Brevet FR2593472A2 — publié le 19870731

FR 2593472 A2 19870731 FR 8601408 A 19860127 "Bouchon vissable pour récipient muni d'un col équipé de filet extérieur, son procédé de fabrication et dispositif pour sa mise en oeuvre". Le brevet principal décrit un bouchon vissable composé d'un opercule et d'une jupe formée par un tronçon de gaine en matière synthétique thermorétractable dont le filet est réalisé par thermorétraction sur le récipient. Selon les formes d'exécution, la liaison de la jupe avec l'opercule est assuré, en même temps, que la formation du filet ou avant pour constituer un ensemble préassemblé dont la mise en forme définitive s'effectue ultérieurement après pose sur le récipient. De façon connue, la jupe thermorétractable est réalisée dans une gaine en matière synthétique et, par exemple, en polychlorure de vinyl possédant une faculté de rétraction unidirectionnelle qui, dans cette application, est circonférentielle. En pratique, la rétraction circonférentielle peut aller jusqu'à 50 % tandis que la rétraction longitudinale est de l'ordre de 5 %. Lorsqu'une telle gaine est utilisée pour former un bouchon vissable, il s'avère rapidement, lors de la thermorétraction, que la faible possibilité de rétraction longitudinale constitue un handicap à la bonne réalisation du filet. En effet, sous l'action de la chaleur, le tronçon de gaine se rétracte préférentiellement radialement et empêche la matière du tronçon d'épouser parfaitement le contour du filet. De la sorte, la jupe obtenue présente un filet incomplètement formé qui assure une mauvaise liaison entre le bouchon et le filet du récipient. Pour remédier à cela, le brevet principal prévoit de chauffer le tronçon de gaine d'abord dans sa partie devant constituer le filet, puis ultérieurement de chauffer ces autres parties. L'usage montre que même dans ces conditions, la rétraction s'effectue préférentiellement radialement et que la dilatation longitudinale est insuffisante pour épouser les intervalles entre spires du filet du récipient, de sorte qu'elle forme un filet incomplet. La présente addition a pour but de fournir un bouchon vissable qui remédie à cet inconvénient et puisse être complètement formé par thermorétraction sur le filet du récipient. A cet effet, dans ce bouchon vissable du type composé d'un opercule et d'une jupe formée par un tronçon de gaine en matière synthétique thermorétractable unidirectionnellement, le tronçon de gaine est constitué par une préforme comportant en vis à vis de la partie filetée du récipient, une zone annelée dont la longueur développée mesurée longitudinalement correspond sensiblement à la longueur développée de la partie filetée sur laquelle elle se plaque lors de la thermorétraction ultérieure. Grâce à cet agencement, le tronçon de gaine est préformé pour présenter localement et longitudinalement une réserve de matière permettant dans la phase de thermorétraction ultérieure d'épouser totalement le profil des spires du filet donc de former un filet régulier. L'invention vise aussi le procédé de fabrication consistant, avant mise en place du tronçon de gaine sur le récipient, à le préformer en lui faisant subir, par thermorétraction, une première déformation lui donnant une forme cylindrique de diamètre intérieur permettant son introduction sur le récipient et formant localement une zone annelée saillant à l'extérieur. Cette préforme peut être réalisée avant dépôt sur le récipient ou en même temps qu'elle est liée à l'opercule pour former un ensemble déposable ultérieurement sur le récipient. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un transporteur sans fin dont le brin supérieur va d'un poste de distribution de gaine à un tunnel de thermorétraction et dont le bras inférieur va à un poste d'éjection, des mandrins liés au transporteur, saillant vers l'extérieur perpendiculairement à celui-ci, régulièrement espacés les uns des autres et aptes à recevoir un tronçon de gaine, des moyens fixes commandant le déplacement sur chaque mandrin d'une bague coulissante de positionnement du tronçon de gaine et d'éjection de la préforme, et des moyens fixes commandant, sur chaque mandrin, des moyens de formation de bourrelets périphériques saillant radialement de ce mandrin. Ainsi, après que chaque tronçon de gaine ait été positionné sur un mandrin par des moyens de distribution automatique, les moyens éclipsables de formation de bourrelets périphériques entrent en action de manière à faire saillir les bourrelets du mandrin avant que celui-ci pénètre dans le tunnel chauffant engendrant la thermorétraction du tronçon sur le mandrin. Par la suite, et avant éjection par la bague coulissante de l'ébauche ainsi formée, les moyens éclipsables de formation des bourrelets sont rétractés pour faciliter cette éjection. Ces moyens simples permettent de fabriquer en continu et à grande vitesse, des ébauches qui peuvent être déposées directement sur le récipient. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples non limitatifs une forme d'exécution de ce bouchon vissable et des moyens pour sa mise en oeuvre. Figures 1 et 2 sont des vues en perspective montrant respectivement un tronçon de gaine et une préforme, Figures 3 et 4 sont des vues en coupe transversale de l'extrémité supérieure d'un récipient respectivement, après dépose de la préforme, et après rétraction de celle-ci sur le récipient, Figure 5 est une vue de côté en élévation montrant à échelle réduite l'ensemble du dispositif pour la formation et la ~ distribution des préformes lorsque ce dispositif est disposé directement au dessus d'une chaine de bouchage, Figure 6 est une vue partielle en coupe transversale montrant à échelle agrandie une forme d'exécution du mandrin utilisé pour la formation des préformes. Comme décrit dans le brevet principal, le bouchon vissable qui est formé sur l'extrémité supérieure 2 d'un récipient est composé d'un opercule 3 et d'une jupe cylindrique désignée de façon générale par 4. L'opercule 3 est composé d'une virolle cylindrique 5 apte à pénétrer dans le col du récipient 2 et d'un bord périphérique 6 apte à coiffer le bord supérieur 2a du col 2 et présentant des stries longitudinales non représentées. La jupe 4 est réalisée à partir d'un tronçon de gaine 4a réalisé dans une matière synthétique thermorétractable unidirectionnellement et, en l'occurence, circonférentiellement. Selon l'invention, avant d'être déposé sur le col du récipient 2, le tronçon de gaine 4a généralement délivré sous forme d'un tronçon cylindrique ayant une section transversale carrée à cotés curvilignes et préformé pour présenter la forme de la préforme 20 représentée à la figure 2. Cette préforme qui a, en section transversale > une section circulaire de diamètre supérieur au plus grand diamètre du col du récipient 2 de manière à pouvoir être glissée sur ce col, comporte localement une zone annelée A. Cette zone qui est disposée sur l'ébauche 20 de manière à venir au voisinage du filet 8 du col du récipient lorsque la préforme 20 est disposée sur celui-ci, a une longueur développée qui correspond sensiblement à la longueur de cette partie filetée du récipient. Lorsque la préforme 20 est mise en place sur le col du récipient précédemment rempli et obturé par l'opercule 3, elle présente en vis à vis du filet de ce récipient une accumulation de matière qui, lorsque ce récipient est soumis à l'opération de thermorétraction, lui permet d'épouser parfaitement les contours du filet malgré l'unidirectionnalité de la rétraction de la gaine. A la fin de la thermorétraction, comme montré à la figure 4, la partie supérieure de la jupe coiffe parfaitement le bord périphérique 6 de l'opercule 3 auquel elle est liée tandis que sa partie centrale épouse parfaitement les contours du récipient en formant ainsi un filet régulier assurant une bonne liaison avec le récipient et pouvant être réutilisé sans problème lors du rebouchage de celui-ci. Il est à noter que pour positionner la préforme 20, le récipient comporte, à la partie inférieure de son col 2, un épaulement 22. II va maintenant être procédé à la description du dispositif pour la réalisation de la préforme et pour sa distribution sur des récipients 23 en défilement continu sur un convoyeur 24 comme montré sur la figure 5. Sur cette figure, 25 désigne un poste de formation et de distribution de tronçons de gaine portant des moyens de dévidage d'une bobine de gaine 26 et des moyens 27 distribuant les tronçons 4a en les espaçant les uns par rapport aux autres. Un tel dispositif est bien connu et, par exemple, du type décrit dans le brevet principal. Le dispositif selon l'invention comprend un transporteur sans fin 28 dont le brin supérieur se déplaçant dans le sens de la flèche 29, va du poste de distribution 7 à un tunnel de thermorétraction 30. Le brin inférieur du convoyeur se déplace en sens inverse jusqu'à un poste 30 d'éjection des préformes 20. Le tapis transporteur est solidaire de deux mandrins 33 saillant vers l'extérieur perpendiculairement à lui. Ces mandrins sont régulièrement espacés les uns des autres et sont aptes à recevoir un tronçon de gaine 4a, délivré par le poste de distribution 27. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 6, chaque mandrin est composé d'un fût 34, d'une âme centrale 35, d'un manchon 36 monté coulissant dans l'espace annulaire 37 ménagé entre l'âme et le fût et d'une bague extérieure 38 montée coulissante sur le fût 34. Ce fût est lié à son embase 39 aux deux courroies crantées 40 constituant le transporteur. La liaison de l'embase avec chacune des courroies est assurée par une goupille transversale 42 se logeant dans l'intervalle entre dents de la courroie correspondante de manière à ne pas rigidifier la courroie et lui permettre d'épouser les poulies dentées de renvoi. L'âme 35 est tubulaire et est liée au fût 34 par une goupille transversale 42. Elle comporte à son extrémité supérieure une tête 43 dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur de la préforme.Cette tête qui est dans le prolongement du fût 34, ayant le même diamètre qu'elle, est espacée de ce fût pour former un logement 44 dans lequel sont disposés deux ressorts annulaires 45. Ces ressorts consti tuant les moyens éclipsables de formation des bourrelets périphériques de la zone annelée de la préforme, ont tendance, en raison de leur élasticité, à venir contre le fond du logement 44. Le déplacement radial nécessaire pour les faire saillir du mandrin 33 est assuré par le manchon 36 dont l'extrémité libre est biseautée en 36a et dont l'extrémité inférieure est munie d'un et de préférence de deux doigts 46 traversant le fût par des lumières oblongues 47. Ces doigts sont destinés à coopérer avec des rampes fixes 45 disposées sur la partie schématisée par le trait mixte montré à la figure 5.La bague coulissante 38 est solidaire d'un tenon 49 qui, disposé transversalement dans une lumière traversante 50 du fût 34, est soumis à l'action d'un ressort de rappel 52 disposé dans un logement axial 53 de l'âme 35. Cette bague 38 est donc constamment sollicitée par le ressort pour occuper la position représentée à la figure 8 et correspond à sa position de positionnement du tronçon de gaine 4a. Elle comporte des portées 54 aptes à coopérer avec des rampes 55 représentées schématiquement par le trait mixte à la figure 5. Le tunnel de thermorétraction 32 est fixé sur un support mobile 56 qui est relié à un support fixe 57 lié au châssis du dispositif par des moyens 58 tels que des vérins aptes à déplacer verticalement le support 56 pour l'amener dans une position d'effacement dès que le transporteur 28 est arrêté. De façon connue, le tunnel de thermorétraction est lié par une conduite souple 60 à une soufflante d'air chaud 62. Dans cette forme d'exécution, correspondant à la distribution directe des préformes sur le récipient sous-jacent, des moyens sont prévus sur le convoyeur 24pour synchroniser, dans la zone d'éjection des préformes, les récipients 23 avec les mandrins 33. Ces moyens sont constitués par des vis longitudinales 63 dont le pas des spires correspond à l'intervalle entre récipient et entre mandrin 33. En fonctionnement, chaque tronçon de gaine 4a délivré par les moyens distributeurs 27, est prélevé par le mandrin 33 venant sous ce poste de distribution, mandrin dont les ressorts 45 sont alors rétractées. Au fur et à mesure de son avancement, le mandrin vient au voisinage des rampes 48 qui commandent l'extraction des ressorts. Ceux-ci viennent ainsi en contact avec la paroi du tronçon. Lors du passage du tronçon dans le tunnel 32, la chaleur fournie par ce tunnel assure la rétraction du tronçon sur le fût 34 et la tête 43 et la formation de deux bourrelets constituant la zone annelée. Dès que la préforme, ainsi obtenue, atteint une température telle que sa matière constitutive ne risque plus de se rétracter, c'est à dire juste avant le poste d'éjection 30, les rampes 48 interviennent sur les doigts 46 pour provoquer l'éclipsement des ressorts 45.Peu après, les rampes 55 rencontrent les portées 54 de la bague coulissante 38 et forcent cette plaque à se déplacer longitudinalement dans le sens de la flèche 64 à l'encontre du ressort 52 pour éjecter la préforme 20 sur le col du récipient sous-jacent. Par la suite, et comme décrit dans le brevet principal, chaque récipient 23 avec la préforme 20, passe dans un tunnel de thermorétraction 65 assurant la rétraction de la préforme de la partie filetée du récipient. Ce dispositif peut également être utilise pour former des ensembles composés de l'opercule 3 et de la préforme 20 en vue de constituer des capsules distribuables ultérieurement sur des cols de récipient. A cette fin, la tête 43 de chacun des mandrins comporte un logement pour recevoir et positionner un opercule 3 et le dispositif comporte, en amont, du distributeur 27 de tronçon de gaine, un distributeur d'opercules. Il ressort de ce qui précède que le recours à une préforme 20 permet, sans grande complication, d'obtenir malgré l'unidirectionnalité de la rétraction de la matière constitutive des tronçons de gaine, des bouchons vissables parfaitement formés. REVENDICATIONS 1. Bouchon vissable pour récipient muni d'un col fileté selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 et 3 cu brevet principal c'est à dire composé d'un opercule 3 et d'une jupe 4 formée par un tronçon de gaine 4a en matière synthétique thermorétractable unidirectionnellement dont le filet est réalisé par thermorétraction sur le récipient caractérisé en ce que le tronçon dé gaine 4a est constitué par une préforrne 20 comportant en vis à vis de la partie filetée du récipient une zone annélée A dont la longueur développée mesurée longitudinalement correspond sensiblement à la longueur de la partie filetée sur laquelle elle se plaque lors de la thermorétraction ultérieure. 2. Procédé de fabrication du bouchon selon la revendication 1 du type consistant à engager sur le col du récipient l'élément de gaine formant après thermorétraction ia jupe filetée 4 caractérisé en ce qulil consiste, avant mise en place du tronçon de gaine 4a sur le récipient à le préformer en lui faisant subir, par thermorétraction, une première déformation lui donnant une forme cylindrique de diamètre intérieur permettant son introduction sur le col du récipient et formant localement une zone annelée A saillant à l'extérieur. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il consiste à donner à la préforme 20 un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du col du récipient et de l'opercule 3 et à déposer cette préforme 20 sur le col 2 du récipient précédemment rempli et obturé par l'opercule 3. 4. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il consiste d'abord à assurer, hors du poste de dépose des bouchons, la liaison de la préforme 20 avec l'opercule 3 en même temps qu'est réalisée la zone annelée A, puis à déposer ultérieurement sur chaque récipient l'ensemble composé de la préforme 20 et de l'opercule 3. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé en ce qu'il comprend un transporteur sans fin 28 dont le brin supérieur 20 d'un poste de distribution 27 de tronçons de gaine 4a a un tunnel de thermorétraction 32 et dont le brin inférieur va à un poste d'éjection 30, des mandrins 33 liés au transporteur 28, saillant vers l'extérieur perpendiculairement à celui-ci, régulièrement espacés les uns des autres et aptes à recevoir chacun un tronçon de gaine 4a, des moyens fixes 55 commandant le déplacement sur chaque mandrin 33 d'une bague coulissante 38 de positionnement du tronçon de gaine 4a et d'éjection de la préforme 20, et des moyens fixes 48 commandant sur chaque mandrin 33 des moyens 36 de formation de bourrelets périphériques éclipsables 45 saillant radialement de ce mandrin. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que chaque mandrin 33 est composé d'un fût 34 lié au transporteur 28, d'une âme centrale 35 liée au fût 34, délimitant avec ce dernier un espace annulaire 37 et comportant à son extrémité libre une tête 43 dans le prolongement du fût dont elle est séparée par un espace 44 formant logement pour au moins un ressort annulaire 45, d'un manchon 36 monté coulissant entre l'âme 35 et le fût 34, comportant, d'une part, au moins un doigt 46 traversant une lumière longitudinale 47 du fût pour coopérer avec les moyens fixes 48 commandant la formation des bourrelets et, d'autre part, une extrémité biseautée 36a apte à pénétrer dans le ressort annulaire 45 pour augmenter son diamètre et le faire saillir radialement du mandrin, et d'une bague extérieure 38 montée coulissante sur le fût 34 soumise à l'action d'un ressort de rappel 52 la maintenant en position de positionnement du tronçon de gaine 4a et comportant au moins une portée 54 apte à coopérer avec les moyens fixes 55 commandant son déplacement longitudinal jusqu'à sa position d'éjection. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisé en ce que le tunnel de thermorétraction 32 est fixé sur un support 56 qui, mobile verticalement, a une position inférieure de travail et une position supérieure d'effacement, et relié à des moyens 58 aptes à l'amener en position supérieure d'effacement dès que le transporteur 28 est arrêté. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'il est disposé parallèllement au dessus du convoyeur 24 de récipient 23 et est associé à des moyens 63 synchronisant l'avancement des récipients sous-jacents avec celui de ces mandrins de manière que chaque mandrin 33 coincide avec un récipient 23 tandis que les moyens fixes 55 commandant l'éjection de chaque préforme 20 sont disposés de manière à assurer le transfert de chaque préforme sur le col du récipient 23 sous-jacent. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens distribuant unitairement des opercules en coïncidence avec le passage de chaque mandrin 33 et avant la pose du tronçon de gaine 30 tandis que la tête de l'âme de chaque mandrin 33 est agencée pour recevoir et positionner un opercule 3.