Brevet FR2690098A1 — publié le 19931022

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un couvercle ou d'un fond de boite à ouverture facile, ainsi que le couvercle obtenu par ce procédé Jusqu'à présent on a exécuté la fabrication de cette pièce conformément aux étapes suivantes : formage du fond ou couvercle, formage d'un rivet destiné à recevoir l'organe de préhension et d'ouverture, généralement constitué par un anneau, usinage d'une entaille circulaire, rigidification du fond ou couvercle (appelé "panelling"), et enfin rivetage de l'anneau d'ouverture sur le fond ou couvercle. L'usinage de l'entaille ou indentation circulaire a pour but de diminuer la résistance du couvercle dans cette zone afin de faciliter l'ouverture de la boî- te. Il faut pour cela une zone relativement dure, mais qui en même temps soit assez malléable pour faciliter la réalisation du rivet d'accrochage de l'anneau d'arrachement, ce qui correspond à des impératifs contradictoires. En effet le fer doux, malléable, permet la réalisation d'un très bon rivet, mais en contrepartie nécessite un effort d'arrachement élevé, car le rés i- duel" d'indentation, c'est-à-dire l'épaisseur de métal subsistant après l'exécution de l'indentation, n'est pas assez fragile. On peut donc être tenté d'utiliser un fer écroui, afin que l'écrouissage de l'indentation fragilise au maximum le résiduel et facilite donc l'arrachement. Dans ce cas le fer le plus satisfaisant est un métal fortement écroui (28% de "skin pass après recuit de recristallisation), les caractéristiques de ce dernier étant les suivantes : dureté 75HR 30T, Re = Rm = 650 à 680 MPa. Malheureusement la non ductilité de ce matériau rend le fer pratiquement inapte à la réalisation d'un rivet convenable, en provoquant sa rupture. L'invention a donc pour but de proposer une solution satisfaisante à ce problème, en réalisant un fond ou couvercle permettant d'une part la formation d'un rivet convenable, et d'autre part ne nécessitant qu'un faible effort d'arrachement de la zone fragilisée. Conformément à l'invention, le procédé de fabrication d'un couvercle ou d'un fond de boîte à ouverture facile est exécuté de la manière suivante a) on exécute un écrouissage local dans une zone du couvercle où la résistance doit être suffisamment faible pour faciliter l'ouverture de la boîte, b) on forme dans le couvercle, en-dehors de la zone écrouie, un moyen de retenue d'un organe de préhension et d'ouverture, c) on usine une entaille ou indentation à l'aplomb de la zone écrouie, d) on fixe l'organe d'ouverture de la boîte à son moyen de retenue. L'écrouissage local à l'aplomb de l'entaille rend dans cette zone le métal suffisamment fragile pour diminuer très sensiblement l'effort nécessaire à la rupture du résiduel d'indentation, alors que le rivet est situé dans une zone non écrouie, donc malléable, et peut être exécuté de manière satisfaisante. Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'écrouissage est réalisé par formage d'un gradin, puis déploiement de ce gradin afin d'obtenir un couvercle dont les deux faces sont planes. Ces deux opérations aboutissent à un écrouissage local et donc à une fragilisation du résiduel d'indentation obtenu après exécution de l'entaille à l'aplomb du gradin. En revanche les caractéristiques de ductilité du métal dans le reste du couvercle ne sont pas affectées, ce qui est favorable à la réalisation satisfaisante du rivet. L'invention sera décrite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une série de vues en coupe axiale d'un fond ou couvercle de boîte à ouverture facile, illustrant les étapes successives de sa fabrication conformément au procédé visé par l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif pour exécuter l'indentation de la zone localement écrouie. La figure 3 est un graphique représentant l'é- nergie d'arrachement nécessaire pour un couvercle selon l'invention et pour un couvercle conventionnel, en fonction de l'épaisseur du résiduel d'indentation. La figure 4 est une graphique illustrant la variation de l'effort maximum d'ouverture en fonction de l'épaisseur du résiduel d'indentation pour des couvercles conventionnels et pour des couvercles selon l'invention. La figure 5 est une graphique illustrant la variation de l'effort maximum d'ouverture en fonction du déplacement de l'anneau de préhension par rapport au couvercle, pour des fonds conventionnels et des fonds conformes à l'invention. La séquence représentée à la Fig.1 illustre une forme de réalisation du procédé de fabrication d'un couvercle ou d'un fond, appelé ci-après "couvercle" pour la commodité de l'exposé, de boîte à ouverture facile (un tel récipient, bien connu en soi, n'a pas été re présenté). Cette ouverture facile peut être complète dans le cas d'une boîte de conserves, partielle dans le cas d'une boîte à boisson. Ce processus est le suivant Etape a) : On part d'un flan circulaire 1, réalisé de préférence en un fer un peu plus raide que les fers habituels, c'est-à-dire ayant une dureté par exemple de 60 à 65 HR 30T, au lieu de 60 HR 30T Re 350 MPa, afin de permettre un formage satisfaisant du rivet. On forme un gradin circulaire 2 de façon connue en soi avec des moyens non représentés, ce gradin ayant une profondeur appropriée, par exemple de 0,7mm. Etape b) : On procède au déploiement du gradin 2, afin d'obtenir un flan dont les faces soient planes à l'em- placement du gradin 2, à l'exception d'une collerette périphérique 3. La succession de ces deux opérations provoque un écrouissage local dans la zone du gradin 2. Le déploiement du gradin peut être facilité en agissant par compression de celui-ci, lors de l'emboutissage du fond. Etape c) : On forme le couvercle 1c de manière connue, avec un gradin périphérique 4 prolongé sur la face opposée par un bord recourbé 5. Etape d) : On préforme dans le couvercle id un rivet 6a, en dehors de la zone localement écrouie, à savoir dans la partie malléable du couvercle id intérieure à cette zone écrouie. Etape e) : On termine le formage du rivet 6b dans le couvercle le. Etape f) : On usine une entaille 7 à l'aplomb de la zone localement écrouie, correspondant au gradin 2 initial. Cette indentation est exécutée comme schématiquement illustré à la Fig.2, au moyen d'un indent 8 enfoncé dans le couvercle 1f en appui sur une enclume 9. A l'issue de cette opération, la partie du couvercle if comprise entre le fond de l'entaille 7 et la surface de l'enclume 9, d'épaisseur e, constitue le résiduel d'indentation, dont l'épaisseur est de quelques dizaines de microns. Etape g) : On rigidifie le couvercle 1g en lui donnant le profil voulu dans la zone intérieure à l'entaille 7 ("panelling") Etape h) : On fixe sur le rivet 6b un organe de préhension et d'ouverture de la boîte par arrachement de la zone délimitée par l'entaille 7, par exemple un anneau 9. Cette pose de l'anneau 9 est exécutée de manière connue en soi, avec des moyens non représentés. Les résultats obtenus à l'issue de tests exécutés à partir de couvercles 1h obtenus à l'issue de la séquence de fabrication ci-dessus ont été représentés aux diagrammes des Fig.3 à 5. On constate ainsi sur la Fig.3 que les énergies E à fournir pour ouvrir les couvercles 1h (ou fonds), fabriqués conformément à l'invention, représentés par la courbe moyenne C1, sont inférieures d'environ 15% aux énergies nécessaires à l'ouverture de couvercles conventionnels (courbe moyenne C2), réalisés sans formation de gradin ni écrouissage local à l'aplomb de l'entaille. A la Fig.4 on observe que l'effort maximum d'ouverture F en Newtons, en fonction de l'épaisseur e du résiduel d'indentation, est, avec les couvercles con formes à l'invention (droite moyenne C3), inférieur d'environ 10% à l'effort maximum nécessaire à l'ouverture de couvercles conventionnels (droite moyenne C4). Enfin le graphique de la Fig.5 illustre la variation de l'effort d'arrachement F nécessaire à l'ou- verture en fonction du déplacement de l'anneau 9 par rapport au couvercle, avec un couvercle conventionnel (courbe C5), et un couvercle conforme à l'invention (courbe C6). La courbe C5 correspond à un résiduel d'indentation égal à 70 microns, l'effort maximum F étant de 89,0 Newtons, et l'énergie sur d=30 mm étant 1,019 Joules. La courbe C6 correspond également à un résiduel d'indentation de 70 microns, l'effort maximum F étant alors ramené à 75,0 Newtons et l'énergie sur 30mm à 0,863 Joules. Dans tous les cas de réalisation de couvercles ou fonds conformément à l'invention, on constate que les efforts nécessaires à l'arrachement de la zone délimitée par l'entaille 7 sont ainsi nettement diminués par rapport aux efforts d'ouverture nécessaires avec les couvercles obtenus selon la technique antérieure, grâce au préécrouissage local à l'aplomb de l'entaille. La conséquence de ce préécrouissage local est que dans cette zone écrouie, les microduretés Vickers atteignent des valeurs équivalentes à celles d'un fer très écroui (175 HV 50g), alors qu'à l'extérieur de cette zone les duretés sont identiques à celles du fer doux d'origine par exemple 145 HV 50g. Par ailleurs, il est nécessaire de procéder au déploiement au moins partiel du gradin 2 (étape b). En effet, si l'on pratiquait l'indentation (étape f) sur un gradin sans le déployer, celui-ci constituerait un rai disseur néfaste à l'enroulement du fond (couvercle), à l'ouverture de la boîte. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un couvercle (lh) ou d'un fond, appelé ci-après "couvercle", de boîte à ouverture facile, caractérisé en ce que a) on exécute (a-b) un écrouissage local dans une zone du couvercle (la) dont la résistance doit être suffisamment faible pour faciliter l'ouverture de la boîte, b) on forme dans le couvercle (il), en-dehors de la zone écrouie, un moyen de retenue (6b) d'un organe (9) de préhension et d'ouverture, c) on usine une entaille ou indentation (7) à l'aplomb de la zone écrouie, d) on fixe l'organe d'ouverture (9) de la boîte à son moyen de retenue (6b). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écrouissage est réalisé par formage d'un gradin (2), puis déploiement (b) de ce gradin afin d'obtenir un couvercle (lb) dont les deux faces sont planes. 3. Couvercle (lh) ou fond de boîte à ouverture facile, comprenant une zone de résistance suffisamment faible pour faciliter l'ouverture de la boîte, dans laquelle est réalisée une indentation (7), caractérisé en ce que la zone de l'indentation est préalablement écrouie.