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" Perfectionnements aux dispositifs de'fermeture et à leur procédé de fabrioation".
La présente intention se rapporte, d'une manière générale, aux dispositifs de fermeture pour récipients et, plus particulièrement, aux perfectionnements apportés aux dispositifs de fermeture spécialement conçus pour les cuiseurs sous pression.
Il existe à présent, sur le marché, différents types de cuiseurs sous pression. L'un de ceux-ci est un cuiseur perfectionné qui a remporté;un succès complet et qui est construit conformément à la description du brevet américain ? 2.282.011. Ainsi qu'il y est décrit, le dispositif de fermeture ou couvercle, ainsi qu'on l'appel- lera ci-après, est du type à emboîtement intérieur et il
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a un diamètre plus, granit que celui de l'ouverture du ré- cipient qu'il est appelé à obturer de- façon étanche.
Afin de permettre-le:passage facile du. couvercle pour l'in- troduire dans le récïpient et l'en sortir,, le couvercle flexible ' est en matière/élastique, telle que de l'acier inoxydable et on le déforme pour lui donner un profil tel que= puisse le faire, passer par l'ouverture du récipient, ce profil fanant de préférence en projection une forme elliptique avec grand et petit axe, ce dernier étant plus petit que le diamètre de l'ouverture du récipient. Le petit être déformé suivant ce profil par un effort interne, comme décrit,.- par exemple, dans le brevet améri- cain N 2.454.758.
Une fois à 1/intérieur du récipient, le couvercle est forcé-de.prendra un profil opérant ou non déformée dans lequel il''donne, en projection une forme circulaires ce qui fait,. que son'bord extérieur se.loge de manière à porter de façon étanche contre, le rebord du récipient qui-comporte'une surface délimitant un siège..
On obtient ce changement de, profil grâce à l'application .sur le couvercle d'une force s'exerçant vers le haut ou vers l'extérieur, force qui, une'fois exercée, fait brus- quement prendre au-couvercle son profil opérant non déformé et le met en mesure d'assurer l'étanchéité avec le siège prévu sur le rebord du récipient.,
Les cuiseurs sous pression et autres appareils pourvus de couvercles souples déformés du type qui précède ont été très bien accueillis et largement utilisés. Cer- tains leur ont reproché qu'il fallait exercer beaucoup trop d'effort pour faire passer le couvercle du profil déformé au profil opérant non déformé.
Ceci était, en effet, un inconvénient, en particulier en ce qui concerne les femmes, dont un grand nombre ne pouvait qu'avec difficulté exercer
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l'effort suffisant pour fermer le couvercle appliqué à un'cuiseur domestique sous prssion. On a quelque peu réduit cet inconvénient à un minimum en fabriquant les couvercles à partir de matière mince. Toutefois, ceci est indésirable en raison de la diminution'résultante de pression que 1.on peut maintenir en toute sécurité à l'intérieur du récipient. Par contre, si on réalise le couvercle en matière plus épaisse, de manière qu'il ré- siste à des pressions plus élevées, le couvercle devient alors moins flexible et il est plus difficile de le faire passer de son profil déformé à son profil opérant non dé- formé.
La présente invention a pour objet : - un dispositif de fermeture flexible, nouveau et perfectionné, du type mentionné ci-dessus, construit et' agencé de manière qu'on puisse le faire passer de son pro- fil déformé à son profil opérant non déformé en exerçant un effort relativement faible; - un dispositif de fermeture-flexible, nouveau et perfectionné du type décrit précédemment permettant de réaliser de tels couvercles en une matière suffisamment épaisse pour qu'ils résistent aux pressions désirées et pour que l'on puisse les',faire passer du profil déformé au profil opérant non déformé avec une force¯qui puisse être facilement exercée, même.par des usagers qui peuvent ne pas être très robustes;
- un couvercle flexible nouveau et perfectionné du type qui précède dont le passage d'un premier profil déformé à un second profil opérant et non déformé est facilité par le fait qu'on limite les tensions internes existant dans le couvercle et qu'il faut vaincre pour
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passer du premier au second profil, ce qui fait que l'on peut effectuer un tel changement de profil plus facilement; - un couvercle construit de telle sorte qu'on n'ait à vaincre ces tensions internes que dans une région pré- déterminée du couvercle, telle que la région périphérique extérieure de celui-ci; - un procédé nouveau et perfectionné de fabrica- tion de couvercles.
Les couvercles flexibles, du type auquel la pré- sente invention se rapporte, étaient d'une façon générale réalisés, antérieurement à ladite invention, par un procé- dé consistant à màtricer un flan ou ébauche circulaire à partir de.une tôle, à aboutir ou à bomber ce flan dans une presse de manière-qu'il prenne sensiblement le profil 'd'une partie de la surface d'une sphère, c'est-à-dire qu'il ait un profil concavo-convexe et, ensuite, à"tta- vailler" le couvercle bombé de manière à l'écrouir et à lui faire prendre progressivement- un profil déformé.
Le "travail" peut être effectué comme décrit dans le brevet américain 2.454.758 précité, conformément auquel le cou- vercle bombé est centré sur un axe fixe et est soumis au frottement en des points diamétralement opposés de sa périphérie, par des rouleaux tournant en sens inverses sur la surface du couvercle. Deux autres rouleaux, disposés à 90 des premiers et portant contre le couvercle près de sa périphérie, sont déplacés lentement 'vers le bas et vers l'intérieur, de manière à faire fléchir le couvercle le long de diamètres successifs croissant angulairement, à mesure que le couvercle tourne.
Le couvercle résultant affecte un profil, lorsqu'il n'est pas soumis à des forces externes, similaire à une partie de surface cylindrique et
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donnant en projection une surface sensiblement elliptique.
Par suite, on peut l'introduire dans un récipient et ensuite lui donner un profil non déformé grâce à l'appli- cation d'une force'externe, ce qui oblige sa périphérie à prendre un profil circulaire et à porter contre le siège circulaire prévu sur le récipient de cuisson.
Le demandeur a constaté que la raison pour la- quelle il était nécessaire d'exercer-une force relative- ment grande pour faire passer le profil du couvercle, de son profil déformé à son profil opérant non déformé, lors- qu'il est fabriqué comme décrit précédemment, provient apparemment du fait que les tensions internes se dévelop- pant dans le couvercle lors du "travail" pour l'amener au profil déformé, se produisent sur toute la surface du cou- vercle. Ces tensions sont créées dans la matière, lors de l'opération de déformation, par ce que l'on peut con- sidérer comme un étirage croissan par petites fractions de la matière, qui produit une dilatation moléculaire.de la matière.
Pour que le couvercle revienne à l'état non déformé après qu'il a été déformé par ce travail, il faut vaincre toutes les tensions internes présentes sur la surface entière du couvercle et, par conséquent, il faut faire un effort relativement grand; et plus la matière du couvercle est épaisse, plus l'effort demandé est grand.
Conformément à la présente invention, le couvercle est construit de telle sorte que les tensions internes que l'on doit vaincre pour qu'il passe de l'état déformé à l'état opérant non déformé ne s'exercent que dans une partie ( telle que la partie extérieure annulaire ) du couvercle. La partie centrale est soustraite à ces tensions, ce qui fait que l'on n'a à fournir aucun effort appréciable pour les vaincre. En fait, il peut même être créé une
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de tension inverse aidant la force/remise à l'état non déformé si même la tension n'est pas simplement suppri- mée.
On obtient cette suppression des tensions dans la partie centrale en l'emboutissant tout d'abord, avant déformation, ce qui fait que les tensions qui lui sont appliquées pendant l'opération de déformation provoquent une modification permanente de son profil d'une manière telle qu'il n'y ait pas à vaincre ces tensions pour passer de son profil inopérant déformé à son profil opérant non dé- formé. Conformément à l'un des procédés de construction, on obtient cette suppression permanente des tensions dans la partie centrale du couvercle en prenant une ébauche cylin- drique et, au lieu de l'emboutir pour lui donner un profil bombé ou concavo-convexe comme précédemment, on l'emboutit avec une partie bombée en sens inverse avant de la travailler pour l'amener à son profil final déformé.
La partie bombée en sens inversé confère au couvercle, à ce stade de construc- tion, une sorte de double profil bombé, comportant une partie centrale concavo-convexe et une partie extérieure annulaire convexo-concave, lorsqu on regarde le couvercle vers le bas. Uns coupe transversale du couvercle,faite suivant un plan axial,prend l'aspect d'une courbe sinusoïdale.
horsqu on travaille ce profil pour le déformer, il se développe des tensions sur la surface entière, mais celles de la partie centrale sont, dans une grande mesure, supprimées'de façon permanente en raison du fait que cette partie prend un profil différent et correspondant approximativement à une partie de cylindre, ce qui fait que, en réalité, seule, une partie exté- rieure annulaire du couvercle doit être non déformée lorsqu ' 'on confère au couvercle un état ou un profil opérant assurant l'étanchéité. Il s'ensuit une diminution nettement avan- tageuse de la force nécessaire pour faire passer le couvercle à sa position non déformée en partant de sa position dé- formée.
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D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description, qui va suivrede l'un de ses modes de réalisation donné à titre indicatif, des- cription au cours de laquelle on/réfère au dessin annexé, sur lequel : la fig. 1 est une vue en perspective, à l'édelle réduite, d'un cuiseur sous pression comportant un dispositif de fermeture ou couvercle construit conformément à la présen- re te invention, couvercle qui est \présenté dans une position "opérante" non déformée, dans laquelle il assure efficacement l'étanchéité du cuiseur sous pression ;
la fig. 2 est une vue en coupe transversale verticale, à grande échelle, du cuiseur sous pression représenté sur la figure 1, le manche du ouiseur et la partie du dispositif commandant et serrant le couvercle étant représentés en élé- vation; la fig. 3 est une vue en perspective du couvercle reti- ré du cuiseur sous pression et dans sa position ou dans son état déformé dans lesquels on peut facilement l'introduire dans :.le cuiseur sous pression ou l'en sortir; la fig. 4 est une vue en coupe transversale du couver- cle, la vue étant faite par le petit axe du couvercle, dans sa position déformée ou inopérante ; la fig. 5 est une vue similaire à la figure 4, faite par le grand axe du couvercle;
la figure 6 est une vue en coupe transversale diamé- trale du couvercle, à un stade intermédiaire de fabrication, après la formation d'une partie centrale bombée en sens inverse et avant la déformation; la fig. 7 est une représentation schématique de l'appa- reil utilisé pour former le couvercle ( tel que représenté sur la fig. 6 ) à partir d'une ébauche circulaire;
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lesig. 8 et 9 sont des vues schématiques en coupe transversale et en plan d'un couvercle de la technique antérieu- re, au stade intermédiaire de sa fabrication, et la fig. 9 mon- tré la région dans léquelle les tensions internes sont réparties; enfin, la fig. 10 est une vue en plan schématique, simi- laire à la fig. 9, d'un couvercle fabriqué conformément à la présente invention.
Sur le dessin annexé, l'invention est représentée dans son application à un dispositif de fermeture destiné à un cuiseur sous pression, mais il y a 1;eu de comprendre que bien que l'in- vention soit particulièrement destinée à un tel appareil, on peut l'utiliseren combinaison avec d'autres types d'appareils.
' En se'référant, à présent, à la fig. l, on voit que le ouiseur sous pression est désigné, dans $on ensemble, par la réfé- rence 10. Il comprend une casserole ou marmite 12 qui peut être un ' , . en/métal approprié, tel. que de l'aluminium ou de l'acier inoxy- . dable, celle qui est représentée étantobtenue par un emboutis- sage profond d'acier inoxydable.'- Il est de forme générale cylindrique.et-il comporte une partie supérieure 14, le diamètre réduit, se terminant,par un bourrelet 16 tourné vers l'intérieur et vers le bas, délimitant l'ouverture'17 de la marmite:
Le bourrelet présente une section générale circulaire; dans ce bour- relet est fixé une bague d'étanchéité {pu joint) élastique 18 délimitant un siège -et réalisée en une matière appropriée résis- tant aux liquides, à l'huile et à la chaleur, telle que du caout- chouc synthétique ou une matière analogue.
La face inférieure de la bague est apparente de façon à délimiter un siège 20 sen- siblement plan et circulaire, contre lequel peut venir porter le dispositif de fermeture oa couvercle 22 lorsque ce dernier se trouve dans ce que l'on peut appeler un profiL opérant non défor- mé, et qui est construit conformément à la présente invention,
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ainsi qu'on va le décrire en détail plus loin après que l'on aura décrit d'autres caractéristiques structurales, afin que l'on puisse mieux comprendre l'invention. Il y a lieu de faire remarquer que le couvercle comporte un bord 23 à bourrelet qui renforce le couvercle et porte contre le joint.
Un manche (ou poignée) 24 est fixé à la marmite d'une façon appropriée. Il comprend une partie 26 en bois ou en ma- tière plastique à travers laquelle passe une tige de fixation 28 fixant la partie 26 à une douille métallique 30 recevant le manche et qui peut être fixée à la marmite par exemple par soudure par points. La construction particulière de. ces élé- ments n'a aucune importance en ce qui concerne la présente in- vention et on ne les décrit pas plus en détail.
Afin de faire passer le couvercle 22 de sa position déformée à sa position opérante non déformée, il y est fixé une tige 32 portant un manche du couvercle, tige à l'extrémité exté- rieure de laquelle est fixé un manche 34 pouvant s'étendre au- dessus de la prtie de manche 26 et de dimension quelque peu plus petite de manière à faciliter la transformation du couvercle.
Le couvercle est fixé à la tige 33 par un élément de fixation tubulaire 36 traversant une ouverture centrale 38 ménagée dans le couvercle et vissée dans un raccord 40 que l'on a fixé à la tige 32 du couvercle, par exemple en le coulant dessus. Ce raccord est chambré intérieurement, comme représenté par la ré- férence 42, de façon à communiquer avec un tube 44 s'étendant vers le haut sur lequel est monté un poids amovible 46 régula- teur de pression. Un manomètre ou indicateur de pression 48 peut être fixé au raccord et le couvercle est muni d'un disposi- tif de décharge de la surpression ou décompresseur tel, par exemple, que le bouchon élastique 49 (voir fig. 1). Les détails de construction de ces éléments peuvent, de même, affecter diver- ses formes car ils ne font pas partie de la présents invention.
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La tige 32 du. manche du couvercle et le manche 34 sc@- vent à introduire le couvercle dans la marmite et à l'en sor- tir et, de même, à le placer de force en relation d'étanchéi- dé té contre le siège 20 (mentionné précédemment), qui est/limi- té par la bague 18. Comme on va le décrire plus loin, on peut introduire le couvercle dans la marmite et on peut l'en sortir lorsqu'il est à l'état,déformé, état dans lequel il présente / un grand axe et un petit axe, ce dernier étant inférieur au diamètre de l'ouverture 17 de la marmite, ce qui fait que le couvercle peut être introduit dans la marmite.
On peut amener le couvercle en contact contre le siège 20 et le forcer à de changer/profil de façon à obtenir le contact entre sa partie marginale extérieure et la bague délimitant le siège. Ce mou- vement et ce'changement de profil sont obtenus par l'applica- , tion au couvercle d'une force externe. dirigée vers le haut, force qui est exercée par un mouvement pivotant du manche du couvercle et de la tige.
Comme représenté,, .ce mouvement pivo- tant se' fait autour d'un siège 54 de-pivot qui reçoit, à pivo- - tement, un téton 52 constituant un pivot, prévu à l'extrémité inférieure d'une tige 54 à pivot fixée la tige du manche du par la partie coulée couvercle/56; Le sige 50 de pivot est représenté comme étant réalisé dans une pièce 58 comportant le siège et fixée à la partie supérieure de la douille 30 recevant le manche. Ainsi, l'organisation est telle que l'on puisse placer le couvercle à l'intérieur de la marmite, que l'on puisse, après cela, placer le téton-pivot dans le siège de pivot et que l'on puisse dé- placer le manche 34 du couvercle en direction du manche 26, de manière à amener le couvercle en position et à l'état non déformé.
Le couvercle peut être maintenu en place par dès moyens appropriés, tels que par un verrou 60 monté de manière à pou- voir tourner sur la tige 32 et comportant une partie extérieure
62 en forme de crochet pouvant s'accrocher sous le manche 24.
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On voit plus clairement sur la fig. 3 le profil déformé du couvercle. Comme représenté, il comporte un grand axe 66, disposé sensiblement à angle droit par rapport au manche, et un petit axe 68,qui se trouve sensiblement dans l'alignement du manche 26. La longueur du grand axe est plus grande que le diamètre de l'ouverture 17 de la marmite, tandis que le petit axe est plus court. Il s'ensuit que l'on peut introduire le couvercle par l'ouverture dans le sens de son grand axe jusqu'à ce que le bord avant du couvercle bute contre la paroi inté- rieure de la marmite. Ensuite, on peut faire basculer le cou- vercle de manière à amener son bord complètement à l'intérieur de la marmite, au-dessous de la surface d'étanchéité 20.
Puis, en soulevant le contre du couvercle, il se trouve guidé par la partie supérieure 14, de diamètre réduite de la marmite, jusqu'à la position'dans laquelle on l'a représenté sur la fig. 2, son bord 23 à bourrelet portant contre le siège 20, comme représen- té sur la fig. 2. Afin de soulever le couvercle jusqu'à cette position, on introduit le téton 5Q de.la tige à pivot 54 dans le siège 52 et on tente de rapprocher l'un de l'autre les man- ches 26 et 34, comme décrit précédemment, en appliquant ainsi une force dirigée vers le haut, au centre du couvercle. On 'verrouille ensuite le couvercle en position en faisant tourner le crochet-verrou 60 dans le sens des aiguilles d'une montre
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jusqu'à sa position de verrouillage.
Lorsque le couvercle présente'le profil non soumis à une tension, représenté sur les fig. 3, 4 et 5, les tensions inter- nes sont équilibrées. Après introduction du dispositif de fer- meture à l'intérieur du récipient, ce dispositif de fermeture est amené en contact avec le siège 20 le long de parties dia- métralement opposées de son bord périphérique. Ensuite, on presse l'un vers l'autre les manches 26 et 34 de façon à soule- ver la partie centrale de l'élément de fermeture) et le degré
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auquel les parties diamétralement opposées du dispositif de fermeture sont amenées en contact avec le joint 20 formant siège se trouve progressivement accru..
A mesure que le dispo- sitif de fermeture est tiré contre le joint formant siège, l'effort qu'il faut fournir pour amener le bord de cet élément contre la surface formant siège devient de plus en plus fai- ble à mesure que le dispositif de fermeture approche de son profil symétrique non déformé dans lequel on obtient l'étanché- ité et, finalement, le dispositif de fermeture se :
place dans saosition d'étanchéité avec une action de déclenchement brus- que*
L'effort nécessité pour amener le couvercle en position opérante, dans laquelle il est représenté sur la fig. 2, se trouve réduit grâce à.la présente invention, ce qui permet de - réaliser le couvercle en une matière'désirée, de fort calibre et cependant de la transformer en profil en fournissant un facilement effort qui peut être/exercé par des femmes.
On obtient ce ré- sultat en construisant le couvercle de manière que l'on n'ait à vaincre les tensions internes que dans, une partie , telle que la partie extérieure du couvercle pour faire passer le oou- à sa position opérante vercle de sa position inopérante/ On va maintenant décrire la construction d'un couvercle de ce type en se référant aux fig. 6 à 10 incluse.
En se référant d'abord à la fig. 7, on voit qu'elle illus- tre schématiquement l'appareil servant à fabriquer le couvercle à partir d'un flan ou ébauche circulaire 70 en matière appro- priée, telle que de l'acier inoxydable. Cette ébauche est so- lidement serrée,à son bord périphérique,entre des éléments de serrage annulaires 72 et 74, dont un, tel que 72, est mobile et dont l'autre peut être fixé à un socle 76. Dans l' élément de serrage 74 se trouve un élément circulaire d'appui 78, en
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matière élastique, telle que du caoutchouc, comportant une surface supérieure plane 80 qui supporte la face inférieure de l'ébauche 70 .
L'appareil comprend une matrice mobile d'emboutissage
82 comportant une surface de travail 84 profilée de manière à emboutir l'ébauche 70 de telle sorte que la partie centra, le, maison la partie périphérique du couvercle résultant, élimine d'elle-même les contraintes lorsqu'elle. est formée, et à permettre, par suite, de transformer plus facilement le profil du couvercle obtenu. Comme représenté. la surface de travail 84 de la matrice 72 comprend une partie centrale concave vers le bas,s'étendant sur un diamètre indiqué par la lettre de référence "A", et une partie extérieureannulaire convexe inversement courbée, de longueur radiale B.
L'ébauche emboutie par la matrice 82 présente une section , transversale telle que celle représentée sur la fige 6, qui montre un élément de couvercle 88 ad stade intermédiaire de sa fabrication, c'est-à-dire après l'emboutissage initial et avant la déformation, mais comportant le bourrelet périphérique 23. Le
Le couvercle offre un profil correspondant à la surface de tra- 90 concave vail 84 et comprenant une partie centrale/vers le bas, de diamètre A,et une partie annulaire extérieure 92, qui est bombée en sens inverse et de longueur radiale B.
Le couvercle, par- tiellement terminé représenté sur la fig. 6, est encore à l'é- tat non déformé et non soumis aux contraintes. Il affecte le profil de ce que l'on pourrait considérer comme une surface de révolution et le bourrelet est situé dans un seul plan hori- zontal, comme représenté.
Pour terminer le couvercle; on le "travaille" comme décrit précédemment et dans le brevet américain N 2.454.758 précité. Ce travail étire le couvercle sur toute sa surface par petites fractions de façon à provoquer une dilatation
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moléculaire sur la surface entière. Lorsque cette opération est effectuée, la région centrale change de profil de façon permanente pour passer de la forme concave à la forme convexe, de manière à éliminer de cette région la majeure partie des tensions internes, mais par contre les tensions subsistent a dans la prtie extérieure annulaire.
La suppression des tensions dans la partie centrale se traduit par un changement de profil qui passe de la forme concave à la forme convexe (ainsi qu'on le voit en coupe transversale) comme représenté sur la figure 6 à celle représentée sur .les fig. 3, 4 et .5, sur lesquelles la partie centrale devient convexe après avoir été emboutie sous une forme concave.
Le couvercle résultant n'est soumis à des tensions internes que sur sa partie annulaire extérieure., comme représenté sché- matiquement sur la fig. 10. uette figure représente le couvercle à un stade intermédiaire correspondant à celui de la fig. 6 et comme indiqué par la référence 88. Après déformation, on n'a pratiquement à vaincre aucune tension interne, dans la partie centrale, pour faire passer le profila du couvercle de son état déformé à son état opérant non déformé. On n'a à vaincre que les tensions internes développées dans la partie annulaire extérieure 92. On a représenté schématiquement ces tensions par une petite partie angulaire désignée par la référence 94.
Le couvercle qui précède se différencie nettement du cou- vercle 96 de la technique antérieure,-représenté à un stade in- temédiaire de sa fabrication sur les fig. 8 et 9. Le couvercle 96 est partout de profil bombé. Lorsqu'on le travaille pour le déformer, il est soumis à des tensions internes sur toute sa surface, comme indiqué schématiquement par la partie angulaire 98 et, après travail pour déformer le couvez-le, il faut vaincre les tensions existant dans tout le couvercle pour le faire changer de profil, de façon à le faire passer de sa position déformée à sa position opérante non déformée,
et ceci demande
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de fournir un effort considérablement plus grand que dans le cas d'un couvercle constr@it conformément à la présente in- vention.
La partie centrale d'où les tensions internes sont éli- minées de façon @ermanente peut constituer une partie appré- ciable du couvercle. Boas' un couvercle d'approximativement 177mm, la partie centrale peut avoir un diamètre d'environ 114mm. La hauteur totale de ce couvercle ,à son stade intermé- diaire de fabrication, pomme représenté sur la fig. 6, peut âtre d'environ 8mm et la profondeur de la partie centrale conve- xe peut être d'environ 3 mm. On peut faire varier ces propor- tions et elles peuvent être différentes pour des couvercles de dimensions différentes.
Le profil d'un couvercle construit conformément à la présente invention peut être très facilement transformé, même par des personnes relativement peu robustes, sans nuire à la sécurité, on peut également fabriquer des couvercles plus forts e. que l'on'peut facilment déformer.
Il est bien évident que le mode de réalisation préféré décrit ci-dessus et représenté sur le dessin annexé n'est donné qu'à titre indicatif et non limitatif et que l'on peut y apporter diverses modifications sans s'écarter pour cela de l'esprit et de la portée de l'invention.
Revendications.
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