Brevet FR2346685A1 — publié le 19771028

L'invention se rapporte à un ensemble d'obturation pour fioles de niveaux à bulle en particulier pour fioles usinées dans la masse et fioles ainsi confectionnées. Les niveaux de ce genre comportent une ou plusieurs fioles intégrées dans le corps même du niveau destinées par mise en place d'une bulle entre deux repères, d'apprécier l'horizontalité, la verticalité ou le taux d'une pente. Tout l'intérêt de tels niveaux réside bien entendu dans leur fiole, et c'est elle qui conditionne entièrement leur durée de vie et en assure la qualité. Le corps de la fiole est évidé dans le cas des fioles usinées dans la masse pour former une cavité remplie d'un liquide de faible densité, par exemple un dérivé pétrolier réduisant considérablement la tendance à former de petites bulles secondaires indésirables. La principale qualité d'une fiole moulée ou usinée dans la masse bien avant sa précision, consiste en son étanchéité dans le temps quelque soit la sévérité de ses conditions d'em- ploi. Pour la confection de ces fioles, on adopte généralement du verre acrylique (polymetacrylate de méthyle). Actuellement, deux techniques différentes sont employées. La première consiste à mouler la matière, de préférence par injection en réalisant simultanément le corps et sa cavité intérieure, la seconde à découper le corps parallélépipédique dans une plaque et à former la cavité par usinage d'un alésage. La première technique, c est-a-dire l'injection, nécessite l'emploi d'une matière de densité plus faible qui, l'expérience le prouve, ne résiste pas aux fortes contraintes thermiques et supporte mal le vieillissement. De plus la précision ainsi obtenue laisse à désirer. Par contre, la fabrication par usinage permet l'emploi d'une matière dense qui ne présente pas les inconvénients précités. Les fioles ainsi réalisées restent précises dans le temps et resistent mieux aux contraintes thermiques. Après mise en place des repères et injection du liquide, on obture la fiole à l'aide d'un bouchon assurant ainsi une étanchéité constante pendant une durée fonction de la technique employée et des conditions d'emploi. Pour ce faire, plusieurs procédées et techniques sont utilisés actuellement. Selon une première technique, on obture la fiole par collage d'une pastille en tronc de cône. On utilise une pièce tronconique intermédiaire percée en son centre qui permet d'évacuer l'air comprimé et sert de logement au bouchon proprement dit. On enfonce la pastille formant bouchon et l'on procède au collage en remplissant la cavité d'une couche de colle. Ce procédé n'est pas sans présenter un certain nombre d'inconvénients - interventions multiples lors du montage - temps de préparation et de prise de la colle - conditions de travail : travaux minutieux, ambiance de vapeurs chimiques. Une autre technique consiste à souder le bouchon par ultra-sons en ayant soin de confectionner celui-ci dans une matière plus tendre que le corps de la fiole afin d'éviter le phénomène connu sous le nom de "creasing", (il-s'agit de tensions dans la matière synthétique même dues à des causes multiples). Ce phénomène apparait surtout dans les matières à forte densité permettant la fabrication de fioles de qualité. Ces tensions non-visibles à l'oeil nu, peuvent provoquer au bout d'un certain temps, une dislocation de la matière au niveau de l'assemblage, compromettant ainsi la bonne étanchéité attendue. L'emploi d'une matière peu dense apporte une solution partielle en atténuant légèrement ce phénomène de creasing. Ces matières présentent les inconvénients inhérents à leur propre organisation moléculaire interne. En effet, les molécules des matières dites plastiques tendent à reprendre leur orientation primitive et les fioles ainsi confectionnées, changent légèrement de forme lors d'une exposition prolongée à des températures de l'ordre de 700 C et plus. L'invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients par l'utilisation d'une matière dense travaillée par usinage. A cet effet, l'invention concerne une fiole pour niveaux à bulle permettant d'apprécier l'horizontalité, la verticalité ou le tax d'une pente par mise en place de la bulle entre deux repères, caractérisée en ce qu'elle se trouve taillée par usinage dans la masse d'une patière plastique, du genre verre acrylique, par exemple un polymétacrylate et en ce que le bouchon d'obturaticn possède une forme technique particulière, l'etanchelce étant assurée par un joint torique placé dans un évidement annulaire et pris entre le corps du bouchon et la paroi de la cavité remplie de liquide, le joint torique étant prévu, tout comme son logement, soit sur le corps du bouchon, soit dans le corps même de la fiole au niveau du passage de sortie de la cavité remplie de liquide. L'ensemble d'obturation selon l'invention présente de nombreux avantages. Tout d'abord, l'utilisation d'une matière dense, travail lée par usinage permet une grande précision dans les volumes et les dimensions et assure une bonne tenue de cette précision dans le temps, quelque soient les conditions d'utilisation. L'ensemble des opérations d'assemblage peut alors être réalisé de façon entièrement automatique par une seule machine. Ceci procure un gain important aussi bien en main-d'oeuvre qu'en temps de fabrication. On diminue le nombre de fioles défectueuses à la fabrication ceci permet des contrôles de qualité moins rigoureux. On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique et bouchon cylindrique, - la figure 2 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique et bouchon à capsule de faible longueur, la figure 3 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique, et bouchon à capsule de plus grande longueur, - la figure 4 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique se montant sur le bouchon de la figure 2, - la figure 5 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique, se montant sur le bouchon de la figure 3, - la figure 6 est une vue en éclaté en coupe de l'ensemble d'obturation à joint torique se montant sur le bouchon de la figure 1. Dans un panneau de polymétacrylate de méthyle, on découpe des barres longitudinales que l'on sectionne à longueur désirée, correspondant à la longueur finale du corps de la fiole. Les tronçons parallélépipédiques ainsi obtenus constitueront après usinage précis les corps des fioles de niveau. Bien entendu, l'obturation qui sera décrite ci-dessous s'applique également à des corps de fiole 1, de forme quelconque parallélépipédique et autre, en particulier à des corps de forme cylindrique de faible hauteur, utilisés sur le même corps de niveau pour la mesure de la verticalité. On réalise par usinage, l'alésage formant la cavité intérieure 2 renfermant le liquide, le conduit de remplissage 3, éventuellement le siège 4 de la partie supérieure du bouchon ainsi que les rainures telles que 5, destinées à porter les circlips formant repères. On injecte le liquide du genre solvant organique, ou tout autre liquide possédant une faible tendance au fractionnement des bulles. L'obturation et l'étanchéité de la fiole se réalisent par intermédiaire d'un bouchon 6 de forme générale cylindrique, assurant le maintien d'un joint d'étanchéité 7, du genre joint annulaire,de préférence torique confectionné habituellement en caoutchouc synthétique résistant aux huiles minérales et organiques. Bien entendu, plusieurs formes techniques de réalisation de ces moyens d'obturation éxistent et elles sont représentées dans les différentes figures et ceci aussi bien en ce qui concerne la position du joint torique, sa forme, son logement, que la forme technique propre du bouchon et celle de l'extrémité du corps de la fiole. Nous en décrirons ci-dessous quelques variantes, bien entendu leur nombre n'est nullement limitatif. Dans une première forme d'éxécution (figure 1), le corps de la fiole 1 possède au niveau de l'extrémité de sa cavité, une rainure annulaire 8, de section appropriée par exemple semicirculaire, destinée au logement du joint torique, joint réalisé de préférence en caoutchouc synthétique de dimensions telles qu'il déborde très légèrement de son logement de façon à réaliser les un contact étroit avec parois du conduit de sortie et de remplissage 3. Le bouchon d'obturation est confectionné de préférence en même matière que celle du corps de la fiole et possède une forme technique propre, par exemple celle d'une pastille cylindrique 9, de diamètre légèrement supérieur à celui du conduit et se trouve enfoncée à force dans celui-ci, jusqu' lopaulement 10 servant de butée. L'air occlus dans la cavité 2 se comprime et forme une bulle qui vient se placer exactement entre les deux traits de repère lorsque le corps du niveau est bien horizontal et après le règlage de référence. L'étanchéité est assurée par le contact étroit existant entre le bouchon et le joint torique et les parois du conduit. Le bouchon d'obturation se trouve immobilisé de façon satisfaisante par le seul effet du serrage provoque par l'enfoncement à force. On peut aussi parfaire son immobilisation par un soudage aux ultra-sons mais cette solidarisation mécanique ne s 'avère pas indispensable. Une autre forme technique du bouchon consiste en un corps composite 11, formé d'une partie cylindrique 12, plus ou moins longue (fig. 2,3,4 et 5), et d'une embase cylindrique de faible épaisseur 13, de plus grand diamètre débordant sur toute la péri phérie venant appuyer sur un épaulement circulaire de passage 14 prévu au niveau ou le conduit de remplissage débouche. La profondeur de l'évidement prévu pour le passage du bouchon peut varier suivant le type de fioles et le type de bouchon, comme on peut le constater à l'observation des figures 2 et 3. En effet, le corps cylindrique du bouchon prévu pour l'évi- dement de passage 14 de plus grande profondeur possede une longueur réduite et à l'inverse, les bouchons prévus pour des évidements 14 de plus faible profondeur, possèdent un corps de longueur plus importante. Ces deux catégories de bouchon diffèrent au niveau de leur partie supérieure. En effet, le bouchon de plus grande longueur possède une embase circulaire dont le débord présente un profil général triangulaire à pointe dirigée vers le bas ménageant une zone périphéri que circulaire de contact 15 de faible largeur tel que représenté en figures 3 et 5. Le bouchon de plus faible longueur (Fig. 2 et 4), comporte une embase à débord, sous la forme d'un chant conique convergeant vers le bas et un évidement cylindrique central 16 de faible profondeur dans sa partie supérieure. Ces différentes conformations ont pour but de procurer au niveau de la tête de ces bouchons, une élasticité périphérique permettant une immobilisation par pression. De plus, la forme technique particulière du bouchon de plus grande longueur, avec sa zone périphérique circulaire étroite 15, offre la possibilité d'une immobilisation par soudage. Malgré la différence de longueur de ces bouchons, la position du joint torique reste la même. Une autre forme de réalisation consiste à conformer les différents types de bouchon de façon à monter le joint torique sur la partie latérale de leur corps (Fig. 4,5 et 6). Ces bouchons possèdent une forme générale technique identique à celle des trois variantes décrites précédemment et le conduit de passage présente un volume à deux épaulements destiné à leur logement. Ils possèdent en plus, un évidement annulaire 17,de profil par exemple semi-circulaire, destiné à porter le joint torique d'étanchéité et situé environ à mi-longueur de leur partie cylindrique. On réalise ainsi par la mise en place d'une seule pièce, l'étanchéité et le maintien mécanique de l'obturation avec le minimum de manipulation et un joint torique déjà en place sur le bouchon. Les pièces homologues portent les mêmes références et la conformation du passage à obturer reste identique à l'absence de la rainure correspondant au logement du joint annulaire pries. Des essais d'étanchéité dans des conditions de température et de chocs mécaniques particulièrement sévères ont montré que les fioles obturées avec les ensembles selon l'invention donnent d'excellents résultats d'étanchéité par des conditions très sévères d'utilisation. I1 s'agit en particulier, de cycles thermiques froid-chaud et de mises sous-vide poussé. En essai comparatif, on a remarqué que la réalisation de la figure 1, donne les meilleurs résultats. La fixation de la fiole sur le corps du niveau s'effectue au moyen de deux vis traversant le corps de la fiole par des perçages tels que 18, au niveau de chacune des extrémités pré- sentant à leur partie supérieure une cuvette 19, servant de siège à la tête de la vis. Dans le cas de bouchons longs, ce perçage traverse entièrement le corps du bouchon, alors que pour les bouchons courts, la vis de fixation cote- orifice de remplissage, traverse le corps de la fiole au-delà de l'extrémité du bouchon. I1 est bien entendu, que l'invention telle que décrite ne se limite pas aux seuls modes d'éxécutionindiqués et que des substitutions simples, dans la limite des équivalents rentrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Fiole pour niveaux à bulles permettant d'apprécier l'horizontalité, la verticalité ou le taux d'une pente par mise en place de la bulle entre deux repères réalisée en matière plastique dense, du genre verre acrylique taillée par usinage dans la masse caractérisée en ce que son bouchon d'obturation possède une forme technique propre, réalisée par exemple par usinage, solidarisé du corps de la fiole par pression ou soudage, l'étanchéité étant assurée par un joint torique, placé dans une rainure annulaire soit, sur le corps du bouchon, soit dans le conduit de passage de la cavité constituant ainsi par deux moyens distincts l'étanchéité de la fiole. 2 - Fiole selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cavité débouche sur un conduit 4 de remplissage possédant une rainure annulaire 8 destiné au logement d'un joint d'étanchéité par exemple torique et en ce que le bouchon comporte un corps de forme générale cylindrique de diamètre légèrement supérieur à celui du conduit enfoncé à force jusqu'à un épaulement situé en-deçàdu joint d'étanchéité de façon que le corps du bouchon soit en contact étroit avec ledit joint. 3 - Fiole selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le bouchon possède la forme d'une pastille cylindrique. 4 - Fiole selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le bouchon comporte un corps cylindrique 12 surmonté d'une embase circulaire de plus grand diamètre, dont le débord présente un profil général triangulaire à pointe dirigée vers le bas ménageant une zone étroite de contact 15 périphérique et circulaire procurant à cette partie une élasticité propre pour son immobilisation par pression et offrant par l'intermédiaire de sa zone de contact une possibilité supplémentaire d'immobilisation par sondage en dirigeant et en concentrant l'énergie de sondage vers sa zone de contact. 5 - Fiole selon les revendications 1, 2 et 4 caractérisée en ce que le bouchon possède un corps cylindrique de plus faible lcn- gueur et une embase à débord à chant conique convergeant vers le bas ainsi qu'un évidement cylindrique central 16 de faible profondeur dans sa partie supérieure procurant une elasticité globale plus importante en vue de son immobilisation par pression. 6 - Fiole selon revendication ï caractérisée en ce que la cavité débouche sur un conduit de remplissage présentant un évidement à deux épaulements destiné à servir de logement au bouchon. 7 - Fiole selon les revendications 1, 4, et 5 caractérisée en ce que le bouchon possède sur sa partie cylindrique une rainure annulaire prévue pour servir de logement à un joint annulaire, de préférence torique.