Brevet FR2442194A1 — publié le 19800620

La présente invention concerne en premier lieu un procédé pour assurer l'étanchéité d'une capsule métallique o d'obturation d'un orifice d'une enceinte. Plus particulièrement, l'invention est conçue pour répondre aux problèmes que pose l'obturation des orifices de récipients contenant un produit sous pression, tels, par exemple, que les bouteilles de gaz de pétrole liquéfié. On sait en effet qu'il est habituel de munir l'orifice de sortie des clapets, vannes ou robinets (filetés ou non) de telles bouteilles d'un capuchon ou d'un écrou de sécurité démontable et récupérable pour éviter, en cours de stockage ou de transport des bouteilles, les fuites de gaz en cas d'ouverture intempestive du clapet du robinet. Pour différentes raisons, et notamment des raisons économiques en ce qui concerne les fabricants et des raisons de sécurité et de moralité en ce qui concerne les consommateurs, on a déjà proposé de remplacer cet écrou ou capuchon de sécurité par une capsule d'étanchéité sertie sur l'orifice du robinet, cette capsule n'étant ni démontable, ni récupérable et devant être détruite pour la première utilisation de la bouteille, ce qui constitue ainsi une garantie d'inviola- bilité du produit. Divers types de telles capsules inviolables ont été réalisés et utilisés jusqu'a présent. Toutefois, dans le cas de capsules en matière plastique, leur prix unitaire est élevé pour les sociétés distributrices. Par ailleurs, l'utilisation de capsules d'étanchéité métalliques, généralement en aluminium et qui seraient moins onéreuses, présente, sous certaines conditions, l'inconvénient d'une étanchéité peu fiable, notamment lorsque l'on utilise des pressions de fluide élevées. La demanderesse s'est aperçue que la raison essentielle de ces inconvénients tenait à la forme donnée habituellement aux capsules et notamment au fond qui est plan. Comme dans la zone centrale de ces capsules des pressions élevées s'exercent, on peut assister a des déformations de la capsule qui engendrent des fuites, même dans le cas ou cette capsule présente normalement un joint d'étanchéité élastique. La présente invention concerne en premier lieu un procédé assurant, en tout état de cause, l'étanchéité d'une capsule métallique qui comporte au moins une première partie destinée à étre fixée sur la périphérie de l'orifice à obturer et au moins une deuxième partie destinée à recouvrir ledit orifice, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on rend ladite deuxième partie, au moins pour les gammes de pression régnant dans l'enceinte, pratiquement indéformable dans la direction selon laquelle s'exerce l'action de la pression. Cette indéformabilité peut être obtenue de diverses manières, par exemple en renforçant au moins localement l'épaisseur de la seconde partie, ou bien en prévoyant des nervures de raidissement, ou bien en intercalant, entre la deuxième partie de la capsule et l'orifice à obturer, une pièce rigide qui assure au moins pour l'ensemble ainsi constitué une indéformabilité pour la gamme des pressions à contrôler. Dans ces cas, la deuxième partie peut naturel lemes*-être plane. Cette indéformabilité peut être aussi obtenue selon un aspect préféré de l'invention par le fait que l'on conformè la capsule de façon qu'au moins une zone de la deuxième partie soit décalée hors du plan de jonction des première et deuxième parties. Naturellement, cette conformation de la capsule pourra être réalisée soit avant l'utilisation pour l'obturation de l'orifice, soit au moment de la mise en place de la capsule. Par ailleurs, toujours selon l'invention, on équipe au moins la zone de la deuxième partie, située au voisinage de sa jonction avec la première partie, d'un joint d'étanchéité interdisant toute fuite hors du récipient. Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé est également caractérisé par le fait que la conformation de la deuxième partie de la capsule est réalisée par déformation permanente de ladite partie qui se présentera initialement, c'est-à-dire avant déformation, sous la forme générale d'un élément plan. L'invention concerne également une capsule d'obturation dans laquelle la deuxième partie présente un moyen de renforcement ou de raidissage constitué soit par une surépaisseur (au moins localement) de ladite deuxième partie, soit par l'insertion d'une pièce rigide entre la deuxième partie et l'orifice à obturer, Soit encore par le fait qu'une zone au moins de la deuxième partie est décalée hors du plan de jonction des première et deuxième parties, cette zone décalée étant destinée à se trouver dans l'axe de l'orifice et à subir, par conséquent, l'action de la pression du produit contenu dans l'enceinte lorsque la capsule est mise en place. Dans le cas ott la capsule comporte un fond et une jupe périphérique, ce sera au moins la zone centrale du fond qui sera décalée dans le sens de l'axe de la jupe périphérique. De préférence, cette zone décalée est réalisée sous la forme d'une dépression dont la convexité peut être tournée, soit vers l'intérieur de la capsule, soit vers l'extérieur, ladite jupe étant destinée à être sertie à la périphérie de l'orifice. t On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation d'une capsule selon l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une bouteille de gaz équipée de son robinet ; les figures 2 et 3 représentent des capsules conformes à l'état de la technique les figures 3a, 3b et 4 à 9 sont des vues en coupe de plusieurs formes de réalisation d'une capsule selon l'invention, les figures 3a et 3b étant des demi-coupes et la figure 10 est une vue en perspective de la capsule de la figure 4 montrant son aspect général extérieur. Bien que l'invention puisse trouver application dans tous les cas oA l'on souhaite obturer de façon étanche un orifice d'une enceinte contenant un produit sous pression, la description qui suit sera donnée en référence au cas de l'obturation de l'orifice de sortie d1un robinet de bouteille de gaz de pétrole liquéfié, tels que butane ou propane. On a représenté dans ce but, à la figure 1, le sommet d'une bouteille 1 de gaz butane équipée d'un robinet 2 classique dont on a indiqué en 3 le volant de commande d'ouverture ou de fermeture du robinet et en 4 un nez de raccord sur lequel est destiné à être branché un tuyau 5 pour l'alimentation en gaz d'un appareil. Le nez de raccord 4 est percé d'un orifice 6 (figure 2) communiquant avec un canal axial du robinet. En général, comme représenté aux figures 2 à 9, l'extrémité du nez de raccord 4 est constituée par une collerette filetée 7 sur laquelle se visse un raccord correspondant du tuyau 5. Afin d'assurer une sécurité complémentaire au cours du stockage et du transport des bouteilles, l'orifice 6 du nez 4 est obturé, bien que le robinet soit fermé. Parmi les moyens d'obturation connus figurent, comme on l'a déjà exposé, des capsules métalliques dont on a représenté deux réalisations aux figures 2 et 3, ces capsules assurant une inviolabilité de l'obturation. Ces capsules métalliques connues, réalisées généralement en aluminium, comportent un fond plat 8 et une jupe périphérique 9 qui est sertie, soit de la manière représentée à la figure 2, c'est-à-dire directement sur le filetage 7 du nez 4 dont elle épouse les filets, soit, comme à la figure 3 par repliage du bord extérieur 10 de la jupe derrière l'épaulement formé par le filetage du nez 4. Généralement, ces capsules connues doivent être détruites à la première utilisation, ce qui donne la certitude que la bouteille n'a pas été utilisée auparavant. A cet effet, les capsules présentent une languette 11 de préhension. Une traction sur la languette provoque la déchirure de la capsule et la libération du nez de raccord. Par ailleurs, ces capsules connues comportent en général un joint d'étanchéité 12, soit amovible et simplement logé contre la face inférieure du fond, soit adhérent au fond. On ajoutera qu'il existe des nez de raccord simples tels que celui représenté à la figure 2, c'est-a-dire ne possédant pas lui-même de joint d'étanchéité et des nez de raccord tel celui de la figure 3 dans lequel un joint d'étanchéité auto-serreur 13 (constitué en général par un élément tubulaire de matière élastiquement déformable) est inséré à l'intérieur de l'extrémité libre de l'orifice 6 du nez. Comme on l'a déjà exposé, l'expérience montre que les capsules métalliques connues présentent des problèmes d'étanchéité. En effet, les pressions relativement importantes (10 à 20 bars) pouvant régner dans l'orifice 6 dans le cas d'une ouverture intempestive du robinet provoquent une déformation du fond plat 8 qui risque d'engendrer un écartement du joint 12 par rapport à la face extérieure du nez et donc des fuites au niveau de la capsule. C'est ce type d'inconvénient qu'élimine l'invention, grace à un renforcement augmentant sa résistance à la pression qui peut s'exercer sur lui. Les figures 3a et 3b représentent une première catégorie de moyens de renforcement selon l'invention. Il s'agit dans les deux cas représentés d'une augmentation au moins locale de l'épaisseur de matière située dans l'axe de l'orifice 6. La figure 3a montre une capsule métallique sertie sur le nez de raccord et dont le fond 8 et la jupe 9 ont une épaisseur constante. Le fond 8 peut être plat comme représenté ou avoir une conformation différente comme par exemple celle des figures 4 et 5. Une pièce rigide I (de préférence métallique) est rapportée à l'intérieur de la capsule entre le fond 8 et le joint d'étanchéité 12. Cette pièce qui est circulaire dans l'exemple représenté pourrait avoir toute autre forme convenable de nature à renforcer convenablement le fond. I1 convient que l'ensemble formé par le fond et la pièce I résiste aux pressions qui pourront s'exercer sur lui. La figure 3b montre une variante dans laquelle le renforcement du fond est obtenu simplement en augmentant son épaisseur "E" par rapport à l'épaisseur de la jupe 9. On notera que l'épaisseur renforce "E" pourra intéresser la totalité du fond ou simplement certaines zones en saillie qui constitueront des nervures de raidissage. Toutefois, on utilisera de préférence des capsules dont le fond est rendu indéformable grace à une conformation spéciale de celui-ci comme le montrent les exemples des figures 4 à 9. Cette solution est avantageuse car elle permet d'obtenir des capsules plus étanches que les capsules classiques à fond plat en utilisant une épaisseur de métal moindre. On dispose alors d'une capsule fournissant une meilleure garantie de sécurité pour un colt moindre du à l'économie de matière réalisée. On notera que les capsules des figures 4 à 8 sont représentées avant leur sertissage sur le nez de raccord, seule la capsule de la figure 9 étant représentée sertie. La capsule de la figure 4 présente un fond bombé 14 vers l'extérieur et décalé vers la gauche (lorsqu'on regarde la figure) par rapport au plan P de jonction de la jupe avec le fond. Ce fond bombé forme un dôme dont la concavité est tournée vers l'extérieur de la capsule. La forme bombée intéresse l'ensemble du fond jusqu'à sa jonction 15 avec la jupe 9 et assure une meilleure résistance mécanique. Par ailleurs, un joint d'étanchéité torique 16 est logé à l'intérieur du fond dans la région de son raccord avec la jupe. On notera que la surface annulaire interne 17 du joint, lorsqu'il est serré entre la surface 18 du nez et le fond après sertissage de la capsule, peut être soumise à l'action P de la pression du gaz dans le cas d'une ouverture intempestive du robinet. De la sorte, cette pression P aura tendance à écraser le joint contre le fond et la surface 18 en renforçant l'action d'étanchéité du joint. Cette action radiale de la pression P sur le joint est permise par le fait que le centre du fond se trouve écarté de l'extrémité du nez 4. La capsule de la figure 5 est du même type que celle de la figure 4, c'est-à-dire que le fond 14 est dans son ensemble bombé vers l'extérieur et totalement situé du même côté du plan P. La seule différence réside dans le joint d'étanchéité 19 qui couvre l'intégralité de la surface du fond et dont le bord périphérique 20 déborde sur la partie de la jupe voisine du fond. Lors du sertissage, le bord 20 va ainsi se trouver pressé en contact étroit contre les filets du nez 4, comme on l'a représenté en trait interrompu. Du fait que le fond est bombé, un espace est ménagé entre lui et la face 18 du nez, espace dans lequel, si le robinet est ouvert intempestivement, va régner la pression du gaz.Cette pression P va s'exercer sur les parties du joint 19 appliquées contre le filet du nez en les serrant encore plus fortement contre celui-ci, ce qui renforce donc l'effet d'étanchéité. Les capsules (désignées en 21 de façon générale aux figures 6 et 7) sont identiques, mais montées respectivement sur un nez 4 muni d'un joint autoserreur 13 (figure 6) et sur un nez 4 n'ayant pas de joint autoserreur (figure 7). La capsule 21 présente une jupe périphérique 9 destinée à être sertie sur le nez 4 et le fond comporte une première partie 22 ou partie périphérique bombée de telle façon que sa concavité soit tournée vers l'intérieur de la capsule, cette partie 22 étant suivie d'une partie centrale 23 bombée dont la convexité est tournée vers l'intérieur de la jupe 9. Le fond est donc décalé deux fois par rapport au plan P, à savoir une première fois vers la gauche lorsqu'on regarde la figure et une seconde fois vers la droite. Dans la concavité de la partie périphérique 22 est logé un joint d'étanchéité annulaire 24 qui est nécessaire lorsqu'il n'y a pas de joint autoserreur et qui ne l'est pas lorsqu'il y en a un. Dans le cas représenté à la figure 6 oet la capsule est destinée à être sertie sur un nez 4 muni d'un joint autoserreur 13, l'étanchéité est réalisée principalement par l'application de la convexité de la partie centrale 23 contre l'extrémité du joint autoserreur 13 et subsidiairement, par le contact du joint 23 de la capsule, contre le nez 4 lorsque la capsule sera sertie. Dans le cas de la figure 7, ot le nez ne présente pas de joint autoserreur, on voit que lorsque la capsule sera sertie, la face avant 18 du nez écrasera le joint 24. Avantageusement, dans la position sertie, l'arête interne 25 de l'orifice 6 du nez se trouvera radialement en retrait vers l'extérieur d'une distance "e" par rapport au bord 26 radialement intérieur du joint 24. De la sorte, lors du sertissage, le serrage du joint entraînera la formation d'un bourrelet B dans l'intervalle "e" (comme on l'a représenté en trait interrompu dans la partie inférieure de la figure). De plus, si le robinet est ouvert intempestivement, la pression du gaz régnant dans l'orifice 6 aura tendance à écraser le bourrelet B entre les parois de l'orifice 6 et de la partie 23 du fond. Les figures 8 et 9 représentent des variantes de réalisation de la capsule des figures 6 et 7 dont le fond est également décalé une fois vers la gauche du plan P et une fois vers la droite. La partie périphérique 27 du fond est identique à la partie 22 des figures 6 et 7. En revanche, la partie centrale présente - dans le cas de la figure 8, une zone 28 inclinée vers l'axe X-X' de la capsule et vers l'intérieur de la jupe, prolongée centralement par une partie axiale 29 ayant en coupe, comme on le voit sur la figure 8, sensiblement une forme elliptique - dans le cas de la figure 9, un bourrelet annulaire 30 à convexité tournée vers l'extérieur de la capsule, le bourrelet étant prolongé par une partie 31 inclinée vers l'axe X-X' de la capsule et vers l'intérieur de la jupe, puis par une partie centrale 32 plane sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X'. Dans le cas des figures 8 et 9, un joint d'étanchéité respectivement 33 et 34, de forme générale torique est logé dans la partie 27 du fond de la capsule. Si, comme représenté, le nez de raccord est équipé d'un joint autoserreur 13, celui-ci est serré, au moment du sertissage, contre soit la zone inclinée 28, soit le bourrelet 30. Le joint 33 ou 34 serré également contre la capsule et le nez réalise une étanchéité complémentaire. Avantageusement, comme dans le cas de la figure 7, le bord axialement le plus intérieur des joints 33-34 dépasse, en direction de l'axe X-X', l'arête 25 de l'orifice 6. En d'autres termes, le diamètre interne du joint 33-34 est plus petit que le diamètre interne de l'orifice du nez (sans joint autoserreur). Naturellement, on comprendra que l'on pourrait adopter pour le fond toute autre forme appropriée (conique, en tronc de pyramide, etc...) sans sortir du cadre de l'invention, pour autant que cette forme permette de résister à la pression et qu'elle assurer l'étanchéité. Comme représenté sur la figure 10, qui est une vue en perspective de la capsule de la figure 4, toutes les capsules de l'invention présenteront avantageusement une languette 11 permettant de déchirer la capsule qui présentera alors des traits de prédécoupe TP sur la jupe et le fond facilitant le déchirage. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, la demanderesse s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ciaprès. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assurer l'étanchéité d'une capsule métallique d'obturation d'un orifice d'une enceinte, notamment un récipient contenant un produit sous pression, ladite capsule comportant au moins une première partie destinée à être fixée sur la périphérie de l'orifice, et au moins une deuxième partie destinée à recouvrir ledit orifice, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on rend ladite deuxième partie pratiquement indéformable dans la direction selon laquelle s'exerce l'action de la pression et au moins pour les gammes de pression régnant dans l'enceinte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on renforce au moins localement l'épaisseur de ladite seconde partie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on intercale entre ladite deuxième partie et ledit orifice une pièce rigide, l'ensemble au moins étant indéformable pour les gammes de pression régnant dans l'enceinte. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on conforme la capsule de façon qu'au moins une zone de la deuxième partie soit décalée hors du plan de jonction des première et deuxième parties. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on équipe au moins la zone de la deuxième partie située au voisinage de sa jonction avec la première partie d'un joint d'étanchéité destiné à prendre appui sur la périphérie de l'orifice. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la conformation de la deuxième partie de capsule est réalisée par déformation permanente de ladite partie de capsule se présentant initialement sous la forme générale d'un élément plan. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la déformation permanente est réalisée avant utilisation de la capsule pour l'obturation de l'orifice. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la déformation permanente est réalisée lors de la mise en place de la capsule sur l'orifice. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fixe la première partie de capsule à la périphérie de l'orifice par sertissage. 10. Capsule métallique d'obturation de l'orifice d'une enceinte, notamment un récipient, contenant un produit sous pression, ladite capsule comportant au moins une première partie destinée à être fixée à la périphérie de l'orifice et au moins une deuxième partie destinée à recouvrir ledit orifice, ladite capsule étant caractérisée en ce que ladite deuxième partie comporte un moyen assurant, pour la gamme des pressions axquelles elle est soumise, son indéformabilité dans la direction selon laquelle s'exerce la pression. 11. Capsule selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins localement, ladite seconde partie présente des surépaisseurs ou des nervures de raidissement. 12. Capsule selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite seconde partie est plane et d'épaisseur supérieure à l'épaisseur de la première partie. 13. Capsule selon la revendication 10, caractérisée en ce que le moyen assurant l'indéformabilité est constitué par une pièce rigide rapportée contre la deuxième partie. 14. Capsule selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite deuxième partie présente au moins une zone décalée hors du plan de jonction des première et deuxième parties, ladite zone décalée étant destinée à subir l'action de la pression du produit contenu dans l'enceinte lorsque la capsule est en place. 15. Capsule selon la revendication 14, comportant un fond et une jupe périphérique, caractérisée en ce qu'au moins la zone centrale du fond est décalée dans le sens de l'axe de la jupe périphérique. 16. Capsule selon la revendicRtion 15, cRxactE ée en ce que la zone décalée du fond constitue une dépression dont la convexité est orientée vers l'extérieur de a capsule. 17. Capsule selon la revendication 15, caractérisée en ce que la zone décalée du fond constitue une dépression dont la convexité est orientée vers l'intérieur de la capsule. 18. Capsule selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisée en ce que la capsule est équipée d'un joint d'étanchéité élastiquement déformable. 19. Capsule selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, destinée à obturer un orifice pratiqué axialement dans un nez de raccord comportant une collerette extérieure de raccordement, ladite capsule étant caractérisée en ce que sa jupe est une jupe annulaire destinée a être sertie sur la collerette et le fond est de forme générale circulaire, ledit fond présentant au moins une dépression centrale. 20. Capsule selon la revendication 19, caractérisée en ce que la dépression est de forme bombée centrée sur l'axe de la jupe de la capsule. 21. Capsule selon la revendication 20, caractérisée en ce que la totalité du fond est bombée et sa concavité est tournée vers l'intérieur de la capsule. 22. Capsule selon la revendication 20, caractérisée en ce que le fond présente une zone annulaire, voisine de la jupe, bombée vers l'extérieur de la capsule et au moins une zone centrale déprimée vers l'intérieur de la jupe. 23. Capsule selon les revendications 18 et 22 prises ensemble, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité est un joint annulaire logé dans la zone annulaire bombée vers l'extérieur de la capsule. 24. Capsule selon la revendication 22, caractérisée en ce que la zone centrale déprimée est bombée. 25. Capsule selon la revendication 22, caractérisée en ce que la zone centrale déprimée est plane.