Brevet FR2570969A1 — publié le 19860404

"Procédé d'obturation avec sertissage et rétreint d'une extrémité d'une virole par un fond serti, et mandrin de sertissage adapté à sa mise en oeuvre" La présente invention concerne un procédé d'obturation par sertissage et rétreint d'une extrémité d'une virole par un fond serti ainsi qu'un mandrin de sertissage adapté à sa mise en oeuvre. L'invention s'applique notamment mais non exclusivement à la fabrication de récipients métalliques ou composites, de section cylindrique ou polygonale, tels que des fûts en acier par exemple. Il est connu de fabriquer de tels récipients ou fûts en rapportant par sertissage, notamment double ou triple, un fond à une extrémité d'une virole; cela fait apparaître à la lisière de la virole un bourrelet de sertissage qui est en saillie ra- diale vis-à-vis de la paroi de la virole. Pour optimiser la manutention ou le stockage de tels ré- cipients il a déjà été proposé d'aménager ces récipients, par des opérations de refoulement, de rétreint ou au contraire d' expansion, en sorte que leurs extrémités soient de dimensions différentes grâce à quoi ces récipients peuvent être empilés ou gerbes de façon stable, par emboîtement des extrémités suc- cessives (fond et couvercle) de deux récipients successifs dans une pile. Il est par ailleurs souhaité de réduire l'encombrement notamment radial de ces récipients en vue d'en optimiser le transport. Une telle réduction d'encombrement est par exemple nécessaire pour les fûts destinés à être placés dans des conte- neurs, par exemple du type ISO, très utilisés en transport maritime et en transport international. Une réduction d'encom- brement, même faible, peut parfois suffire pour augmenter les taux de remplissage de ces conteneurs; or, ainsi qu'on le sait, les coûts de transport, très élevés, sont amortissables sur les quantités transportées. L'obtention d'extrémités de dimensions différentes sur un récipient, ou la réduction de la dimension radiale de tels récipients, au niveau des fonds et couvercles (et au niveau des nervures annulaires, appelées joncs de roulement, que présen- \ tent de façon classique ces récipients entre leurs fonds opposés) nécessite actuellement une phase supplémentaire de fabrication sur une machine spécialement prévue à cet effet. La présente invention a notamment pour objet de permettre, sans opération supplémentaire et en ne modifiant que faiblement les installations de sertissage, d'obtenir directement lors du sertissage des bourrelets de sertissage d'encombrement trans- versal réduit. L'invention proposé à cet effet de façon très générale, un procédé d'obturation avec sertissage et rétreint d'une virole par un fond selon lequel on conforme la virole en sorte de la munir en au moins une de ses extrémités d'un rebord annulaire transversal, tandis qu'on élabore un fond comportant une partie centrale transversale reliée par une jupe de raccordement à un second rebord annulaire transversal, on embolte ce fond sur un mandrin de sertissage comportant une face transversale reliée par une surface annulaire de raccordement à une surface laté- rale d'appui, tandis qu'on fait coiffer ce fond par la virole en sorte d'établir un contact de centrage entre la jupe du fond et la virole et un contact entre les rebords transversaux puis, avec une molette de sertissage, on enroule ces rebords l'un autour de l'autre jusqu'à les rabattre conjointement contre le mandrin, ce procédé étant caractérisé en ce que l'emboîtement du fond sur le mandrin s'opère avec une zone de contact et d' entraînement sensiblement localisée au voisinage de la surface de raccordement du mandrin et de la zone de raccordement entre la jupe et la partie centrale du fond. Cette disposition per- met que les contacts annulaires qui sont réalisés entre la jupe du fond et la paroi de la virole d'une part,et le mandrin de sertissage d'autre part, soient localisés dans des plans trans- versaux décalés axialement. La paroi latérale du mandrin, n'intervenant pas selon l'invention dans le maintien en position du fond, est, selon une disposition avantageuse de l'invention, légèrement tron- conique avec un demi-angle au sommet en général au plus égal à quelques 5 en sorte d'avoir une dimension minimale au niveau axialement des rebords transversaux destinés à être sertis. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention la jupe du fond est conformée en sorte de s'évaser à partir de la partie centrale de ce fond jusqu'à son rebord transversal; cela permet la mise en oeuvre de mandrins de sertissage dont la dimension maximale est sensiblement inférieure à la dimen- sion moyenne de la virole auprès de son rebord transversal, la réduction d'encombrement radial après sertissage étant d'autant plus importante que l'écart entre les dimensions précitées est important. Pour la mise en oeuvre de ce procédé l'invention propose un mandrin de sertissage caractérisé en ce qu'il présente un maximum d'encombrement transversal au voisinage de la liaison de sa paroi latérale d'appui avec sa zone annulaire de raccor- dement. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues partielles en coupe axiale d'une virole et d'un fond avant et après sertissage de leurs rebords annulaires transversaux selon un procédé connu, avec des moyens de sertissage connus; les figures 3 et 4 sont des vues analogues d'une virole et d'un fond avant et après sertissage de leurs rebords annu- laires transversaux correspondant à une première variante du procédé de préparation et de sertissage de ce fond et de cette virole selon l'invention avec un mandrin de sertissage selon l'invention; les figures 5 et 6 sont des vues analogues correspon- dant à une deuxième variante du procédé selon d'invention; la figure 7 est une vue de dessus du fond de la figure 6; les figures 8 et 9 sont de même des vues avant et après sertissage correspondant à une troisième variante du procédé selon l'invention; les figures 10 et 11 sont des vues analogues corres- pondant à une quatrième variante du procédé selon l'invention; les figures 12 et 13 sont des vues analogues correspon- dans à une cinquième variante du procédé de l'invention; et la figure 14 est une vue analogue à la vue de la fi- gure 13, correspondant à un sertissage double au lieu d'un sertissage triple. Pour faciliter la compréhension et la comparaison des diverses figures 1 à 14, les viroles y sont représentées avec le même diamètre, les épaisseurs e et e' des fonds et des viroles y sont égales, et les fonds sont représentés en grisé pour les distinguer aisément des viroles. Sauf mention contraire le sertissage y est triple. Les figures 1 et 2 illustrent une procédure classique de préparation et de sertissage d'un fond 1 sur une virole 2 avec des moyens classiques de sertissage. La configuration de la figure 1 résulte de phases préalables de préparation au cours desquelles la virole a été conformée en sorte d'être munie d'un rebord annulaire transversal 3, tandis que le fond a été conformé en sorte de comporter une partie centrale trans- versale 5 reliée par une jupe de raccordement à un second rebord annulaire transversal 7,dit bord à sertir. Ce fond 1 a été engagé à force sur un mandrin de sertissage 8 comportant une face transversale d'appui 8A reliée par une surface annu- laire de raccordement 8B à une surface latérale d'appui 8C sen- siblement cylindrique. Le maintien à force du fond 1 sur le mandrin 8 est assuré par un serrage radial assuré entre la jupe cylindrique 6 du fond et la surface d'appui 8C du mandrin. Cette surface d'appui 8C est parfois rendue rugueuse, par l'aménage- ment de striages par exemple pour améliorer le blocage du fond 1. La jupe 6 du fond 1 comporte une portion bombée 6A de rac- cordement à la partie centrale 5 qui, en pratique, ne vient pas en contact avec la surface de raccordement 8B du mandrin. Après que le fond 1 ait été engagé à force sur le mandrin 8 à la manière d'un chapeau, on a fait coiffer ce fond par la virole en sorte d'établir un contact annulaire 9A entre la jupe de centrage 6 et la virole 2, au voisinage de la surface latérale 8C du mandrin, en sorte de centrer la virole par rapport au mandrin, et un contact annulaire 9B maintenu avec pression entre les rebords transversaux 3 et 7 de la virole et du fond. L'opération de sertissage résulte ad'un mouvement en spirale convergente que l'on fait décrire à une molette de sertissage 8' qui, par une gorge de profil approprié, provoque un enrou- lement des rebords 3 et 7 l'un sur l'autre jusqu'à les rabattre conjointement contre la virole 2 qui prend appuipar l'intermé- diaire de la jupe 6 du fond contre la surface cylindrique d'appui du mandrin 8. La figure 2 représente le résultat d'un sertissage triple de type "eptaseam": on observe un bourrelet de sertissage 3-7 dont l'épaisseur mesurée radialement à partir de la surface extérieure 2A de la virole vaut approximativement 5 fois l'é- paisseur de cette virole ou du fond. Ainsi qu'il ressort des variantes représentées par les figures 3 à 14, l'invention préconise, contrairement à ce qui vient d'être indiqué, au lieu de l'engagement à force du fond sur le mandrin, un emboîtement de ces deux éléments avec un contact entre fond et mandrin qui est principalement localisé au niveau de la surface de raccordement que présente ce mandrin entre sa surface latérale et sa portion centrale. Aucun contact n'étant plus requis entre la jupe du fond et la surface laté- rale du mandrin l'une et/ou l'autre de celles-ci peut s'évaser ou se rétrécir en s'éloignant de la zone de contact. La figure 3 illustre le résultat d'une phase de prépa- ration et de conformation au terme de laquelle la virole 2, qui présente la même conformation qu'à la figure 1, vient en con- tact avec la jupe tronconique 16 d'un fond 11 présentant une partie centrale 15 et un rebord transversal 17. Le contact annulaire de centrage 19A entre la virole 2 et la jupe 16 du fond est établi en un niveau décalé axialement vis-à-vis de la zone de contact entre la surface de raccordement 18B du mandrin 18 et le fond. Du fait du caractère tronconique de la jupe 16 le diamètre du mandrin 18 au voisinage de cette zone de raccor- dement 18B peut être plus faible qu'à la figure 1. Le mandrin 18 présente une face latérale d'appui 18C qui est avantageuse- ment tronconique avec un demi-angle au sommet C qui peut aller jusqu'à 5 environ. Il est apparu qu'une telle valeur d'angle ne gêne pas de façon sensible le déboîtement du mandrin 18 vis- à-vis du fond 11 après sertissage, étant noté que dans la pra- tique les sertisseuses sont généralement munies d'extracteurs adaptés à assurer le dégagement du mandrin. La figure 4 qui illustre le résultat d'un sertissage triple montre que la combinaison des conicités de la jupe 16 et de la face latérale d'appui 18C permet d'obtenir un bourre- let de sertissage 14 dont l'encombrement radial n'est plus que d'environ quatre fois l'épaisseur e mesurée par rapport à la surface extérieure 2A de la virole à distance axialement dudit bourrelet. Le diamètre de cette virole 2 au voisinage du bourre- let 14 a en effet, grace à l'invention été rendu plus petit. Les figures 5 à 7 illustrent une variante du procédé de l'invention selon laquelle le fond 21 a été conformé en sorte que sa jupe 26 présente des nervures (ou créneaux) sensiblement axiales 22 adaptées à venir s'ajuster sur le mandrin 28 dont la surface de raccordement 28B présente un diamètre maximum plus faible qu'à la figure 3. Ces nervures permettent un écart plus marqué qu'à la figure 3 entre le contact annulaire 29A de la jupe 26 avec la virole 2 et la zone d'emboîtement localisé du fond 21 sur le mandrin 28. Une telle conformation de la jupe 26, qui permet toutefois un bon centrage de la virole, permet en- core de réduire l'épaisseur apparente du bourrelet de sertissage résultant 24 (voir figure 6) jusqu'à 2 à 3 fois l'épaisseur e. La figure 8 illustre le résultat d'une phase de prépa- ration d'un fond 31 et d'une virole 32 au terme de laquelle le contact annulaire de centrage 39A entre ce fond et cette virole est sensiblement localisé au voisinage immédiat des rebords transversaux 33 et 37 respectifs grâce à une bonne adéquation des rayons Ri et R2 de raccordement de cette virole ou de la jupe auxdits rebords transversaux. La jupe 36 du fond 31 pré- sente une conicité plus marquée qu'aux figures précédentes mais une dimension axiale plus faible. L'encombrement apparent du bourrelet de sertissage résultant 34 (voir figure 9) est, de même qu'à la figure 6, de deux à trois fois l'épaisseur e. La figure 10 illustre le résultat d'une autre conforma- tion d'un fond 41 et d'une virole 42 au terme de laquelle la jupe 46 du fond 41 présente une conicité marquée tandis que la virole 42 présente une nervure 42A venant porter sur la jupe au voisinage de la surface de raccordement 48B du mandrin 48. Malgré la faible différence de diamètre entre le contact 49A entre la jupe et la virole et cette surface de raccordement 48B, l'encombrement apparent du bourrelet de sertissage résul- tant 44 (voir figure 11) est de même de deux à trois fois 1' épaisseur e, toute la partie inférieure de la virole en dessous de la nervure 42A étant venue se rabattre contre la jupe 46 du fond et la surface latérale du mandrin 48. La figure 12 illustre le résultat d'une phase de prépa- ration d'un fond 51 et d'une virole 32 adaptés, comme à la figure 8, à venir en contact à proximité immédiate des rebords transversaux 57 et 33 associés: le fond 51 comporte une jupe 56 qui, à partir de la partie centrale 55, longe le mandrin 58, présente un décrochement 56A, sensiblement transversal, puis longe la virole. L'encombrement apparent du bourrelet résul- tant 54 (voir figure 13) est comme précédemment d'environ 2à 3 fois l'épaisseur e. La figure 14 présente une variante de la figure 13 dans laquelle le bourrelet 54', résultant seulement d'un double sertissage, présente un encombrement apparent sensiblement nul. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposé qu'à titre d'exemple illustratif et que de nombreuses variantes, notamment par combinaison de celles qui viennent d'être décrites, peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. Il convient de noter que la mise en oeuvre de l'inven- tion ne gêne nullement la manipulation ultérieure des réci- pients obtenus par accrochage de pinces appropriées sur les bourrelets de sertissage obtenus. Il est à noter par ailleurs que l'invention s'applique de même à des récipients de section, non pas rigoureusement cylindrique comme dans les exemples décrits, mais polygonale ou autre. Les fonds et les viroles sont par exemple en métal et sont mis en forme par emboutissage. On notera que les zones de contact entre le fond et le mandrin ou entre la virole et le fond peuvent être fraction- nées angulairement. REVENDICATIONS 1) Procédé d'obturation avec sertissage et rétreint d' une virole par un fond selon lequel on conforme la virole en sorte de la munir en au moins une de ses extrémités d'un rebord annulaire transversal, tandis qu'on élabore un fond comportant une partie centrale transversale reliée par une jupe de raccor- dement à un second rebord annulaire transversal, on emboîte ce fond sur un mandrin de sertissage comportant une face trans- versale reliée par une surface annulaire de raccordement à une surface latérale d'appui tandis qu'on fait coiffer ce fond par la virole en sorte d'établir un contact de centrage entre la jupe du fond et la virole et un contact entre les rebords trans- versaux puis, avec une molette de sertissage, on enroule ces rebords l'un autour de l'autre jusqu'à les rabattre conjointe- ment contre la virole, caractérisé en ce que l'emboîtement du fond (11,21, 31,41,51) sur le mandrin (18,28,38,48,58) s'opère avec une zone de contact et d'entraînement sensiblement loca- lisée au voisinage de la surface de raccordement (18B,28B,38B, 48B,58B) du mandrin et de la zone de raccordement entre la jupe et la partie centrale du fond. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on élabore le fond (11,21,31,41,51) en sorte que sa jupe (16,26,36,46,56) ait une configuration évasée. 3) Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on élabore le fond (21) en sorte de ménager dans sa jupe (26) des créneaux (22) répartis angulaire- ment adaptés à assurer l'emboîtement du fond sur la face de raccordement (28B) du mandrin (28). 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fond (31) et la virole (32) sont conformés en sorte de venir en contact de centrage au voisinage immédiat des rebords transversaux (33,37). ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la virole (42) est conformée en sorte de présenter une nervure périphérique (42A) adaptée à venir en contact de centrage contre la jupe (46) du fond. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fond (51) est conformé en sorte que sa jupe (56) présente un décrochement (56A) sensi- blement transversal. 7) Mandrin de sertissage adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce qu'il comporte une face transversale (18A) bordée par une surface annulaire de raccordement (18B) prolongée axia- lement par une surface latérale (18C) qui va en se rétrécissant selon un demi-angle de convergence au plus égal à quelques 5 . 8) Mandrin de sertissage selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que sa section transversale maximale présente par rapport à la section interne de la virole, une différence de dimension transversale de l'ordre de plusieurs fois l'é- paisseur de la virole.