Brevet FR2617941A1 — publié le 19890113

- 2 - Parmi les appareils ainsi définis de manière géné- rale, doivent être distinguées deux catégories particu- lières d'appareils. La première, dite "à cartouche perçable", utilise des récipients du type perforable, généralement consti- tués à la manière d'une boite de conserve, au moyen d'un corps cylindrique fermé à une extrémité par une paroi convexe, rempli avec du butane liquéfié, puis fermé à l'autre extrémité par un fond concave serti sur ledit corps. Les appareils de cette première catégorie se diffé- rencient de la définition générale précédente, par le fait que le moyen de solidarisation de la cartouche perçable comprend: 1/ une tête-de prise de gaz,faisant partie du corps principal, comportant, premièrement un poussoir tubu- laire, mobile axialement à coulissement, de manière étanche (par exemple, grâce à un joint torique), par rapport audit corps, -et sollicité vers le bas par des moyens élastiques, par exemple un ressort, deuxièmement un joint annulaire d'étanchéité, porté par l'extrémité libre du piston, destiné à être appliqué de façon étan- che contre la portion centrale de la paroi convexe de la cartouche, troisièmement une pointe perforatrice, dispo- sée à l'intérieur du poussoir tubulaire, montée sur le corps de la tête de prise de gaz, par exemple ayant un talon opposé à l'extrémité libre de la pointe, pris entre le corps de la tête de prise de gaz et une extré- mité du ressort. 2/ un support destiné à coiffer la paroi convexe de la cartouche, ouvert à cet effet vers le bas, sur lequel est fixé de manière définitive le corps principal avec VALVE ET RECIPIENT A VALVE La présente invention concerne une nouvelle valve, ainsi qu'un récipient, en particulier du type jetable après usage, équipé d'une telle valve. L'invention sera définie et décrite par référence aux appareils avec brûleur à gaz,du type portatif,ayant différentes fonctions telles que cuisson, éclairage, fonctionnant au moyen d'un récipient jetable contenant un gaz combustible,par exemple du butane à l'état liqué- fié et sous pression. Mais il doit être entendu que les revendications du présent brevet et la portée de l'in- vention ne doivent pas être limitées à ce secteur technique. Les appareils mentionnés précédemment comportent de manière générale: a) un corps principal, en général métallique, comportant un conduit de circulation du gaz combustible sous pression vers le brûleur: b) - un moyen de contr8le du débit gazeux vers le brûleur, consistant en un simple robinet, par exemple à pointeau, pour les appareils dits "à pression directe", ou en un détendeur réglable, pour les appareils dits à "pression indirecte", ou pression détendue. c) - un moyen de solidarisation du récipient jeta- ble au corps principal, permettant d'une part de posi- tionner de manière rigide ledit récipient par rapport audit corps, et d'autre part d'assurer une liaison étanche entre l'intérieur du récipient, une fois ce dernier ouvert, et le conduit de circulation du gaz combustible, et tout ceci de façon réversible, de manière à pouvoir remplacer un récipient vide et usagé par un récipient neuf et plein. - 3 - tête de prise de gaz, ou sur lequel se fixe de manière amovible, par exemple par vissage, le même corps; des moyens complémentaires au support, par exemple un pot vissable ou des bras repliables, permettent de solida- riser la cartouche perforable avec le corps, une fois ce dernier en place sur le support. Un tel appareil est par exemple décrit par le brevet FR-C-2398962. La seconde, dite "à cartouche à valve", utilise des récipients du type de ceux utilisés comme générateurs d'aérosols. Ces cartouches comprennent de manière géné- rale une boîte constituée par un corps cylindrique avec fond ccncave serti, éventuellement un dome monté sur le corps, et une valve sertie de manière étanche, par exem- ple après remplissage, sur la boîte. Cette valve est du type "femelle", c'est-à-dire ne comporte aucun moyen permettant à l'utilisateur de l'ouvrir directement, par exemple une tige émergeant de la valve. La valve en question, produite depuis des années et des années à des millions d'exemplaires, a généralement une forme de révolution autour d'un axe, et comprend: 1/ une coupelle métallique, par exemple ayant un diamètre hors-tout de 2,5 cm, formant, successivement de l'extérieur vers son centre, un rebord annulaire, un fond situé dans un plan inférieur transversal (perpendi- culaire à l'axe de la valve), situé au-dessous du rebord annulaire, un bossage axial, ayant par exemple un diamè- tre extérieur de 9,5 mm, émergeant du fond transversal, dont le sommet comporte une ouverture centrale, par exemple ayant un diamètre de 3 à 3, 25 mm; l'ouverture centrale du bossage est généralement entourée par un rebord annulaire extérieur, ayant en section axiale la -4- forme d'un crochet.. 2/ un corps de valve en matière plastique, de forme cylindrique, fixé à l'intérieur du bossage axial, par exemple par rétreint centripète, de manière étanche, grace à un joint élastique plat, serré entre la paroi du corps et le sommet du bossage; ce joint a un perçage central, ayant par exemple un diamètre de 2,5 à 3,8 mm. 3/ un clapet en matière plastique, mobile à l'inté- rieur du corps, repoussé élastiquement vers le sommet du bossage par un ressort, comportant une partie centrale et une lèvre périphérique, ayant par exemple un diamètre intérieur de 3,1 à 4 mm,, en appui contre le joint transversal dans la position fermée du clapet; la course du clapet entre la position fermée et la position totalement comprimée du ressort est par exemple de 2,5 mm, tandis que son épaisseur est par exemple de 2 mm. Les dimensions données ci-dessus à titre d'exemple cor- respondent par exemple à une valve dite "un pouce", de type "femelle". Les appareils à cartouche à valve se différencient de la définition générale précédente,par le fait que le moyen de solidarisation de la cartouche comprend: 1/ une tête de prise de gaz,faisant partie du corps principal, comportant un poussoir tubulaire, destiné à pénétrer par l'ouverture centrale du bossage axial de la coupelle, et à faire étanchéité avec le joint transver- sal, et éventuellement un moyen d'étanchéité par l'exté- rieur avec le bossage axial. -5- 2/ des moyens de fixation rigide du corps avec sa tête de prise de gaz, sur au moins l'un quelconque des éléments suivants de la coupelle, à savoir à l'intérieur et au-dessous du rebord annulaire, à l'extérieur et audessous du rebord de la boite sur lequel est serti le rebord annulaire de la valve, et sous la partie rétreinte du bossage axial. De tels appareils sont par exemple décrits par le brevet français FR-C-2407423. Il résulte de la description précédente que les appa- reils à cartouche perforable sont distincts au plan de l'utilisation des appareils à cartouche à valve, et qu'en particulier une cartouche perforable, sans valve, ne peut être utilisée sur un appareil à cartouche à valve. Toutefois, un fabricant a déjà proposé des cartou- ches à valve pouvant être utilisées avec un appareil à cartouche perforable. Il s'agissait de cartouches équi- pées de valves aérosol traditionnelles, du type "femelle" telles que décrites précédemment. Utilisées avec un appareil à cartouche perforable, de telles cartouches ne sont pas sans risques, en parti- culier vis-à-vis de l'étanchéité requise entre la valve et le corps de l'appareil. Cette étanchéité suppose un appui coaxial du joint annulaire du poussoir tubulaire, avec le bossage central de la coupelle de la valve. A cet égard, ce bossage ne permet pas de compenser toute dispersion de coaxialité, dûe aux tolérances de fabrication de la coupelle et/ou de la tête de prise de gaz de l'appareil. - 6 - Cette étanchéité suppose aussi de maintenir la valve à l'état opérationnel, dans sa position fermée, puisque l'utilisateur a l'habitude de retirer la cartou- che, pas forcément vide, de son appareil, après usage de ce dernier. Or, utiliser un appareil à cartouche perfo- rable avec une cartouche à valve revient à utiliser la pointe perforatrice comme poussoir tubulaire. Comme cette pointe est relativement libre par rapport à l'axe de la valve et de l'appareil, et comme l'appareil est en général solidarisé à la cartouche par vissage, ladite pointe se comporte alors à la manière d'un outil d'usinage, et peut détériorer définitivement le bossage axial et/ou le clapet de la valve, et donc l'étanchéité de cette dernière, en particulier en fonction des écarts de concentricité. Par conséquent, pour toutes ces raisons, il est de l'opinion du déposant qu'utiliser des cartouches à valve traditionnelle avec des appareils à cartouche perforable peut présenter un danger pour l'utilisateur, toute fuite de gaz combustible de la cartouche seule (à valve), ou de l'ensemble cartouche-appareil (au niveau de la liaison bossage axial/tête de prise de gaz) devant être proscrite. La présente invention a pour objet une nouvelle valve permettant une utilisation sans danger d'une car- touche équipée d'une telle valve avec un appareil à cartouche perforable. Une valve conforme à la présente invention se dif- férencie d'une valve aérosol traditionnelle, par une forme particulière du bossage axial de la coupelle, adaptée à un dimensionnement particulier de l'ouverture centrale dudit bossage, et des autres éléments fonction- -7- nels de la valve liés à cette ouverture. Selon l'invention, tout d'abord l'ouverture centra- le du bossage axial de la valve est relativement large, eu égard à celle des valves aérosol traditionnelles, et est au moins égale à 4 mm de diamètre. Corrélativement, d'une part le diamètre du perçage central du joint transversal, et d'autre part le diamètre intérieur de la lèvre périphérique du clapet sont au-delà de ceux rencontrés pour une valve aérosol traditionnelle; et il en est de même pour le diamètre hors-tout du bossage axial. Ensuite, selon l'invention, et en coopération avec le choix dimensionnel précédent, d'une part le sommet du bossage axial présente à l'extérieur une face concave, d'extension radiale à partir de l'ouverture centrale, et d'autre part le joint transversal épouse la forme concave du sommet précité. Le diamètre le plus important de l'ouverture cen- trale et des éléments fonctionnels de la valve qui lui sont liés, permet une pénétration de la pointe perfora- trice, sans destruction, dans la limite des écarts de coaxialité de la pointe. Le bossage axial ayant un plus grand diamètre que celui des valves aérosol, l'étanchéité entre la lèvre du clapet et le joint transversal serait normalement dété- riorée, puisqu'elle s'effectuerait à plat, selon une couronne annulaire de plus grand diamètre. Grâce à la forme concave selon l'invention, et du sommet du bossage axial et du joint transversal, la même étanchéité s'ef- fectue selon un cercle, correspondant à la ligne de contact entre l'arête de la lèvre du clapet et le joint -8- transversal; on obtient ainsi une bonne étanchéité spécifique, compensant l'augmentation du diamètre, et ce pour une force d'appui du ressort comparable. S Il faut ajouter que cette forme concave du bossage axial permet un autocentrage du poussoir tubulaire d'étanchéité, particulièrement favorable à l'étanchéité globale de la liaison cartouche/appareil. La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'une valve conforme à la présente invention, avant son sertissage sur le corps d'une.boîte de type aérosol; - la figure 2 représente une vue en coupe axiale d'un récipient conforme à la présente invention, à l'état rempli, et plus précisément d'une cartouche à valve contenant du butane; la figure 3 représente une vue, avec arrachement partiel, d'une cartouche selon l'invention montée sur un appareil traditionnel à cartouche perforable, - la figure 4 représente en coupe axiale, à échelle agrandie, la liaison entre, d'une part la tête de l'ap- pareil à cartouche perforable représentée à la figure 3, et d'autre part la valve selon l'invention, à l'état ouvert, conformément à la position opérationnelle repré- sentée à la figure 3. Conformément à la figure 1, une valve selon l'invention a une forme de révolution autour d'un axe,et comprend: 1 ) une coupelle métallique (1) formant successive- ment de l'extérieur vers son centre, un.rebord annulaire (la), un fond (lb) situé dans un plan inférieur et transversal (perpendiculaire à l'axe de la valve), au- dessous du rebord annulaire (la),un bossage axial (lc) -9- émergeant du plan transversal (lb), dont le sommet (ld) comporte une ouverture centrale (le); ce sommet (ld) présente à l'extérieur une forme concave, et plus précisément sphérique, s'étendant radialement à partir de l'ouverture centrale (le); le plan dans lequel s'inscrit le rebord de la face concave (d) est situé au-dessous du plan dans lequel s'inscrit le rebord annulaire (la). 2 ) un corps (2) de valve, fixé par rétreint cen- tripète du bossage (lc), contre l'épaulement (2a) du corps précité; ce corps est monté de manière étanche à l'intérieur du bossage (lc), grâce à un joint élastique (3) transversal, épousant la forme concave du sommet (ld) du bossage, serré entre la paroi du corps (2) et le sommet (ld) dudit bossage; ce joint (3) comporte égale- ment un perçage central (3a), inscrit dans l'ouverture (le) du bossage (lc); la paroi du corps (2) comporte des ouvertures (2b) vers l'extérieur, ainsi qu'un tube (2c) vers le- bas, formant un épaulement de retenue du ressort (5), dont il sera question ci-après. 3 ) un clapet (4) mobile en translation à l'inté- rieur du corps (2), repoussé élastiquement par le ressort (5) vers le sommet (ld) du bossage (lc), compor- tant une partie centrale (4a) et une lèvre périphérique (4b), elle même en appui contre le joint transversal (3), dans la position fermée du clapet représentée à la figure 1; la partie centrale (4a) est prolongée vers le bas par un têton (4c) servant à la retenue et au guidage du ressort (5). Comme indiqué dans l'introduction de la présente description, la valve décrite précédemment présente des caractéristiques dimensionnelles et fonctionnelles, la différenciant des valves traditionnelles pour réci- pients aérosol. - 10 - Le diamètre du cercle inscrit dans l'ouverture cen- trale (le) est au moins égal à 4 mm, et est par exemple dé l'ordre de 5,2 mm. En correspondance,la lèvre périphérique (4b) du clapet (4) a un diamètre intérieur au moins égal à 4,5 mm et est par exemple de l'ordre de 5,2 à 5,7 mm. Toujours en correspondance, le diamètre extérieur hors-tout du bossage (lc) est au moins égal à 10 mm, et est par exemple égal à 11,5 mm. Comme montré par la figure 1, le perçage central (3a) du joint transversal (3) a un diamètre (celui du cercle inscrit), inférieur à celui de l'ouverture cen- 1 t trale (le), de telle sorte que sa bordure émerge de celle de l'ouverture précitée (le); ce diamètre est par exemple de l'ordre de 4,4 mm. Ainsi, le joint (3) peut jouer le r6le de guide pour la pointe perforatrice d'un appareil à cartouche à valve, lorsque cette dernière pénètre dans l'ouverture centrale (le). Comme le montre aussi la figure 1, la face concave (ld) du bossage (lc), en forme de cuvette, est parfaite- ment uniforme et lisse, du bord plat de l'ouverture cen- trale (le) au rebord périphérique du même bossage (lc), arrondi vers le fond de la coupelle; ceci à la diffé- rence des valves traditionnelles, dont l'ouverture centrale comporte un rebord retourné vers le haut, ayant en section axiale la forme d'un crochet. Cette caractéristique permet d'éviter toute altération ou détérioration du joint d'étanchéité annulaire d'un appareil à cartouche perforable, lorsque celui-ci vient au contact du sommet (ld) du bossage (lc), comme décrit ci-après. - 11 - Dans la position fermée du clapet représentée à la figure 1, la face extérieure (4d) de partie centrale (4a) est disposée à une distance au plus égale à 3 mm du centre de l'ouverture centrale (le). En dépit de la faible pénétration de l'aiguille perforatrice d'un appareil à cartouche perforable, dans la valve représen- tée à la figure 1, cette caractéristique permet de re- pousser suffisamment le clapet (4), pour assurer un débit suffisant de gaz sortant, même si la pointe per- foratrice par vissage pénètre sur une faible distance dans la partie centrale (4a) du clapet. L'épaisseur de la partie centrale (4a) du clapet (4) est au moins égale à 2 mm, ce qui permet à ce der- nier de supporter tout "usinage", sous l'effet du mouve- ment en translation et en rotation de la pointe perfora- trice d'un appareil à cartouche perforable. Entre son état totalement comprimé, contre l'épau- lement (2c) du corps de valve (2), et son état détendu représenté à la figure (1), correspondant à la fermeture de la valve, le ressort (5) détermine une course du clapet au moins égale à 3 mm. Cette course permet d'ac- commoder le déplacement du clapet (4) au cas le plus défavorable correspondant à une pénétration maximum de la pointe perforatrice dans l'ouverture (le), sous l'effet de cotes dimensionnelles se superposant selon l'axe de la valve. La fabrication et le montage de la valve décrite précédemment s'effectuent de manière traditionnelle. Toutefois, le formage du sommet (ld) et le poinçonnage de l'ouverture (le) sont particulièrement soignés, de manière à ne produire aucune arête ou bavure coupante, visible, susceptible d'endommager le joint annulaire - 12 - d'étanchéité d'un appareil à cartouche perforable. La figure 2 représente un récipient du type cartou- che jetable à valve, comportant un corps (6) ou boite dans l'ouverture duquel est fixé, par sertissage, de manière étanche grace au joint (7), une valve selon la présente invention, et décrite précédemment par réfé- rence à la figure 1. Ce récipient contient une charge de butane liquéfié (8). Par référence aux figures 3 et 4, sans qu'il soit besoin d'entrer dans les détails, un appareil tradition- nel à cartouche perforable comprend: 1 ) une tête de prise de gaz (9a), faisant partie du corps principal (9) de l'appareil, comportant, pre- mièrement un poussoir tubulaire (10) mobile axialement à coulissement, de manière étanche (par exemple, grâce à un joint torique (-11)), par rapport au corps (9), et sollicité vers le bas par un ressort (12), deuxièment un joint annulaire (13) d'étanchéité porté par l'extrémité libre du piston (10),destiné normalement à être appliqué de facon étanche contre la portion centrale en creux de la paroi convexe d'une cartouche perforable, troisièmement une pointe perforatrice (14), pointue à son extrémité libre, disposée à l'intérieur du poussoir tubulaire (10), montée de manière fixe en rotation sur le corps (9) de la tête de prise de gaz, grâce à un talon (14a) (opposé à l'extrémité libre (14b)) pris entre le corps (9) de la tête de prise de gaz et l'extrémité du ressort (12) opposée à celle en appui contre le poussoir (10). 26179'41 - 13 - ) un support (15), par exemple en forme de clo- che, destiné à coiffer la partie convexe de la cartouche perforable, ouvert à cet effet vers le bas, sur lequel se fixe par vissage, et donc de manière amovible, le corps (9), lequel comporte un filetage (9b) coopérant avec une bague taraudée (16) fixée sur le support (15); des moyens complémentaires (17), par exemple des bras repliables, permettent de solidariser la cartouche perforable avec le corps (9), une fois ce dernier vissé complètement et en place sur le support (15). S'agissant d'une cartouche perforable, le mode d'emploi d'un appareil tel que décrit précédemment est le suivant: S15 - on dispose d'une cartouche pleine et non perforée à l'intérieur du support (15) et on replie les bras (17), en position verticale, autour de la cartouche (comme représenté à la figure 3), - on visse ensuite le corps (9) sur le support (15), grâce à la bague taraudée (16); de cette manière, le poussoir tubulaire (10) équipé de son joint d'étanchéité (13), vient faire étanchéité contre la partie centrale du dome convexe de la cartouche, puis la pointe perforatrice (14) déchire la paroi de la cartouche, à l'intérieur du joint annulaire (13); et inversement, dans le cas du démontage de l'appareil, pour retirer une cartouche perforée et vide. Avec une cartouche selon la présente invention, le mode d'emploi est absolument à l'identique de celui décrit précédemment, à la différence qu'une cartouche à valve selon l'invention peut être retirée à volonté d'un appareil, sans qu'il soit besoin de prêter attention au fait que la cartouche est vide ou non. - 14 - Conformément à la figure 4, lorsqu'on utilise une cartouche selon l'invention, et d'après le mode d'emploi décrit précédemment, le joint annulaire (13) vient d'abord faire étanchéité contre la paroi concave (ld) du bossage central (lc) de la valve, puis la pointe perforatrice (14) pénètre dans l'ouverture (le), en étant guidée par le perçage central (3a) du joint (3), pour venir contre la partie centrale (4a) du clapet (4). Dès ce moment, ce dernier est alors repoussé par la pointe (14b), ce qui provoque l'ouverture de la valve, avec une complète étanchéité préalable entre l'appareil et la cartouche. Comme le montre la figure 4, la pointe perforatrice (14b) est susceptible d'usiner, lors de sa descente en rotation, la partie centrale (4a) du clapet, sans que cela puisse aboutir à une détérioration de la valve. - 15 - REVENDICATIONS 1/ Valve ayant généralement une forme de révolution autour d'un axe comprenant, premièrement une coupelle (1) métallique formant, successivement de l'extérieur vers son centre, un rebord annulaire (la), un fond (lb) situé dans un plan inférieur et transversal, au-dessous du. rebord annulaire, un bossage axial (lc) émergeant du plan transversal, dont le sommet (ld) comporte une ouverture centrale (le), deuxièmement n corps (2) de valve fixé de manière étanche à l'intérieur du bossage, grâce à un joint (3) élastique transversal avec un perçage central (3a), serré entre la paroi du corps et le sommet du bossage, troisièmement un clapet (4) mobile à l'intérieur du corps, repoussé élastiquement (5) vers le sommet du bossage, comportant une partie centrale (4a) et une lèvre (4b) périphérique en appui contre le joint transversal, dans la position fermée du clapet, caractérisée en ce que le sommet (ld) du bossage axial présente à l'extérieur une face concave, d'extension radiale à partir de l'ouverture centrale (le), et en correspondance le joint transversal (3) épouse la forme concave dudit sommet, tandis que ladite ouverture centrale (le) a un diamètre au moins égal à 4 mm. 2/ Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face concave du sommet du bossage axial (lc) a une forme sphérique. 3/ Valve selon la-revendication 1, caractérisée en ce que la lèvre périphérique (4b) du clapet (4) a un diamètre intérieur au moins égal à 4,5 mm. 4/Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le perçage central (3aY du joint transversal (3) a un diamètre inférieur à celui de l'ouverture centrale - 16 - du sommet du bossage. / Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face concave (ld) du sommet du bossage est parfaitement uniforme du bord plat de l'ouverture cen- trale (le) au rebord périphérique dudit bossage, arrondi vers le fond de la coupelle. 6/ Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la position fermée du clapet, la face ex- térieure (4d) de la partie centrale est disposée à une distance au plus égale à 3 mm du centre de l'ouverture centrale (le) du bossage axial. 7/ Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie centrale (4a) du clapet a une épaisseur au moins égale à 2 mm. 8/ Valve selon la revendication 1, comportant un ressort repoussant le clapet, caractérisée en ce que, le ressort (5) entre l'état comprimé et l'état détendu, correspondant à la fermeture de la valve, détermine une course du clapet au moins égale à 3 mm. 9/ Récipient, en particulier du type jetable après usage, comportant un corps (6) ou boîte, dans l'ouver- ture duquel est fixé, de manière étanche, une valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 10/ Récipient selon la revendication 9, rempli avec un gaz liquéfié (8), par exemple du butane.