Sheaffer vac-fill, suite et fin (?) de l’enquête…

Les Sheaffer vac-fill, qu’ils soient des Balance ou des Triumph, sont des stylos de conception relativement simple. Leur restauration est quant à elle compliqué. J’en avais restauré quelques-un (voir ici et ) puis un peu abandonné ces stylos… Ma technique de l’époque avait en effet pas mal de limitations. Ayant ensuite eu l’occasion d’acquérir un lot de corps de vac-fill sans plumes, j’ai pu ré-investiguer ces stylos et enfin mettre ma technique au point, qui me permet maintenant d’avoir un taux de réussite bien plus élevé et surtout constants. Voici les résultats de cette enquête après de nombreux tests.

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1. Design du système vac-fill de Sheaffer

Les système de remplissage vac-fill est apparu en 1934 sur les stylos des sous-marques WASP (Walter A. Sheaffer Pen) et les bien-nommés « Vacuum-fill » puis en 1935 sur les Balances. Le système n’avait rien de neuf, Onoto l’utilisait depuis 1905 (brevet U.S. 813,534). Le principe est simple: un piston descend dans le réservoir qui possède un élargissement au bout de celui-ci. Une fois que le piston arrive dans cette chambre d’expansion, le vide crée dans le réservoir aspire l’encre via le conduit. Les vac-fill remplissent donc quand on repousse le piston, à l’inverse donc des « syringe filler » dont le nom décrit bien le fonctionnement.

Le système qui a été produit est celui tel que décrit dans le brevet U.S. 1,983,682 attribué le 11 décembre 1934 à Walter A. Sheaffer. C’est en fait une amélioration du brevet U.S. 1,926,406 de Henry H. Polk de 1933. La figure 1 décrit la construction du système:Hebergeur d'image

C’est bien le système que l’on retrouve sur les sous-marques de Sheaffer et les premiers Balances vac-fill. On remarquera le packing unit qui est vissé au cul du stylo et le blind cap indépendant de la tige du piston. Pour des raisons qui restent inexpliqués, Sheaffer a ensuite changé le système de fixation du packing unit pour un qui est soudé au solvant dans le corps. Les description de ces stylos dans les manuels de réparation d’époque donne une image correcte de leur construction:

Balance:
hostingpics.netTriumph:
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Tous les restaurateurs actuels de vac-fill regrettent cette décision, les packing unit vissés sont facilement démontables du stylo alors que les soudés sont impossibles à retirer. Cela prend son sens dans l’optique de Sheaffer de l’époque, un packing unit solidement fixé a moins de chances de bouger et causer des fuites. C’est ce packing unit qui est à l’origine de tous les problèmes de restauration, car autant changer le joint du piston est aisé, refaire l’étanchéité dans le packing unit est bien plus compliqué de part l’impossibilité de simplement le retirer du stylo pour changer les joints.

2. Le packing unit

Bien qu’il soit soudé au cul du stylo , il arrive parfois que le packing unit se décolle et il est alors possible de voir son contenu:
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En haut le contenu « original », deux disques de feutres pris en sandwich entre les deux joints en caoutchouc. Les disques de feutre étaient imprégnés de graisse pour que la tige du piston coulisse facilement. On remarquera que le joint coté réservoir est incurvé, cela est du à la pression exercé sur celui-ci lorsque l’on tire le piston avec du liquide dans le réservoir. Bien qu’il était recommandé par Sheaffer d’actionner plusieurs fois le piston pour avoir un remplissage optimal, cela finissait par déformer les joints et les fuites commençaient ainsi… Le disque en celluloïd à la droite refermait le packing unit (« packing seat » sur le schéma du Triumph) pour empêcher au contenu de s’échapper.
le second packing unit sur la photo a le contenu « moderne », le o-ring remplace les disques de feutre et les joints, la rondelle de plastique servant à le maintenir dans le packing unit.  La rondelle se place dans le packing unit et y est soudé au solvant pour avoir la solidité nécessaire.

Cette méthode, qui revient à reconstruire le packing unit de l’intérieur, est celle que j’utilise et n’induit aucune perte de capacité en encre du stylo. Cela n’est pas le cas avec toutes les méthodes qui consistent ne pas restaurer le packing unit original et placer un joint ou cartouche d’étanchéité juste devant dans le réservoir qui joue le rôle de packing unit. Ces dernières solutions peuvent aussi présenter le risque de déformer le stylo en forçant sur les parois du réservoir. Même si la méthode que j’utilise est destructive vis-à vis de la rondelle originale, elle l’est moins que celle préconisé dans les manuel d’époque, qui consistait à forer le packing unit sur un tour et simplement en coller un nouveau!

3. La tige de piston

Pièce maitresse pour actionner le système, elle existe sous deux formes: en acier recouverte d’ébonite ou en acier inoxydable:
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Les tige en acier recouverte d’ébonite se trouvent uniquement sur les Balances et ont été ensuite abandonnées au profit de celles en inox. Le problème était que si l’ébonite laissait passer de l’encre, la partie métallique rouillait et la tige finissait par se fendre:
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Comme on peut le voir sur la photo, les tiges en inox ne sont pas aussi sans leur lot de soucis, elle sont aussi attaqués par l’encre. La tige de la photo a un anneau assez courant en plus d’une multitude de points de corrosion. Il n’y a pas d’autre solution que de changer la tige, ce qui peut mettre fin à la restauration d’un stylo faute de pièce de remplacement ou de pouvoir en refabriquer…

4. Le joint du piston

Second joint du système, il est maintenu sur la tige entre un disque incurvé et un écrou:
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en haut c’est le système avec le joint d’origine, en caoutchouc imprégné de graphite. En dessous c’est avec un joint neuf et le petit anneau sur la tige que l’on trouve parfois sur certains stylos. Le rôle de cet anneau était sans doute de réduire les contraintes sur les joints du packing unit. Les trois tailles de joints sont présentées en dessous, telles qu’on peut les trouver sur les Balances (oversize, standard et slender). Les Triumph n’utilisent que la plus petite taille.

Lorsque le joint est monté sur la tige, il prend une forme incurvée vers l’avant:
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Ainsi Sheaffer pouvait utiliser des joints fait à partir d’une feuille de caoutchouc et non pas des joints en forme de cône bien plus couteux à produire. Et comme ces derniers étaient brevetés par Onoto ça avait un coté « pratique »… Tel que décrit dans les brevets, la forme incurvé permet au liquide de passer facilement le joint lorsque on tire la tige:
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une fois que l’on repousse la tige, le joint épouse la forme du disque et fait ainsi une étanchéité parfaite:
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Pour avoir observé plusieurs joints en action dans des stylos avec une bonne transparence ou dans les cartouches internes, le repliage du joint n’a pas lieu et il garde sa forme en cône. L’angle de cône l’ouvre un peu mais c’est tout.

5. Le blind cap

Mis a part la différence esthétique entre les blind cap avec le motif « cathedral weaves » ou pas, les différences principales sont la fixation du blind cap sur la tige du piston. Sauf dans le cas des desk pen, tous les Sheaffer vac-fill ont le blind cap fixé sur la tige:
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De bas en haut:
– la tige directement vissé sur le blind cap. Sur les balances et les Triumph WW2.
– le système « écrou/contre écrou » que l’on trouve uniquement sur les Balances. La tige se visse sur un écrou en laiton dans le blind cap, le second écrou évite que la tige se dévisse.
– le système « écrou alu » que l’on trouve uniquement sur les Triumph post-WW2. Il permet à la tige de tourner de façon indépendante du blind cap.

Bien évidemment chaque type de mode de fixation nécessite des outils différents pour les démonter…

6. la « ligne de bulle »

Même avec un packing unit reconstruit, un nouveau joint de piston et un beau « pop » quand on teste le système il peut arriver que le stylo remplisse mal, voir pas du tout. Mis à part les fuite par l’extérieur du packing unit, le plus souvent le coupable est ce que j’appelle la « ligne de bulle »:
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Elle est visible juste au dessus de l’inscription sur ce stylo. Celle est du au vieillissement du celluloïd et à la manière dont était fabriqué les stylos présentant ce problème. Ils n’était pas tournés à partir d’une barre de celluloïd mais fabriqué avec une feuille de celluloïd formé à chaud en tube et ensuite soudé au solvant. La « ligne de bulles » est en fait cette jonction qui au fil du temps fini par se ré-ouvrir. Les bulles sont en fait de micro-trous qui empêchent de générer un vide adéquat dans le stylo. C’est heureusement réparable mais soyez pas pressé: il faut compter 1 à 2 mois avant d’avoir un résultat satisfaisant…

Puisque on est sur le sujet du celluloïd, la quasi-totalité des stylos sont plus ou moins ambrés sur les parties laissant passer la lumière. Le celluloïd au contact de l’encre passe de transparent à marron plus ou moins foncé (il verdit si il n’a pas été exposé à l’encre), certains coloris vieillissant très mal. Mais comme certaines partie sont protégées de l’encre en démontant les stylo il est possible d’avoir un aperçu de ce que à quoi ressemblait le stylo à l’origine:
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7. Les plumes

Les Balances sont uniquement équipés de plumes ouvertes (Feathertouch, lifetime Feathertouch, N°3 et junior). Celle-ci sont emboité avec le conduit dans la section d’une manière très classique:
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Ces plumes étaient disponibles en différent styles, ici une pub de 1941 pour les feathertouch:
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Même si il y a des plumes flexibles, 60-70% de la demande était pour des F (le reste en M et EF), ce qui explique la rareté de ces plumes spéciales à l’heure actuelle.

Les Triumph étaient équipés de la plume conique du même nom, vissé dans la section:
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A gauche une Triumph WW2, à droite une post-WW2. Les plume WW2 sont directement fixé sur le collier plastique, celle post-WW2 sont vissées sur le collier par l’intermédiaire une bague. On peut voir cet assemblage sur ce schéma:
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Comme les feathertouch les styles étaient divers et variés:
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Les Triumph équipé d’une plume ouverte (et oui!) reprenaient le système des Balances à levier: le conduit et la plume sont maintenu par une bague, le tout emboité dans la section:
hostingpics.netLes conduits ont tous un prolongement dont la fonction est souvent mal comprise. Son rôle est de décaler le piston sur le coté une fois le blind cap revissé:
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Le but est d’avoir un espace assez grand pour laisser passer l’air vers le réservoir. Si le joint restait centré dans la chambre d’expansion, l’espace en forme d’anneau entre le joint et la paroi ne laisserait pas passer l’air. En décalant le piston sur un coté cet espace prend la forme d’un croissant de largeur plus importante qui assure un échange air/encre sans interruptions. Le prolongement du conduit n’a pas d’influence au remplissage, l’encre étant aspiré par du vide dans le réservoir, il n’y a pas d’échange air/encre à effectuer. Le piston rentre d’ailleurs au contact du prolongement qu’une fois le blind cap revissé.

Le vissage du blind cap peut poser des problèmes si le joint frotte sur le prolongement ce qui fini par le découper. Ce problème est éliminé avec le blind à écrou alu: le piston ne tourne pas, juste le blind cap. Le prolongement peut aussi casser si le piston vient taper le prolongement lorsque on repousse le blind cap. Cela arrive lorsque le celluloid s’est contracté avec le temps, raccourcissant le stylo d’un ou deux cruciaux millimètres.  Sans le prolongement il se peut que le stylo fonctionne toujours sans soucis ou alors présentera des arrêt de débit après une page ou deux car l’encre reste bloqué dans le réservoir.

8. les cartouches internes

Une variation du système apparue après la seconde guerre mondiale sont les cartouches interne. Au lieu de que le corps serve de réservoir, un ensemble réservoir/section est contenu dans le corps:

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Cette dernière évolution du système fut aussi la plus aboutie, le système vac-fill était alors quasiment parfait. Selon certaines sources ces cartouches était jetables, les réparateurs se contentant de les échanger en cas de problèmes. Toutefois dans un manuel de Sheaffer il est indiqué de découper le packing unit et en souder un autre si il venait à fuir, se qui semble plus logique. Quoi qu’il en soit ces cartouches se restaurent comme les stylos avec le corps faisant office de réservoir, voir plus facilement.

9. Capacité en encre

Les vac-fill ont une réputation de « supertanker » question capacité d’encre. C’est parfaitement justifié pour les Balances avec des volumes de plus de 3ml pour les versions oversize. Pour les Triumph, les réservoirs sont plus étroits de part la nécessite d’utiliser le joint de piston de plus petite taille. Comme les sections ne se démontent pas, le piston s’introduit par l’endroit ou la plume se visse d’où une limitation de diamètre. Malgré cela les volumes restent conséquent, l’équivalent de deux cartouches internationales voir plus.

Même correctement restauré, les vac-fill remplissent qu’au 3/4 du volume maximal possible. La raison est simple, tout l’air n’est pas expulsé de l’intérieur du stylo: le volume dans la section et la chambre expansion sont des volumes mort. En conséquence ont peut avoir l’impression que le stylo ne rempli pas entièrement. Sheaffer a donc trouvé une solution assez simple:
hostingpics.netOn remarquera au passage les deux couleurs différentes des stries bien que les stylos soient du même modèle, simplement à cause des conditions dans lesquelles ils ont vieilli.

Il suffit simplement de laisser le haut du réservoir opaque et on a l’impression que le stylo rempli entièrement. Et l’illusion est parfaite:

10. Conclusion

Les vac-fill sont effectivement bien plus compliqué a restaurer que d’autres stylos, avec pas mal de variations. Ce ne sont pas des stylos à la porté de débutants car il y a pas mal de techniques à maitriser avant de pouvoir s’y attaquer. Mais une fois la technique au point les résultats sont là. L’investissement est bien plus grand qu’avec d’autres types de systèmes de remplissage car pas mal de détails comptent pour arriver à faire fonctionner le système à son maximum. Sans compter les surprises qui arrivent parfois… Mais le jeu en vaut vraiment la chandelle:

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