Brevet FR2567851A1 — publié le 19860124

RECIPIENT EN MATIERE PLASTIQUE COMPORTANT UN FOND RAPPORTE MUNI D'UN RAIDISSEUR. La présente invention concerne un récipient à fond rapporté, et a trait, plus particulièrement, à un récipient en matière plastique destiné à contenir une charge sous pression , par exemple un produit fluide distribuable sous forme d'aérosol. Il est connu, dans les industries de la cosmétologie et de la pharmacie, de conditionner sous pression certains produits, par exemple pour une distribution sous forme d'aérosols, dans des récipients ayant la forme de bidons en matière plastique, dont la paroi latérale cylindrique est fermée à son extrémité inférieure par un fond rapporté qui est solidarisé avec la base de la paroi latérale, notamment par soudure aux ultrasons. La paroi latérale du récipient, resserrée à son extrémité supérieure afin de former un col, est réalisée par exemple par moulage d'une résine acétal sur une ligne de production distincte de celle sur laquelle sont fabriqués, également par moulage de résine acétal, les fonds des récipients. Chacun des fonds porte, sur sa face interne, un collet cylindrique par lequel le fond est rapporté et emboité dans la base d'une paroi latérale de récipient, puis solidarisé dans cette base, par exemple par soudure aux ultrasons, ou éventuellement par collage, de la face externe du collet cylindrique contre la face interne de la base de la paroi latérale du récipient. On a constaté que, sous l'effet de la pression interne, qui règne dans un tel récipient contenant une charge de produit actif, le fond du récipient se déforme en se bombant vers l'extérieur. Cette déformation entraine fréquemment une désolidarisation entre la base du récipient et le collet cylindrique, qui tend à s'écarter de la paroi latérale du récipient et à pivoter vers l'intérieur. Dans le cas particulier où le fond rapporté est solidarisé par soudure aux ultrasons, la déformation par bombement vers l'extérieur du fond entraîne des ruptures de la soudure. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient majeur, qui limite, dans une mesure importante, les possibilités d'utilisation de tels récipients. Le principe à la base de l'invention consiste à rigidifier les fonds, par adjonction sur chacun d'eux d'un raidisseur, afin d'empêcher les décollements, ou plus généralement, les désolidarisations des bords de soudure, constitués par les collets cylindriques d'une part, et la paroi latérale des récipients, d'autre part. Des essais entrepris par la demanderesse ont montré que la rigidification d'un fond à l'aide d'un raidisseur solidaire de la face interne du fond et d'au moins deux parties opposées du collet cylindrique, n'apportait pas d'amélioration notable par rapport aux réalisations sans raidisseur. Mais, de manière surprenante, une amélioration considérable est obtenue si, conformément à une caractéristique propre à l'invention, le raidisseur s'étend jusqu' au voisinage du collet cylindrique sans être lié à ce dernier.Une telle réalisation permet non seulement d'éviter les ruptures des soudures entre le collet cylindrique et la base de la paroi latérale du récipient, mais également d'éviter au moulage le développement de retassures dans les zones de jonction du collet cylindrique et du raidisseur, de sorte que la solidarisation peut être assurée par une soudure continue et non limitée aux zones exemptes de retassures. L'invention a, en conséquence, pour objet, le produit industriel nouveau que constitue un récipient en matière plastique, destiné à contenir une charge sous pression, ledit récipient comportant une paroi latérale à la base de laquelle est fixé un fond rapporté, ledit fond portant sur sa face interne, un collet cylindrique par lequel le fond s'emboîte dans la base de la paroi latérale du récipient, la face latérale externe dudit collet cylindrique étant solidarisée avec la face interne de la base de la paroi latérale du récipient, et se caractérise par le fait que le fond porte également, sur la partie de sa face interne qui est délimitée à l'intérieur du collet cylindrique, un raidisseur qui s'étend jusqu'au voisinage du collet cylindrique sans être lié à ce dernier. Avantageusement, dans une forme de réalisation assurant une fiabilité particulièrement bonne de la solidarisation du fond à la base de la paroi latérale du récipient, le raidisseur comprend au moins deux nervures solidaires l'une de l'autre sensiblement au centre du fond et s'étendant chacune jusqu'a proximité de l'une de deux parties non adjacentes du collet cylindrique. Selon un mode de réalisation préféré, simple à fabriquer, le raidisseur a la forme d'un élément en étoile, et chaque nervure que constitue chaque branche de l'élément en étoile a une section transversale sensiblement rectangulaire. De plus, la réalisation est encore Simpliie si la hauteur du raidisseur selon l'axe du récipient est, sauf éventuellement au centre du raidisseur, légèrement inférieure à la datance séparant la face externe du fond de la bordure de l'extrémité interne du collet cylindrique. Afin que la mise en pression du récipient entraîne une déformation du fond qui soit encore moins susceptible de nuire à la tenue de la liaison entre le collet cylindrique et la paroi latérale du récipient, le fond et le raidisseur ont une forme légèrement bombée vers l'intérieur du récipient. Bien entendu, il est avantageua: que le fond soit réalisé d'une seule pièce avec le raidisseur et le collet cylindrique. Afin d'augmenter la surface et la qualité de ia liaison du fond et de son collet à la paroi latérale du récipient, la face latérale externe du collet cylindrique se raccorde de préférence au fond par un épaulement externe, ledit épaulement étant - rendu solidaire de l'extrémité inférieure de la base de la paroi latérale du récipient, et pour assurer un meilleur positionnement du fond par rapport à la paroi latérale, il est avantageux que, de plus, la base de la paroi latérale du récipient présente, sur sa face interne, un dégagement annulaire dans lequel est logé et solidarisé le collet cylindrique du fond. Comme dans l'état de la technique, la solidarisation du fond rapporté peut être assurée de différentes manières, mais, de préférence, le collet cylindrique du fond est solidarisé par soudure aux ultrasons avec la base de la paroi latérale du récipient. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation, représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une vue en coupe axiale de la paroi latérale d'un récipient - la figure 2 est une vue en plan du fond du récipient; - la figure 3 est une vue en coupe axiale du fond du récipient, selon III-III de la figure 2, et - la figure 4 est une vue en coupe axiale du récipient en position dans un poste de fixation du fond à la paroi latérale du récipient par soudage aux ultrasons. En se référant à la figure 1, on voit que la paroi latérale 1 du récipient est un tronc de cylindre de section circulaire, resserré à son extrémité supérieure 2 pour former un col muni d'un léger bourrelet 3 destiné à la fixation d'une coupelle porte-valve. Dans sa partie d'extrémité inférieure, ou base, la paroi latérale I présente un dégagement annulaire interne 4 délimité par un épaulement radial interne 5 raccordant la face latérale du dégagement 4 à la face interne 6 de la paroi latérale 1 ; cette paroi latérale 1 est un élément moulé d'une seule pièce en une matière plastique telle qu'une résine acétal. En se référant aux figures 2 et 3, on voit que le fond rapporté 7, qui s'adapte dans la base de la paroi latérale 1 du récipient de la figure 1, a la forme d'un disque circulaire bombé de sorte que sa face inférieure 8 soit concave. Sur sa face supérieure, le fond 7 présente un collet cylindrique 9 de section circulaire, dont le diamètre interne correspond sensiblement au diamètre interne de la paroi latérale 1, au niveau de sa face interne 6, tandis que le diamètre externe du collet 9 correspond au diamètre interne du dégagement annulaire 4, la hauteur du collet 9, c'est-à-dire sa dimension axiale, étant légèrement inférieure à la hauteur du dégagement 4.La face latérale externe du collet 9 se raccorde à la face latérale externe du disque 7 du fond par un épaulement annulaire radial et externe 10, dont la largeur correspond à celle de la paroi latérale 1 à l'extrémité inférieure du dégagement 4. Le disque 7 du fond est également solidaire, par la partie de sa face supérieure qui est délimitée à l'intérieur du collet 9, d'un raidisseur i1 qui, en plan, a la forme d'une étoile à huit branches ; chacune des branches 12 forme une nervure radiale ayant, en coupe par des plans perpendiculaires à la ligne moyenne de chaque nervure, une forme rectangulaire. Le raidisseur en étoile 11 est bombé dans le même sens que le disque 7 du fond, sur la face supérieure convexe de ce dernier. Les huit nervures 12 se raccordent les unes aux autres dans la partie centrale du fond, qui présente un petit bossage axial 13, venu de moulage. Comme représenté sur les figures 2 et 3, les nervures 12, dont la hauteur, mesurée axialement, est légèrement inférieure à la distance séparant le bord de la face inférieure 8 de l'extrémité supérieure libre du collet 9, s'étendent radialement jusqu'à proximité de la face latérale interne du collet 9, sans cependant être reliées au collet 9. Le fond constitué par le disque 7, le collet 9 et le raidisseur en étoile 11 est également moulé d'une seule pièce en résine acétal. Pour assurer le montage de ce fond sur la paroi latérale 1, cette dernière est disposée, en position renversée, c'est-à-dire avec son col 2 et son bourrelet 3 dirigée vers le bas, dans un évidement de forme correspondante ménagé dans une embase 14 métallique d'un poste de soudure aux ultrasons, de sorte que la face d'extrémité de la paroi 1, à l'extrémité libre du dégagement 4, affleure sensiblement la face plane supérieure de l'embase 14.Le fond est ensuite emboîté dans la base de la paroi latérale 1, de sorte que le collet 9 se loge dans le dégagement 4 et que l'épaulement annulaire externe 10 soit en appui contre la face de la paroi 1 à l'extrémité libre du dégagement 4 la face d'extrémité libre du collet 9 vient en regard et à proximité immédiate de l'épaulement radial interne 5 de la paroi 1, et le raidisseur en étoile 11 se loge dans le récipient en étant bombé vers l'intérieur de ce dernier. Puis on applique, contre le pourtour de la face inférieure 8 du fond, une sonotrode 15, en forme de disque circulaire présentant, sur le pourtour de sa face inférieure, une collerette annulaire à face inférieure plane, l'appui de la sonotrode s'effectue sous une force de 70 décanewtons ; on commande ensuite, pendant une durée de 3 secondes, une émission ultrasonore de fréquence égale à 20 KHz. On assure ainsi, avec une bonne fiabilité, la fixation par soudage aux ultrasons du fond rapporté sur la base de la paroi latérale du récipient. En l'absence de raidisseur, des essais de mise en pression hydraulique d'un récipient de même dimension, sur lequel le fond a été soudé aux ultrasons dans les mêmes conditions de force, de durée et de fréquence, ont montré que la rupture de la soudure intervenait pour une pression de 6 à 10 bars. Lorsque le fond d'un tel récipient est muni d'un raidisseur en étoile tel que 11, mais dont les extrémités radiales externes des nervures 12 sont solidaires du collet cylindrique 9, la rupture de la soudure se produit à une pression de 10 à 12 bars. Par contre, si le fond est tel que représenté sur les figures 2 et 3, la pression peut atteindre une valeur très supérieure, telle que 25 bars, sans que la soudure ne soit rompue. Bien qu'une explication incontestable de ce résultat surprenant ne puisse entre avancée, on peut penser que la petite largeur de la zone de faible résistance du fond qui est délimitée entre le collet 9 et les bords radiaux externes des nervures 12 constitue un trop faible bras de levier pour entraîner le décollement du rebord 9 de la face latérale du dégagement 4 de la paroi 9, et le pivotement du rebord 9 vers l'intérieur du récipient. Grâce au raidisseur du récipient selon l'invention, il est possible de conserver le mode avantageux de solidarisation que constitue la soudure aux ultrasons pour fixer l'un sur l'autre les deux éléments très simples à fabriquer que sont la paroi latérale de la figure 1, d'une part, et le fond à raidisseur des figures 2 et 3, d'autre part. Il est bien entendu que le dispositif ci-dessus décrit pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Récipient en matière plastique, destiné à contenir une charge sous pression, ledit récipient comportant une paroi latérale (1) à la base de laquelle est fixé un fond (7) rapporté, ledit fond (7) portant, sur sa face interne, un collet cylindrique (9) par lequel le fond (7) s'emboîte dans la base de la paroi latérale (1) du récipient, caractérisé par le fait que le fond (7) porte également, sur la partie de sa face interne qui est délimitée à l'intérieur du collet cylindrique (9), un raidisseur (11) qui s'étend jusqu'au voisinage du collet cylindrique (9) sans etre lié à ce der nier. 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le raidisseur (11) comprend au moins deux nervure (12) solidaires l'une de l'autre sensiblement au centre du fond (7) et s'étendant chacune jusqu'à proximité de l'une de deux parties non adjacentes du collet cylindrique (9). 3 - Récipient selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le raidisseur (11) a la forme d'un élément en étoile. 4 - Récipient selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que chaque nervure (12) a une section transversale sensiblement rectangulaire. 5 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la hauteur du raidisseur (11), selon l'axe du récipient, est, sauf éventuellement au centre du raidisseur (11), légèrement inférieure à la distance séparant la face externe (8) du fond (7) de la bordure de l'extrémité interne du collet cylindrique (9). 6 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le fond (7) et le raidisseur (11) ont une forme légèrement bombée vers l'intérieur du récipient. 7 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le fond (7) est réalisé d'une seule pièce avec le raidisseur (11) et le collet cylindrique (9). 8 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la face latérale externe du collet cylindrique (9) se raccorde au fond (7) par un épaulement externe (10), ledit épaulement (10) étant rendu solidaire de l'extrémité inférieure de la base de la paroi latérale (1) du récipient. 9 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la base de la paroi latérale (1) du récipient présente, sur sa face interne, un dégagement annulaire (4) dans lequel est logé et solidarisé le collet cylindrique (9) du fond. 10 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le collet cylindrique (9) du fond (7) est solidarisé par soudure aux ultrasons avec la base de la paroi latérale du récipient.