FR3089025A1 - Ensemble thermostatique, notamment cartouche thermostatique - Google Patents

Abstract

Ensemble thermostatique, notamment cartouche thermostatique L’ensemble thermostatique comporte une enveloppe (10), un élément thermostatique qui inclut un corps thermosensible et un piston se déplaçant l’un par rapport à l’autre suivant un axe (X-X) de l’enveloppe en fonction de la température du fluide mitigé, et un tiroir (20) de régulation de la température du fluide mitigé. Le tiroir est relié au corps thermosensible pour être déplacé suivant l’axe à l’intérieur d’une chambre (11) de l’enveloppe de façon à obturer, en des proportions respectives inverses, un passage d’arrivée de fluide chaud (14) et un passage d’arrivée de fluide froid (15). Le tiroir est pourvu d’une pièce d’étanchéité (22) incluant une partie périphérique qui est compressée radialement contre une paroi (16) de la chambre, interposée axialement entre les passages d’arrivée, de manière à former une étanchéité entre ces passages. Afin d’améliorer les performances de régulation en température et la fiabilité dans le temps, le tiroir est également pourvu de deux aménagements périphériques (25) pour piéger un lubrifiant sur la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, ces aménagements périphériques étant situés axialement de part et d’autre de la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et étant adaptés pour coopérer par contact ajusté avec la paroi de la chambre de manière à disposer d’une réserve de lubrifiant (R) entre la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et chaque aménagement périphérique. Figure pour l'abrégé : Figure 2

Description

Description

Titre de l'invention : Ensemble thermostatique, notamment cartouche thermostatique [0001] La présente invention concerne un ensemble thermostatique, notamment une cartouche thermostatique.

[0002] Pour réguler en température un mélange d’un fluide chaud et d’un fluide froid, notamment un mélange d’eau chaude et d’eau froide dans une installation sanitaire, il est connu d’utiliser un élément thermo statique et un tiroir, qui sont agencés dans une enveloppe externe creuse, typiquement un corps de cartouche à rapporter dans un corps de robinet. L’élément thermo statique comprend un piston, qui est normalement fixe par rapport à l’enveloppe, et un corps thermosensible, par rapport auquel le piston est déplaçable en translation sous l’effet d’une thermo-dilatation de l’élément thermostatique et auquel le tiroir est solidaire. Le tiroir est monté déplaçable en translation à l’intérieur d’une chambre de l’enveloppe de façon à obturer, en des proportions respectives inverses, un passage d’arrivée de fluide chaud et un passage d’arrivée de fluide froid qui sont délimités par l’enveloppe et qui débouchent dans la chambre. Le fluide chaud et le fluide froid que le tiroir laisse passer pour atteindre la chambre s’y mélangent et forment, en aval du tiroir, un fluide mitigé qui sort de l’enveloppe en s’écoulant le long du corps thermosensible de l’élément thermostatique. En modifiant la position du piston par rapport à l’enveloppe, généralement au moyen d’un mécanisme de réglage ad hoc, on peut fixer la température de régulation thermostatique, c’est-à-dire la température d’équilibrage autour de laquelle est régulée la température du fluide mitigé. Un exemple de ce type de cartouche est fourni par WO 2013/083703.

[0003] Le déplacement du tiroir à l’intérieur de la chambre, qui est commandé par l’élément thermostatique, se doit d’être le plus précis et le plus rapide possible afin que la stabilisation de la température du fluide mitigé autour d’une valeur de consigne soit performante. En pratique, les mouvements du tiroir à l’intérieur de la chambre doivent vaincre la résistance produite par des frottements qui sont générés entre une paroi latérale de la chambre et un joint d’étanchéité périphérique porté par le tiroir, ce joint étant monté comprimé radialement entre le tiroir et la paroi de la chambre de manière à former une étanchéité au fluide chaud et au fluide froid entre les passages d’arrivée de ces fluides délimités par l’enveloppe.

[0004] Pour tenter de réduire ces frottements, il est connu d’appliquer un lubrifiant sur le joint d’étanchéité du tiroir avant que ce dernier ne soit monté à l’intérieur de la chambre. Cette solution donne des résultats limités car, d’une part, le lubrifiant appliqué sur le joint est partiellement enlevé lors de l’assemblage, en restant collé à l’enveloppe avant que le tiroir soit en position fonctionnelle et, d’autre part, les déplacements du tiroir lors du fonctionnement étalent le lubrifiant sur la paroi latérale de la chambre d’où il est rapidement emmené par le fluide contenu dans la chambre. Il en résulte que, dès la mise en service, les frottements du tiroir à l’intérieur de la chambre sont substantiels, ce qui dégrade la qualité de la régulation thermostatique de la température du fluide mitigé et ce qui augmente l’hystérésis de l’élément thermo statique et donc en réduit la durée de vie par défaut de fiabilité dans le temps.

[0005] Le but de la présente invention est de proposer un ensemble thermostatique dont les performances de régulation en température et la fiabilité dans le temps sont améliorées.

[0006] A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble thermostatique, comportant :

[0007] - une enveloppe dans laquelle sont délimités à la fois une chambre qui définit un axe et dans laquelle un fluide chaud et un fluide froid se mélangent pour former un fluide mitigé, un passage d’arrivée de fluide chaud par lequel le fluide chaud pénètre dans la chambre depuis l’extérieur de l’enveloppe, un passage d’arrivée de fluide froid par lequel le fluide froid pénètre dans la chambre depuis l’extérieur de l’enveloppe, et un passage d’évacuation de fluide mitigé par lequel le fluide mitigé contenu dans la chambre sort de l’enveloppe, [0008] - un élément thermostatique qui inclut un corps thermosensible, agencé pour être en contact avec le fluide mitigé, et un piston, relié à l’enveloppe, le corps thermosensible et le piston se déplaçant l’un par rapport à l’autre suivant l’axe en fonction de la température du fluide mitigé, et [0009] - un tiroir de régulation de la température du fluide mitigé, lequel tiroir est relié au corps thermosensible de l’élément thermo statique pour être déplacé suivant l’axe à l’intérieur de la chambre de façon à obturer, en des proportions respectives inverses, le passage d’arrivée de fluide chaud et le passage d’arrivée de fluide froid, et lequel tiroir est pourvu d’une pièce d’étanchéité incluant une partie périphérique qui est compressée, radialement à l’axe, contre une paroi de la chambre interposée axialement entre le passage d’arrivée de fluide chaud et le passage d’arrivée de fluide froid, de manière à former une étanchéité au fluide chaud et au fluide froid entre le passage d’arrivée de fluide chaud et le passage d’arrivée de fluide froid, [0010] caractérisé en ce que le tiroir est également pourvu de deux aménagements périphériques pour piéger un lubrifiant sur la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, ces aménagements périphériques étant situés axialement de part et d’autre de la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et étant adaptés pour coopérer par contact ajusté avec la paroi de la chambre de manière à disposer d’une réserve de lubrifiant entre la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et chaque aménagement périphérique.

[0011] Une des idées à la base de l’invention est d’aménager la périphérie extérieure du tiroir pour y retenir, tant lors du montage du tiroir dans la chambre de l’enveloppe que lors des mouvements axiaux du tiroir dans cette chambre aux fins de la régulation thermostatique, des réserves de lubrifiant qui sont disposées axialement de part et d’autre d’une partie périphérique d’étanchéité dont est pourvu le tiroir et qui est prévue pour assurer, par compression radiale contre la paroi latérale de la chambre, l’étanchéité à l’extérieur du tiroir entre les passages d’arrivée de fluide chaud et de fluide froid. Les deux aménagements périphériques correspondants du tiroir permettent de piéger, entre chacun d’eux et la partie périphérique d’étanchéité du tiroir, une grande partie du lubrifiant qui est appliquée sur cette partie périphérique d’étanchéité du tiroir avant que ce dernier ne soit introduit dans la chambre lors de l’assemblage de l’ensemble thermostatique conforme à l’invention : le lubrifiant ainsi piégé de part et d’autre de la partie périphérique d’étanchéité du tiroir y reste lors du montage du tiroir dans la chambre puis lors du fonctionnement de l’ensemble thermostatique, ce qui limite substantiellement la résistance des frottements entre le tiroir et la paroi de la chambre et donc améliore significativement à la fois les performances de régulation en température et la fiabilité dans le temps de cet ensemble thermostatique. En pratique, comme détaillé par la suite, de nombreuses formes de réalisation sont envisageables pour les deux aménagements périphériques précités du tiroir. Dans tous les cas, ces aménagements périphériques sont prévus pour ne pas eux-mêmes générer des frottements contre la paroi de la chambre qui induiraient une résistance sensible aux mouvements du tiroir : l’invention prévoit que, à l’état assemblé de l’ensemble thermostatique, le contact entre chacun de ces aménagements périphériques et la paroi de la chambre n’est pas radialement pressant mais est simplement ajusté.

[0012] Suivant des caractéristiques optionnelles avantageuses de l’ensemble thermo statique conforme à l’invention, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :

[0013] - Le tiroir est conçu pour que, lorsque le tiroir est hors de la chambre, notamment avant montage dans cette chambre, la partie périphérique de la pièce d’étanchéité présente un diamètre qui est supérieur au diamètre de la paroi de la chambre et chacun des aménagements périphériques du tiroir présente un diamètre qui est à la fois inférieur au diamètre de la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et sensiblement égal au diamètre de la paroi de la chambre.

[0014] - Les aménagements périphériques du tiroir sont distincts de la pièce d’étanchéité.

[0015] - La pièce d’étanchéité est un joint torique, qui est porté par le tiroir, et chacun des deux aménagements périphériques est un joint torique, qui est porté par le tiroir.

[0016] - Les aménagements périphériques du tiroir sont intégrés d’une seule pièce à la pièce d’étanchéité.

[0017] - La pièce d’étanchéité est un joint de forme, qui est porté par le tiroir et qui inclut au moins trois lèvres, dont une lèvre, qui constitue la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, et deux autres lèvres qui constituent respectivement les aménagements périphériques du tiroir.

[0018] - Le tiroir inclut un insert qui est surmoulé par un élastomère, qui constitue la pièce d’étanchéité et qui forme au moins trois lèvres, dont une lèvre, qui constitue la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, et deux autres lèvres qui constituent respectivement les aménagements périphériques du tiroir.

[0019] - L’insert du tiroir délimite des passages traversants d’accrochage de la pièce d’étanchéité, qui sont adaptés pour, lors du surmoulage de 1’insert, être comblés par l’élastomère de la pièce d’étanchéité.

[0020] - L’insert du tiroir est surmoulé par l’élastomère de la pièce d’étanchéité, avec interposition d’un liant chimique d’accrochage.

[0021] - L’ensemble thermo statique forme une cartouche thermo statique adaptée pour être rapportée d’un seul tenant dans un corps de robinet.

[0022] 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 :

[0023] - [fig.l] la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d’un ensemble thermostatique conforme à l’invention, réalisé sous forme d’une cartouche thermo statique ;

[0024] - [fig.2] la figure 2 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 1 ;

[0025] - [fig.3] la figure 3 est une coupe longitudinale d’un tiroir de la cartouche de la figure

1, montré avant son assemblage au reste de la cartouche ;

[0026] - [fig.4] la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une variante de réalisation du tiroir ;

[0027] - [fig.5] la figure 5 et [Lig 6] la figure 6 sont des vues en perspective de deux pièces distinctes qui, par assemblage, donnent le tiroir de la figure 4 ;

[0028] - [fig.7] la figure 7 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une autre variante du tiroir ; et [0029] - [fig.8] la figure 8 et [Lig 9] la figure 9 sont des demi-coupes en perspective de deux parties distinctes du tiroir de la figure 7.

[0030] Sur les figures 1 et 2 est représentée une cartouche thermostatique 1 agencée autour et le long d’un axe central X-X. Cette cartouche 1 est adaptée pour équiper un robinet mitigeur à alimenter en eau chaude et en eau froide, non représenté en tant que tel sur les figures, ou, plus généralement, pour équiper une installation alimentée en un fluide chaud et en un fluide froid à mélanger.

[0031] La cartouche 1 comporte, en tant que composant externe principal, une enveloppe 10 creuse. Cette enveloppe 10 présente une forme globalement tubulaire, qui est centrée sur l’axe X-X et qui délimite intérieurement une chambre 11 centrée sur l’axe X-X. L’eau chaude et l’eau froide à réguler par la cartouche 1 sont prévues pour se mélanger à l’intérieur de la chambre 11, en y formant une eau mitigée.

[0032] Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l’axe X-X, dans le sens où les termes « supérieur » et « haut » correspondent à une orientation axiale tournée vers la partie haute des figures, tandis que les termes « inférieur » et « bas » correspondent à une direction axiale de sens opposé.

[0033] Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, l’enveloppe 10 comporte un boîtier supérieur 12 à l’extrémité inférieure duquel est solidarisée, ici par vissage, une douille 13. La chambre 11 s’étend à la fois le long du boîtier 12 et de la douille 13. Le boîtier 12 et la douille 13 sont destinés à être montés étanches dans le corps du robinet mitigeur précité, avec interposition de joints toriques, visibles sur la figure 1. La forme de réalisation de l’enveloppe 1, associant ici le boîtier 12 et la douille 13, n’est pas limitative.

[0034] L’enveloppe 1 présente des passages latéraux 14 et 15 qui relient l’extérieur de l’enveloppe 1 à la chambre 11. Le passage 14 est décalé axialement le long de l’enveloppe 1 par rapport au passage 15, en étant, notamment au niveau des débouchés respectifs de ces passages 14 et 15 dans la chambre 11, séparé par une paroi latérale 16 de la chambre 11. En pratique, la forme de réalisation de chacun des passages latéraux 14 et 15 n’est pas limitative : à titre d’exemple, chacun de ces passages 14 et 15 peut inclure une ou plusieurs lumières radialement traversantes, qui s’étendent en arcs de circonférence centrés sur l’axe X-X ; ou bien chacun de ces passages 14 et 15 s’étend, au moins en partie, axialement dans l’épaisseur de la paroi latérale de l’enveloppe 1, en débouchant à l’extérieur de cette paroi, via un ou plusieurs orifices de diverses géométries, à un niveau axial différent de celui où débouche le passage 14,15 dans la chambre 11, également via un ou plusieurs orifices de géométries diverses. Dans tous les cas, le passage inférieur 14 constitue un passage d’arrivée d’eau chaude par lequel l’eau chaude pénètre dans la chambre 11 depuis l’extérieur de l’enveloppe 1, tandis que le passage supérieur 15 constitue un passage d’arrivée d’eau froide par lequel l’eau froide pénètre dans la chambre 11 depuis l’extérieur de l’enveloppe 1.

[0035] Pour permettre à l’eau mitigée contenue dans la chambre 11 de sortir de l’enveloppe 1, cette dernière présente un passage d’évacuation d’eau mitigée 17 qui, dans l’exemple de réalisation considéré ici, est centré sur l’axe X-X et est délimité par la douille 13.

[0036] La cartouche 1 comporte également un tiroir 20 monté à l’intérieur de la chambre 11 de manière mobile suivant l’axe X-X entre deux positions extrêmes, à savoir :

[0037] - une position extrême basse, dans laquelle une extrémité axiale inférieure du tiroir est en appui contre un siège annulaire 18, qui est porté fixement par l’enveloppe 1 et qui situé, suivant l’axe X-X, sensiblement au niveau du débouché du passage 14 à l’intérieur de la chambre 11, et [0038] - une position extrême haute, dans laquelle une extrémité axiale supérieure du tiroir est en appui contre un siège annulaire 19, qui est porté fixement par l’enveloppe 1 et qui est situé, suivant l’axe X-X, sensiblement au niveau du débouché du passage 15 à l’intérieur de la chambre 11.

[0039] Dans l’exemple de réalisation considéré ici, et comme bien visible sur la figure 2, le siège inférieur 18 est formé par une extrémité supérieure de la douille 13, tandis que le siège supérieur 19 est formé par un épaulement intermédiaire du boîtier 12.

[0040] Dans la mesure où la dimension axiale du tiroir 20, séparant l’une de l’autre ses faces axiales opposées, est inférieure à la distance axiale séparant l’un de l’autre les sièges 18 et 19, on comprend que, lorsque le tiroir 20 est dans sa position extrême basse, le tiroir ferme totalement l’admission d’eau chaude à l’intérieur de la chambre 11, tout en ouvrant au maximum l’admission d’eau froide dans cette chambre via le passage 15. A l’inverse, lorsque le tiroir 20 est dans sa position extrême haute, le tiroir ferme totalement l’admission d’eau froide à l’intérieur de la chambre 11, tout en ouvrant au maximum l’admission d’eau chaude dans cette chambre via le passage 16. Bien entendu, selon la position du tiroir 20 le long de l’axe X-X entre ses positions extrêmes haute et basse, les obturations respectives des passages 14 et 15 varient de manière inverse, ce qui revient à dire que les quantités d’eau chaude et d’eau froide admises à l’intérieur de la chambre 11 sont régulées, en des proportions respectives inverses, par le tiroir 20 selon sa position axiale. Sur les figures 1 et 2, le tiroir 20 occupe une position intermédiaire entre ses positions extrêmes haute et basse.

[0041] Pour entraîner le tiroir 20 en translation suivant l’axe X-X, la cartouche 1 comporte un élément thermo statique 30 qui inclut un corps thermosensible 31 et un piston 32, qui, à l’état assemblé des composants de la cartouche, sont sensiblement centrés sur l’axe X-X. L’élément thermostatique 30 est conçu pour que son corps thermosensible 31 et son piston 32 se déplacent l’un par rapport à l’autre suivant l’axe X-X, ce déplacement relatif étant commandé par une variation de température appliquée au corps thermosensible 31. Pour ce faire, le corps thermosensible 31 contient par exemple une matière thermodilatable qui, lors de sa dilatation, provoque le déploiement du piston 32 par rapport au corps thermosensible 31 et qui, lors de sa contraction, permet l’escamotage du piston par rapport au corps thermosensible. D’autres formes de thermo-actionnement sont envisageables pour l’élément thermo statique 30. Dans tous les cas, afin que le déplacement axial relatif entre le corps thermosensible 31 et le piston 32 soit commandé par la température de l’eau mitigée contenue dans la chambre 11, ce corps thermosensible 31 est agencé pour être en contact avec l’eau mitigée, en étant au moins partiellement disposé dans la chambre 11 et/ou dans le passage d’évacuation d’eau mitigée 17.

[0042] Le corps thermosensible 31 est relié solidairement au tiroir 20, par exemple par vissage, étant souligné que la forme de réalisation de cette solidarisation entre le tiroir 20 et le corps thermosensible 31 n’est pas limitative et surtout que cette solidarisation s’entend comme étant une liaison cinématique de l’un à l’autre aux fins du déplacement du tiroir pour obturer, en des proportions respectives inverses, les passages 14 et 15. Le piston 32 est, quant à lui, relié à l’enveloppe 1 par un mécanisme, référencé 40 et détaillé plus loin.

[0043] Dans l’hypothèse où le mécanisme 40 maintient fixe la position du piston 32 le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 1, la température de l’eau mitigée en sortie de la cartouche 1 est régulée de manière thermo statique par le tiroir 20 et l’élément thermostatique 30. En effet, dans cette hypothèse, la température de l’eau mitigée résulte directement des quantités respectives d’eau chaude et d’eau froide admises dans la chambre 11 via respectivement les passages 14 et 15 plus ou moins obturés par le tiroir 20, comme expliqué précédemment. Si l’alimentation de la cartouche en eau chaude et/ ou en eau froide est perturbée et que, par exemple, la température de l’eau mitigée augmente, le piston 32 se déploie axialement par rapport au corps thermosensible 31, ce qui provoque la translation vers le bas du corps thermosensible 31 et donc du tiroir 20 : la proportion d’eau chaude à travers le passage 14 diminue tandis que, à l’inverse, la proportion d’eau froide à travers le passage 15 augmente, ce qui entraîne une baisse de la température de l’eau mitigée. Une réaction inverse se produit lorsque la température de l’eau mitigée diminue, étant remarqué qu’un ressort de compression 33 est prévu pour rappeler l’un vers l’autre le corps thermo statique 31 et le piston 32 lorsque ce dernier s’escamote, par exemple lors d’une contraction de la matière thermodilatable contenue dans le corps thermosensible 31. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, ce ressort de rappel 33 est interposé axialement entre l’enveloppe 1 et le tiroir 20. Les corrections de la température de l’eau mitigée aboutissent à un équilibre de régulation pour cette température de l’eau mitigée, et ce à une température de régulation thermo statique qui dépend de la position, imposée par le mécanisme 40, du piston 32 le long de l’axe X-X.

[0044] Le mécanisme 40 permet de régler la valeur de la température de régulation thermostatique, en agissant sur la position axiale du piston 32. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, ce mécanisme 40 comporte une butée 41, contre laquelle l’extrémité supérieure du piston 32 est appuyée axialement et qui est montée coulissante, suivant l’axe X-X, à l’intérieur d’un écrou 42, avec interposition axiale entre la butée 41 et l’écrou 42 d’un ressort de surcourse 43. La position axiale de l’écrou 42 à l’intérieur de l’enveloppe 1 et, par-là, l’altitude de la butée 41, sont modifiables par une vis de réglage 44, qui est centrée sur l’axe X-X et dont une extrémité supérieure est destinée à être liée en rotation avec une manette de manœuvre, non représentée sur les figures. A son extrémité inférieure, la vis de réglage 44 est vissée dans l’écrou 42, ce dernier étant lié en rotation autour de l’axe X-X à l’enveloppe 1, typiquement par des cannelures.

Ainsi, lorsque la vis 44 est entraînée en rotation sur elle-même autour de l’axe X-X, l’écrou 42 se translate suivant cet axe, ce qui provoque l’entraînement correspondant de la butée 41 par l’intermédiaire du ressort de surcourse 43, étant souligné que ce ressort de surcourse 43 est substantiellement plus raide que le ressort de rappel 33.

[0045] La structure et le fonctionnement du mécanisme de réglage 40 ne seront pas décrits ici plus avant, étant entendu que le lecteur pourra à cette fin se reporter à ER 2 869 087. On rappelle que la forme de réalisation de ce mécanisme 40 n’est pas limitative de l’invention : d’autres formes de réalisation sont connues dans la technique, par exemple dans ER 2 921 709, ER 2 774 740 et FR 2 870 611. Par ailleurs, à titre de variante non représentée, si on renonce à pouvoir régler la valeur de la température à laquelle le tiroir 20 régule le mélange de l’eau chaude et de l’eau froide, le mécanisme 40 peut être supprimé de la cartouche 1, le piston 32 étant alors relié fixement à l’enveloppe 10.

[0046] On revient maintenant à une description plus détaillée du tiroir 20, en se référant plus spécifiquement aux figures 2 et 3, la figure 3 montrant seul le tiroir 2 lorsque ce tiroir est hors de la chambre 11, notamment avant que le tiroir ne soit monté dans cette chambre 11.

[0047] Ainsi, comme bien visible sur les figures 2 et 3, le tiroir 20 comporte un corps principal 21 centré sur un axe qui, à l’état assemblé des composants de la cartouche 1, est aligné avec l’axe X-X. La forme de réalisation du corps principal 21 n’est pas limitative du moment que ce corps principal 21 assure, à la fois, la liaison du tiroir 20 au corps thermosensible 31 de l’élément thermostatique 30 et les obturations respectives, en des proportions respectives inverses, des passages 14 et 15, comme expliqué en détail plus haut.

[0048] Le tiroir 20 comporte également un joint torique 22 qui est porté par la face latérale extérieure du corps principal 21. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures 2 et 3, la face latérale extérieure du corps principal 21 délimite une gorge périphérique 23 à l’intérieur de laquelle le joint torique 22 est reçu. Les aménagements du corps principal 21 et/ou du joint 22, assurant leur assemblage au sein du tiroir 20 ne sont pas limitatifs du moment que, à l’état assemblé de la cartouche 1, en particulier lorsque le tiroir 20 est reçu dans la chambre 11, le joint 22 se trouve radialement interposé entre le corps principal 21 et la paroi latérale 16 de la chambre 11 : une partie périphérique extérieure 22A du joint 22 est alors prévue pour être compressée, radialement à l’axe X-X, contre la paroi 16 de la chambre 11, de manière à former une étanchéité à l’eau chaude et à l’eau froide entre les passages 14 et 15. Ainsi, à l’intérieur de la chambre 11, la partie périphérique 22A du joint 22 étanche l’un visà-vis de l’autre les passages 14 et 15 à l’extérieur du tiroir 20. En pratique, pour que cette étanchéité soit satisfaisante, la compression minimale de la partie périphérique

22A du joint 22 doit être substantielle et résulte d’un différentiel dimensionnel entre la paroi 16 de la chambre 11 et le joint 22, à savoir que le diamètre de la paroi 16, noté

D16 sur la figure 2, est inférieur au diamètre, noté D22 sur la figure 3, que présente la partie périphérique 22A du joint 22 lorsque le tiroir 20 est hors de la chambre 11.

[0049] Pour que l’eau froide admise à l’intérieur de la chambre 11 via le passage 15 puisse rejoindre et se mélanger avec l’eau chaude admise dans la chambre via le passage 14, pour former l’eau mitigée s’écoulant en aval du tiroir 20 jusqu’au passage 17, le tiroir 20 présente un passage d’écoulement 24 reliant l’une à l’autre les faces axiales opposées du tiroir. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, le passage d’écoulement 24 est délimité par le corps principal 21, en étant constitué de plusieurs orifices traversants, répartis autour de l’axe X-X.

[0050] Le tiroir 20 comporte également deux joints toriques 25, qui sont distincts du joint 22 et qui sont portés par la face latérale extérieure du corps principal 21. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, la face latérale extérieure du corps principal 21 délimite deux gorges périphériques 26, qui sont situées axialement de part et d’autre de la gorge 23 et qui reçoivent respectivement les joints 25. La forme de réalisation de l’assemblage entre chacun des joints 25 et le corps principal 21 n’est pas limitative du moment que chacun des joints 25 forme un aménagement périphérique du tiroir 20 et que ces joints 25 soient situés axialement de part et d’autre du joint 22. De plus, chaque joint 25 est prévu pour que, lorsque le tiroir 20 est hors de la chambre 11, le joint 25 présente un diamètre, noté D25 sur la figure 3, qui est à la fois inférieur au diamètre D22 de la partie périphérique 22A du joint 22, comme bien visible sur la figure 3, et sensiblement égal, c’est-à-dire égal à un jeu fonctionnel près, au diamètre D16 de la paroi 16 de la chambre 11 : de cette façon, lorsque le tiroir 20 est monté dans la chambre 11, les joints 25 coopèrent par contact ajusté avec la paroi 16 de la chambre, sans être compressés radialement contre cette paroi 16 ou en n’étant appuyés radialement contre cette paroi 16 que de façon marginale comparativement à la forte compression minimale de la partie périphérique 22A du joint 22.

[0051] Dès lors qu’un lubrifiant est appliqué sur le joint 22 avant que le tiroir 20 ne soit assemblé à l’enveloppe 10, les joints 25 permettent, lors de l’assemblage du tiroir au reste de la cartouche 1 puis lors du fonctionnement de cette cartouche, de retenir, entre chacun de ces joints 25 et la partie périphérique 22A du joint 22, une réserve de lubrifiant, qui est notée R sur les figures 2 et 3 et qui court sur toute la périphérie extérieure du tiroir 20. En effet, le lubrifiant contenu dans chacune de ces deux réserves R est piégé sur la partie périphérique 22A du joint 22 par le joint correspondant 25, ce dernier évitant à la fois que le lubrifiant contenu dans chaque réserve R ne soit enlevé par balayage contre la paroi 16 de la chambre 11 lors de l’introduction du tiroir 20 dans cette chambre à l’assemblage de la cartouche 1, et que le lubrifiant de chaque réserve R ne soit entraîné par l’eau contenue dans la chambre 11 lors des déplacements du tiroir dans la chambre pour réguler la température de l’eau mitigée.

[0052] Sur les figures 4 à 6 est représentée une variante du tiroir 20, référencée 60. Le tiroir 60 est fonctionnellement similaire au tiroir 20, mais s’en distingue par sa structure. Plus précisément, le tiroir 60, qui est représenté seul sur la figure 5, comporte un corps principal 61, qui est fonctionnellement et, pour l’essentiel, structurellement similaire au corps principal 21 du tiroir 20.

[0053] Le tiroir 60 comporte également un joint de forme 62, qui est représenté seul sur la figure 6 et qui, à la différence des joints distincts 22 et 25 du tiroir 20, intègre en une seule pièce une fonction d’étanchéité, telle qu’assurée par le joint 22 pour le tiroir 20, et une fonction de retenue de lubrifiant, telle qu’assurée par les joints 25 pour le tiroir 20. Plus précisément, le joint de forme 62 est porté par la face latérale extérieure du corps principal 61, en étant par exemple reçu dans une gorge périphérique rainurée 63 délimitée par cette face latérale extérieure du corps principal 61, étant entendu que d’autres formes de réalisation sont envisageables pour l’assemblage du joint de forme 62 sur le corps principal 61. Dans tous les cas, le joint de forme 62 inclut au moins trois lèvres périphériques extérieures qui sont distantes les unes des autres suivant l’axe X-X. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures 4 à 6, le joint de forme 62 inclut ainsi une lèvre 64 et deux lèvres 65 situées axialement de part et d’autre de la lèvre 64. De manière fonctionnellement similaire à la partie périphérique 22A du joint 22, la lèvre 64 est, à l’état assemblé de la cartouche 1, compressée radialement contre la paroi 16 de la chambre 11, de manière à étancher les passages 14 et 15 l’un vis-à-vis de l’autre à l’extérieur du tiroir 20. Dans le même temps, de manière fonctionnellement similaire aux joints 25, les lèvres 65 coopèrent par contact ajusté avec la paroi 16 de la chambre 11 à l’état assemblé de la cartouche 1, de manière à disposer d’une réserve de lubrifiant R entre la lèvre 64 et chacune des lèvres 65, comme indiqué sur la figure 4.

En particulier, le joint de forme 62 est prévu pour que, lorsque le tiroir 60 est hors de la chambre 11, la lèvre 64 présente un diamètre D64 supérieur au diamètre D16 de la paroi 16 de la chambre 11, tandis que chacune des lèvres 65 présente un diamètre D65 qui est à la fois inférieur au diamètre D64 de la lèvre 64 et sensiblement égal au diamètre D16 de la paroi 16.

[0054] Sur les figures 7 à 8 est représentée une variante des tiroirs 20 et 60, référencée 80. Le tiroir 80 est fonctionnellement similaire aux tiroirs 20 et 60, mais s’en distingue par sa structure. Plus précisément, le tiroir 80 est obtenu par surmoulage d’un insert 81 par un élastomère formant une couche 82, l’insert 81 étant représenté seul sur la figure 8 tandis que la couche en élastomère 82 est représentée seule sur la figure 9.

[0055] L’insert 81 est fonctionnellement similaire aux corps principaux 21 et 61 des tiroirs et 60, tout en présentant la spécificité structurelle qu’une partie périphérique de cet insert 81 est surmontée par de l’élastomère formant la couche 82. En pratique, l’insert peut être constitué d’une matière métallique ou d’une matière plastique.

[0056] La couche en élastomère 82 est fonctionnellement similaire au joint de forme 62 dans le sens où elle intègre en une seule pièce au moins trois lèvres périphériques extérieures, similaires aux lèvres du joint de forme 62. Ainsi, dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures 7 à 9, la couche en élastomère 82 forme une lèvre 84, qui, à l’instar de la lèvre 64, assure la fonction d’étanchéité précitée, et deux lèvres 85, qui sont situées axialement de part et d’autre et à distance de la lèvre 84 et qui, à l’instar des lèvres 65, assurent la fonction précitée de retenue de lubrifiant. En particulier, la couche en élastomère 82 est prévue pour que, lorsque le tiroir 80 est hors de la chambre 11, la lèvre 84 présente un diamètre D84 qui est supérieur au diamètre D16 de la paroi 16 de la chambre, et chacune des lèvres 85 présente un diamètre D85 qui est à la fois inférieur au diamètre D84 de la lèvre 84 et sensiblement égal au diamètre D16 de la paroi 16. Ainsi, comme indiqué schématiquement sur la figure 7, une réserve de lubrifiant R peut être retenue entre la lèvre 84 et chacune des lèvres 85.

[0057] Comparativement au tiroir 60 résultant de l’assemblage du corps principal 61 et du joint de forme 62, la réalisation du tiroir 80 par surmoulage limite à la fois la tolérance sur la compression de la lèvre 84 contre la paroi 16 de la chambre 11 pour assurer la fonction d’étanchéité, et la tolérance sur l’ajustement du contact entre tés lèvres 85 et la paroi 16 de la chambre 11 pour assurer la fonction de retenue de lubrifiant.

[0058] Avantageusement, comme envisagé dans l’exemple de réalisation considéré sur tés figures 7 à 9, l’insert 81 délimite des passages traversants 83 qui, lors du surmoulage de l’insert 81, sont comblés par l’élastomère de la couche 82, permettant ainsi un accrochage mécanique renforcé de la couche en élastomère 82 sur l’insert 81. Bien entendu, tés spécificités de dimension et d’agencement pour ces passages traversants 83 ne sont pas limitatives, tés passages traversants 83 montrés sur tés figures 7 et 8 n’étant qu’un exempté parmi de multiples possibilités.

[0059] Egalement suivant un aménagement optionnel avantageux, qui peut être mis en œuvre en remplacement ou en complément de la présence des passages traversants 83, l’insert 81 peut être surmonté par l’élastomère de la couche 82, avec interposition d’un liant chimique d’accrochage, tel qu’une colle, un réactif polymérique, etc.

[0060] En tenant compte des explications données jusqu’ici, on comprend que 1e joint torique 22, le joint de forme 62 et la couche en élastomère 82 illustrent tés diverses formes que peut prendre une pièce d’étanchéité, dont est pourvu le tiroir 20, 60 ou 80 et dont une partie périphérique, telle que la partie périphérique 22A du joint 22 ou la lèvre 64 du joint de forme 62 ou encore la lèvre 84 de la couche en élastomère 82, est compressée, radialement à l’axe X-X, contre la paroi 16 de la chambre 11 de manière à former une étanchéité à l’eau chaude et à l’eau froide entre les passages d’arrivée 14 et 15 à l’état assemblé de la cartouche 1. On comprend également que les aménagements périphériques du tiroir, qui permettent de disposer des réserves de lubrifiant R, peuvent aussi bien être distincts d’une telle pièce d’étanchéité, comme c’est le cas pour les joints 25, qu’être intégrés d’une seule pièce à une telle pièce d’étanchéité, comme c’est le cas pour les lèvres 65 et les lèvres 85.

[0061] Enfin, plutôt que l’enveloppe 10, le tiroir 20 et l’élément thermo statique 30, ainsi que le cas échéant le mécanisme 40, soient assemblés les uns aux autres sous forme d’une cartouche à même d’être rapportée d’un seul tenant dans un corps de robinet, telle que la cartouche 1 envisagée jusqu’ici, le tiroir 20 et l’élément thermostatique 30, ainsi que le cas échéant le mécanisme 40, peuvent être installés directement dans un corps de robinet, ce dernier formant alors une enveloppe fonctionnellement similaire à l’enveloppe 10.

Claims (1)

1. [Revendication 1]

   Revendications

   Ensemble thermostatique, comportant :

   - une enveloppe (10) dans laquelle sont délimités :

   - une chambre (11) qui définit un axe (X-X) et dans laquelle un fluide chaud et un fluide froid se mélangent pour former un fluide mitigé,

   - un passage d’arrivée de fluide chaud (14) par lequel le fluide chaud pénètre dans la chambre (11) depuis l’extérieur de l’enveloppe (1),

   - un passage d’arrivée de fluide froid (15) par lequel le fluide froid pénètre dans la chambre (11) depuis l’extérieur de l’enveloppe (1), et

   - un passage d’évacuation de fluide mitigé (17) par lequel le fluide mitigé contenu dans la chambre (11) sort de l’enveloppe (1),

   - un élément thermo statique (30) qui inclut un corps thermosensible (31), agencé pour être en contact avec le fluide mitigé, et un piston (32), relié à l’enveloppe (1), le corps thermosensible et le piston se déplaçant l’un par rapport à l’autre suivant l’axe (X-X) en fonction de la température du fluide mitigé, et

   - un tiroir (20 ; 60 ; 80) de régulation de la température du fluide mitigé, lequel tiroir (20 ; 60 ; 80) est relié au corps thermosensible (31) de l’élément thermostatique (30) pour être déplacé suivant l’axe (X-X) à l’intérieur de la chambre (11) de façon à obturer, en des proportions respectives inverses, le passage d’arrivée de fluide chaud (14) et le passage d’arrivée de fluide froid (15), et lequel tiroir (20 ; 60 ; 80) est pourvu d’une pièce d’étanchéité (22 ; 62 ; 82) incluant une partie périphérique (22A ; 64 ; 84) qui est compressée, radialement à l’axe (X-X), contre une paroi (16) de la chambre (11) interposée axialement entre le passage d’arrivée de fluide chaud (14) et le passage d’arrivée de fluide froid (15), de manière à former une étanchéité au fluide chaud et au fluide froid entre le passage d’arrivée de fluide chaud et le passage d’arrivée de fluide froid,

   caractérisé en ce que le tiroir (20 ; 60 ; 80) est également pourvu de deux aménagements périphériques (25 ; 65 ; 85) pour piéger un lubrifiant sur la partie périphérique (22A ; 64 ; 84) de la pièce d’étanchéité (22 ; 62 ; 82), ces aménagements périphériques (25 ; 65 ; 85) étant situés axialement de part et d’autre de la partie périphérique (22A ; 64 ; 84) de la pièce d’étanchéité (22 ; 62 ; 82) et étant adaptés pour coopérer par contact ajusté avec la paroi (16) de la chambre (11) de manière à disposer d’une réserve de lubrifiant (R) entre la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et chaque aménagement périphérique. [Revendication 2] Ensemble thermo statique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir (20 ; 60 ; 80) est conçu pour que, lorsque le tiroir est hors de la chambre (11), notamment avant montage dans cette chambre, la partie périphérique (22A ; 64 ; 84) de la pièce d’étanchéité (22 ; 62 ; 82) présente un diamètre (D22 ; D64 ; D84) qui est supérieur au diamètre (D16) de la paroi (16) de la chambre (11) et chacun des aménagements périphériques (25 ; 65 ; 85) du tiroir présente un diamètre (D25 ; D65 ; D85) qui est à la fois inférieur au diamètre (D22 ; D64 ; D84) de la partie périphérique de la pièce d’étanchéité et sensiblement égal au diamètre (D16) de la paroi de la chambre. [Revendication 3] Ensemble thermo statique suivant l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les aménagements périphériques (25) du tiroir (20) sont distincts de la pièce d’étanchéité (22). [Revendication 4] Ensemble thermo statique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce d’étanchéité est un joint torique (22), qui est porté par le tiroir (20), et chacun des deux aménagements périphériques est un joint torique (25), qui est porté par le tiroir. [Revendication 5] Ensemble thermo statique suivant l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les aménagements périphériques (65 ; 85) du tiroir (60 ; 80) sont intégrés d’une seule pièce à la pièce d’étanchéité (62 ; 82). [Revendication 6] Ensemble thermo statique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce d’étanchéité est un joint de forme (62), qui est porté par le tiroir (60) et qui inclut au moins trois lèvres, dont une lèvre (64), qui constitue la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, et deux autres lèvres (65) qui constituent respectivement les aménagements périphériques du tiroir (60). [Revendication 7] Ensemble thermo statique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tiroir (80) inclut un insert (81) qui est surmoulé par un élastomère, qui constitue la pièce d’étanchéité (82) et qui forme au

   [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] moins trois lèvres, dont une lèvre (84), qui constitue la partie périphérique de la pièce d’étanchéité, et deux autres lèvres (85) qui constituent respectivement les aménagements périphériques du tiroir. Ensemble thermo statique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l’insert (81) du tiroir (80) délimite des passages traversants (83) d’accrochage de la pièce d’étanchéité, qui sont adaptés pour, lors du surmoulage de l’insert, être comblés par l’élastomère de la pièce d’étanchéité.

   Ensemble thermo statique suivant l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l’insert (81) du tiroir (80) est surmoulé par l’élastomère de la pièce d’étanchéité (82), avec interposition d’un liant chimique d’accrochage.

   Ensemble thermo statique suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ensemble thermostatique forme une cartouche thermo statique (1) adaptée pour être rapportée d’un seul tenant dans un corps de robinet.