L'invention concerne un bouchon avec un joint d'étanchéité,
un procédé de réalisation d'un tel bouchon et, enfin, un
ensemble comprenant un récipient pour un certain contenu et
le bouchon avec joint d'étanchéité en question.
On connaít déjà des bouchons en matière plastique
suffisamment rigide du type comportant d'une part une paroi
transversale et une jupe annulaire attenante pourvue
intérieurement de filets de vissage et d'autre part une
saillie annulaire interne saillant de la face interne de la
jupe au voisinage de la paroi transversale. Il est connu
qu'une telle saillie peut avoir pour fonction de participer
au maintien d'un joint d'étanchéité.
On connaít également des joints d'étanchéité en matière
plastique capables d'être déformés élastiquement, du type
comportant d'une part un bourrelet périphérique déformable
élastiquement et d'autre part une paroi transversale à la
périphérie de laquelle se trouve le bourrelet. Un tel joint
d'étanchéité peut faire partie d'un bouchon en étant
maintenu au moyen de la saillie annulaire interne dont est
pourvu ce dernier. Dans une telle réalisation, le bourrelet
périphérique du joint peut coopérer avec le bord du col du
récipient pour assurer une fermeture étanche.
On connaít par ailleurs des bouchons tels que ceux
précédemment mentionnés qui comportent, en outre, une bague
d'inviolabilité attenante au bord libre de la jupe opposé à
la paroi transversale, la liaison entre la jupe et la bague
d'inviolabilité étant de moindre résistance pour pouvoir
être fracturée lors de la première ouverture du bouchon, la
bague d'inviolabilité comportant en outre, vers
l'intérieur, des moyens aptes à interférer avec une saillie
annulaire correspondante prévue sur le col du récipient.
On peut se référer en particulier aux documents
EP-A-637550, GB-A-2 092 999, WO-A-94-18084, FR-A-2 709 473,
FR-A-2 692 555, FR-A-2711969 et, enfin, FR-A-2 454 568.
D'une façon générale, les moyens d'étanchéité que
comportent les bouchons appartiennent à l'une des trois
familles suivantes :
- celle où les moyens d'étanchéité sont intégrés au bouchon
lui même, conçu en conséquence ;
- celle où le joint d'étanchéité est réalisé in situ, dans
le bouchon lui même ;
- et, enfin, celle où le joint d'étanchéité réalisé
préalablement par ailleurs, est rapporté dans le bouchon.
L'invention concerne cette troisième et dernière famille et
non les deux premières, lesquelles ont leurs spécificités
et leurs contraintes propres.
L'invention vise par conséquent à réaliser un bouchon avec
joint d'étanchéité rapporté dans lequel l'étanchéité est
réalisée de façon efficiente tandis que la mise en place du
bouchon, de façon rapportée, est réalisée commodément.
Plus particulièrement l'invention vise à réaliser un
bouchon à joint rapporté moulé épaulé mais flottant ainsi
qu'il est décrit.
Par ailleurs, l'invention vise à une pluralité de
réalisation maximale avec une grande souplesse et facilité
de mise en oeuvre.
En effet, un joint tel qu'il est ici prévu peut être monté
sur différents types de coques de bouchon dont la forme
interne est adaptée. Par ailleurs, ces coques peuvent,
selon les cas, recevoir un joint rapporté tel que décrit ou
un joint réalisé in situ.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un bouchon
avec joint d'étanchéité dans lequel :
- le bouchon proprement dit, en matière plastique
suffisamment rigide, comporte d'une part une paroi
transversale et une jupe cylindrique annulaire attenante
pourvue intérieurement de filets de vissage destinés à
coopérer avec des filets de vissage complémentaires du col
d'un récipient, d'autre part une saillie annulaire interne
saillant de la face interne de la jupe au voisinage de la
paroi transversale, cette saillie ayant pour fonction de
participer au maintien d'un joint d'étanchéité ;
- le joint d'étanchéité, en matière plastique capable
d'être déformée élastiquement, comporte en premier lieu un
bourrelet périphérique, déformable élastiquement, avec
lequel peut coopérer le bord du col du récipient pour
l'étanchéité, en deuxième lieu une paroi transversale à la
périphérie de laquelle se trouve le bourrelet, et en
troisième lieu un épaulement annulaire souple de maintien
du joint, coopérant avec la saillie annulaire du bouchon
proprement dit.
- le joint d'étanchéité, lorsqu'il est réalisé, est
rapporté dans le bouchon et maintenu flottant au moyen de
la saillie annulaire interne coopérant avec l'épaulement de
manière que soit ménagé entre la face interne de la paroi
transversale du bouchon et la face en regard du joint
d'étanchéité un espace de forme générale cylindrique
aplatie dans lequel peut venir se loger le joint une fois
le bouchon avec joint d'étanchéité monté et serré sur le
col du récipient.
Au repos, le joint d'étanchéité est limité du coté de la
paroi transversale du bouchon par une face sensiblement
plane. Le bourrelet est en saillie du coté de la face du
joint opposée laquelle est destinée à être tournée vers le
col du récipient. L'épaulement annulaire souple entoure à
l'extérieur le bourrelet et est disposé dans le
prolongement de la paroi transversale du joint. Cet
épaulement est destiné à coopérer avec la saillie annulaire
interne du bouchon pour assurer le maintien du joint
d'étanchéité, celui-ci étant ainsi maintenu de façon
épaulée et flottante. Cet épaulement présente une souplesse
et une épaisseur axiale aptes à permettre le montage aisé
en vue d'un maintien efficace du joint dans le bouchon
proprement dit.
Lorsque le joint d'étanchéité est monté dans le bouchon et
au repos, la face ou le bord libre saillant du bourrelet
opposé à la face transversale du joint est disposé
sensiblement dans le plan de la face ou du bord libre
saillant de la saillie annulaire interne du bouchon.
L'espace entre le bouchon et le joint d'étanchéité est tel
qu'il est apte d'une part à permettre la déformation
appropriée du joint d'étanchéité par suite du montage et du
serrage du bouchon pourvu du joint sur le col du récipient.
D'autre part, cet espace est apte à permettre l'application
et l'appui du joint contre la face interne du bouchon, une
fois celui-ci monté et serré sur le col du récipient.
Le bourrelet a, en section droite transversale, un profil
en forme générale de V, ou du U, ou de W ou de pseudo V -
notamment à pointe tronquée ou arrondie -, ou de pseudo U,
ou de pseudo W.
Dans une réalisation le bourrelet est limité vers
l'extérieur par une face sensiblement tronconique ou
cylindrique correspondant sensiblement à l'ouverture
rétrécie formé par la saillie interne du bouchon. Le
bourrelet est limité, vers l'intérieur, par une face
sensiblement tronconique dont le diamètre le plus proche de
la paroi transversale du joint est le petit diamètre tandis
que le grand diamètre est destiné à être tourné vers le col
du récipient.
Selon une réalisation, le joint d'étanchéité comporte
également un second bourrelet annulaire placé à l'intérieur
du premier et légèrement écarté de lui radialement.
La saillie interne du bouchon a, en section droite
transversale, une forme générale de V, ou de U, ou de
pseudo V -notamment à pointe tronquée-, ou de pseudo U,
renversé, comportant une branche sensiblement transversale
par rapport à l'axe principal du bouchon et une branche
légèrement inclinée sur cet axe.
Selon une réalisation, le bouchon, avec joint d'étanchéité
qui vient d'être décrit comporte, en outre, une bague
d'inviolabilité attenante au bord libre de la jupe opposé à
la paroi transversale. La liaison entre la jupe et la bague
d'inviolabilité -par des ponts, des découpes, une plus
faible épaisseur ou autre- est de moindre résistance pour
pouvoir être fracturée lors de la première ouverture du
bouchon. En outre, la bague d'inviolabilité comporte, vers
l'intérieur, des moyens en saillie aptes à interférer avec
une saillie annulaire correspondante prévue sur le col du
récipient. Ces moyens en saillie sont, selon leurs
réalisations, un bourrelet, une ou plusieurs pattes, une ou
plusieurs saillies ou autrement.
Un tel bouchon avec joint d'étanchéité et bague
d'inviolabilité peut faire l'objet de différentes variantes
de réalisation. Selon une première variante, la bague
d'inviolabilité elle même est sécable transversalement en
au moins un endroit et s'ouvre au moment de la première
ouverture du bouchon. Selon une autre variante, la bague
n'est pas sécable transversalement.
Lorsque la bague est sécable, elle peut être reliée à la
jupe par au moins une liaison non frangible ou, au
contraire, ne pas comporter une telle liaison non
frangible.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de
réalisation d'un bouchon tel qu'il vient d'être décrit.
Dans ce procédé, on réalise d'abord séparément le bouchon
et le joint d'étanchéité, par injection, compression, ou
autrement. Ensuite, on met en place et on associe le joint
d'étanchéité dans et avec le bouchon en forçant le joint à
passer au delà de la saillie interne du bouchon. Cette
opération est rendue possible par suite de la forme et de
la constitution de l'épaulement combinée à la forme du
bouchon proprement dit. Le joint est alors maintenu épaulé
mais flottant dans le bouchon.
Selon un dernier aspect, l'invention concerne un ensemble
comprenant d'une part un récipient pour un certain contenu,
ce récipient étant pourvu d'un col avec un filetage externe
et, le cas échéant, avec une saillie annulaire destinée à
coopérer avec une bague d'inviolabilité. L'ensemble
comprend d'autre part un bouchon avec joint d'étanchéité
tel qu'il vient d'être décrit. Ce bouchon avec joint est
monté et serré sur le col du récipient. Par rapport à la
situation ou il est au repos, le joint d'étanchéité est
déformé pour venir être appliqué en appui sur la face
interne du bouchon, le bourrelet étant écrasé et déformé
par la partie extrême libre du col du récipient.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
résulteront de la description qui suivra en référence aux
dessins annexés dans lesquels :
Les figures 1 et 2 sont deux vues schématiques en coupe
axiale de deux variantes de bouchon selon l'invention,
comportant un joint d'étanchéité rapporté et une bague
d'inviolabilité.
La figure 3 est une vue partielle, à plus grande échelle
des figures 1 et 2, montrant le joint d'étanchéité rapporté
dans le fond du bouchon.
Les figures 4 et 5 sont deux vues partielles, à plus grande
échelle de la figure 3, montrant le joint d'étanchéité
rapporté respectivement en place dans le bouchon avant
serrage par le col du récipient et après serrage.
Les figures 6 à 11 sont des vues partielles, à plus grande
échelle, illustrant plusieurs modes de réalisation du joint
d'étanchéité rapporté dans le fond du bouchon avant
serrage.
Sur les figures est représenté un bouchon avec joint
d'étanchéité 1 comprenant d'une part un bouchon 2
proprement dit et d'autre part un joint d'étanchéité 3
rapporté dans le bouchon 2.
Le bouchon avec joint 1 est destiné à être monté et serré
sur le col 4 d'un récipient représenté partiellement.
Selon les applications considérées, le récipient est en
matière plastique ou en verre.
Le récipient dont il s'agit est typiquement une bouteille
pour contenir une boisson.
Le col 4 présente une face interne 5, une face externe 6,
toutes deux de forme générale cylindrique, une face
transversale 7 reliant les deux faces 5 et 6 et ayant une
forme générale annulaire, de rayon plus ou moins grand.
Enfin, on désigne par 8 le bord périphérique extérieur,
plus au moins arrondi, du col 4, entre la face externe 6 et
la face transversale 7.
Le col 4 du récipient comporte également des filets de
vissage 9 destinés au vissage du bouchon avec joint 1.
Enfin et dans le cas où le bouchon avec joint 1 comporte
une bague d'inviolabilité 10, le col 4 du récipient
comporte une saillie annulaire apte à coopérer avec la
bague 10.
Le col 4 de récipient qui vient d'être décrit présente un
axe général de symétrie 11. Cet axe est également un axe de
symétrie général du bouchon avec joint 1.
Le bouchon 2 est réalisé en matière plastique suffisamment
rigide, par injection, compression ou autrement.
Le bouchon 2 comporte d'abord une paroi transversale 12
formant le sommet du bouchon 2 lorsque celui ci est placé
au dessus du col 4.
Le bouchon 2 comporte ensuite une jupe 13, attenante à la
paroi 12 à sa périphérie, de forme générale cylindrique,
annulaire, s'étendant sur une certaine longueur axiale le
long de l'axe 11.
La jupe 13 est pourvue sur sa face interne 14 de filets de
vissage 15 complémentaires des filets de vissage 9 du col
4.
Selon une réalisation, le bouchon 2 comporte enfin une
bague d'inviolabilité 10 attenante au bord libre 16 de la
jupe 13 opposée à la paroi transversale 12.
La liaison 17 entre la jupe 13 et la bague d'inviolabilité
10, attenante au bord 16, est de moindre résistance, de
manière à pouvoir être fracturée lors de la première
ouverture du bouchon avec joint 1.
A cet effet, la liaison 17 comporte, selon les
réalisations, des ponts frangibles séparés par des espaces
vides de matière (figure 1) ou encore des découpes ou
encore une plus faible épaisseur (figure 2). Ces modes de
réalisation ne sont pas exclusifs d'autres.
D'autre part, la bague d'inviolabilité 10 comporte vers
l'intérieur, des moyens en saillie 18 aptes à interférer
avec la saillie annulaire alors prévue à cet effet sur le
col 4 du récipient.
Ces moyens 18 peuvent également faire l'objet de
différentes variantes de réalisation.
Selon les cas, ils sont continus (figure 1) ou discontinus
(figure 2). Ils ont la forme d'un bourrelet (figure 1), de
pattes (figure 2), de saillies ou peuvent être réalisés
autrement.
Lorsque le bouchon avec joint 1 comporte une telle bague
d'inviolabilité 10, celle ci peut également faire l'objet
d'autres variantes relativement à son caractère sécable et
à son caractère attaché, après rupture de la liaison 17, à
la jupe 13.
Ainsi, selon une variante de réalisation, la bague
d'inviolabilité 10 est sécable transversalement et s'ouvre
au moment de la première ouverture du bouchon (figure 2).
Selon une autre réalisation, la bague d'inviolabilité 10
n'est pas sécable transversalement (figure 1).
Lorsque la bague d'inviolabilité 10 est sécable, il peut
être prévu qu'elle soit reliée à la jupe 13 par au moins
une liaison non frangible. Dans ce cas, la bague
d'inviolabilité 10 ouverte reste accrochée au bouchon 2
proprement dit.
Dans une autre variante, il n'est pas prévu une telle
liaison non frangible et une fois la liaison 17 fracturée,
la bague d'inviolabilité 10 est totalement dissociée du
bouchon 2.
Le bouchon 2 comporte en outre une saillie annulaire
interne 19. La saillie 19 saille de la face interne 14 de
la jupe 13. Elle est légèrement écartée de la face interne
20 de la paroi transversale 12.
La saillie 19 participe au maintien du joint d'étanchéité
3.
Dans la réalisation plus spécialement considérée ici, la
saillie interne 19, a en section droite transversale, une
forme générale de V (en l'occurrence renversé) comportant
une branche 21, sensiblement transversale par rapport à
l'axe 11 et une branche 22, légèrement inclinée par rapport
à l'axe 11, par exemple avec un angle de l'ordre de 20
degrés.
La branche 22 est elle même reliée à la face interne 20 de
la paroi transversale 12 par un arrondi 23.
Les branches 21, 22 sont reliées par un bord ou une face
libre 25. Ce bord ou cette face, annulaire, définit, vers
la paroi transversale 12, une ouverture rétrécie 24.
On notera ici que la différence de diamètre entre
l'ouverture 24 et la branche inclinée 22 au voisinage de
l'arrondi 23 est assez faible et permet la mise en place et
le maintien du joint d'étanchéité 3. Par ailleurs le fond
du bouchon 2 limité périphériquement par la branche 22 et
l'arrondi 23 forme une sorte de chambre utilisée pour la
compression du joint 3 lorsque celui-ci est comprimé par
suite du serrage sur le col 4.
Dans la réalisation considérée, la face interne 20 de la
paroi transversale 12 est plane.
Le joint d'étanchéité 3 est lui aussi réalisé en matière
plastique, celle-ci étant toutefois capable d'être déformée
élastiquement.
Ce joint 3 est réalisé séparément du bouchon 2, par
injection, compression, ou autrement.
Le joint 3 comporte en premier lieu un bourrelet
périphérique 26, déformable élastiquement, avec lequel peut
coopérer le col 4 du récipient.
Le joint 3 comporte en deuxième lieu une paroi transversale
27 à la périphérie de laquelle se trouve le bourrelet 26.
Le joint 3 comporte en troisième lieu un épaulement
périphérique 31 sur lequel on reviendra par la suite.
Le joint d'étanchéité 3, une fois réalisé, est rapporté
dans le bouchon 2. Il est maintenu associé au bouchon au
moyen de la saillie 19 coopérant avec l'épaulement 31. Dans
cette situation, il est ménagé entre la face interne 20 de
la paroi transversale 12 et la face 28 en regard, un espace
29. Lorsque le bouchon avec joint d'étanchéité 1 est monté
et serré sur le col 4, le joint 3 peut venir se loger dans
l'espace 29 en question, celui-ci disparaissant en tout ou
partie. Cet espace 29 est formé par la chambre du fond du
bouchon, ainsi qu'il a été mentionné plus haut.
Pour le montage du joint d'étanchéité 3 dans le bouchon 2,
on force le joint 3 à passer au delà de la saillie 19 par
l'ouverture rétrécie 24, ce qui est rendu possible par
suite de la souplesse et de la faiblesse de l'épaisseur
axiale de l'épaulement 31. Une fois ce passage en force
réalisé, le joint 3 est maintenu dans une situation que
l'on peut qualifier d'épaulée mais flottante, bien visible
sur la figure 4. L'épaulement 31 a alors repris la
configuration qu'il présentait avant le passage en force.
On décrit maintenant plus spécialement le joint
d'étanchéité 3 lorsqu'il est au repos, épaulé mais
flottant, c'est à dire lorsque le bouchon avec joint 1
n'est pas encore monté ou du moins pas encore serré par le
col 4 du récipient.
Dans cette situation, la face 28 de la paroi transversale
27 du joint d'étanchéité 3 est sensiblement plane. Cela est
vrai également au droit du bourrelet 26. Cette
configuration découle du procédé même de fabrication du
joint (plan de moule). Le bourrelet 26 est en saillie du
coté de la face 30 du joint 3 destinée à être tournée vers
le col 4 du récipient.
Par ailleurs, l'épaulement 31, annulaire, entoure à
l'extérieur le bourrelet 26 et est disposé dans le
prolongement de la paroi transversale 27. Cet épaulement 31
est destiné à coopérer ou interférer avec la saillie 19,
plus précisément sa branche inclinée 22. Cet épaulement 31
est souple, d'une épaisseur e faible pour permettre un
montage aisé par passage en force dans l'ouverture 24.
Grâce à cette disposition constructive, le joint
d'étanchéité 3 est maintenu dans le bouchon 2 de manière à
ne pas s'en dissocier de façon intempestive.
Naturellement, le diamètre annulaire de l'épaulement 31 est
en relation avec le diamètre annulaire entre l'ouverture
rétrécie 24 et le grand diamètre de l'espace 29 à l'endroit
où la branche 22 est reliée à l'arrondi 23.
Par suite du procédé de fabrication du joint employé, la
face latérale extérieure 35 de l'épaulement 31 est
cylindrique ou légèrement tronconique, la grande base se
trouvant du côté de la face 28.
Une fois le joint d'étanchéité 3 monté dans le bouchon 2,
ainsi qu'il vient d'être mentionné, la face ou le bord
libre saillant 32 du bourrelet 26 -placé dans un plan
transversal par rapport à l'axe 11- et opposé à la face 28
est disposé sensiblement dans le plan de la face ou du bord
libre 25 de la saillie 19.
Le cas échéant, la face au bord saillant 32 du bourrelet 26
peut être située légèrement au delà du plan du bord ou face
25, du coté opposé à la paroi transversale 12 (figures 9 à
11).
L'espace 29 précédemment mentionné est tel qu'il est apte
en premier lieu à permettre la déformation appropriée du
joint d'étanchéité 3 par suite du montage et du serrage du
bouchon avec joint 1 sur le col 4 du récipient.
D'autre part et de surcroít, l'espace 29 est apte à
permettre l'application et l'appui du joint d'étanchéité 3,
par sa face 28, contre la face interne 20 du bouchon 2, une
fois que le bouchon avec joint 1 est monté et serré sur le
col 4. Dans la réalisation considérée ici, ces deux faces
20, 28 sont principalement ou substantiellement planes.
Dans la réalisation considérée, le bourrelet 26 a, en
section droite transversale, une forme générale de V à
pointe tronquée ou arrondie.
Ce bourrelet 26 est limité vers l'extérieur par une face
33, sensiblement cylindrique ou tronconique correspondant
sensiblement à l'ouverture 24. Le bourrelet 26 est limité
vers l'intérieur par une face 34 ayant sensiblement une
forme tronconique. Le diamètre de ce tronc de cône le plus
proche de la paroi 27 est le petit diamètre tandis que le
grand diamètre est destiné à être tourné vers le col 4 du
récipient. Par conséquent, le bourrelet 26 et l'épaulement
31 sont orientés inclinés dans le même sens.
Dans la réalisation qui vient d'être décrite, le joint
d'étanchéité 3 comporte un seul bourrelet 26.
Mais, dans d'autres réalisations possibles, le joint
d'étanchéité 3 comporte également un second bourrelet
annulaire, placé à l'intérieur du premier bourrelet 26 et
légèrement écarté de lui radialement.
Une fois le bouchon avec joint 1 monté et serré sur le col
4 du récipient, le joint d'étanchéité 3 est déformé,
comparativement à sa situation de repos. Cette déformation
est telle que le joint d'étanchéité 3 est appliqué en appui
sur la face interne 20 du bouchon 2. D'autre part, le
bourrelet 26 -le cas échéant le second bourrelet lorsque
celui ci est prévu- est écrasé et déformé par la partie
extrême libre du col 4. Comme il a été indiqué plus haut,
le fond du bouchon 2 forme une chambre pour la compression
du joint 3.
Il est à noter que le bouchon proprement dit 2 est apte non
seulement à recevoir un joint rapporté tel que 3, épaulé et
flottant une fois monté, comme décrit précédemment, mais
aussi, alternativement et éventuellement un joint réalisé
in situ.
Par conséquent, le bouchon 2 est à ce titre polyvalent.
Symétriquement, le joint 3 peut être rapporté sur
différentes formes de coques de bouchon 2.
Les figures 6 à 11 représentent différentes variantes non
limitatives de formes de joint 3.
Dans le cas de la figure 6, la face 34 est fortement
inclinée sur l'axe 11 et arrondie vers la paroi 27. Le
bourrelet 26 vient être appliqué vers le bord 8.
Dans le cas de la figure 7, il est prévu un premier
bourrelet 26 et un second bourrelet 36 placé à l'intérieur
du premier bourrelet 26 et écarté de lui radialement. Les
deux bourrelets 26 et 36 sont disposés sensiblement
symétriquement l'un par rapport à l'autre, l'ensemble ayant
une forme générale de pseudo W. Le bourrelet 26 est
"attaqué" par le bord 8. Le bourrelet 36 par le bord opposé
37.
La figure 8 représente une variante du mode de réalisation
représenté en figure 7, dans lequel les deux bourrelets 26
et 36 sont dyssymétriques. En l'occurrence, le bourrelet 36
est plus large que le bourrelet 26.
la figure 9 représente une variante du mode de réalisation
représenté en figure 8 dans lequel le bourrelet 36 comporte
une extension 38 dirigée axialement, à l'opposé de la paroi
27, venant s'appliquer contre la face interne 5 du col 4.
La figure 10 représente une variante du mode de réalisation
représenté en figure 7. Ici les deux bourrelets 26 et 36
sont nettement plus écartés que dans le cas de la figure 7,
leur forme étant davantage celle d'un U renversé que d'un V
renversé.
La figure 11 est une variante de la figure 10 dans laquelle
un troisième bourrelet 39 est pris entre les bourrelets 26
et 36.