Brevet FR2027438A1 — publié le 19700925

i 2027438 La présente invention concerne une agrafe dé for niable de fermeture adaptée pour être enroulée autour du' col d'un récipient flexiHe, tel qu'un sac en matière plastique, pour assumer un joint étanche à l'air afin d'y maintenir un produit sous vide. 5 Dans l'empaquetage de produits sous vide, tels que les viandes, fromages, volailles etc„00, il est essentiel qu'une étanchéité parfaite et durable soit obtenue de manière à éviter la corruption de ces produits par rentrée d'air de fuite dans le récipient. De nombreux essais ont été effectués jusqu'à présent pour perfebtion-10 ner ces agrafes afin d'obtenir une étanchéité optimale. Ce genre d'agrafe est dit transversal, il comprend un élément à section en U qui est conformé autour de l'embouchure ou col du récipient de manière que les branches opposées de l'agrafe soient croisées dans 1*opérâtion de conformation et amenées ainsi côte-à-e8te, en rela-15 tion étroite comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 400 433. Pour obtenir un joint d!étanchéité hermétique à l'air il est important d'appliquer des efforts de compression directs sur le col du récipient, radialement vers l'intérieur et extrêmement élevés 20 afin de comprimer le matériau constituant cet emballage et de réaliser le joint étanche. Ce cas se présente particulièrement aveo -des sacs ou autres récipients qui sont constitués en matériaux classiques modernes,, résistants et élastiques. L'un des genres d'agrafe antérieurs bien connu est de section 25/ ronde et formé à partir d'un fil cylindrique dont la forme générale est celle d'un U, deux branches et uns anse de connexion. Quand cette agrafe est déformée pour fermer le col d'un sac en matière plastique, le bord intérieur de la partie courbe de l'agrafe à section circulaire serre très énergiquement le sac par sertissage autour (il coL. 50 L'effort maximal qui est appliqué sur le matériau plastique par déformation de l'agrafe eBt concentré sur le bord courbé intérieur. Le sac n'est généralement pas endommagé par le profil rond de l'agrafe, qui est à son contact, parce qu'il est déformé selon une gorge par pression graduellement croissante, selon la surface 35 courbe de l'agrafe. Ces agrafes sont nécessairement réalisées à partir de fils de fort calibre afin d'assurer une résistance suffisante après déformation pour éviter que l'élasticité du sac fermé ne ramène l'agrafe sur une position partiellement ouverte et également afin d'éviter le glissement de cette agrafe sur le col du s- -■ 69 44826 2 2027438 sac, particulièrement quand ce col est coupé très près de l'agrafe. Les sacs agrafés sont généralement ainsi coupés, très près de l'agrafe, de manière que le paquet compact soit d'aspect plaisant et d'un encombrement strictement nécessaire, aussi bien sur le 5 comptoir de présentation que dans des cartons d'expédition. Ces agrafes des types connus nécessitent un jeu important dans le couloir d'alimentation de la machine à agrafer afin que celui-ci puisse recevoir la saillie de dimension maximale du bord extérieur cylindrique. Ce bord extérieur cylindrique est souvent la cause 10 d'inclinaisons irrégulières des agrafes séparées dans le couloir par basculement, entraînant le blocage de la machine. Pour éviter cet inconvénient il est souvent nécessaire d'agencer une liaison intérieure compliquée entre agrafes de façon qu'elles ne puissent basculer isolément dans les couloirs. 15 On a constaté que l'efficacité d'étanchéité d'une agrafe est proportionnelle à la déformation vers l'intérieur du matériau d'emballage au contact de la surface intérieure de l'agrafe et à la résistance opposée par cette agrafe à son ouverture sous l'effort d'élasticité du matériau ou le glissement au contact de 20 c® matériau d'emballag'e. La valeur du moment de la section, ou résistance de l'agrafe, est fonction de la forme de sa section transversale et indique la résistance que l'agrafe opposera à la déformation à la fois primaire et seoondaire, c'est-à-dire immédiatement et dans la suite. 25 La présente invention a donc pour objet une agrafe pouvant être utilisée dans des machines à agrafer normales, et qui crée et maintient une étanchéité efficace autour du col d'un récipient flexible tel qu'un sac en matière plastique. •L'agrafe selon l'invention est constituée par un fil.métalli-30 que de section sensiblement uniforme sur toute sa longueur et qui est courbé en U à deux branches, raccordées par une partie d'anse; cette agrafe a une section transversale dont la largeur est inférieure à la partie interne radiale et supérieure à la partie externe radiale, un raccord cintré progressif reliant la partie 35 d'anse avec les branches. De préférence, ladite partie intérieure de la section transversale est à bord arrondi. Ladite section transversale est avantageusement en forme de triangle isocèle à angles arrondis. Dans ce cas, il est avantageux 69 44826 3 2027438 d'orienter le triangle dans l'agrafe de manière que sa base soit placée à l'extérieur et que les deux côtés égaux soient relativement faibles pour que la section soit de forme plate. Des gorges convenables peuvent être ménagées dans la surface intérieure de 5 l'agrafe de part et d'autre de ladite partie radiale intérieure de largeur réduite, ces gorges s'étendant sur l'entière longueur dudit fil. En variante la section de l'agrafe peut être telle que la face dirigée vers l'intérieur de la section transversale soit en 10 forme d'arc continu. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de réalisation, et du dessin annexé sur lequel s - la figure 1 est une vue partiellement schématique, en élé-15 vation latérale, d'une agrafe selon l'invention avec les poinçons et matrice associés à l'instant où les branches de l'agrafe vont être repliées l'une sur l'autre; - la figure 2 est une coupe transversale à échelle très agrandie d'une agrafe caractéristique, selon la ligne 2-2 de la figure 1; 20 - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 mais d'une variante de réalisation; - la figure 4 est une coupe analogue à la figure 3 d'une seconde variante de réalisation; - la figure 5 est une coupe transversale du poinçon 12 d'agra-25 feuse selon la ligne"2-2 de la figure lj - la figure 6 est une section transversale de-1'embouchure d'un récipient fermé par une agrafe conformée autour de son col; et - la figure 7 est une vue en élévation latérale du col d'un sac en matière plastique auquel l'agrafe de la figure 1 et 2 est 50 appliquée. L'agrafe 10 de la figure 1 est telle que décrite plus en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 383 746 adaptée de manière générale pour être serrée contre une matrice 11 par un poinçon 12 afin d'être conformée autour du col 13 du récipient 55 à fermer. Cette agrafe 10 avant déformation comporte deux branches opposées 14 et 15 qui sont raccordées par une anse en courbe 16. Avant déformation ces branches 14 et 15 sont droites et peuvent être considérées comme sensiblement parallèles à une légère divergence près, qui est donnée vers l'extérieur depuis leur extrémité libre, afin d'en faciliter l'introduction commandée dans un couloir 69 44826 4 2027438 d'alimentation (non représenté) et sur le col d'un sac qui est resserré. Cette agrafe peut être constituée en tous matériaux convenables, y compris l'acier et l'aluminium, et être de préférence conformée à froid selon la représentation de la figure 1. 5 La section transversale d'agrafe 10, représentée sur la figure 2, est voisine d'un triangle isocèle dont les angles de la base sont arrondis en 17 et 18 et dont l'angle au sommet est très arrondi pour former un bord intérieur 20. Cette section transversale représentée sur la figure 2 indique que le bord intérieur est de rayon de cour-10 bure très large, supérieur à celui des bords dslrautre seefeicn. Les feoss.2L et 22 et la base 23 du triangle étant relativement droites constituent des surfaces d'agrafe tronconiques et cylindrique respectivement.Le contour de cette section transversale de l'agrafe est tel que le bord largement arrondi ou extrémité 20 est placé devant 15 le matériau à comprimer et refermer, et que les côtés 21 et 22 divergent de ce bord 20. Le poinçon 12 vient au contact de la surface extérieure 23 d'agrafe lOlil apparaît ainsi que la surface intérieure de ce poinçon rencontrant cette surface cylindrique 23 devra de préférence avoir la section transversale représentée sur 20 la figure 5. On voit que cet agencement assure un contact étendu de l'agrafe avec le poinçon selon l'entière surface■supérieure de celle-ci. Le poinçon a donc la possibilité de faire glisser légèrement l'agrafe en position correcte si nécessaire pour assurer un alignement convenable à l'aide des épaulements raccordés 25 et 26 25 qui maintiennent les bords arrondis extérieurs 17 et 18 de l'agrafe. La base 29 du poinçon prend appui sur la surface 23 de l' agrafe et un effort est ainsi appliqué sur celle-ci et réparti régulièrement sur une large surface de contact. La surface intérieure radiale de l'agrafe diminue vers un bord 30 intérieur 20 afin d'assurer une pression élevée d'appui au point le plus résistant du contact avec le matériau plastique du sac autour duquel l'agrafe est resserrée. Par suite des propriétés d'élasticité de ce matériau plastique, dans lequel le sac est habituellement réalisé ce matériau est refoulé vers l'extérieur depuis 55 le dessous du bord 20 et s'évase selon la surface latérale conique 21 et 22 de l'agrafe. Cette caractéristique est avantageuse en ce que la surface de fermeture par écrasement du matériau plastique de part et d'autre du bord 20, réduit toute tendance du bord lnté- 69 44826 5 2027438 rieur de l'agrafe à la pénétration ou cisaillement vers les parois du matériau plastique du sac sous les pressions relativement élevées de contact,, La plus grande part je de la masse de l'agrafe est très distante du bord intérieur, cette partie étant celle qui 5 est soumise à la contrainte la plus élevée engendrée par la réaction du sac résultant de son élasticité innée qui prend appui contre l'agrafe et tend continuellement à ramener celle-ci vers sa position d'ouverture. Cette conception d'agrafe lui donne une caractéristique élevée de serrage du fait de la meilleure répartition du 10 matériau sur la section totale. Toutes ces conditions contribuent à assurer un joint hermétique de haute qualité et de longue durée et à réduire les risques de fuite de l'enveloppe. Cette répartition en section transversale de masse assure une puissance élevée de fermeture et de maintien maximale à l'aide d'une quantité plus petite 15 de métal, ce qui réalise à la fois des économies de matériaux et de transport. Ce nouvel agencement d'agrafe permet aussi une déformation plus facile vers sa position de fermeture. La variante d'agrafe représentée sur la figure 3 est obtenue soit en fendant longitudinalement une tige métallique de section 20 circulaire ou en constituant un fil de matière première à section semi-circulaire. En section transversale, selon la ligne 2-2 de la figure 1, l'agrafe 3 comporte une partie extérieure plane 31 et une surface intérieure courbe 32. La mise en place de cette agrafe est sensiblement identique à celle décrite pour la figure 2, mais 25 cette agrafe présente l'inconvénient de nécessiter légèrement plus de matière pour être réalisée dans le but d'assurer un effet égal de fermeture et d'étanchéité. La section transversale représentée sur la figure 4 assure une plus grande économie de matière, mais lorsque l'agrafe est consti-30 tuée en un matériau doux tel que l'aluminium, la pression considérable de fermeture appliquée dans l'opération de sertissage peut l'affaisser, ce qui réduit sa résistance à l'ouverture vers l'extérieur. Dans certains cas cette agrafe peut s'affaisser et prendre la fcnre d'une bande large, ce qui réduit sa profondeur de pénétration sur le 35 col du matériau plastique en cours de déformation.Cette section doit correspondre à la coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1 au contact du poinçon; l'agrafe doit donc avoir une surface extérieure 34 sensiblement arrondie ou en forme de bande radiale, en contraste avec la surface extérieure cylindrique 23 dans le cas 69 44826 6 2027438 de la figure 2. Cette surface arrondie 34 aidera au centrage de l'agrafe si elle est utilisée avec un dispositif d'agrafage ayant un poinçon à surface arrondie correspondante c'est-à-dire qui est concave en section transversale analogue à celle de la figure 5. 5 Les côtés 35 et 36 ont des gorges 37 et 38 respectives, des tinées à réduire la quantité de matière nécessaire à la fabrication de l'agrafe. Naturellement, le bombement de la partie de surface supérieure 34 en forme légèrement arrondie prélève un peu de la matière qui est économisée par l'agencement de gorges 37 et 38. Le 10 bord 39 est arrondi, comme déjà décrit, de manière qu'il ne puisse cisailler la surface du matériau plastique du sac. L'arrondi de bord intérieur dans ce cas particulier est plus aigu que celui des bords intérieurs des agrafes 10 et 30. Dans certains cas, de matériaux plastiques constitutifs de sacs, pouvant être facile-15 ment déformés, la matière peut remonter dans les gorges 37_et 38, bloquant ainsi l'agrafe régulièrement de façon plus sûre contre le glissement. Il est évident que certaines caractéristiques des différents modèles de sections peuvent être combinées, par exemple dans certains cas la surface arrondie 34 est associée avantageuse-20 ment à une surface intérieure ayant la section semi-circulaire de l'agrafe 30 ou toute forme courbe analogue. L'utilisation des agrafes décrites Gi-dessus à la fermeture de récipients sous vide a été particulièrement envisagée, parce que les agrafes de type antérieur, auxquelles on les substitue sont 25 très appliquées dans ce genre de fermeture. Cependant, la nouvelle agrafe est évidemment également applicable à d'autres utilisations, par exemple à la fermeture d'enveloppes qui sont soumises à une pression interne au lieu d'être sous vide, c'est-à-dire qui sont gonflées au lieu d'être en dépression. Il est évident que 30 l'agrafe de l'invention assure une fermeture de qualité supérieure chaque fois qu'un agrafage est préconisé. Si le sac ou enceinte d'utilisation doit être suspendu avec le produit dont le poids est alors appliqué sur le col agrafé, la résistance élevée de l'agrafe au glissement sur la longueur de ce col est particulièrement 35 avantageuse. Par ailleurs les agrafes séparées ne sont pas nécessairement fabriquées à partir d'un fil continu mais peuvent être formées séparément par /tous procédés, l'élément de longueur réduite présentant les propriétés générales du fil pour lequel le terme "fil métallique" a été utilisé dans cette description. 69 44826 7 2027438 REVENDICATIONS 1) Agrafe constituée par un fil à section transversale sensiblement uniforme sur toute sa longueur, en forme de U à deux branches raccordées par une anse, et caractérisée en ce 5 que ladite section transversale est de largeur plus faible à sa partie intérieure radiale qu'à sa partie extérieure radiale, et en ce qu'une partie courbe raccorde progressivement ladite _ anse auxdites branches. 2) Agrafe selon la revendication 1, caractérisée de plus 10 en ce que la partie en anse est constituée par un élément en arc raccordant progressivement les deux branches. 3) Agrafe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée de plus en ce que ladite partie intérieure de section transversale est à bord arrondi. 15 4) Agrafe selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée de plus en ce que la section transversale est sensiblement en forme de triangle isocèle à angles arrondis. 5) Agrafe selon la revendication 4, caractérisée de plus 20 en ce que là base du triangle est disposée vers l'extérieur et que les'deux côtés égaux sont de dimensions faibles, pour que la section soit relativement plate. 6) Agrafe selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle des gorges sont ménagées dans la surface 25 dirigée vers l'intérieur de l'agrafe, de part et d'autre desdites parties intérieures de largeur réduite, ces gorges s'étendant sur la longueur dudit fil. 7) Agrafe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle la surface dirigée entièrement vers l'inté-30 rieur de sa section transversale est en forme d'arc continu. 8) Un récipient ou sac en matière plastique, caractérisé en ce que son col est serré de manière étanche par une agrafe selon l'une quelconque des revendications précédentes.