Brevet FR2248097A1 — publié le 19750516

La présente invention concerne le sertissage de couvercles métalliques du type à joint coulé sur des emballages cylindriques métalliques. Plus particulièrement l'invention s'applique au sertissage de couvercles du type "pail", du type sertissable non récupérable et du type à cercle à sertir. Tous ces couvercles comportent un joint d'étanchéité coulé dans une gouttière circulaire ménagée à la périphérie des couvercles et tournée vers le bord supérieur du récipient à fermer. Lorsque le couvercle est en place sur un récipient à sertir, le joint est en contact avec le bord roulé supérieur du récipient à sertir, le joint est en contact avec le bord roulé supérieur du récipient et le bord externe de ladite gouttière dans le cas dtun couvercle sertissable non récupérable, les oreilles du bord externe de la gouttière dans le cas d'un couvercle "pail't ou bien un cercle à sertir appliqué partiellement sur la gouttière dans le cas d'un couvercle à cercle à sertir, est serti sur le bord roulé du corps du récipient à l'aide d'une texte de sertissage. Les têtes de sertissage connues réalisent cette opération en exerçant simultanément un effort vertical sur le couvercle et un rabattement du rebord libre du couvercle contre le roulé du corps du récipient et éventuellement contre la partie supérieure de la paroi externe verticale du récipient. A cet effet, le mouvement tendant à plaquer le rebord du couvercle contre le roulé du corps du récipient est obtenu à l'aide d'un jeu de mors arqués susceptibles de pivoter autour d'axes horizontaux disposés de telle manière qu'ils se coupent pour délimiter un polygone régulier dont l'axe est confondu avec l'axe vertical de la tête de sertissage et avec celui du récipient à fermer. Avec un tel dispositif, on obtient une étanchéité peu suA re du fait de l'impossibilité de contrôler la compression du joint. Cette impossibilité provient de la simultanéité de l'application de l'effort de compression du joint et du rabattement du rebord du couvercle sur le roulé du corps dl récipient. Cette absence de sûreté de l'étanchéité est renforcée par le mode d'actionnement par pivotement des mors qui entrain une certaine imprécision lors de l'enveloppement du roulé. D'un autre côté, dans un dispositif de sertissage de ce type il est impossible de sertir avec la même tête des "pail", et des couvercles sertissables ou à cercle du fait du pivotement des mors qui, dans les deux cas considérés, doivent se faire suivant des axes situés à deux hauteurs différentes puisque le degré d'accrochage sous le roulé est différent. L'invention a pour but de suppléer ces inconvénients des têtes de sertissage connues en réalisant un dispositif susceptible d'effectuer un sertissage d'excellente qualité conférant une très bonne étanchéité et utilisable avec les différents types de couve cles rappelés ci-dessus sans aucun réglage ou modification. A cet effet, l'invention a pour objet, dans sa version la plus élaborée, une tête de sertissage pour couvercles d'emballages métalliques du type "pain sertissable, à cercle à sertir ou analogues caractérisée en ce qu'elle comporte une platine de forme générale cylindrique dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre interne du rebord du couvercle, la platine comportant un épaulement externe destiné à comprimer le joint des couvercles, des moyens pour supporter la platine et pour la déplacer suivant un axe vertical en lui appliquant un effort déterminé réglable, un premier jeu de mficholres dites non-pivotantes réparties régulièrement à la périphérie de la platine, chaque mâchoire comportant une face active incurvée orientée vers le centre de la tête de sertissage et susceptible d'épouser partiellement le roulé du corps de l'emballage à fermer, des moyens solidaires de la platine pour déplacer en translation radialement à la platine, simultanément et en synchronisme toutes lesdites mâchoires des moyens solidaires de la platine pour guider lesdites mâchoires dans leur déplacement en translation en direction de l'axe de la tete de sertissage, un second jeu de mâchoires dites pivotantes disposées chacune en dessous d'une des mâchoires non-pivotantes, chaque mâchoire pivotante comportant une face active également incurvée et conformée de manière à réaliser un accrochage sous ledit roulé, des moyens pour supporter les mâchoires pivotantes sous les mâchoires non-pivotantes, des moyens pour provoquer le relèvement progressif par pivotement des mâchoires pivotantes au cours du déplacement en translation des mâchoires non-pivotantes pour réaliser ledit accrochage etdes moyens pour commander le déplacement en translation vers l'axe de la tête de sertissage des mâchoires non-pivotantes dès que l'effort exercé sur ladite platine atteint un seuil déterminé réglable. Un tel dispositif permet d'obtenir un excellent sertissage offrant une très bonne étanchéité du fait, d'une part, du con trle de la pression exercée sur le joint par la platine et, d'autre part, de l'exécution séquentielle des opérations fondamentales du sertissage, à savoir la compression du joint, puis la déformation latérale du bord-du couvercle à sertir et l'achèvement de 1'enveloppement du roulé du corps de l'emballage par ce que lton appelle l'accrochage du roulé, cette dernière opération étant effectuée par les mâchoires pivotantes chargées de remonter le plus possible dans l'angle formé entre le roulé et la paroi cylindrique de ltemballage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention, description donnée à titre d' exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : Fig. 1 représente une vue en coupe partielle d'un couvercle du type "pain en place sur un récipient cylindrique à fermer, avant sertissage. fig. la représente le couvercle de la figure 1 après sertissage. Fig. 2 représente une vue de dessus d'une tête de sertissage selon l'invention. Fig. 3 représente une vue en coupe suivant la ligneSIII- III de la tête de la figure 2. Fig.- 4 représente une vue agrandie de la partie extrême droite de la tête de la figure 3. Fig. 5 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 4. Fig. 6 représente le dispositif de la figure 4 dans sa position finale de sertissage, et Fig. 7 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 6. La figure 1 représente un couvercle métallique du type wpail" classique comportant un fond circulaire 1 bordé par une gouttière 2 renversée dans le fond de laquelle est coulé un joint d'étanchéité classique 3. te bord inférieur externe de la gouttière 2 est prolongé vers le bas, de place en place, par des oreilles 4 percées d'une ouverture 5 destinée à permettre l'enlèvement du couvercle. Ce couvercle est posé sur le bord roulé ou roulé 6 supé rieur d'un emballage du récipient cylindrique métallique dont on a représenté en 7 la paroi cylindrique. Sur la figure 1, le couvercle est simplement posé sur le récipient, le roulé 6 étant engagé dans la gouttière 2 et en contact par son sommet avec le joint 3. La figure la représente le même couvercle une fois serti. Le joint 3 a été Comprimé, la jupe externe ou bord libre 2a du couvercle étant plaquée contre le roulé 6, cependant que la partie inférieure de ladite jupe 2a et des oreilles 4 est appli quée dans l'angle aigu déterminé entre le roulé .6 et la paroi 7, cette dernière opération constituant ce que lton appelle en terme de métier l'accrochage du roulé. Pour avoir un très bon sertissage il est nécessaire d'opérer de manière successive la compression du joint 3 (symbolisée par la flèche A) puis l'enveloppement latéral du roulé (symbolisé par la flèche B) et l'accrochage proprement dit (symbolisé par la flèche C). Ceci permet d'appliquer de manière régulière et progressive la jupe 2a et les oreilles 4 contre le roulé 6 et la paroi 7, alors que le joint 3 est toujours sous compression sans qu'il se produise de retrait ou de jeu pour le couvercle au moment de l'arrêt de l'effort de compression, ce qui se produisait fréquemment avec les têtes de sertissage connues qui compriment le joint simultanément à l'enveloppement du roulé. On va se reporter maintenant aux figures 2 et 3 qui représentent une tête deWsertissage conforme à l'invention. Cette tête comprend une platine métallique cylindrique 10 dont le diamètre externe est très légèrement inférieur au diamètre interne de la gouttière 2 du couvercle à sertir. La platine 10 porte à sa périphérie une couronne Il dont la face inférieure est susceptible de prendre appui contre le sommet de la gouttière 2. La platine est fixée à la partie inférieure d'un nez 12 d'un vérin monté verticalement sur le chtssis (non représenté) de la machine de sertissage. Le vérin est susceptible de se déplacer verticalement suivant la double flèche de la figure 3 de la platine 10 afin de comprimer le joint du couvercle. Avantageusement ce vérin est un vérin pneumatique muni d'un manomètre détendeur (non représenté) chargé de limiter et par suite de contrôler la compression appliquée par la couronne 11 sur le joint (effort A de la figure la). la platine 10 porte un premier jeu de mâchoires 13 dites non-pivotantes réparties régulièrement à la périphérie de la platine 10. Les mâchoires 13 sont arquées la courbure étant sensibXs ment égale à celle du roulé du récipient à fermer et sont conformées (suivant une coupe radiale) de manière à épouser partiellement ledit roulé. La face active 14 des mâchoires 13 a donc une forme sensiblement partiellement torique. On a représenté en tiretés la position finale en fin de sertissage de la face active 14 des mâchoires, cette face 14 couvrant approximativement le quart inférieur externe du roulé 6. Les mâchoires 13 sont chargées d'effectuer l'effort B de la figure la. A cet effet, les mâchoires 13 sont montées de manière amovible (figure 4), chacune sur un bloc 15 solidaire d'un arbre 16 disposé radialement à la platine 10. Les arbres 16 coulissent librement dans la couronne Il et dans la platine 10 qui sont solidaires. Les mâchoires 13 comportent une face plane horizontale 17 susceptible de glisser sur la face plane inférieure lia de la couronne Il qui sert ainsi de plaque de guidage et d'arrêt en rotation des mâchoires 13. Le mouvement de translation des mâchoires 13 en direction de l'axe vertical de la tête de sertissage est obtenu par des bielles 18 rayonnant au-dessus de la platine 10. A chaque mâchoire 13 correspond une bielle 18. L'extrémité externe des bielles 18 tourillonne sur un pivot 19 solidaire du bloc 15. L'autre extrémité des bielles 18 tourillonne sur une plaque centrale 20 elle-même tourillonnant sur le nez de vérin 12. La plaque 20 comporte un prolongement 21 à l'extrémité duquel est fixée une pièce 22 portant un axe 23 tourillonnant dans une chape 24 fixée à l'extrémité de la tige 25 d'un vérin pneumatique ou hydranr lique 26 lui-même fixé par une chape 27 à une pièce 28 solidaire de la platine 10. La tête de sertissage comporte normalement un contrepoids (non représenté) destiné à équilibrer le poids du vérin 26 et disposé de 11 autre côté de la platine. Enfin, il est prévu un second jeu de mâchoires 50 dites mâchoires pivotantes portées par les mâchoires non-pivotantes 13. A cet effet, chaque mâchoire pivotante 30 comporte à ses deux extrémités un téton 31 (figure 7) s'engageant dans un trou 32 ménagé dans une plaquette 33. Chaque mâchoire pivotante 30 et ses 2 plaquettes 33 peuvent ne former éventuellement qu'une seule pièce. Chaque couple de mâchoires 13-30 est flanqué de deux plaquettes 33 montées tourillonnantes sur deux tétons 34 solidaires des deux extrémités de la mâchoire 13. Par ailleurs, la mâchoire 30 déborde un peu en 35 aux deux extrémités de la mâchoire 13, les parties qui dépassent ainsi étant reçues dans un évidement complémentaire 36 ménagé sur la face interne des plaquettes 33, cet évidement servant de butée pour immobiliser la mâchoire pivotante 30 par rapport aux plaquettes 33. Les mâchoires 30 sont arquées de la mSme manière que les mâchoires 13 et sont conformées de manière que leur face active 37 puisse se glisser le plus loin possible dans l'angle délimité entre le roulé et la paroi 7 du récipient, en vue de réaliser ledit accrochage (effort C sur la figure la). On a représenté en tiretés sur la figure la la position finale de sertissage de la mâchoire 30. Le mouvement de pivotement des mâchoires 30 est commandé par les plaquettes 33 par l'intermédiaire de la face de butée 38 de ces plaquettes. Cette face 38 coopère comme on le verra plus loin avec la face externe 11b de la couronne 11 pour provoquer le pivotement des plaquettes 33* Enfin, les plaquettes 33 sont ramenées dans leur position de repos (figure 4) par un ressort 39 engagé à ses deux extrémités dans un trou des plaquettes de chaque mâchoire pivotante et passant dans sa partie centrale dans un trou 40 ménagé dans le bloc 15. Le fonctionnement du dispositif représenté et décrit cidessus s'effectue de la manière suivante. Les figures 4 et 5 représentent la tête de sertissage en position de repos. Dans cette position, la tête est relevée cependant que les mâchoires non-pivotantes 13 sont dans leur position la plus éloignée de la platine 10 et que les mâchoires pivotantes 30 sont dans leur position basse. Au contraire les figures 2 et 6, 7 représentent la tête de sertissage en fin d'opération de sertissage. Dans cette dernière position, la texte est en position basse cependant que les mâchoires non-pivotantes 13 sont dans leur position la plus proche de la platine 10 et que les mâchoires pivotantes 30 sont dans leur position relevée au mannrun. La première opération consiste à descendre la tête de sertissage jusqu a ce que la face inférieure de la couronne 11 soit en contact avec le sommet de la gouttière 2 d'un couvercle préalablement posé sur un récipient à fermer. En fin de course de descente de la tête, le flan interne de la gouttière 2 est en contact avec la face externe cylindrique de la platine 10. Cette descente de la platine est réalisée grâce au vérin au nez 12 duquel la tête de sertissage est suspendue. Une fois que la platine est en contact avec le couvercle, le vérin continue à exercer sur le nez 12 un effort qui a pour effet de comprimer le joint 3. Cette compression est poursuivie jus qu'à ce que le mano-détendeur associé audit vérin détecte la pression de seuil affichée Cette détection entraîne llarrSt de la descente de-la tige du vérin. La pression exercée à ce moment sur le joint 13 est alors maintenue à la valeur atteinte. Cette détection d'effort limite de compression provoque également l'actionnement du vérin 26 de manière à faire pivoter dans le sens anti-horaire la plaque 20, afin d'amener chacune des bielles 18 de la position représentée sur la figure 5 à la posi tion représsentée sur la figure 7. Le déplacement simultané et en synchronisme des bielles 18 provoque le déplacement simultané des pivots 19 en direction de l'axe de la tête de sertissage. Par suite 11 ensemble formé par le bloc 15, les mâchoires 13 et 30, les plaquettes 33 et l'arbre 16 se déplace en translation en direction dudit axe. le déplacement en-translation .simultané des mâchoires 13 permet de réaliser 11 enveloppement partiel suivant la flèche b de la figure la du roulé 6 du récipient. Le relèvement des mâchoires pivotantes 30 en vue de réaliser 1' accrochage suivant l'effort C illustré sur la figure la va s'effectuer progressivement au cours de la course de translation des mâchoires 13. En effet, peu après le début de la course des mâchoires 13 en direction de l'axe de la tête de sertissage, la face de butée 38 des plaquettes 33 va entrer en contact avec la face 11b de la couronne 11, ce qui va entraîner le pivotement des plaquettes 33 autour des tétons 34 dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la figure 4. Au fur et à mesure que les mâchoires 13 vont poursuivre leur déplacement en direction de la platine 10, les mâchoires 30 vont se relever jusqu'à leur position maximale (Figure la et Figure 6), laquelle correspond à la position extrême d'avancement des mâchoires 13. En fin de course des mâchoires 15 et 30, les plaquettes 33 se trouvent dans la position représentée sur la figure 6, position pour laquelle la face de butée 38 est verticale. Un autre mano-détendeur dont est également pourvu le vérin 26 déclenche l'arrêt de ce vérin et son actionnement dans l'autre sens afin de ramener les mâchoires 13 et 30 dans leur position de repos en vue du retrait de la tête de sertissage. Un tel dispositif permet d'avoir un excellent enveloppement du roulé 6, grâce au couple de mâchoires 13-30 qui applique d'une manière précise et par l'intermédiaire d'une grande surface de contact le rebord du couvercle sur le roulé ainsi que dans 1'angle déterminé entre ce roulé et la paroi cylindrique verticale du récipient, alors que durant toute cette opération le joint est maintenu comprimé à une valeur déterminée constante, cette compression étant conservée après le retrait des mâchoires. Les mâchoires 13 et 30 sont montées amovibles sur les blocs 15 de manière à permettre un changement aisé des mâchoires lorsque l'on veut sertir des couvercles sur des roulés ou autres rebords de récipients de formes différentes. Par ailleurs, au cas où l'on peut se contenter d'un sertissage avec un léger accrochage seulement, on peut réaliser une tete de sertissage ne comprenant que les mâchoires non-pivotantes 13 (cas des couvercles avec cercle à sertir). Rien n'empêche d'ailleurs, dans le cas d'un tel sertissage, lorsque l'on a une tête avec les mâchoires 13 et 30, d'enlever les mâchoires pivotantes 30. On peut même laisser ces mâchoires pivotantes 50 qui, si elles ne sont alors d'aucune utilité ne gê- nent absolument pas la réalisation de tels sertissages à faible accrochage. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contrat re toutes les variantes, notamment celles concernant les moyens d'actionnement et de guidage des mâchoires non-pivotantes 13 et des moyens de basculement des mâchoires pivotantes 30. REVENDICATIONS. 1. texte de sertissage pour couvercles d'emballages métalliques du type 'paix", sertissable, à cercle à sertir ou analogues, caractérisée en ce qu'elle comporte une platine de forme générale cylindrique dont le diamètre extérieur correspond sensiblement au diamètre interne du rebord du couvercle, la platine comportant un épaulement externe destiné à comprimer le joint des couvercles, des moyens pour supporter la platine et pour la déplacer suivant un axe vertical en lui appliquant un effort déterminé réglable, un jeu de mâchoires dites non-pivotantes réparties régulièrement à la périphérie de la platine, chaque mâchoire comportant une face active incurvée orientée vers le centre de la tête de sertissage et susceptible d 'épouser partiellement le roulé du corps de l'emballage à former, des moyens solidaires de la platine pour déplacer en translation, radialement à la platine, simultanément et en synchronisme toutes lesdites mâchoires, des moyens solidaires de la platine pour guider les mâchoires dans leur déplacement en translation et des moyens pour commander le déplacement des mâchoires dès que l'effort exercé sur ladite platine atteint un seuil déterminé réglable. 2. Tête de sertissage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un second jeu de mâchoires dites pivotantes disposées chacune en dessous d'une des mâ choiresnon-pivotantes, chaque mâchoire pivotante comportant une face active également incurvée et conformée de manière à réaliser un accrochage sous ledit roulé, des moyens pour supporter les mâchoires pivotantes sous les mâchoires non-pivotantes et, des moyens pour provoquer le relèvement progressif par pivotement des mâchoires pivotantes au cours du déplacement en translation des mâchoires non-pivotantes pour réaliser ledit accrochage. 3. gête de sertissage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour supporter la platine et la déplacer verticalement sont constitués par un vérin monté verticalement sur le châssis de la machine de sertissage et dont l'extré- mité inférieure de la tige est solidarisée de la platine. 4. Tête- de sertissage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le vérin est un vérin pneumatique auquel est associé un manomètre détendeur contrôlant la pression exercée par la tige du vérin sur la platine. 5. vête de sertissage suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que lesdits moyens pour déplacer en translation les mâchoires non-pivotantes sont constitués par des blocs portant chacun une des mâchoires, des bielles dont une extrémité est solidaire des blocs et dont l'autre extrémité est solidaire d'une pièce coaxiale à l'axe de la tête de sertissage et montée tourillonnante, un vérin susceptible de commander la rotation dans un sens ou dans l'autre de ladite pièce coaxiale et des moyens de guidage du déplacement desdits blocs en direction de l'axe de la tête de sertissage. 6. Xête de sertissage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le vérin est un vérin pneumatique commandé à partir du manomètre détendeur associé au vérin de descente de la tête de sertissage. 7. 28te de sertissage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de guidage des blocs sont constitués par un arbre solidaire de chaque bloc et susceptible de coulisser dans un trou horizontal ménagé dans la platine en direction de 1'axe de la tête de sertissage. 8. vête de sertissage suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que les moyens pour supporter les mâchoires pivotantes et provoquer leur relèvement progressif sont constitués, pour chaquemâchoire, par deux plaquettes solidaires de la mâchoire pivotante, disposées aux extrémités de celle-ci et montées tourillonnantes sur la mâchoire non-pivotantes des-moyens étant prévus pour provoquer le pivotement des plaquettes au fur et à mesure du déplacement en translation des mâchoires non-pivotantes. 9. Xête de sertissage suivant la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens pour provoquer le pivotement des plaquettes sont constitués par un organe de butée solidaire des plaquettes susceptible d'entrer en contact avec un autre organe de butée solidaire de la platine. 10. 28te de sertissage suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'un ressort de rappel des plaquettes dans leur position de repos est interposé entre les plaquettes et les blocs portant les mâchoires. 11. vête de sertissage suivant l'une des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que la course des mâchoires non-pivotantes en direction de l'axe de la tête de sertissage est limitée par une butée, un manomètre détendeur étant associé audit vérin de commande des bielles en vue d'arrenter celui-ci et d'inverser son action.