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Procédé et outil pour fermer et sceller l'ouverture d'un récipient métallique.
Cette invention a trait à un procède et à un outil- permettant de fermer et sceller hermétiquement une ouverture prévue dans un récipient métallique et est en particulier avantageusement applicable à l'obturatiun hermétique des ouvertures de remplissage et (ou) de vidange des récipients métalliques servant à l'emmagasinage et au transport de l'es- sence minérale, de l'huile et des produits analogues.
Suivant une des caractéristiques générales de la présente invention, on prévoit dans la paroi du récipient
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une ouverture définie par un rebord annulaire ou tubulure faisant saillie vers l'extérieur et muni à son extrémité externe d'un bourrelet continu circonférentiel. Une capsule de joint et de scellage est montée sur l'extrémité à bourre- let de la tubulure de façon que le rebord ou paroi laté- rale de cette capsule entoure la paroi latérale arrondie adjacente du bourrelet. Une rondelle de joint est supportée à l'intérieur de la capsule de façon à reposer sur le sommet du bourrelet.
Pour fixer la capsule de façon à rendre la fermeture fermétique et inviolable, on agit sur son rebord à l'aide d'un dispositif radialement mobile, de façon à faire mouvoir radialement ce rebord vers le côté arrondi adjacent du bourrelet. Pendant la continuation de ce mouve- ment et à mesure que le rebord entre en contact avec le coté arrondi du bourrelet, le mouvement radial du dit rebord est transformé en un mouvement axial par la surface du bour- relet en contact avec le rebord et l'ensemble de la capsule reçoit un mouvement de descente sur l'extrémité de la tubu- lure, ce qui comprime la rondelle de joint de la capsule sur le sommet arrondi du bourrelet en constituant à cet endroit un joint hermétique.
Simultanément avec ce qui précède, la circonférence de la partie inférieure du rebord de la capsule est contractée uniformément et contrainte à entrer unifor- mément et étroitement en contact avec la partie de la paroi externe de la tubulure située au-dessous du bourrelet.
Parmi les avantages de ce procédé, on citera les suivants : L'ensemble de la capsule et de la rondelle de joint reçoit un mouvement d'abaissement sur la tubulure et son bour- relet dans une direction axiale sans qu'aucune pression sen- sible soit exercée sur la dite tubulure et la paroi du ré-
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cipient dans cette direction axiale et l'on évite ainsi une pression axiale importante qui tendrait à déformer la paroi relativement mince du récipient et empêcherait de sceller convenablement l'ouverture du récipient ; obtient un dispositif d'obturation absolument hermétique et étan- che qui résiste à une pression au moins aussi grande que celle que le récipient entier est capable de supporter;
l'herméticité et l'étanchéité sont assurées d'une façon uniforme sur toute l'étendue de la surface de joint de la capsule; la capsule est fixée si fermement qu'il est im- possible de l'enlever sans avoir recours à un dispositif spécial et sans soumettre cette capsule à une déformation et à une rupture telles qu'il en reste des traces évidentes; le récipient peut être fermé et scellé facilement et rapi- dement et, à l'aide d'outils convenables, on peut enlever facilement et rapidement la capsule pour avoir accès au con- tenu du dit récipient ; le dispositif d'obturation est lé- ger, peu coûteux et extrêmement efficace.
L'invention a principalement pour objet un procédé perfectionné pour obturer et sceller l'ouverture d'un réci- pient, lequel procédé procure les avantages précédents.
L'invention a en outre pour objet un outil agencé pour agir par serrage sur le rebord de la capsule et faire mouvoir ce rebord graduellement vers l'intérieur de façon à l'amener contre le bourrelet de la tubulure, le tirer le long du dit bourrelet et faire ainsi descendre la capsule sans soumettre le dispositif de fermeture ou la paroi du récipient à une déformation permanente, cet outil étant aussi agencé pour contracter simultanément et uniformément la circonférence du rebord de la capsule de façon à l'amener
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étroitement en contact avec la partie du dispositif de fer- meture située derrière le bourrelet.
L'invention a en outre pour objet un dispositif assurant le centrage automatique de l'outil sur la capsule de façon à assurer l'action uniforme du dispositif de ser- rage de la capsule et tous les points de la circonférence du rebord de la capsule sans déplacer l'outil angulairement ce qui assurer un abaissement uniforme de la capsule sur la tubulure et une compression uniforme de la rondelle de joint entre la capsule et le bourrelet.
D'autres buts et avantages seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une partie d'une paroi d'un récipient présentant une tubulure destinée à être obturée par le procédé et à l'aide de l'outil suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue analogue à fig. 1 et représente une bonde montée dans la dite tubulure.
Fig. 3 est une vue analogue à fig. 2, excepté que certaines pièces sont vues en élévation, cette figure repré- sentant une capsule de protection montée sur l'orifice de la tubulure et prête à être fixée à cette tubulure.
Fig. 4 est une vue en élévation d'une construction d'outil suivant l'invention.
Fig. 5 est une vue en coupe verticale à plus grande échelle de l'outil de fig. 4.
Fig. 6 est une coupe suivant VI-VI (fig. 5).
Fig. 7 est une vue de dessous de l'outil représenté à l'état développé sur le dispositif de fermeture, ce dernier étant représenté en coupe horizontale pour indiquer la posi- tion qu'occupe l'outil par rapport à la capsule.
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Fig. 8 est une coupe verticale de la partie infé- rieure de l'outil suivant 8-8 (fig. 7), cette coupe repré- sentant en outre la position qu'occupe l'outil par rapport au dispositif de fermeture, qui est représenté en coupe ver- ticale.
Fig. 9 est une vue analogue à Fig. 7, excepté qu'el- le représente la position qu'occupe l'outil par rapport à la capsule au début de l'opération exécutée à l'aide de l'outil pour fixer la capsule.
Fig. 10 est une vue analogue à fig. 8, excepté que l'outil est représenté dans la position qu'il occupe au stade de commande correspondant à fig. 9.
Fig. 11 est une vue analogue à fig. 10, excepté que l'outil est représenté complètement contracté pour effectuer la descente finale et la fixation de la capsule sur le dis- positif de fermeture.
Fig. 12 est une vue analogue aux figs. 7 et 9, mais représente l'outil dans la position de fig. 11.
Comme représenté, le récipient peut affecter la for- me d'un tambour métallique muni d'une paroi supérieure 1 qui présente une ouverture définie par une tubulure ou rebord an- nulaire 2 faisant saillie extérieurement et constitué d'une seule pièce avec ladite paroi, par estampage ou de toute au- tre manière convenable. La paroi 1 est relativement mince et, pour renforcer la tubulure 2, ainsi que pour permettre d'y adapter une bonde filetée, une douille cylindrique à paroi re- lativement épaisse 5 est ajustée exactement dans cette tubulure.
L'ouverture 4 de cette douille peut avantageusement servir d'ou- verture de remplissage et (ou) de vidange. La douille 3 est munie à son extrémité inférieure d'un rebord annulaire latéral 5 possédant de préférence un contour octogonal, ce rebord étant
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reçu à l'intérieur d'une cavité de même forme constituée par une nervure 6 prévue autour de la base de la tubulure 2. Grâ- ce à cette disposition, l'extrémité inférieure de la douille 3 et la surface interne de la paroi 1 sont au même niveau, de sorte qu'aucune obstruction n'est offerte à la vidange du contenu du récipient par l'ouverture 4.
Le bord supérieur de la douille 3 va en s'amincissant coniquement et fait normale- ment saillie au delà du bord externe de la tubulure 2, ce qui permet de le rabattre autour du dit bord externe de fa- çon à compléter la fixation de la douille. En raison de la forme donnée au bord externe de la douille 3, on obtient à l'extrémité externe de la tubulure 2 un bourrelet circonfé- rentiel 7 qui joue un rôle important dans la mise en pra- tique de l'invention comme il ressortira de ce qui suit. Ce mode de fixation de la douille 3 constitue un joint hermé- tique à l'air et étanche au liquide entre la tubulure 2 et la douille 3, mais si on le désire, on peut intercaler une rondelle de joint convenable entre le rebord 5 de la douille et la nervure 6 pour contribuer à rendre le joint hermétique et étanche.
Quoique l'ouverture 4 soit de préférence consti- tuée de la manière précédemment décrite, il ressortira de ce qui suit que, dans certains cas, la douille 3 peut être sup- primée, le bord externe de la tubulure 2 étaht roulé sur lui-même d'abord vers l'extérieur puis vers l'intérieur, de façon à constituer un bourrelet correspondant au bourrelet 7.
Dans l'application de récipients du genre ci-dessus en vue de la conservation et de l'expédition d'essence miné- rale, d'huiles, etc., il faut que l'ouverture 4 soit fermée d'une façon hermétique à l'air et étanche au fluide. A cet effet, la douille 3 est taraudée pour recevoir une bonde fi- letée métallique 8, visible dans la fig. 2. Dans cet exemple la bonde est munie d'une tête légèrement élargie 9 et une
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rainure annulaire 10 est constituée entre cette tête et le corps fileté de la bonde pour recevoir une rondelle de joint 11 faite de toute matière compressible convenable.
Dans le but de l'alléger, ainsi que dans le but de faciliter son in- sertion et son enlèvement, la bonde présente une ouverture centrale de forme irrégulière 12 qui est agencée pour rece- voir une pièce de forme convenable faisant partie d'un outil servant à visser la bonde dans la douille ou à l'en dévisser.
Lorsqu'on visse la bonde 8, la rondelle 11 vient reposer puis est comprimée sur un siège ou épaulement 13 constitué à l'extrémité externe du taraudage 14 de la douille et au- dessous du sommet du bourrelet 7. La pression à laquelle est soumise la rondelle lorsque la bonde a été vissée à fond tend à bloquer cette bonde et à l'empêcher de se desserrer sous l'influence des vibrations, etc., de sorte que la bonde constitue en soi un obturateur robuste, durable, hermétique et étanche. Elle peut d'ailleurs avantageusement être uti- lisée à la façon d'un obturateur ordinaire lorsque le ré- cipient est arrivé à destination et que l'usager désire l'ou- vrir ou le fermer.
Bien entendu, cette bonde pourrait facilement être enlevée et remise en place par des personnes non autorisées si des moyens n'étaient pas prévus pour se prémunir contre cette manoeuvre. Il est extrêmement désirable d'empêcher l'en- lèvement et la remise en place de la bonde pendant l'expédi- tion et la conservation du récipient, dans le but d'empêcher le vol, et la perte de liquide ainsi que les manoeuvres de la bonde par des personnes non autorisées. Si la bonde n'é- tait pas suffisamment serrée ou venait à prendre du jeu au cours des manutentions du récipient, des fuites pourraient se produire et il est par conséquent désirable de prévoir aussi un dispositif d'obturation et de protection à l'exté- n
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rieur.
A cet effet, l'invention consiste à fixer sur le bourrelet 7 une capsule de protection qui, outre qu'elle constitue elle-même un obturateur hermétique et étanche, et dissimule la bonde 8 et la rend inaccessible. Lorsque cette capsule a été posée par le procédé et à l'aide de l'appareil suivant l'invention, elle constitue par elle-même un dispo- sitif d'obturation entièrement efficace en ce sens qu'elle assure une obturation hermétique à l'air et étanche aux li- quides. En fait, il a été démontré dans la pratique qu'une capsule de ce genre, montée par le procédé et à l'aide de l'appareil suivant l'invention, est capable de résister, sans risque de fuites, à des pressions au moins aussi grandes que celles que le récipient entier est capable de supporter.
Par conséquent, si on le désire, on peut supprimer la bonde métallique 8 ou la remplacer par une bonde de bois ou autre bonde légère. Dans ce dernier cas, la bonde peut être main- tenue par une simple action de coincement dans sa tubulure et la capsule de protection peut servir à empêcher cette bonde de se desserrer et de se déplacer. La suppression de la bonde ou l'application d'une bonde légère présente une importance considérable du point de vue de l'économie de poids, en particulier lorsque les conditions relatives au tonnage limitent nécessairement (comme dans les expéditions par ba- teau) le nombre de récipients de chaque cargaison. Cette caractéristique est aussi importante en ce sens qu'on peut notablement diminuer le coût du dispositif de fermeture sans diminuer en aucune façon son étanchéité et son herméticité.
L'opération effectuée ensuite à l'effet de fermer et de rendre inviolable l'ouverture du récipient consiste donc à placer une capsule de protection 15 sur le bourrelet 7 et la bonde 8 de la manière représentée dans la fig. 3.
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Les dimensions du rebord 16 de la capsule sont normalement telles que ce rebord entoure librement la paroi arrondie externe du bourrelet et que son bord libre descend au-dessous du centre du dit bourrelet (comme on le voit dans la fig.2).
La partie centrale de la paroi supérieure de la capsule est légèrement déprimée pour constituer autour de cette partie et près du rebord une légère saillie annulaire 17 propre à constituer une cavité de même forme destinée à recevoir une rondelle 18 faite de toute matière compressible convena- ble, laquelle rondelle possède normalement une épaisseur as- sez grande, comme représenté. De préférence pour faciliter la contraction uniforme du rebord 16 de la capsule, ce re- bord possède une surface ondulée constituant des nervures et rainures alternantes qui s'étendent dans la direction de la hauteur du dit rebord et sur tout son pourtour; on a tou- tefois constaté dans la pratique que le rebord de la capsule peut, si on le désire,être muni d'une surface lisse sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
La fixation de la capsule 15, en vue d'assurer l'ob- turation et la,,protection désirées, s'obtient en faisant des- cendre uniformément l'ensemble de cette capsule sur le bour- relet 7, de façon à comprimer la rondelle 18, et en contrac- tant simultanément la partie inférieure circulaire du rebord 16, de façon à la faire entrer en prise uniformément avec la partie de la tubulure 2 située au-dessous du bourrelet 7. Il convient que cette fixation soit effectuée sans exercer une pression importante sur la douille 3 et la tubulure 2 dans la direction axiale. Fn effet, si une pression considérable était ainsi exercée, la paroi 1 du récipient risquerait d'être déformée d'une façon permanente, ce qui rendrait le récipient impropre au service.
Suivant l'invention on évite cet inconvé- A
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nient en exerçant une action de serrage sur la partie infé- rieure du rebord de la capsule, à une hauteur sensiblement constante autour de sa circonférence, et en faisant ensuite mouvoir cette partie radialement vers l'intérieur, de façon à l'appliquer sur la surface arrondie adjacente du bourre- let 7.
En d'autres termes, la continuation du mouvement radial dont il vient d'être question a pour effet de transformer ce mouvement en un mouvement axial sans qu'aucune poussée axiale soit exercée sur la tubulure 2 et la paroi 1 étant donné que le rebord de la capsule entre en prise avec la surface ar- rondie du bourrelet au-dessous du centre du dit bourrelet et que ceci a pour effet d'abaisser la capsule et de forcer l'extrémité inférieure de son rebord contre la partie de la tubulure 2 située au-dessous du bourrelet.
Pour réaliser les mouvements qui précèdent, on peut se servir d'un outil du genre représenté dans les figs. 4 à 12 inclus.
L'outil représenté comprend une tige ou organe de support central 19 sur l'extrémité inférieure duquel est vis- sé et ainsi supporté le moyeu 20 d'une roue à bras dont les bras fourchus 21 supportent de façon pivotante, comme indi- qué en 22, une série d'organes presseurs 23, de préférence au nombre de quatre. Ces organes ont tous la même forme et sont disposés de telle sorte que, dans leur position d'as- semblage et de fermeture, ils constituent collectivement un dispositif de contraction annulaire et en forme de cloche.
Chacun des segments ou organes 23 de ce dispositif de con- traction possède généralement la forme dun coin et sa face externe possède un contour arqué. L'extrémité inférieure ar- quée de chacun des organes 23 est coudée uniformément vers l'intérieur et sensiblement à angle droit pour constituer un
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rebord interne saillant ou mâchoire 24 présentant une face de serrage arquée 25 dont les bords sont sensiblement rectan- gulaires. La surface supérieure 26 de chaque mâchoire va en s'inclinant vers le bas et vers la capsule à contracter, dans un but qui ressortira de ce qui suit.
L'extrémité supérieure de chacun des organes 23 est prolongée vers le haut au delà du pivot 22 et présente sur son bord externe une rainure 27 des- tinée à recevoir et retenir un ressort annulaire 28 qui solli- cite normalement vers l'extérieur les bords inférieurs ou à mâchoire des pièces 23 et tend à les écarter de la capsule (fig. 5, 7 et 8) et à les maintenir dans la position développée.
Dans cette position, les faces 25 (fig. 7) des mâchoires sont situées sur une ligne circonférentielle située à un léger écar- tement radial de l'extrémité du rebord 16 de la capsule ; toute- fois,lorsque les organes 23 ont été refermés les uns contre les autres comme il sera expliqué plus loin, la circonférence des bords internes combinés des faces 25 est plus petite que la circonférence normale du rebord de la capsule et est ap- proximativement égale à la circonférence externe de la tubu- lure 2.
On élargit ou contracte les organes 23 de la façon suivante. Une pièce en forme de cloche 29, dont le bord inférieur a été élevé à un niveau prédéterminé lorsqu'elle occupe sa position normale, entoure et touche les faces ar- quées externes des organes ou segments 23 de façon à les main- tenir dans une position élargie prédéterminée (fig. 5). Les segments 23 sont contractés vers leur position de fermeture par un mouvement de descente de la pièce 29, ainsi qu'il ressort de fig. 10 et 11. L'extrémité supérieure de la pièce 29 est munie d'un prolongement cylindrique central 30 qui cou- lisse sur la tige centrale 19 et est muni de pattes radiales
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diamétralement opposées 31 auxquelles est relié un mécanisme de commande dont le rôle est de communiquer un mouvement cou- lissant à la pièce en forme de cloche.
Ce mécanisme comprend de préférence une barrette 32 vissée sur l'extrémité supérieu- re de la tige 19 et --bloquée dans sa position réglée par un écrou 33. Sur les extrémités fourchues opposées de la barret- te 32 pivotent en 34, par leur extrémité inférieure, des poi- gnées de manoeuvre 35. L'extrémité inférieure de chaque poi- gnée 35 est aussi reliée de façon pivotante, en un point 36 déporté latéralement et verticalement par rapport au pivot 34, à une biell@ette 37 qui est elle-même reliée de façon pivotan- te, en 38, à la patte adjacente 31.
Grâce à ce mécanisme à genouillères, il est évident que le mouvement des poignées 35 dans des directions qui les éloignent latéralement l'une de l'autre a pour effet de faire mouvoir vers le bas la pièce en forme de cloche 29, qui fait à son tour mouvoir les organes presseurs 23 radialement vers l'intérieur. L'inverse a lieu lorsqu'on rapproche les poignées 35 l'une de l'autre.
On se rend compte que, pour fixer et sceller positi- vement la capsule sur le dispositif de fermeture, il importe que cette capsule soit pressée. vers le bas et régulièrement en tous les points de sa circonférence, de façon à comprimer uniformément la rondelle sur le bourrelet 7 en tous les points de la circonférence du dit bourrelet. Cet abaissement uniforme de la capsule est aussi désirable pour assurer une fixation uniforme de son rebord ou paroi latérale au-dessous du bourre- let 7 et contre la surface externe de la tubulure 2. A cet effet, on a prévu un dispositif permettant de centrer positi- vement l'outil sur la capsule 15 et de placer les faces 25 des mâchoires dans une position uniforme et prédéterminée par rapport à l'extrémité inférieure du rebord 16 de la capsule.
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Dans le présent exemple de réalisation, l'extrémité infé- rieure de la tige centrale 19 supporte à l'intérieur de l'es- pace défini par les organes presseurs 23 une tête de centrage en forme de cloche 39 dont le bord annulaire 40 possède un diamètre approximativement égal au diamètre de la partie su- périeure de la capsule 15. Cette tête 39, qui occupe une position fixe par rapport aux organes presseurs 23, place l'ou= til dans la position horizontale convenable par rapport à la capsule et tend à empêcher le dit outil de se déplacer angu- lairement ou de s'incliner sur cette capsule pendant qu'on manoeuvre cet outil.
Si on le désire: , pour contribuer à cen- trer l'outil sur la capsule et faciliter la mise en position convenable de la tête 39 sur cette capsule, la barrette 32 peut supporter une série de pieds 41, de préférence au nombre de quatre, placés normalement à un certain écartement de la paroi du récipient. En outre ces pieds contribuent à supporter l'outil et à protéger les organes presseurs 23 lorsque l'outil n'est pas en service.
Dans la disposition représentée, la tête 39 est fixée à la partie inférieure de la tige 19 par une vis centrale 42 et est maintenue à une distance prédéterminée des mâchoires 24 par une rondelle 43 intercalée entre la dite tête et l'extré- mité inférieure de la tige, toutefois, si on le désire, la rondelle 43 peut être supprimée, la tête 39 étant vissée ou autrement fixée directement sur l'extrémité inférieure de la tige 19. Dans l'un et l'autre cas, la fixation de la tête 39 par rapport à la structure de l'outil et les dimensions et la position de cette tête par rapport aux mâchoires 24 sont telles que la dite tête se comporte uniquement à la façon d'un organe de centrage et n'exerce aucune poussée axiale sur la capsule 15 dans l'opération qui consiste à fixer cette capsule.
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En fonctionnement, on place d'abord l'outil sur la capsule 15 comme représenté clairement dans la fig. 8.
On remarquera que le rebord 16 de la capsule est assez long pour que son bord libre descende au-dessous du centre du bourrelet 7, comme indiqué dans les figs. 2 et 8. Dans cette position de l'outil, on voit aussi que, lorsque la tête 39 repose sur la capsule, les faces de serrage 25 des mâchoires 24 occupent une position telle que, lorsqu'elles sont dépla- cées radialement vers l'intérieur, elles entrent en prise avec le rebord de la capsule en un point voisin de son extré- mité libre et situé sensiblement à la même hauteur sur la circonférence entière du dit rebord.
En outre, il ressort de fig. 9 qu'étant donné que le rayon des faces de serrage 25 du dispositif de contraction à l'état fermé est inférieur au rayon du rebord de la capsule, les bords inférieurs des faces de serrage 25 sont plus rapprochés du rebord de la capsule, dans la position circonférentielle élargie du dis- positif, que les parties centrales des dites faces; par conséquent, lorsque l'outil est actionné pour contracter les organes 23, le rebord de la capsule est d'abord serré par les bords inférieurs des faces 25.
A mesure qu'on éloigne les poignées 35 l'une de l'autre, les faces 25 des mâchoires ra- dialement mobiles, qui saisissent d'abord l'extrémité infé- rieure du rebord de la capsule ainsi qu'on vient de le voir, entrent graduellement en prise avec le rebord par toute leur étendue et font mouvoir ce rebord vers l'intérieur et contre le bourrelet 7 un peu au-dessous du centre de ce bourrelet, comme indiqué dans la fig. 10. Bien entendu, pendant que cette action a lieu, les bords latéraux des segments 23 se rapprochent les uns des autres, ce qui diminue le diamètre de serrage du dispositif de contraction et contracte graduel- lement la circonférence de la capsule.
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La continuation du mouvement radial des organes presseurs vers l'intérieur et du rebord serré par ces or- ganes le long de la surface courbe du bourrelet a finalement pour effet de tirer vers le bas la paroi supérieure de la cap- sule 15 et de l'amener sensiblement à la position représentée dans la fig. 11. A ce moment, comme représenté dans la fig.12., le dispositif de contraction est sensiblement entièrement contracté et le rebord de la capsule a été resserré de façon à entrer étroitement en prise avec la paroi externe de la tubulure 2, au-dessous du bourrelet 7.
L'abaissement de la capsule 15 et de la rondelle 18 est rendu possible par le fait que cette rondelle est compres- sible. Comme représenté 'dans la fig. 11, dans la position finale de l'outil, la rondelle 18 a été comprimée à une moitié environ ou même à une fraction encore plus petite de son épaisseur initiale. En d'autres termes, cette rondelle peut être comprimée sensiblement dans une mesure égale à l'a- baissement vertical des mâchoires 24 et de la tête 39, dimi- nué du très faible déplacement vertical que subit l'extrémité inférieure des dites mâchoires comme résultat de leur mouve- ment arqué.
Etant donné que, pendant ce mouvement, l'espace- ment vertical relatif entre les extrémités des mâchoires 24 et l'extrémité inférieure de la tête 39 ne varie pas, à l'exception de la faible valeur permise par le mouvement ar- qué des extrémités inférieures des mâchoires 24, il est évi- dent que la tête 39 n'agit à aucun moment de façon à exercer sur la paroi supérieure de la capsule une force importante di- rigée vers le bas au cours de l'abaissement de cette capsule.
La poussée que la tête 39 est susceptible d'exercer directe- ment sur la capsule est uniquement celle qui résulte du poids de l'outil et de la pression exercée par l'opérateur pour amener les poignées 35 à certaines positions de travail dans
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lesquelles l'outil est susceptibles d'être employé. Cette pression ne déforme pas la paroi du récipient d'une façon permanente et, quelle que soit sa valeur, n'a pas d'effet sur la fixation réelle de la capsule et contribue seulement à assurer l'appui ferme et uniforme de cette capsule sur le bourrelet 7 en vue de l'action de fixation de capsule propre- ment dite de l'outil.
Il résulte de la description qui précède de la dispo- sition et du fonctionnement de l'appareil que la capsule s'a- baisse sensiblement dans la même mesure en tous les points de sa circonférence en comprimant ainsi uniformément la ron- delle 18 et assurant un joint uniforme. En raison de la con- traction de l'extrémité inférieure du rebord de la capsule contre la partie de la tubulure 2 située derrière le bourre- let 7, la capsule est maintenue.fermement dans cette position abaissée et une obturation étanche et hermétique ainsi qu'une fermeture inviolable sont réalisées d'une façon positive.
En fait, on a trouvé dans la pratique que l'obturation et la pro- tection assurées par la capsule suivant l'invention sont si positives que:.; par elle-même, cette capsule résiste à des pressions aussi élevées sinon plus élevées que celles que le récipient lui-même est susceptible de supporter sans fuir.
Alors que, si on le désire, une capsule posée par le procédé suivant l'invention peut constituer le seul, dispositif de fermeture prévu, la bonde métallique 8 étant supprimée,on peut, dans d'autres cas, substituer à cette bonde une bonde de bois ordinaire ou une bonde légère maintenue par un simple coincement et non fixée dans la tubulure, la capsule empêchant cette bonde de se desserrer.
En outre, la fixation de la capsule par le procédé suivant l'invention est si positive qu'on ne peut pas enlever cette capsule sans avoir recours à un dispositif spécial. En
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d'autres termes, pour enlever cette capsule, on peut munir la paroi supérieure de la dite capsule d'une section affaiblie ou entaillée susceptible d'être brisée à l'aide d'un outil convenable et arrachée à travers le rebord en vue de desserrer ce rebord pour permettre de dégager la capsule entière. Bien entendu, en plus des avantages susmentionnées que présente une capsule de ce genre, cette capsule rend la fermeture in- violable en ce sens qu'aucune tentative ne peut être effec- tuée à l'effet d'enlever la capsule sans laisser des traces de cette tentative.
On n'a représenté qu'une disposition d'outil suivant l'invention, mais il est bien entendu que cet outil est sus- ceptible de recevoir des modifications en ce qui concerne les détails et la disposition des pièces sans s'écarter de l'es- prit de l'invention.
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Method and tool for closing and sealing the opening of a metal container.
This invention relates to a method and a tool for closing and hermetically sealing an opening provided in a metallic container and is particularly advantageously applicable to the hermetic sealing of the filling and / or emptying openings of the metallic containers serving. for the storage and transport of mineral spirits, oil and the like.
According to one of the general characteristics of the present invention, there is provided in the wall of the container
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an opening defined by an annular rim or tubing projecting outwardly and provided at its outer end with a continuous circumferential bead. A gasket and seal cap is mounted on the flanged end of the tubing so that the rim or side wall of this cap surrounds the adjacent rounded side wall of the bead. A seal washer is supported inside the capsule so as to rest on the top of the bead.
To fix the capsule so as to make the closure firm and tamper-proof, its rim is acted on by means of a radially movable device, so as to cause this rim to move radially towards the adjacent rounded side of the bead. During the continuation of this movement and as the rim comes into contact with the rounded side of the bead, the radial movement of said rim is transformed into an axial movement by the surface of the bead in contact with the rim and the rim. The entire capsule receives a downward movement on the end of the tubing, which compresses the seal washer of the capsule on the rounded top of the bead, forming a hermetic seal there.
Simultaneously with the foregoing, the circumference of the lower portion of the rim of the capsule is uniformly contracted and forced to evenly and closely contact the portion of the outer wall of the tubing below the bead.
Among the advantages of this method are the following: The whole of the cap and the seal washer receives a downward movement on the tubing and its bead in an axial direction without any appreciable pressure is exerted on said tubing and the wall of the re-
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container in this axial direction and thus avoid a high axial pressure which would tend to deform the relatively thin wall of the container and prevent the opening of the container from being properly sealed; obtains an absolutely hermetic and airtight closure device which withstands a pressure at least as great as that which the entire container is capable of withstanding;
hermeticity and tightness are ensured uniformly over the entire extent of the sealing surface of the capsule; the capsule is fixed so firmly that it is impossible to remove it without having recourse to a special device and without subjecting this capsule to a deformation and rupture such that obvious traces remain; the container can be closed and sealed easily and quickly and, with the aid of suitable tools, the capsule can be easily and quickly removed to gain access to the contents of said container; the closure device is light, inexpensive and extremely efficient.
The main object of the invention is an improved method for closing and sealing the opening of a receptacle, which method provides the foregoing advantages.
The invention further relates to a tool arranged to act by clamping on the rim of the capsule and to move this rim gradually inwardly so as to bring it against the bead of the tubing, pulling it along said bead and thus lower the capsule without subjecting the closure device or the wall of the container to a permanent deformation, this tool also being arranged to simultaneously and uniformly contract the circumference of the rim of the capsule so as to bring it
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closely in contact with the part of the closure device behind the bead.
The invention further relates to a device ensuring the automatic centering of the tool on the capsule so as to ensure the uniform action of the capsule clamping device and all the points of the circumference of the rim of the capsule. without moving the tool angularly, which ensures uniform lowering of the capsule on the tubing and uniform compression of the seal washer between the capsule and the bead.
Other objects and advantages will become apparent during the description given below with reference to the appended drawings in which:
Fig. 1 is a vertical section of part of a wall of a container having a pipe intended to be closed by the method and with the aid of the tool according to the invention.
Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 and shows a plug mounted in said tubing.
Fig. 3 is a view similar to FIG. 2, except that certain parts are seen in elevation, this figure representing a protective cap mounted on the orifice of the tubing and ready to be attached to this tubing.
Fig. 4 is an elevational view of a tool construction according to the invention.
Fig. 5 is a view in vertical section on a larger scale of the tool of FIG. 4.
Fig. 6 is a section along VI-VI (fig. 5).
Fig. 7 is a bottom view of the tool shown in the developed state on the closure device, the latter being shown in horizontal section to indicate the position the tool occupies with respect to the capsule.
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Fig. 8 is a vertical section through the lower part of the following tool 8-8 (fig. 7), this section also showing the position occupied by the tool relative to the closing device, which is shown in vertical section.
Fig. 9 is a view similar to FIG. 7, except that it represents the position occupied by the tool relative to the capsule at the start of the operation carried out using the tool to fix the capsule.
Fig. 10 is a view similar to FIG. 8, except that the tool is shown in the position it occupies at the control stage corresponding to fig. 9.
Fig. 11 is a view similar to FIG. 10, except that the tool is shown fully contracted to effect the final descent and attachment of the capsule to the closure device.
Fig. 12 is a view similar to FIGS. 7 and 9, but shows the tool in the position of fig. 11.
As shown, the container may take the form of a metal drum provided with an upper wall 1 which has an opening defined by an annular tubing or rim 2 projecting outwardly and made in one piece with said wall. , by stamping or otherwise conveniently. The wall 1 is relatively thin and, in order to reinforce the tubing 2, as well as to allow a threaded plug to be fitted therein, a relatively thick-walled cylindrical sleeve 5 is fitted exactly in this tubing.
The opening 4 of this sleeve can advantageously serve as a filling and (or) emptying opening. The sleeve 3 is provided at its lower end with a lateral annular rim 5 preferably having an octagonal contour, this rim being
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received inside a cavity of the same shape constituted by a rib 6 provided around the base of the tube 2. Thanks to this arrangement, the lower end of the sleeve 3 and the internal surface of the wall 1 are at the same level, so that no obstruction is offered to the emptying of the contents of the container through opening 4.
The upper edge of the sleeve 3 tapers conically and normally protrudes beyond the outer edge of the tube 2, which enables it to be folded around said outer edge so as to complete the fixing of the tube. socket. Owing to the shape given to the outer edge of the sleeve 3, a circumferential bead 7 is obtained at the outer end of the tube 2 which plays an important role in the practice of the invention as will emerge. of the following. This method of fixing the sleeve 3 constitutes an airtight and liquid-tight seal between the tubing 2 and the sleeve 3, but if desired, a suitable sealing washer can be inserted between the rim 5 of the sleeve. the sleeve and the rib 6 to help make the seal airtight and tight.
Although the opening 4 is preferably made in the manner previously described, it will be apparent from what follows that, in certain cases, the sleeve 3 can be omitted, the outer edge of the tube 2 being rolled over it. even first outwards and then inwards, so as to constitute a bead corresponding to the bead 7.
In the application of containers of the above kind for the storage and shipment of mineral spirits, oils, etc., the opening 4 must be closed in a hermetic manner. air and fluid tight. To this end, the sleeve 3 is threaded to receive a threaded metal plug 8, visible in FIG. 2. In this example the bung is provided with a slightly enlarged head 9 and a
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Annular groove 10 is formed between this head and the threaded body of the plug to receive a seal washer 11 made of any suitable compressible material.
In order to make it lighter, as well as in order to facilitate its insertion and removal, the plug has an irregularly shaped central opening 12 which is arranged to receive a suitably shaped piece forming part of a tool used to screw the plug into or unscrew the socket.
When the plug 8 is screwed in, the washer 11 comes to rest and is then compressed on a seat or shoulder 13 formed at the outer end of the thread 14 of the sleeve and below the top of the bead 7. The pressure to which is subjected the washer when the bung has been screwed in fully tends to block this bung and prevent it from loosening under the influence of vibrations, etc., so that the bung itself constitutes a sturdy, durable, hermetic and watertight stopper . It can moreover advantageously be used in the manner of an ordinary shutter when the receptacle has arrived at its destination and the user wishes to open or close it.
Of course, this plug could easily be removed and replaced by unauthorized persons if means were not provided to guard against this maneuver. It is extremely desirable to prevent the removal and re-installation of the bung during the shipping and storage of the container, in order to prevent theft, and loss of liquid as well as maneuvering. from the bung by unauthorized persons. If the bung was not sufficiently tightened or were to take play during handling of the container, leaks could occur and it is therefore desirable to also provide a sealing and protective device on the outside. - not
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laughing.
For this purpose, the invention consists in fixing on the bead 7 a protective cap which, in addition to constituting itself a hermetic and sealed shutter, and conceals the bung 8 and makes it inaccessible. When this capsule has been placed by the method and with the aid of the apparatus according to the invention, it constitutes in itself an entirely effective sealing device in the sense that it provides a sealing hermetic to the air. airtight and liquid tight. In fact, it has been demonstrated in practice that a capsule of this type, mounted by the method and with the aid of the apparatus according to the invention, is capable of withstanding, without risk of leaks, pressures at not as large as those the entire container is capable of supporting.
Consequently, if desired, the metal plug 8 can be omitted or replaced by a wooden plug or other light plug. In the latter case, the bung can be held by a simple wedging action in its tubing and the protective cap can serve to prevent this bung from loosening and moving. The elimination of the bung or the application of a light bung is of considerable importance from the point of view of weight saving, particularly where tonnage conditions necessarily limit (as in shipments by boat) the number of receptacles of each shipment. This characteristic is also important in the sense that the cost of the closure device can be significantly reduced without in any way reducing its tightness and its hermeticity.
The operation then carried out to close and make the opening of the receptacle inviolable therefore consists in placing a protective cap 15 on the bead 7 and the bung 8 in the manner shown in FIG. 3.
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The dimensions of the rim 16 of the capsule are normally such that this rim freely surrounds the rounded outer wall of the bead and that its free edge descends below the center of said bead (as seen in FIG. 2).
The central part of the upper wall of the capsule is slightly depressed to form around this part and near the rim a slight annular projection 17 suitable for constituting a cavity of the same shape intended to receive a washer 18 made of any suitable compressible material. , which washer normally has a fairly large thickness, as shown. Preferably to facilitate the uniform contraction of the rim 16 of the capsule, this rim has a corrugated surface constituting alternating ribs and grooves which extend in the direction of the height of said rim and around its entire periphery; however, it has been found in practice that the rim of the capsule can, if desired, be provided with a smooth surface without departing from the spirit of the invention.
The fixing of the capsule 15, with a view to ensuring the desired sealing and protection, is obtained by making the whole of this capsule descend uniformly on the bead 7, so as to compress the washer 18, and simultaneously contracting the lower circular part of the rim 16, so as to bring it into uniform engagement with the part of the tubing 2 located below the bead 7. This fixing should be carried out without exert significant pressure on the sleeve 3 and the pipe 2 in the axial direction. In fact, if a considerable pressure were thus exerted, the wall 1 of the container would run the risk of being permanently deformed, which would render the container unsuitable for use.
According to the invention this drawback is avoided.
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deny by exerting a tightening action on the lower part of the rim of the capsule, at a substantially constant height around its circumference, and then causing this part to move radially inwards, so as to apply it to the adjacent rounded surface of the padding 7.
In other words, the continuation of the radial movement which has just been discussed has the effect of transforming this movement into an axial movement without any axial thrust being exerted on the pipe 2 and the wall 1 given that the rim of the capsule engages with the rounded surface of the bead below the center of said bead and that this has the effect of lowering the capsule and forcing the lower end of its rim against the part of the tubing 2 located below the bead.
To achieve the above movements, one can use a tool of the kind shown in Figs. 4 to 12 inclusive.
The tool shown comprises a central support rod or member 19 onto the lower end of which is screwed and thus supported the hub 20 of an arm wheel whose forked arms 21 pivotally support, as shown in 22, a series of pressing members 23, preferably four in number. These members all have the same shape and are arranged such that, in their assembled and closed position, they collectively constitute an annular and bell-shaped contraction device.
Each of the segments or members 23 of this tensioning device generally has the shape of a wedge and its external face has an arcuate contour. The arched lower end of each of the members 23 is bent uniformly inward and substantially at right angles to form a
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protruding inner rim or jaw 24 having an arcuate clamping face 25 whose edges are substantially rectangular. The upper surface 26 of each jaw slopes downward and toward the capsule to be contracted, for a purpose which will be apparent from the following.
The upper end of each of the members 23 is extended upwards beyond the pivot 22 and has on its outer edge a groove 27 intended to receive and retain an annular spring 28 which normally urges the edges outwards. lower or jaw parts 23 and tends to move them away from the capsule (Fig. 5, 7 and 8) and to maintain them in the developed position.
In this position, the faces 25 (Fig. 7) of the jaws are situated on a circumferential line situated at a slight radial distance from the end of the rim 16 of the capsule; however, when members 23 have been closed against each other as will be explained later, the circumference of the combined inner edges of the faces 25 is smaller than the normal circumference of the capsule rim and is approximately equal. to the outer circumference of the tubing 2.
The organs 23 are enlarged or contracted as follows. A bell-shaped piece 29, the lower edge of which has been raised to a predetermined level when it occupies its normal position, surrounds and touches the external arcuate faces of the members or segments 23 so as to keep them in a position. predetermined widened position (fig. 5). The segments 23 are contracted towards their closed position by a downward movement of the part 29, as is apparent from FIG. 10 and 11. The upper end of the part 29 is provided with a central cylindrical extension 30 which slides on the central rod 19 and is provided with radial tabs.
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diametrically opposed 31 to which is connected a control mechanism whose role is to impart a sliding movement to the bell-shaped part.
This mechanism preferably comprises a bar 32 screwed onto the upper end of the rod 19 and locked in its adjusted position by a nut 33. On the opposite forked ends of the bar 32 pivot at 34, by their lower end, operating handles 35. The lower end of each handle 35 is also pivotally connected, at a point 36 offset laterally and vertically with respect to pivot 34, to a connecting rod 37 which is itself pivotally connected, at 38, to the adjacent tab 31.
By virtue of this toggle mechanism, it is evident that movement of the handles 35 in directions which laterally move them away from each other has the effect of causing the bell-shaped part 29 to move downwards, which causes in turn move the pressing members 23 radially inward. The reverse takes place when the handles 35 are brought closer to each other.
It will be appreciated that, in order to fix and positively seal the capsule on the closure device, it is important that this capsule be pressed. downwards and evenly at all points of its circumference, so as to uniformly compress the washer on the bead 7 at all points of the circumference of said bead. This uniform lowering of the capsule is also desirable to ensure uniform fixing of its rim or side wall below the bead 7 and against the external surface of the tube 2. For this purpose, a device has been provided for centering. positively the tool on the capsule 15 and placing the faces 25 of the jaws in a uniform and predetermined position relative to the lower end of the rim 16 of the capsule.
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In the present exemplary embodiment, the lower end of the central rod 19 supports inside the space defined by the pressing members 23 a bell-shaped centering head 39, the annular edge 40 of which has a diameter approximately equal to the diameter of the upper part of the capsule 15. This head 39, which occupies a fixed position with respect to the pressing members 23, places the tool in the suitable horizontal position with respect to the capsule and tends to prevent said tool from moving angularly or tilting on this capsule while this tool is being operated.
If desired:, to help center the tool on the capsule and facilitate the proper positioning of the head 39 on this capsule, the bar 32 can support a series of feet 41, preferably four in number. , normally placed at a certain distance from the wall of the container. In addition, these feet help support the tool and protect the pressing members 23 when the tool is not in use.
In the arrangement shown, the head 39 is fixed to the lower part of the rod 19 by a central screw 42 and is held at a predetermined distance from the jaws 24 by a washer 43 interposed between said head and the lower end of the jaw. the rod, however, if desired, the washer 43 can be omitted, the head 39 being screwed or otherwise attached directly to the lower end of the rod 19. In either case, the attachment of the rod head 39 relative to the structure of the tool and the dimensions and position of this head relative to the jaws 24 are such that said head behaves only in the manner of a centering member and exerts no axial thrust on the capsule 15 in the operation which consists in fixing this capsule.
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In operation, the tool is first placed on the capsule 15 as clearly shown in FIG. 8.
It will be noted that the rim 16 of the capsule is long enough for its free edge to descend below the center of the bead 7, as indicated in figs. 2 and 8. In this position of the tool, it can also be seen that, when the head 39 rests on the capsule, the clamping faces 25 of the jaws 24 occupy a position such that, when they are moved radially towards the cap. inside, they engage with the rim of the capsule at a point close to its free end and located substantially at the same height over the entire circumference of said rim.
In addition, it emerges from FIG. 9 that since the radius of the clamping faces 25 of the closed state contraction device is less than the radius of the rim of the capsule, the lower edges of the clamping faces 25 are closer to the rim of the capsule, in the enlarged circumferential position of the device, as the central parts of said faces; therefore, when the tool is actuated to contract the members 23, the rim of the capsule is first clamped by the lower edges of the faces 25.
As the handles 35 are moved away from each other, the radially movable jaw faces 25, which first grip the lower end of the rim of the capsule as just described. see, gradually engage with the rim through their entire extent and move this rim inward and against the bead 7 a little below the center of this bead, as shown in fig. 10. Of course, while this action is taking place, the side edges of the segments 23 move closer together, which decreases the clamping diameter of the contraction device and gradually contracts the circumference of the capsule.
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The continued radial movement of the inward pressure members and the rim clamped by these members along the curved surface of the bead ultimately has the effect of pulling down the top wall of the capsule 15 and 'bring substantially to the position shown in FIG. 11. At this time, as shown in fig.12., The contraction device is substantially fully contracted and the rim of the capsule has been tightened so as to engage closely with the outer wall of the tubing 2, at the same time. below the bead 7.
The lowering of the capsule 15 and of the washer 18 is made possible by the fact that this washer is compressible. As shown in FIG. 11, in the final tool position, the washer 18 has been compressed to about half or even an even smaller fraction of its initial thickness. In other words, this washer can be compressed substantially to an extent equal to the vertical drop of the jaws 24 and of the head 39, minus the very small vertical displacement that the lower end of said jaws undergoes as result of their arched movement.
Since, during this movement, the relative vertical spacing between the ends of the jaws 24 and the lower end of the head 39 does not vary, except for the small value allowed by the arched movement of the jaws. lower ends of the jaws 24, it is evident that the head 39 does not act at any time so as to exert on the upper wall of the capsule a significant force directed downward during the lowering of this capsule. .
The thrust which the head 39 is capable of exerting directly on the capsule is only that which results from the weight of the tool and from the pressure exerted by the operator to bring the handles 35 to certain working positions in
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which the tool is likely to be used. This pressure does not permanently deform the wall of the container and, whatever its value, has no effect on the actual fixation of the capsule and only helps to ensure the firm and uniform support of this capsule. on the bead 7 for the purpose of the actual capsule fixing action of the tool.
It follows from the foregoing description of the arrangement and operation of the apparatus that the capsule sags to substantially the same extent at all points of its circumference, thus uniformly compressing the washer 18 and ensuring a uniform seal. Due to the contraction of the lower end of the rim of the capsule against the part of the tubing 2 located behind the bead 7, the capsule is kept firmly in this lowered position and a tight and airtight seal as well as 'tamper-evident closure are achieved in a positive way.
In fact, it has been found in practice that the sealing and the protection provided by the capsule according to the invention are so positive that:. by itself, this capsule withstands pressures as high if not higher than those which the container itself is likely to withstand without leaking.
While, if desired, a cap fitted by the method according to the invention can constitute the only closure device provided, the metal plug 8 being omitted, it is possible, in other cases, to substitute for this plug a plug. ordinary wood or a light bung held by a simple wedging and not fixed in the tubing, the cap preventing this bung from loosening.
Furthermore, the fixing of the capsule by the method according to the invention is so positive that this capsule cannot be removed without resorting to a special device. In
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in other words, to remove this capsule, the upper wall of said capsule can be provided with a weakened or notched section capable of being broken using a suitable tool and torn off through the rim with a view to loosen this rim to allow the entire capsule to be released. Of course, in addition to the aforementioned advantages of a capsule of this kind, this capsule renders the closure inviolable in the sense that no attempt can be made to remove the capsule without leaving traces. of this attempt.
Only one tool arrangement according to the invention has been shown, but it is understood that this tool is liable to receive modifications with regard to the details and the arrangement of the parts without deviating from it. spirit of the invention.