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La présente invention est relative aux bouchons pour systèmes d'obturation destinés aux récipients et concerne en particulier la formation du siège pour les bagues de garni- ture portées par de tels bouchons, ainsi que les relations existant entre la formation du filet et la formation du siège pour la bague de garniture.
Jusqu'à présent, l'établissement de bouchons pour systèmes d'obturation, comprenant des sièges creux pour bagues de garniture, pour réaliser un enserrement complet de la bague de garniture après la mise en place du bouchon dans l'élément destiné à le recevoir, se heurtait à des difficultés en ce qui
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concerne l'application correcte des bagues de garniture sur les bouchons, lorsque ces bagues présentaient une section transversale carrée ou rectangulaire. D'autre part, et indé- pendamment du fait, à savoir, si de telles bagues de garniture étaient appliquées correctement ou non, on a rencontré, dans certains cas, des difficultés dues à ce que ces bagues étaient retroussées dans certains endroits et qu'elles étaient étirées en d'autres endroits.
Or, la seule manière économique du point de vue industriel, de produire de telles bagues en quanti tés voulues consiste à les découper à partir de tubes produits par extrusion ou boudinage, ce qui a fatalement pour résultat des bagues de garniture dont la section transversale est soit carrée, soit rectangulaire, suivant le rapport qui existe entre la largeurde la tranche et l'épaisseur de la paroi du tube.
En ce qui concerne les bouchons eux-mêmes, la maniè- re préférée pour les produire avec l'exactitude voulue et en quantités requises consiste à les couler ou mouler en un métal ou une matière plastique appropriée. De cette façon, les filets sont formés directement sur le corps du bouchon, lors de la coulée ou du moulage. Dans les procédés utilisés à ce jour pour former les moules ou matrices destinés à cet usage, les filets prévus sur les bouchons étaient formés de manière à commencer et à se terminer de façon abrupte.
Les bouchons pourvus d'un siège creux pour bague de garniture, bouchons auxquels se rapporte la présente invention, sont munis à leur extrémité supérieure d'une bride faisant saillie vers l'extérieur sur toute leur périphérie et dont la paroi inférieure détermine un épaulement faisant un angle droit avec le corps du bouchon. Entre cet épaulement et l'extrémité supérieure du filet se trouve une surface annulaire lisse, sur laquelle vient se placer la bague de garniture. Le côté de cette surface annulaire opposé à l'épaulement précité est
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limité par l'extrémité supérieure du filet. Ainsi, là où, jusqu'à présent, l'extrémité du filet se terminait d'une façon abrupte et où le filet présentait le même pas sur toute sa longueur, plusieurs facteurs empêchaient de réaliser une assis( correcte de la bague de garniture.
Ceci est particulièrement exact dans les cas où, en raison du grand nombre de bouchons prcduits, les bagues de garniture sont appliquées sur ceux-ci par des moyens mécaniques.
Une des difficultés constatées résidait dans le fait que là où le filet approche de sa fin et se rapproche donc le plus de l'épaulement prévu sur la bride, la bague de garniture est retenue de façon assez intime, tandis que, à l'endroit où la spire supérieure s'écarte de la bride, le filet a la possi- bilité de monter et de descendre dans son siège et, de ce fait, présente un certain jeu. Cette situation ne constitue pas en elle-même un inconvénient majeur ; toutefois, à l'endroit où le filet se termine par une extrémité abrupte, la bague de garni- ture est parfois pincée entre cette extrémité et l'épaulement.
Ainsi, lorsque le bouchon est vissé dans l'élément destiné à le recevoir, la bague de garniture, sauf si elle glisse à contact lisse sur l'élément femelle du système d'obturation est retrous- sée à cet endroit et étirée à l'endroit où elle est susceptible de se déplacer librement. Ceci peut amener la bague de garni- ture se vriller légèrement et à s'accrocher aux autres spires, cette bague pouvant même être forcée à s'écarter de son siège, du soins dans une faible mesure. Ces facteurs, ainsi que d'au- tres contribuent dans certains cas à rendre de tels systèmes
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der fe pâturé inefficaces ou obligent de procéder au remplacement de la bague de garniture afin d'assurer une obturation efficace'.
Cescas !,ci' plutôt peu nombreux et assez rares ; toutefois, là
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(Ji) 1 5Q 1.À'<?tl>ÀàS"nt, il peut en résulter ie coulée d'uue xiri2e ,!7,:xtante d'un liquide éventuellement 11*1,.F.reug ou
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inflammable.
On cherche depuis fort longtemps une solution effi.ca- ce aux problèmes indiqués plus haut. Une tentative a consisté à former de telles bagues de garniture de manière qu'elles pré- sentent une section transversale autre que rectangulaire.
Toutefois, outre que de telles bagues de garniture ne parvien- nent pas à fournir une solution véritable de ce problème, leur coût de production est prohibitif. Une solution plus efficace consiste à enduire la surface extérieure de la bague de gar- niture d'une matière lubrifiante sous forme de poudre ou sous une forme différente. Dans ce cas, le résultat dépend évidem- ment du fait, à savoir si l'enduit a été appliqué correctement et uniformément et s'il se maintient sur la bague de garniture au cours du transport des bouchons, jusqu'au moment où ces der- niers sont mis en place. Il va de soi que ces tentatives n'ont pas apporté une solution véritable aux problèmes ci-dessus'.
Cette solution a été apportée par la présente invention.
Cette invention résout le problème grâce à la. pré- Vision d'un élément de filet spéciale à l'extrémité supérieure du filet, où cette spire limite le siège de la bague de garni- ture. Ici, au lieu de terminer le filet d'une façon abrupte, on le prolonge par une spire partielle ,supplémentaire qui s'étend autour de la totalité de la circonférence du bouchon, mais qui va en décroissant régulièrement à mesure qu'elle suit la périphérie de ce bouchon.
Outre que la dite dernière spire du filet va en diminuant, son angle d'inclinaison est réduit à la moitié de celui des spires normales, de sorte que, par exemple, là où le filet cylindrique américain normal pour tubes devrait comporter 11 1/2 spires par pouce, la spire dé- croissante correspond à un filet de 23 spires par pouce. Ainsi, le filet décroissant présente la moitié du pas d'un filet nor- mal ou, en d'autres termes, deux fois autant de spires par pou- ce que celui-ci.
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Toutefois, la spire décroissante maintient le même profil de filet, c'est-à-dire, le même angle de flanc que les spives normales.
En dépit de la modification de l'angle d'incli- naison et grâce au maintien de l'angle de son flanc, la spire décroissante entre en contact, par sa face inférieure, avec la surface complémentaire prévue sur l'élément d'obturation femelle muni d'un filet normal. Toutefois, une caractéris- tique plus importante réside dans le fait que la réduction de l'angle d'inclinaison, ajouté au décroissement, détermine à l' extrémité inférieure du siège de la bague de garniture une bordure parallèle à l'épaulement que limite l'extrémité supérieure de ce siège. En d'autres termes, la ligne le long de laquelle le flanc supérieur de la spire décroissante vient se raccorder au siège de la bague de garniture est parallèle à l'épaulement auquel il est opposé.
Une autre caractéristique importante réside dans le fait que la surface supérieure de la spire décroissante, surface qui, comme on le sait, forme un angle de 30 avec la verticale, représente une surface de gui- dage inclinée, faisant le tour de la circonférence du bouchon et destinée à guider la bague de garniture vers son siège.
Ainsi, même dans le cas où les bagues de garniture sont appli- quées avec une grande rapidité et par des moyens mécaniques, elles glissent le long de la face supérieure inclinée de la spire décroissante, au moment où. elles se contractent après avoir été distendues par l'organe d'application,'pour s'appli- quer de façon égale et avec une tension uniforme sur loue siège, par la totalité de leur pourtour.
Les bagues ne rencontrent pas d'obstacles capable de les pincer de les retrousser ou de les distendre en un point quelonque pendant le vissage du bouchon, la surface inclinée de la spire
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étant présente en tous points, de manière à vaincre toute tendance au déplacement de la part de la bague de garniture.
,Partant de ce qui précède, le principal objet de l'invention consiste à améliorer la formation du siège pour bagues de garniture destinées aux bouchons de systèmes d'ob- turat ion.
Un autre objet de l'invention consiste à améliorer les conditions d'application des bagues de garniture, tout en évitant la présence d'obstacles sur la paroi latérale file- tée de tels bouchons.
Un autre objet de l'invention consiste à modifier la conformation des filets sur de tels bouchons, de façon que les filets contribuent à former le siège pour la bague de garniture.
, Un autre ob jet .de l'invention consiste à éliminer les déformations lors de la mise en place d'une bague de gar- niture à section transversale rectangulaire au-dessous de la tête d'un bouchon du type "affleurant".
Un autre but de l'invention consiste à prévoir des moyens pour maintenir la bague de garniture dans une position d'application correcte pendant que le bouchon d'obturation tourne dans l'ouverture lorsqu'on procède'à la fermeture des ouvertures de récipients.
D'autres objectifs, plus détaillés, deviendront évidents, d'une part, et seront exposés, d'autre part, au cours de la description de l'invention, considérée en regard des dessins annexés.
Dans ces dessins t
La fig. 1 est une vue en plan, de dessus, d'un bouchon selon la présente Invention*
La fig. 2 est une vue d'élévation frontale de ce bouchon, en regardant ce dernier de dessous de la fig. 1.
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La fig. 3 est une vue en coupe horizontale prise suivait les lignes 3-3 de la fig. 2 et en regardant dans le sens des flèches.
La fig. 4 est une vue d'élévation, à plus grande échelle que les précédentes, des spires supérieures du bouchon selon la fig. 1 cette fig. montrant la moitié de la circonfé- rence de ce bouchon, telle qu'elle est vue de la position 4-4 de la fig. 1 et étalée à plat.
La fig. 5 est une vue analogue de l'autre moitié de la circonférence, telle qu'elle est vue à partir de la posi- tion 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en coupe verticale prise sui- vant la ligne 6-6 de la fig. 1, en regardant dans la direction des flèches.
La fig.7 est une vue analogue, prise suivant la li- gne 7-7 de la fig. l, en regardant dans la direction des flèches
La fig. 8 est une vue partielle en coupe verticale, prise suivant la ligne 8-8, en regardant dans le sens des flè- ches.
La fig. 9 est une vue partielle en coupe prise sui- vant la ligne 9-9 de la fig. 1, la partie montrée du bouchon étant engagée dans le siège destiné à la recevoir.
Le bouchon selon l'invention est du type que l'on pourrait désigner par le terme de "affleurant", étant donné qu'il est enfoncé jusqu'au fond de l'orifice destiné à le recevoir.
De cette façon, ce bouchon coopère avec le siège formé autour de cet orifice, de manière à entourer complètement et à compri- mer la bague de garniture portée par ce bouchon. Dans le pré- sent, exemple, le bouchon comporte une paroi latérale cylindri- que 1, une paroi de fond 2 et une tête ou bride 3 quis'avance en saillie d'une faible distance autour du bord supérieur de cette paroi latérale.
La face inférieure de la bride 3 est formee de
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manière à présenter un épaulement 4 situé dans un plan perpen- diculaire à l'axe de la paroi latérale. Cet épaulement forme la limite supérieure du siège 5 destiné à la bague de garniture 6 du bouchon. Le siège 5 présente lui-même la forme d'une portion cylindrique de la paroi latérale centrée autour de l'axe du bouchon. La bague de garniture 6, relativement petite mais hautement efficace, présente lorsqu'elle n'est pas compri- mée, une section transversale rectangulaire. Toutefois, lors- que cette bague est comprimée et enserrée,comme montré dans la fig. 9, elle se déforme de manière à remplir la cavité com- prise entre les parties opposées respectives du bouchon et de l'élément destiné à le recevoir et à l'enserrer.
Comme il a déjà été indiqué plus haut, de telles bagues de garniture sont formées en débitant en tranches des tubes cylindriques d'une matière constitutive pour ces bagues, cela dans des plans perpendiculaires aux axes de ces tubes.
Ceci constitue la seule manière économique pour former des bagues de garniture efficaces en des quantités requises pour obturer les nombreux millions de récipients aux dimensions consi dérées ici, qui sont produits chaque année. Toutefois, afin d'assurer la pleine efficacité, ainsi que pour permettre une application des bagues de garnitures à l'épreuve des fausses manoeuvres, qu'il s'agisse d'appliquer les bagues sur les bouchons à la main ou à l'aide d'une machine, il est nécessaire de prévoir des moyens qui agissent en sorte que les bagues portent convenablement contre le siège 5 et qu'elles prennent aussi un appui contre l'épaulement 4.
Il n'est pas indiqué de former à cette fin un autre épaulement à l'opposé de l'épau- lement 4, car ceci pourrait empêcher de visser le bouchon à fond. D'autre.. part, ce deuxième épaulement empêcherait la déformation efficace, représentée dans la fig. 9, de la bague de garniture.
Toutefois, lorsque les spires normales 7 du bouchon
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-spires qui ? dans le cas de systèmes d'obturation pour grands
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récipients, sont constituées par un filet cylindrique :..J,lé:.:1.cain normal i., '1.::.b08 - se prolongent jusqu'au de, le. baU3 de garniture avec leur pas normal et se terminent -1'une façon abrupte, le flanc, de la dernière spire, voisin de la bague de garniture, ne contribue nullement à assurer une assise uniforme de cette bague contre l'épaulement 4 qui la surplombe, En effet, à l'endroit où le filet se temine, il existe un intervalle dont la largeur est égale au pas des spires.
En raison de cette particularité, ainsi que d'autres caractéristi- ques, les systèmes de fermeture connus à ce jour font en sorte qu'une petite partie des bagues de garniture soient appliquées d'une façon impropre ; de plus, une autre petite partie de ces bagues de garniture, qu'elles soient proprement appliquées ou non, s'étirent ou se retroussent et n'assurent pas un joint uniformément efficace que l'on cherche à réaliser à l'aide de ces bagues. Comme il a déjà été indiqué plus haut, on a essayé à plusieurs reprises d'éliminer ces inconvénients ; toutefois, aucune de ces tentatives n'a réussi, excepté celle faisant l'objet de la présente invention.
D'autre part, le changement dans la formation du filet, introduit par-la présente invention, résout tous les problèmes posés par la technique connue à ce jour en ce qui concerne la formation efficace d'un siège pour de telles bagues de garniture et l'utilisation avantageuse de celles-ci, cette solution étant mise en oeuvre d'une façon simple et directe. Ce résultat perfectionné, d'une grande portée pratique, est réalisé de la façon suivante.
En premier lieu, on produit sur la paroi latérale 1 du bouchon un certain nombre de spires du filet cylindrique
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américain nC'1.'>lrJ1 pour tubes, prévu pour le système de fercr.atx aux dimensions con:,idc,rées, cornue montra en 7. 1, titre de dE;- arns r : c:n, 1;- ;,y;:t (.;:18 s de f err.lE:t'u'8 ;
0',:1' eGO r:!,1:i CC:1 (1' t'l' . fbl'hl1\t de devt pouces (5,08 cm), de tin,-, c:ct(ljnN x">Jr>.i ;,1.
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normalisa tels que communient rutilisés, comportent trois spires complètes d'un pas correspondant à 11,5 spires par pouce (2,54- cm). Dans la pratique antérieure, on aurait prolonge la spire supérieure juste au-delà de la position qui détermine trois spires complètes et l'on aurait terminé cette spire de façon abrup te. Toutefois, et conformément à la pré- sente invention, on a constaté que lorsque le pas de la spire supérieure est réduit de moitié juste au-delà du point où s'achèvent les trois spires, comme montré au point 8 dans les figs 2 et 5, c'est-à-dire, dans le cas considéré ici, lorsque le pas passe de 11,
5 spires par pouce à 23 spires par pouce et lorsqu'il est réduit uniformément sur toute une circonféren- ce, la construction ainsi obtenue représente une solution en- tière et complète des problèmes posés par la technique prati- quée à ce jour.
En considérant cette solution de façon détaillée, il convient de remarquer d'abord que, bien que le pas, à partir du point 8, soit réduit de moitié, l'inclinaison des flancs des spires antérieures est maintenue, bien que la spire ait été diminuée uniformément sur toute la circonférence. Si le profil de la spire était modifié de façon à présenter la forme ou la hauteur correspondant à la modification du pas, @ oe (lui aurait donc pour résultat un nombre double de filets par pouce, il se formerait un épaulement abrupt au point 8 et l'on aurait des surfaces planes entre ce filet et le filet normal suivant.
De plus, la diminution d'un tel filet n'aurait pas pour effet de produire la bordure parallèle voulue pour le siège de la bague de garniture, Toutefois, là où on maintient le profil du filet dans une spire et où cette spire va en dimi- nuant uniformément jusqu'à ce que le pas soit réduit de moitié} la dite spire présentera une demi-hauteur au point 9, situé à mi-destance, Moulée sur la circonférence, du point d'amorçage en 8 (figs 2,3 et 5). A l'extrémité du diamètre oppocée au point 9, la spire qui Va en diminuant disparaît en 10, au moment
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oà elle atteint à nouveau la position 8.
Un résultat important de la diminution uniforme de la spire supérieure et de la modification du pas réside, selon la présente invention, dans le fait que la ligne 11, où le flanc d'attaque 12 de la spire réduite atteint le fond de cette spire, se situe dans un plan perpendiculaire à l'axe des spires. Ainsi, dans cet exemple, le plan qui contient la ligne 11 est parallèle au plan de l'épaulement 4. En outre, et vu que les fonds de toutes les spires sont situés sur la même surface cylindrique que la surface 5 du siège de la bague de garniture, la ligne 11 détermine ainsi la limite inférieure de la surface 5, comme représenté dans les figs 2 à 9.
Il ressort de cette construction que, sur tout le pourtour du bouchon, la surface 5 est délimitée vers le bas d'une façon déterminée, cette limite étant parallèle à la surface 4, la distance entre cette limite et cette surface étant égale à la largeur de la bague de garniture 6. En outre, le flanc 12 est incliné vers le bas, en partant de la ligne 11, sur toute la circonférence.
Il s'en-suit que, lorsque la bague de garniture, laquelle est établie en une matière élastique semblable à du caoutchouc, est détendue en vue de sa mise en place Sur, son siège, et est ensuite relâchée pour pouvoir se contracter, l'arête 'inférieure intérieure de cette bague, désignée par 13 dans la fig. 6 glisse sur la partie oblique 12, jusqu'à ce qu'elle coïncide avec la ligne 11.
De cette façon la bague de garniture- repose efficacement dans son siège* De plus, la rotation du bouchon n'aura plus pour effet de créer un intervalle où cette bague n'est pas soutenue d'en bas ; d'autre part, aucune spire ne se termine de façon abrupte, or, dans les constructions établies à ce jour, l'un. ou l'autre de ces inconvénients, ou les deux, intervenaient pour empêcher une assise efficace de la bague de garniture. Dans la construction selon l'invention la bague de garniture porte toujours, efficacement sur son si' ège.
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ce 'résultat étant obtenu grâce à l'action inhérente de la construction du bouchon selon l'invention, sans qu'il soit nécessiare d'employer des moyens extérieurs quelconques pour assurer cette assise.
Bien que l'exemple représenté se rapporte à un bouchon d'obturation d'un diamètre nominal de deux pouces - là où le filet cylindrique normal pour tubes comporte Il,5 spires par pouce et où le fait de diviser le pas par moitié et de produire une diminution uniforme de la spire en question tout en maintenant le profil normal du filet, aura pour résul- tat l'apparition d'une ligne 11 parallèle à l'épaul ment 4- on a constaté que la même situation se présente pour les bou- chons d'autres diamètres, dont les filets sont d'un pas dif- férent. Ainsi, pour les bouchons de petit diamètre ayant un plus grand nombre de spires par pouce, il suffit encore tou- jours de réduire de moitié le pas de la dernière-spire et de réduire cette spire uniformément, de façon à constituer,
pour le siège 5 destiné à la bague de garniture, une ligne de bor- dure inférieure, parallèle à l'épaulement 4.
Les figs. 6 à 9 sont des vues montrant la spire diminuée, en partant de quatre positions réparties uniformément autour de la circonférence. D'autre part,' en considérant la fig. 9, il convient de noter que bien que le pas de la dernière spire ait diminué de moitié entre la position 8 et la position 10, les spires continues normales 14 de l'élément destiné à recevoir le bouchon entrent en contact intime avec le flanc inférieur 15 de la spire diminuée, sur toute la distance où. cette dernière Fuit la circonférence. Ainsi, outre que la ;:pire diminuée ne constitue pas un obstacle au vissage à fond du bouchon, elle facilite ce vissage et augmente la prise entre spires sur toute son étendue.
Bien que l'on ait mentionné la coulée et le moulage en tant que méthodes de fabrication qui facilitent l'exécution
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dd bouchons conformément à la présente invention, il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à de vels procèdes, étant donné que l'on peut éventuellemnt faire appel à la taille directe des filets.
En établissant la partie filetée des cavités des matrices employées pour produire des bouchons selon l'invention par coulée ou par moulage, on emploie une fraise présentant un angle inscrit normal de 60 . Trois cavités sont taillées de la façon normale c'est-à-dire, de manière à présenter une profon- deur correspondait à un filet normal entier.
Lorsqu'on atteint le quatrième filet, on modifie l'angle d'inclinaison, de manière à réduire le pas de moitié, la disposition étant telle que sur les 360 qui suivent, la coupe est réduite ou diminuée par petits degrés réguliers.
A titre d'exemple, lorsque les premiers filets sont taillés au pas de Il,5 spires ou pouce et que le pas a été ensuite ramené à 23 spires au pouce, la profondeur de la cavité pour la spire décroissante a été réduite par degrés égaux de 0,001 pouce (0,00254 cm) tous les 600 de circonférence. Ces degrés sont si minimes qu'il faudrait un agrandissement considérable pour remarquer que la surface s'écarte de la droite dans une mesure quelconque. A toutes les fins pratiques et réalisables, cette surface agit comme une surface continue, qui va en diminuant.
Aussi, la ligne 11 est-elle au moins sensiblement parallèle à la surface 4.
Afin d'éviter les modifications graduelles lors de la formation de la cavité à profondeur décroissante,la position de l'outil de coupe peut être contrôlée à l'aide d'un gabarit ou d'un calibre approprié. Toutefois,' de telles matri ces ont une longévité si grande, et produisent de grandes quan- tités de bouchons avec une rapidité telle que la confection de gabarits ou calibres est à peine requise, étant donné que le produit final est pratiquement impossible à distinguer de celui exécuté à l'aide de matrices où la cavité du filet a
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été diminuée par degrés.
Bien que l'exemple cité se rapporte à des bouclions dont les spires à la base sont établies au pas de 11,5 spires par pouce, il est bien entendu que le mène mode opératoire est applique pour la formation de spires décroissantes sur des bouchons d'autres dimensions et, comportant un autre nombre de spires par pouce. Il va de soi que, dans tous ces cas, les filets dont il est question sont des filets simples, étant donné que les filets cylindriques normaux pour tubes rentrent dans cette catégorie.
Etant donné que certaines modifications peuvent être apportées au produit dont il est question ci-dessus et à la mise en oeuvre du procédé pour la formation de ce produit, produit et procédé faisant l'objet de la présenté invention, et vu que ces modifications peuvent être apportées sans dépasser. le cadre de l'invention, il est bien entendu que celle-ci n'est nullement limitée à la description ci-dessus et aux dessins annexés, cette description et ces dessins n'ayant été donnés qu'à titre d'exemple.
.REVENDICATIONS
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1) Bouchon pour systèmes d'obturation destinés aux récipients, ce bouchon comprenant une paroi de fond et une paroi latérale,, cette paroi latérale étant formée de manière à présenten un filet extérieur comportant un certain nombre de spires, la spire située à une extrémité de ce filet étant diminuée d'une façon sensiblement uniforme le long du pourtour de la paroi latérale précitée.
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