FR3071329A1 - Cartouche pour un robinet mitigeur - Google Patents

Abstract

Une cartouche (1) comprenant une commande (3), qui est mobile entre une position initiale, une position intermédiaire et une position terminale ; un ajusteur (50), qui comprend un positionneur (80) actionné par la commande depuis une position escamotée jusqu'à une position déployée lorsque la commande est déplacée depuis la position intermédiaire jusqu'à la position terminale ; un obturateur (52), qui est mobile pour modifier de façon différenciée le débit respectif de flux (F1, C1) entrant dans la cartouche ; un thermo-actionneur (62), qui comprend une partie primaire (64) fixement liée à l'obturateur (52) et une partie secondaire (66) se déplaçant par rapport à la partie primaire (64) en fonction d'une température de sortie ; et un ressort de surcourse (90), qui est interposé entre le positionneur (80) et la partie secondaire (66). Selon l'invention, le positionneur (80) est maintenu dans la position escamotée, lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position initiale jusqu'à la position intermédiaire.

Description

Cartouche pour un robinet mitigeur

La présente invention concerne une cartouche pour un robinet mitigeur, un robinet mitigeur comprenant une telle cartouche et un procédé de fonctionnement d’une telle cartouche.

L’invention se rapporte au domaine de la robinetterie, en particulier à usage sanitaire.

Dans ce domaine, une cartouche est un dispositif qui permet, par actionnement d’une commande, ou de plusieurs commandes, de régler le débit d’un flux de fluide froid et le débit d’un flux de fluide chaud, notamment des flux d’eau, afin de mélanger ces deux flux et ainsi former un flux sortant, dont la température et le débit résultent de ce réglage. Une cartouche est qualifiée de « mono-commande >> lorsqu’une seule commande, par exemple un seul levier ou un seul bouton, permet de régler à la fois le débit et la température du flux sortant. Une cartouche est qualifiée de « bi-commande >> lorsque l’actionnement d’une commande modifie la température, alors que l’actionnement d’une autre commande modifie le débit. Une cartouche est qualifiée de « cartouche thermostatique >> lorsqu’elle intègre un thermo-actionneur participant à ce réglage de débit et de température.

FR 3 047 534 A1 décrit un exemple d’un type de cartouche particulier, désigné par « cartouche thermostatique séquentielle >>, dans lequel, outre le réglage thermostatique susmentionné, la commande parcourt une course angulaire, au cours de laquelle la commande entraîne d’abord une augmentation du débit du flux sortant à température constante, puis une augmentation de la température du flux sortant à débit constant.

De façon connue, pour ce type de cartouche séquentielle, la commande actionne un disque, rotatif par rapport à un disque fixe, de façon à mettre en regard un système de canaux ménagés au travers des deux disques, en fonction de la position angulaire du disque rotatif. Pour ce type de cartouche spécifique, il est nécessaire en pratique que le disque rotatif effectue une course angulaire relativement importante par rapport au disque fixe, par exemple environ 150°, afin que les fonctbns successives de la cartouche séquentielle soient réalisées : d’abord l’augmentation du débit du flux sortant à température constante, puis l’augmentation progressive de la température sans variation de débit.

Pour assurer la régulation thermostatique, la cartouche comprend également un tiroir mobile axialement en translation, entre deux butées correspondant à des positions extrêmes du tiroir, dites de « plein froid >> et de « plein chaud >>, pour faire varier de manière inverse les débits des flux d’eau ayant traversé les disques. La position du disque rotatif et du tiroir sont mécaniquement liées, par l’intermédiaire d’un système visécrou et d’un actionneur thermostatique coaxiaux, entre lesquels un ressort de surcourse est axialement interposé. Par conséquent, la position de ce tiroir dépend à la fois de la dilatation de l’élément thermostatique et de la position du disque rotatif.

En début de course angulaire du disque rotatif, correspondant à un cas où les deux flux entrants sont obturés par les disques, la vis du système vis-écrou est dans sa position la plus basse le long de l’axe. Le système vis-écrou transmet la rotation du disque rotatif à la vis, de sorte que la vis translate axialement jusqu’à une position haute, atteinte en fin de cours angulaire du disque rotatif, correspondant à un cas où le débit et la température du flux sortant sont au maximum. Dans la mesure où, pour ce type de cartouche, la course angulaire est particulièrement importante, il se produit que, pour un premier secteur angulaire du disque rotatif incluant le début de course, la position de la vis est si basse que le tiroir est plaquée en butée de plein froid. Par conséquent, le ressort de surcourse interposé entre la vis et le tiroir est compressé pour ce premier secteur angulaire. En particulier, le ressort de surcourse est compressé de façon très importante en début de course, qui correspond au cas où les flux entrants sont obturés : pendant la durée de vie de la cartouche, cette configuration de fermeture est la plus utilisée. A cause de cette compression excessive et prolongée, le ressort de surcourse peut perdre de sa raideur, ou se trouver détérioré, de sorte qu’il n’assure plus sa fonction de surcourse. Lorsque le ressort est détérioré, il est possible que le tiroir n’atteigne plus la position de plein froid, ce qui peut s’avérer préjudiciable non seulement pour la régulation de la température du flux sortant, mais aussi en matière de sécurité de l’utilisateur, dans la mesure où le tiroir obture mal, ou n’obture plus, le passage de l’eau chaude.

L’invention vise à porter remède aux inconvénients de l’art antérieur en proposant une nouvelle cartouche garantissant durablement l’état du ressort de surcourse.

L’invention a pour objet une cartouche pour un robinet mitigeur, la cartouche comprenant : deux entrées de flux entrants de liquide ; une chambre, configurée pour former un flux sortant par mélange des flux entrants ; une commande, qui est mobile par rapport à la chambre entre une position initiale et une position terminale, en passant par une position intermédiaire entre la position initiale et la position terminale ; un ajusteur, qui comprend : un positionneur, qui est mobile par rapport à la chambre en étant actionné par la commande, de façon à être déplacé par rapport à la chambre depuis une position escamotée jusqu’à une position déployée lorsque la commande est déplacée depuis la position intermédiaire jusqu’à la position terminale ; un obturateur, qui est mobile par rapport à la chambre, pour modifier de façon différenciée le débit respectif des flux entrants ; un thermo-actionneur, qui comprend une partie primaire fixement liée à l’obturateur et une partie secondaire se déplaçant par rapport à la partie primaire en fonction d’une température de sortie du flux sortant ; et un ressort de surcourse, qui est interposé entre le positionneur et la partie secondaire du thermo-actionneur. Selon l’invention, le positionneur est maintenu dans la position escamotée, lorsque la commande est déplacée depuis la position initiale jusqu’à la position intermédiaire.

Grâce à l’invention, le positionneur est déplacé seulement pour une plage continue de la course de la commande, à savoir de la position intermédiaire et à la position terminale. Sur cette plage de la course de la commande, une régulation thermostatique du débit des flux entrants est effectuée au moins aussi bien que dans l’art antérieur, puisque la position du positionneur varie en fonction de la position de la commande, de sorte que la position de l’obturateur dépend à la fois du thermo-actionneur et de la commande. Pour une autre plage continue de la course de la commande, à savoir entre la position initiale et la position intermédiaire, le positionneur est maintenu dans une même position, ce qui évite de solliciter inutilement le ressort de surcourse, de façon à garantir son bon état de façon durable.

Des caractéristiques avantageuses et facultatives de l’invention, à considérer selon toute combinaison techniquement admissible sont définies dans ce qui suit :

la cartouche définit un axe principal fixe par rapport à la chambre ; la commande est mobile en pivotement autour de l’axe principal, depuis la position initiale jusqu’à la position terminale, par rapport à la chambre ; le positionneur est mobile en translation parallèlement à l’axe principal, depuis la position escamotée jusqu’à position déployée, par rapport à la chambre ; et l’ajusteur comprend une liaison mécanique, par l’intermédiaire de laquelle la commande actionne le positionneur, la liaison mécanique comprenant : au moins une dent radiale, qui fait saillie, de façon radiale par rapport à l’axe principal, d’un premier organe parmi la commande et le positionneur ; au moins un chemin d’engrènement de la dent radiale, qui est ménagé en creux dans un deuxième organe parmi la commande et le positionneur.

chaque chemin d’engrènement comprend : un filet hélicoïdal, qui est coaxial avec l’axe principal, de sorte que, lorsque la commande est déplacée depuis la position intermédiaire jusqu’à la position terminale, le positionneur est déplacé par rapport à la chambre depuis la position escamotée jusqu’à la position déployée par engrènement de la dent radiale avec le filet hélicoïdal ; et une encoche radiale, débutant à la fin du filet hélicoïdal et s’étendant dans un plan orthogonal à l’axe principal, de sorte que, lorsque la commande est déplacée depuis la position initiale jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur est maintenu dans la position escamotée par capture axiale de la dent radiale dans l’encoche radiale.

l’obturateur est mobile par rapport à la chambre, entre : une position de sécurité dans laquelle l’obturateur obture le premier flux entrant et autorise le deuxième flux entrant ; et une position opposée dans laquelle l’obturateur obture le deuxième flux entrant et autorise le premier flux entrant.

la partie secondaire du thermo-actionneur est mobile, par rapport au positionneur, entre une position de course normale et une position de surcourse ; et le ressort de surcourse exerce un effort de rappel sur la partie secondaire tendant à ramener la partie secondaire en position de course normale, lorsque la partie secondaire est amenée en position de surcourse.

la partie secondaire du thermo-actionneur se déplace, par rapport à la partie primaire, depuis au moins une position rétractée jusqu’à au moins une position de saillie en fonction de la température de sortie ; et la commande passe par une position de nonforçage, lorsqu’elle est déplacée entre la position initiale et la position terminale, de sorte que : lorsque la commande est entre la position initiale et la position de nonforçage, la partie secondaire du thermo-actionneur est maintenue en position de surcourse à l’encontre de l’effort de rappel du ressort de surcourse, alors que l’obturateur est maintenu en position de sécurité, que la partie secondaire soit en position rétractée ou en position de saillie, et lorsque la commande est entre la position de non-forçage et la position terminale, la partie secondaire du thermoactionneur est en position de course normale au moins lorsque la partie secondaire est en position rétractée.

la commande passe par une position de mono-ouverture, lorsqu’elle est déplacée entre la position initiale et la position intermédiaire, et par une position de biouverture, lorsqu’elle est déplacée entre la position intermédiaire et la position terminale ; et la cartouche comprend en outre un régleur, configuré pour modifier de façon différenciée le débit respectif des flux entrants en fonction de la position de la commande, de sorte que, lorsque la commande : est entre la position initiale et la position de mono-ouverture, les deux flux entrants sont obturés par le régleur ; est entre la position de mono-ouverture et la position de bi-ouverture, l’un des flux entrant est obturé par le régleur et l’autre flux entrant est autorisé par le régleur ; et est entre la position de bi-ouverture et la position terminale, les deux flux entrants sont autorisés par le régleur.

l’ajusteur comprend en outre un ressort de rappel qui est interposé entre : d’une part, l’obturateur ou la partie primaire, et d’autre part, la chambre.

L’invention a également pour objet un robinet mitigeur comprenant une cartouche conforme à ce qui précède.

L’invention a également pour objet un procédé de fonctionnement d’une cartouche conforme à ce qui précède, dans lequel : lorsque la commande est déplacée depuis la position initiale jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur est maintenu dans la position escamotée ; et lorsque la commande est positionnée entre la position intermédiaire et la position terminale, le positionneur est déplacé depuis la position escamotée jusqu’à une position déployée.

L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lumière des exemples décrits dans ce qui suit, donnés à titre illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une perspective d’une cartouche conforme à l’invention ;

la figure 2 est une vue de dessous de la cartouche de la figure 1 ;

La figure 3 est une vue en perspective d’une partie de la cartouche des figures précédentes ;

La figure 4 est une vue de dessous d’une partie de la cartouche des figures précédentes ;

Les figures 5 à 10 sont des coupes longitudinales de la cartouche des figures précédentes, selon le trait de coupe V-V de la figure 4, représentant la cartouche dans plusieurs configurations de fonctionnement différentes ;

La figure 11 est une vue en perspective d’une partie de la cartouche des figures précédentes ; et

Les figures 12 et 13 sont des vues en perspectives, sous deux angles différents, d’une partie de la cartouche des figures précédentes.

La figure 1 illustre une cartouche 1 complète, destinée à être intégré au sein d’un robinet mitigeur à usage sanitaire, non illustré. Dans le cas d’exemple, la cartouche 1 est une cartouche thermostatique séquentielle. Toutefois, on pourrait prévoir une cartouche 1 conforme à l’invention, de fonctionnement différent que séquentiel.

Comme visible sur la figure 1, la cartouche 1 comprend un boîtier 2 présentant une forme générale cylindrique à base circulaire et définissant géométriquement un axe principal X1. Le boîtier 2 est destiné à être fixe par rapport au logement du robinet dans lequel la cartouche 1 est intégrée.

Sauf mention du contraire, les expressions telles que « radial >>, « axial >> et « coaxial >> se rapportent à cet axe X1. De plus, on définit une direction principale U1 portée par l’axe X1. Sauf mention du contraire, les expressions telles que « supérieur >>, « haut >> et « dessus >> font référence à la direction U1, alors que les expressions telles que « inférieur >>, « bas >> et « dessous >> font référence à une direction de sens inverse à la direction U1.

La cartouche 1 comprend une commande 3, c’est-à-dire un organe de commande. Dans le présent exemple, la commande 3 est un ensemble de plusieurs pièces fixes les unes par rapport aux autres, qui peut être pivoté autour de l’axe X1 par rapport au boîtier 2. Le pivotement s’effectue depuis une position initiale, illustrée sur la figure 5 jusqu’à une position terminale, illustrée sur la figure 10. De préférence, il s’agit du seul degré de liberté de la commande 3.

En variante, la commande 3 forme une seule pièce d’un seul tenant.

De plus, la cartouche 1 et sa commande sont représentées dans les configurations suivantes :

sur la figure 6, la commande 3 est positionnée à 35° (degrés) par rapport à la position initiale ;

sur la figure 7, la commande 3 est positionnée à 70° par rapport à la position initiale ; sur les figures 8 et 9, la commande 3 est positionnée à 97° par rapport à la position initiale ;

sur la figure 10, la commande 3 est positionnée à 145° par rapport à la position initiale.

Sauf mention du contraire, toutes les valeurs angulaires en degré mentionnées dans le présent document s’entendent en rotation de la commande 3 autour de l’axe X1 par rapport au boîtier 2, dans un même sens de rotation, comme représenté par la flèche de rotation R3 visible aux figures 2 et 3.

Comme visible notamment sur la figure 1, la commande 3 comprend en particulier une bague 5, qui coiffe axialement le dessus du boîtier 2. La bague 5 est conçue pour être accouplée, de préférence solidairement, sinon via un mécanisme de transmission, à un levier de commande du robinet, par lequel un utilisateur du robinet peut actionner la commande 3 et ainsi commander la cartouche 1 et le robinet.

A une extrémité inférieure du boîtier 2, située axialement en bas de la cartouche 1, la cartouche 1 comprend un orifice 10 d’entrée d’eau froide, un orifice 12 d’entrée d’eau chaude et un orifice 14 de sortie d’eau sortante. En d’autres termes, le boîtier 2 comprend une embase 7 formant une partie extrémale axiale inférieure de ce boîtier 2, les orifices 10, 12 et 14 débouchant de cette embase 7. Ces orifices 10, 12 et 14 débouchent axialement à partir de l’extrémité du dessous de la cartouche 1, comme visible sur la figure 2. De façon classique, l’eau froide et l’eau chaude sont fournies en flux à la base du logement du robinet pour rentrer à l’intérieur du boîtier 2. Ces flux d’eau froide et d’eau chaude sont respectivement représentés par les flèches F1 et C1. L’eau sortante est émise depuis l’intérieur du boîtier 2 vers l’extérieur pour former un flux sortant, représenté par la flèche M1. Le flux M1 est destiné à être émis par un bec du robinet. Plus précisément, lorsque la cartouche 1 est intégrée au robinet, les orifices 10 et 12 sont fluidiquement connectés à des conduits d’eau froide et d’eau chaude du robinet, alors que l’orifice 14 est fluidiquement connecté au bec du robinet.

De façon plus générale, la cartouche 1 comprend deux entrées pour les flux entrants de liquide F1 et C1, qui entrent dans la cartouche 1 depuis l’extérieur de cette cartouche 1. La cartouche 1 comprend également une sortie pour un flux sortant M1 de liquide, qui sort à l’extérieur de la cartouche 1 en provenant de l’intérieur de cette cartouche 1. Les liquides des deux flux entrants F1 et C1 sont préférentiellement fournis à une température différente d’au moins une dizaine de degrés, dite température froide et température chaude.

En variante, on peut prévoir que le liquide concerné n’est pas de l’eau.

Comme illustré sur les figures 5 à 10, le flux sortant M1 est obtenu par mélange des flux F1 et C1 l’un avec l’autre, ce mélange constituant le flux sortant M1. Le mélange est effectué au sein de la cartouche 1, plus précisément dans une chambre 16 ménagée au sein du boîtier 2, fluidiquement connectée à l’orifice 14. La chambre 16 est donc fixe par rapport au boîtier 2 et à l’axe principal X1. C’est dans la chambre 16 que les flux entrants F1 et C1 entrent en contact l’un avec l’autre, de façon à être mélangés, c’est-àdire mêlés l’un avec l’autre, formant alors le flux M1. En fonctionnement normal, le débit du flux M1 est égal à la somme des débits des flux F1 et C1, alors que la température du flux M1 est fonction des débits et des températures respectifs des flux F1 et C1. Dans le présent exemple, la chambre 16 est prévue à hauteur de l’embase 7, à proximité de l’extrémité inférieure de la cartouche 1, l’orifice 14 étant formé par le bas de la chambre

16. La chambre 16 est préférentiellement traversée par l’axe X1.

La cartouche 1 du présent exemple comprend et renferme plusieurs moyens pour modifier et régler le débit respectif des flux F1 et C1 admis dans la cartouche, pour permettre le réglage en conséquence du débit et de la température du flux M1.

La cartouche 1 comprend un régleur 20, qui est configuré pour modifier ou régler de façon différenciée le débit respectif des flux F1 et C1 en fonction de la position de la commande 3. En d’autres termes, le régleur 20 est apte à limiter, de façon variable, le débit du flux F1 et à limiter différemment, de façon variable, le flux C1, selon l’orientation de la commande 3 donnée par l’utilisateur. Les flux entrants F1 et C1 étant fournis respectivement à une certaine pression, le régleur 20 est apte à limiter respectivement l’établissement de débits pour les flux entrants F1 et C1, entre :

une valeur de débit nulle, pour laquelle le flux concerné ne circule pas, par obturation, et une valeur de débit maximale, pour laquelle le débit du flux concerné est autorisé à s’établir à une valeur maximale, par ouverture.

De préférence, le réglage des débits par le régleur 20 est déterminé seulement par la position de la commande 3 ; il n’est fonction d’aucun autre élément de la cartouche 1. En particulier, le thermo-actionneur 62 de la cartouche 1, défini plus bas, n’actionne pas le régleur 20.

Tout type de régleur assurant ces fonctions peut être prévu pour la cartouche 1. Dans le présent exemple, comme illustré aux figures 5 à 10, on prévoit un régleur 20 à disques, contenu dans le boîtier 2. Le régleur 20 comprend un disque supérieur rotatif 24, représenté seul sur la figure 4, et un disque inférieur fixe 22, représenté à nu sur la figure 3. Sur la figure 3, seule la partie inférieure de la cartouche est représentée, incluant l’embase 7. Les disques 22 et 24 sont coaxiaux avec l’axe X1 et rapportés l’un contre l’autre de façon étanche. Pour cela, les disques 22 et 24 sont préférentiellement en céramique.

Le disque 22 est fixé à l’embase 7 et est donc fixe par rapport à la chambre 16. Le disque 22 est axialement traversé par quatre ouïes ou canaux 26, 27, 28 et 29, qui sont chacun en forme d’arc de cercle concentrique par rapport à l’axe X1. La paire de de canaux 26 et 27 est disposée de façon diamétralement opposée, et approximativement symétrique à la paire de canaux 28 et 29 par rapport à l’axe X1. Les canaux 26 et 27 s’étendent dans un même secteur angulaire du disque 22, le canal 26 étant externe alors que le canal 27 est interne. Les canaux 28 et 29 s’étendent dans un même secteur angulaire du disque 22, le canal 28 étant externe alors que le canal 28 est interne. Comme visible sur les figures 6 à 9, les orifices 10 et 12 sont fluidiquement connectés respectivement aux canaux 26 et 28, via une face axiale inférieure 30 du disque 22.

Le disque 24 est lié en rotation autour de l’axe X1, voir fixement lié, à un écrou 40 de la commande 3, via une face axiale supérieure 33 du disque 24. L’écrou 40, enfermé dans le boîtier 2 au-dessus des disques 22 et 24, est lui-même lié en rotation, voire fixement lié, à la bague 5 autour de l’axe X1, la bague 5 s’étendant au-dessus de l’écrou 40. Le disque 24 et l’écrou 40 ont pour degré de liberté, et de préférence pour seul degré de liberté, une rotation autour de l’axe X1 par rapport à la chambre 16. L’action de l’utilisateur sur la commande 3 met directement le disque 24 en rotation par rapport à la chambre 16. On note que le plan de coupe des figures 5 à 10 est fixe par rapport au disque 24 et par rapport à la commande 3. Quelle que soit l’orientation du disque 24, une face axiale inférieure 31 du disque 24 est en appui plan contre une face axiale supérieure 32 du disque 22, ce contact étant étanche aux liquides en circulation dans la cartouche 1. Le disque 24 comprend deux poches 34 et 35, débouchant à sa face axiale inférieure 31.

Les poches 34 et 35 sont borgnes. Les poches 34 et 35 sont disposées de façon diamétralement opposée par rapport à l’axe X1. Chaque poche 34 et 35 s’étend sur un secteur angulaire plus restreint que tout ou partie des canaux 26, 27, 28 et 29. Les poches 34 et 35 sont associées respectivement à une paire de canaux 26, 27 et 28, 29. Chaque poche 34 et 35 s’étend radialement de façon à pouvoir, en fonction de la position du disque 22, déboucher à la fois dans les deux canaux de la paire de canaux qui lui est associée. Par exemple, dans la configuration de la figure 6, la poche 34 débouche sur les canaux 26 et 27 de façon à les mettre en communication fluidique, et la poche 35 débouche sur les canaux 28 et 29 de façon à les mettre en communication fluidique. Lorsque les canaux 26 et 27 sont ainsi en communication fluidique, le régleur 20 ne s’oppose pas à l’établissement d’un débit pour le flux F1, c’est-à-dire que le flux F1 est autorisé. Lorsque les canaux 28 et 29 sont ainsi en communication fluidique, le régleur 20 ne s’oppose pas à l’établissement d’un débit pour le flux C1, c’est-à-dire que le flux C1 est autorisé. Pour certaines orientations du disque 24, comme par exemple sur la figure 5, la communication fluidique entre les canaux 26 et 27 est obturée par le disque 22, la poche 35 débouchant sur une partie de la face 32 où au moins l’un des canaux 26 et 27 ne débouche pas. Alors, le débit du flux F1 est nul. De même, pour certaines orientations du disque 24, comme par exemple sur les figures 5 et 6, la communication fluidique entre les canaux 28 et 29 est obturée par le disque 24, la poche 35 débouchant sur une partie de la face 32 où au moins l’un des canaux 28 et 29 ne débouche pas. Alors, le débit du flux C1 est nul.

Qu’il soit à disque ou selon un autre mode de fonctionnement, on préfère que le régleur 20 ait un fonctionnement séquentiel. Dans l’exemple illustré d’un régleur 20 séquentiel à disques, c’est la répartition des canaux et des poches au sein des disques 22 et 24 qui permet d’obtenir un tel fonctionnement. Pour assurer un tel fonctionnement séquentiel, on prévoit avantageusement que la commande 3 effectue une course supérieure à 100°, voire supérieure à 130°. Dans êxemple illustré, la commande 3 effectue une course de 145° depuis la position initale jusqu’à la position terminale. Lorsqu’elle est déplacée, c’est-à-dire tournée, depuis la position initiale jusqu’à la position terminale dans le sens R3, la commande 3 passe par une position de mono-ouverture et par une position de bi-ouverture. En l’espèce, lorsque la commande 3 :

est entre la position initiale et la position de mono-ouverture, les flux F1 et C1 sont obturés par le régleur 20, c’est-à-dire qu’ils ont un débit nul, ce qui entraîne un débit nul pour le flux sortant M1, comme c’est le cas sur la figure 5 ;

est entre la position de mono-ouverture et la position de bi-ouverture, le flux C1 est obturé et le flux F1 est autorisé par le régleur 20, comme c’est le cas sur la figure 6, de sorte que, sous réserve de l’action de l’ajusteur 50 décrit ci-après, le flux sortant M1 est exclusivement constitué par le flux F1, du fait de l’absence de flux C1 dans le mélange ; et est entre la position de bi-ouverture et la position terminale, les flux F1 et C1 sont autorisés par le régleur 20, comme c’est le cas sur les figures 7 à 10, de sorte que, sous réserve de l’action de l’ajusteur 50 décrit ci-après, le flux sortant M1 est un mélange des flux F1 et C1.

Sur la figure 6, on observe que le canal 28 n’est pas obturé par le disque 24, alors que le canal 29 est obturé, de sorte que le flux C1 présente un débit nul.

Sur la figure 10, on observe que les canaux 26, 27, 28, 29, représentés en pointillés car hors du plan de coupe, ne sont pas obturés par le disque 24. Sur cette figure 10, le régleur 20 ne s’oppose pas à l’établissement d’un débit pour les flux F1 et C1. Néanmoins, l’ouverture des canaux 26 et 27 est plus faible que celle des canaux 28 et 29, de sorte que le régleur 20 autorise l’établissement d’un débit élevé pour le flux C1 et d’un débit plus faible pour le flux F1. Comme expliqué plus bas, dans le cas de la figure 10, l’ajusteur s’oppose à l’établissement du flux F1 de sorte que le flux F1 présente un débit nul même s’il est autorisé par le régleur 20.

La position de mono-ouverture est par exemple atteinte pour une position de la commande 3 entre 0° et 35° par rapport à la position initiale, par exemple autour de 10°, ou dans les mêmes proportions de la course totale de la commande 3. La position de biouverture est par exemple atteinte entre 35° et 70° par exemple entre 55 et 70°, ou dans les mêmes proportions de la course totale.

Le régleur 20 comprend deux sorties séparées, respectivement pour les flux F1 et C1, dont le débit a été réglé par le régleur 20. Ces sorties séparées sont internes à la cartouche 1 et formées, pour l’exemple illustré, par les canaux 27 et 28 du disque fixe 22. Les canaux 27 et 28, ou plus généralement les deux sorties, sont fluidiquement connectés respectivement à des conduits intermédiaires 41 et 42 ménagés dans l’embase 7. Dans le présent exemple, les conduits 41 et 42 sont fluidiquement connectés respectivement aux canaux 27 et 28 au niveau de la face axiale inférieure 30 du disque fixe 22 et s’étendent en dessous du régleur 20, au voisinage de la chambre 16.

Les conduits 41 et 42 sont respectivement fluidiquement connectés à la chambre 16, de sorte que les flux F1 et C1 se mélangent seulement lorsqu’ils atteignent ladite chambre 16 pour former le flux M1, comme illustré sur la figure 8.

La cartouche 1 comprend également un ajusteur 50 de débit des flux F1 et C1, qui constitue un second moyen pour modifier et régler le débit respectif des flux F1 et C1 admis dans la cartouche 1. L’ajusteur 50 est configuré agir sur le débit respectif des flux

F1 et C1 en fonction à la fois de la position de la commande 3 et de la valeur de la température de sortie du flux sortant M1. Plus généralement, l’ajusteur 50 assure une régulation thermostatique de la température de sortie du flux M1.

L’ajusteur 50 comprend un obturateur ou tiroir 52, qui est logé en partie supérieure de la chambre 16, c’est-à-dire à l’opposé de l’orifice 14. L’obturateur 52 est mobile en translation, parallèlement à l’axe X1 par rapport à la chambre 16. C’est avantageusement son seul degré de liberté, même si l’obturateur 52 peut être libre en rotation autour de l’axe X1. L’obturateur 52 est mobile le long de l’axe X1 entre :

une position basse, dite position de sécurité ou « de plein froid >>, dans laquelle l’obturateur 52 obture le flux C1 entrant et autorise le flux F1, tel qu’illustré sur les figures 5, 6 et 9, par mise en appui d’un col inférieur 54 de l’obturateur 52 contre un siège inférieur 56 prévu au sein de la chambre 16, par exemple au lieu où le conduit intermédiaire 42 débouche dans la chambre 16 ; et une position haute, dite position opposée ou « de plein chaud >>, dans laquelle l’obturateur 52 obture le flux entrant F1 et autorise le flux entrant C1, tel qu’illustré sur la figure 10, par mise en appui d’un col supérieur 58 de l’obturateur 52 contre un siège supérieur 60 prévu au sein de la chambre 16, par exemple au lieu où le conduit intermédiaire 41 débouche dans la chambre 16.

L’obturateur 52 évolue donc entre les deux sièges 56 et 60. Le contact d’obturation entre chacun des cols 54 et 58 et son siège 56 et 60 respectif est avantageusement de forme circulaire coaxial avec l’axe X1.

Comme illustré sur les figures 7 et 8, l’obturateur 52 est susceptible d’adopter des positions intermédiaires entre la position de sécurité et la position opposée, selon lesquelles les flux F1 et C1 sont autorisé dans des proportions complémentaires. En d’autres termes, l’obturateur 52 limite de façon inverse, autrement dit antagoniste, les flux F1 et C1. Lorsque l’obturateur 52 est à mi-course entre les positions de sécurité et opposée, les flux F1 et C1 sont équitablement limités par l’obturateur 52. Lorsque le flux F1 est autorisé par l’obturateur 52, il traverse l’obturateur 52 de haut en bas par l’intermédiaire d’un orifice traversant 53 de ce dernier, comme illustré par exemple sur la figure 8. Le mélange entre les flux F1 et C1 s’effectue au voisinage de l’obturateur 52, audessous de ce dernier. Par exemple, le mélange s’effectue approximativement à hauteur du siège 56.

L’ajusteur 50 comprend un thermo-actionneur 62, ou actionneur thermostatique, qui comprend une partie primaire 64 fixement liée à l’obturateur 52, et une partie secondaire 66 se déplaçant par rapport à la partie primaire en fonction de la température de sortie du flux M1. Pour cela, le thermo-actionneur 62 est au moins partiellement disposé dans la chambre 16. La partie secondaire 66 se déplace, par rapport à la partie primaire 64, depuis une ou plusieurs positions rétractées, visibles par exemple sur les figures 5 et 6, jusqu’à une ou plusieurs positions de saillie, visibles par exemple sur les figures 7 à 10, en fonction de la température de sortie du flux M1. La position rétractée correspond à un état du thermo-actionneur 62 dans lequel sa longueur, mesurée axialement, est la plus faible. En position de saillie, le thermo-actionneur 62 présente une longueur axiale plus élevée. La position rétractée est obtenue de préférence pour des températures plus basses, par exemple inférieures à environ 25°C, alors que la position de saillie est obtenue de préférence pour des températures plus élevées, par exemple supérieures à environ 25°C.

Le thermo-actionneur 62 lui-même est mobile au moins en translation, dans son ensemble, par rapport à la chambre 16, dans la mesure où la partie primaire est fixement liée, ou est au moins liée en translation le long de l’axe X1, avec l’obturateur 52. De préférence, la partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62 se déplace en translation parallèlement à l’axe X1, par rapport à la partie primaire 64, ce qui constitue son seul degré de liberté, hormis optionnellement une libre rotation autour de l’axe X1. Dans le présent exemple, les parties 64 et 66 du thermo-actionneur 62 sont géométriquement coaxiales, ou quasiment coaxiales, avec l’axe X1. De préférence, la partie primaire 64 est située en dessous de la partie secondaire 66.

Dans l’exemple illustré, le thermo-actionneur 62 comprend un élément thermostatique renfermant un matériau thermo-dilatable non visible sur les figures, tel qu’une cire. On pourrait alternativement prévoir, par exemple, un thermo-actionneur comprenant, ou constitué par, un alliage à mémoire de forme.

Dans l’exemple illustré, la partie primaire 64 appartient à l’élément thermostatique et comprend, comme illustré sur les figures 5 à 10 :

à une extrémité inférieure, une coupelle 68, qui renferme le matériau thermo-dilatable et s’étend dans la chambre 16 dans le passage du flux M1, entre l’obturateur 52 et l’orifice 14 ;

à une extrémité supérieure, un guide 69, qui permet de guider la translation de la partie primaire 64 ;

à une partie intermédiaire, une attache 70 pour fixer l’obturateur 52, par exemple par vissage, l’obturateur 52 entourant ainsi la partie primaire 64.

L’ajusteur 50 comprend en outre un ressort de rappel 63, qui est axialement interposé entre d’une part, l’obturateur 52 ou la partie primaire 64, et d’autre part, la chambre 16, ou tout autre élément fixe par rapport au boîtier 2. Plus précisément, le ressort 63 exerce, par élasticité, un effort de rappel tendant à ramener et/ou à maintenir l’obturateur 52 en position opposée. Dans le présent exemple, le ressort 63 est formé par un ressort de compression, par exemple hélicoïdal coaxial avec l’axe X1. Dans le présent exemple le ressort 63 s’étend autour et le long de la coupelle 68. De préférence, le ressort 63 est interposé entre :

une surface axiale tournée vers le bas, formée avantageusement par un col ou un étrier 67 porté par la coupelle 68, ou plus généralement par la partie primaire 64, ou sinon formée sur l’obturateur 52 ;

une surface axiale tournée vers le haut, formée avantageusement par un col radial interne 17 ou tout moyen équivalent de la chambre 16, au bas de la chambre 16, notamment au voisinage de l’orifice 14.

Dans l’exemple illustré, la partie secondaire 66 comprend :

un piston 71, visible sur les figures 7 à 10, porté et guidé en translation par le guide 69 et déplacé par le matériau thermo-dilatable, ce piston 71 appartenant à l’élément thermostatique ;

une tige de rallonge 72, dont une extrémité inférieure est en appui axial contre le piston, la tige 72 traversant les disques 22, 24 et l’écrou 40, un limiteur 73, qui est axialement vissé à l’extrémité supérieure de la tige 72, avec un pas relativement fin, de sorte que la position axiale du limiteur 73 le long de la tige 72 peut être réglée par vissage avec une certaine précision, ce qui permet de calibrer la régulation thermostatique du flux sortant M1 assurée par l’ajusteur 50.

Dans le cas d’exemple, les positions rétractées du thermo-actionneur 62 correspondent aux cas où le piston 71 est axialement entièrement noyé ou escamoté dans le guide 69, ou plus généralement dans la partie primaire 64. Les positions de saillie correspondent aux cas où le piston 71 est axialement saillant du guide 69.

Dans l’exemple illustré, le limiteur 73 est de forme axialement tubulaire, de sorte à ménager un conduit axial traversant 74. De préférence, le limiteur 73 est coaxial avec l’axe X1. En bas de ce conduit 74, est ménagé un filet interne de vissage, qui est vissé sur un filet externe de vissage prévu à l’extrémité supérieure de la tige 72. Le conduit 74 permet en outre le vissage, en autorisant le passage d’un outil au travers du limiteur 73 jusqu’à atteindre l’extrémité supérieure de la tige 72, où une empreinte est avantageusement prévue pour l’outil. En variante, la partie secondaire 66 comprend un moyen de réglage de la position axiale du limiteur 73 différent du système de vissage décrit ci-avant, ou est dépourvue d’un tel moyen de réglage de la position axiale. En variante, au moins deux pièces parmi le piston 71, la tige de rallonge 72 et le limiteur 73, sont formés par une pièce d’un seul tenant.

L’ajusteur 50 comprend un positionneur 80, représenté seul sur les figures 12 et 13, qui est mobile par rapport à la chambre 16 en étant actionné par la commande 3. Le positionneur 80 est prévu à l’intérieur du boîtier 2, en particulier au voisinage de l’extrémité supérieure de ce boîtier 2, dans une chambre 83 axiale du boîtier, opposée à la chambre 16 et débouchant vers le haut, sous la bague 5. Dans le cas d’exemple, le positionneur 80 est mobile en translation, par rapport à la chambre 16, parallèlement à l’axe X1, depuis une position escamotée, c’est-à-dire une position basse visible sur les figures 5 et 6, jusqu’à position déployée, c’est-à-dire une position haute visible à la figure 10. Le positionneur 80 comprend avantageusement une dent anti-rotation 81, par exemple radiale et externe, ou tout autre moyen anti-rotation, de façon à être fixe en rotation autour de l’axe X1 par rapport à la chambre 16, tout en étant mobile en translation parallèlement à l’axe X1. Dans le présent exemple, la dent 81 est positionné vers le haut du positionneur 80. Comme visible sur la figure 7, la dent 81 du présent exemple est guidée par une cannelure axiale 82 ménagée en partie supérieure du boîtier 2 parallèlement à l’axe X1, en particulier dans la chambre 83.

Le positionneur 80 est de forme axialement tubulaire, en présentant un conduit 84 le traversant axialement. Le positionneur 80 et/ou son conduit 84, sont de préférence coaxiaux avec l’axe X1. Le limiteur 73 est monté au sein du positionneur 80 en étant axialement coulissant par rapport au positionneur 80. De manière plus générale, la partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62 est mobile, par rapport au positionneur 80, entre une position de course normale, qui correspond à une position basse de la partie 66 par rapport au positionneur 80, visible par exemple sur les figures 7, 8 et 10 et des positions de surcourse, plus hautes, visibles par exemple aux figures 5, 6 et 9.

Dans le conduit 84, le positionneur 80 comprend une surface axiale tournée vers le bas, qui est formée, dans le présent exemple, par un col 85 du positionneur 80. Le col 85 est préférentiellement radial et interne en faisant saillie dans le conduit 84, à l’extrémité supérieure du positionneur 80. La partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62 comprend une surface axiale, tournée vers le haut, qui est formée, dans le présent exemple, par un col 75 du limiteur 73. De préférence, le col 75 est radial et externe, à l’extrémité inférieure du limiteur 73. L’ajusteur 50 comprend un ressort de surcourse 90, interposé, de façon axiale, entre le positionneur 80 et la partie secondaire 66, plus précisément entre la surface axiale du positionneur 80 et la surface axiale de la partie secondaire 66. Le ressort 90 est avantageusement un ressort de compression, par exemple hélicoïdal coaxial avec l’axe X1. Le ressort 90 s’étend de préférence dans le conduit 84, autour et axialement le long du limiteur 73. Par élasticité, le ressort 90 exerce mécaniquement un effort de rappel axial, sur la partie secondaire 66, en s’appuyant sur le positionneur 80. Cet effort tend à ramener et à maintenir la partie secondaire 66 en position de course normale, notamment lorsque la partie secondaire 66 est amenée en position de surcourse.

La partie secondaire 66 comprend une surface axiale tournée vers le bas, avantageusement formée par une collerette conique externe 76 du limiteur 73, alors que le positionneur 80 comprend une surface axiale tournée vers le haut, avantageusement formée par une surface conique formé sur le dessus du col 85, pour former une butée axiale bornant le déplacement de la partie secondaire 66 à la position de course normale, lorsque la partie secondaire 66 est déplacée depuis la position de surcourse vers la position de course normale.

La partie secondaire 66 comprend une surface axiale tournée vers le haut, avantageusement formée par le dessus du col 75 du limiteur 73, alors que le positionneur 80 comprend une surface axiale tournée vers le bas, avantageusement formée par un épaulement interne 86 prévu dans le conduit 84, pour former une butée axiale bornant le déplacement de la partie secondaire 66 à la position de surcourse, lorsque la partie secondaire 66 est déplacée depuis la position de course normale vers la position de surcourse.

Pour que le fonctionnement décrit ici soit assuré, on prévoit que le ressort de surcourse 90 présente une raideur plus élevée, par exemple deux fois plus élevée, que la raideur du ressort 63.

L’ajusteur 50 comprend une liaison mécanique, par l’intermédiaire de laquelle la commande 3 actionne le positionneur 80, qui présente le fonctionnement suivant :

comme visible sur les figures 5 et 6, le positionneur 80 est maintenu dans la position escamotée, c’est-à-dire fixe dans sa position axiale basse par rapport à la chambre 16, lorsque la commande est déplacée depuis la position initiale jusqu’à une position intermédiaire, qui est entre la position initiale et la position terminale, et comme visible sur les figures 7 à 10, le positionneur 80 est déplacé, par rapport à la chambre 16, depuis la position escamotée jusqu’à la position déployée lorsque la commande 3 est déplacée depuis une position intermédiaire jusqu’à la position terminale.

De préférence, la position intermédiaire est comprise entre 35 et 70° par rapport à la position initiale, en particulier entre 55 et 70°, ou à une proportion équivalente de la course totale de la commande 3.

Entre la position intermédiaire et la position terminale, la translation du positionneur 80 est effectuée selon un pas, préférentiellement constant, par rapport à la rotation de la commande 3. La liaison mécanique de l’ajusteur 50 assure alors avantageusement une fonction de liaison vis-écrou. Pour ce secteur angulaire de la commande 3, chaque modification d’orientation de la commande 3 correspond à une modification de position axiale du positionneur 80. La liaison mécanique de l’ajusteur 50 peut alors être qualifiée de « embrayée >>.

Entre la position initiale et la position intermédiaire, la liaison mécanique décorrèle la rotation de la commande 3 de la translation du positionneur 80, de sorte que le positionneur 80 reste fixe axialement par rapport à la chambre 16, quelle que soit l’orientation de la commande 3 autour de l’axe X1 dans ce secteur angulaire. La liaison mécanique de l’ajusteur peut être qualifiée de « débrayée >>. Dans cette situation, on préfère que le positionneur 80 soit totalement fixe par rapport à la chambre 16, mais on pourrait prévoir qu’il soit seulement axialement fixe, tout en étant mobile en rotation autour de l’axe X1. On pourrait également prévoir que, dans cette situation, le positionneur 80 soit axialement déplacé, sur une distance négligeable, ou avec un pas très faible en regard du pas de déplacement opéré entre la position intermédiaire et la position terminale.

On préfère que la position intermédiaire soit atteinte entre la position de monoouverture et la position de bi-ouverture, de préférence plus proche de la position de biouverture, comme c’est le cas dans le présent exemple.

On peut alternativement prévoir que la position initiale soit comprise entre la position de bi-ouverture ou la position terminale, en étant plus proche de la position de biouverture. Toutefois, on peut prévoir que la position intermédiaire soit atteinte entre la position initiale et la position de mono-ouverture, au voisinage de la position de monoouverture. On pourrait également prévoir que la position intermédiaire soit confondue avec la position de bi-ouverture. On pourrait en outre prévoir que la position intermédiaire soit confondue avec la position de mono-ouverture.

Le positionneur 80 étant maintenu dans la position escamotée sur le secteur s’étendant de la position initiale à la position intermédiaire, on assure que, pour ce secteur, la compression du ressort 90 n’est pas trop importante, ce qui permet de préserver le ressort 90, comme illustré sur les figures 5 et 6. En effet, le déplacement axial vers le bas du positionneur 80 est limitée à la position escamotée visible sur les figures 5 et 6, de sorte que la course totale du positionneur 80 est relativement faible, le positionneur 80 parcourant cette course seulement lorsque son déplacement présente un intérêt pour le fonctionnement de la cartouche 1, à savoir essentiellement lorsqu’une régulation de la température de sortie doit être effectuée par l’ajusteur 50, entre la position de bi-ouverture et la position terminale de la commande 3.

Au moins lorsque le régleur 20 autorise l’établissement d’un débit pour les deux flux F1 et C1, notamment entre la position de bi-ouverture et la position terminale, le régleur 20 effectue une régulation thermostatique de la température de sortie du flux sortant M1, comme c’est le cas aux figures 7 à 10. Pour cela, la position axiale de l’obturateur 52 est modifiée par le régleur 20, à la fois en fonction de la position axiale du positionneur 80, laquelle dépend directement de la position de la commande 3, et à la fois en fonction de la position relative de la partie primaire 64 et de la partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62, cette dernière étant déterminée par la température de sortie ellemême. L’ajusteur 50 est captable de limiter ou d’obturer totalement le flux C1 par déplacement de l’obturateur 52 jusqu’à la position de sécurité, notamment lorsque la commande 3 est positionnée au voisinage et légèrement après de la position de biouverture. Le régleur 20 est captable de limiter ou d’obturer totalement le flux F1 par déplacement de l’obturateur 52 jusqu’à la position opposée, notamment lorsque la commande 3 est positionnée au voisinage et légèrement avant de la position terminale. Au voisinage de la position de bi-ouverture, comme illustré sur la figure 7, la position du positionneur 80 est telle que, malgré une mise en position d’escamotage, ou dans une position de saillie faible, de la partie secondaire 66, l’obturateur 52 est en position de sécurité, ou presque en position de sécurité. En position terminale, comme illustré sur la figure 10, la position du positionneur 80 est telle que, malgré une mise en position de saillie de la partie secondaire 66, l’obturateur est en position opposée.

De préférence, lorsque la commande 3 est positionnée sur une plage s’étendant de la position initiale jusqu’à une position de non-forçage, comprise entre la position initiale et la position terminale, la partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62 est maintenue en position de surcourse, à l’encontre de l’effort de rappel du ressort de surcourse 90, alors que l’obturateur 52 est maintenu en position de sécurité, quelle que soit la position de la partie secondaire 66 par rapport à la partie primaire 64. En particulier, l’obturateur 52 est plaqué en butée axiale vers le bas, que la partie secondaire 66 soit en position rétractée ou en position de saillie. Cette situation est illustrée par exemple aux figures 5 et 6. Plus précisément, dans cette situation, le positionneur 80 est en position escamotée, ou dans une position suffisamment basse pour que l’obturateur 52 soit maintenu en position de sécurité, même si la partie secondaire 66 est en position rétractée. Dans cette situation, le ressort de surcourse 90 force l’obturateur à être en position de sécurité, en plein froid.

Lorsque la commande 3 est entre la position de non-forçage et la position terminale, la partie secondaire 66 du thermo-actionneur 62 est libre d’atteindre la position de course normale, notamment lorsque la partie secondaire 66 est en position rétractée, voire pour certaines positions de saillie, comme c’est le cas sur les figure 7, 8 et 10. Dans cette plage de positions de la commande, la partie secondaire 66 peut être mise en position de saillie, de sorte à compenser une surcourse du thermo-actionneur 62, si l’obturateur 52 est en position de sécurité et si la partie secondaire 66 est mise dans une position de saillie suffisamment forte, comme c’est le cas sur la figure 9. Le ressort de surcourse 90 est alors compressé et absorbe ainsi l’excès de longueur axiale du thermoactionneur 62 afin d’éviter une détérioration de la cartouche 1. Dans cette plage de positions de la commande 3, le ressort de surcourse 90 joue une fonction de de compensation de surcourse. Une telle compensation de surcourse se produit notamment lorsque la température de sortie est supérieure à une valeur de seuil, déterminée à la fois par la position de la commande 3 et par la conception du thermo-actionneur 62, par exemple lorsque la pression d’eau froide fournie à l’orifice 10 est très faible en comparaison de la pression d’eau chaude fournie à l’orifice 12. Le régleur 20 obture alors le flux C1 par mise en position de sécurité de l’obturateur 52, ce qui permet d’éviter une brûlure de l’utilisateur.

De préférence, la position de non-forçage est comprise entre la position intermédiaire et la position terminale, à proximité de la position intermédiaire. On préfère que la position de non-forçage soit comprise entre 65 et 70° par rapport à la position initiale, ou à une proportion équivalente de la course totale de la commande 3.

Alternativement, la position de non-forçage est comprise entre la position de biouverture et la position terminale, à proximité de la position de bi-ouverture. On peut notamment prévoir que la position de non-forçage est confondue avec la position de biouverture.

Dans le présent exemple, l’écrou 40 comprend un logement traversant 43, coaxial avec l’axe X1. De préférence ce logement 43 comprend une partie inférieure débouchant vers le bas, traversée par la partie secondaire 66.

De façon avantageuse, ce logement 43 comprend une partie supérieure, pouvant présenter un diamètre plus important et débouchant vers le haut. Au sein de ce logement, un ou plusieurs chemins d’engrènement sont formés en creux. Dans le présent exemple, on prévoit trois chemins, comme expliqué dans ce qui suit.

A partir du haut du logement 43, chaque chemin comprend un filet interne 44, c’est-à-un sillon hélicoïdal coaxial avec l’axe X1. Chaque filet 44 s’étend sur une partie seulement de la longueur axiale du logement 43, dite « partie d’embrayage >>. Dans le présent exemple, les trois filets 44 sont entrelacés.

Vers le bas, chaque chemin comprend, dans la continuité du filet 44 concerné, une encoche radiale 45 ménagée en creux dans le logement 43, en prolongeant le filet 44. En d’autres termes, chaque encoche 45 débute à la fin du filet 44 du chemin concerné, en bas de ce filet 44. Les encoches 45 s’étendent axialement sur une partie seulement de la longueur axiale du logement 43, dite « partie de débrayage », débutant immédiatement au bas de la partie d’embrayage. Chaque encoche 45 s’étend dans un même plan orthogonal à l’axe X1. Chaque encoche 45 est ménagée en creux radialement vers l’extérieur, c’est-à-dire qu’elle augmente localement le diamètre du logement 43. Chaque encoche 45 s’étend sur une partie seulement de la circonférence du logement 43 autour de l’axe X1, par exemple inférieure à 90°. Les encoches 45 sont séparées les unes des autres en étant régulièrement réparties autour de l’axe X1. Les encoches 45 sont avantageusement radialement traversantes, mais pourraient être radialement borgnes. Alternativement à des encoches 45 discrètes telles qu’illustrées, on pourrait prévoir une encoche ou gorge qui serait continue sur toute la circonférence, qui serait ménagée en creux dans le logement 43. Dès lors, une seule gorge continue formerait l’encoche radiale de plusieurs ou de tous les chemins d’engrènement.

Chaque chemin d’engrènement décrit donc une trajectoire oblique, plus précisément hélicoïdale, à hauteur de leur filet 44, et une trajectoire formant un arc de cercle dans un plan orthogonal à l’axe X1, à hauteur de son encoche radiale 45.

Le positionneur 80 est coaxialement mobile dans ce logement 43 de façon à être entouré par l’écrou 40, comme visible sur la figure 11. Le positionneur 80, représenté seul sur les figures 12 et 13, comprend une ou plusieurs dents 87, dans le présent exemple trois dents 87, aptes à être respectivement engrenées, c’est-à-dire à cheminer, dans les filets 44 et les encoches 45 du chemin d’engrènement. On prévoit avantageusement le même nombre de dents 87 que de filets 44 et d’encoches 45. Les dents 87 s’étendent dans un même plan orthogonal par rapport à l’axe X1, préférentiellement vers le bas du positionneur 80. Chaque dent 87 est radialement saillante vers l’extérieur d’une paroi externe du positionneur 80, c’est-à-dire qu’elle augmente localement le diamètre du positionneur 80. Chaque dent 87 s’étend sur une partie seulement de la circonférence du positionneur 80 autour de l’axe X1. Les dents 87 sont séparées les unes des autres en étant régulièrement réparties autour de l’axe X1.

Chaque dent 87 occupe un secteur angulaire inférieur à 360°, de préférence inférieur à 90° autour de l’axe X1. Dans le présent exemple, chaque dent 87 occupe un secteur angulaire entre environ 70° et 80° autour é l’axe X1. De préférence, on prévoit que chaque dent 87 s’étend sur un secteur angulaire correspondant à cette plage de valeurs, laquelle est à la fois :

suffisamment élevée pour permettre un engrènement fiable avec les filets 44, suffisamment faible, non seulement pour assurer le fonctionnement mentionné dans ce qui suit, par interaction avec le chemin d’engrènement correspondant, mais aussi pour permettre de fabriquer le positionneur 80 par moulage, les faces du positionneur 80 étant toutes orientées en dépouille par rapport à un plan de joint comprenant l’axe X1 et traversant par exemple la dent 81.

Par conséquent, le positionneur 80 est à la fois fiable et particulièrement facile à fabriquer.

La longueur axiale de la dent 87 est préférentiellement égale, ou légèrement inférieure, à la longueur axiale de l’encoche 45.

La longueur axiale de chaque dent 87 est par exemple proche de la valeur du pas du filet 44 correspondant.

Chaque dent 87 forme de préférence une portion de filet hélicoïdal coaxial avec l’axe X1, de même pas que le filet 44.

De préférence, comme visible sur les figures 11 à 13, chaque dent 87 comprend, axialement par rapport à l’axe X1, deux parois 88 et 89, opposées inclinées à l’oblique par rapport à l’axe X1, afin de présenter localement une forme hélicoïdale. La paroi 89 est tournée vers le bas, de façon à pouvoir glisser contre une partie du filet 44 s’étendant audessous de la dent 87 en question, alors que l’autre paroi inclinée 88 est tournée vers le haut, de façon à pouvoir glisser contre une partie du filet 44 s’étendant au-dessus de la dent 87 en question.

Chaque dent 87 comprend, axialement par rapport à l’axe X1, deux parois opposées axiales 91 et 92, dont au moins l’une, préférentiellement la paroi 91 du dessus, est parallèle à un plan orthogonal avec l’axe X1. Ces parois 91 et 92, ou pour le moins la paroi du dessus 91, sont prévues pour glisser le long des parois de l’encoche 45 concernée. De préférence, ces parois 91 et 92 relient entre elles les parois inclinées 88 et 89.

Dans le mode de réalisation préférentiel illustré, chaque dent 87 présente un contour en forme de parallélogramme ou de trapèze non rectangulaire, avec deux parois axiales opposées 91 et 92 reliées par deux parois obliques opposées 88 et 89, comme visible notamment sur les figures 11 à 13. Ainsi, chaque dent 87 engrène avec un rendement maximal dans le filet 44 concerné, tout en étant apte à être capturé dans l’encoche 45 concernée sans entraver la rotation de la commande 3.

L’encoche 45 comprend avantageusement des parois de forme correspondante à celle des parois des dents 87. Par conséquent, chaque dent 87 peut se loger en entier dans l’encoche 45, de façon que la course angulaire de l’écrou 40 soit particulièrement importante. En particulier, l’encoche 45 comprend une paroi oblique 93, correspondant à la paroi oblique 88 de la dent 87.

En variante, on prévoit qu’une seule paroi de la dent 87 est oblique, ou qu’aucune paroi n’est oblique.

Grâce aux filets 44, aux encoches 45 et aux dents 87, la liaison mécanique de l’ajusteur 50 permet que :

lorsque la commande 3 est déplacée depuis la position initiale jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur 80 est maintenu dans la position escamotée par capture axiale des dents 87 dans leurs encoches 45 respectives, l’écrou 40 tournant sans que le positionneur 80 ne soit axialement déplacé ; et lorsque la commande 3 est déplacée au-delà de la position intermédiaire, jusqu’à la position terminale, le positionneur 80 est déplacé par rapport à la chambre 16, depuis la position escamotée jusqu’à la position déployée par engrènement des dents 87 avec les filets 44, à la façon d’une liaison hélicoïdale.

On pourrait prévoir une seule dent radiale associée à un seul chemin d’engrènement, ou deux dents radiales associées respectivement à deux chemins d’engrènement. On préfère cependant prévoir trois dents radiales associées respectivement à autant de chemins d’engrènement, ce qui permet d’assurer que l’actionnement de la liaison mécanique présente un jeu particulièrement faible, une précision élevée et une durabilité élevée, sans préjudice substantiel au rendement mécanique de cette liaison. On pourrait prévoir si nécessaire davantage de dents radiales associées respectivement à autant de chemins d’engrènement, afin de renforcer la fiabilité du mécanisme.

On pourrait prévoir la disposition inverse à celle de l’exemple illustré, selon laquelle le ou les chemins d’engrènement sont prévus sur le positionneur 80 et selon laquelle la ou les dents radiales sont prévues sur l’écrou 40. En tout état de cause, on prévoit au moins une dent radiale sur un premier organe parmi la commande 3 et le positionneur 80, et au moins un chemin d’engrènement de cette dent radiale, sur un deuxième organe parmi la commande 3 et le positionneur 80.

La cartouche de l’exemple illustré permet de mettre en œuvre un procédé de fonctionnement, dans lequel, lorsque la commande 3 est déplacée depuis la position initiale jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur 80 est maintenu dans la position escamotée, et, lorsque la commande 3 est positionnée entre la position intermédiaire et la position terminale, le positionneur 80 est déplacé depuis la position escamotée jusqu’à une position déployée.

Claims (11)

1. - Cartouche (1) pour un robinet mitigeur, la cartouche (1) comprenant : deux entrées (10, 12) de flux entrants (F1, C1 ) de liquide ;

une chambre (16), configurée pour former un flux sortant (M1) par mélange des flux entrants (F1, C1) ;

une commande (3), qui est mobile par rapport à la chambre (16) entre une position initiale (figure 5) et une position terminale (figure 10), en passant par une position intermédiaire entre la position initiale (figure 5) et la position terminale (figure 10) ;

un ajusteur (50), qui comprend :

o un positionneur (80), qui est mobile par rapport à la chambre (16) en étant actionné par la commande (3), de façon à être déplacé par rapport à la chambre (16) depuis une position escamotée jusqu’à une position déployée lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position intermédiaire jusqu’à la position terminale (figure 10) ;

o un obturateur (52), qui est mobile par rapport à la chambre (16), pour modifier de façon différenciée le débit respectif des flux entrants (F1, C1) ;

o un thermo-actionneur (62), qui comprend une partie primaire (64) fixement liée à l’obturateur (52) et une partie secondaire (66) se déplaçant par rapport à la partie primaire (64) en fonction d’une température de sortie du flux sortant (M1) ; et o un ressort de surcourse (90), qui est interposé entre le positionneur (80) et la partie secondaire (66) du thermo-actionneur (62) ;

la cartouche (1) étant caractérisée en ce que le positionneur (80) est maintenu dans la position escamotée, lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position initiale (figure 5) jusqu’à la position intermédiaire.

2, - Cartouche (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que :

la cartouche (1 ) définit un axe principal (X1 ) fixe par rapport à la chambre (16) ;

la commande (3) est mobile en pivotement autour de l’axe principal (X1 ), depuis la position initiale (figure 5) jusqu’à la position terminale (figure 10), par rapport à la chambre (16) ;

le positionneur (80) est mobile en translation parallèlement à l’axe principal (X1), depuis la position escamotée jusqu’à position déployée, par rapport à la chambre (16) ; et l’ajusteur (50) comprend une liaison mécanique, par l’intermédiaire de laquelle la commande (3) actionne le positionneur (80), la liaison mécanique comprenant : o au moins une dent radiale (87), qui fait saillie, de façon radiale par rapport à l’axe principal (X1 ), d’un premier organe parmi la commande (3) et le positionneur (80) ;

o au moins un chemin d’engrènement (44, 45) de la dent radiale (87), qui est ménagé en creux dans un deuxième organe parmi la commande (3) et le positionneur (80).

3. - Cartouche (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque chemin d’engrènement (44, 45) comprend :

un filet hélicoïdal (44), qui est coaxial avec l’axe principal (X1 ), de sorte que, lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position intermédiaire jusqu’à la position terminale (figure 10), le positionneur (80) est déplacé par rapport à la chambre (16) depuis la position escamotée jusqu’à la position déployée par engrènement de la dent radiale (87) avec le filet hélicoïdal (44) ; et une encoche radiale (45), débutant à la fin du filet hélicoïdal (44) et s’étendant dans un plan orthogonal à l’axe principal (X1 ), de sorte que, lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position initiale (figure 5) jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur (80) est maintenu dans la position escamotée par capture axiale de la dent radiale (87) dans l’encoche radiale (45).

4. - Cartouche (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’obturateur (52) est mobile par rapport à la chambre (16), entre :

une position de sécurité dans laquelle l’obturateur (52) obture le premier flux entrant (C1 ) et autorise le deuxième flux entrant (F1) ; et une position opposée dans laquelle l’obturateur (52) obture le deuxième flux entrant (F1 ) et autorise le premier flux entrant (C1 ).

5. - Cartouche (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que :

la partie secondaire (66) du thermo-actionneur (62) est mobile, par rapport au positionneur (80), entre une position de course normale et une position de surcourse ; et le ressort de surcourse (90) exerce un effort de rappel sur la partie secondaire (66) tendant à ramener la partie secondaire (66) en position de course normale, lorsque la partie secondaire (66) est amenée en position de surcourse.

6. - Cartouche (1) selon les revendications 4 et 5 prises en combinaison, caractérisée en ce que :

la partie secondaire (66) du thermo-actionneur (62) se déplace, par rapport à la partie primaire (64), depuis au moins une position rétractée jusqu’à au moins une position de saillie en fonction de la température de sortie ; et la commande (3) passe par une position de non-forçage, lorsqu’elle est déplacée entre la position initiale (figure 5) et la position terminale (figure 10), de sorte que :

o lorsque la commande (3) est entre la position initiale (figure 5) et la position de non-forçage, la partie secondaire (66) du thermo-actionneur (62) est maintenue en position de surcourse à l’encontre de l’effort de rappel du ressort de surcourse (90), alors que l’obturateur (52) est maintenu en position de sécurité, que la partie secondaire (66) soit en position rétractée ou en position de saillie, et o lorsque la commande (3) est entre la position de non-forçage et la position terminale (figure 10), la partie secondaire (66) du thermo-actionneur (62) est en position de course normale au moins lorsque la partie secondaire (66) est en position rétractée.

7, - Cartouche (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que :

la commande (3) passe par une position de mono-ouverture, lorsqu’elle est déplacée entre la position initiale (figure 5) et la position intermédiaire, et par une position de biouverture, lorsqu’elle est déplacée entre la position intermédiaire et la position terminale (figure 10) ; et la cartouche (1) comprend en outre un régleur (20), configuré pour modifier de façon différenciée le débit respectif des flux entrants (F1, C1) en fonction de la position de la commande (3), de sorte que, lorsque la commande (3) :

o est entre la position initiale (figure 5) et la position de mono-ouverture, les deux flux entrants (F1, C1) sont obturés par le régleur (20) ;

o est entre la position de mono-ouverture et la position de bi-ouverture, l’un des flux entrant (C1) est obturé par le régleur (20) et l’autre flux entrant (F1) est autorisé par le régleur (20) ; et o est entre la position de bi-ouverture et la position terminale (figure 10), les deux flux entrants (F1, C1) sont autorisés par le régleur (20).

8. - Cartouche (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ajusteur (50) comprend en outre un ressort de rappel (63) qui est interposé entre :

d’une part, l’obturateur (52) ou la partie primaire (64), et

5 d’autre part, la chambre (16).

9. - Robinet mitigeur comprenant une cartouche (1) conforme à l’une quelconque des revendications précédentes.

10 10.- Procédé de fonctionnement d’une cartouche (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel :

lorsque la commande (3) est déplacée depuis la position initiale (figure 5) jusqu’à la position intermédiaire, le positionneur (80) est maintenu dans la position escamotée ; et

15 lorsque la commande (3) est positionnée entre la position intermédiaire et la position terminale, le positionneur (80) est déplacé depuis la position escamotée jusqu’à une position déployée.