La présente invention concerne une cartouche thermostatique, ainsi qu’un robinet mitigeur comportant une telle cartouche thermostatique.

Dans ce type de cartouche, la régulation thermostatique est obtenue au moyen d’un élément thermostatique comprenant, d’une part, un piston, qui est normalement fixe par rapport à une enveloppe de la cartouche, et, d’autre part, un corps thermosensible, qui, typiquement, contient une matière thermodilatable telle qu’une cire et qui est solidaire d’un tiroir. Ce tiroir est déplaçable par rapport à l’enveloppe de façon à faire varier de manière inverse les sections d’écoulement respectives de deux fluides à mélanger, dits « fluide chaud » et « fluide froid », entrant à l’intérieur de l’enveloppe en vue de mélanger ces fluides en des proportions variables pour obtenir un fluide sortant, dit « fluide mitigé ». En modifiant la position du piston par rapport à l’enveloppe, et ce au moyen d’un mécanisme de réglage approprié, on règle la température de régulation thermostatique, c’est-à-dire la température d’équilibrage autour de laquelle est régulée la température du fluide mitigé. FR-E-92 539 et WO-A1 -2005/103853 divulguent des exemples de ce type de cartouche.

Pour actionner le mécanisme de réglage depuis l’extérieur de l’enveloppe et ainsi commander la valeur de la température de régulation thermostatique, la cartouche est généralement équipée d’une tige de commande, qui est agencée coaxialement à la cartouche et qui s’étend à la fois à l’extérieur de l’enveloppe, pour y être entraînée en rotation sur elle-même par un utilisateur, et à l’intérieur de l’enveloppe pour y être liée mécaniquement au mécanisme de réglage et ainsi actionner ce dernier en déplacement lorsque l’utilisateur entraîne la tige de commande en rotation. En pratique, la course angulaire de la tige est limitée entre deux positions angulaires correspondant respectivement à une valeur extrême basse et une valeur extrême haute de la température de régulation thermostatique, cette limitation de la course étant généralement obtenue par la présence de butées mécaniques solidaires du corps de robinet dans lequel la cartouche est installée. L’agencement de cette tige de commande donne satisfaction pour les robinets dans lesquels une manette de sollicitation manuelle peut venir se coupler coaxialement à la tige à l’extérieur de l’enveloppe. En revanche, pour d’autres designs de robinet, une telle tige de commande centrale peut poser des difficultés d’intégration de la cartouche dans le corps des robinets.

GB 2 266 132 propose un type de cartouche différent, dans lequel l’ouverture - fermeture de l’écoulement d’eau mitigée et le réglage de la température de cette eau mitigée sont commandés grâce à un unique organe saillant externe de la cartouche. Cet organe est coaxialement solidaire d’une enveloppe montée de manière mobile à l’intérieur d’un corps de cartouche et d’un corps de robinet, cette mobilité étant à la fois en translation suivant l’axe central de la cartouche et en rotation autour de cet axe. Ainsi une caractéristique essentielle de la conception de cette cartouche est que, selon la position axiale de l’enveloppe, une alimentation en eau froide et une alimentation en eau chaude sont conjointement ouvertes ou fermées par l’enveloppe.

Le but de la présente invention est de proposer une cartouche thermostatique alternative, présentant de nouveaux aménagements en ce qui concerne sa commande de la température de régulation thermostatique.

A cet effet, l’invention a pour objet une cartouche thermostatique, telle que définie à la revendication 1.

Ainsi, l’invention va à l’encontre de l’agencement traditionnel dans lequel la commande de la température de régulation thermostatique est assurée par un organe dédié, occupant la région centrale d’une des extrémités axiales de la cartouche, tel qu’une tige : l’idée à la base de l’invention est d’utiliser, comme organe de commande de la cartouche, l’enveloppe de celle-ci, qui définit la chambre de mélange des fluide chaud et froid et qui est traversée par ces fluides chaud et froid, entrant dans la cartouche, pour rejoindre la chambre de mélange. Pour ce faire, l’enveloppe n’est pas fixe en rotation mais est montée de manière mobile en rotation autour de l’axe à l’intérieur d’un corps de cartouche destiné à être reçu fixement dans un corps de robinet. Dès lors, l’entraînement en rotation de cette enveloppe depuis l’extérieur du corps de cartouche peut être prévu selon divers agencements, notamment à une extrémité axiale de cette enveloppe et/ou en périphérie extérieure de cette enveloppe. L’invention peut ainsi avantageusement permettre qu’un chemin hydraulique direct, c’est-à-dire sans coude hydraulique à 180°, puisse être conservé dans le cas où les entrées des fluide chaud et fluide froid dans la cartouche sont axialement à l’opposé de la sortie du fluide mitigé. L’invention peut aussi avantageusement permettre que tous les composants de la cartouche thermostatique, sauf son corps de cartouche, soient liés en rotation autour de l’axe et ainsi entraînés en rotation conjointement à son enveloppe, ce qui évite ou limite les frottements de déplacements relatifs entre ces composants.

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

L’invention a également pour objet un robinet mitigeur, comprenant un corps de robinet, qui est destiné à être alimenté en fluide chaud et en fluide froid, et une cartouche thermostatique, qui est telle que définie ci-dessus et dont le corps de cartouche est rapporté fixement à l’intérieur du corps de robinet. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’un robinet mitigeur, équipé d’une cartouche conforme à l’invention, un corps du robinet étant coupé longitudinalement ;

- la figure 2 est une vue en perspective de la cartouche de la figure 1 , montrée seule ;

- la figure 3 est une vue en élévation selon la flèche III de la figure 1 ;

- les figures 4 et 5 sont des sections selon respectivement la ligne IV-IV et la ligne V-V de la figure 3 ;

- les figures 6 et 7 sont des vues respectivement similaires aux figures 4 et 5, mais illustrent la cartouche en cours de montage à l’intérieur du corps de robinet ;

- la figure 8 est une vue en perspective d’un écrou, montré seul, appartenant à la cartouche des figures précédentes ;

- la figure 9 est une vue en perspective d’une coupe longitudinale d’un corps de cartouche, appartenant à la cartouche des figures précédentes ; et

- la figure 10 est une vue similaire à la figure 4, illustrant un autre mode de réalisation d’une cartouche thermostatique conforme à l’invention.

Sur les figures 1 à 7 est représentée une cartouche thermostatique 1 agencée autour et le long d’un axe central X-X. La cartouche 1 est adaptée pour équiper un robinet mitigeur 2 de manière à y mélanger de l’eau chaude et de l’eau froide.

Dans l’exemple de réalisation considéré ici, le robinet 2 comporte un corps de robinet 3 qui délimite une cavité 4 de réception de la cartouche 1. Comme bien visible sur la figure 5, le corps de robinet 3 est pourvu d’une arrivée d’eau chaude 5 et d’une arrivée d’eau froide 6, qui débouchent dans le fond de la cavité 4. Les spécificités du robinet 2 ne sont pas limitatives de l’invention.

Par commodité, la suite de la description de la cartouche 1 est orientée par rapport à l’axe X-X, en considérant que les termes « bas », « inférieur », et similaires sont utilisés pour désigner des éléments de la cartouche qui sont tournés vers le fond de la cavité 4 lorsque la cartouche est reçue dans cette cavité, tandis que les termes « haut », « supérieur » et similaires sont utilisés pour désigner des éléments de la cartouche qui sont tournés axialement à l’opposé. Ainsi, sur les figures 4 à 7, les éléments supérieurs de la cartouche 1 sont tournés vers la partie haute des figures. En pratique, on comprendra que cette orientation définie ici par commodité n’est pas limitative de l’invention : en particulier, lorsque la cartouche 1 est reçue dans la cavité 4 du corps de robinet 3, l’axe X-X de cette cartouche peut ne pas s’étendre à la verticale et/ou la partie haute de la cartouche peut ne pas être tournée vers le haut, selon l’orientation effective du corps de robinet 3 dans l’espace.

La cartouche 1 comporte un corps de cartouche 10 qui, en plus d’être visible sur les figures 1 à 7 en étant assemblé aux autres composants de la cartouche 1 , est montré seul sur la figure 9. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, ce corps de cartouche 10 comporte une paroi tubulaire 1 1 , qui est centrée sur l’axe X-X et qui inclut des parties terminales axialement opposées, respectivement inférieure 12 et supérieure 13. Comme bien visible sur les figures 4, 5 et 9, la paroi tubulaire 1 1 délimite intérieurement un volume interne allongé, qui, à l’extrémité supérieure de la partie terminale supérieure 13, est ouvert suivant l’axe X-X sur l’extérieur du corps de cartouche 10, mais qui, à l’extrémité inférieure de la partie terminale inférieure 12, est fermé axialement par une paroi transversale 14 du corps de cartouche 10, qui s’étend transversalement à l’axe X-X. Comme bien visible sur les figures 2 et 5, la paroi transversale 14 délimite deux ouvertures axiales périphériques 14A et 14B, qui se prolongent vers le haut dans l’épaisseur de la paroi tubulaire 1 1 sous forme de deux canaux respectifs 15 et 16. Comme bien visible sur les figures 5 et 9, ces canaux 15 et 16 débouchent, à leur extrémité supérieure, dans le volume interne de la paroi tubulaire 1 1 , au niveau de la partie terminale supérieure 13 de cette paroi tubulaire 1 1. A l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, l’arrivée d’eau chaude 5 débouche dans l’ouverture 14A de manière à alimenter le canal 15 en eau chaude et l’arrivée d’eau froide 6 débouche dans l’ouverture 14B de manière à alimenter le canal 16 en eau froide.

Comme bien visible sur les figures 1 , 2, 4 et 5, la cartouche 1 comporte également une bague de montage 20 permettant d’assembler la cartouche au corps de robinet 3. Cette bague de montage 20 est adaptée pour bloquer, notamment serrer, le corps de cartouche 10 contre le corps de robinet 3 et ainsi immobiliser fixement le corps de cartouche 10 à l’intérieur de la cavité 4. La bague de montage 20 est ici pourvue à cet effet d’un filetage externe 21 à même d’être vissé dans un taraudage interne 7 du corps de robinet 3 lorsque la bague de montage 20 est entraînée en rotation autour de l’axe X- X. Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, la bague de montage 20 est agencée à l’extrémité supérieure de la partie terminale supérieure 13 de la paroi tubulaire 1 1 du corps de cartouche 10 de manière à, lors du vissage du filetage externe 21 dans le taraudage interne 7, plaquer axialement vers le bas le corps de cartouche 10 contre le fond de la cavité 4, ce qui permet d’améliorer, par rattrapage des jeux axiaux, l’étanchement de la jonction entre l’arrivée d’eau chaude 5 et le canal 15 et de la jonction entre l’arrivée d’eau froide 6 et le canal 16. Comme bien visible sur les figures 4 et 5, la cartouche 1 comporte en outre une enveloppe 30, présentant une forme tubulaire centrée sur l’axe X-X. Cette enveloppe 30 délimite ainsi intérieurement un volume interne allongé, centré sur l’axe X-X. Cette enveloppe 30 comporte trois parties annulaires successives suivant l’axe X-X, à savoir une partie annulaire terminale inférieure 31 , une partie annulaire intermédiaire 32 et une partie annulaire terminale supérieure 33 reliée à la partie inférieure 31 par la partie intermédiaire 32.

A l’état assemblé des composants de la cartouche 1 , l’enveloppe 30 est au moins partiellement agencée à l’intérieur du corps de cartouche 10, en étant montée sur ce corps de cartouche de manière rotative autour de l’axe X-X. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, l’enveloppe 30 est reçue coaxialement à l’intérieur de la paroi tubulaire 1 1 : comme bien visible sur les figures 4 et 5, la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30 est reçue à l’intérieur de la partie terminale inférieure 12 de la paroi tubulaire 1 1 , la partie intermédiaire 32 de l’enveloppe 30 est reçue à l’intérieur de la partie terminale supérieure 13 de la paroi tubulaire 1 1 , et la partir supérieure 33 de l’enveloppe 30 s’étend, au moins partiellement voire essentiellement, à l’extérieur de la paroi tubulaire 1 1. La bague de montage 20 est avantageusement intégrée à la cartouche 1 à l’état assemblé des composants de cette dernière, en se retrouvant retenue autour de la partie supérieure 33, axialement entre un épaulement externe de cette dernière et l’extrémité supérieure de la paroi tubulaire 1 1 du corps de cartouche 10. Les parties terminales inférieure 12 et supérieure 13 de la paroi tubulaire 1 1 présentent des surfaces intérieures cylindriques, à bases circulaires centrées sur l’axe X-X, qui sont complémentaires de surfaces extérieures de la partie inférieure 31 et de la partie intermédiaire 32, ainsi que, le cas échéant, de la partie supérieure 33, de l’enveloppe 30, de manière à autoriser la libre rotation de l’enveloppe 30 autour de l’axe X-X par rapport au corps de cartouche 10, avec guidage relatif. Par ailleurs, à l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, l’enveloppe 30 est bloquée en translation selon l’axe X-X par rapport au corps de cartouche 10 : dans l’exemple de réalisation considéré ici, à l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, l’enveloppe 30 est en butée axiale vers le bas contre un épaulement intérieur de la paroi tubulaire 1 1 et est en butée axiale vers le haut contre la bague de montage 20.

Intérieurement, l’enveloppe 30 délimite une chambre 34 à l’intérieur de laquelle l’eau chaude et l’eau froide, provenant des arrivées 5 et 6 du corps de robinet 3, sont prévues pour se mélanger afin de former une eau mitigée à l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3. Cette chambre 34 occupe ainsi tout ou partie du volume interne de l’enveloppe 30. Pour permettre à l’eau chaude de pénétrer dans la chambre 34 depuis l’extérieur de l’enveloppe 30, cette dernière délimite un passage d’arrivée d’eau chaude 35 qui traverse radialement de part en part l’enveloppe 30 dans la partie intermédiaire 32 de cette dernière, en étant situé axialement au niveau du débouché supérieur du canal 15, comme bien visible sur la figure 5. De même, pour permettre à l’eau froide de pénétrer dans la chambre 34 depuis l’extérieur de l’enveloppe 30, cette dernière délimite un passage d’arrivée d’eau froide 36 qui traverse radialement de part en part l’enveloppe 30 dans la partie intermédiaire 32, en étant situé axialement au niveau du débouché supérieur du canal 16. Ces passages d’arrivée d’eau chaude 35 et froide 36 sont décalés l’un par rapport à l’autre suivant l’axe X-X et se présentent par exemple sous la forme d’arcs de circonférence, centrés sur l’axe X-X.

De plus, pour permettre à l’eau mitigée contenue dans la chambre 34 de sortir de l’enveloppe 30, cette dernière délimite un passage d’évacuation d’eau mitigée 37. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, ce passage d’évacuation 37 est situé à l’extrémité supérieure de l’enveloppe 30, en étant centré sur l’axe X-X et en s’étendant axialement au niveau de la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30, comme bien visible sur les figures 4 et 5. Ainsi, le corps de cartouche 10 et l’enveloppe 30 permettent, à l’état assemblé l’un à l’autre, que le chemin hydraulique à travers la cartouche 1 soit direct entre les arrivées d’eau chaude 5 et d’eau froide 6, débouchant sur un côté axial de la cartouche, et une évacuation, depuis le côté axial opposé de la cartouche, de l’eau mitigée sortant du passage d’évacuation 37 : en particulier, l’écoulement à travers la cartouche 1 ne présente pas de coude hydraulique à 180°.

On notera que, dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, l’enveloppe 30 est constituée de deux pièces distinctes, solidarisées fixement à demeure l’une à l’autre à l’état assemblé des composants de la cartouche 1 : une pièce supérieure constitue la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30, ainsi que l’essentiel de, voire toute la partie intermédiaire 32 de cette dernière, tandis qu’une pièce supérieure constitue la partie supérieure 33, ainsi que, le cas échéant, le reste de la partie intermédiaire 32. Cette forme de réalisation de l’enveloppe 30, associant fixement ces deux pièces, peut présenter un intérêt pour l’assemblage des composants de la cartouche 1 mais n’est pas limitative de l’invention. De même, la nature de la solidarisation fixe entre ces deux pièces n’est pas limitative : dans l’exemple considéré ici, ces deux pièces sont vissées à demeure l’une à l’autre, mais elles pourraient être collées, soudées, etc.

La cartouche 1 comporte également un tiroir 40, qui est agencé à l’intérieur de la chambre 34 et qui y est déplaçable suivant l’axe X-X, en étant avantageusement guidé en coulissement contre une face intérieure cylindrique complémentaire de la partie intermédiaire 32 de l’enveloppe 30. Le tiroir 40 est déplaçable suivant l’axe X-X entre deux positions extrêmes opposées, à savoir une position extrême haute, dans laquelle son extrémité axiale supérieure ferme totalement le passage d’arrivée d’eau chaude 35 tandis que son extrémité axiale inférieure laisse grand ouvert le passage d’arrivée d’eau froide 36, et une position extrême basse dans laquelle l’extrémité axiale inférieure du tiroir 40 ferme totalement le passage d’arrivée d’eau froide 36 tandis que son extrémité axiale supérieure laisse grand ouvert le passage d’arrivée d’eau chaude 35. Sur les figures 4 et 5, le tiroir 40 occupe une position intermédiaire entre ces deux positions extrêmes. Ainsi, par déplacement suivant l’axe X-X, le tiroir 40 obture, en des proportions respectives inverses, les passages d’arrivée d’eau chaude 35 et d’eau froide 36, permettant ainsi de réguler la température de l’eau mitigée résultant du mélange de l’eau chaude et de l’eau froide respectivement admises dans la chambre 34 par ces passages d’arrivée 35 et 36 plus ou moins obturés par le tiroir 40.

Pour entraîner le tiroir 40 en translation suivant l’axe X-X, la cartouche 1 comporte un élément thermostatique 50 qui inclut un corps thermosensible 51 et un piston 52, qui, à l’état assemblé des composants de la cartouche, sont sensiblement centrés sur l’axe X-X. Le corps thermosensible 51 est solidaire du tiroir 40, par exemple par vissage, étant entendu que cette solidarisation entre le tiroir 40 et le corps thermosensible 51 s’entend comme étant une liaison cinématique de l’un à l’autre et que la forme de réalisation de cette solidarisation n’est pas limitative. De plus, l’élément thermostatique 50 est conçu pour que son corps thermosensible 51 et son piston 52 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 51. Pour ce faire, le corps thermosensible 51 contient par exemple une matière thermodilatable, qui, lors de sa dilatation, provoque le déploiement du piston 52 par rapport au corps thermosensible 51 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 thermostatique 50. Dans tous les cas, afin que le déplacement axial relatif entre le corps thermosensible 51 et le piston 52 soit commandé par la température de l’eau mitigée formée dans la chambre 34, ce corps thermosensible 51 est agencé pour être en contact avec l’eau mitigée, en étant au moins partiellement disposé dans la chambre 34 et/ou dans le passage d’évacuation d’eau mitigée 37. Le piston 52 est, quant à lui, relié à un mécanisme, référencé 60 et détaillé plus loin.

Dans l’hypothèse où le mécanisme 60 maintient fixe la position du piston 52 le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 30, la température de l’eau mitigée en sortie de la cartouche 1 est régulée de manière thermostatique par le tiroir 40 et l’élément thermostatique 50. 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 34 via respectivement les passages d’arrivée 35 et 36 plus ou moins obturés par le tiroir 40, comme expliqué précédemment. Si une perturbation dans les arrivées d’eau chaude 5 et d’eau froide 6 se produit et que, par exemple, la température de l’eau mitigée augmente, le piston 52 se déploie axialement par rapport au corps thermosensible 51 , ce qui provoque la translation vers le haut du corps thermosensible 51 et donc du tiroir 40 : la proportion d’eau chaude à travers le passage d’arrivée 35 diminue tandis que, à l’inverse, la proportion d’eau froide à travers le passage d’arrivée 36 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 70 est prévu pour rappeler l’un vers l’autre le corps thermosensible 51 et le piston 52 lorsque ce dernier s’escamote, par exemple lors d’une contraction de la matière thermodilatable contenue dans le corps thermosensible 51 . Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures, ce ressort de rappel 70 est interposé axialement entre l’enveloppe 30 et le tiroir 40. 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 thermostatique qui dépend de la position, imposée par le mécanisme 60, du piston 52 le long de l’axe X-X.

Le mécanisme 60 permet de régler la valeur de la température de régulation thermostatique, en agissant sur la position axiale du piston 52 de l’élément thermostatique 50. On notera que, pour des raisons données plus loin, le mécanisme 60 de la cartouche 1 envisagé ici peut passer entre une configuration de service, qui est montrée sur les figures 4 et 5 et qui va être détaillée ci-dessous, et une configuration de débrayage, qui est montrée sur les figures 6 et 7 et qui ne sera présentée que dans un second temps.

Dans l’exemple de réalisation considéré ici, le mécanisme 60 comporte un écrou

61 , qui est montré seul sur la figure 8 et qui est centré sur l’axe X-X à l’état assemblé des composants de la cartouche 1 . Le mécanisme 60 comporte également un embout 62, qui est centré sur l’axe X-X, qui relie le piston 52 de l’élément thermostatique 50 au reste du mécanisme 60 et qui est monté sur l’écrou 61 de manière librement coulissante suivant l’axe X-X, la forme de réalisation de ce coulissement n’étant pas limitative : ici, l’embout 62 est monté coulissant dans un alésage central complémentaire de l’écrou 61 , comme montré sur la figure 4. De plus, le mécanisme 60 comporte un ressort de compression 63, qui est centré sur l’axe X-X et qui est axialement interposé entre l’écrou 61 et l’embout 62 : le ressort 63 tend à maintenir axialement écartés l’un de l’autre l’écrou 61 et l’embout

62, étant remarqué que le ressort 63 est nettement plus raide ou plus puissant que le ressort de rappel 70. En pratique, pour éviter le désengagement de l’embout 62 vis-à-vis de l’écrou 61 sous l’effet du ressort 63, le mécanisme 60 intègre un moyen de retenue en translation, dont la forme de réalisation n’est pas limitative et qui, dans l’exemple de réalisation considéré ici, est prévu sous la forme d’un rabat, vers l’extérieur, de l’extrémité inférieure de l’embout 62 qui est prévu pour interférer axialement avec l’écrou dans l’alésage central de ce dernier, comme bien visible sur la figure 4.

Vis-à-vis de l’enveloppe 30, l’écrou 61 est à la fois bloqué en rotation autour de l’axe X-X et mobile en translation suivant cet axe. Pour ce faire, dans l’exemple de réalisation considéré ici, l’écrou 61 est pourvu de rainures 61 A, qui s’étendent chacune en longueur parallèlement à l’axe X-X et qui sont réparties autour de cet axe sur la périphérie de l’écrou 61 , comme bien visible sur la figure 8 : à l’état assemblé des composants de la cartouche 1 , chacune de ces rainures 61 A reçoit une nervure complémentaire 31 A portée intérieurement par la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30, comme montré sur les figures 4 et 5. La coopération entre les rainures 61 A et les nervures 31 A lie en rotation autour de l’axe X-X l’enveloppe 30 et l’écrou 61 l’un à l’autre, tout en assurant et, avantageusement, en guidant la mobilité relative de ces derniers en translation suivant l’axe X-X. Bien entendu, d’autres formes de réalisation que les rainures 61 A et nervures 31 A sont envisageables, notamment pour former une liaison glissière, centrée sur l’axe X-X, entre l’écrou 61 et la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30.

Vis-à-vis du corps de cartouche 10, l’écrou 61 est, dans la configuration de service du mécanisme 60, lié selon une liaison hélicoïdale centrée sur l’axe X-X. Pour ce faire, dans l’exemple de réalisation considéré ici, l’écrou 61 porte, sur sa face extérieure, un filetage 61 B centré sur l’axe X-X, comme bien visible sur la figure 8, tandis que la partie terminale inférieure 12 de la paroi tubulaire 1 1 du corps de cartouche 10 est pourvue, intérieurement, d’un filetage 12A centré sur l’axe X-X, comme montré sur la figure 9. On notera que, dans le présent document, le terme « filetage » est utilisé pour désigner aussi bien une forme en hélice saillante vers l’extérieur, telle que le filetage 61 B, qu’un taraudage, tel que le filetage 12A ; de même, le terme « écrou » est utilisé pour désigner une pièce d’assemblage percée, pourvue d’un tel filetage, telle que l’écrou 61. Les filetages 12A et 61 B sont complémentaires et leur vissage l’un à l’autre forme la liaison hélicoïdale, centrée sur l’axe X-X, entre la partie inférieure 12 de la paroi tubulaire 1 1 du corps de cartouche 10 et l’écrou 61 du mécanisme 60 en configuration de service. Afin de limiter l’encombrement radial de l’écrou 61 , les rainures 61 A de ce dernier traversent avantageusement la paroi tubulaire de l’écrou, en interrompant localement le filetage 61 B.

Eu égard aux liaisons, détaillées ci-dessus, entre le corps de cartouche 10, l’enveloppe 30 et l’écrou 61 du mécanisme 60 en configuration de service, on comprend que la mise en rotation de l’enveloppe 30 autour de l’axe X-X par rapport au corps de cartouche 10 entraîne, à la fois, le vissage ou le dévissage, selon le sens d’entraînement rotatif de l’enveloppe 30, de l’écrou 61 dans le corps de cartouche 10 et la translation vers le haut ou vers le bas, selon le sens d’entraînement rotatif de l’enveloppe 30, de l’écrou 61 vis-à-vis de l’enveloppe 30. De plus, l’entraînement en translation de l’écrou 61 est transmis par le ressort 63 à l’embout 62, ce dernier agissant de manière correspondante sur le piston 52 de l’élément thermostatique 50, en réglant ainsi la position de ce piston le long de l’axe X-X par rapport à l’enveloppe 30, du fait que lorsque le mécanisme 60 est dans la configuration de service, l’embout 62 est maintenu appuyé axialement contre le piston 52 sous l’effet du ressort 63. Ainsi, lorsque l’enveloppe 30 est entraînée en rotation autour de l’axe X-X par rapport au corps de cartouche 10, le mécanisme 60 en configuration de service est actionné en déplacement par rapport au corps de cartouche 10 de manière à modifier la position du piston 52 le long de l’axe X-X. Avantageusement, dans l’exemple de réalisation considéré ici, tous les composants de la cartouche 1 , hormis le corps de cartouche 10, sont ainsi entraînables en rotation autour de l’axe X-X conjointement à l’enveloppe 30, évitant ou limitant ainsi les frottements internes de déplacement relatif entre ces composants. Dans tous les cas, on comprend que l’enveloppe 30 forme un organe de commande permettant de commander l’actionnement du mécanisme 60.

On notera que, dans la configuration de service du mécanisme 30, la transmission d’efforts par le ressort 63 entre l’écrou 61 et l’embout 62 est sensiblement rigide du fait de la raideur importante de ce ressort, étant toutefois remarqué que ce ressort 63 autorise d’être comprimé axialement pour rattraper élastiquement une surcourse de déploiement du piston 52 par rapport au corps thermosensible 51 lors d’un fort échauffement de l’élément thermostatique 50, par exemple à la suite d’une baisse brutale ou d’une coupure de l’alimentation en eau froide.

A l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, l’enveloppe 30 doit pouvoir être entraînée en rotation autour de l’axe X-X par l’utilisateur depuis l’extérieur du corps de cartouche 10. A cet effet, la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30 est mise à profit, du fait que cette partie supérieure 33 s’étend au moins partiellement à l’extérieur du corps de cartouche 10 : un système d’entraînement en rotation autour de l’axe X-X, destiné à être manipulé manuellement par l’utilisateur et non représenté sur les figures, peut être agencé dans le corps de robinet 3, à l’intérieur de sa cavité 4, au-dessus de la cartouche thermostatique 1 , pour venir se coupler à la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30, par exemple par complémentarité de formes. Ce système d’entraînement en rotation, qui n’appartient pas à la cartouche thermostatique 1 , n’est pas limitatif de l’invention. Ceci étant, on comprend que, selon les spécificités de ce système d’entraînement, le cas échéant en lien avec le design spécifique du corps de robinet 3, la géométrie, c’est-à-dire la forme et/ou les dimensions de la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30 peuvent être aménagées en conséquence. En particulier, dans l’exemple de réalisation considéré ici, la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30 forme, à son extrémité supérieure, une couronne 33A prévue pour se coupler, par complémentarité de formes, avec le système d’entraînement en rotation précité : cette couronne 33A est centrée sur l’axe X-X et s’étend en totalité à l’extérieur du corps de cartouche 10, au-dessus de la partie terminale supérieure 13 de ce dernier.

Dans tous les cas, à l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, l’entraînement de l’enveloppe 30 en rotation autour de l’axe X-X est à ne prévoir que sur une course angulaire limitée, à savoir une course angulaire entre des première et seconde positions angulaires qui correspondent respectivement à une valeur extrême basse et à une valeur extrême haute pour la température de régulation thermostatique. Pour ce faire, de manière connue en soi et non détaillée ici, deux butées mécaniques sont intégrées au corps de robinet 3 de manière à limiter la course d’entraînement du système d’entraînement en rotation précité : lorsque le système d’entraînement en rotation est placé contre l’une de ces butées, ce système d’entraînement en rotation place l’enveloppe 30 dans l’une des première et seconde positions angulaires respectivement associées aux valeurs extrêmes basse et haute de la température de régulation thermostatique, tandis que lorsque le système d’entraînement en rotation est placé contre l’autre butée, ce système d’entraînement en rotation place l’enveloppe 30 dans l’autre des première et seconde positions angulaires précitées.

Par ailleurs, également de manière connue en soi et non détaillée ici, l’assemblage final des composants de la cartouche 1 est réalisé avec étalonnage en température de cette cartouche. Pour réaliser l’étalonnage d’une cartouche thermostatique, il est connu de faire en sorte que la cartouche soit alimentée en eau chaude et en eau froide dans des conditions normales, puis d’ajuster la position de l’organe de commande permettant d’actionner le mécanisme de réglage de la température de régulation thermostatique, pour que l’eau mitigée en sortie de cartouche présente une température prédéterminée, valant par exemple 38° C ; on repère alors la position angulaire relative entre l’organe de commande et le corps de cartouche, pour pouvoir la retrouver lorsque la cartouche sera ensuite installée dans un corps de robinet et couplée à un système d’entraînement manuel de l’organe de commande. Pour étalonner la cartouche 1 , on l’alimente dans des conditions normales et on repère la position angulaire, autour de l’axe X-X, de l’enveloppe 30 lorsque l’eau mitigée sortant de la cartouche 1 présente la température prédéterminée précitée. Ce repérage est fait par des marquages respectifs sur le corps de cartouche 10 et sur l’enveloppe 30, en particulier sur la partie supérieure 33 de cette dernière afin que le marquage correspondant soit facilement observable depuis l’extérieur du corps de cartouche. Avantageusement, du fait de la liaison hélicoïdale entre le corps de cartouche 10 et l’écrou 61 du mécanisme 60 en configuration de service, le marquage précité peut ne pas être prévu sur le corps de cartouche 10 du moment que, à l’état assemblé de la cartouche 1 dans le corps de robinet 3, le positionnement angulaire du corps de cartouche dans la cavité 4 est prédéterminé de manière fixe, et ce avec, par exemple, un pion de positionnement angulaire du corps de cartouche dans le corps de robinet, tel qu’un pion de positionnement 17 porté en saillie axiale vers le bas par la paroi transversale 14 dans l’exemple de réalisation considéré ici. Bien entendu, dans ce cas, le corps de robinet 3 doit porter un marquage qui permettra de repérer l’étalonnage de la cartouche thermostatique 1 .

Comme évoqué plus haut, le mécanisme 60 peut passer de sa configuration de service, détaillée jusqu’ici, à la configuration de débrayage montrée sur les figures 6 et 7. Dans cette configuration de débrayage, la liaison entre le mécanisme 60 et le corps de cartouche 10 est interrompue : ainsi, dans l’exemple de réalisation considéré ici, le filet 61 A de l’écrou 61 est dégagé du filetage 12A du corps de cartouche 10, tout en étant maintenu abouté axialement contre ce dernier sous l’action du ressort 63.

Le passage du mécanisme 60 entre la configuration de service et la configuration de débrayage est commandé par l’entraînement de l’enveloppe 30 en rotation autour de l’axe X-X. Comme expliqué ci-après, le passage du mécanisme 60 entre ces deux configurations peut avantageusement intervenir lors de l’assemblage de la cartouche 1 dans le corps de robinet 2, en facilitant cet assemblage. En effet, après avoir introduit et positionné dans la cavité 4 du corps de robinet 3 la cartouche 1 à l’état assemblé des composants de cette dernière, l’assemblage de la cartouche au corps de robinet 3 nécessite, comme expliqué plus haut, de visser la bague de montage 20 dans le corps de robinet 3, au niveau du taraudage 7 de ce dernier. Toutefois, eu égard à la présence de la couronne 33A à l’extrémité supérieure de l’enveloppe 30, l’entraînement en rotation de la bague de montage 20 aux fins de son vissage peut induire la mise en rotation de l’enveloppe 30 autour de l’axe X-X. Lorsque le diamètre extérieur de la couronne 33A est sensiblement égal à celui de la bague de montage 20, l’entraînement simultané de cette bague de montage 20 et de l’enveloppe 30 est même inévitable dès lors que la mise en rotation de la bague de montage 20 est opérée au travers de la couronne 33A : ainsi, dans l’exemple de réalisation considéré ici et comme bien visible sur la figure 3, une échancrure périphérique 33A.1 de la couronne 33A permet d’accéder axialement à un relief 22 de la bague de montage 20, afin de pouvoir entraîner cette dernière en rotation sur elle-même autour de l’axe X-X grâce à un outil introduit axialement au travers de l’échancrure 33A.1 pour coopérer avec le relief 22. En pratique, avant de commencer de visser la bague de montage 20, le corps de cartouche 10 doit être bloqué angulairement autour de l’axe X-X par rapport au corps de robinet 3 pour éviter que la cartouche 1 ne tourne sur elle-même dans la cavité 4 : ce blocage est avantageusement assuré par la coopération du pion de positionnement 17 avec une empreinte complémentaire, ménagée dans le fond de la cavité 4 et dans laquelle ce pion est reçu, comme bien visible sur les figures 4 et 6. De plus, le vissage de la bague de montage 20 dans le taraudage 7 du corps de robinet 3 nécessite d’entraîner cette bague de rotation sur plusieurs tours : l’enveloppe 30 se retrouve entraînée en rotation sur elle-même de manière correspondante, c’est-à-dire sur plusieurs tours. On comprend que l’enveloppe 30 est ainsi entraînée en rotation autour de l’axe X-X sur davantage que la course angulaire limitée, évoquée plus haut et définie entre les première et seconde positions angulaires de l’enveloppe 30 respectivement associées aux valeurs extrêmes basse et haute de la température de régulation thermostatique. Plus précisément, le vissage de la bague de montage 20 entraîne en rotation l’enveloppe 30 au-delà de sa première position angulaire, c’est-à-dire celle correspondant à la valeur extrême basse de la température de régulation thermostatique, et ce en sens opposé à celui dirigé vers sa seconde position angulaire, c’est-à-dire celle correspondant à la valeur extrême haute de cette température de régulation thermostatique.

Cet entraînement rotatif de l’enveloppe 30 fait passer le mécanisme 60 de sa configuration de service des figures 4 et 5 à sa configuration de débrayage des figures 6 et 7, moyennant le dévissage complet de l’écrou 61 vis-à-vis du corps de cartouche 10 et l’escamotage translatif de cet écrou à l’intérieur de la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30. L’entraînement translatif vers le haut de l’écrou 61 tend à entraîner de manière correspondante l’embout 62 appuyé axialement vers le haut contre le piston 52 : l’élément thermostatique 50 tend alors à se comprimer axialement, par escamotage forcé de son piston 52 à l’intérieur du corps thermosensible 51 , mais avec une course axiale de compression qui peut être moindre que la course axiale d’escamotage de l’écrou 61 dans la partie inférieure 31 de l’enveloppe 30, conduisant alors à une compression axiale du ressort 63, comme bien visible par comparaison des figures 4 et 5 avec les figures 6 et 7. De cette façon, le mécanisme 60 ainsi débrayé et l’élément thermostatique 50 ne sont ni bloqués, ni endommagés, malgré la mise en rotation de l’enveloppe 30 au-delà de la première position angulaire précitée, et ce sur une course potentiellement importante, par exemple de plusieurs tours. Comme expliqué en détail ici, cette possibilité d’entraînement est mise à profit pour faciliter le montage, par serrage, de la cartouche 1 dans le corps de robinet 4, et ce sans pour autant augmenter l’encombrement axial du mécanisme de réglage. On notera que, dans le cas où le serrage de la cartouche serait indépendant de son organe de commande, cette possibilité d’entraînement de l’organe de commande permet d’éviter des dégradations de la cartouche liées au dépassement inopiné de la première position angulaire précitée ou liées à l’application par l’utilisateur d’un couple trop élevé en butée pour commander la cartouche en plein froid.

Avantageusement, pour protéger davantage l’élément thermostatique 50 de surcontraintes appliquées par l’embout 62 sous l’effet du ressort 63 comprimé, le tiroir 40 est avantageusement pourvu d’une surface d’appui 41 contre laquelle l’embout 62 vient directement s’appuyer axialement lorsque le mécanisme 60 est dans la configuration de débrayage, comme montré sur les figures 6 et 7 : une fois que l’écrou 62 est appuyé axialement vers le haut contre cette surface d’appui 41 du tiroir 40, les contraintes appliquées par l’embout 62 vers le haut ne sont plus transmises à l’élément thermostatique 50, mais sont encaissées directement par le tiroir 40 qui, le cas échéant, peut venir prendre appui axialement contre l’enveloppe 30, sans risque de dégradation. Dans l’exemple de réalisation considéré ici, la surface d’appui 41 est délimitée à l’extrémité libre d’une entretoise 42, solidarisée à demeure au tiroir 40 en s’étendant vers le bas depuis une région centrale de ce tiroir. D’autres formes de réalisation de la surface d’appui 41 sont envisageables.

Une fois que le mécanisme 60 est dans la configuration de débrayage, il est possible de continuer d’entraîner l’enveloppe 30 en rotation sur autant de tours que nécessaire pour aboutir au vissage complet de la bague de montage 20 dans le corps de robinet 3. Le mécanisme 60 reste alors dans la configuration de débrayage, avec les filetages 12A et 61 B qui restent dégagés l’un de l’autre, tout en étant maintenus aboutés axialement l’un contre l’autre : à chaque nouveau tour de l’enveloppe 30, le filetage 61 B de l’écrou 61 saute vis-à-vis du filetage 12A du corps de cartouche 10.

Une fois que la bague de montage 20 est totalement vissée dans le corps de robinet 3 et que le corps de cartouche 10 est ainsi assemblé fixement dans la cavité 4, le mécanisme 60 doit être repassé de sa configuration de débrayage à sa configuration de service. Pour ce faire, l’enveloppe 30 est entraînée en rotation autour de l’axe X-X en sens inverse à celui mis en oeuvre lors du serrage de la bague de montage 20, jusqu’à revenir entre les première et seconde positions angulaires précitées. En pratique, l’entraînement de l’enveloppe 30 est réalisé au niveau de sa partie supérieure 33, émergeant à l’extérieur du corps de cartouche 10. Cette mise en rotation de l’enveloppe 30 conduit à revisser le filetage 61 B de l’écrou 61 avec le filetage 12A du corps de cartouche 10, le réengagement des filetages étant facilité par l’action du ressort 63 tendant à écarter axialement l’un de l’autre l’écrou 61 et l’embout 62.

Avantageusement, les filetages 12A et 61 B ne commencent à se visser l’un à l’autre que dans une unique position angulaire de l’enveloppe 30. Pour ce faire, ces filetages 12A et 61 B sont indexés autour de l’axe X-X, comme bien visible sur les figures 8 et 9 sur lesquelles les indexes respectifs des filetages 12A et 61 B sont référencés 12A.1 et 61 B.1. Dans le cas où chacun des filetages 12A et 61 B inclut plusieurs filets, comme trois filets sur l’exemple considéré ici, ces filets de chaque filetage démarrent tous sur une même ligne soit parallèle à l’axe X-X, soit enroulée autour de l’axe X-X, au niveau de l’index correspondant 12A.1 , 61 B.1. Dans tous les cas, l’indexage des filetages 12A et 61 B permet d’indexer, autour de l’axe X-X, la liaison hélicoïdale entre le corps de cartouche 10 et le mécanisme 60, donc entre le corps de cartouche 10 et l’enveloppe 30 du fait de la liaison en rotation entre l’écrou 61 et l’enveloppe 30 : en entraînant en rotation l’enveloppe 30 depuis au-delà de la première position angulaire précitée jusqu’à cette première position angulaire, le mécanisme 60 repasse dans la configuration de service et, grâce à l’indexage des filetages 12A et 61 B, l’enveloppe 30 peut être ensuite entraînée jusque dans une position angulaire prédéterminée, repérée par rapport au corps de robinet 3 par le marquage d’étalonnage mentionné plus haut, avantageusement porté par la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30.

Sur la figure 10 est représentée une cartouche thermostatique 100 à titre de réalisation alternative à la cartouche thermostatique 1 décrite jusqu’ici.

La cartouche 100 comporte un corps de cartouche 1 10, une enveloppe 130, un tiroir 140, un élément thermostatique 150, un mécanisme 160 et un ressort de rappel 170, qui sont fonctionnellement similaires à, respectivement, le corps de cartouche 10, l’enveloppe 30, le tiroir 40, l’élément thermostatique 50, le mécanisme 60 et le ressort de rappel 70 de la cartouche 1.

En particulier, l’enveloppe 130 délimite une chambre 134, un passage d’arrivée d’eau chaude 135, un passage d’arrivée d’eau froide 136 et un passage d’évacuation d’eau mitigée 137, qui sont fonctionnellement, voire structurellement, similaires à, respectivement, la chambre 34, le passage d’arrivée d’eau chaude 35, le passage d’arrivée d’eau froide 36 et le passage d’évacuation d’eau mitigée 37. Un aspect différenciant de la cartouche 100 vis-à-vis de la cartouche 1 concerne le fait que le passage d’évacuation d’eau mitigée 137 est tourné vers le bas, autrement dit vers le même côté axial de la cartouche 1 sur lequel sont admis l’eau chaude et l’eau froide dans des canaux respectifs 1 15 et 1 16 du corps 1 10, qui sont fonctionnellement similaires aux canaux 15 et 16 du corps de cartouche 10. Le mécanisme 160 comporte un écrou 161 , un embout 162 et un ressort 163, qui sont fonctionnellement similaires à l’écrou 61 , à l’embout 62 et au ressort 63 du mécanisme 60. L’embout 162 et le ressort 163 sont même structurellement similaires à l’embout 62 et au ressort 63, tandis que l’écrou 161 présente, vis-à-vis de l’écrou 61 , la spécificité de ne pas être reçu et vissé à l’intérieur d’une paroi tubulaire du corps de cartouche 1 10, mais d’être vissé autour d’une tige filetée 1 18 qui appartient au corps de cartouche 1 10 et qui est solidarisée fixement au reste de ce corps de cartouche 1 10.

L’alternative de réalisation, montrée à la figure 10, illustre la multiplicité des formes de réalisation que peut prendre la cartouche thermostatique conforme à l’invention, du moment que cette dernière inclut, en tant qu’organe de commande de son mécanisme de réglage de la température de régulation thermostatique, une enveloppe montée sur le corps de cartouche de manière rotative autour de l’axe X-X, telle que les enveloppes 30 et 130. L’actionnement en déplacement du mécanisme de réglage par la mise en rotation de cette enveloppe est réalisé depuis l’extérieur du corps de cartouche, moyennant l’entraînement en rotation de l’enveloppe depuis l’extérieur du corps de cartouche, comme avec la partie supérieure 33 de l’enveloppe 30. Pour l’enveloppe 130, l’exemple envisagé sur la figure 10 prévoit que cette enveloppe 130 inclut un bras supérieur 138 qui s’étend vers le haut depuis le reste de l’enveloppe 130, jusqu’à émerger vers le haut du corps 1 10. D’autres aménagements de l’enveloppe 130 aux fins de son entraînement depuis l’extérieur du corps de cartouche 1 10 sont envisageables.