Brevet FR2077231A1 — publié le 19711022

La présente invention concerne de façon générale des récipients à resserrement. Elle se rapporte en particulier à des boîtes en tôle métallique à resserrement, couramment utilisées comme boîtes 5 de conserve dans diverses industries alimentaires, y compris l'industrie des boissons. Il est nécessaire que ces boîtes soient peu coûteuses, en particulier lorsqu'elles doivent être jetées après usage. Il est nécessaire aussi que la boîte soit assurée d'une fermeture hermétique pour que son contenu soit à 10 l'abri des contaminations et pour que, si elle a été mise sous pression, elle conserve celle-ci. Dans les boîtes de conserve pour boissons, à resserrement, de la technique antérieure, on ne pouvait obtenir une fermeture hermétique qu'au prix de dépenses sensibles. Par 15 exemple , les brevets des Etats-Unis d'Amérique au nom de Stephan ,Nos. 3.343.670 et 3.349.956 décrivent des boîtes de conserve à resserrement pour faciliter leur emballage et leur empilement, comprenant un corps de boîte tubulaire formé en une seule pièce avec un fond de boîte et ayant une section resserrée 20 près du fond formé d'une seule pièce avec la boîte. Comme la plus grande partie de la boîte est formée en une seule pièce, on est assuré virtuellement d'avoir une boîte fermée hermétiquement. Cependant, la formation en une seule pièce du corps tubulaire et du fond exige le recours à un procédé tel que 25 1'extrusion,qui est plus cher que les techniques de fabrication classiques des boîtes à coutures utilisées par 1'industrie des boîtes de conserve .De même, le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3.394.837,accordé à Hanson et autres, décrit un corps de boîte tubulaire formé en une pièce avec un fond de 30 boîte. A nouveau, la particularité d'une fermeture hermétique est assurée, mais à un prix appréciable. Un des buts de l'invention est de procurer une boîte à resserrement, obtenue à bon marché. En conformité avec ce but, on prévoit une boîte et un procédé pour former une boîte, dans 35 lesquels la boîte comprend une partie de corps tubulaire à couture latérale ayant au moins une section terminale resserrée et fixée par couture à un fond de boîte. Grâce à la couture 71 01693 2 2077231 latérale du corps tubulaire et à l'attache par couture du fond au corps, on peut utiliser des techniques classiques peu coûteuses pour la fabrication de la boîte à resserrement. Par ailleurs, en conformité avec ce but, encore, le diamètre exté-5 rieur maximal du fond ou de l'extrémité de la boîte peut être inférieur au diamètre extérieur maximal du corps de boîte tubulaire. Par conséquent, le diamètre total du fond attaché par couture sera sensiblement inférieur au diamètre extérieur maximal de la partie de corps tubulaire. La réduction de la surface 10 totale du fond se traduit par une économie sensible. Un autre but important de l'invention est de procurer une boîte fermée hermétiquement. En conformité avec ce but, la couture latérale qui s'étend sur toute la longueur du corps tubulaire de l'a boîte est construite pour résister à une pression 15 intérieure d'au moins 6,9 bars. Ceci peut s'obtenir en prévoyant une partie à compénétration ayant sensiblement même longueur qu'une partie centrale du corps tubulaire de la boîte et une partie formant patte qui s'étend le long de la section terminale resserrée du corps de la boîte et qui s'étend jusque dans la 20 section centrale cylindrique. La partie de patte de la couture, après soudage et brasage, supportera le sertissage vers l'intérieur à l'endroit de la section terminale resserrée et assurera > encore la fermeture hermétique désirée. Pour une explication plus détaillée de l'invention, de.s 25 buts énoncés précédemment ainsi que d'autres, on pourra se reporter à la description suivante associée aux dessins sur lesquels s - - La figure 1 est une coupe verticale d'une boîte de conserve resserrée à ses deux extrémités? 30 - la figure 2 est une vue en coupe verticale, -partielle ment agrandie, de la boîte resserrée ,telle que montrée à la figure 1j - la figure 3 est une vue en élévation partielle d'un corps de boîte avant son resserrement 5 35 .- la figure 4 est une vue en coupe de la couture laté rale, considérée suivant les lignes de coupe 4-4 de la figure 3; 71 01693 3 2077231 - la figure 5 est une coupe de la partie à compénétra-tion de la couture latérale, considérée suivant les lignes de coupe 5-5 de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en élévation partielle d'un 5 corps de boîte ayant une couture latérale modifiée; - la figure 7 est une vue en élévation partielle d'un corps de boîte ayant une couture latérale modifiée d'autre façon ; - la figure 8 est une coupe verticale d'une paire de 10 boites resserrées à l'une de leurs extrémités seulement» la boîte supérieure étant représentée en élévation et la boîte inférieure en coupe ; et - les figures 9a à 9f représentent schématiquement un procédé de fabrication de ces boîtes. 15 Une boîte de conserve pour boissons 10 représentée à la figure 1 est resserrée à ses deux extrémités par un sertissage vers l'intérieur, brusque et notable, d'un corps tubulaire 12 près de ses extrémités 14. Suivant les techniques .de fabrication classiques à bon marché de l'industrie des boîtes de conserve, 20 la partie de corps tubulaire est formée à partir d'un flan de tôle métallique et elle comprend une couture latérale 16 reliant les bords opposés du flan. Suivant, encore, les techniques de fabrication classiques à bon marché de l'industrie des boîtes de conserve pour boissons, les fonds 14 sont d'abord formés sépa-25 rément du corps tubulaire 12 et lui sont fixés ensuite par des coutures doubles 18. Bien que la couture latérale 16 et les coutures doubles 18 soient utilisées suivant les techniques de fabrication classiques de l'industrie des boites de conserve, la couture latérale 16 et les fonds 14 qui sont fixés au corps 30 tubulaire 12 par les coutures doubles 18 ,ne sont pas classiques. En considérant d'abord les fonds 14 à coutures doubles, montrés aux figures 1 et 2 , on verra que par suite du resserrement du corps tubulaire 12, le diamètre extérieur maximal ou diamètre total des fonds 14 après attache par couture double 35 au corps tubulaire 12, est sensiblement inférieur au diamètre maximal intérieur ou extérieur du corps tubulaire 12. En conséquence, la surface totale des fonds 14 ,et par conséquent la 71 01693 4 2077231 quantité totale de métal intervenant dans leur fabrication, sont sensiblement moindres que dans le cas des fonds classiques dont le diamètre extérieur maximal ou diamètre total, lorsqu'ils sont attachés par coutures doubles au corps tubulaire de la 5 boîte, dépasse le diamètre maximal du corps tubulaire de la boîte. Examinant à présent la couture latérale 16, on verra que le sertissage vers l'intérieur,sensible, du corps tubulaire 12, qui permet l'emploi de fonds 14 plus petits, a lieu sur une 10 partie de la couture latérale 16. On remarquera que ce sertissage vers l'intérieur soumet cette partie de la couture latérale 16 à une déformation marquée et intense. Comme montré à la figure 2, le corps tubulaire 12 est sensiblement cylindrique dans sa section centrale 20 et sensiblement cylindrique dans sa 15 section terminale 22, mais sensiblement conique ou allant en se rétrécissant dàns sa section terminale 24» Il en résulte que le corps tubulaire 12 ainsi que la couture latérale 16 montrés à la figure 1 subissent une déformation ou un sertissage vers l'intérieur suivant des angles d'environ 45 degrés, les sommets 20 des angles se situant entre la partie qui va en se rétrécissant 24 et les sections cylindriques centrale 20 et terminale 22. Bien que la déformation d'un corps de boîte tubulaire . sans couture latérale spar sertissage sensible vers l'intérieur,, ne pose aucun problème d'étanchéité, ces problèmes se posent 25 avec le pliage d'un corps de boîte tubulaire à couture latérale. La couture latérale 16 présente donc certaines particularités assurant que ces problèmes d'étanchéité ne se posent pas. En particulier, la couture latérale 16 comprend une partie de patte prolongée 26 près des bords terminaux du corps tubulaire 12. 30 Comme montré aux figures 3 et 4, la partie de patte 26 qui n'est pas encore sertie vers l'intérieur comprend une soudure par points ou à projection 28 sensiblement centrée sur la partie de patte 26. Lorsqu'on sertit le corps tubulaire 12 vers l'intérieur, la soudure 28 se trouvera à mi-hauteur de la partie 24 35 qui va en se rétrécissant, comme montré à la figure 1. On remarquera que la partie en forme de patte 26 s'étend en fait jusque dans la section centrale cylindrique 20 ainsi que dans 71 01693 5 2077231 la section terminale cylindrique 22, si bien que la couture latérale 16 ne comporte que deux couches aux points de déformation maximale, c'est-à-dire aux points où le corps tubulaire 12 est serti ou déformé suivant des angles de 45 degrés. Une par-5 tie à compénétration 30 de la couture latérale 16, qui est à quatre couches, s'étend sur une partie sensible de la section centrale cylindrique 20. La partie à compénétration 30 que montrent les figures 1 et 5, sauf qu'elle est quelque peu raccourcie, est sensiblement classique et comprend une série de 10 bosses 32 faisant saillie vers l'intérieur, qui bloquent les bords cousus du corps tubulaire 12 l'un par rapport à l'autre pour empêcher un glissement axial le long de la couture latérale 16. La couture latérale 16 tout entière, comprenant la partie à compénétration 30 et la partie formant patte 26, est 15 soudée pour achever la fermeture hermétique. Les figures 6 et 7 montrent des modifications de la partie de patte 26, qui se rapportent à l'emplacement des soudures électriques. A la figure 6 qui montre la partie de patte 26 avant sertissage vers l'intérieur de la partie de corps tubu-20 laire 12, il y a deux soudures par points ou à projection 34. Les emplacements de ces soudures électriques 34 sont importants du fait que le corps de boîte tubulaire 12,lorsqu'on le sertira vers l'intérieur, se déformera à l'endroit des soudures 34. Par suite, les soudures électriques 34 assurent une liaison solide 25 des bords de la couture latérale aux points de déformation maximale. A la figure 7, une soudure 36 allongée, par point ou à projection, est centrée sur la partie de patte 26, comme dans le cas de la soudure électrique 28. Cependant, la soudure 36 est allongée de façon à assurer une fixation solide de la par-30 tie de patte sur l'étendue de la section 24 qui va en se rétrécissant, une fois le corps tubulaire 12 serti vers l'intérieur. A la figure 8, on a montré une paire de boîtes 40 qui ne sont resserrées qu'à une de leurs extrémités. Les boîtes 40 sont identiques à la boîte 10,sauf que l'une et l'autre de ces 35 boîtes 40 n'est pas resserrée à l'endroit d'un fond à double couture 42,classique. On a donc utilisé les mêmes indices de référence pour identifier des éléments identiques. 71 01693 6 2077231 Les "boîtes 40 s'empilent bout à bout s le fond 14 reposant sur le fond classique 42» On peut voir que la réduction brusque et sensible du diamètre de la partie de corps tubulaire 12, de la boîte supérieure 40 à son fond 14 permet à ce fond 14 5 de s'adapter dans* le fond" classique 42. La couture latérale 16 qui comprend la partie de patte 26 et une partie de patte classique et raccourcie 44 assure une fermeture, hermétique pour des pressions dépassant 6,9 bars. ;• Les figures 9a à 9f' illustrent un procédé de fabrication 10 des boîtes à resserrement 10 et 40. Dans la première étape du procédé ,qu'illustre la figure 9a, un flan de tôle métallique 46 est formé par une opération classique de découpage. Dans-la seconde étape du procédé de fabrication montrée par la figure 9b,.le corps tubulaire 12 est mis en forme à 15 partir du flan 46 en produisant une compénétration et un recouvrement des bords longitudinaux opposés du flan 46. Cette étape représente l'opération initiale de formation de la couture latérale 16. L'opération suivante dans la fabrication de la couture latérale 16 et la troisième étape de la fabrication de 20 la boîte à resserrement, sont montrées par la figure 9c. Comme montré en cet endroit, une paire d'électrodes de soudure 48 forme les points de soudure 28, 34 ou 36 de la ou des parties de patte 26. A la figure 9d, on montre la dernière opération de formation de la couture latérale et la quatrième étape de la 25 fabrication de la boîte. Cette opération et cette étape font intervenir le brasage de la couture latérale à partir d'un rouleau dé soudure d'apport 50 qui tourne dans un sens propre à obliger la soudure à pénétrer entre les couches de la couture latérale 16. 30 Lorsque la couture latérale 16 a été formée, la boîte passe à la cinquième étape du procédé de fabrication, laquelle consiste à sertir vers l'intérieur le corps tubulaire, comme le montre la figure 9e.On introduit un mandrin 52 dans l'intérieur du tube, tandis qu'un outil de sertissage 54 passe au-35 tour de l'extérieur du corps tubulaire 12. Lorsque l'outil de sertissage 54 a exécuté un certain nombre de tours autour du corps tubulaire 12, l'opération de resserrement est terminée. BAD ORIGINAL 71 01693 7 2077231 Si le corps tubulaire 12 doit être resserré aux deux extrémités, le mandrin 52 est rétractable pour permettre de l'extraire du corps tubulaire 12 resserré. les couches de métal à l'endroit de la partie de patte 26 et de la partie à compénétration 30 5 de la couture latérale 16 ont été montrées écartées les unes des autres, dans un but d'illustration seulement. Elles sont en réalité en contact mutuel pour assurer une fermeture hermétique . Après que le corps tubulaire 12 de la boîte ait été 10 achevé par formation de brides à ses deux extrémités, on peut y fixer les fonds de boîte 14 et 42. Comme montré à la figure 9f, le fond 14 est fixé au corps tubulaire 12 de la boîte par couture double. Les couches de métal à l'endroit de la couture double 18 n'ont été montrées espacées l'une de l'autre que dans 15 un but d'illustration. Bien que l'on ait décrit la présente invention à propos de détails de boîtes particulières et de détails d'un procédé pour les fabriquer, il est bien entendu que ces détails ne limitent pas l'invention. Les termes et expressions utilisés 20 n'ont, eux aussi, qu'un but descriptif et non limitatif. 71 01693 8 2077231 BEVEKDICATIONS 1.~ Boîte métallique comprenant un corps de tôle métallique sensiblement tubulaire, comprenant une section centrale sensiblement cylindrique et au moins une section terminale 5 sertie vers l'intérieur, ce corps tubulaire comprenant en outre une couture latérale soudée électriquement et brasée, qui s'étend suivant la longueur du corps tubulaire, y compris la section terminale sertie vers l'intérieur, et un fond de boîte relié par double couture à chacune des sections terminales , 10 dont l'une au moins est sertie vers l'intérieur, ce fond ayant un diamètre extérieur maximal, après attache par double couture du fond au corps de tôle métallique tubulaire, sensiblement inférieur au diamètre intérieur maximal de la section sensiblement cylindrique. 15 2.- Boîte métallique suivant la revendication 1, carac térisée en ce que la couturé latérale comprend une partie à compénétration s'étendant le long de la section centrale cylindrique, et au moins une partie formant patte s'étendant le long de la section terminale qui est sertie vers l'intérieur dans au 20 moins un des fonds, et s'étendant jusque dans la section■cylindrique . 5.- Boîte métallique comprenant un corps de boîte sensi- , blement tubulaire, comprenant une section centrale sensiblement, cylindrique et au moins une section terminale resserrée, cette 25 section terminale resserrée donnant lieu à une réduction brusque et sensible du diamètre du corps tubulaire de la boîte, ce corps tubulaire de la boîte comprenant en outre une couture latérale soudée et brasée, s'étendant suivant le corps tubulaire en y comprenant la partie resserrée, cette couture assurant une 30 fermeture hermétique sous des pressions dépassant 6,9 bars, et un fond de boîte attaché par double couture à chacune des sections terminales dont l'une au moins est resserrée» ce fond de boîte ayant un diamètre extérieur maximal sensiblement inférieur au diamètre extérieur maximal de la section centrale cylindrique*. 35 4.- Boîte métallique suivant la revendication 3, carac térisée en ce que la couture latérale comprend une partie à compénétration s'étendant le long de la section centrale cylin 71 01693 9 2077231 drique, et au moins une partie formant patte s'étendant le long de la section terminale qui est resserrée dans au moins un des fonds de la boîte, et s'étendant jusque dans la section centrale cylindrique. 5 5.- Boîte métallique comprenant un corps de tôle métalli que tubulaire ayant une couture latérale soudée et brasée, et une paire de fonds de boîte attachés par double couture au corps de tôle métallique tubulaire,ce corps de tôle métallique tubulaire comprenant une section qui va en se rétrécissant "sen-10 siblement, proche de l'un au moins des fonds de la boîte, mais écartée de celui-ci, en sorte que le diamètre extérieur maximal de ce fond de boîte au moins soit sensiblement inférieur au diamètre extérieur maximal du corps de tôle métallique tubulaire . 15 6.- Boîte métallique pour un contenu sous pression élevée comprenant une paire de fonds de boîte et un corps de boîte sensiblement tubulaire, ayant des bords terminaux' reliés aux fonds de boîte par des coutures doubles et ayant une couture latérale étanche qui s'étend entre ces bords terminaux, le corps 20 comprenant une section terminale cylindrique, au moins une section terminale cylindrique ayant un diamètre inférieur au diamètre de la section centrale cylindrique précitée et une section terminale qui va en se rétrécissant vers l'intérieur, entre la section centrale cylindrique et la section terminale 25 cylindrique, cette couture latérale comprenant une partie à compénétration, soudée et brasée, qui s'étend le long de la section centrale, et des parties de patte soudées et brasées, s'étendant à partir de chacun des bords terminaux, l'une au moins des parties de patte s'étendant le long d'une section 30 terminale cylindrique au moins, et le long de la section qui va en se rétrécissant, jusque dans la section centrale cylindrique . 7.- Boîte métallique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'une au moins des parties de patte est 35 brasée et soudée. 8.- Boîte métallique suivant la revendication 7 ,caractérisée en ce que l'une au moins des parties de patte est sou- bad original 71 01693 10 2077231 dée en un point sur la partie terminale qui va en se rétrécissant . 9.- Boîte métallique suivant la revendication 8, caractérisée;: en ce que l'une au moins des parties de patte est soudée 5 à la jonction de la section centrale cylindrique et de la section terminale qui va en se rétrécissant, et soudée à la jonction de la section terminale cylindrique et de la section terminale qui va en se rétrécissant. ' . 10.- Procédé pour la fabrication d'une boîte de tôle 10 métallique propre à être utilisée pour contenir de la matière sous pression élevée,- comprenant les étapes qui consistent à souder les bords opposés^d'un flan de tôle métallique pour former un corps de boîte à couture latérale, à braser les bords opposés d'un flan de tôle métallique pour former un corps de 15 boîte à couture latérale , à sertir vers l'intérieur au moins une seetion terminale du cor'ps de boîte à couture latérale pour en réduire brusquement et sensiblement le diamètre et à fixer par double couture un fond de boîte au moins à la section terminale du corps de boîte à couture latérale pourformer une 20 boîte à extrémité resserrée,telle que le diamètre extérieur maximal du corps de boite à couture latérale soit sensiblement plus grand que le diamètre extérieur maximal du fond de la boîte, après exécution de la double couture. 11.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé 25 en ce.que l'étape consistant à former la couture des extrémités opposées, comprend les étapes consistant à faire se compénétrer les bords opposés le long d'une partie de ceux-ci, et à. créer un recouvrement en forme de patte des bords opposés le long du reste de ceux-ci. 30 12.- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape consistant à souder les bords opposés comprend le soudage des bords opposés là où ils présentent un 'recouvrement en forme de patte. 13.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en 35 ce que l'étape de brasage des bords opposés comprend un brasage. des bords opposés là où ils se recouvrent en forme de patte et là où ils se compénètrent. BAD ORIGINAL