Brevet FR2505250A1 — publié le 19821112

Dans la demande de brevet allemand DE-OS 1 486 193, on décrit un récipient de forme tubulaire, qui se compose d'un corps tubulaire cylindrique formé par enroulement d'une feuille multicouche, d'un élément rapporté en forme de disque annulaire comportant une cou- che d'arrêt et d'une partie de tête en matière plastique profilée par un processus thermoplastique et qui est reliée non seulement avec le corps tubulaire mais égale- ment avec l'élément rapporté de telle sorte que les bords de coupe de ce dernier soit complètement entourés par la matière plastique. Le procédé de fabrication de ce récipient est basé sur un procédé cité dans l'art antérieur concernant cette demande de brevet et qui fait intervenir essentiel- lement la fabrication du corps tubulaire cylindrique, la préfabrication de l'élément rapporté à sa forme finale et la liaison de ces deux parties avec réalisation simul- tanée de la partie de tête du récipient en matière plas- tique. Dans des récipients de ce type, il se pose le problème de maintenir aussi faible que possible l'inter- valle, rempli par la matière plastique de la partie de tête et existant entre le bord extérieur de l'élément rapporté et le bord supérieur adjacent du corps tubu- laire Cet intervalle représente une interruption indé- sirable dans la couche d'arrêt qui est prévue dans le corps tubulaire et qui se prolonge dans l'élément rap- porté D'autre part, il est nécessaire de faire inter- venir dans la zone de liaison entre l'élément rapporté et le bord supérieur du corps tubulaire, une quantité suffisante de matière plastique La chaleur de soudage nécessaire pour l'établissement du joint soudé entre les couches extérieures thermoplastiques du corps tubu- laire et de l'élément rapporté d'une part et la partie de tête correspondante d'autre part est fournie par la matière plastique plastifiée pendant la formation de la partie de tête La température de la matière plastique plastifiée est limitée supérieurement et elle peut seule- ment faire en sorte que la matière plastique plastifiée perde aussi peu de chaleur que possible sur le trajet reliant le dispositif de plastification à la zone de jonction. L'invention doit permettre de résoudre le pro- blème consistant à établir, tout en réduisant simultané- ment la largeur de l'intervalle annulaire entre la couche d'arrêt du corps tubulaire et celle de l'élément rapporté -appelé dans la suite "rondelle" un meilleur joint soudé, notamment entre la partie de tête et le corps tubulaire. Ce problème est résolu selon l'invention grâce à un récipient de forme tubulaire dans lequel la zone marginale extérieure de la rondelle fait saillie en forme de collerette de la partie restante de la rondelle essen- tiellement radialement en direction du corps tubulaire et elle est accrochée par dessous, sur le côté opposé à une partie d'épaulement, par une partie en matière plastique reliée directement au corps tubulaire. Du fait du décalage de la matière plastique de la partie de tête vers le côté de la rondelle qui est opposé à la partie de col, on obtient une zone de liai- son allongée entre la partie de tête et le corps tubu- laire, la rondelle étant soudée aussi bien sur le côté tourné vers la partie de col que sur le côté opposé à celui-ci, avec la matière plastique de la partie de tête. Ainsi obligatoirement le bord de coupe prévu sur le bord extérieur de la rondelle en matière plastique est protégé par rapport à la cavité délimitée par le corps tubulaire et par conséquent par rapport à la matière de remplissage. D'autre part la rondelle, du fait que son bord extérieur est orienté à peu près radialement en direction du corps tubulaire orienté à peu près axialement, vient théorique- ment se placer directement en juxtaposition contre ce corps tubulaire Bien que la rondelle divise la zone de jonction entre la matière plastique de la partie de tête et le corps tubulaire en deux zones, il ne se produit pas un affaiblissement de la liaison par suite de l'orienta- tion radiale de ce bord extérieur et de la chaleur de soudage suffisante D'autre part, l'agencement conforme à l'invention procure l'avantage que, pour établir une liaison correcte avec le corps tubulaire, il ne fait pas intervenir l'épaisseur de paroi de la matière plastique dans la partie d'épaulement Au contraire, l'épaisseur de paroi dans la partie d'épaulement doit être choisie juste suffisamment grande pour que cette partie ait la rigidité de forme nécessaire Au total, il est par consé- quent possible de réaliser une économie de matière plas- tique et, du fait de la meilleure répartition de la matière dans des conditions identiques de refroidissement, également un raccourcissement du temps de refroidissement. Cependant il est essentiel que l'intervalle annulaire ou l'interruption entre la couche d'arrêt pré- vue dans le corps tubulaire et celle prévue dans la ron- delle soit réduit au minimum. L'invention concerne également un procédé de fabrication de récipients en forme de tube, permettant de résoudre le problème consistant à faciliter l'introduc- tion de la matière plastique dans une cavité de moule sur le côté de la rondelle qui est opposé à la partie de col. Ce problème est résolu,selon l'invention, grace à ce que sous l'action de la matière plastique introduite, la rondelle est profilée à la forme finale à partir d'une forme intermédiaire. Le fait que, sous l'action des forces exercées par la matière plastique, un changement de forme de la rondelle puisse être réalisée de façon que celle-ci soit écartée du mandrin par son bord extérieur, permet simulta- nément de produire ce changement de forme en vue d'une fermeture, au moins partielle, de l'intervalle annulaire existant entre la couche d'arrêt du corps tubulaire et celle de la rondelle pendant le formage de la partie de tête Il est ainsi possible que la matière plastique plas- tifiée qui a été introduite dans la cavité de moule pour la formation de la partie de tête et sa jonction avec le corps tubulaire, entre en contact avec le corps dans toute la zone de jonction avant que le changement de forme de la rondelle se soit produit ou soit terminé Ainsi le fluage de la matière plastique dans la zone de jonction et sur le côté de la rondelle qui est opposé à la partie de col n'est pas empêché par son bord extérieur. Par rapport au procédé connu précité, le pro- cédé selon l'invention permet également de réduire les frais de fabrication de la rondelle car l'enrobage des bords de coupe par la matière plastique se produit sans intervention d'un outil de formage spécial Enfin la ron- delle, lorsqu'elle est mise en place avant le corps tubu- laire sur le mandrin, peut agir également comme une sur- face de déviation et de centrage et empêcher un poinçonne- ment du corps tubulaire sur le côté frontal du mandrin. Pour garantir une bonne assise de la rondelle sur le mandrin et pour pouvoir négliger les tolérances de fabrication de la rondelle, il est avantageux de sous- dimensionner l'ouverture intérieure de la rondelle de manière que, lors de l'engagement de la rondelle sur le mandrin, il se forme un appendice cylindrique ou arête qui garantisse d'une part un centrage exact de positionne- ment de la rondelle sur le mandrin et qui offre d'autre part, lors de la fabrication de la partie en matière plas- tique, la possibilité d'être elle-même enrobée par la matière plastique - La déformation de la rondelle sous l'action de la matière plastique est effectuée par engagement dans la cavité du mandrin dont elle prend ainsi la forme de sorte que, d'une manière analogue l'arête qui est formée lors de l'emmanchement de la rondelle sur le mandrin, on obtient une zone en forme de collerette qui est recourbée à partir du reste du corps de rondelle et qui est également enrobée par de la matière plastique A cet effet, le bord extérieur de coupe de la rondelle est recourbé vers le haut et se rapproche ainsi du corps tubulaire. La rondelle présente dans sa condition finale la forme d'un corps de révolution dont la génératrice comprend, de l'intérieur vers l'extérieur, une zone mar- ginale intérieure à peu près parallèle à l'axe, deux zones inclinées par rapport à l'axe avec des inclinaisons diffé- rentes et une zone marginale extérieure orientée à peu près radialement, la première et la dernière zone servant à créer la possibilité d'enrober leurs bords aïvec de la matière plastique La zone inclinée faisant l'angle le plus petit avec l'axe est parallèle à l'orientation de l'épaulement formé de matière plastique. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe axiale de la partie supérieure d'un récipient tubulaire conforme à l'inven- tion, représenté schématiquement; la figure 2 représente un dispositif pour la fabrication de la partie de tête du récipient de forme tubulaire de la figure 1, avant l'injection de la masse de matière plastique; et la figure 3 montre à échelle agrandie une partie du dispositif de la figure 2 après fabrication de la tête de récipient. Le récipient de forme tubulaire représenté sur la figure 1 comporte un corps tubulaire cylindrique 1 dessiné seulement en partie et qui se compose d'une manière connue de plusieurs couches En général, une cou- che centrale métallique est entourée des deux côtés par une couche de matière thermoplastique, auquel cas il est prévu entre le métal et la matière plastique encore des couches de liaison ou de collage La couche intérieure en matière plastique remplit la fonction d'empêcher un contact du produit de remplissage avec le métal afin qu'il ne se produise pas des réactions chimiques indésirables. La couche métallique ou couche d'arrêt sert par exemple à empêcher la diffusion de constituants déterminés de la masse de remplissage au travers du corps tubulaire 1, cet effet se produisant dans le cas d'emballage formé seulement de matière plastique, lorsqu'il existe dans la masse de remplissage des constituants capables de diffu- sion La couche de matière plastique placée sur le côté extérieur du corps tubulaire protège la couche métalli- que contre la corrosion et elle permet de donner à l'em- ballage un aspect extérieur esthétique. Le corps tubulaire 1 est fabriqué par enroule- ment d'une feuille multicouche du type défini ci-dessus, les extrémités de jonction de la feuille multicouche se recouvrant mutuellement et étant soudées (non représenté). L'extrémité supérieure la du corps tubulaire 1 est facile- nment recourbée vers l'intérieur dans la condition finale du récipient et elle constitue une transition arrondie avec une tête de tube désignée dans son ensemble par 2. La tête de tube 2 se compose d'une partie de tête 3 en matière thermoplastique ainsi que d'une rondelle 5 de profil général à peu près conique La rondelle 5 est également fabriquée à partir d'une feuille multicouche, dont la structure peut être identique à celle du corps tubulaire La rondelle a pour fonction de prolonger par sa couche métallique dans la tête tubulaire 2 la couche anti-diffusion qui existe dans le corps tubulaire 1 La partie de tête 3 en matière thermoplastique a enfin pour fonction de servir de support pour la rondelle 5 et d'as- surer sa liaison avec le corps tubulaire 1 A cet effet, la partie de tête 3 comporte une partie d'épaulement 4 de forme conique. Comme le montre en outre la figure 1, la ron- delle 5 présente un profil qui se compose de deux zones 6 et 7 inclinées l'une par rapport à l'autre et de deux zones marginales 8 et 9 qui sont noyées dans la matière plastique de la partie de tête 3 Cet enrobage des zones marginales 8 et 9 par de la matière plastique a pour fonc- tion d'isoler par rapport à la masse de remplissage les bords de coupe de la couche métallique, formés lors du découpage ou du poinçonnage de la feuille multicouche, à l'aide de matière plastique et d'éviter une réaction indé- sirable entre le métal et des substances actives de la masse de remplissage. La partie de tête 3 est reliée par soudage par fusion avec les couches de matière plastique du corps tubulaire, à savoir par l'intermédiaire de la'partie d'é- paulement 4 avec l'extrémité supérieure la du corps tubu- laire 1, aussi bien sur son côté frontal qu'également et principalement sur le côté intérieur La zone de jonction entre la partie d'épaulement 4 et le corps tubulaire 1 s'étend, conformément à la présente invention, non seule- ment depuis le côté frontal du corps tubulaire 1 jusqu'à la hauteur de la zone marginale 9 mais elle se prolonge en dessous de cette zone marginale dans une partie annu- laire 11 en matière plastique Cette partie annulaire 11 en matière plastique s'accroche sur la rondelle 5 par dessous dans la zone marginale 9 et elle est également reliée par soudage par fusion avec la couche en matière plastique de la rondelle qui est tournée vers le volume intérieur du récipient Enfin la couche en matière plas- tique prévue sur le côté supérieur de la rondelle 5 est également reliée par soudage par fusion avec la partie d'épaulement 4 par l'intermédiaire des zones inclinées 6 et 7. La partie de tête 3 comporte en outre une par- tie de col 12 placée à la suite de la partie d'épaulement 4 et portant un filetage extérieur 13, en étant obturée vers le haut par une partie horizontale 15 pourvue d'une ouverture 14 Le filetage extérieur 13 sert à la fixation d'un bouchon fileté classique, non représenté, et assurant l'obturation de l'ouverture 14. Les figures 2 et 3 représentent un dispositif de fabrication ae la tête de tube 2 ou bien de la zone de jonction de la rondelle 5 et du corps tubulaire 1 par la matière plastique de la partie d'épaulement 4 On va également décrire un exemple d'application du procédé en référence à ces figures Des parties identiques ont été désignées par les mêmes références numériques que sur la figure 1. On a désigné par 20 un mandrin qui est mobile par rapport à un moule ou matrice 23 et qui est disposé de toute manière de façon à pouvoir se déplacer axiale- ment En coopération avec ce moule 23, le mandrin 20 délimite une cavité de moule 21 servant à former la tête de tube 2 Sur la figure 2, la cavité de moule 21 a été représentée en condition de fermeture, c'est-à-dire que le mandrin 20 a été représenté par rapport au moule 23 dans sa position limite o la tête de tube 2 ou la partie de tête 3 a pris sa forme finale. Encore dans la condition d'ouverture de la cavité de moule, o le mandrin 20 est espacé du moule 23, la rondelle 5 préformée par poinçonnage et estampage à partir d'une feuille multicouche, est emmanchée sur ce mandrin A partir d'un disque annulaire plat, on a formé par estampage un corps creux conique comportant les zones 6 et 7 Lors de l'emmanchement de la rondelle 5 sur le mandrin, du fait que son diamètre intérieur est plus petit que le diamètre d'un collet annulaire 26 prévu sur le mandrin 20, il se produit une déformation de la ron- delle qui se traduit par la création de la zone cylindri- que 8. Comme le montre la figure 2, la rondelle 5 recouvre par sa zone 7 un creux de forme annulaire 22 ainsi qu'un gradin annulaire 25 placé sur un plus grand diamètre par rapport à celui-ci et par conséquent espacé radialement, ce qui constitue entre le creux 22 et le gra- din annulaire 25 une cavité 29 On reviendra encore dans la suite sur l'importance de cet agencement Lors de la mise en place du corps tubulaire 1 sur le mandrin 20, la rondelle 5 assure un centrage, dans le cas o le corps tubulaire n'est pas exactement orienté par rapport au mandrin et empêche un poinçonnement de ce corps tubulaire. Sur la figure 2, l'extrémité supérieure la du corps tubu- laire 1, qui pénètre dans la cavité de moulage fermée 21, a été représentée dans la condition recourbée vers l'inté- rieur Le corps tubulaire prend avantageusement cette forme lors de son introduction dans la cavité de moulage 21, en coopération avec le mandrin 20 On a désigné par 39 sur la figure 2 une broche représentée schématiquement, disposée coaxialement par rapport au mandrin 2 O et montée dans celui-ci ou dans le moule 23, d'une manière non représentée en détail. On va supposer que la matière plastique a été introduite dans la cavité de moule 21 pendant que celui-ci est encore ouvert On utilise par exemple à cet effet un procédé tel que celui décrit dans la demande de brevet GB-OS 80 22 044 Dans ce cas, le mandrin 20 est placé au- dessus du moule 23 ouvert vers le haut Lors de la ferme- ture de la cavité de moule, la matière plastique intro- duite par exemple sous la forme d'un anneau en matière plastifiée dans la cavité de moule 21, se répartit et flue d'un côté dans la direction de la broche 29 pour former la partie de col 12 De l'autre côté, de la matière plastique plastifiée est également refoulée radialement vers l'extérieur et elle parvient dans la zone de liaison avec le corps tubulaire 1 Même lorsque la cavité de moule est déjà complètement fermée à ce moment, ou bien lorsque les parties occupent les positions relatives indiquées sur la figure 2, la matière plastique refoulée vers l'ex- térieur peut s'écouler sans entrave entre le bord supé- rieur la du corps tubulaire 1 et le bord de coupe, désigné par 28, de la rondelle 5 dans le volume annulaire 30. Lorsque la matière plastique a atteint ce volume annulaire, la pression de la matière exercée sur la zone 7 de la ron- delle augmente et il en résulte que celle-ci est coudée entre le creux de forme annulaire 22 et le gradin annu- laire 25 et est engagée par pression dans la cavité intercalaire 29 Ce coudage de la rondelle a pour autre résultat que la zone de la rondelle 5, venant radialement à la suite vers l'extérieur, est déformée cette zone est tournée sur toute son étendue radiale jusqu'au bord de coupe 28 depuis la position inclinée représentée sur la figure 2 jusque dans une position approximativement hori- zontale Il se forme en correspondance la zone marginale radiale 9 représentée sur les figures 1 et 3. On se rend compte aisément, par une comparai- son des figures 2 et 3, que la matière plastique parvient du fait du changement de forme de la rondelle 5, depuis le volume annulaire 30 également jusque sur le côté inférieur de la rondelle et que la zone marginale 9, y compris le bord de coupe 28, est enrobée de matière plas- tique. Ainsi la couche métallique d'arrêt, désignée par 31, de la rondelle 5 est recouverte par de la matière plastique sur le bord de coupe 28, cette couche étant reliée avec les couches de matière plastique 32 et 33 de la rondelle 5 Un soudage par fusion est également réa- lisé avec la couche intérieure de matière plastique 34 du corps tubulaire 1 sur toute la zone de jonction, la couche d'arrêt 35 recevant également sur le bord de coupe 36 du corps tubulaire de la matière plastique provenant de la partie d'épaulement 4 de manière que la liaison soit également assurée avec la couche de matière plastique 37. Dans le cadre de la présente invention, il est cependant également important que la zone marginale 9, bien qu'elle soit maintenant entourée par de la matière plastique, s'étende jusqu'au voisinage immédiat du corps tubulaire 1 et réduise ainsi au minimum l'intervalle annu- laire 5 a existant entre ce bord de coupe 28 et le côté intérieur du corps tubulaire et rempli seulement par de la matière plastique L'interruption subsistant entre la couche d'arrêt 35 du corps tubulaire 1 et la couche d'arrêt 31 de la rondelle 5 est ainsi négligeable. Du fait que la zone marginale cylindrique 8 de la rondelle 5, qui a été formée lors de l'engagement de cette rondelle sur le mandrin 20, dépasse du gradin annulaire 26, celui-ci est également enrobé par la matière plastique formant la partie de col 12 et le bord de coupe 27 est ainsi recouvert pendant que s'effec- tue un soudage avec les couches de matière plastique 32 et 33. Par comparaison aux récipients d'emballage fabriqués par des procédés connus, le procédé conforme à l'invention permet de réaliser une économie importante. Cela est imputable en premier lieu au fait que la ron- delle peut être amenée à sa forme finale d'une manière plus simple et sans faire intervenir des phases de for- mage et des outils spéciaux La rondelle prend la forme nécessaire pour l'incorporation à la matière plastique lors du formage de la tête de tube 2 ou de la pièce tubu- laire 3. REVENDICATIONS 1 Récipient de forme tubulaire, comportant un corps tubulaire réalisé à partir d'une feuille multicou- che comportant au moins une couche métallique et une cou- che de matière plastique qui sont enroulées et soudées en recouvrement, une partie de tête formée de matière plastique et se composant d'une partie de col de forme cylindrique et d'une partie d'épaulement de forme conique, ainsi qu'une rondelle de forme annulaire, constituée d'une feuille multicouche pourvue d'une couche intermédiaire métallique, disposée sur le côté intérieur de la partie d'épaulement et dont les bords de coupe ( 28) sont enrobés par la matière plastique formant l'épaulement, récipient caractérisé en ce que la zone marginale extérieure ( 9) de la rondelle ( 5) fait saillie en forme de collerette de la partie restante de la rondelle essentiellement radiale- ment en direction du corps tubulaire ( 1) et est accrochée par dessous, sur le côté opposé à la partie d'épaulement ( 4), par une partie en matière plastique ( 11) reliée direc- tement au corps tubulaire. 2 Récipient de forme tubulaire selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la matière plastique dans la zone située entre le corps tubu- laire ( 1) et la rondelle ( 5) est bien plus grande que l'espacement du corps tubulaire ( 1) par rapport à la rondelle ( 5). 3 Récipient de forme tubulaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la rondelle ( 5) est formée d'un corps de révolution dont la généra- trice comporte, de l'intérieur vers l'extérieur, une zone marginale intérieure ( 8) sensiblement parallèle à l'axe, deux zones ( 6,7) inclinées différemment par rapport à l'axe ( 27) et une zone marginale extérieure ( 9) à peu près radiale. 4 Récipient de forme tubulaire selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que la zone ( 6), inclinée du plus grand angle par rapport à l'axe ( 27), de la rondelle ( 5) est orientée parallèlement à la surface extérieure de la partie d'épaulement ( 4). Procédé de fabrication d'un récipient d'emballage selon la revendication 1, comportant les étapes suivantes: fabrication d'un corps tubulaire cylindrique par enroulement d'une feuille multicouche et soudage de celleci avec un joint en recouvrement; montage du corps tubulaire et d'une rondelle, poinçonnée dans une feuille multicouche pour former une couche anti-diffusion, sur un mandrin; introduction du mandrin portant le corps tubulaire et la rondelle dans un moule, qui constitue en coopération avec le mandrin une cavité à remplir de matière plastique, dans laquelle la rondelle est disposée et dans laquelle le corps creux s'accroche; et injection de matière plastique plastifiée dans le moule, procédé caractérisé en ce que la rondelle passe d'une forme intermédiaire dans la forme finale sous l'action de la matière plastique injectée. 6 Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la rondelle est soutenue, au voisinage de son bord extérieur, dans deux zones annulaires espacées radialement l'une de l'autre, en opposition à la pression de déformation exercée par la matière plastique. 7 Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que, après fermeture de la cavité de moulage à la suite de l'injection de la matière plas- tique, la matière plastique et la rondelle sont amenées à la forme finale correspondante. 8 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 7, caractérisé en ce que la rondelle est engagée sous l'action d'une force sur le mandrin d'une manière provoquant sa déformation en vue de créer une zone cylindrique recourbée à partir du reste du corps de rondelle. 9 Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que, lors de la déformation de la rondelle par la matière plastique depuis la forme initiale jusqu a la forme finale, il se crée une zone recourbée à partir du reste du corps de rondelle et opposée à la zone cylin- drique. Procédé selon l'une quelconque des reven- dications l à 5, caractérisé en ce que la déformation de la rondelle est effectuée par emmanchement de celle-ci sur le mandrin. 11 Procédé selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le bord extérieur de la rondelle est rapproché du corps tubulaire par cintrage depuis une forme conique jusqu'à une forme de collerette radiale. 12 Dispositif pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, comportant un mandrin pouvant être introduit dans un moule, caractérisé en ce que le mandrin ( 20) comporte sur son côté frontal une cavité ( 29) qui est disposée symétri- quement autour de l'axe ( 27) du mandrin ( 20). 13 Dispositif selon la revendication 12, carac- térisé en ce que le mandrin ( 20)-comporte un gradin annu- laire ( 29) entourant l'appendice en forme de col.