Brevet FR2005154A1 — publié le 19691205

La présente invention concerne un bouchon de garantie comprenant une capsule munie d'une bague de garantie separable le long d'une ligne périphérique à résistance amoindrie ou de rupture, qui est appliquée par formage sur une dépouille du col du récipient et qui est arrachée le long de la ligne de rupture lors du premier débouchage du récipient0 On connais déjà des bouchons de ce type, mais dans ce cas la capsule est en t81e déformable à froid, en particulier en tale d'aluminium, et la bague de garantie est formée à froid à la molette. les bouchons en t6le présentent différents inconvénients aussi existe-t-il depuis quelque temps déjà un besoin urgent pour un bouchon similaire en matière plastique. Jusqu'à présent, il n'a pas été possible de fabriquer en grande série, à vitesse suffisante et sans défaut des bouchons en matière plastique du type précitée les matières thermoplastiques pouvant & re utilisées à cet effet ne se laissent pas déformer à froid et il faut donc chauffer suffisamment la bague de garantie d'une ébauche de bouchon avant de pouvoir obtenir son sertissage à la molette. les contraintes qui apparaissent au cours de ce processus, lorsque le matériau se trouve être à l'état thermoplastique, et qui provoquent généralement une déformation importante de la bague de garantie ne pouvaient jusqu'à présent titre contrtlées. On a maintenant trouvé une solution particulièrement simple à ce problème en utilisant une ébauche de capuchon ou de bouchon ayant une forme bien particulière. le procédé de fabrication sui vant l'invention est caractérisé par l'utilisation d'une ébauche de bouchon en matière thermoplastique, en particulier une matière synthétique, dont la bague de garantie comporte entre la ligne de rupture voire l'emplacement prévu pour la rupture et la zone marginale, une partie annulaire de section plus épaisse, la déformation de la zone marginale à épaisseur plus faible de cette bague de garantie, pour l'appliquer contre le col du récipient, s'effec- tuant en faisant appel à la chaleur et à la pressions et l'apport de chaleur étant interrompu avant le ramollissement de la partie à épaisseur accrue. On a constaté que la division de la bague de garantie en deux zones annulaires dont l'une à faible et l'autre à forte épaisseur - c'est-à-dire en prévoyant des masses bien distinctes pour chacune des deux zones - permet sans difficulté de déformer de façon thermoplastique la partie à faible épaisseur, tout en faisant en sorte que la partie à forte épaisseur demeure ferme et garde ainsi sa forme et sa stabilité.La répartition locale de l'apport de cha leur n'est pas critique, mais il va de soi qu'il est recommandé d'apporter à la zone de faible épaisseur une quantité de chaleur de la m8me valeur et si possible plus grande par unité de volume qu'à la zone à épaisseur plus forte0 Dans une variante préférée du procédé suivant l'invention, on procède de façon à contrôler eonstamment ltétat de ramollisse- ment thermoplastique de la zone annulaire à faible épaisseur de L. bague de garantie, pendant l'apport de chaleur, et on applique la pression de déformation dès que le degré de plasticité permettant une déformation est atteint en ayant soin de stopper l'apport de chaleur ou de le réduire suffisamment, au plus tard à cet instant, de façon que la température ne continue pas à monter dans la zone à déformer. Pour atteindre le résultat recherché, le plus simple est de soumettre la zone à déformer de la bague de garantie déjà avant son ramollissement - c'est-à-dire pendant la période où-l'on chauffe - à la pleine pression de déformation, de-façon que celle- ci puisse agir instantanément dès que la bague de garantie aura atteint le degré de plasticité nécessaire pour obtenir sans retard et d'une façon instantanée-la déformation désirée. Ta présente invention se rapporte également à un bouchon de garantie réalisé suivant le procédé de l'invention. Celui-cl eMs caractérisé essentiellement par le fait que le capuchon est réaliw sé en une matière thermoplastique et que la bague de garantie pré- sente une zone annulaire plus épaisse entre la ligne de rupture et la partie déformée de façon à stáppliquer derrière la dépouille du col du récipient. Liinvention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre et au dessin annexé sur lequel la fig. 1 est une coupa axiale d'une ébauche de bouchon suivant l'invention les fig. 2 à 4 sont des vues en coupe axiale et montrent les phases essentielles de la variante préférée du procédé de fabrication suivant l'invention ; la fig0 5 est une coupe axiale représsentant le bouchon de ga- rantie après sa mise en place sur un récipient approprié la fig. 6 représente le bouchon de garantie lors ou après un premier débouchage du récipient ;; les fig. 7 et 8 rèprésentent respectivement une vue agrandie en coupe axiale de la partie inférieure d'une ébauche de bouchon à visser, avant la déformation de la bague de garantie (fig. 7) et après sa déformation (fig. 8) ; la fig. 9 est une vue en coupe de l'ébauche en choisissant un plan de coupe perpendiculaire à l'axe du bouchon et contenant la ligne de rupture0 Chaqué bouchon se compose de deux parties essentielles, à savoir le capuchon proprement dit 3 et la bague de garantie 4 qui y est rattachée par l'intermédiaire de la ligne de rupture S. le col du récipient qui porte la référence 2, comporte un bourrelet 5 pour la fixation de la bague de garantie.La ligne de rupture S est formée, suivant le dessin, par une zone comportant des fentes et des pattes, ces dernières portant la référence 6o La bague de garantie 4 est subdivisée en une zone annulaire 4a à forte épaisseur, à laquelle fait suite une zone annulaire 4b d'épaisseur plus faible. la ligne de rupture S peut Qtre prévue sur l'ébauche, avant la fabrication du bouchon de garantie (fig. 1), ou bien elle peut être réalisée après la mise en place de l'ébauche sur le col du récipient0 Dans ce dernier cas, la ligne de rupture est de préfé- rence obtenue simultanément lors de la déformation à la molette de la bague de garantie en utilisant, par exemple, une molette de découpage à dents et scies (non représentée sur le dessin). La mise en place proprement dite du bouchon de garantie se fait suivant les fig. 2 à 4. les opérations exécutées sont les suivantes a) on visse sur le récipient 2 l'ébauche de bpuchon 1, du type à visser, en martière thermoplastique, qui est représentée sur la fig. 1, b) on sollicite par une molette 7 (fig. 2)-la zone 4b à faible épaisseur de la bague de garantie 4, la pression d'application de la molette étant réglée de manière qu'elle soit suffisante pour provoquer la déformation de la zone 4b de la bague de garantie après son ramollissement c) on fait tourner autour de l'axe central du récipient, voire du capuchon, le récipient 2 et l'ébauche de bouchon 1 et/ou l'axe de rotation de la molette 7 d) en utilisant au moins une buse 8, on souffle de l'air chaud sur la zone 4b de la bague de garantie, jusqu'à ce que cette zone ait atteint le degré de ramollissement désiré (fig. 3), puis la molette 7 déforme la zone 4h)de la bague de garantie pour l'ap- pliquer derrière le bourrelet 5 prévu sur le col du récipient (fig. 4);; e) après le durcissement de la zone 4 b de e la bague de garan- tie, on retire la molette 7 et on arrête la rotation. I1 est bien str possible d'intervertir l'ordre chronologique des opérations b et c. Tout le cycle des opérations décrites cidessus peut être entièrement automatisé afln d'obtenir des cadences très élevées, le bouchage d'an récipient durant de 1 à 2 se condes. Les diverses opérations du processus de bouchage se recouvrent partiellement. La fig0 5 représente encore une fois le récipient ou du moins sa partie supérieure sur laquelle est fixé le bouchon de garantie. Lorsque le récipient est débouché pour la première fois, le capuchon 3 à visser, qui forme le bouchon proprement dit, est séparé de la bague de garantie 4 par un arrachement le long de la ligne de rupture S ; la bague de garantie 4 reste prisonnière sur le col du récipient. Cet état de chose est représenté sur la fig. 6. Comme il a déjà été dit, le fait de subdiviser la bague de garantie du bouchon en deux zones distinctes constitue une caractéristique essentielle du procédé. La représentation détaillée à plus grande échelle (fig. 7) montre de nouveau une partie du col 2 du récipient et de l'ébauche du capuchon. La zone 4a de la bague de garantie 4 présente sur la figure une épaisseur de paroi double (2x) de celle de la zone 4b (épaisseur de paroi = x). Dans la pratique, le rapport des épaisseurs de parois varie entre environ 1,2 : 1 et 3 : 1. La fig. 8 représente également une vue partielle agrandie du bouchon de garantie, mais cette fois-ci la bague de garantie ou plutôt la zone marginale 4b a été sertie sur le bourrelet 5 du récipient par déformation à la molette. La ligne de rupture S est formée normalement par une zone à fentes et à pattes. Suivant un mode de réalisation préféré, au moins l'une des pattes 6 présente une résistance mécanique moindre. Il s'est révélé que cela permettrait d'obtenir, d'une part, une bonne liaison entre la bague de garantie et le capuchon proprement dit et, d'autre part, une réduction notable de la force nécessaire à arracher la bague de garantie lors du premier débouchage du récipient. Sur la fig0 9, la patte 6' est plus faible et offre moins de résistance que les pattes 6. La largeur b des pattes 6 ou 6' n'est qu'une fraction de l'épaisseur de paroi du capuchon, les pattes étant disposées en retrait par rapport à la surface extérieure du capuchon formant le bouchon proprement dit. Les avantages de la zone 4a à épaisseur renforcée de la bague de garantie sur ébauche de bouchon ont déjà été décrits. Une fois le bouchon de garantie mis en place, on obtient, grâce à ltépais- seur accrue de la paroi, une meilleure rigidité et, de ce fait, une meilleure fixation de la bague de garantie sur le col du récipient. Pour fabriquer le capuchon ou encore l'ébauche de bouchon, oi eut utiliser la plupart des matières plastiques telles que le polystyrol, le polypropylène, le polyéthylène ou encore le matériau connu sous la marque commerciale de "Lupolyen 5011 K". La plupart de ces matières plastiques gardent leur forme jusqu'à une température d'environ 80 - 900C. Sa température de l'air chaud sortant de la ou des buses 8 stélève de préférence à environ 200 - 2500cl Les buses sont approchées aussi près que possible de la zone à ramollir, de façon que la température du jet d'air chaud ne diminue que très peu. Comme la température de l'air chaud dépasse de loin la température de ramollissement, ce dernier se produit d'un seul coups Comme il est prévu suivant l'invention que la pression de déformation suit pratiquement sans retard le ramollissement et que l'alimentation en chaleur ou en air chaud est coupée ou réduite de façon suffisante au plus tard lorsque le ramollissement commence, l'opération de sertis sage par déformation de la bague de garantie est terminée avant que la matière plastique ne puisse se désagréger. Dans une variante préférée du procédé de l'inventionS la durée pendant laquelle s'effectue le chauffage est déterminée de fa çon que le chauffage soit coupé ou du moins réduit suffisamment juste avant le début du ramollissement, de façon que la température n'augmente plus dans la zone à deformer. Un tel reglage-peut Qtre obtenu sans difficulté, à plus forte raison lorsqu'il s'agit d'une fabrication en série, étant donné que le temps nécessaire pour obtenir le ramollissement ne présente qu'une faible dispersion dans chaque série. L'arrivée et la coupure ou encore la réduction de l'air chaud se font de préférence en approchant ou en éloignant les buses d'air chaud de la zone à ramollir. En prévoyant des cames de commande appropriées, on peut obtenir une courbe de température optimale dans 7e temps.Pour obtenir de nouveau le durcissement de la zone ramollie, il suffit de couper l'arrivée d'air chaud ou d en n minuer le débit ; i1-se peut également que l'eff et réfrigérant pro- duit par les molettes soit suffisant pour obtenir un dureissemenGv I1 est également possible d'utiliser les molettes elles-mmes pour obtenir la température de ramollissement, par exemple en augmentant la vitesse de roulement et de glissement jusqu a ce que La chaleur dégagée par le frottement soit suffisante pour provoquer le ramollissement.La vitesse de rotation du capuchon (ébauche de bouchon) ou celle des axes des molettes, voire la vitesse relative; doit entre accrue pour atteindre environ 5.000 à 9.000 tours par minute. Les ébauches de bouchon représentées sur les figo 1, 2, 3 et 6 du dessin annexé, comportent toutes un filetage intérieur (bouchon à visser). Il va de soi qu'on peut également utiliser des ébauches lisses ne comportant pas de filetage. Ces dernières peuvent être utilisées conjointement avec un autre moyen d'obturation, par exemple un bouchon ou un capuchon ordinaire, pour obtenir un bouchon de garantie, la bague de garantie de ébauche venant se loger derrière la dépaille du récipient. Les ébauches de bouchon lisses peuvent également être déformées en une seule opération avec sertissage de la bague de garantie sur le filetage des récipients, pour pouvoir les dévisser comme des bouchons à visser ordinaires une fois la bague de garantie arrachée. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé de fabrication pour un bouchon de garantie comportant un capuchon muni d'une bague de garantie arrachable le long d'une ligne périphérique de rupture, qui est déformée pour s'appli- quer derrière la dépouille du col du récipient et arrachée lors du premier débouchage le long d'une ligne de rupture, procédé caractérisé par le fait qu'on utilise une ébauche de bouchon (fig. 1) en matière thermoplastique dont la bague de garantie présente, entre la ligne de rupture et la zone marginale, une zone annulaire à paroi renforcée, la déformation de la zone marginale à paroi plus faible, pour l'appliquer contre le col du récipient s'effectuant avec apport de chaleur et de pression de façon telle que l'apport de chaleur cesse avant que le ramollissement de la partie à faible paroi de la bague de garantie ne soit terminé. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait quson utilise une ébauche de bouchon dont les deux zones, qui ont des épaisseurs de parois différentes, sont rattachées par un épaulement. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le rapport entre les épaisseurs de parois des deux zones de la bague de garantie varie entre 1 : 1,2 et 1 : 3 et égale de préférence environ 1 : 2. 4.- Procédé suivant l'une des revendications antérieures, caractérisé par le fait qu'on capte constamment, pendant l'apport de chaleur, le degré de ramollissement thermoplastique de la zone moins épaisse de la bague de garantie, qu'on applique la pression de déformation dès que le ramollissement est suffisant, et que, au plus tard à ce moment, on coupe l'apport de chaleur ou on le réduit de manière suffisamment forte pour que la température n'aug- mente plus dans la zone à déformer. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on choisit la pression de palpage du capteur de ramollissement égale à la pression de déformation et qu'on utilise directement la pression de palpage pour produire la déformation recherchée. 6.- Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'on engendre la pression de palpage et de déformation par des molettes qui tournent. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on choisit la pression d'application et la vitesse de roulement des molettes de façon que la chaleur libérée par le frotte ment des molettes suffit pour obtenir le ramollissement désiré. 8.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'on provoque le ramollissement au moyen de jets d'air chaud. 9.- Procédé suivant l'une des revendications antérieures, caractérisé par le fait que la température de l'air chaud est égale à 1,3 - 3,5 fois la température de ramollissement. 10.- Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que la température de l'air chaud est environ égale à 2,2 3,1 fois la température de ramollissement. 11.- Procédé suivant l'une des revendications antérieures, ca ractérisé par le fait qu'on réalise au cours d'une seule opération la déformation de la bague de garantie et la formation d'ouvertures le long de la ligne de rupture en utilisant une molette de découpage avec dents et scies. 12.- Bouchon de garantie fabriqué en appliquant une ou plusieurs des revendications précitées, caractérisé par le fait que le capuchon est en matière thermoplastique et que la bague de garantie comporte, entre la ligne de rupture et le zone marginale déformée pour le sertissage derrière la dépouille que présente le col du récipient, une zone annulaire à paroi plus épaisse. 13.- Bouchon de garantie suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que le rapport des épaisseurs des parois entre la zone marginale déformée et la zone renforcée de la bague de garantie varie entre 1 : 1, 2 et 1 : 3, en étant égal de préférence à 1 : 2, et que les deux zones sont séparées de préférence par un épaulement. 140- Bouchon de garantie suivant la revendication 12 ou 13, caractérisé par le fait que la ligne de rupture est formée par des pattes séparées par des fentes, l'une au moins de ces pattes présentant une section plus faible que les autres.