Bouchon de récipient et procédé pour sa fabrication
La présente invention a pour objets un bouchon de récipient et un procédé pour sa fabrication.
Jusqu'ici, dans l'emploi de bouchons présentant un siège-de joint du type à évidement destiné à entourer complètement le joint quand le bouchon est en place dans une pièce destinée à le recevoir, on a rencontré des difficultés dans l'application aux bouchons de joints présente tant des sections transversales carrées ou rectangulaires. Que les joints aient été correctement appliqués, ou non, on rencontre également une difficulté, dans certains cas, due au fait que les joints se retournent vers le haut en certains endroits et sont étirés en d'autres endroits. La seule manière de produire des joints en quantité industrielle est de les découper dans des tubes refoulés, ce qui donne forcément des joints de section transversale carrée ou rectangulaire, selon le rapport entre la largeur de la pièce découpée et l'épaisseur de la paroi du tube.
En ce qui concerne les bouchons eux-mêmes la manière préférée de les obtenir en grande quantité avec la précision requise consiste à former des métaux ou des matières plastiques par matriçage ou par moulage. Les filets des bouchons sont alors formés sur le corps pendant le matriçage ou le moulage. Par suite des procédés utilisés jusqu'ici pour former les matrices dans ce but, les filets des bouchons commencent et se terminent brusquement.
Les bouchons présentant des sièges de joint à évidement comportent des rebords s'étendant à l'extérieur autour de leur extrémité supérieure, ce qui forme un épaulement à angle droit audessous de ces rebords. Entre cet épaulement et l'extrémité supérieure des filets se trouve une surface unie sur laquelle s'appuie le joint. Sur le côté opposé à cetépaulement, cette surface annulaire est bordée par l'extrémité supérieure des filets. Ainsi, quand l'extrémité des filets se termine brusquement, comme c'est le cas jusqu'ici, et que les filets présentent le même pas sur toute leur longueur, les filets sont susceptibles d'interférer avec le joint sur son siège.
Céla se produit particulièrement quand les joints sont appliqués sur les bouchons par des moyens mécaniques, ce qui est le cas quand il s'agit d'une fabrication à grande échelle.
Une difficulté provient de ce que le joint est serré fortement là où le filet approche de sa terminaison et se trouve ainsi le plus proche de l'épaulement sur le rebord, tandis que dans les positions où le filet s'écarte du rebord, le joint est libre de se mouvoir vers le haut et vers le bas sur son siège et, par conséquent, n'est pas maintenu dans une position déterminée. Cette situation ne crée pas une grande difficulté en elle-même, mais si le filet se termine brusque ment, le joint est parfois pris entre cette extrémité et l'épaulement.
Quand le bouchon est alors vissé dans la pièce destinée à le recevoir, le joint peut se replier vers le haut dans cette position et s'étirer là où il est libre de se mouvoir, à moins qu'il ne glisse doucement sur ladite pièce. 1l se peut alors que le joint soit légèrement tordu et empiète sur le restant des filets, ou même qu'il soit forcé en dehors de son siège sur une petite longueur au moins.
Dans certains cas, ces divers facteurs tendent, à rendre la fermeture inefficace et peuvent nécessiter la remise en place du joint pour assurer une bonne fermeture. Ces inconvénients sont assez rares, mais quand ils se produisent ils entraient des pertes de quantités notables de liquides ce qui est particulièrement à éviter avec des liquides dangereux ou inflammables.
On a cherché pendant longtemps une solution satisfaisante à ces problèmes. On a essayé de former des joints d'une section transversale autre que rectangulaire, mais en plus du fait que ces joints n'ont pas permis d'obtenir la so- lution du problème, leur prix de revient était prohibitif. Une solution plus efficace a consisté à recouvrir l'extérieur des joints d'une poudre ou d'une matière lubrifiante. Ici évidemment, les résultats dépendent du revêtement qui doit être correctement et uniformément appliqué et qui doit rester sur le joint pendant le transport des bouchons et jusqu'à ce qu'il soit en usage.
Ces divers essais n'ont, en fait, pas permis de trouver la solution idéale à ces problèmes. La présente invention a pour but de fournir cette solution.
Le bouchon objet de l'invention comprenant une tête, une paroi latérale munie d'un filetage et un siège de joint à l'extrémité de la paroi latérale proche de la tête, est caractérisé en ce que le siège de joint constitue une partie cylindrique de la paroi latérale, bordée à une extrémité par la tête et-à l'autre extrémité par le premier filet du filetage, ce filet présentant un pas égal à la moitié du pas des autres filets et une hauteur qui diminue pratiquement uniformément autour de la circonférence du bouchon, de manière à former une surface inclinée sur le côté du premier filet bordant le siège de joint et inclinée par rapport à ce dernier vers l'extrémité du bouchon opposée à la tête, afin que ledit filet soit susceptible de maintenir un joint monté sur le siège de joint.
Le procédé objet de l'invention pour la fabrication de ce bouchon est caractérisé en ce qu'on forme un corps ayant une tête et une paroi latérale cylindrique, en ce qu'on forme des filets selon un certain pas sur la paroi latérale, en ce qu'on change le pas du filet le plus proche de la tête à la moitié de celui des autres filets, et en ce qu'on diminue la hauteur dudit filet supérieur pratiquement uniformément de sa hauteur complète jusqu'à zéro au niveau de la surface dudit cylindre sur le parcours d'un tour complet.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du bouchon objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan.
La fig. 2 est une élévation correspondante.
La fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue à plus grande échelle depuis la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue à la même échelle que la fig. 4, depuis la ligne 5-5 de la fig. 1.
Les fig. 6 à 9 sont des coupes selon les lignes 6-6, 7-7, 8-8 et 9-9 respectivement de la fig. 1.
Le bouchon représenté est du type dit à fleur , c'est-à-dire qu'il est enfoncé vers le bas dans une ouverture du récipient destinée à le recevoir. I1 coopère alors avec un siège du ré récipient formé autour de l'ouverture pour limiter et comprimer un joint porté par le siège du bouchon. Ce bouchon présente une paroi latérale cylindrique 1, un fond 2 et une tête 3 s'étendant d'une courte distance vers l'extérieur autour de la partie supérieure de la paroi latérale.
Le côté inférieur de la tête 3 forme un épaulement 4 dans un plan perpendiculaire à l'axe de la paroi latérale. Cet épaulement forme le bord supérieur d'un siège 5 pour un joint 6.
Ce siège 5 est constitué par une portion cylindrique de la paroi latérale centrée autour de l'axe du bouchon. Le joint 6, relativement petit, présente une section transversale rectangulaire quand il n'est pas comprimé. Quand il est entouré et comprimé, comme représenté à la fig. 9, il s'étale pour remplir la cavité comprise entre les portions opposées du bouchon et de la pièce destinée à le recevoir.
Comme on l'a dit plus haut, de tels joints sont formés en coupant un tube cylindrique selon des plans perpendiculaires à l'axe du tube.
C'est la seule manière économique de former des joints efficaces en grande quantité. Pour augmenter l'efficacité cependant, et pour obtenir une application uniforme et indéformable des joints, qu'ils soient appliqués aux bouchons à la main ou mécaniquement, certains moyens étaient nécessaires jusqu'ici pour déterminer si les joints s'appuient correctement sur le siège 5 et contre l'épaulement 4. I1 n'est pas pratique de former un autre épaulement opposé à l'épaulement 4 dans ce but, car il pourrait gêner le vissage du bouchon. I1 pourrait également gêner l'étalement du joint (voir la fig. 9).
Cependant, quand des filets normaux du bouchon, qui sont avantageusement des filets rectilignes standard, dans le cas de grands récipients, se continuent vers le haut jusqu'au siège du joint avec leur pas normal pour se terminer brusquement, le flanc adjacent du filet contribue dans une faible mesure à former un appui pour le joint vers le haut contre l'épaulement 4. En fait, dans la position où le filet se termine, il existe un jeu égal en largeur au pas des filets. Les fermetures connues jusqu'ici peuvent ainsi permettre une application incorrecte d'une petite portion du joint et permettre à une autre portion, correctement appliquée ou non, d'être étirée, ou d'être repliée vers le haut, de sorte qu'on n'obtient pas un joint efficace uniforme.
Dans le bouchon représenté, des filets en nombre requis pour une fermeture particulière sont ménagés en 7 sur la paroi latérale 1 du bouchon. Disons à titre d'exemple que pour une ouverture de 5 cm, le bouchon peut comprendre trois filets complets d'un pas correspondant à 4,5 filets par cm. Dans la pratique antérieure, ces filets étaient formés de manière que la partie supérieure de l'un d'eux se continue juste au-delà de la position qui correspond à trois filets complets, position où le filet se terminait brusquement. On a déterminé cependant que si le filet supérieur, juste au-delà d'une position 8 terminant trois filets, comme indiqué sur les fig. 2 et 5, présente un pas réduit de moitié et décret uniformément de hauteur selon une circonférence, la structure résultante assure la solution complète des problèmes de fermeture.
Dans la solution envisagée ici, il faut noter en premier lieu que bien que le pas soit diminué de moitié depuis la position 8, l'angle des filets, c'est-à-dire l'inclinaison de la paroi latérale des filets précédents est maintenue, malgré la diminution uniforme de hauteur le long d'une circonférence. Si la forme du filet était changée lors du changement du pas, entrainant un nombre deux fois plus grand de filets, un épaulement brusque serait créé dans la position 8 et des méplats apparaîtraient entre ce filet et le filet normal adjacent. En outre, la diminution de hauteur du filet n'entraînerait pas la formation d'un bord parallèle pour le siège du joint.
Quand la forme dù filet de pas normal est conservée et que la hauteur du filet diminue uniformément quand le pas est réduit de moitié, cette hauteur est réduite de moitié en position 9 à mi-chemin de la circonférence depuis la position 8 (fig. 2, 3 et 5). A l'extrémité opposée du diamètre à partir de la position 9, le filet décroissant présente juste une hauteur nulle en position 10 quand il s'approche à nouveau de la position 8.
Un résultat important de la diminution uniforme de la hauteur du filet supérieur et du changement de pas est qu'une ligne 11, où un flanc 12 du filet diminué rejoint la racine du filet, se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe des filets. Ainsi dans ce cas, le plan contenant la ligne Il est parallèle au plandel'épaulement 4. En outre, comme les racines de tous les filets se trouvent sur une même surface cylindrique que la surface 5 du siège de joint, ]a ligne 1 1 définit ainsi le bord inférieur de la surface 5, comme le montrent les fig. 2 à 9. I1 résulte de cette structure qu'une limite inférieure de la surface 5 existe tout autour du bouchon, cette limite étant parallèle à la surface 4 et à distance d'elle égale à la largeur du joint 6.
De plus, le flan 12 s'incline vers le bas à partir de la ligne 11, sur toute la circonférence.
Ainsi, quand le joint en matière élastique est distendu afin d'être mis en position sur le siège et qu'on le laisse ensuite se contracter, son coin inférieur indiqué en 13 à la fig. 6 glisse vers le bas du flanc incliné 12 jusqu'à ce qu'il coincide avec la ligne 11. Le joint s'appuie alors efficacement sur le siège. De plus, quand le bouchon est mis en rotation, il n'existe pas de points en lesquels le joint ne serait pas soutenu par-dessous, ni de terminaison brusque du filet pour contrarier la mise en place du joint sur son siège. En tout instant, le joint bénéficie d'un appui efficace par suite de la construction même du bouchon, sans nécessiter des moyens étrangers pour obtenir ce résultat.
1l est évident que la même construction est utilisée pour des bouchons de divers pas et dimensions, de manière que la ligne 1 1 soit toujours parallèle à l'épaulement 4. Pour des bouchons de petit diamètre ayant un grand nombre de filets par cm, il est encore nécessaire de diminuer le pas de moitié pour le dernier filet et de diminuer la hauteur de ce dernier uniformémentçsur toute une circonférence pour former un bord inférieur du siège 5 qui soit parallèle à l'épaulement 4.
Les fig. 6 à 9 montrent, en quatre positions également réparties selon une circonférence, comment diminue la hauteur du filet. La fig. 4 montre que le pas du dernier filet, depuis la position 8 à la position 10, a été réduit de moitié. Des filets standard continus 14 (fig. 9) d'une pièce recevant le bouchon coopèrent avec un flan inférieur 15 du filet décroissant autour de la circonférence. Ainsi, le filet décroissant, au lieu de constituer un obstacle au vissage du bouchon, facilite ce vissage et assure un engagement supplémentaire.
Bien qu'on ait parlé de bouchons coulés ou moulés, il est évident que les bouchons peuvent être obtenus d'autres manières. On peut utiliser des procédés de taille des filets si on le désire.
En formant la portion filetée des cavités de matrice, dans un procédé de fabrication des bouchons par matriçage, on utilise par exemple un angle de coupe standard de 60 degrés.
Trois des cavités filetées sont ménagées de façon normale pour une hauteur de filet complète. Quand on commence à atteindre le quatrième filet, l'angle de la spire est changé pour réduire le pas de moitié, et pendant le tour suivant complet la coupe est diminuée par petites valeurs régulières. Par exemple si les premiers filets sont taillés avec un pas correspondant à 4,5 filets par cm et que le pas soit changé ensuite pour correspondre à 9 filets par cm, la profondeur de la cavité pour le filet diminué est réduite d'une valeur de 0,025 mm pour chaque sixième de circonférence. Ces diminutions sont trop petites pour qu'on puisse voir varier le caractère rectiligne de la surface d'une manière quelconque. Pour toutes les questions pratiques de travail, cette surface agit comme une surface continue décroissante.
De même, la ligne 1 1 reste au moins pratiquement parallèle à la surface 4.
Pour éliminer les changements de dimension en formant la cavité décroissante, la position de l'outil de coupe peut être commandée par un modèle ou un calibre approprié.
Les matrices ont une longue durée et permettent de former rapidement de grandes quantités de bouchons, de sorte que la confection des modèles ou des calibres est avantageuse puisque le produit final est pratiquement indiscernable de celui qui est obtenu à partir de matrices dont la cavité filetée est diminuée de valeurs fixes.