et l’écrou 60 l’un à l’autre de manière rigide, ces surfaces tronconiques 52 et 61 sont appliquées l’une contre l’autre sous l’action du ressort de surcourse 70, ajustant ainsi radialement l’embout et l’écrou l’un à l’autre par centrage sur les axes géométriques respectifs des surfaces tronconiques 52 et 61, alors confondus l’un avec l’autre. Cette coopération d’ajustement radial entre les surfaces tronconiques 52 et 61 est réversible, dans le sens où ces surfaces tronconiques se désengagent l’une de l’autre lorsque le ressort de surcourse 70 est déformé, afin de permettre le déplacement relatif vers le haut de l’embout 50 par rapport à l’écrou 60.

Comme représenté sur les figures 2 à 4, l’écrou 60 est monté dans la chambre 11 de manière à, à la fois, être mobile en translation axiale par rapport à l’enveloppe 10 et être lié en rotation autour de l’axe X-X à cette enveloppe. Pour ce faire, dans l’exemple de réalisation considéré ici, la face de l’écrou 60, tournée vers la face intérieure de la paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10, est pourvue de nervures allongées 62, qui s’étendent parallèlement à l’axe X-X et qui sont reçues de manière complémentaire dans des encoches 17 délimitées par la face intérieure de la paroi tubulaire 12 : par coopération de forme entre les nervures 62 et les encoches 17, l’écrou 60 est déplaçable exclusivement en translation à l’intérieur de la chambre 11. Avantageusement, le jeu radial entre ces nervures 62 et ces encoches 17 est prévu suffisamment faible pour que la coopération entre elles guide l’écrou 60 par rapport à l’enveloppe 10 de manière à aligner cet écrou sur l’axe X-X.

A l’état assemblé de la cartouche 1, la vis 80 est montée vissée, autour de l’axe XX, dans l’écrou 60, la vis 80 s’étendant, suivant l’axe X-X, de l’intérieur de la chambre 11 jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe 10. La vis 80 inclut ainsi une partie filetée 81, qui, à l’état assemblé de la cartouche 1, est agencée à l’intérieur de la chambre 11 et est reçue vissée dans l’écrou 60. En pratique, la coopération de vissage-dévissage entre l’écrou 60 et la partie filetée 81 de la vis est relativement lâche pour permettre à la vis d’être entraînée en rotation de manière souple, en évitant tout risque de gripement à l’interface entre sa partie filetée 81 et l’écrou 60. Dans ce contexte, l’écrou 60 peut être prévu en matière plastique, ce qui accentue le jeu fonctionnel entre son taraudage interne et la partie filetée 81 de la vis.

La vis 80 inclut également une partie terminale 82 supérieure, qui est agencée à l’extérieur de l’enveloppe 10 et qui est prévue pour être liée en rotation à une manette de manoeuvre, non représentée sur les figures : à cet effet, cette partie terminale 82 est par exemple cannelée, comme bien visible sur les figures 1 à 3. De plus la vis 80 est bloquée en translation axiale par rapport à l’enveloppe 10, et ce par tout moyen approprié, non limitatif de l’invention. Ainsi, à l’état assemblé de la cartouche 1, lorsque la vis 80 est entraînée en rotation sur elle-même autour de l’axe X-X depuis l’extérieur de l’enveloppe 10, notamment par sollicitation de la manette de manoeuvre précitée, la vis 80 entraîne l’écrou 60 en translation axiale, et ce vers le bas ou vers le haut selon le sens d’entraînement en rotation de la vis 80. La translation de l’écrou provoque l’entraînement translatif correspondant de l’embout 50 et, par-là, de la partie 32 de l’élément thermostatique 30, par rapport à l’enveloppe 10.

Comme bien visible sur les figures 2 et 3, la vis 80 inclut, axialement entre sa partie filetée 81 et sa partie terminale supérieure 82, une partie formant une portée 83 qui, à l’état assemblé de la cartouche 1, est disposée dans un alésage 18 de l’enveloppe 10, situé à l’extrémité supérieure de cette enveloppe. Cet alésage 18 relie axialement la chambre 11 à l’extérieur de l’enveloppe 10, permettant ainsi à la vis 80 de s’étendre de l’intérieur de la chambre 11 jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe 10 via cet alésage 18. La portée 83 de la vis 80 est reçue dans l’alésage 18 de sorte que, à l’intérieur de cet alésage 18, la portée 83 est guidée par rapport à l’enveloppe 10 de manière à aligner la vis 80 sur l’axe X-X. Dans l’exemple considéré sur les figures, ce guidage de la portée 83 est au moins partiellement réalisé par un joint 90 radialement interposé entre la portée 83 et la paroi de l’alésage 18. Ce joint 90 est prévu pour, à la fois, compenser un jeu radial entre la portée 83 et la paroi de l’alésage 18, et étancher la chambre 11 par rapport à l’extérieur de l’enveloppe 10.

Comme bien visible sur les figures 2 à 4, la vis 80 inclut par ailleurs une partie formant une portée 84, qui est distincte de la partie filetée 81 et de la portée 83 et qui est agencée à l’intérieur de la chambre 11, en étant disposée hors de l’alésage 18. Cette portée 84 s’étend en saillie axiale vers le bas depuis la partie filetée 81 de la vis 80 : autrement dit, la partie 81 est disposée axialement entre les portées 83 et 84. A l’intérieur de la chambre 11, la portée 84 est guidée par rapport à l’enveloppe 10 de manière aligner la vis 80 sur l’axe X-X, en étant reçue dans un logement 53 de l’embout 50 : ce logement 53 est prévu ajusté radialement à la portée 84 tout en laissant libre la mobilité relative en translation axiale entre ce logement et la portée 84. Ainsi, en plus du guidage réalisé par la coopération entre la portée 83 et la paroi de l’alésage 18, la vis 80 bénéficie d’un second guidage réalisé entre la portée 84 et le logement 53 de l’embout 50, ce second guidage étant obtenu facilement par ajustement coulissant entre la portée 84 et le logement 53. Dès lors, l’amplitude du débattement de la vis 80 par rapport à l’axe X-X est fortement limitée : lorsqu’on applique à la partie terminale supérieure 82 de la vis 80 une sollicitation visant à incliner cette vis par rapport à l’axe X-X, notamment par basculement au niveau de sa portée 83 à l’intérieur de l’alésage 18, cette sollicitation est transmise par la portée 84 à l’embout 50 alors que ce dernier est lié rigidement à l’écrou 60 par le ressort de surcourse 70 et est ajusté radialement à cet écrou par coopération entre les surfaces tronconiques 52 et 61. Le sous-ensemble rigide, formé par l’embout 50 et l’écrou 60, empêche la vis 80 de s’incliner par appui radial, contre la face intérieure de la paroi tubulaire 12, de l’écrou et/ou de l’embout 50, tout particulièrement de la collerette 51 de ce dernier.

Sur la figure 6 est représentée une cartouche thermostatique 101 dont les composants identiques à ceux de la cartouche 1 portent les mêmes références numériques. La cartouche 101 se distingue de la cartouche 1 par sa vis 180.

Plus précisément, la vis 180 de la cartouche 101 a la même finalité technique que la vis 80 de la cartouche 1 et inclut à cet effet une partie filetée 181, une partie terminale 182 et une première portée 183, qui sont respectivement similaires à la partie 81, à la partie 82 et à la portée 83 de la vis 80.

De plus, la vis 180 inclut une portée 184, qui est distincte de la partie filetée 181 et de la portée 183 et qui est différente de la portée 84 de la vis 80. Plus précisément, comme bien visible sur la figure 6, la portée 184 est, à l’intérieur de la chambre 11, guidée par rapport à l’enveloppe 10 de manière à aligner la vis 180 sur l’axe X-X, par un joint 102 interposé radialement entre la portée 184 et la paroi tubulaire 12 de l’enveloppe 10 : ce joint 102 est prévu pour compenser un jeu radial entre la portée 184 et la paroi tubulaire 12. Suivant une forme de réalisation pratique et économique, le joint 102 est torique.

Comparativement à la cartouche 1, le guidage de la portée 184 de la vis 80, visant à aligner cette dernière sur l’axe X-X, ne transite pas par l’embout 50 et/ou l’écrou 60, mais est appliqué directement à la face intérieure de la paroi tubulaire 12 par le joint 102 rapporté spécifiquement à cet effet.

Suivant une disposition compacte, qui est mise en oeuvre dans l’exemple de réalisation de la figure 6, la portée 184 est disposée axialement entre la partie filetée 181 et la portée 183 de la vis 180.

De surcroît, comme dans l’exemple de la figure 6, la portée 184 est avantageusement réalisée sous forme d’une collerette, en saillie radiale par rapport au reste de la vis : cette collerette peut alors cumuler la fonction de guidage d’alignement pour la vis 180, comme décrit plus haut, et une fonction de blocage de cette vis en translation suivant l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 10, la collerette étant à cet effet appuyée axialement contre un épaulement 19 de cette enveloppe, situé à la jonction entre la chambre 11 et l’alésage 18.

Par ailleurs, divers aménagements et variantes aux cartouches 1 et 101 décrites jusqu’ici sont envisageables.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Cartouche thermostatique (1 ; 101), comportant :

-une enveloppe creuse (10), délimitant intérieurement une chambre (11) qui définit un axe (X-X), à l’intérieur de laquelle entrent un fluide froid (F) et un fluide chaud (C), et de laquelle sort un fluide mitigé (M) résultant du mélange des fluides froid et chaud,

- un élément thermostatique (30), agencé dans la chambre (11) et incluant à la fois une première partie (31), qui est thermosensible et sur laquelle s’écoule le fluide mitigé (M), et une seconde partie (32), qui est mobile en translation axiale par rapport à la première partie (31) et qui déplacé par la première partie de manière à s’écarter de la première partie lors de réchauffement de la première partie,

- un ressort de rappel (40), qui est interposé axialement entre l’enveloppe (10) et l’élément thermostatique (30) de manière à rappeler les première (31) et seconde (32) parties de l’élément thermostatique l’une vers l’autre,

- un tiroir (20), qui est monté mobile à l’intérieur de la chambre (11) de manière à réguler les quantités respectives de fluide froid (F) et de fluide chaud (C) entrant dans la chambre, et qui est lié en translation axiale à la première partie (31) de l’élément thermostatique (30),

-un embout (50), qui est agencé dans la chambre (11) et contre lequel est axialement appuyée la seconde partie (32) de l’élément thermostatique (30) sous l’action du ressort de rappel (40),

- un écrou (60), qui est monté mobile en translation axiale à l’intérieur de la chambre (11), tout en étant lié en rotation autour de l’axe (X-X) à l’enveloppe (10),

- un ressort de surcourse (70), qui est interposé axialement entre l’embout (50) et l’écrou (60) de manière à, d’une part, lier axialement l’embout et l’écrou de manière rigide tant que le déplacement axial du tiroir (20) par la première partie (31) de l’élément thermostatique (30) par rapport à l’enveloppe (10) est libre, et, d’autre part, se déformer sous l’effet du déplacement axial de la seconde partie (32) de l’élément thermostatique par la première partie de l’élément thermostatique lorsque le déplacement axial du tiroir par la première partie de l’élément thermostatique par rapport à l’enveloppe est empêché, et

- une vis (80 ; 180), qui est montée vissée autour de l’axe (X-X) dans l’écrou (60), tout en étant bloquée en translation axiale par rapport à l’enveloppe (10), et qui s’étend, suivant l’axe (X-X), de l’intérieur de la chambre (11) jusqu’à l’extérieur de l’enveloppe (10) via un alésage (18) de l’enveloppe, la vis ayant une partie filetée (81 ; 181), qui est reçue vissée à l’intérieur de l’écrou, et une première portée (83 ; 183), qui est disposée dans l’alésage (18) et qui, à l’intérieur de l’alésage, est guidée par rapport à l’enveloppe de manière à aligner la vis sur l’axe, caractérisée en ce que la vis (80 ; 180) inclut en outre une seconde portée (84 ; 184), qui est distincte de la partie filetée (81 ; 181) et de la première portée (83 ; 183) et qui est agencée à l’intérieur de la chambre (11 ), en étant disposée hors de l’alésage (18), cette seconde portée étant, à l’intérieur de la chambre, guidée par rapport à l’enveloppe (10) de manière à aligner la vis sur l’axe (X-X).
2, - Cartouche thermostatique (1) suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde portée (84) de la vis (80) est guidée par rapport à l’enveloppe (10), de manière à aligner la vis sur l’axe (X-X), en étant reçue dans un logement (53) de l’embout (50) de façon que la seconde portée de la vis soit ajustée radialement au logement tout en étant mobile en translation axiale dans le logement, et en ce que l’embout (50) et l’écrou (60) sont ajustés radialement l’un à l’autre lorsque le ressort de surcourse (70) lie axialement l’embout et l’écrou l’un à l’autre de manière rigide.
3. -Cartouche thermostatique (1) suivant la revendication 2, caractérisée en ce que l’embout (50) et l’écrou (60) sont ajustés radialement l’un à l’autre par coopération entre des surfaces tronconiques (52, 61), qui sont délimitées respectivement par l’embout et l’écrou et qui sont évasées en direction axialement opposée au tiroir (20), ces surfaces tronconiques étant adaptées, de manière réversible, pour être appliquées l’une contre l’autre sous l’action du ressort de surcourse (70) lorsque le ressort de surcourse lie axialement l’embout et l’écrou l’un à l’autre de manière rigide, et pour se désengager l’une de l’autre lorsque le ressort de surcourse est déformé.
4, -Cartouche thermostatique (1) suivant l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la partie filetée (81) de la vis (80) est disposée axialement entre la première portée (83) et la seconde portée (84) de la vis.
5. - Cartouche thermostatique (1) suivant l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l’embout (50) est pourvu d’une collerette (51) qui est guidée par rapport à l’enveloppe (10) de manière à aligner l’embout sur l’axe (X-X), en étant reçue, avec un jeu radial, dans une paroi tubulaire (12) de l’enveloppe, cette paroi étant centrée sur l’axe (X-X) et délimitant la chambre (11).
6. - Cartouche thermostatique (101) suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde portée (184) de la vis (180) est guidée par rapport à l’enveloppe (10), de manière à aligner la vis sur l’axe (X-X), par un joint (102) qui compense un jeu radial entre la seconde portée de la vis et une paroi tubulaire (12) de l’enveloppe, cette paroi étant centrée sur l’axe et délimitant la chambre (11).
7. - Cartouche thermostatique (101) suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la seconde portée (184) de la vis (180) est disposée axialement entre la première portée (183) et la partie filetée (181 ) de la vis.
8. - Cartouche thermostatique (101) suivant l’une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que la seconde portée (184) de la vis (180) forme une collerette qui est appuyée axialement contre un épaulement (19) de l’enveloppe (10), situé à la jonction entre la chambre (11 ) et l’alésage (18).
9. - Cartouche thermostatique (101) suivant l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le joint (102) associé à la seconde portée (184) est torique.
10. - Cartouche thermostatique (1 ; 101) suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première portée (83 ; 183) de la vis (80 ; 180) est guidée par rapport à l’enveloppe (10), de manière à aligner la vis sur l’axe (X-X), par un joint (90) qui, à la fois, compense un jeu radial entre la première portée de la vis et une paroi de l’alésage (18), et étanche la chambre (11) par rapport à l’extérieur de l’enveloppe.

1/5 x

2/5

3/5 ^F'9.4