Brevet FR2137910A1 — publié le 19721229

-1- 2137910 la fixation d'une coupelle de valve sur une boîte aérosol s'effectue par .l'expansion diamétrale d'une partie cylindrique ou jupe de la coupelle à l'intérieur de la boîte et au-dessous du col de celle-ci au moyen d'une pince à plusieurs mâchoires s'écartant sous l'effet d'un mandrin. 5 Le bord de la boîte est roulé et vient s 'engager dans le bord de la coupelle en forme de gouttière, l'étanchéité de la fermeture étant assurée par un joint comprimé entre le fond de la gouttière et le roulé de la boîte, la pression nécessaire étant obtenue par l'expansion de la jupe de la coupelle qui vient s'appuyer contre la paroi conique interne de la partie supérieure de la boîte. 10 Cette opération est connue sous le nom de "dudgeonnage" ou "clinch" et s'effectue au moyen d'une machine appelée "dudgeonneuse". Selon la méthode actuelle de dudgeonnage, décrite par exemple dans le brevet américain no 2. 644.415, utilisée depuis de nombreuses années, on exerce simultanément à l'expansion de la pince, une pression verticale sur le 15 bord supérieur de la coupelle au moyen d'un outil rigidement solidaire de la pince. Bien qu'on ait tenté par tous les moyens de perfectionner cette méthode en cherchant à déterminer et à contrôler tous les facteurs intervenant dan s cette opération, on doit constater qu'une proportion non négligeable de boîtes ne 20 sont pas étanches. Or si l'on examine les déformations mécaniques apparaissant lors du dudgeonnage on constate qu'il se produit la chose suivante : tandis que la pince, en expandant, déforme plastiquement la jupe de la coupelle, l'outil de pression verticale déforme élastiquement le bord de la coupelle, en comprimant très 25 fortement le joint et le roulé de la boîte, le bord de la coupelle se comportant approximativement comme une poutre encastrée en un point situé à proximité de la gorge de dudgeonnage et travaillant en flexion. En conséquence, lorsque l'outil de dudgeonnage se retire et que l'effort sur le bord en gouttière de la coupelle disparaît, ce bord se redresse en se relevant, le point autour duquel 30 se fait la flexion restant pratiquement fixe en raison de la déformation plastique en ce point, ce qui entraîne une diminution de la pression sur le joint, sans compter la déformation plastique du roulé de la boîte susceptible de se produire et qui contribue à réduire la pression sur le joint. Or ilest excessivement difficile de contrôler cette diminution de pression sur le joint, de 35 sorte que celle-ci peut atteindre une valeur telle que l'étanchéité n'est plus 72 17323 -2- 2137910 assurée pour les pressions régnant à l'intérieur de la boîte aérosol. La seule solution pour éviter des fuites, en conservant la méthode actuelle, est de respecter des tolérances plus serrées en ce qui concerne la hauteur de contact (hauteur mesurée entre le bord supérieur de la boîte et le niveau du 5 milieu de l'arrondi de la pince, lorsque celle-ci est en position de travail dans le col de la boîte, avant et après dudgeonnage) et de donner au roulé de la boîte une résistance démesurée par rapport à la pression finale que l'on désire obtenir sur le joint pour ne pas arriver dans la zone de déformation plastique du métal de la boîte, de manière à éliminer au moins cette cause de réduction de la pression finale sur le joint. Or on se rend compte qu'il est pratiquement impossible pour certains types de boîtes qu'une production en série respecte ces conditions. Ayant mis ces causes en évidence, il ne restait qu'à chercher un autre procédé, qui fait précisément l'objet de l'invention. 15 Le procédé de fixation d'une coupelle de valve selon l'invention utilise éga lement une pince de dudgeonnage, connue en soi, et il est caractérisé en ce qu'on applique la coupelle sur le col de la boîte par une pression exercée sur le fond de la coupelle, et qu'on maintient cette pression pendant qu'on forme la gorge de fixation dans la jupe de la coupelle au moyen de la pince. 20 Par ce procédé, la déformation de la coupelle du joint et du roulé ont un effet favorable et sont mises à profit, au lieu d'avoir un effet néfaste, comme c'est le cas dans la méthode actuelle. Le dessin annexé représente quelques exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. 25 La figure 1 représente le principe général du procédé. La figure 2 représente une première forme d'exécution. La figure 3 représente une deuxième forme d'exécution. La figure 4 représente une troisième forme d'exécution. La figure 5 représente une quatrième forme d'exécution. 30 La figure 1 montre le col conique dtune boîte aérosol terminée par un roulé 2. Dans ce col vient se fixer la coupelle de valve comportant un fond 3, une jupe 4 et un bord en forme de gouttière 5 qui vient s'appuyer sur le roulé 2. Un joint d'étanchéité 6 est disposé entre le fond de la gouttière 5 et le roulé 2. Le dessin montre également la pince de dudgeonnage 7 et une cale 8 par l'in-^5 termédiaire de laquelle la pince 7 exerce une pression sur le fond 3 de la 72 17323 -3- 2137910 coupelle. La valve, non représentée, est fixée de manière connue au centre de la coupelle et l'ensemble est symétrique par rapport à l'axe de la boîte. Lors de la descente de la pince 7, celle-ci occupe la position représentée en trait plein. La cale 8 exerce une pression sur le fond 3 de la coupelle, sous ^ l'effet de laquelle le joint 6 est précontraint et assure une position correcte de la coupelle par rapport au col de la boîte, l'épaisseur de cette cale étant le moyen de réglage permettant d'adapter le serrage et la combinaison boîte, joint, coupelle. La pression sur la cale PI et la réaction sur le bord 5 PI' engendrent un 10 couple qui .a tendance à relever de façon élastique le bord 5 de la coupelle, avant que l'agrafage ne soit réalisé et jusqu'au retrait de l'outillage. Ce cou- \ pie exerce donc une précontrainte favorable, contrairement à celui qui relève le bord de la coupelle à la fin de l'opération dans la méthode actuelle, qui, par la présence de la partie appuyante, empêche ce mouvement durant la 15 phase initiale de l'opération de dudgeonnage. Lors de la phase d'expansion de la pince 7, celle-ci remonte avec la cale 8 en direction du centre de courbure du roulé 2. Dans la zone A-A de la jupe 4 se produit une flexion, les efforts de traction et de compression apparaissant dans cette zone étant opposés aux efforts 20 dûs au couple Pi PI', mais également une traction produisant une déformation élastique de la matière. Après relâchement de la pince le couple PIPI' disparaît mais la contrainte subsiste. La déformation élastique de la zone A-A subsiste également, de même que celle du joint 6 et celle du roulé 2. Il y a cumul de ces trois défor-25 mations, cumul qui détermine la force avec laquelle le joint 6 est comprimé. Les déformations des éléments en cause sont donc ici mises à profit au lieu d'être un inconvénient comme c'est le cas dans la méthode utilisée jusqu'ici. Pour bien faire ressortir les avantages de la nouvelle méthode, comparons 30 maintenant encore une fois les deux méthodes. Avec la méthode actuelle, du fait de la distance fixe entre la pièce d'appui et la collerette; de la pince d'expansion, la coupelle est pliée vers le bas, c'est-à-dire contre le joint et le roulé durant le dudgeonnage. Une partie non négligeable de cette flexion est de nature élastique. Lorsque l'outillage de 35 dudgeonnage est écarté, la gouttière se relève d'elle-même en fonction de la 72 17323 -4- 2137910 part élastique de la déformation vers le joint engendré par la présence de l'appui. En plus de cela, la gouttière se relève jusqu'à l'équilibre des forces en fonction, d'une part de sa caractéristique de déformation propre, et d'autre part des caractéristiques de déformation annulées du joint et du roulé du col. 5 Par ce double relâchement de la gouttière de la coupelle, la force résiduelle de compression du joint, dont dépend entre autre l'étanchéité, est de l'ordre de 20 à 60 kg seulement, alors qu'elle est de 150 à 450 kg lors de la fin du mouvement d'expansion radiale de la pince de dudgeonnage. Avec la nouvelle méthode, le relâchement de la gouttière ne peut plus se 10 faire. En effet, dès que la cale appuie sur le fond, la gouttière est pliée dans le sens de la position définitive. Par le jeu des conditions géométriques c'est-à-dire dimensions du col, épaisseur du joint, épaisseur de la coupelle, épaisseur de la cale et cotes de la collerette à l'état d'expansion et de leur caractéristique de déformation respective, la flexion de la gouttière et par suite la 15 compression du joint sont encore accentuées et prennent leur position définitive. Cela revient à dire que le retrait de l'outillage dé dudgeonnage ne provoque pas de relâchement et ne présente donc aucun inconvénient inhérant à l'ancienne méthode. La. cale 8 devrait généralement avoir la forme d'une rondelle pour laisser 20 passer le centre relevé de la coupelle portant la valve. Cette rondelle peut toutefois présenter des profils très variables. Elle peut être fixée à l'outil de dudgeonnage par divers moyens. La figure 2 représente une première forme d'exécution dans laquelle la cale est constituée par une rondelle métallique et magnétique présentant une saillie cylindrique 10 s'engageant dans une creu-25 sure cylindrique 11 de la pince 7 pour centrer automatiquement la rondelle 9 par rapport à la pince 7. En variante le trou 12 de la rondelle 9 pourrait présenter un diamètre plus petit de telle manière qu'un piston coulissant dans l'axe du mandrin 13 de la pince puisse venir exercer directement une pression sur la rondelle 9 au lieu que ce soit la pince qui exerce cette pression. 30 Ala figure 7, la cale est constituée par une rondelle 14 en matériau non magnétique munie d'une barrette diamétrale 15 par laquelle la rondelle 14 est attachée au mandrin de la pince au moyen d'un crochet 16 fixé à un ressort 17. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4 la cale est simplement constituée par line rondelle de caoutchouc 18 contenant des particules aimantés 35 grâce auxquelles la rondelle est maintenue par collage magnétique à l'extrémité 72 17323 -5- 2137910 deHla pince 7. L,a face intérieure de la rondelle est revêtue d'une couche non métallique 19 formant écran magnétique, ayant pour effet une augmentation de la distance par rapport au métal de la coupelle. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5 la cale est venue d'une 5 pièce avec la pince 7. Elle est donc divisée en autant de prolongements 20 de la pince qu'il y a de bras dans la pince. Selon une autre forme d'exécution, non représentée, la cale 8 pourrait être reliée à un point fixe du bâti de la dudgeonneuse à travers le piston creux de celle-ci. 72 17323 -6- 2137910 revendications 1 - Procédé de fixation d'une coupelle de valve sur une boîte aérosol présentant une ouverture munie d'un col, au moyen d'une pince de dudgeonnage, connue en soi, caractérisé en ce qu'on applique la coupelle sur le col de la 5 boîte par une pression exercée sur le fond de la coupelle, et qu'on maintient cette pression pendant qu'on forme la gorge de fixation dans la jupe de la coupelle au moyen de la pince. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une pince de dudgeonnage travaillant en expansion et des moyens 10 de pression agissant parallèlement à l'axe de la pince, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cale disposée à l'extrémité de la pince dont la forme est adaptée à la forme du fond de la coupelle et sur laquelle agissent lesdits moyens de pression. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits 15 moyens de pression sont constitués par la pince elle-même. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cale est une rondelle en matière aimantée de telle sorte qu'elle est retenue contre la pince par collage magnétique. 5 - .Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cale 20 est en matière non métallique contenant des particules aimantées retenant la cale contre la pince. 6 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cale est une rondelle attachée par un ressort au piston de commande de la pince. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, carac-25 térisé par le fait que la rondelle présente tin élément de centrage dans la pince. 8 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cale est fixée à un point fixe du bâti du dispositif à travers le piston de commande de la pince. ■ 9 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cale 30 est constituée par des prolongements des bras de la pince. 10 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de pression sur la cale sont indépendants de la pince.