Brevet FR2196466A1 — publié le 19740315

L'invention se rapporte aux thermomètres, et notamment, à la fabrication de thermomètres moulés et d'un faible prix. Les thermomètres classiques en verre présentent un certain nom@re d'inconvénients. Ils sont relativement chers et nécessitent une stérilisation coûteuse et longue pour être réutilisés. L'utilité d'un thermometre bon marché et non récupérable, permettant d'éviter la stérilisation, est donc évidente. Un tel thermomètre est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 350 490. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un thermomètre moulé en matière plastique, de faible prix,et présentant un certain nombre d'améliorations par rapport aux thermomètres classiques. Le procédé de l'invention comprend la réalisation d'un récipient comportant un élément capillaire percé d'un tube capillaire d'un diamètre constant. Une ampoule, fixée sur une extrémité ae cet élément capillaire, comprend un réservoir qui communique avec le tue capillaire par une extrémité de ce dernier et qui est rempli d'un liquide indicateur.L'autre extrémité du tube capillaire est ensuite serrée hermétiquement pendant que la température du liquide est maintenue à une valeur élevée choisie. Ce liquide est ensuite refroidi et ramené à une température basse choisie de manière à localiser le niveau de la colonne liquide correspondant à cette température dans le tube capillaire et à placer, sur 1' élément capillaire, une échelle graduée dont une graduation est alignée précisément avec le sommet de la colonne liquide et correspond à la température basse. L'invention se rapporte également a un procédé de fabrication d'un élément capillaire mis en oeuvre dans un thermomètre. Une extrémité de l'élément capillaire réalisé suivant le procédé de l'invention,présente un orifice d'un tube capillaire et un ergot conique, orienté vers l'extérieur, dans lequel ce tube débouche Cet ergot est ensuite ramolli par chauffage et déformé de manière à se déposer partiellement sur l'extrémité du tube capillaire et à la boucher hermétiquement. Le procédé do fabrication du thermomètre selon l'invention comprend également le moulage d'un élément capillaire en matière thermoplastique autour d'un fil tendu, le démoulage de l'élément moulé et du fil et le maintien d' n n e force de traction sur cet élément et sur ce fil de manière que ce dernier reste tendu au cours d'un moulage consécutif d'un élément capillaire sur ce mEme fil et dans le même moule. Le procédé de l'invention est également destiné à la fabrication de plusieurs corps moulés en matière plastique sur un fil et et en oeuvre plusieurs éléments sêparésuels de moulage élimitant, dans une position de fermeture, un moule. Un fil tendu traverse ce moule et un corps en matière plastique est moulé autour de ce fil. Les éléments de moulage sont ensuite séparés de manière à libérer le corps moulé qui est enlevé hors du moule conjointernent avec le fil. Ce corps est ensuite retenu: pendant que le fil est tiré et tendu en position de moulage. Les éléments de moulage sont ensuite ramenés en position de fermeture et le cycle est répété. L'invention se rapporte également à un procédé d'étalonnage économique et précis du thermomètre par la mise en place d'une échelle graduée par rapport au liquide indicateur. L'ergot situé à l'extrémité de l'élément capillaire permet de fermer ce dernier hermétiquement et économiquement et de le protéger contre l'apparition de pression interne. Le maintien des éléments de moulage dans une disposition choisie au cours du moulage facilite la manipulation des éléments capillaires moulés et leur utilisation et entraîne une réduc- tion au prix du thermomètre. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un moule destiné la fabrication, suivant le procédé de l'invention, de cor:) en matière plastique tel ql::e l'élément capillaire du thermomètre; la figure 2 est une coupe verticale du dispositif e moulage en position de travail et comportant un élément capillaire réalisé précédemment et dispose hors du moule; la figure 3 est une coupe, semblable à celle de la figuse 2, r@présentant une phase coneécutive de fabrication dans laquelle les éléments de moulage sont espacés et le méca nisme de butée de l'élément capillairc réalisé précédemment est en position de retrait;; la figure 4 est une coupe, semblable à celle de la figure 7), représentant une phase consécutive de fabrication dans aquelle le nouvel élément capillaire est entraîné, avec le fil, hors des éléments de moulage et l'élément capillaire précédent est avancé sur le support; la figure 5 est une coupe, semblable à celle de la figure 4, représentant une phase consécutive de fabrication dans laquelle le mécanisme de butée des éléments capillaire retient une première fois l'élément capillaire pendant qu'une traction est exercer sur le fil qui le traverse;; la figure 6 est une coupe, semblable à celle de la figure 5, représentant une autre phase de fabrication dans laquelle le fil est comPlètement retiré du premier élément capillaire qui peut alors tomber et être utilisé et se retire partiellement de l'élément capillaire suivant au cours de son retour vers sa position initiale de moulage; la figure 7 et une coupe verticale d'un organe du récanisme de butée; la figure 8 est une vue en perspective d'un élément capillaire réalisé suivant le procédé de l'invention; la figure 9 est une coupe axiale partielle représen tant la première phase de l'obturation de l'extrémité d'un élément capillaire; ; la figure 10 est une coupe, semblable à celle de la figure 9, représentant l'extrémité obturée de l'élément capil laire; la figure 11 est une coupe axiale d'un thermomètre réalisé suivant l'invention; la figure 12 est une élévation d'une partie de l'élé @ent capillaire dont l'e@tnémité est obturée; la figure 13 est une élévation, semblable à celle le la figure 12, représentant une étape de repérage de la du sommet de la colonne du liquide indicateur pour une température choisie et une matrice d'estampage destinée à la réalisation d'une échelle graduée sur l'élément capillaire correspondant précisément au niveau déterminé; et la figure 14 est une élévation de l'élément capillaire gradue. Un thermometre 10, réalisé selonl'invention, comporte un élément capillaire ll dont une extrémité est reliée, de manière étanche, à une ampoule 12. Cet élément comporte un tube axial 13 comprenant une extrémité élargie et étagée 14 débouchant sur un réservoir 15 de l'ampoule. Cette dernière comprend une douille intérieure 16 disposée à la périphérie du réservoir. L'élément 11 et l'ampoule 12 sont moulés en matière plastique convenable, par exemple en polystyrène ou en polypropylène. L'élément 11 peut autre formé par injection dans un moule 17 (figure 2) comportant deux matrices 18 et 19 qui délimitent une cavité 20 de moulage. Un trou 21 de coulée est destiné à l'injection de matière plastique fondue dans la cavité 20. Un fil 22 traverse coaxialement cette cavité (figure 2) de manière à délimiter un tube 16 dans l'élément capillaire préformé lla. L'extrémité 23 de ce fil est fixée à un support 24 qui comprend un cadre 25 constitué de deux coulisseaux 26 montés dans deux glissières 27. Un élément mobile 28 de retenue, monté sur le cadre,comporte une première butée 29 espacée des éléments de moulage- 18 et 19 et une deuxième butée mobile 30 voisine d'une extrémité 45 de ltélément 19 de moulage. La position verticale de l'élément 28 est réglable au moyen d'un piston convenable 46 de manière à amener les butées 29 et 30 sur la trajectoire empruntée par les éléments capillaires préformés- lla- et à les-en éloigner. Lorsque le moulage de ltélément lla est terminé (figure 3), ltélément 28 de retenue est donc élevé et les éléments 18 et 19 de moulage sont séparés de manière que l'élément lla puisse autre retiré de la cavité de moulage. Le support 24 est avancé et entrasse l'élément lla et le fil 22 sur lequel il est fixé au delà de l'extrémité 45 de l'élément 19 de moulage. L'élément lla',réalisé précédemment, est poussé simultanément vers la droite par le fil 22 et glisse sur un plateau 47 de guidage. La longueur du fil 22 peut autre telle qu'il ne soit enfoncé que partiellement dans l'élément lla' (figure 3) à ce moment. Lorsque le support 24 est dans sa position la plus en avant (figure 4), l'élément lla préformé est disposé à ltextérieur du moule 17. Cet élément comporte une sortie cylindrique 48 qui présente une face annulaire 49 destinée à porter contre les butées 30 lorsque le piston 46 abaisse l'élément 28 de retenue (figure 5). Le support 24 est ensuite ramené en arrière (vers la gauche) sur les figures 5 et 6) de manière à tirer le fil 22 e l'élément lia et à amener la partie cylindrique 48' de l'élément lla' précédent contre la butée avant 29. L'extrémié avant 50 du fil 22 est donc complètement retirée de lE élément lla' et permet à ce dernier de tomber de la partie avant du plateau 47 (figure 6) et de pouvoir autre utilisé pour l'assemblage du thermomètre.Le support 24 est ensuite ramené vers la gauche, à l'extrémité des éléments 18 et 19, et tend le fil 22 dans l'espace compris entre ces deux éléments de manière à le disposer axialement dans la cavité 20 de moulage réalisée lorsque les éléments 18 et 19 sont ramenés l'un vers l'autre (figure 2). Le bord avant 45 de l'élément 19 de moulage comprend une came 51 qui porte contre la butée 30 et repousse l'élément lla légèrement vers la droite lorsque cet élément 19 remonte en position de fermeture(figures 6 et 2). Ce mouvement entrasse l'application d'une certaine traction sur le fil 22 de manière que ce dernier soit centré précisément et tendu dans la cavité 20 et qu'il réalise un tube 13 centré avec précision dans l'élément préformé suivant.Les éléments 18 et 19 de moulage comportent une partie arrière 52 destinée à former la partie cylindrique 48 et une partie avant 53 destinée à former ergot tronconique 31 placé à ltextrémité avant de l'élément préforme. Le fil 22 présente une grande résistance à la traction et peut être, par exemple, un fil à armature de carbone recouvert d'une matière cuprifère convenable telle que le laiton de manière à interdire la corrosion lors du moulage. Ce fil doit présenter un diamètre convenable, par exemple de 0,23, de 2,28mm, etc., de manière que le tube capillaire de l'élément ll soit aux dimensions souhaitées. Un organe 32 applique latéralement une pression sur l'ergot 31 de manière à achever l'élément capillaire llb réalisé à partir de l'élément lla (figures 9 et 10).. L'organe 32 est chauffé de manière à déformer et à faire fondre la matière plastique de l'ergot 31 et à réaliser un opercule 33 obturant l'extrémité du tube capillaire 13 (figure 10). La surface 32a de l'organe 32 peut autre incurvée (figures 9 et 10) de manière à exercer un glissement sur l'ergot 31 et à obturer en douceur l'extrémité du tube capillaire.Au cours de cette opération, ce tube est rempli d'un liquide indicateur 34 maintenu à une température élevée choisie, par exemple de44 C lorsque le thermomètre est destiné à dtre mis en oeuvre pour les températures comprises entre 34 et 430G environ. Une matrice 36 d'estampage est appliquée fortement sur une surface plane 37 de l'élément capillaire de manière à y inscrire une échelle graduée convenable 35 (figures 12 à 14). Le procédé simple de positionnement de cetee échelle 35 ventre dans le cadre de l'invention. La matrice 36 comporte plusieurs graduations dont une graduation 38 correspondant à 37 C. Cette température est choisie à titre d'exemple et toute autre valeur peut autre considérée dans le procédé de graduation du thermomètre. Un appareil convenable 40, comprenant une source lumineuse 41 et une cellule photoélectrique 42, est mis en oeuvre pour détermlnes la position du sommet 39 de la colonne de liquide 34 dans le tube capillaire 13. La cellule 42 peut Qte reliée par un dispositif 43 de commande, à un mécanisme 44 destiné à régler la position de la matrice 36 de manière que la graduation 38, correspondant à la température de référence de 370G, s'aligne avec le niveau supérieur 39 du liquide et que la gravure de l'échelle 35 sur la surface 37 de l'élément capillaire soit effectuée lorsque cet alignement précis est réalisé. Les autres graduations de l'échelle 35 correspondent avec précision à la position du sommet 39 de la colonne liquide indicateur pour les différentes valeurs de températures indiquées, car le diamètre du tube capillaire 13 est uniforme sur toute la longueur de ce dernier. La haute pré cision obtenue salon ce procédé simple et éconcmique permet au thermomètre réalisé suivant l'invention de satisfaire aux essais imposes au, thermomètres médicaux. T.e mécanisme 44 et le dispositif 43 de commende de la matrice peuvent être d'un type classique convenable. L'ampoule capillaire 12 présente la forme d'un tube moulé séparément én matière plastique convenable. Elle est fixée à l'extrémité de l'élément capillaire par fusion. Cette fusion peut être effectuée par ultra-sons au moyen d'un appareil convenable classique. L'élément 11 et l'ampoule 12 peuvent être en polystyrène, en polypropylène etc. La douille intérieure 16 est en matière rigide convenable, par exemple en métal, et dans 1 t exemple décrit, elle est en acier laminé à froid, préformé et noyé dans la matière plastique de l'ampoule au cours du moulage de cette dernière, de manière à lui être étroitement liée. La liaison de l'ampoule 12 à l'élément capillaire 11 peut être réalisée avant la fermeture de l'extrémité de ce dernier de manière que le thermomètre complet soit rempli de liquide indicateur avant l'obturation de cet élément capillaire. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REXENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un thermomètre, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'un élément capillaire comportant un trou capillaire d'un diamètre unciforme, le longeant de part en part et présentant une section de lecture dont une extrémité est élargie,cet élément étant relié et communiquant, par son extrémité élargie, avec une ampoule délimitant un réservoir rempli d'un liquide indicateur, ladite section de lecture et ledit élargissement comprenant chacun un trou capillaire dont le diamètre- est fonction de la tension superficielle du liquide qu'ils contiennent, afin que celui-ci forme aux extrémités du trou capillaire un ménisque qui le retient, quelle que soit la position du thermomètre, l'éléva- tion de la température du liquide indicateur que l'élément capillaire et l'ampoule contiennent à une valeur élevée choisie pour que ce liquide atteigne l'extrémité du tube située à l'opposé de l'ampoule, le refroidissement de ce liquide à une température basse choisie, le repérage de la position du sommet de la colonne de liquide dans la section de lecture du tube capillaire pour la température basse choisie et la mise en place d'une échelle graduée préformée sur la section de lecture de 1 t élément capillaire dé manière qu'une graduation correspondant à cette basse température soit alignée avec précision sur le sommet de la colonne de liquide et que l'ex- trémité inférieure de la graduation soit voisine de l'élargissement, mais encore sur la section de lecture. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide indicateur est injecté dans le tube capillaire et dans le réservoir par la deuxième extrémité de ce tube. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ampoule est réalisée séparément de J.'élément capillaire et en ce que ces deux éléments sont reliés hermétiquement, par exemple par fusion. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément capillaire et l'ampoule sont moulés en matière plastique.- 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'une douille métallique qui est ensuite noyée dans l'ampoule, cette dernière pouvant être moulée en matière plastique de manière à délimiter le réservoir. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réalisation de l'élément capillaire comprend la mise en place d'un fil-comportant une âme, par exemple à armature de carbone, qui présente une grande résistance à la traction et un revêtement métallique résistant à la corrosion et pouvant être en matière cuprifère, par exemple en laiton, la réalisation de cet élément capillaire comprenant également la coulée de matière plastique autour de ce fil maintenu tendu. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en place de l'échelle graduée de l'élément capillaire s'effectue par estampage. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la localisation du sommet de la colonne de liquide comprend le balayage du tube capillaire au moyen d'une cellule photo électri que qui délivre un signal correspondant au niveau du sommet de cette colonne et qui détermine la mise en place de l'échelle graduée sur l'élément capillaire. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'un ergot de forme conique, en matière thermoplastique et orienté vers 1' extérieur, sur la deuxième extrémité de ltélément capillaire et dans lequel debouche l'extrémité du tube capillaire, et en ce qu'il comprend également le passage d'un organe d'obturation suivant un mouvement transverbal par rapport à cet ergot de manière que ce dernier soit déformé par la chaleur,et qu'il ferme l'ouver ture 10.Procédé de réalisation d'un thermomètre, caracté- risé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser un élément capillaire de matière thermeplastique comportant un trou capillaire débouchant à l'une de ses extrémités sur laquelle est ensuite placé un prolongement évasé vers l'extérieur et sur lequel ledit trou débouche, à appliquer de l'énergie thermique à ce prolongement pour le plastifier et à le déformer de manié- re à en rabattre une partie pour obturer l'extrémité correspondante du trou capillaire. 11. Procédé de production d'un thermomètre, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser un élément capillaire de manière thermoplastique autour d'un fil tendu dans la cavité.d'un moule, à déplacer l'élément moulé sur le fil pour le faire sortir de cette cavité et à exercer une force sur l'élément moulé, placé sur le fil, afin de maintenir la traction sur ce dernier pour le moulage d'un autre élément capillaire sur ce fil, dans la dite cavité. 1?. Procédé de formage de plusieurs éléments de matière plastique sur un fil, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser plusieurs éléments séparables de moule délimitant une cavité lorsque celui-ci est fermé, à placer un fil en position de moulage de manière qu'il soit tendu dans cette cavité, à mouler une pièce de matière plastique autour du fil tendu dans la dite cavité, à séparer les éléments du moule de manière à découvrir la pièce moulée, à faire ressortir des éléments du moule le fil et la pièce moulée sur lui, à retenir la pièce moulée pendant le déplacement du fil dans cette dernière de manière à le replacer en position de moulage, à refermer les éléments du moule et à répéter le processus.