FR2656279A1 - Hollow stopper provided with an internal seal and its manufacturing method - Google Patents

Hollow stopper provided with an internal seal and its manufacturing method Download PDF

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Abstract

Hollow stopper in the form of a socket (52) made of thermoplastic material, the socket being internally threaded and provided with a seal (55) at its base, this stopper being provided to be screwed onto the end of a tube. The seal (55) is made of thermoplastic elastomer and closely fits the shape of the base of the socket (52) which it entirely covers. The seal (55) is made by injection of thermoplastic elastomer directly into the base of the socket (52) where this seal is retained mechanically and/or adheres by chemical reactions during the injection.

Description

BOUCHON CREUX MUNI D'UN JOINT D'ETANCHEITE INTERNE ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention est relative à un bouchon
creux sous la forme d'une douille en matière
thermoplastique filetée intérieurement et munie d'un
joint d'étanchéité en son fond, lequel bouchon est prévu
pour etre vissé à l'extrémité d'un tube comme par exemple
à l'extrémité d'une valve de pneumatique pour véhicule
automobile.HOLLOW PLUG PROVIDED WITH AN INTERNAL SEAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
The present invention relates to a plug
hollow in the form of a sleeve of material
thermoplastic internally threaded and fitted with
gasket at the bottom, which cap is provided
to be screwed to the end of a tube like for example
at the end of a vehicle tire valve
automobile.

Il existe plusieurs types de bouchons de valve
parmi lesquels on peut citer ceux qui comportent une
gorge circulaire située au fond et dont le diamètre est
égal ou légèrement supérieur au taraudage intérieur. Un
joint d'un diamètre adéquat est introduit dans cette
gorge de façon à ce que l'extrémité de la valve vienne
buter contre ce joint en fin de serrage. Toutefois, la
gorge circulaire doit être réalisée par usinage ou
moulage préalable et le joint doit être ensuite mis en
place dans la gorge manuellement ou en automatique, ce
qui augmente nettement le prix de fabrication.There are several types of valve caps
among which we can cite those which include a
circular groove located at the bottom and whose diameter is
equal to or slightly greater than the internal thread. A
seal of adequate diameter is introduced into this
groove so that the end of the valve comes
abut against this joint at the end of tightening. However, the
circular groove must be produced by machining or
pre-molding and the seal must then be put in
place in the throat manually or automatically, this
which significantly increases the manufacturing price.

Dans un autre type de bouchon, le filetage est
prolongé jusqu'au fond du bouchon pour retenir prisonnier
le joint inserré par la suite. Toutefois, à l'usage, il
s'est avéré que le joint tombait trop fréquemment ou
restait collé au nez de la valve et donc ne remplissait
pas suffisamment son rôle. En variante, le bouchon
présente en son fond une cavité et le joint une
protubérance en correspondance qui est collée lors de l'assemblage par vulcanisation à l'intérieur de la cavité. Malheureusement, ce mode de collage s'est avéré insuffisant pour retenir en permanence le joint en place.In another type of plug, the thread is
extended to the bottom of the cap to hold the prisoner
the seal subsequently inserted. However, in use, it
turned out that the seal fell too frequently or
remained stuck to the valve nose and therefore did not fill
not enough its role. Alternatively, the cap
has a cavity at the bottom and joins it
protrusion in correspondence which is bonded during assembly by vulcanization inside the cavity. Unfortunately, this method of bonding has proven to be insufficient to permanently retain the seal in place.

L'exposé FR 2 334 579 divulgue un bouchon complété en son fond intérieur par une cheminée en matière plastique. Après logement d'un joint torique autour de cette cheminée, une pointe chauffante est amenée contre les bords de la cheminée qui, en se recourbant et s'écartant légèrement, retiennent le joint en place. Toutefois, l'adjonction de cette cheminée, la mise en place du joint et son blocage par une opération supplémentaire rendent encore le prix d'un tel bouchon trop élevé. The presentation FR 2 334 579 discloses a plug completed at its inner bottom by a plastic chimney. After housing an O-ring around this chimney, a heating point is brought against the edges of the chimney which, by bending and deviating slightly, hold the joint in place. However, the addition of this chimney, the installation of the seal and its blocking by an additional operation still make the price of such a plug too high.

Le but de l'invention est un bouchon muni d'un joint souple qui comme précédemment soit efficace, c'est å-dire qu'il assure une bonne étanchéité et qui reste en place même après de nombreux démontages. La conception d'un tel bouchon doit de plus permettre un prix de fabrication moindre notamment par simplification des opérations de moulage pour sa réalisation. The object of the invention is a plug provided with a flexible seal which, as above, is effective, that is to say that it ensures a good seal and which remains in place even after numerous dismantling operations. The design of such a plug must also allow a lower manufacturing price, in particular by simplifying the molding operations for its production.

Ces buts sont atteints selon l'invention grâce à un bouchon creux sous la forme d'une douille en matière thermoplastique filetée intérieurement et munie d'un joint d'étanchéité en son fond. Plus particulièrement, ce joint est en élastomère thermoplastique et il épouse la forme du fond de la douille qu'il recouvre entièrement. These objects are achieved according to the invention by means of a hollow plug in the form of a sleeve made of internally threaded thermoplastic material and provided with a seal at its bottom. More particularly, this seal is made of thermoplastic elastomer and it follows the shape of the bottom of the sleeve which it completely covers.

Le filetage du bouchon peut être à double pas.The plug thread can be double-pitched.

Avantageusement, le joint d'étanchéité est réalisé par injection d'élastomère thermoplastique directement au fond de la douille où il est retenu â la fois mécaniquement et grâce å une adhérence obtenue par réaction chimique. Advantageously, the seal is produced by injecting a thermoplastic elastomer directly at the bottom of the sleeve where it is retained both mechanically and thanks to an adhesion obtained by chemical reaction.

Comme on peut facilement le comprendre, le bouchon selon l'invention est tout particulièrement intéressant dans la meusre où son procédé de fabrication consiste, dans un même moule, CL - injecter par un premier canal au moins la matière thermoplastiquepour réaliser la douille, - rétracter partiellement la broche définissant dans l'empreinte du moule la cavité de la douille pour dégager au fond de cette douille le volume prévu pour le joint, - injecter par un second canal au moins un élastomère thermoplastique pour réaliser le joint, - rétracter complètement la broche et ouvrir le moule pour éjecter le bouchon. As can easily be understood, the stopper according to the invention is very particularly advantageous in meusre where its manufacturing process consists, in the same mold, of CL - injecting at least one thermoplastic material through a first channel to make the sleeve, - retracting partially the spindle defining in the mold cavity the cavity of the socket to release at the bottom of this socket the volume provided for the seal, - injecting through a second channel at least one thermoplastic elastomer to make the seal, - completely retract the spindle and open the mold to eject the plug.

Suivant des dispositions préférentielles, le moule pour la réalisation du bouchon selon l'invention comprend une broche définissant dans l'empreinte du moule la forme intérieure de la douille. Plus particulièrement, cette broche est une tige filetée mobile en rotation dans le moule. De ce fait, cette tige filetée peut être rétractée partiellement de l'empreinte par rotation après l'injection de la douille, et ainsi dégager de manière précise le volume prévu pour le joint. According to preferential arrangements, the mold for producing the stopper according to the invention comprises a pin defining in the mold cavity the internal shape of the sleeve. More particularly, this pin is a threaded rod movable in rotation in the mold. Therefore, this threaded rod can be partially retracted from the impression by rotation after the injection of the sleeve, and thus precisely release the volume provided for the joint.

Selon une première variante, le moule présente au centre de l'empreinte correspondante au fond de la douille un bossage où débouche le canal d'injection d'élastomère thermoplastique. Contre ce bossage vient s'appuyer, lors du moulage de la douille, un cône arrondi situé au milieu de l'extrémité de la broche, ce qui obture le canal d'injection d'élastomère. According to a first variant, the mold has at the center of the corresponding cavity at the bottom of the sleeve a boss where the injection channel of thermoplastic elastomer opens. Against this boss comes to rest, during the molding of the sleeve, a rounded cone located in the middle of the end of the spindle, which closes the elastomer injection channel.

Selon une autre variante, le canal d'injection d'élastomère thermoplastique est situé coaxialement dans la broche à l'extrémité duquel il débouche. According to another variant, the thermoplastic elastomer injection channel is located coaxially in the spindle at the end of which it opens.

L'invention, ainsi que ses avantages, seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préférée de celle-ci, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe du moule lors de l'injection de la douille,
- la figure 2 est une vue en coupe du moule lors de l'injection du joint au fond de la douille, seule la partie gauche du bouchon étant représentée en coupe pour une meilleure illustration du bouchon final, et
- la figure 3 est une vue en coupe d'une variante du moule.The invention, as well as its advantages, will be better understood on reading the following description of a preferred embodiment thereof, made with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a sectional view of the mold during the injection of the sleeve,
FIG. 2 is a sectional view of the mold during the injection of the seal at the bottom of the socket, only the left part of the plug being shown in section for a better illustration of the final plug, and
- Figure 3 is a sectional view of a variant of the mold.

Sur la figure 1 est illustré partiellement un moule comprenant deux plaques d'injection 10 et 20. Comme illustré, trois canaux d'injection de matière débouchent dans l'empreinte de la partie 20 : deux canaux 22 et 24 d'injection de matière thermoplastique prévue pour réaliser la douille 52 du bouchon et débouchant sur le côté de l'empreinte ainsi qu'un canal 26 d'injection pour un élastomère thermoplastique et débouchant au fond de l'empreinte correspondant au fond de la douille 52. Bien entendu, la position d'embouchure des canaux 22 et 24 peut être modifiée par le mouliste suivant le type de presse utilisée en fonction de la position horizontale ou verticale des têtes d'injection. L'optimisation de l'injection du thermoplastique å l'état pâteux dans l'empreinte peut être obtenue par l'utilisation de canaux chauds dans le moule.Le canal d'injection d'élastomère thermoplastique 26 débouche au centre du fond de l'empreinte dans un bossage 28. In FIG. 1 is partially illustrated a mold comprising two injection plates 10 and 20. As illustrated, three material injection channels open into the cavity of the part 20: two channels 22 and 24 for injecting thermoplastic material provided to make the socket 52 of the plug and opening out on the side of the imprint as well as an injection channel 26 for a thermoplastic elastomer and opening out at the bottom of the imprint corresponding to the bottom of the socket 52. Of course, the mouth position of channels 22 and 24 can be changed by the mold maker depending on the type of press used depending on the horizontal or vertical position of the injection heads. Optimization of the injection of the thermoplastic in the pasty state into the cavity can be obtained by the use of hot channels in the mold. The thermoplastic elastomer injection channel 26 opens at the center of the bottom of the imprint in a boss 28.

Dans la suite de l'exposé, on entendra par élastomère thermoplastique un produit injectable dont la dureté finale se situe entre 40 et 80 shore A. A titre nullement limitatif, cet élastomère peut comporter un pourcentage plus ou moins important de polypropylène et la matière thermoplastique peut être un polypropylèneéthylène chargé ou non de matériaux de renfort. In the remainder of the description, the term “thermoplastic elastomer” will be understood to mean an injectable product whose final hardness is between 40 and 80 shore A. By way of non-limiting example, this elastomer may comprise a greater or lesser percentage of polypropylene and the thermoplastic material. may be polypropyleneethylene loaded or not with reinforcing materials.

La partie 10 du moule est traversée par une broche définissant la forme de l'intérieur de la douille 52. Tel qu'illustré sur la figure 1, cette broche est en fait une tige filetée 30 dont le pas défini celui du filetage intérieur de la douille 52. L'extrémité de la tige filetée présente de plus un cône arrondi 35 qui, lors de l'injection de la matière plastique constituant la douille 52, vient s'appliquer contre le bossage 28 et obturer le canal 26. Ainsi formé par l'empreinte de la partie 20 du moule et par le cône 35, on constate que le bouchon présente au centre de son fond une prohéminence 54 dégageant un espace interne central supplémentaire. The part 10 of the mold is traversed by a pin defining the shape of the interior of the sleeve 52. As illustrated in FIG. 1, this pin is in fact a threaded rod 30 whose pitch defines that of the internal thread of the sleeve 52. The end of the threaded rod also has a rounded cone 35 which, during the injection of the plastic material constituting the sleeve 52, is applied against the boss 28 and obturates the channel 26. Thus formed by the imprint of the part 20 of the mold and by the cone 35, it can be seen that the plug has in the center of its bottom a prominence 54 giving off an additional central internal space.

Cet espace central est prévu pour éviter que le bouchon, une fois vissé, ne vienne appuyer sur la tige de clapet du mécanisme de valve ce qui pourrait nuire a l'étanchéité de cette dernière. This central space is provided to prevent the plug, once screwed, from coming to press on the valve stem of the valve mechanism which could affect the sealing of the latter.

Tel qu'illustré sur la figure 2, on applique, après l'injection de la douille 52, une rotation à la tige filetée 30 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre d'un certain nombre de tours selon le pas de cette tige filetée et selon le volume d'élastomère souhaité. Compte-tenu de l'engagement de cette tige filetée dans un orifice taraudé de la partie 10 du moule, cette rotation a également provoqué un retrait en arrière de cette tige libérant ainsi un espace au fond de la douille 52 et ouvrant simultanément le canal d'injection d'élastomère 26. On injecte alors le joint en élastomère 55 qui prend alors la forme de l'espace libéré. As illustrated in FIG. 2, after the injection of the sleeve 52, a rotation is applied to the threaded rod 30 anticlockwise by a certain number of turns according to the pitch of this threaded rod and according to the volume of elastomer desired. Given the engagement of this threaded rod in a threaded orifice in part 10 of the mold, this rotation has also caused a retraction of this rod behind, thus freeing up a space at the bottom of the sleeve 52 and simultaneously opening the channel d elastomer injection 26. The elastomer seal 55 is then injected, which then takes the form of the space freed up.

Après refroidissement, on peut soit dévisser complètement la tige filetée 30, ouvrir la partie de moule 10 et éjecter le bouchon 50 par des éjecteurs non représentés et qui seraient parallèles au canal 26, soit ouvrir tout de suite la partie de moule inférieure 10 faisant que la tige filetée 30 emmène avec elle le bouchon 50 terminé, puis dévisser la broche 30 en retenant le bouchon 50 par des formes adaptées tels que plats 56 illustrés en figure 2. After cooling, one can either completely unscrew the threaded rod 30, open the mold part 10 and eject the plug 50 by ejectors not shown and which would be parallel to the channel 26, or immediately open the lower mold part 10 so that the threaded rod 30 takes with it the finished plug 50, then unscrew the spindle 30 while retaining the plug 50 by suitable shapes such as dishes 56 illustrated in FIG. 2.

Comme on peut le constater, ce procédé de réalisation de bouchon creux par bi-injection dans un même moule permet la réalisation de bouchons efficaces du fait que le joint d'étanchéité 55 est ancré au fond de la douille 52 par collage dû å desréactions chimiques lors de l'injection et par l'accrochage sur le départ du pas de vis. Comme auparavant, ce procédé de réalisation de bouchon autorise toujours des formes complexes pour l'extérieur de la douille 52, comme illustré par la partie droite de la figure 2.  As can be seen, this method of producing a hollow plug by bi-injection into the same mold allows the production of effective plugs because the seal 55 is anchored to the bottom of the sleeve 52 by bonding due to chemical reactions. during injection and by hooking on the start of the screw thread. As before, this method of producing a plug always allows complex shapes for the outside of the socket 52, as illustrated by the right part of FIG. 2.

En variante, la broche 30 pourrait être une tige lisse rétractable par simple translation. Toutefois, il conviendrait alors de tarauder le filetage intérieur par une opération supplémentaire ce qui augmenterait les coûts de production, ou prévoir un système d'encliquetage sans filets. Alternatively, the pin 30 could be a smooth rod retractable by simple translation. However, it would then be advisable to tap the internal thread by an additional operation which would increase production costs, or provide a snap-on system without threads.

En alternative et comme illustré sur la figure 3, le canal d'injection d'élastomère 26 peut être situé au centre de la broche 30. Dans ce cas, lors de l'injection de la douille 52 plastique, le canal d'injection de la broche est obturé par le bossage 28 pour empêcher la remontée du plastique dans ce canal, où bien une seconde tige interne å la broche 30 permet une obturation et une ouverture a volonté de ce canal d'injection d'élastomère. As an alternative and as illustrated in FIG. 3, the elastomer injection channel 26 can be located in the center of the spindle 30. In this case, during the injection of the plastic sleeve 52, the injection channel of the pin is closed off by the boss 28 to prevent the plastic from rising in this channel, where indeed a second internal rod at the pin 30 allows a plugging and an opening at will of this elastomer injection channel.

De nombreuses améliorations peuvent être apportées au bouchon et 8 son procédé de fabrication dans le cadre de cette invention.  Many improvements can be made to the stopper and its manufacturing process within the framework of this invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Bouchon creux sous la forme d'une douille (52)1. Hollow plug in the form of a socket (52) en matière thermoplastique filetée intérieurement et made of internally threaded thermoplastic material and munie d'un joint d'étanchéité (55) en son fond, lequel provided with a seal (55) at its bottom, which bouchon est prévu pour être vissé å l'extrémité d'un cap is intended to be screwed at the end of a tube, caractérisé en ce que le joint (55) est réalisé en tube, characterized in that the seal (55) is made of élastomère thermoplastique et épouse la forme du fond de thermoplastic elastomer and conforms to the shape of the bottom of la douille (52) qu'il recouvre entièrement. the sleeve (52) which it completely covers. 2. Procédé de fabrication d'un bouchon selon la2. Method of manufacturing a plug according to the revendication 1, caractérisé en ce que le joint claim 1, characterized in that the seal d'étanchéité (55) est réalisé par injection d'élastomère sealing (55) is made by elastomer injection thermoplastique directement au fond de la douille (52) où thermoplastic directly at the bottom of the socket (52) where ce joint est retenu mécaniquement et/ou adhère par this joint is mechanically retained and / or adheres by réactions chimiques lors de l'injection. chemical reactions during injection. 3. Procédé de fabrication d'un bouchon selon la3. Method of manufacturing a plug according to the revendication 2, caractérisé en ce que, dans un même claim 2, characterized in that, in the same moule, mold, - on injecte par un premier canal au moins (24) la - at least one first channel (24) is injected with the matière thermplastique pour réaliser la douille (52), thermplastic material for making the sleeve (52), - on rétracte partiellement la broche (30) définissant - Partially retracting the spindle (30) defining dans l'empreinte du moule la cavité de la douille (52) in the mold cavity the socket cavity (52) pour dégager au fond de cette douille le volume prévu to release the volume provided at the bottom of this socket pour le joint (55), for the seal (55), - on injecte par un second canal au moins (26) un - at least one (26) injects a second élastomère thermoplastique pour réaliser le joint (55), thermoplastic elastomer for making the seal (55), - on rétracte complètement la broche (30) et on ouvre le - the spindle (30) is fully retracted and the moule, ou inversement, pour éjecter le bouchon.  mold, or vice versa, to eject the plug. 4. Moule pour la mise en oeuvre du procédé selon4. Mold for implementing the method according to la revendication 3, caractérisé en ce que la broche claim 3, characterized in that the spindle définissant dans l'empreinte la forme intérieure de la defining in the imprint the interior shape of the douille (52) est une tige filetée (30) mobile en rotation sleeve (52) is a threaded rod (30) movable in rotation dans le moule pour se rétracter partiellement de in the mold to partially retract from l'empreinte par rotation après l'injection de la douille the impression by rotation after injection of the sleeve (52) et ainsi dégager de manière précise le volume prévu (52) and thus precisely identify the planned volume pour le joint (55). for the seal (55). 5. Moule selon la revendication 3, caractérisé en 5. Mold according to claim 3, characterized in ce qu'il présente au centre de l'empreinte correspondante what it presents in the center of the corresponding imprint au fond de la douille (52) un bossage (28) où débouche le at the bottom of the socket (52) a boss (28) where the canal d'injection (26) d'élastomère thermoplastique et injection channel (26) of thermoplastic elastomer and contre lequel vient s'appuyer, lors du moulage de la against which comes to rest, during the molding of the douille (52), un cône arrondi (35) situé au milieu de bush (52), a rounded cone (35) located in the middle of l'extrémité de la broche (30) pour obturer le canal the end of the pin (30) to close the channel d'injection (26) d'élastomère. injection (26) elastomer. 6. Moule selon la revendication 3, caractérisé en6. Mold according to claim 3, characterized in ce que le canal d'injection d'élastomère thermoplastique what the thermoplastic elastomer injection channel est situé coaxialement dans la broche (30) à l'extrémité is located coaxially in the pin (30) at the end duquel il débouche.  from which it leads.
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