FR2602488A1 - Bouchon distributeur et son procede de fabrication - Google Patents

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Jerry Allen Abbott
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Sunbeam Plastics Corp
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN BOUCHON DISTRIBUTEUR POUR RECIPIENT A COL FILETE. IL COMPORTE UN CHAPEAU 12 DONT LE DESSUS16 PRESENTE UNE OUVERTURE20 DE DISTRIBUTION DE FORME POUVANT ETRE IRREGULIERE, ET UN COUVERCLE14 ARTICULE PAR UNE CHARNIERE30 SUR LE CHAPEAU12 AFIN DE FERMER LE DESSUS DE CE DERNIER. UN OBTURATEUR42 VIENT DE MOULAGE AVEC LE COUVERCLE14 ET PRESENTE UNE FORME CORRESPONDANT A CELLE DE L'ORIFICE20. LE BORD DE L'EXTREMITE INTERIEURE DE CE DERNIER COMPORTE UNE MEMBRANE FLEXIBLE ET ELASTIQUE50 QUI ASSURE L'ETANCHEITE SUR LA PERIPHERIE DE L'OBTURATEUR42 LORSQUE LE COUVERCLE14 EST FERME. DOMAINE D'APPLICATION: BOUCHAGE DE RECIPIENTS A LIQUIDES, ETC.

Description

L'invention concerne un bouchon distributeur, et plus particulièrement un
bouchon comportant un chapeau de base dont le dessus présente un orifice de distribution, et un couvercle monté au moyen d'une charnière sur le chapeau afin de fermer l'orifice. Des bouchons distributeurs communément réalisés comportent un chapeau de base possédant des moyens de fixation à un récipient tels que des filets ménagés dans la jupe du chapeau ou un bourrelet formé dans la jupe et qui s'enclenche élastiquement sur un rebord correspondant situé sur le col du récipient. L'orifice de distribution - est habituellement ménagé dans le dessus du chapeau et un couvercle est monté par charnière sur le chapeau afin de
fermer l'orifice distributeur.
Dans un bouchon utilisé pour la distribution d'un liquide contenu dans le récipient, un obturateur est habituellement prévu sur la face inférieure du couvercle afin de fermer hermétiquement l'orifice de distribution lorsque l'on fait pivoter le couvercle vers sa position fermée. Pour 20 établir une étanchéité appropriée, il est nécessaire de maintenir des tolérances étroites entre la dimension de l'obturateur et la dimension de l'orifice en utilisant habituellement un ajustement légèrement forcé entre l'obturateur et l'orifice. Ceci ajoute au coût de fabrication. Lorsque 25 l'orifice de distribution est de forme irrégulière, telle qu'une fente, les problèmes d'étanchéité deviennent plus difficiles à résoudre même lorsque des tolérances étroites sont maintenues. Ceci est dû en partie à la nécessité d'établir des tolérances appropriées pour permettre à l'obtu30 rateur d'arriver dans la position de fermeture étanche en pivotant autour de l'axe de charnière. Même lorsqu'on a supprimé la nécessité d'établir le jeu permettant le pivotement, par exemple dans une charnière du type à languette,
le maintien de tolérances appropriées pour la fermeture 35 étanche est difficile.
L'invention a donc pour objet un bouchon distributeur comportant des moyens destinés à fermer totalement l'orifice de distribution. L'invention a également pour objet un bouchon distributeur dont le couvercle comporte un obtura5 teur de fermeture destiné à fermer hermétiquement l'orifice sans qu'il soit nécessaire de maintenir des tolérances
d'ajustement étroit et forcé entre l'obturateur et l'orifice.
L'invention a aussi pour objet un bouchon distributeur
présentant un orifice de distribution de forme irrégulière, 10 qui peut être fermé de façon totalement hermétique par pivotement du couvercle en position de fermeture.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un bouchon distributeur, consistant à utiliser un moule simple à noyau amovible, même lorsque l'orifice 15 de distribution est de forme irrégulière ou est décentré par rapport à l'axe du chapeau. L'invention a également pour objet un procédé pour fermer hermétiquement l'orifice
de distribution qui conserve son intégrité lors d'une utilisation continue.
Les objets ci-dessus de l'invention et d'autres avantages sont obtenus dans un bouchon distributeur qui comporte un chapeau présentant un orifice de distribution ménagé dans son dessus et dont les moyens pour relier le chapeau à un récipient sont situés dans la jupe du chapeau, 25 généralement sous la forme de filets internes pour une fixation sur un col de récipient fileté. Le couvercle est articulé par une charnière sur le chapeau de façon à se fermer sur le chapeau. Le couvercle comporte un obturateur de fermeture faisant saillie vers le bas, qui s'enclenche 30 avec l'orifice lorsqu'on fait pivoter le couvercle vers sa position fermée. Une mince membrane flexible s'étend vers l'intérieur de la périphérie à l'extrémité intérieure de l'orifice. Cette membrane est située dans le plan de la surface intérieure du dessus du chapeau,. c'està-dire
dans ce qui serait classiquement appelé un plan horizontal.
Lorsque l'on pousse l'obturateur de fermeture à l'intérieur de l'orifice de distribution, cet obturateur pousse la
membrane vers le bas, l'amenant, en l'étirant, en contact hermétique ou étanche avec la périphérie de l'obturateur.
L'orifice de distribution peut être un simple trou rond ou peut être d'une forme irrégulière, telle qu'une fente rectangulaire ou en forme de goutte d'eau afin de présenter une large extrémité arrondie éloignée de la charnière et par laquelle le liquide s'écoule et une extré10 mité arrondie plus petite et plus proche de l'axe de la
charnière, constituant un évent pour le passage de l'air.
Le bouchon est réalisé en une matière thermoplastique, par un procédé de moulage par injection n'exigeant pas de cavitésde moule complexe et écartéespar ressort. A 15 cet effet, on moule le couvercle séparément de manière que soit formée une partie d'un élément de charnière à colonnettes et encoches doubles, ainsi qu'un obturateur faisant saillie de sa surface intérieure. Le chapeau est moulé avec un élément de charnière complémentaire à colonnettes 20 et encoches douoles. Les filets intérieurs du chapeau sont formes par un noyau amovible qui est dévissé après que le chapeau a été formé. Le noyau présente un dessus plan qui coopère avec la surface plane d'un bouchon de moulage faisant saillie de l'élément de matrice fixe. Ces surfaces 25 planes sont maintenues en butée l'une avec l'autre durant
l'opération de moulage.
La membrane flexible est réalisée simultanément sous la forme d'une bavure à l'intérieur d'une cavité de moule formée par un évidement périphérique sur l'obturateur 30 de moulage et le dessus plan du noyau amovible. Le noyau est dévissé de façon à libérer le chapeau de la cavité du moule. On achève le bouchon en enclenchant élastiquement
entre eux les éléments de charnière à colonnettes et encoches.
Le procédé pour fermer hermétiquement l'orifice de distribution consiste à faire pivoter le couvercle dans le sens de la fermeture sur le dessus du chapeau. L'obturateur de fermeture est poussé à l'intérieur de l'orifice de distribution. On pousse encore l'obturateur contre la membrane flexible afin de la faire fléchir vers le bas et, finalement, la poursuite du mouvement de l'obturateur au-delà de la membrane étire cette dernière pour qu'elle épouse de façon
hermétique la forme de la périphérie de l'obturateur.
L'invention sera décrite plus en détail en regard 10 des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective du bouchon présentant un orifice de distribution de configuration irrégulière, de la forme d'une fente allongée ou en goutte d'eau, 15 avec un obturateur de forme correspondante, le bouchon selon l'invention étant représenté alors que le couvercle est basculé en position d'ouverture; la figure 2 est une coupe du bouchon suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant le couvercle en position 20 d'ouverture partielle, sur le point de s'enclencher avec l'orifice de distribution dans le sens de la fermeture; la figure 3 est une coupe partielle analogue à celle de la figure 2, montrant le couvercle complètement fermé, l'obturateur étant inséré dans l'orifice de distri25 bution et amenant par déformation la membrane d'obturation en contact étanche avec la périphérie de l'obturateur; la figure 4 est une coupe axiale partielle des éléments principaux de moulage utilisés pour former le chapeau du bouchon selon l'invention; la figure 5 est une vue en perspective, analogue à celle de la figure 1, montrant le bouchon de l'invention qui présente un orifice circulaire et un obturateur de forme circulaire ouconiqe, le couvercle étant représenté en position d'ouverture; et la figure 6 est une coupe axiale partielle du bouchon de la figure 5, montrant le couvercle dans sa position de fermeture complète, l'obturateur cylindrique étant inséré dans l'orifice circulaire et amenant par déformation la membrane flexible en contact étanche avec la périphérie de l'obturateur. Les figures 1 à 3 représentent le bouchon distributeur 10 selon l'invention qui comprend un chapeau 12 et un couvercle 14. Le chapeau 12 comporte un dessus 16 de forme
globalement incurvée qui présente une lèvre 18 de versement 10 entourant un orifice 20 de distribution de forme irrégulière.
Une jupe annulaire descendante 22 comporte des filets intérieurs 23 destinés au vissage du chapeau sur un récipient
fileté classiquement.
Comme montré plus complètement sur la figure 2, le dessus concave 16 s'élève d'une partie supérieure plate horizontale 24. Une lèvre cylindrique 26 fait saillie vers le bas de la surface intérieure 28 du chapeau, concentriquement à la jupe 22 de ce chapeau, afin de former un joint étanche lorsque le chapeau est vissé sur un col de récipient. 20 La lèvre 26 est connue classiquement sous le nom de joint à languette et est réalisée de façon à présenter une surface effilée de façon à être flexible et à pouvoir s'appliquer souplement et hermétiquement contre la lèvre
supérieure du col du récipient.
Le chapeau 12 et le couvercle 14 sont reliés l'un à l'autre par une charnière 30 à colonnettes et encoches doubles, formant une charnière extrêmement stable tout en
permettant le moulage séparé du couvercle et du chapeau.
Comme décrit plus complètement dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N 825 464, déposée le 3 Février 1986 au nom de Bush, sous le titre "Two-Piece Closure", cette charnière dissociable 30 est constituée de deux colonnettes 32 s'élevant du chapeau 12 et s'engageant dans des encoches 34 formées dans le couvercle 14. Chaque colon35 nette comporte une saillie sphérique indiquée globalement en 36, qui s'emboîte dans un évidement concave complémentaire ménagé dans les parois formant les encoches 34 afin d'établir un axe d'articulation. Les encoches 34 du couvercle 14 sont alignées de façon à recevoir les colonnettes 32 du chapeau et les évidements 36 pour que le couvercle 14 s'enclenche élastiquement sur le chapeau 12 au niveau de cette articulation 30 à charnière. Le couvercle 14 comporte un dessus globalement plat 38 et une jupe cylindrique descendante 40. Le dessus 24 du chapeau présente un évide- 10 ment périphérique 43 destiné à recevoir, en alignement
affleurant, la jupe 40 du couvercle.
Un obturateur 42 de fermeture hermétique, d'une forme irrégulière qui correspond à la forme de l'orifice 20, fait saillie vers le bas du dessus 38 du couvercle. L'orifice 15 20, de forme globalement-en goutte d'eau, comporte des côtés 44 qui convergent d'une grande extrémité arrondie 46 de versement vers une extrémité arrondie plus petite 48
formant un évent pour le passage de l'air.
Une membrane flexible 50 d'étanchéité s'étend 20 horizontalement vers l'intérieur de la périphérie de l'orifice 20, dans le plan de la paroi intérieure 28 du dessus du chapeau. Cette membrane présente une épaisseur de 0,20-0,38 mm et elle s'étend vers l'intérieur sur environ 0,8 mm. Lorsque l'on fait pivoter le couvercle 14 25 d'une position d'ouverture montrée sur la figure 1 vers une position de fermeture suivant le trajet indiqué par une flèche 53, l'obturateur 42 vient porter contre les parois 20 de l'orifice et est guidé vers l'intérieur afin d'exercer une poussée contre la membrane flexible 30 et de la faire fléchir vers le bas. La poursuite du mouvement de l'obturateur 42 au-delà de la membrane 50 a pour effet d'étirer la membrane pour lui faire épouser étroitement et hermétiquement la forme de la périphérie de l'obturateur comme montré sur la figure 3. Cette membrane parti35 culière réalise un joint étanche au liquide dans l'orifice de distribution en exerçant une tension de maintien et une pression d'étanchéité déterminées sur les côtés de l'obturateur, tout en absorbant les irrégularités de forme entre l'obturateur et l'orifice, lesquelles irrégularités pourraient autrement être à l'origine de trajets de fuites. Cette membrane d'étanchéité surpasse le type d'ajustement à force ou serré, moins efficace, qui exige des tolérances extrêmement étroites, de l'ordre de 0,025-0,050 mm, dans le dimensionnement de l'obturateur et de l'orifice. L'obtu10 rateur 42 est moulé de façon à être évidé à l'intérieur
et à comporter des nervures transversales 52 de renfort.
La membrane d'étanchéité permet également une force de fermeture plus faible et mieux dosée, qui maintient l'emballage fermé hermétiquement même s'il tombe accidentellement. 15 La jupe 22 du chapeau présente un évidement 54 permettant, à l'aide d'un doigt, de pousser le couvercle 14 vers le haut contre la pression d'obturation pour la manoeuvre d'ouverture. Les figures 5 et 6 montrent le bouchon 10 qui est 20 réalisé de façon à présenter un orifice circulaire 56 et un obturateur cylindrique correspondant 58. Le bouchon est en tous autres points similaire à celui des figures 1 à 3, comportant une membrane annulaire mince qui s'étend vers l'intérieur dans un plan horizontal et qui est déformé et étiré à force vers le bas en épousant la forme de l'obturateur 58 de fermeture étanche. Comme montré sur la figure 6, une garniture élastique 62 d'étanchéité remplace la lèvre 26 à languette pour assurer l'étanchéité entre le dessus du
chapeau 12 et la lèvre du col 64 du récipient.
Dans la fabrication du bouchon 10, le couvercle est moulé séparément, avec sa partie de charnière 30 à colonnettes et encoches doubles et son obturateur 42 ou 58. Le chapeau est moulé avec une partie complémentaire de charnière.à colonnettes et encoches doubles et un orifice 20 ou 56 35 de distribution traversant le dessus de ce chapeau. Comme montré sur la figure 4, le noyau amovible 66 forme l'intérieur du chapeau, y compris les filets 23 et la lèvre annulaire 26 d'étanchéité. Le noyau amovible 66 comporte un dessus plan 68 qui est maintenu en butée contre la surface 5 plane et plate 70 du bouchon 72 du moule qui fait saillie de l'élément fixe 74 de matrice pour former l'orifice 20 ou 56. La membrane flexible 50 est réalisée sous la forme d'une bavure dans une cavité de moule formée par un évidement périphérique 76 sur le noyau de moulage et le dessus plan du bouchon du moule. Le noyau 66 de moulage est dévissé pour libérer le chapeau de-la cavité du moule. On achève le bouchon 10 en enclenchant élastiquement les éléments
de charnière à colonnettes et encoches l'un avec l'autre.
On ferme l'orifice de distribution en faisant pivoter le couvercle dans le sens de la fermeture jusque sur le dessus du chapeau et en poussant l'obturateur dans l'orifice. En continuant de pousser l'obturateur contre la membrane flexible, on déforme cette dernière vers le bas et la poursuite du mouvement de l'obturateur au-delà de la membrane a pour effet d'étirer cette dernière et de lui faire
épouser de façon hermétique la périphérie de l'obturateur.
La disposition horizontale de la membrane d'étanchéité permet au noyau de moulage de tourner, que l'orifice soit ou non de forme ronde ou irrégulière, ou bien qu'il 25 soit ou non placé sur l'axe du chapeau pour permettre le
dévissage du noyau afin que le chapeau puisse être libéré.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bouchon distributeur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Bouchon distributeur destiné à un récipient à col fileté, caractérisé en ce qu'il comporte un chapeau (12) comprenant un dessus (16) duquel descend une jupe cylin5 drique (22) présentant des filets intérieurs (23) pour la fixation du chapeau sur le récipient, un orifice (20 ou 56) de distribution traversant le dessus et comportant une membrane mince et flexible (50) qui s'étend vers l'intérieur de la périphérie dudit orifice, à l'extrémité inté10 rieure de ce dernier, un couvercle (14) monté par charnière (30) sur le chapeau afin de se fermer sur le dessus du chapeau, le couvercle comportant un obturateur (42 ou 58) de fermeture qui fait saillie vers le bas et qui est destiné à s'engager vers l'orifice lorsque le couvercle 15 pivote vers sa position de fermeture, la membrane étant alors étirée vers le bas et établissant un contact étanche
avec la périphérie de l'obturateur.
2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'orifice (56) est rond et en ce que l'obtura20 teur (58) est cylindrique.
3. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (20) est de forme irrégulière et en ce que l'obturateur (42) présente une forme correspondante,
la membrane assurant l'étanchéité autour de la périphérie 25 irrégulière de l'obturateur.
4. Bouchon selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'orifice est ailongé dans une direction globalement perpendiculaire à l'axe de la charnière et est
arrondi à chacune de ses extrémités.
5. Bouchon selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice allongé (50) de distribution comporte des côtés qui convergent d'une extrémitéé large et arrondie
(46) vers une extrémité plus petite et arrondie (48).
6. Procédé de fabrication d'un bouchon distribu35 teur pour récipient à col fileté, par moulage de ce bouchon 10. en deux pièces en matière plastique, le bouchon comprenant un chapeau (12) comportant un dessus (16) duquel descend une jupe cylindrique (22) qui présente des filets intérieurs (23) pour la fixation au récipient, ledit dessus étant traversé par un orifice (20 ou 56) de distribution de la périphérie de l'extrémité intérieure duquel une membrane flexible et mince (50) s'étend vers l'intérieur, un couvercle (14) étant relié par charnière (30) au chapeau afin de se fermer sur le dessus du chapeau, 1-e couvercle compor10 tant un obturateur (42 ou 58) qui fait saillie vers le bas et qui est destiné à s'engager dans l'orifice lorsque l'on fait pivoter le couvercle vers sa position de fermeture, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à mouler le couvercle avec une partie d'un élément de charnière (30) 15 à colonnettes et encoches doubles et avec un obturateur de fermeture, à mouler le chapeau avec une partie d'un élément de la charnière (30) à colonnettes et encoches doubles, cet élément étant complémentaire de celui formé sur le couvercle, à former les filets intérieurs du chapeau pendant 20 le moulage de ce dernier au moyen d'un noyau amovible (66) présentant un dessus plan (68), et à former l'orifice de distribution du chapeau pendant le moulage de ce dernier, par la mise en butée de l'extrémité plane (70) d'un bouchon (72) de moulage, faisant saillie d'un élément fixe (74) de 25 matrice, avec le dessus plan du noyau amovible, tout en formant en même temps la membrane flexible sous la forme d'une bavure dans une cavité de moule formée par un évidement périphérique (76) sur ledit noyau de moulage et ledit dessus plan du bouchon de moule, le procédé consistant en outre à 30 dévisser le noyau amovible et à libérer le chapeau formé de la cavité du moule, et à achever le bouchon en enclenchant élastiquement entre eux les éléments de charnière à colonnettes
et encoches.
7. Procédé pour obturer hermétiquement un orifice 35 de distribution d'un bouchon pour récipient à col fileté, le bouchon comprenant un chapeau (12) comportant un dessus (16) duquel descend une jupe cylindrique (22) qui présente des filets intérieurs (23) pour la fixation sur le récipient, un orifice (20 ou 56) de distribution s'étendant à travers le dessus et dont la périphérie comporte, à l'extrémité intérieure dudit orifice, une membrane flexible et mince (50) qui s'étend vers l'intérieur, un couvercle (14) articulé par charnière (30) sur le chapeau afin de se fermer sur le dessus du chapeau, le couvercle comportant 10 un obturateur (42 ou 58) de fermeture qui s'étend vers le bas, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à faire pivoter le couvercle dans le sens de la fermeture jusque sur le dessus du chapeau, à pousser l'obturateur de fermeture à l'intérieur de l'orifice, à pousser ledit 15 obturateur contre la membrane flexible afin que cette dernière soit repoussée vers le bas et à poursuivre le mouvement de l'obturateur au- delà de la membrane pour étirer celle-ci et lui faire épouser de façon étanche la
périphérie de l'obturateur.
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