Brevet FR2500410A1 — publié le 19820827

Dans le domaine des tonneaux ou fûts d'acier indus- triels, la pratique classique a été de les fabriquer de manière que le fond au moins comprenne une fermeture à cin, couches. Du fait de l'augmentation du prix de l'acier et de sa rareté, il est maintenant souhaitable de construire des tonneaux en métal plus mince. Cependant, dans de nombreux cas, la fermeture standard d'extrémité à cinq couches n'est plus suffisamment résistante, solide et durable pour résister à l'utilisation envisagée et normale, à des manipulations brutales ou aux essais rèçlementairement prescrits, c'est-àdire qu'elle se rompt eti présente d'autres déBaillances lors dressais standards de chute. Dans le passé, une technique classique qui a été utilisée pendant de nombreuses années pour la fabrication de tonneaux, barils et récipients d'acier de type industriel a consisté à former initialement un cylindre à partir d'une feuille d'acier qui est ensuite enroulée, soudée ou jointe de façon mécanique le long de ses bords longitudinaux. Le cylindre était ensuite pourvu d'une collerette ou bride à ses deux extrémité par une presse ou machine à rouler. Ce cylindre pourvu de collerettes était ensuite rendu rigide au moyen de deux ou plusieurs anneaux ou nervures de rigidification ménagés sur sa circonférence en des emplacements stratégiques. Ce cylindre pouvait également être pourvu d'une collerette à une extrémité seulement et d'un bourrelet ou d'une partie roulée à son autre extrémité quand on voulait obtenir des récipients ouverts. Dans une machine connue dans cette branche de la technique sous le nom de "double agrafeuse", le cylindre pourvu de collerettes terminales était assemblé à chaque extrémité à un élément de fermeture en acier et à collerette se présentant sous la forme d'une pièce estampée pourvue de diverses ondulations ou nervures de raidissement circonférenelles autour de sa périphérie et déterminant le fond et la partie supérieure du récipient. Pour un récipient ouvert à sa partie supérieure, le fond était formé de cette manière et la partie supérieure pourvue d'un couvercle approprié. C'est un but de l'invention de fournir un procédé amélioré de fabrication d'un tonneau en métal minci conprcnant un élément d'extrémité raccordé par un joint à recouvrement à sept couches de r=ìstance optimale et améliorée, avec la ossibilit d'appliquer un agent de scellement le long de l'un quelconque ou de tous les joints. Un autre but de l'invention est de permettre la remise en l1-tat ou le reconditionnement avec un autre joint à recouvrement de manière à obtenir des joints inférieur et/ou supérieur renforcés et rendus imperméables. Un autre but de la présente invention est de fournir une technique de reconditionnement de joints terminaux de tonneaux en utilisant une machine fixe installée dans une usine ou une machine transportable que l'on peut utiliser sur place quand il s'agit de tonneaux pleins et difficiles à manipuler. Ainsi, le procédé de la présente invention permet d'obtenir un tonneau amélioré pourvu de joints terminaux hermétiques et nettement renforcés. Le tonneau est façonné initialement sous forme d'une coquille tubulaire définissant les parois latérales.Un élément de fermeture terminal est appliqué à une extrémité au moins de la coquille, les bords périphériques adjacents de la coquille et de l'élément de fermeture étant soumis à une opération de formage pour obtenir un "jable" ou joint s'étendant circonférentiellement et dont les bords périphériques qui le définissent viennent en contact de butée surface contre surface et étant repliés pour déterminer un joint par recouvrement, cinq couches du matériau de ce joint étant dans une direction transversale radiale. Le joint est ensuite soumis à un formage pour déterminer un joint très renforcé de forme prédéterminée comprenant sept couches de matériau desdits rebords dans une direction transversale radiale et présentant des caractéristiques supérieures du point de vue de l'étanchéité, du dimensionnement, de la manutention et de la résistance. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un appareil utilise pour former le tonneau à joints à recouvrement, un récipient destiné à être introduit dans l'appareil étant montré la figure 2 est une vue en coupe fragmentaire et à plus grande échelle du réclp~ent, représentant un joint à recouvrement classique à cin couches, selon la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une vue en plan de dessus du récipient monté dans l'appareil de formage la figure 4 est une vue en coupe fragmentaire et à plus grande échelle selon la ligne 4-4 de la figure 3 la figure 5 est une vue en coupe fragmentaire et à plus grande échelle du récipient et de l'appareil de la figure 4, représentant un appareil de formage additionnel qui leur est appliqué la figure 6 est une vue en coupe de dessus à plus grande échelle de l'appareil et du récipient de la figure 5, suivant la ligne 6-6 de la figure S ;; la figure 7 est une vue en coupe fragmentaire et à plus grande échelle de l'ensemble de la figure 6, l'appareil ayant replié le joint par recouvrement sur un angle d'envircn 450 la figure 8 est une autre vue en coupe fragmentaire, l'appareil ayant replié le joint à recouvrement sur un angle d'environ 90' ;; la figure 9 est une autre vue en coupe fragmentaire, le joint à recouvrement replié sur environ 90 de la figure 8 étant en contact avec une autre partie de l'appareil de formage . la figure 10 est une autre vue en coupe fragmentaire, l'appareil de formage étant partiellement en engagement avec le joint à recouvrement replié sur environ 90- et continuant à former le joint pour l'amener à sa configuration finale . la figure 11 est une autre vue en coupe fragmentaire, l'appareil de formage ayant formé le joint à sept couches selon la configuration recherchée ; ; . la figure 12 est une vue en coupe fragmentaire du récipient montrant le joint à sept couches selon sa configuration finale, chaque couche du joint étant représentée distinctement, et . la figure 13 est une vue en coupe fragmentaire du récipient pourvu d'un joint à recouvrement ayant atteint sa configuration finale à sept couches et se présentant, en variante, sous une forme compacte obtenue par formage. Dans le cadre de la présente invention, il est possible de former le joint amÇlioré assurant les fermetures terminales du tonneau sur un tonneau neuf, ou bien de soumettre un tonneau dé;à pourvu d'un joint à recouvrement à cinq couches à sa partie super eure, à sa partie inférieure ou au. deux, à une opération de formage pour transformer ce joint à cinq couches en un joint à sept couches. Dans le mode de réalisation décrit, un tonneau 20 est représenté pouvu d'un élément de fermeture inférieur au fond 22 et d'un élément de fermeture supérieur 24.Le fond 22 est relié de façon étanche au tonneau au moyen d'un joint a recouvrement standard à cinq couches 25, et l'élément de fermeture supérieur 24 est également relié de façon étancne au tonneau 20 au moyen d'un joint à recouvrement standard à cinq couches 26. Une paire de cercles classiques 28 et 30 sont espacés le long de le paroi latérale de la coquille tubulaire 32 du tonneau 20. Le tonneau 20 peut être neuf et réalisé en un métal mince, ou usagé et nécessiter une remise à neuf ou un nouveau conditionnement. On utilise une machine de formage classique pourvue de modifications qui seront décrites ci-après en ce qui concerne l'outillage pour transformer le joint à recouvrement à cinq couches en un joint à recouvrement amélioré à sept couches. L'appareil de formage désigné dans son ensemble par la référence 34 est représenté propre à être utilisé pour former un joint à recouvrement à sept couches à partir du joint à recouvrement à cinq couches 26 à l'extrémité supérieure du tonneau 20. I1 comprend un dispositif de formation de joint inférieur 36 comprenant une tige d'entraînemzent 38 et un mandrin ou plateau 40. L'extrémité supérieure de l'appareil 34 comprend un mandrin ou plateau 42 pourvu d'une tige d'entraînement centrale 44 qui lui est accouplée. Le mandrin est entouré par un galet de support 46, un galet de formation d'angle 48, un galet d'aplatissement 50 et un galet de formation de contour 52. Tous les mécanismes moteurs et l'appareillage d'interconnexion (on représentés) nécessaires à ces éléments de l'appareil 34 sont classiques et bien connus dans l'art. Les détails de l'extrémité supérieure du tonneau 20 sont représentés sur la figure 2 où la coquille tubulaire 32 se termine à son extrémité supérieure par un joint à recouvrement 26 à cinq couches formant le raccord avec l'élément de fermeture 24. Ce tonneau 20 est placé dans la machine ou l'appareil 34. Les mandrins 40 et 42 sont avancées dans les têtes inférieure et supérieure du récipient. L'épaisseur des mandrins est plus faible que le niveau où parvient le fond du double joint. Ceci permet de maintenir le tonneau 20 en position verticale, comme représenté à la figure 4. Comme le montre la figure 5, le galet de support 46 est alors amené en contact avec la coquille tubulaire 32. I1 maintient la paroi latérale de la coquille contre la paroi latérale de l'élément de fermeture supérieur ou couvercle 24, ce qui maintient rigidement le récipient sans qu'il puisse s'infléchir. La figure 6 illustre le contact mutuel mentionné ci-dessus. Comme le montre la figure 7, le galet de formation d'angle 48 est alors mis en action et il s'avance vers l'intérieur pour forcer le joint 26 à prendre une position inclinée d'approximativement 45e par rapport à l'axe longitudinal du tonneau. Ce galet de formation d'angle 48 se rétracte ensuite et, conte le montre la figure 8, le galet d'aplatissement 50 s'avance et aplatit le joint 26 sur la surface sup- rieure du galet de support 46. On notera que la surface supérieure plate 53 du galet de support 46 a une partie interne biseaute ou chanfreinée 54 formant un léger angle.Ceci aide le joint 26 à conserver son contour lors du processus de pliage qui l'amène à la position de la figure 8 où il est approximativement perpendiculaire à l'axe longitudinal du tambour et s'étend transversalement vers l'extérieur par rapport à la paroi latérale 32 du tonneau. Ensuite, le galet de support 46 et le galet d'aplatissement 50 se rétractent et le galet de formation de contour 52 vient en contact avec le joint 26 replié et disposé transversalement. La surface d'engagement 58 du galet de formation de contour 52 a une configuration prédéterminée en vue de son contact avec le joint 26 disposé transversalement de manière à le conformer et lui donner sa configuration finale.Comme le montre la figure 9, le premier contact a pour but d'appliquer une fcrce directement à l'intérieur, en direct on de la paroi latérale 32 du tonneau à mesure que s'opère le contact avec le joint 95 Ensuite, et comme le montre la figure 1 figure 10, à mesure que le galet de formation de contour est de plus en plus en contact avec le joint 26, en direction du tonneau 20, une force verticale ou axiale est appliquée au joint de manière à le plier et à le diriger vers le bas. Finalement, et comme reprisent sur la figure 11, la forme de la surface de contact 53 est telle ue le Joint 25 est finalement replié contre la paroi latérale 32 de la coquille et de la srce de fermeture adjacente pour former un joint à sept couches 60.Pendant que se forme ce joint final 60, une troisième force dirigée vers le haut est appliquée à la partie inférieure de la surface 58 du galet 52 de manière à comprimer le joInt 60 et obtenir un joint de longueur minimale tout en conservant les caractéristiques de scellement améliorées et tout en façonnant la structure à sept couches. Ce formage du contour du joint à recouvrement renforcé à sept couches permet d'obtenir dans le produit final un joint 60 tel que représenté sur la figure 12, sa hauteur ou sa longueur étant minimale par rapport à la longueur de la paroi latérale 32 du tonneau. De plus, le joint renforcé 60 présente une pente radiale allonge 52 partant de l'extremité 64 et parvenant jusqu'au début de la partie plate 66 du joint 60. Ceci permet d'obtenir une surface de contact maximale avec le sol quand on fait rouler le tonneau 2O sur son rebord. La compression de l'autre partie terminale 68 du joint ou jable renorcé 60 de la manie décrite à la figure 11, qui force le joint vers le haut, permet d'obtenir un joint très serré avec peu de chance que subsiste un espace entre les couches du métal. Ainsi, on obtient un tonneau étanche pourvu d'un joint renforcé 60 qui présente des caractéristiques de scellement, de manutention et de résistance améliorées tout en conservant la longueur minimale que l'on souhaite pour le joint 50. Comme indiqué ci-dessus, ce type de joint peut être prévu aussi bien à l'ex- extrémité supérieure qu'à l'extrémité inférieure d'un tonneau 20. En variante et comme le montre la fIgure 13, le Joint renforcé 60' peut être constitué de la même manière que le joint rç du rode de ralisation qui vient d'être décrit, et en utili sant une pression appropriée et 7ent-,ellem^nt en opérant à chaud, on forme le Joint 60' de manière qu'il devienne une masse essentiellement compacte permettant d'obtenir les caractéristiques de scellement désirées quand cela est nécessaire pour certains produits conditionnés dans le récipient. Les couches d'un joint à sept couches de ce type ne peuvent pas être facilement détectées à l'oeil nu, probablement du fait du fluage du métal des différentes couches qui les conduit à former une masse où elles adhèrent pratiquement les unes aux autres. Un avantage de l'appareil de formage 34 est constitué par le galet de formation de contour supérieur 52 qui est conçu pour se déplacer simplement horizontalement et former le joint renforcé 60. Un tonneau pourvu d'une extrémité assemblée au moyen d'un joint à recouvrement classique à cinq couches peut être transformé rapidement et efficacement en un tonneau dont l'élément de fermeture est fixé par un joint à sept couches. Un fait significatif est que la configuration de la surface 58 du galet de formation de contour 52 permet d'obtenir une surface plus large pour faire rouler le tonneau du fait que l'on obtient une aire de surface plus importante et différente d'un simple rebord. Quand on utilise un métal mince, le fait de faire rouler le tonneau sur son rebord peut provoquer des ruptures ou des défaillances en ces emplacements. Le fait de pouvoir le faire rouler sur une surface de support plus importante évite ces accidents. Comme indiqué ci-dessus, la partie intermédiaire de la surface de formation de contour 58 permet d'obtenir une aire de surface plus importante et s'inclinant graduellement, ce qui facilite le roulement du tonneau. De même, le contour 58 du galet 52 comprend une partie inférieure pourvue d'un biseau prédéterminé, ce qui lui permet d'effectuer une action de coincement qui comprime plus fortement le bourrelet et lui apporte une résistance additionnelle. Non seulement il serre, mais il compacte le bourrelet. Les extrémités peuvent être travaillées individuellement ou simultanément. Le joint renforcé et compact 60 a une longueur relativement courte. En fait, on a constaté que la longueur du joint à cinq couches 26 est bien plus importante que celle du joint renforcé à sept couches 60 du fait de l'action de compactage. En réduisant la longueur du joint, on obtient un bourrelet ou joint plus compact. En d'autres termes, le joint -~,0 ajoute couches en épaisseur mais net ras plus p--as de deux couches en longueur que le Joint 26 du fait de l'action de compactage.Pour un tonneau classique à joints à cin. couches la dépouille est comme se entre environ 1,8 et 2,5 r.r Les disques ou mandrins supérieur et inférieur sont soulevés de Maçon classique par exemple par des moyens hydrauliques en partant d'une position rétracte pour parvenir à une position opératoire, de manière à faciliter la saisie du tonneau 20 entre les des mandrins.Lorsque le tonneau monte du fait que le mandrin inférieur parvient à sa position opératoire, le mandrin supérieur s'insert à l'intérieur de son extrémité. te mandrin supérieur repose exactement au-dessus de l'élément de fermeture et vient en contact assez droitement avec le bord interne du tablier du joint à ci couches. tes galets externes sont montés à rotation sur un bras rotatif. Le galet de support cylindrique 46 vient en contact avec la partie externe du tonneau juste en dessous du joint à cinq couches 26. Le galet de formation d'angle 48 tourne autour d'un axe horizontal et vient en contact avec le tonneau par le dessus, et il comprend une surface externe nylindritue et une surface conique. Ce galet 48 qui peut tourner horizontalement est abaissé lorsque le tonneau 20 commence à tourner. Le mandrin supérieur 42 est entraîné en rotation de manière classique, par exemple par une chaîne d'entraînement, et le mandrin inférieur 40 peut être entraîné en rotation de manière classique en étant par exemple monté sur des roulements à billes de manière à pouvoir tourner avec le tonneau et le mandrin supérieur. te galet de formation d'angle 48 incline le joint sur approximativement 40 à 450 par rapport à l'horizontale. Le galet de formation d'angle 48 se soulève ensuite et le galet d'aplatissement 50, iui est cylindrique, courbe le joint à ci couches pour l'amener dans une positon horizontale qui est transversale et approximativement perpendiculaire à l'axe du tonneau 20.Du fait de 11 élasticité inhérente au métal, le pliage n'est pas exactement de 900 et il normalement de quelques degrés plus àible. T.es dessins montrent la position à 900 par rapport à l'axe vertical du tonneau mais en fait il existe une plasticité inhrente. Lorsqu'on plie le joint 2C vers sa position aplatie, le tonneau 20 effectue un certain nombre de révolutions pour claque opération. Cn choisit le nombre approprié de révolutlons de manière à former le métal sans le déchirer et pour obtenir le egr de pliage total. Par exemple, on peut utiliser de 25 à 30 révolutions par opération lors de la formation effective du joint. t' opération de formage final est obtenue par l'intro- duction horizontale du galet de formation de contour 52 qui forme le joint à sept couches 60 comme décrit ci-dessus. Le galet de formation de contour 52 est introduit après que le galet d'aplatissement 50 et le galet de support 46 ont été rétractés. Après la formation finale du joint à sept couches 70, le galet de formation de contour 52 est rétracté et le tonneau terminé peut être retiré de l'appareil 34, étanL alors pourvu d'un joint tel que représenté sur la figure 12. Dans la pratique, l'ensemble de l'opération peut être réalisé en une période de temps relativement courte et à une vitesse relativement élevée, par exemple en 3 secondes. On comprendra que l'invention couvre le formage d'un joint comprenant plus de cinq couches et un joint d'au moins sept couches ou plus. REVENDICATIONS 1. Procédé de formage d'un conneau fermé hermétique ment au moyen d'un élément de fermeture terminal hermétique, caractérisé en ce qu'on part d'une coquille tubulaire définissant les parois latérales du tonneau et d'un élément de fermeture terminal appliqué à au moins une extrémité de la co ulîle, les bords périphériques adjacents de la coquille Ct des éléments de fermeture étant soumis à une opération de fermage pour constituer un joint essentiellement classique, disposé circonférentiellement, les bords périphériques définissant ce joint étant en contact de butée surface contre surface et repliés pour déterminer un joint à cinq couches classique, cln couches au moins du matériau desdits bords se succèdant dans une direction transversale et radiale et chaque couche étendant sensiblement dans la même direction que les parois latérales du tonneau, et on forme ledit joint pour le transformer en un joint renforcé et replié et obtenir un joint à recouvrement de forme prédéterminée comprenant plus de cinq couches de matériau desdits borde dans une direction radiale et transversale et présentant des caractéristiques de scellement, de manutention et de résistance améliorées tout en conservant la longueur minimale souhaitée pour le joint. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit un élément de fermeture terminal aux deux extrémités de la coquille. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coquille et l'élément de fermeture terminal contenant le joint sont maintenus dans une position fixe, le joint étant replié sur approximativement z5 transversalement par rapport à l'axe longitudinal du tonneau, le ont replié étant ensuite replié vers une position transversale par rapport à l'axe longitudinal du tonneau en utilisant des galets de pliage dont la configuration est telle qu'ils aident le joint à conserver son contour pendant le processus de pliage, le joint étant alors formé de manière à atteindre la configuration finale renforcée en utilisant un alet de puissance de forme prédéterminée et le joint renforcé étant replié vers l'intérieur contre la paroi latérale adjacente du tonneau, en le conformant selon la forme compact dit galet pour obtenir un Joint de configuration prédéterminée. 4. Procédé selon la rcvendcaion 3, caractérisé en ce que la configuration dudit galet est telle ciuc le joint renforcé final obtenu comprend une longue partie inclinée radiale partant du fond du joint pour parvenir ;usu'à une surface externe plate intermédiaire qui permet d'obtenir une surface maximale de contact avec le sol quand on fait rouler le tonneau sur son rebord, la partie plate relativement courte se prolongeant en une partie supérieure comprimée du joint qui permet d'obtenir un joint renforcé et serré de longueur minImale. 5. Procédé de fabrication d'un tonneau pourvu d'un élément de fermeture terminal hermétique, caractérisé en ce qu'on part d'une coquille tubulaire définissant les parois latérales du tonneau et d'un élément de fermeture terminal appliqué à au moins une extrémité de la coquille, les bords périphériques adjacents de la coquille et de l'élément de fermeture ayant été soumis à une opération de formage pour constituer un joint classique s'étendant circonférentiellement, les bords périphériques définissant ce joint étant en contact de butée surface contre surface et repliés pour déterminer un joint classique à cinq couches, cinq couches de matériau desdits bords se succèdant dans une direction radiale et transversale, chaque couche s'étendant sensiblement dans la même direction que les parois latérales du tonneau, et le joint étant ensuite soumis à une opération de formage pour constituer un joint renforcé qui est replié pour obtenir un joint de forme prédéterminée comprenant sept couches de matériau desdits bords dans une direction radiale et transversale et présentant des caractéristiques de scellement, de manutention et de résistance améliorées tout en conservant la longueur minimale souhaitéE pour le joint. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément de fermeture terminal est appliqué de manière similaire aux deux extrémités de la coquille. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coquille et l'élément de fermeture terminal contenant le joint sont maintenus dans une position fixe, le joint étant alors replié sur approximativement 45e transversalement par rapport à l'axe longitudinal du tonneau, le joint plié étant ensuite replié pour l'amener dans une position transversale par rapport à l'axe longitudinal du tonneau en utilisant des galets de plate dont la configuration est telle qu'ils aident le joint à conserver son contour pendant le processus de pliage, le joint étant alors formé selon la configuration finale du joint renfort en utilisant un calet depuissance de forme prédéterminée, le joint renforcé étant replié vers l'intérieur contre la paroi latérale adjacente du tonneau et se conformant à la forme compacte du galet de puissance pour déterminer un joint de configuration prédéterminée. 3. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la configuration du galet de puissance est telle que le joint renforcé final est pourvu d'une longue pente radiale partant du fond du joint pour parvenir à une surface externe plate intermédiaire et détermIner une surface maximale contre le sol quand on fait rouler le tonneau sur son rebord, la partie plate relativement courte se prolongeant en une partie supérieure comprimée du joint pour obtenir un joint renforcé et serré de longueur minimale. 9. Tonneau fabriqué par- mise en oeuvre du procédé de la revendication 5, caractérisé en ce qui il comprend un élément de fermeture terminal à joint multiple à sept couches dont certaines dimensions sont plus faibles que celles du joint double à cinq couches formé initialement de manière à obtenir un joint compact multiple à sept couches présentant des caractéristiques de scellement, de manutention et de résistance améliorées.