WO2015052098A1

WO2015052098A1 - Cartouche thermostatique monocommande

Info

Publication number: WO2015052098A1
Application number: PCT/EP2014/071269
Authority: WO
Inventors: Matthieu Draber; William Da Silva
Original assignee: Vernet
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2015-04-16
Also published as: FR3011646B1; GB2536813A; US20160266587A1; DE112014004621T5; RU2016113232A3; GB201604390D0; BR112016006812A2; FR3011646A1; DE112014004621B4; US9958881B2; CN105612469B; RU2016113232A; CN105612469A; GB2536813B

Abstract

Cette cartouche (1) comporte des moyens de commande (16) pour commander les débits de fluide froid et de fluide chaud formant un mélange, un tiroir (20) de régulation de la température du mélange, un élément thermostatique (22) qui commande la position du tiroir le long d'un axe (X-X), et une unique manette (30) de commande du débit et de la température du mélange, qui est montée de manière mobile de façon à actionner par entraînement les moyens de commande et déplacer l'élément thermostatique le long de l'axe. La manette est reliée à l'élément thermostatique par un écrou de manœuvre (38), qui est rotatif par rapport au corps et qui est lié en rotation à la manette, une vis (46) qui est vissée à l'intérieur de l'écrou et qui est liée en rotation au corps, et une tige (40), qui est centrée sur l'axe, contre une extrémité axiale (42) de laquelle est appuyée axialement l'élément thermostatique et dont une extrémité axiale opposée (44) est appui axial contre la vis avec une interposition d'un ressort de surcourse (52). Selon l'invention, cette cartouche est améliorée par des moyens de réglage fin (54, 56), qui relient l'extrémité (44) de la tige à la vis, contre lesquels le ressort de surcourse prend appui axialement, et qui sont adaptés pour, alors que la manette est fixe en rotation autour de l'axe, modifier la position de la tige le long de l'axe par rapport à la vis de façon à régler la position de l'élément thermostatique, sans modifier la position du ressort de surcourse.

Description

CARTOUCHE THERMOSTATIQUE MONOCOMMANDE

La présente invention concerne une cartouche thermostatique monocommande. Dans le domaine sanitaire, une cartouche est un dispositif permettant de réguler des fluides chaud et froid à mélanger, notamment de l'eau chaude et de l'eau froide. Dans une cartouche thermostatique, la régulation est obtenue au moyen d'un élément thermostatique qui comprend, d'une part, une première partie normalement fixe par rapport à une embase creuse de la cartouche et, d'autre part, une seconde partie, qui est mobile selon un axe par rapport à la première partie sous l'action de la dilatation d'une matière thermodilatable de l'élément thermostatique et qui est solidaire d'un tiroir de régulation. Ce tiroir est déplaçable selon l'axe à l'intérieur de l'embase de la cartouche, de façon à faire varier de manière inverse les sections d'écoulement des fluides chaud et froid, alimentant l'embase par un premier de ses côtés axiaux, en vue de mélanger ces deux fluides en proportion variable pour obtenir, en aval du tiroir, un fluide, dit « fluide mélangé », « mélange » ou « fluide mitigé », qui s'écoule le long d'une région thermosensible de l'élément thermostatique et qui sort de l'embase par son second côté axial. En modifiant la position de la première partie de l'élément thermostatique par rapport à l'embase, au moyen d'un mécanisme de manœuvre ad hoc, on fixe la température de régulation thermostatique, c'est-à-dire la température d'équilibrage autour de laquelle est régulée la température du mélange. Ce type de cartouche intègre des disques ou des éléments fonctionnellement similaires pour commander les débits des fluides froid et chaud, envoyés vers le tiroir : ces disques sont montés à l'intérieur d'un capot fixé à l'embase, en étant agencés à l'aplomb du premier côté axial de l'embase, et sont alimentés avec les fluides froid et chaud via des canaux de circulation de ces fluides s'étendant du second côté axial de l'embase au premier côté axial de l'embase. Il est même possible de n'avoir qu'une seule manette, portée de façon mobile par le capot précité, pour commander à la fois ces disques de réglage du débit et le mécanisme de manœuvre précité : dans ce cas, la cartouche thermostatique est qualifiée de monocommande. WO-A-96/26475 et WO-A-2010/072966 en fournissent des exemples.

Dans le cas de WO-A-2010/072966, sur lequel est basé le préambule de la revendication 1 annexée, le mécanisme de manœuvre inclut une tige de manœuvre, qui agit axialement sur l'élément thermostatique pour modifier sa position le long de l'axe par rapport à l'embase et sur laquelle agit axialement une vis de manœuvre, bloquée en rotation autour de l'axe et vissée dans un écrou de manœuvre lié en rotation à la manette : autrement dit, une rotation de la manette autour de l'axe actionne un système vis-écrou, constitué par la vis de manœuvre et l'écrou de manœuvre précités, qui entraîne en translation axiale l'élément thermostatique dans un sens, étant entendu que, dans le sens opposé, l'élément thermostatique est maintenu en appui axial contre la vis de manœuvre sous l'action d'un ressort de rappel. La cartouche de WO-A-2010/072966 intègre en outre un ressort de surcourse, qui est plus raide que le ressort de rappel et qui est destiné à être comprimé uniquement lors d'un déploiement tel de l'élément thermostatique que le tiroir bute axialement contre une surface résistante de l'embase, afin d'éviter l'endommagement du tiroir et/ou celui de l'élément thermostatique. Ce ressort de surcourse est comprimé typiquement lorsque l'alimentation de la cartouche en fluide froid est coupée, afin d'assurer un effet anti-brûlure par le fluide chaud vis-à-vis de l'utilisateur. Le ressort de surcourse est interposé axialement entre la tige de manœuvre et la vis de manœuvre, en étant logé à l'intérieur de cette vis de manœuvre pour gagner en compacité.

Dans le cas de WO-A-96/26475, un ressort de surcourse, fonctionnellement similaire, est également prévu, mais en étant axialement interposé entre une tige de manœuvre et une plaquette de compression du ressort, vissée, lors de l'assemblage de la cartouche, à l'intérieur d'une broche de manœuvre, qui est montée à rotation-translation sur l'embase par une liaison filetée et qui est liée en rotation autour de l'axe à la manette. Autrement dit, le mécanisme de manœuvre de WO-A-96/26475 est moins sophistiqué que celui de WO-A-2010/072966. Par ailleurs, dans un des modes de réalisation de WO-A- 96/26475, il est prévu d'agencer le ressort de surcourse à l'intérieur d'une douille de réglage fin, qui est vissée à l'intérieur de la broche de manœuvre : il devient alors possible, pour une position fixe de la broche de manœuvre, autrement dit pour une position fixe de la manette, de régler finement la position de la douille et donc celles du ressort de surcourse et de la tige de manœuvre le long de l'axe, afin de modifier en conséquence la position de l'élément thermostatique le long de l'axe. De cette façon, on comprend qu'on peut régler finement la température de régulation thermostatique commandée par la manette, à la fin de la fabrication de la cartouche ou lors de son installation. Ainsi, la douille de réglage fin de WO-A-96/26475 présente un intérêt technique, mais son vissage-dévissage à l'intérieur de la broche est fastidieux et sa présence est particulièrement encombrante puisque cette douille embarque tout le ressort de surcourse.

Le but de la présente invention est d'améliorer la cartouche de WO-A- 2010/072966, en proposant une nouvelle cartouche thermostatique monocommande qui, tout en étant particulièrement compacte, intègre une fonction de réglage fin de sa température de régulation thermostatique.

A cet effet, l'invention a pour objet une cartouche thermostatique monocommande, telle que définie à la revendication 1 . Une des idées à la base de l'invention est d'intégrer, de façon compacte et facile à utiliser, un mécanisme de réglage fin de la température de régulation thermostatique dans une cartouche sophistiquée du type de celle proposée dans WO-A-2010/072966. Selon l'invention, des moyens de réglage fin sont conçus pour, à la fois, être interposés mécaniquement entre la tige de manœuvre et la vis de manœuvre qui appartiennent à la liaison mécanique entre la manette de commande de la cartouche et son élément thermostatique, et être sollicités sans modifier la configuration mécanique du ressort de surcourse de la cartouche. Autrement dit, vis-à-vis du ressort de surcourse, la présence et l'action des moyens de réglage fin conformes à l'invention n'ont pas d'effet mécanique, dans le sens où, lorsque le ressort de surcourse est sollicité, typiquement afin d'assurer un effet anti-brûlure, le comportement mécanique de ce ressort de surcourse est le même quelle que soit la configuration de réglage des moyens de réglage fin. Cela revient à ce que la cartouche thermostatique monocommande conforme à l'invention combine une fonction de réglage fin et une fonction de surcourse, tout en dissociant mécaniquement la mise en œuvre de ces deux fonctions. Il en résulte que la cartouche est plus fiable, que les moyens de réglage fin peuvent être prévus particulièrement compacts, et que la mise en œuvre de ces derniers, aux fins du réglage de la température de régulation thermostatique, peut être réalisée de manière facile et rapide, sans perturber les autres composants de la cartouche, interagissant avec la manette de commande.

Des caractéristiques additionnelles avantageuses de la cartouche thermostatique monocommande conforme à l'invention sont spécifiées aux revendications dépendantes.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'une cartouche thermostatique monocommande conforme à l'invention ;

- la figure 2 est une vue en élévation selon la flèche II de la figure 1 , le plan de coupe cette dernière étant noté l-l sur la figure 2 ; et

- les figures 3 et 4 sont des vues en perspective de composants, montrés de manière isolée, appartenant à la cartouche de la figure 1 .

Sur les figures 1 et 2 est représentée une cartouche thermostatique monocommande 1 qui est agencée autour et le long d'un axe central X-X. Cette cartouche 1 est adaptée pour équiper un robinet mitigeur d'eau chaude et d'eau froide, non représenté en tant que tel sur les figures, ou, plus généralement, pour équiper une installation sanitaire.

Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l'axe X-X, en considérant que les termes « supérieur » et « haut » correspondent à une direction axiale tournée vers la partie haute de la figure 1 , tandis que les termes « inférieur » et « bas » correspondent à une direction axiale de sens opposé.

La cartouche thermostatique 1 comporte un corps 2, qui définit l'axe X-X, qui, lorsque la cartouche 1 est en service, est fixe, et qui inclut un capot supérieur 4 et une embase inférieure 6 qui, à l'état assemblé de la cartouche, sont assemblés fixement l'un à l'autre, et ce par tout moyen approprié. Le capot 4 et l'embase 6 présentent chacun une forme extérieure globalement cylindrique, centrée sur l'axe X-X et à base circulaire.

De manière connue en soi et non représentée en détail sur la figure 1 , l'embase 6 autorise, via des canaux internes, une circulation d'eau froide et une circulation d'eau chaude sur toute sa dimension axiale, l'eau froide et l'eau chaude circulant ainsi du côté inférieur 6B de l'embase 6 au côté supérieur 6A de l'embase. Comme montré uniquement en pointillés sur la figure 1 , l'embase 6 délimite une chambre interne 8, qui est sensiblement centrée sur l'axe X-X, ainsi qu'une arrivée d'eau froide 10 et une arrivée d'eau chaude 12 qui débouchent dans la chambre 8. En service, le côté inférieur 6B de l'embase 6 est alimenté en eau froide et en eau chaude, comme respectivement indiqué par les flèches F1 et C1 sur la figure 1 . Et, après avoir circulé à travers l'embase 6 jusqu'à son côté supérieur 6A puis avoir circulé à l'intérieur du capot 4 comme respectivement indiqué par les flèches F2 et C2, cette eau froide et cette eau chaude sont retournées, depuis l'intérieur du capot 4 vers le côté supérieur 6A de l'embase 6 de manière à alimenter respectivement les arrivées 10 et 12, qui, à leur tour, alimentent la chambre 8, comme indiqué par les flèches F3 et C3. A l'intérieur de la chambre 8, l'eau froide et l'eau chaude se mélangent sous forme d'une eau mitigée, puis, comme indiqué par la flèche M sur la figure 1 , ce mélange d'eau mitigée est évacué de la chambre 8 via une sortie 14, qui est centrée sur l'axe X-X et qui met en libre communication fluidique la chambre 8 avec l'extérieur de l'embase 6, en débouchant sur le côté inférieur 6B de cette dernière.

Pour permettre d'envoyer de manière contrôlée tout ou partie de l'eau froide et de l'eau chaude alimentant le côté inférieur 6B de l'embase 6 jusqu'aux arrivées 10 et 12, la cartouche 1 comporte un ensemble 16 de disques superposés en céramique, qui sont conçus pour commander le débit d'eau froide envoyé à l'arrivée 10 et le débit d'eau chaude envoyé à l'arrivée 12, en fonction de la position relative de ces disques. Selon une forme de réalisation classique, au moins un des disques de l'ensemble 16 est mobile par rapport à au moins un autre des disques de cet ensemble, de façon à, par déplacement relatif des disques, modifier la mise en communication fluidique entre des orifices délimités dans ces disques. Un tel ensemble 16 incluant deux disques est disponible dans le commerce. Et, à titre d'exemple, WO-A-2010/072966 décrit en détail une forme de réalisation possible, non limitative de la présente invention, incluant trois disques, le lecteur pouvant se reporter à ce document le cas échéant. Plus généralement, d'autres ensembles de commande que l'ensemble de disques 16 peuvent utilisés dans la cartouche 1 , du moment que ces ensembles permettent de commander les débits d'eau froide et d'eau chaude respectivement envoyés aux arrivées 10 et 12, tout en étant actionnables par l'utilisateur de la cartouche, comme décrit plus en détail par la suite.

La cartouche 1 comporte également un tiroir 20 permettant de réguler la température de l'eau mitigée. De manière connue en soi, et comme représenté sur la figure 1 uniquement en pointillés, ce tiroir 20 présente une forme globalement tubulaire, centrée sur un axe qui, à l'état assemblé de la cartouche, est aligné avec l'axe X-X. Aussi, par commodité, la suite de la description du tiroir 20 est orientée par rapport à l'axe X-X.

Le tiroir 20 est monté sur le corps 2, plus précisément à l'intérieur de la chambre 8 de son embase 6, de manière mobile suivant l'axe X-X entre deux positions extrêmes, à savoir :

- une position extrême haute, dans laquelle la face supérieure 20A du tiroir 20 est en appui contre un siège haut, qui est fixe par rapport au corps 2 et qui est, par exemple, délimité par l'embase 6 ou par une pièce solidaire de l'embase, de manière à obturer l'arrivée d'eau froide 10, et

- une position extrême basse, dans laquelle la face inférieure 20B du tiroir 20 et en appui contre un siège bas, qui est fixe par rapport au corps 2 et qui est, par exemple, délimité par l'embase 6 ou par une pièce solidaire de cette embase, de manière à obturer l'arrivée d'eau chaude 12.

Dans la mesure où la dimension axiale totale du tiroir 20, séparant l'une de l'autre ses faces opposées 20A et 20B, est inférieure de la distance axiale séparant l'un de l'autre les sièges précités haut et bas, on comprend que, lorsque le tiroir 20 est dans sa position extrême basse, le tiroir ferme totalement l'arrivée d'eau chaude 12 tout en ouvrant au maximum l'arrivée d'eau froide 10, tandis que, à l'inverse, lorsque le tiroir est dans sa position extrême haute, il ferme totalement l'arrivée d'eau froide tout en ouvrant au maximum l'arrivée d'eau chaude. Bien entendu, selon la position du tiroir 20 le long de l'axe X-X entre ces positions extrêmes haute et basse, des sections d'écoulement respectives de l'arrivée d'eau froide 10 et d'eau chaude 12 varient de manière inverse, ce qui revient à dire que les quantités d'eau froide et d'eau chaude admises à l'intérieur de la chambre 8 sont régulées, en des proportions respectives inverses, par le tiroir 20 selon sa position axiale. Sur la figure 1 , le tiroir 20 occupe une position axiale intermédiaire entre les positions extrêmes haute et basse. En pratique, on notera que, pour que l'eau froide admise dans la chambre 8 par l'arrivée 10 puisse rejoindre et se mélanger avec l'eau chaude admise dans la chambre par l'arrivée 12, pour former alors l'eau mitigée s'écoulant, en aval du tiroir 20, jusqu'à la sortie 14, le tiroir délimite intérieurement un ou plusieurs passages d'écoulement, non représentés sur la figure 1 et reliant l'une à l'autre ses faces opposées 20A et 20B. La forme de réalisation de ce ou ces passages d'écoulement n'est pas limitative de la présente invention et ne sera donc pas décrite ici plus avant.

Pour entraîner en déplacement axial le tiroir 20 et ainsi commander sa position le long de l'axe X-X, la cartouche 1 comporte également un élément thermostatique 22 dont le corps 24, qui est centré sur l'axe X-X à l'état assemblé de la cartouche, est solidarisé fixement au tiroir 20, et ce par tout moyen approprié. Une partie thermosensible de ce corps 24 contient une matière thermodilatable qui, sous l'action de la chaleur du mélange d'eau chaude et d'eau froide, s'écoulant en aval du tiroir 20 le long de cette partie thermosensible du corps 24, se dilate et provoque le déplacement relatif en translation suivant l'axe X-X, d'un piston 26 de l'élément thermostatique 22, ce piston 26 étant lui aussi sensiblement centré sur l'axe X-X à l'état assemblé de la cartouche 1 . L'élément thermostatique 22 est en outre associé à un ressort comprimé de rappel 28 qui agit sur le corps 24 de l'élément thermostatique 22, et donc sur le tiroir 20 solidaire de ce corps 24, de manière opposée au déploiement du piston 26 hors du corps 24, résultant d'une dilatation de la matière thermodilatable précitée. Le ressort de rappel 28 est axialement interposé entre le corps 2 et le tiroir 20, plus précisément, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, entre l'embase 6 et le corps 24 de l'élément thermostatique 22, de sorte que, lors d'une contraction de la matière thermodilatable précitée, le ressort 28 se détend partiellement et rappelle le piston 26 à l'intérieur du corps 24.

La cartouche 1 comporte en outre une unique manette 30 de commande du débit et de la température de l'eau mitigée sortant de la cartouche 1 par la sortie 14. Cette manette 30 est montée sur le capot 4 du corps 2 de la cartouche, par l'intermédiaire d'un mécanisme de manœuvre 32 qui est conçu pour, sous l'action de la manette entraînée par un utilisateur de la cartouche 1 , actionner par entraînement l'ensemble de disques 16, tout en déplaçant l'élément thermostatique 22 le long de l'axe X-X à l'intérieur de la chambre 6.

Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, le mécanisme de manœuvre 32 comporte, afin de commander l'actionnement par entraînement de l'ensemble de disques 16, deux bras parallèles 34 qui prolongent rigidement la manette 30 vers le bas, en conférant à cette dernière une forme de fourche. Les bras 34 coopèrent mécaniquement avec l'ensemble de disques 16 de façon à ce qu'un basculement de la manette 30 autour d'un axe Z-Z, s'étendant suivant une direction radiale à l'axe X-X, entraine le déplacement d'un des disques de l'ensemble 16 par rapport à un autre de ces disques de manière à modifier le débit du mélange résultant de l'eau froide envoyée à l'arrivée 10 et de l'eau chaude envoyée à l'arrivée 12 par l'ensemble de disques 16, sans modifier significativement les proportions respectives de l'eau chaude et de l'eau froide au sein du mélange. A cet effet, dans l'exemple de réalisation considéré ici, les bras 34 sont montés à pivotement autour de l'axe Z-Z sur des pions respectifs 36 qui sont tous les deux supportés par un écrou 38 appartenant au mécanisme de manœuvre 32, ces pions 36 permettant ainsi le basculement des bras 34 autour de l'axe Z-Z par rapport à l'écrou 38, tout en liant en rotation autour de l'axe Z-Z les bras 34 et l'écrou 38. L'écrou 38 est, quant à lui, monté rotatif autour de l'axe X-X à l'intérieur du capot 4 : de cette façon, l'entraînement de la manette 30 en rotation autour de l'axe X-X par l'utilisateur entraine, selon un mouvement rotatif correspond, à la fois les bras 34 et l'écrou 38, ces bras et/ou cet écrou entraînant alors la mise en rotation correspondante d'un ou de deux disques de l'ensemble 16 de manière à augmenter l'un des débits d'eau froide et d'eau chaude, respectivement envoyés aux arrivées 10 et 12 par l'ensemble 16, par rapport à l'autre de ces débits, et ce en complément de la mobilité de la manette 30 en basculement autour de l'axe Z-Z. A titre d'exemple d'une forme de réalisation plus précise, le lecteur peut se reporter à WO-A-2010/072966, tout en soulignant que d'autres formes de réalisation sont envisageables en ce qui concerne la partie du mécanisme de manœuvre 32, permettant à la manette 30 d'actionner par entraînement l'ensemble de disques 16 ou, plus généralement, les moyens de commande des débits d'eau froide et d'eau chaude respectivement envoyés aux arrivées 10 et 12.

Aux fins de déplacer l'élément thermostatique 22 le long de l'axe X-X, le mécanisme de manœuvre 32 comporte une tige 40, qui est centrée sur l'axe X-X et qui s'étend dans le prolongement axial vers le haut du piston 26 de l'élément thermostatique 22. Plus précisément, la tige 40 inclut une extrémité axiale inférieure 42 contre laquelle est appuyé axialement le piston 26, plus précisément l'extrémité libre supérieure de ce piston, sous l'effet du ressort de rappel 28 : on comprend que la coopération par appui axial vers le haut entre le piston 26 et la tige 40 détermine l'altitude axiale de ce piston par rapport au corps 2 de la cartouche 1 , indépendamment de sa position relative vis-à-vis du corps 24 de l'élément thermostatique 22.

A l'opposé axial de son extrémité inférieure 42, la tige 40 inclut une extrémité supérieure 44 qui, par l'intermédiaire d'aménagements qui vont être détaillés un peu plus loin, est en appui axial contre une vis 46, appartenant au mécanisme de manœuvre 32, centrée sur l'axe X-X et reçue de manière vissée à l'intérieur du taraudage central complémentaire de l'écrou 38 : cette vis 46 étant bloquée en rotation par rapport au corps 2 de la cartouche 1 , et ce par tout moyen approprié, on comprend qu'elle forme avec l'écrou 38 un système « vis-écrou » qui transforme mécaniquement un mouvement rotatif autour de l'axe X-X de l'écrou 38 en un mouvement translatif le long de cet axe de la vis 46, ce mouvement translatif étant transmis par appui axial à la tige 40 et donc au piston 26 de l'élément thermostatique 22. On comprend donc que, lorsque la manette 30 est entraîné en rotation sur elle-même autour de l'axe X-X, la mise en rotation correspondante de l'écrou 38 entraine, en plus du mouvement d'au moins un des disques de l'ensemble de disques 16, la translation suivant l'axe X-X de la vis 46, de la tige 40 et de l'élément thermostatique 22. En pratique, le pas du système vis-écrou formé par l'écrou 38 et la tige 40 est adapté pour autoriser à la fois le réglage de la température de l'eau mitigée par l'ensemble de disques 16 et la régulation corrective de cette température par le tiroir 20 commandé en position par l'élément thermostatique 22, de façon à imposer à l'eau mitigée une température souhaitée, qui est par exemple repérée par une bague graduée, non visible sur les figures, rapportée sur la face extérieure du corps 2.

Suivant une disposition particulièrement avantageuse, la vis 46 est immobilisée en rotation autour de l'axe X-X par rapport au corps 2 par l'intermédiaire de nervures 48, dont est pourvue la face latérale extérieure de cette vis, comme bien visible sur la figure 4. Ces nervures 48 sont orientées suivant la direction de l'axe X-X. Lors de l'assemblage de la cartouche 1 , ces nervures sont respectivement reçues dans des rainures complémentaires 50, délimitées par le capot 4 du corps 2 de la cartouche. Ces nervures 48 et ces rainures 50 coopèrent ainsi par complémentarité de formes pour lier en rotation autour de l'axe X-X la vis 46 et le capot 4 directement l'un à l'autre, comme bien visible sur la figure 2. Cette disposition améliore la compacité de la cartouche, notamment puisqu'aucune pièce supplémentaire n'est nécessaire pour bloquer en rotation la vis 46 par rapport au corps 2 de la cartouche.

La cartouche 1 comporte également un ressort comprimé de surcourse 52 qui, à l'état assemblé de la cartouche, est monté comprimé axialement entre la vis 46 et l'extrémité supérieure 44 de la tige 40. En d'autres termes, ce ressort de surcourse 52 est mécaniquement interposé, suivant la direction de l'axe X-X, entre la vis 46 et la tige 40 : de manière connue en soi, ce ressort de surcourse présente une raideur plus grande que celle du ressort de rappel 28, typiquement une raideur double de celle du ressort de rappel 28, de sorte que, tant que le tiroir 20 est déplaçable à l'intérieur de la chambre 8 librement, c'est-à-dire sans buter axialement contre une surface résistante, le ressort de surcourse 52 transmet rigidement les efforts axiaux entre la tige 40 et la vis 46, tandis que, en cas de surcourse du piston 26 alors que le tiroir 20 bute axialement contre une surface résistante l'empêchant d'accommoder la surcourse du piston, le ressort de surcourse 52 se charge d'accommoder la surcourse du piston 26, en se comprimant davantage sous l'action de la tige 40, elle-même entraînée axialement par le piston 26. De cette façon, on évite d'endommager le tiroir 20 et/ou l'élément thermostatique 22, typiquement lorsque le corps 24 de ce dernier est soumis à une eau mitigée présentant une température élevée, comme c'est le cas en cas de coupure importante voire totale de l'alimentation de la cartouche 1 en eau froide. Vis-à-vis de l'utilisateur, le ressort de surcourse 52 confère à la cartouche 1 une fonction de sécurité anti-brûlure.

La cartouche 1 comprend en outre un mécanisme permettant de régler finement l'indexation angulaire autour de l'axe X-X de la manette 30 vis-à-vis de la température de régulation thermostatique. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, ce mécanisme de réglage fin inclut un écrou 54, montré seul sur la figure 3, et une bague 56, partiellement visible sur la figure 4 sur laquelle elle est montrée en coopération avec l'écrou 54. Comme bien visible sur les figures 1 et 3, l'écrou 54 présente une forme globale tubulaire, qui, à l'état assemblé de la cartouche 1 , est centrée sur l'axe X-X et qui, suivant cet axe, inclut successivement :

- une partie axiale haute 58 qui est intérieurement taraudée,

- une partie axiale intermédiaire 60, qui forme une collerette périphérique, radialement saillante, et

- une partie axiale 62 présentant un contour transversal extérieur hexagonal.

La bague 56 présente, elle aussi, une forme globale tubulaire, qui, à l'état assemblé de la cartouche 1 , est centrée sur l'axe X-X. La bague 56 présente un alésage interne 64 dont le profil transversal est hexagonal, de façon complémentaire au profil transversal extérieur de la partie basse 62 de l'écrou 54. Sur sa face externe, la bague 56 est pourvue d'un filetage 66.

A l'état assemblé de la cartouche 1 , l'écrou 54 est vissé autour de l'extrémité supérieure 44 de la tige 40 qui est filetée en conséquence, en étant avantageusement logé en totalité à l'intérieur d'un logement 68 de la vis 46 qui est prévue creuse en conséquence. Plus précisément, la partie haute taraudée 58 de l'écrou 54 est vissée autour d'un filetage complémentaire dont est pourvue l'extrémité supérieure 44 de la tige 40, cette extrémité 44 se retrouvant ainsi avantageusement agencée à l'intérieur du logement 68 de la vis 46, renforçant la compacité de la cartouche 1 , en particulier sa compacité axiale puisque la partie terminale haute de la tige 40 est logée à l'intérieur de la vis 46. Bien entendu, en pratique, pour permettre de loger en totalité l'écrou 54 à l'intérieur du logement 68 de la vis 46, le profil transversal extérieur de la collerette radialement saillante, formée par la partie intermédiaire 60 de cet écrou, est dimensionné pour ne pas interférer en butée axiale avec les parois de ce logement 68 : suivant une disposition avantageuse dont un des intérêts apparaîtra un peu plus loin, le profil transversal extérieur de cette collerette est même ajusté sur le profil transversal intérieur du logement 68, comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures.

Egalement suivant une disposition avantageuse, la collerette formée par la partie intermédiaire 60 de l'écrou 54 sert d'appui axial vers le bas pour la spire d'extrémité inférieure du ressort du surcourse 52, ce ressort de surcourse 52 étant logé en totalité à l'intérieur du logement 68 de la vis 46 contre laquelle la spire d'extrémité supérieure de ce ressort de surcourse s'appuie soit indirectement, soit, comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, directement puisque le logement 68 est fermé vers le haut par une paroi transversale 70 appartenant à la vis 46, par exemple venue de matière avec le reste de cette vis. On comprend ainsi que les efforts axiaux transmis entre la tige 40 et la vis 46 passent, successivement, par la liaison filetée entre l'extrémité supérieure 44 de la tige 40 et la partie haute 58 de l'écrou 54, par cette partie haute 58 de l'écrou, par la partie intermédiaire 60 de l'écrou et par le ressort de surcouse 52.

Afin de maintenir en position l'écrou 54 et le ressort de surcourse 52 vis-à-vis de la vis 46, la bague 56 est rapportée autour de la partie basse 62 de l'écrou 54, jusqu'à former un appui axial vers le bas pour la collerette formée par la partie intermédiaire 60 de cet écrou, la bague 56 étant vissée à fond à la vis 46, par coopération entre le filetage 66 de cette bague 56 et le débouché vers le bas du logement 68. Avantageusement, la bague 56 est ainsi vissée à fond à l'intérieur du logement 68, plus précisément à l'intérieur de la partie terminale axiale inférieure de ce dernier, comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures. La liaison vissée à fond entre la bague 56 et la vis 46 solidarise fixement cette bague et cette vis l'une à l'autre, de sorte que, à l'état assemblé de la cartouche et lorsque cette dernière est en service, la vis 46 et la bague 56 se comportent mécaniquement comme une seule pièce vis-à-vis des autres composants de la cartouche 1 . On comprend que, eu égard à la coopération par complémentarité de formes à profil hexagonal entre la partie basse 62 de l'écrou 54 et l'alésage 64 de la bague 56, l'écrou 54 se retrouve lié fixement en rotation autour de l'axe X-X avec la vis 46 et donc avec le corps 2 de la cartouche 1 puisque, comme décrit plus haut, la vis 46 est immobilisée en rotation autour de l'axe X-X sur le capot 4 du corps 2. Dans le même temps, toujours par l'intermédiaire de la liaison par complémentarité de formes à profil hexagonal entre la partie basse 62 de l'écrou 54 et l'alésage 64 de la bague 56, cet écrou 54 reste déplaçable le long de l'axe X-X par rapport à la bague 56, en étant même guidé en translation, étant entendu que ce déplacement est toujours possible vers le haut pour permettre de surcomprimer le ressort de surcourse 52 en cas de surcourse du piston 26, comme expliqué plus haut, tandis que, vers le bas, la liberté de déplacement de l'écrou 54 est contrainte par l'action du ressort de surcourse 52 qui tend à plaquer la collerette formée par la partie intermédiaire 60 de l'écrou 54 contre la bague 56.

En tenant compte des explications qui précèdent, on comprend que, à l'état assemblé de la cartouche 1 et alors que la manette 30 est maintenue fixe en rotation autour de l'axe X-X par rapport au corps 2, le système « vis-écrou » formé par l'écrou 38 et la vis 46 est immobilisé, tout en laissant la possibilité de modifier la position axiale de la tige 40 et, donc celle de l'élément thermostatique 22, moyennant la mise en rotation sur elle-même autour de l'axe X-X de la tige 40 par rapport à l'écrou fixe 54, autrement dit moyennant le vissage/dévissage de cette tige 40 à l'intérieur de l'écrou 54. Ainsi, pour une position angulaire donnée de la manette 30, typiquement pour une position angulaire prédéterminée, associée à une valeur de température préfixée, de la manette 30 par rapport au corps 2 de la cartouche, la mise en rotation de la tige 40 à l'intérieur de l'écrou 54 modifie l'altitude axiale du piston 26 de l'élément thermostatique 22, ce qui permet de régler finement cette altitude axiale du piston. En pratique, ce réglage fin de la température de régulation thermostatique par la cartouche 1 est effectué sur un banc dédié ou une installation similaire, grâce auquel on fait circuler à travers la cartouche de l'eau présentant une température connue imposée, qui est utilisée comme référence de température pour régler la position de l'élément thermostatique le long de l'axe X-X.

On remarquera que la mise en œuvre, qui vient d'être décrite, du mécanisme de réglage fin, incluant l'écrou 54 et la bague 56, ne modifie pas la position du ressort de surcourse 52 par rapport au corps 2 de la cartouche 1 puisque, durant cette mise en œuvre, l'écrou 54 et la vis 46, entre lesquelles est interposé axialement le ressort de surcourse 52, sont immobiles par rapport au corps 2. Autrement dit, l'action sur la tige 40, lors de la mise en œuvre du mécanisme de réglage fin, ne sollicite pas le ressort de surcourse 52, ce qui rend la cartouche 1 particulièrement fiable en ce qui concerne ce mécanisme de réglage fin et en ce qui concerne son ressort de surcourse. Bien entendu, lorsque la cartouche 1 est en service, la présence du mécanisme de réglage fin autorise la sollicitation du ressort de surcourse 52, notamment pour éviter une brûlure de l'utilisateur.

Suivant une disposition optionnelle avantageuse, le vissage-dévissage de la tige 40 lors de la mise en œuvre du mécanisme de réglage fin est réalisé à l'aide d'un outil, non représenté sur les figures, qui est passé axialement, depuis l'extérieur de la cartouche 1 , à travers un trou traversant 72 de la paroi 70 de la vis 46, jusqu'à atteindre l'extrémité supérieure 44 de la tige 40 dans le logement 68, plus précisément jusqu'à une empreinte 74 de mise en prise pour cet outil, portée par cette extrémité 44 de la tige 40. Sur la figure 1 , cette empreinte de mise en prise 74 est indiquée de manière schématique en pointillés : à titre d'exemple, cette empreinte est à profil hexagonal, multilobé ou en forme d'étoiles. Dans tous les cas, cette empreinte de mise en prise 74 est complémentaire de l'extrémité distale de l'outil précité d'entraînement de la tige 40 en rotation autour de l'axe X-X, en étant située en regard axial du trou traversant 72, comme bien visible sur la figure 1 . A titre d'aménagement optionnel, la cartouche 1 est pourvue d'une pièce 76 d'obturation amovible du trou traversant 72 : lors de la mise en œuvre du mécanisme de réglage fin, cette pièce 76 est dégagée puis, une fois l'opération de réglage fin terminée, cette pièce 76 est rapportée sur la vis 46, depuis l'extérieur de la cartouche 1 , afin d'obturer le trou traversant 72, comme représenté sur les figures 1 et 2.

Divers aménagements et variantes à la cartouche 1 décrite jusqu'ici sont par ailleurs envisageables. A titre d'exemples :

- dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, le logement 68 de la vis 46 s'étend avantageusement sur toute la dimension axiale de cette vis 46, sauf à l'extrémité axiale haute de cette dernière, au niveau de laquelle est prévue la paroi 70 de fermeture de ce logement, cette forme de réalisation optimisant la compacité, en particulier axiale, de la cartouche 1 , dans le sens où la vis 46 ne s'étend axialement vers le haut au-delà du ressort de surcourse 52 que de sa paroi 70 ; ceci étant, à titre de variante non représentée, la vis 46 peut être prévue prolongée vers le haut ;

- de même, si on renonce à renforcer la compacité de la cartouche 1 , tout ou partie du ressort de surcourse 52, de l'écrou de réglage fin 54, de la bague de réglage fin 56 et de l'extrémité supérieure 44 de la tige 40 peut être agencé à l'extérieur de la vis 46 ; et/ou

- plutôt d'être solidarisée fixement à la vis 46 par vissage à fond, la bague de réglage fin 56 peut être clipsée ou emmanchée-coincée avec la vis 46.

Claims

REVENDICATIONS

1 .- Cartouche thermostatique monocommande (1 ), comportant :

- un corps (2), qui définit un axe (X-X) et qui est pourvu d'une chambre (8) de mélange d'un fluide froid et d'un fluide chaud, dans laquelle débouche une arrivée (10) pour le fluide froid et une arrivée (12) pour le fluide chaud, et qui alimente une sortie (14) pour un mélange des fluides froid et chaud,

- des moyens de commande (16) pour commander à la fois le débit du fluide froid envoyé à l'arrivée de fluide froid (10) et le débit du fluide chaud envoyé à l'arrivée de fluide chaud (12),

- un tiroir (20) de régulation de la température du mélange, qui est déplaçable sensiblement selon l'axe (X-X) à l'intérieur de la chambre (8) de façon à faire varier de manière inverse les sections d'écoulement respectives des arrivées de fluide froid (10) et de fluide chaud (12),

- un élément thermostatique (22), qui est au moins en partie disposé dans la chambre (8), en étant sensiblement centré sur l'axe (X-X), et qui est relié au tiroir (20) de façon à commander la position du tiroir le long de l'axe (X-X), et

- une unique manette (30) de commande du débit et de la température du mélange, qui est montée de manière mobile par rapport au corps (2) de façon à, à la fois, actionner par entraînement les moyens de commande (16) et déplacer l'élément thermostatique (22) le long de l'axe (X-X) à l'intérieur de la chambre (8), laquelle manette est reliée à l'élément thermostatique par :

- un écrou de manœuvre (38), qui est rotatif autour de l'axe (X-X) par rapport au corps (2) et qui est lié en rotation autour de l'axe à la manette,

- une vis de manœuvre (46), qui est vissée à l'intérieur de l'écrou de manœuvre et qui est liée en rotation autour de l'axe au corps, et

- une tige de manœuvre (40), qui est sensiblement centrée sur l'axe (X-X), contre une première extrémité axiale (42) de laquelle est appuyé axialement l'élément thermostatique (22), et dont une seconde extrémité axiale (44), opposée à la première extrémité, est appui axial contre la vis de manœuvre (46) avec un interposition d'un ressort de surcourse (52),

caractérisée en ce que la cartouche thermostatique monocommande (1 ) comprend en outre des moyens de réglage fin (54, 56), qui relient la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40) à la vis de manœuvre (46), contre lesquels le ressort de surcourse (52) prend appui axialement, et qui sont adaptés pour, alors que la manette (30) est fixe en rotation autour de l'axe (X-X) par rapport au corps (2), modifier la position de la tige de manœuvre le long de l'axe par rapport à la vis de manœuvre de façon à régler la position de l'élément thermostatique (22) le long de l'axe, sans modifier la position du ressort de surcourse (52) par rapport au corps (2).

2.- Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens de réglage fin comprennent un écrou de réglage fin (54),

à l'intérieur duquel la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40) est vissée, contre lequel le ressort de surcourse (42) prend appui axialement,

qui est lié en rotation autour de l'axe (X-X) à la vis de manœuvre (46), et

qui est déplaçable le long de l'axe par rapport à la vis de manœuvre sous les actions antagonistes de la décompression du ressort de surcourse (52) et du déploiement de l'élément thermostatique (22).

3.- Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la vis de manœuvre (46) est creuse et délimite intérieurement un logement (68) qui reçoit le ressort de surcourse (52), l'écrou de réglage fin (54) et la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40).

4.- Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le logement (68) s'étend sur toute la dimension axiale de la vis de manœuvre (46), sauf à l'extrémité axiale de la vis de manœuvre, qui est tournée à l'opposé de l'élément thermostatique (22) et au niveau de laquelle la vis de manœuvre inclut une paroi (70) de fermeture du logement, contre laquelle le ressort de surcourse (52) s'appuie axialement.

5.- Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de réglage fin comportent en outre une bague de réglage fin (56),

qui est solidarisée fixement à la vis de manœuvre (46),

qui est liée en rotation autour de l'axe (X-X) à l'écrou de réglage fin (54), et

à l'intérieur de laquelle l'écrou de réglage fin est monté de façon déplaçable le long de l'axe (X-X).

6.- Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la vis de manœuvre (46) est creuse et délimite intérieurement un logement (68) qui reçoit le ressort de surcourse (52), l'écrou de réglage fin (54) et la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40).

7. - Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le logement (68) de la vis de manœuvre (46) reçoit également la bague de réglage fin (56).

8. - Cartouche thermostatique monocommande suivant l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que le ressort de surcourse (52) et l'écrou de réglage fin (54) sont reçus en totalité à l'intérieur du logement (68) de la vis de manœuvre (46) et y sont retenus par la bague de réglage fin (56).

9. - Cartouche thermostatique monocommande suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le logement (68) s'étend sur toute la dimension axiale de la vis de manœuvre (46), sauf à l'extrémité axiale de la vis de manœuvre, qui est tournée à l'opposé de l'élément thermostatique (22) et au niveau de laquelle la vis de manœuvre inclut une paroi (70) de fermeture du logement, contre laquelle le ressort de surcourse (52) s'appuie axialement.

10.- Cartouche thermostatique monocommande suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que l'écrou de réglage fin (54) inclut successivement suivant l'axe (X-X) :

- une première partie axiale (58), qui est intérieurement pourvue d'un taraudage de vissage-dévissage de la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40),

- une seconde partie axiale (60), qui est interposée axialement entre le ressort de surcourse (52) et la bague de réglage fin (56), et

- une troisième partie axiale (62) qui coopère par complémentarité de formes avec la bague de réglage fin (56) de manière à, à la fois, les lier en rotation autour de l'axe l'une à l'autre et guider une translation de l'écrou de réglage fin le long de l'axe (X-X) par rapport à la bague de réglage fin.

1 1 .- Cartouche thermostatique monocommande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde extrémité (44) de la tige de manœuvre (40) présente une empreinte (74) de mise en prise pour un outil d'entraînement de la tige de manœuvre en rotation sur elle-même autour de l'axe (X-X), et en ce qu'une paroi (70) de la vis de manœuvre (46), agencée en regard axial de l'empreinte de mise en prise (74), est pourvue d'un trou traversant (72) de passage axial pour ledit outil d'entraînement depuis l'extérieur de la cartouche thermostatique monocommande (1 ).

12. - Cartouche thermostatique monocommande suivant la revendication 1 1 , caractérisée en ce que la vis de manœuvre (46) est pourvue d'une pièce (76) d'obturation amovible de son trou traversant (72).

13. - Cartouche thermostatique monocommande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la vis de manœuvre (46) est extérieurement pourvue de nervures (48) orientées suivant l'axe (X-X), qui sont reçues dans des rainures complémentaires (50) délimitées par le corps (2) de façon à bloquer la vis de manœuvre en rotation autour de l'axe (X-X).