Brevet FR2648794A1 — publié le 19901228

L'invention concerne une boite sous pression sertie comportant un corps cylindrique pourvu intérieurement d'un sachet en feuille mince pour contenir un substrat et présen- tant un bord supérieur fixé dans un joint replié qui relie le corps cylindrique de la boite à un dôme de fermeture. L'invention concerne également un procédé pour fabriquer une telle boite sous pression. Les boites sous pression à sachet interne en feuille mince sont basées sur le principe selon lequel il faut évi- ter tout mélange entre le substrat contenu dans le sachet en feuille mince et le gaz sous pression qui est nécessaire pour assu- rer l'éjection du substrat hors de la boite sous pression. Ainsi, d'une part, on vise à éviter une détérioration des qualités du substrat et, d'autre part, on trouve le mo- yen de retenir dans la boite sous pression des gaz propul- sifs nocifs ou de remplacer ceux-ci par d'autres genres de gaz propulsifs acceptables pour l'environnement. Dans la boite sous pression conforme à l'invention, le substrat con- tenu dans le sachet en feuille mince peut être constitué par un prépolymère associé à un agent moussant, prévu pour être expulsé hors de la boite sous pression sous l'effet d'un gaz acceptable pour l'environnement afin de produire une mousse constructive de polyuréthane, ce gaz propulsif remplaçant ainsi le fréon souvent utilisé jusqu'alors, mais dangereux pour des raisons liées à la protection de la nature. L'invention n'est pas limitée au cas d'un substrat dé- terminé contenu dans le sachet en feuille mince, et elle peut avoir recours au gaz propulsif approprié dans chaque cas. Cela est permis principalement par la rigidité impor- tante de l'assemblage du dôme sur le corps cylindrique de la botte sous pression, celle-ci étant réalisée par sertis- sage. Cet assemblage résiste à une pression de 2.400 kPa par exemple. En général, il s'agit d'un joint d'assemblage re- plié en plusieurs épaisseurs et réalisé avec la collerette du corps cylindrique de la boite, par exemple en fer-blanc, L et la gorge du dôme également en fer-blanc par exemple, ces parties en fer-blanc étant disposées en saillie vers l'exté- rieur, pour être engagées l'une sous l'autre. Pour les joints, repliés en plusieurs épaisseurs, on a prévu jus- qu'ici sur le fond de la gorge du dôme un joint plat d'étan- chéité qui se trouve absorbé dans le joint replié en plu- sieurs épaisseurs qui est disposé extérieurement. Ce joint d'étanchéité résiste à la pression du gaz propulsif qui sert pour l'expulsion du substrat. Dans les boites sous pression du genre en question, le gaz propulsif ne vient pas directement au contact du joint d'étanchéité plat. On évite ainsi que le gaz propulsif pénètre par en-haut dans le sachet en feuille mince o il pourrait se mélanger avec le substrat. L'invention n'est pas limitée à un gaz propulsif dé- terminé. En particulier, en dehors des gaz propulsifs déjà mentionnés que l'on peut introduire à l'état liquide dans le volume libre entre le sachet en feuille mince et la pa- roi de la boite sous pression, on peut ainsi utiliser des gaz propulsifs inertes, comme par exemple le dioxyde de carbone ou l'azote et leurs solutions. Pour ce faire, la boite sous pression conforme à l'invention non seulement résiste à la pression élevée du gaz propulsif, mais égale- ment empêche un mélange de ce gaz avec le substrat. Elle présente aussi la solidité nécessaire à l'endroit de la liaison entre le sachet en feuille mince et le joint replié en plusieurs épaisseurs de la boite sous pression. Les ef- forts à encaisser en cet endroit proviennent d'une part des sollicitations mécaniques subies par cette liaison, à un niveau particulièrement élevé en production de grande sé- rie, au moment de l'introduction du substrat de remplissage par une ouverture du dôme obturée ensuite par une soupape, car l'introduction du substrat s'effectue alors d'un seul coup le plus souvent. Les efforts à encaisser peuvent aussi provenir parfois des différences de pression qui apparais- sent entre le volume interne du sachet et celui qui contient le gaz propulsif, entre le sachet en feuille mince et la pa- roi de la boite sous pression, et la liaison du sachet avec la boîte sous pression se trouve sollicitée de ce fait. Ces contraintes élevées subies par la liaison du sa- chet en feuille mince avec le joint d'assemblage replié de la boite ont été prises en compte de diverses manières jus- qu'à présent, mais insuffisamment. C'est ainsi qu'il est connu de réaliser un joint d'assemblage replié en plusieurs épaisseurs en y emprisonnant le bord supérieur du sachet en feuille'mince de manière à faire passer ce bord vers l'exté- rieur au-delà de l'arête interne du joint pour l'amener jus- qu'au repli réalisé entre les parties en fer-blanc consti- tuant ce joint. Mais on a constaté que dans ce cas la feuille mince du sachet subit des efforts excessifs dans un tel joint. Et les déformations ainsi provoquées dans la feuille mince ne permettent plus d'avoir une étanchéité suffisante pour empêcher le gaz propulsif de parvenir jusqu'au substrat contenu dans le sachet en feuille mince. Si par contre, sui- vant un autre mode de réalisation, on fait passer le bord supérieur de la feuille mince du sachet seulement sur la collerette du corps de la boite, l'étanchéité est impossible à assurer sans prévoir des joints supplémentaires qu'on in- corpore dans le joint. Le processus de fabrication s'en trouve compliqué et grevé d'une manière importante. En ou- tre, cette solution ne permet pas d'assurer la résistance mécanique de la fixation du sachet. L'invention a pour but de réaliser une boite sous pression du genre indiqué plus haut, de manière à donner au sachet en feuille mince une résistance mécanique suffisante et une étanchéité convenable à la pression, à l'endroit de la fixation du sachet dans le joint replié en plusieurs épaisseurs du dôme de la bolte. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait que le bord supérieur du sachet en feuille mince est retenu par serrage entre la face interne du corps cylindrique de la boite et un bord adjacent du dôme, et que la bordure du sa- chet en feuille mince, ainsi retenue par serrage, présente un diamètre élargi par rapport au corps cylindrique adjacent du sachet, cette bordure étant en appui contre la face interne du corps cylindrique de la boite suivant une plage de con- tact. D'autres particularités de l'invention sont exposées dans la description qui va suivre. Conformément à l'invention, la liaison du sachet en feuille mince avec la boite sous pression n'existe qu'entre la face cylindrique interne de la gorge du dôme et la bor- dure cylindrique de la boite sous pression, et la bordure supérieure du sachet en feuille mince ainsi enserrée entre les deux parties en question conserve elle-même une forme cylindrique. L'arête libre de cette bordure de la feuille mince vient en butée dans la gorge, grâce à quoi la face ex- terne de la bordure de la feuille mince est obligée de se trouver en appui contre la face interne de la bordure de la boîte. L'expérience montre d'une manière surprenante que ce mode de fixation de la bordure de la feuille mince sur la boite sous pression, sensiblement simplifié par rapport aux fixations connues et reposant uniquement sur un effort d'appui de la bordure de la feuille mince contre la paroi de la boite, permet d'obtenir la résistance nécessaire, sen- siblement du même ordre de grandeur que la résistance du sa- chet ou au-delà de celle-ci, si bien qu'on aboutit d'abord à imposer au sachet en feuille mince des contraintes excessi- ves provoquant la défaillance totale ou partielle de la liaison du sachet avec la boite sous pression. Mais, par ailleurs, on assure ainsi l'étanchéité voulue à la pression, ce qui supprime les pertes de gaz propulsif, même pour des durées de stockage assez longues. En effet, l'invention permet d'éviter d'une part les risques de con- traintes excessives à l'endroit de la bordure supérieure de la feuille mince, résultant jusqu'à présent des déformations inévitables de la bordure du sachet, lorsque cette bordure est introduite ou introduite partiellement dans le joint re- plié en plusieurs épaisseurs. D'autre part, la bordure de la feuille mince en appui contre la face interne de la bordure de la boite se comporte comme un joint d'étanchéité. Cette étanchéité peut suffire et permettre de supprimer un joint plat utilisé dans les réalisations connues. Mais elle peut aussi coopérer avec ce joint plat déjà connu. L'invention offre l'avantage d'assurer une liaison absolument étanche à la pression avec une résistance mécani- que suffisante entre le sachet en feuille mince et le bord supérieur de la boite, réalisé par sertissage, ce qui permet d'emballer des substrats de manière durable, même s'ils sont sensibles aux effets d'un gaz propulsif pénétrant jusqu'au substrat, et même si l'on est obligé d'employer des substrats conditionnés sous une pression élevée, sans risquer pour au- tant des petes de pression en cas de durée de stockage rela- tivement longues. Conformément à l'invention, on dispose de plusieurs possibilités pour assurer comme prévu la position correcte de la bordure du sachet, enserrée entre le corps cylindrique de la boite et la bordure du dome, mais aussi pour assurer qu'il reste un volume libre entre le sachet en feuille mince et la paroi cylindrique du corps de la boite, et pas seule- ment au-dessous du fond du sachet en feuille mince, afin d'introduire sous pression le gaz de remplissage. L'invention présente avantageusement les caractéristi- ques additionnelles suivantes - La liaison entre le corps cylindrique de la bolte et le dome de fermeture est réalisée au moyen d'un joint replié en plusieurs épaisseurs et constitué entre une collerette du corps cylindrique de la bolteet les parties extérieures d'une gorge annulaire du dome o se trouve disposé un joint d'étan- chéité plat, l'arête de la bordure supérieure du sachet en feuille mince étant appuyée en butée contre le joint plat de la gorge annulaire. - La bordure du sachet en Feuille mince qui est fixée par serrage constitue la partie terminale d'une paroi de for- me tronconique du sachet en feuille mince et elle est rete- nue par serrage et repliée par rapport au sachet. Le corps cylindrique de la boîte comporte une partie supérieure cylindrique et rétreinte, sur laquelle la colle- rette prévue pour le joint replié en plusieurs épaisseurs est en saillie vers l'extérieur, et la bordure cylindrique de diamètre élargi du sachet en feuille mince est en appui contre la bordure rétreinte du corps cylindrique de la boite. Les modes de réalisation comportant ces caractéristi- ques conviennent donc en particulier pour des gaz propul- sifs qui ne sont pas à l'état liquide sous les pressions habituelles de ces gaz propulsifs, si bien que l'encombre- ment à prévoir est relativement important. Grâce à l'invention, et bien qu'on utilise pour le sa- chet une feuille mince ayant une âme en métal, on peut réa- liser une fixation ayant les qualités nécessaires d'étan- chéité et de résistance. A la différence de la plupart des feuilles minces en matière synthétique, les feuilles minces en métal sont étanches à l'égard du gaz propulsif, dont elles empêchent le passage par diffusion, protégeant ainsi le substrat contenu dans le sachet en feuille mince contre les effets indésirables du gaz propulsif. Le revêtement en matière thermoplastique prévu sur les deux faces de la feuille métallique mince a l'avantage de permettre de souder ensemble de telles feuilles minces, car leurs revêtements se marient par fusion sous l'effet de la chaleur. Pour fabriquer la boite sous pression conforme à l'in- vention, on peut opérer suivant un procédé qui est défini par les revendications 7 et 8, et représenté schématiquement sur les dessins annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue en plan de dessus d'un sachet con- fectionné à partir d'une feuille mince, tel qu'utilisé dans la boite sous pression selon l'invention, Fig. 2 est une vue en deux parties montrant une cou- pe de la Fig. 1 suivant la ligne 11-II et un détail à plus grande échelle, Fig. 3 représente le sachet en feuille mince des Figs. 1 et 2, dans l'état o il a été préparé pour être introduit dans le corps cylindrique de la boite, Fig. 4 est une coupe de la Fig. 3 suivant la ligne IV-IV, Fig. 5 est une vue arrachée en coupe montrant les par- ties de la boite sous pression avant la fixation du dôme, sur la partie droite, et après assemblage de l'ensemble sur la partie gauche, cette opération étant réalisée en reliant le sachet sous pression au corps cylindrique de la boite, Fig. 6 représente un détail de la Fig. 5 dans la zone du bord supérieur de la boîte, avant le sertissage de la boite, Fig. 7 représente le bord replié en plusieurs épais- seurs avant sa confection complète, et Fig. 8 correspond aux Figs. 6 et 7 et montre le bord replié en plusieurs épaisseurs de la boite complètement ser- tie. Dans le mode de réalisation de la Fig. 5, la boite sous pression 1 comporte un corps cylindrique 2, qui est confectionné à part. Pour ce faire, on peut partir d'un flan en fer-blanc, qu'on enroule pour lui donner la forme cylindrique voulue et dont on soude les bords longitudinaux. En bas de la Fig. 5, on a représenté le fond 3, réalisé à partir d'un flan circulaire et fixé par un bord serti 4 sur le corps cylindrique. Dans la boite sous pression se trouve un sachet 5 qui est confectionné à partir d'une feuille min- ce et dans lequel on introduit ultérieurement un produit à expulser, ci-après dénommé substrat. Comme indiqué sur les Figs. 1 et 2, le sachet 5 en feuille mince est confectionné par soudage à partir d'une bande. On replie celle-ci pour former deux arêtes parallè- les 6 et 7 en superposant les bords primitifs 8 et 9 de la bande. La feuille de matière en bande est constituée par une feuille métallique mince 10, recouverte des deux côtés par un revêtement en matière thermoplastique 11 et 12. Une feuille d'aluminium convient pour la feuille de métal mince, tandis que le polypropylène peut être utilisé pour les revêtements en matière plastique. Les matières utilisées pour réaliser les revêtements se soudent entre elles sous pression et à chaud à l'endroit du joint longitudinal 14 que l'on voit sur la Fig. 1. La matière en feuille mince provenant d'un rouleau ayant ainsi été repliée suivant les deux arêtes 6 et 7, on réalise transversalement un joint soudé de fermeture 15 (Fig. 1), après quoi on sépare l'un de l'autre les deux sa- chets en feuille mince par découpage suivant leur bord 16. Dans une phase ultérieure du procédé considéré, on en- file chaque sachet en feuille mince par son côté ouvert 17 sur un mandrin, qui permet de donner au sachet plat de la Fig. 2 la forme d'un cylindre qui est représenté sur la Fig. 4. Comme le montre la Fig. 3, on élargit la bordure supé- rieure du sachet en feuille mince qui entoure l'ouverture 17, en lui donnant un diamètre "d" qui est plus grand que le dia- mètre "D" de la partie du sachet adjacente à cette bordure. Le raccordement 19 entre les parties de diamètres "D" et "d" est sensiblement conique. Le corps cylindrique 2 de la boite est pourvu d'une collerette plate 21 en vue de son assemblage avec une partie supérieure 20 en forme de dôme. Le dôme 20 présente lui-même une collerette plate 22 dont le bord extérieur 23 est re- courbé vers l'intérieur, c'est-à-dire par-dessus la colle- rette 22. La face inférieure ou interne de la collerette 22 porte un joint plat 24, disposé de manière approprié dans une gorge présentant une paroi interne cylindrique 25. On prend ensuite le sachet en feuille mince 5, mis en forme comme indiqué sur les Figs. 3 et 4, et on l'introduit dans le corps cylindrique de la boite de telle manière que la bordure supérieure 18 de diamètre "d" soit en saillie au- delà de la collerette 21, assez largement pour que le bord supérieur 26 du sachet en feuille mince 5 s'appuie en butée contre le joint plat 24 dès qu'on monte le dôme 20 en l'en- fonçant par le haut. Dans cette position, le sachet en feuil- le mince 5 est solidarisé avec la face interne du corps cy- lindrique de la boite grâce à l'effort de blocage de la face externe de la bordure 18. On a indiqué sur la Fig. 5 les sur- faces d'appui concernées 27 et 28. La phase suivante consiste à enfoncer le dome 20 vers le bas dans le sens de la flèche 43. L'expérience montre, d'une manière surprenante, que la rigidité de forme de la configuration de la Fig. 3, en particulier à l'endroit de la bordure supérieure 18 du sachet, est assez forte pour per- mettre par glissement l'introduction du sachet en feuille mince 5 à l'intérieur du corps cylindrique de la boite, dès que le bord 26 est venu en appui contre le joint plat 24, si bien qu'on aboutit finalement à la position de la Fig. 6. Dans cette position, la partie supérieure 29 de la bordure 18 se trouve serrée entre la paroi cylindrique 25 de la gor- ge du joint et la bordure cylindrique 30 du corps 2 de la boite qui se trouve immédiatement au-dessous de la collerette 21, et cette dernière est en appui contre les parties termi- nales 22, 23. On part de cette position pour procéder au sertissage. Dans cette opération, comme indiqué sur la Fig. 7, on rabat d'abord ensemble le fond 31 de la gorge et avec ce fond le joint plat, ainsi que la bordure 23 de la gorge déjà recourbée vers la collerette 22, pour emprisonner la collerette 21 du corps cylindrique profilée en équerre sim- ple. On poursuit le sertissage par rabattement et aplatisse- ment du fond 31 de la bordure 23 et de la collerette 21 sur la surface cylindrique 30 du corps 2, en réalisant ainsi plusieurs épaisseurs 32 à 39 (Fig. 8). Mais on respecte ce- pendant la forme cylindrique de la paroi interne 25 de la gorge du joint, ainsi que la surface cylindrique 30. Par conséquent, la bande de bordure 29 du sachet 5 n'est pas dé- formée non plus. A la fin de l'opération de sertissage, les bandes de bordure assemblées par rabattement sur les pièces en fer- blanc subissent une compression d'ensemble qui leur donne la forme indiquée sur la Fig. 8. Ainsi, la bande de bordure 29 se trouve solidarisée par serrage avec les parties corres- pondantes des pièces en fer-blanc, à savoir la paroi cylin- drique 25-de la gorge du joint et la bande de bordure cylin- drique 30 du corps cylindrique de la boite. Cela a pour effet de comprimer les revêtements 11 et 12 qui se comportent alors comme des joints d'étanchéité. Grâce à la mise en forme du sachet en feuille mince 5, telle qu'exposée plus haut en référence aux Fig. 3 et 4, on obtient à l'intérieur de la boite qui vient d'être fabriquée, entre le joint soudé transversal 15 et le fond 3, ainsi qu'entre le corps cylindrique 2 de la boite et les parties du sachet en feuille mince situées au-dessous du cône 19, un volume libre 41 dans lequel on introduit un gaz de propul- sion. En général, le remplissage en gaz propulsif s'opère par une ouverture ménagée dans le fond 3 du corps cylindrique de la boite, après introduction du substrat dans le sachet en feuille mince, par l'ouverture supérieure 42 du dôme. On ob- ture ensuite cette ouverture 42 par une soupape rapportée qui permet ensuite l'expulsion du substrat. REVENDICATIONS 1. Boite sous pression sertie (1) comportant un corps cy- lindrique (2) dans lequel est disposé un sachet (5) en une feuille mince prévu pour contenir un substrat et présentant un bord supérieur (29) fixé dans un joint replié (32-39) qui relie le corps cylindrique (2) de la boite à un dome de fer- meture (20), caractérisée en ce que le bord supérieur (29) du sachet en feuille mince (5) est retenu par serrage entre la paroi interne (25) du corps cylindrique de la boite et un bord adjacent (30) du dome (20), et en ce que la bordure (18) du sachet en feuille mince, ainsi retenue par serrage, présente un diamètre élargi (d) par rapport au corps cylin- drique adjacent (40) du sachet, cette bordure (18) étant en appui contre la face interne du corps cylindrique (2) de la boite suivant une plage de contact (28). 2. Boite selon la revendication 1, dans laquelle la liaison entre le corps cylindrique (2) de la boite et le dome de fermeture (20) est réalisée au moyen d'un joint replié en plusieurs épaisseurs (32-39), constitué entre une collerette (21) du corps cylindrique de la botte et les parties exté- rieures (22,23) d'une gorge annulaire du dôme (20) o se trouve disposé un joint d'étanchéité plat (24), caractérisée en ce que l'aréte (26) de la bordure supérieure du sachet en feuille mince (5) est appuyée en butée contre le joint plat (24) de la gorge annulaire. 3. Boite selon l'une des revendications 1 et 2, caractéri- sée en ce que la bordure (18) du sachet en feuille mince (5) qui est fixée par serrage constitue la partie terminale d'une paroi de forme tronconique du sachet en feuille mince. 4. Boite selon l'une des revendications 1 et 2, caractéri- sée en ce que la bordure (18) du sachet en feuille mince (5) qui est retenue par serrage est repliée par rapport au sa- chet. /L. 5. Boite selon l'une des revendications 1 et 2, caractéri- sée en ce que le corps cylindrique de la boite comporte une partie supérieure (30) cylindrique et rétreinte, sur laquel- le la collerette (21) prévue pour le joint replié en plu- sieurs épaisseurs (32-39) est en saillie vers l'extérieur, et en ce que la bordure cylindrique (18) de diamètre élargi (d) du sachet en feuille mince (5) est en appui contre la bordure rétreinte (30) du corps cylindrique de la boite. 6. Boite selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le sachet en feuille mince (5) est constitué par une âme métallique mince (10) portant sur ses deux faces un revêtement en matière thermoplastique (11,12), ces deux revêtements (11,12) servant à réaliser les joints soudés (14,15) du sachet (5) et à assurer l'étanchéité à l'endroit de la bordure supérieure (29) du sachet, vers l'extérieur contre la bordure (30) du corps de la boite et vers l'inté- rieur contre la paroi interne (25) de la gorge annulaire du joint du dôme (20). 7. Procédé pour fabriquer la boite sous pression selon l'une des revendications 1 à 6, consistant à prendre le dome avec'le joint plat fixé sur le fond de la gorge pour le poser sur la collerette (21) du corps cylindrique (2) de la boite en vue de réaliser le joint replié en plusieurs épais- seurs, et à exercer sur le dome une compression d'ensemble, caractérisé en ce qu'on introduit le sachet en feuille mince (5) dans le corps cylindrique (2) de la boite en laissant en saillie la bordure supérieure (18) du sachet au-dessus de la collerette (21) du corps cylindrique (2) de la boite, après quoi on po- se le dôme (20) sur l'arête de bordure (26) du sachet en feuille mince (5) , et on enfonce le dome (20) dans le corps cylindrique (2) de la boite jusqu'à faire venir en butée la collerette (21) dans la gorge des parties extérieures (22, 23) du dome (20). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on met en appui contre la face interne (28) du corps cylindri- que (2) de la boite la bordure supérieure (18) du sachet en feuille mince dont le corps cylindrique (40) est relié à cette bordure par un raccordement conique (19), et en ce qu'on agit sur le dome (20) pour faire glisser le sachet en feuille mince ainsi enserré dans le corps cylindrique de la boite.