Brevet FR2705258A1 — publié le 19941125

La présente invention concerne un ensemble pour la fabrication d'un récipient notamment métallique, ainsi qu'un procédé et un dispositif pour la fabrication d'un obturateur de cet ensemble. Elle s'applique en particulier à la fabrication de boîtes étanches formant récipients telles que des boîtes pour des produits alimentaires, des fûts, des containers ou des pots d'échappement. De façon classique, une boîte de conserve métallique comprend un corps cylindrique en tôle et deux disques d'obturation des extrémités de ce corps, en tôle emboutie, formant respectivement le dessus ou couvercle et le dessous ou fond de la boîte. Habituellement, le couvercle et le fond sont assemblés sur le corps de boîte par sertissage afin d'assurer des jonctions étanches entre les éléments assemblés Au cours de l'opération de sertissage, on enroule l'un dans l'autre les bords à sertir respectifs du corps de boîte et d'un disque d'obturation, et on serre ces bords entre eux, ceci au moyen de différentes molettes de sertissage. Le bord à sertir du corps de boîte est constitué habituellement par un bord tombé circulaire délimitant une extrémité du corps, replié vers l'extérieur de ce corps. Le bord à sertir du disque d'obturation est constitué habituellement par le bord périphérique du disque ayant une circonférence supérieure à celle du corps de boîte de façon à dépasser autour de ce corps en recouvrant sensiblement le bord tombé. Le sertissage déforme les bords à sertir en les comprimant de manière que la circonférence du serti final circulaire est réduite par rapport à la circonférence initiale des bords à sertir. Les déformations d'un matériau mince ne transmettent jamais d'efforts de compression importants. De ce fait, le matériau mince flambe, c'est-à-dire que des plis se forment aléatoirement. Le flambage ne provoque généralement pas un grand nombre de plis sur le contour des bords à sertir, mais au contraire fait apparaître quelques gros plis incontrôlés qui ne peuvent pas être absorbés par le joint d'étanchéité disposé habituellement entre les bords à sertir, ceci occasionnant un défaut d'étanchéité du serti final. L'invention a pour but d'optimiser la qualité et l'étanchéité des sertis d'assemblage des éléments constituant un récipient notamment en tôle, et d'éviter la formation de plis incontrôlés et défectueux au cours du sertissage des bords de jonction, ceci avec des moyens simples et sans modifier les installations classiques de sertissage. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble pour la fabrication d'un récipient notamment métallique comprenant un élément de corps de récipient et un élément d'obturation d'une extrémité de cet élément de corps, ces éléments étant fabriqués à partir d'un matériau en feuille et étant destinés à être assemblés entre eux par sertissage de leurs bords de jonction, le contour de ces bords comportant au moins un tronçon courbe, caractérisé en ce que le bord à sertir d'un des éléments à assembler comporte des plis de prédéformation du bord, formant des ondulations, espacés de façon contrôlée suivant le contour du tronçon courbe de ce bord. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - les plis de prédéformation du bord sont régulièrement espacés entre eux - les bords à sertir sont sensiblement circulaires et les plis de prédéformation forment une ondulation à la périphérie d'un des bords à sertir - les plis de prédéformation sont agencés sur le bord à sertir de l'élément d'obturation, ou bien, les plis de prédéformation sont agencés sur le bord à sertir de l'élément de corps de récipient. L'invention a également pour objet un obturateur notamment en tôle destiné à être assemblé par sertissage avec un corps de récipient notamment en tôle, l'obturateur étant fabriqué par emboutissage d'un flan notamment en tôle, caractérisé en ce qu'au cours de l'opération d'emboutissage du flan, on forme, sur le bord périphérique du flan destiné à former le bord à sertir de l'obturateur, des plis de prédéformation du bord, espacés de façon contrôlée suivant la périphérie de ce bord. L'invention a également pour objet un dispositif d'emboutissage d'un flan en tôle pour la fabrication d'un obturateur destiné à être assemblé par sertissage avec un corps sensiblement cylindrique de récipient en tôle, ce dispositif comportant un ensemble de matrice et un ensemble de poinçon, caractérisé en ce qu'il comprend deux surfaces d'emboutissage complémentaires, de forme générale cylindrique, coaxiales, destinées à coopérer avec le bord périphérique du flan pour former un bord à sertir de l'obturateur, la première surface d'emboutissage étant ménagée sur l'ensemble de matrice, la seconde surface d'emboutissage étant ménagée sur l'ensemble de poinçon, les surfaces d'emboutissage comportant des saillies et des rainures complémentaires, sensiblement axiales, espacées de façon contrôlée suivant le contour des surfaces de façon à former des plis de prédéformation sur le bord à sertir du disque. Suivant une autre caractéristique de ce dispositif, les saillies et les rainures de chaque surface d'emboutissage sont alternées circonférentiellement de façon que ces surfaces aient un contour ondulé. Des exemples de réalisation seront décrits cidessous en regard des dessins annexés, dans lesquels - la Fig.l est une vue partielle en coupe en perspective des éléments d'un ensemble selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la Fig.2 est une vue partielle en coupe en perspective des éléments d'un ensemble selon un second mode de réalisation de l'invention; - les Fig.3 à 5 sont des vues en coupe axiales d'un dispositif de sertissage de type connu, les vues représentant des étapes successives de sertissage des éléments de l'ensemble de la Fig.l; - la Fig.6 est une vue en coupe axiale d'un dispositif d'emboutissage d'un obturateur en forme de disque de l'ensemble de la Fig.l; - la Fig.7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig.6. On voit sur la Fig.1 un ensemble, désigné par la référence générale 10, selon un premier mode de réalisation de l'invention, pour la fabrication d'une boîte métallique formant récipient pour des produits alimentaires tels que des boissons. L'ensemble 10 comprend un corps cylindrique 12 de boite, en tôle, et un disque 14 d'obturation d'une extrémité du corps 12, également en tôle. Le disque 14 est destiné à former le couvercle ou le fond de la boîte. Le corps 12 et le disque 14 sont destinés à etre assemblés entre eux de façon étanche par sertissage de leur bord de jonction. De façon classique, le corps 12 et le disque 14 comportent des bords à sertir respectifs 16, 18 destinés à être enroulés et serrés l'un dans l'autre par des moyens de sertissage connus qui seront décrits ultérieurement. Le bord à sertir 16 du corps 12 est constitué par un bord tombé d'extrémité 16 replié vers l'extérieur du corps, sensiblement perpendiculairement à l'axe de ce corps Le bord à sertir 18 du disque 14 comprend une couronne périphérique 20 dont le contour extérieur est délimité par un ourlet 22 replié sensiblement vers le centre du disque. Comme on peut le voir sur la Fig.l, l'ourlet 22 comporte des plis 24 de prédéformation du bord 18, espacés de façon contrôlée, de préférence régulièrement espacés, suivant la périphérie du disque 14. En effet, il n'est pas nécessaire d'avoir une répartition strictement régulière des plis, il suffit qu'ils soient suffisamment rapprochés pour éviter la naissance de plis prononcés. Le contour du bord à sertir 18 du disque 14 forme une ondulation , alors que le contour du bord à sertir 16 du corps 12 est lisse. On voit sur la Fig.2 un ensemble, désigné par la référence générale 10A, selon un second mode de réalisation de l'invention, pour la fabrication d'une boîte similaire à celle fabriquée avec l'ensemble précédemment décrit. Sur la Fig.2, les éléments analogues à ceux de la Fig.l, ayant des fonctions analogues, sont désignés par des références identiques. L'ensemble 10A selon le second mode de réalisation de l'invention diffère du précédent en ce que le contour de l'ourlet 22 du disque 14 est lisse et en ce que des plis 26 de déformation sont ménagés sur le bord à sertir 16 du corps 12, de manière que le contour de ce bord 16 forme une ondulation. Les plis 24,26 de prédéformation ménagés sur le bord à sertir de l'un ou l'autre des éléments 12, 14 à assembler, permet d'éviter la formation de deux ou trois plis défectueux sur le serti final. Les plis de prédéformation sont ménagés sur un seul des deux bords à sertir. En effet, si les deux bords à sertir comportaient tous les deux des plis de prédéformation, ceux-ci seraient susceptibles de se chevaucher et nuiraient à l'étanchéité du serti final. De préférence, les plis de prédéformation sont ménagés sur le bord à sertir d'un disque d'obturation. Afin de mieux comprendre le rôle des plis de prédéformation ménagés sur un bord à sertir, on décrira ci-dessous un dispositif et un procédé de sertissage des éléments de l'ensemble 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention, en regard des Fig.3 à 5. On voit sur ces figures un dispositif de sertissage de type connu, désigné par la référence générale 28. Le dispositif 28 comporte un mandrin 30 muni d'une lèvre 32 délimitée par une surface périphérique 34. Cette surface 34 forme appui pour les bords à sertir 16, 18 du corps de boîte et du disque d'obturation. Sur la Fig.3, on a représenté le corps 12 et le disque 14 en position initiale de sertissage. Les bords à sertir 16, 18 du corps et du disque sont maintenus jointifs par des moyens connus, non représentés sur les figures. Comme on peut le voir sur la Fig.3, les surfaces de la couronne 20 et de l'ourlet 22 en contact avec le bord tombé 16 sont revêtues de façon classique d'une couche 35 formant joint d'étanchéité comportant un matériau de type connu. De façon classique, le procédé de sertissage comprend deux étapes essentielles appelées habituellement, la première "roulage" et la seconde "serrage". Le roulage est effectué au moyen d'une première molette 36, de type connu, représentée aux Fig.2 et 3, comprenant une gorge 38 de forme adaptée pour coopérer avec les bords à sertir 16, 18 et les enrouler l'un dans l'autre. Sur la Fig.4, on a représenté la forme des bords à sertir 16, 18 au cours de l'étape de roulage. Le serrage est effectué au moyen d'une seconde molette 40, de type connu, représentée à la Fig.5, comprenant une gorge 42 de forme adaptée pour coopérer avec les bords roulés 16, 18 et les serrer contre la surface d'appui 34 du mandrin et la périphérie du corps 12 de boîte. Après l'opération de serrage, on obtient un serti final 44 tel que représenté à la Fig.5. Comme on peut le voir sur cette figure, le serti final 44 a une circonférence inférieure à celle des bords à sertir 16, 18 avant sertissage. Ie bord à sertir 18 du disque 14 se déforme suivant les plis 24 de prédéformation ménagés sur l'ourlet 22. Par ailleurs, le bord à sertir 16 du corps 12, serré contre le bord à sertir 18 du disque 14, se moule suivant la forme de ce bord 18 en formant des plis complémentaires aux plis 24. De cette façon, les déformations des bords à sertir 16, 18 se font suivant des plis réguliers et on évite la formation aléatoire de plis défectueux sur le serti, pouvant nuire à l'étanchéité de ce dernier. Le fait d'avoir de petites ondulations sur le matériau répartit les plis en de très nombreux endroits au lieu de les localiser sous forme d'un ou deux gros plis. Le joint d'étanchéité par sa souplesse est alors tout à fait capable d'absorber ces minuscules ondulations sans provoquer de perte d'étanchéité. On décrira maintenant un procédé et un dispositif de fabrication du disque 14 de l'ensemble 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention, en regard des figures 6 et 7. De façon classique, le disque 14 est fabriqué par emboutissage d'un flan circulaire en tôle. Sur la Fig.6, on a représenté un dispositif pour le découpage et l'emboutissage d'un flan de tôle, désigné par la référence générale 46. De façon classique, le dispositif 46 comprend un support de tôle 48 et une pince 50 enserrant une tôle mère 52 dans laquelle est découpé un flan de tôle circulaire 54 destiné à former un obturateur ayant la forme du disque 14 de la Fig.1. Le dispositif 46 comprend également un ensemble de matrice 56 et un ensemble de poinçon 58 pour l'emboutissage du flan 54. Sur la Fig.6, on a représenté le flan 54 après emboutissage ayant pratiquement la forme finale du disque 14 représenté à la Fig.l. De façon classique, l'ensemble de matrice 56 comprend des organes cylindriques 60, 62, 64 coaxiaux coopérant avec des organes cylindriques 66, 68, 70 de forme complémentaire de l'ensemble de poinçon 58. Habituellement, l'organe 64 périphérique de l'ensemble de matrice 56, est appelé serre-flan supérieur, l'organe 70 périphérique de l'ensemble de poinçon 58 est appelé serre-flan inférieur et l'organe intermédiaire 68 de l'ensemble de poinçon 58 est appelé contre-poinçon. On voit sur la Fig.6 que, de façon classique, le serre-flan supérieur 64 comporte un bord tranchant 72 destiné au découpage du flan 54 dans la tôle mère 52. Au cours de l'emboutissage, les organes des ensembles 56, 58 se déplacent axialement suivant des étapes connues qui ne seront pas décrites. Comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, le dispositif 46 comprend deux surfaces complémentaires 74, 76, de forme générale cylindrique, coaxiales, la première surface 74 étant ménagée sur le serre-flan supérieur 64 et la seconde surface 76 étant ménagée sur le contre-poinçon 68. Ces surfaces 74, 76 sont destinées à coopérer, au cours de l'emboutissage du flan 54, avec le bord de ce flan, pour former l'ourlet 22 du bord à sertir 18 du disque. Comme on peut le voir sur la Fig.7, les surfaces 74, 76 comportent des saillies 78 et des rainures 80 complémentaires, de préférence sensiblement axiales, régulièrement espacées suivant le contour des surfaces 74, 76. Les saillies 78 et les rainures 80 sont alternées circonférentiellement de façon que les surfaces 74, 76 aient un contour ondulé. Ainsi, au cours de l'opération d'emboutissage du flan 54, on forme, sur l'ourlet 22 du bord à sertir 18 du disque 14, des plis 24 de prédéformation du bord, régulièrement espacés suivant le contour de ce bord. Après l'emboutissage du flan 54, on replie légèrement l'ourlet vers le centre du disque, avec des moyens connus, pour lui donner la forme telle que représentée à la Fig.1. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. L'invention peut être appliquée à la fabrication de récipients en matériaux divers, sous forme de feuilles, par exemple en carton paraffiné. Le nombre et la répartition des plis de prédéformation ménagés sur un bord à sertir peut être adapté par exemple aux dimensions de ce bord et à l'épaisseur des tôles constituant les éléments à sertir. Les éléments à assembler par sertissage d'un ensemble selon l'invention ne sont pas destinés nécessairement à la fabrication d'un récipient cylindrique. En particulier, le récipient peut être sensiblement prismati que et peut comporter des sertis rectilignes et des sertis courbes. Dans ce cas, les plis de prédéformation sont ménagés sur les tronçons courbes d'un bord à sertir d'un des éléments à assembler. L'invention comporte de nombreux avantages. En particulier, les plis de prédéformation ménagés sur un des deux bords à sertir permettent d'éviter la formation aléatoire de plis défectueux sur le serti final susceptibles de nuire à l'étanchéité de ce serti. REVENDICATIONS 1. Ensemble pour la fabrication d'un récipient notamment métallique comprenant un élément (12) de corps de récipient et un élément (14) d'obturation d'une extrémité de cet élément (12) de corps, ces éléments (12,14) étant fabriqués à partir d'un matériau en feuille et étant destinés à etre assemblés entre eux par sertissage de leurs bords de jonction (16,18), le contour de ces bords (16,18) comportant au moins un tronçon courbe, caractérisé en ce que le bord à sertir (16, 18) d'un des éléments (12,14) à assembler comporte des plis (24; 26) de prédéformation du bord (16, 18), formant des ondulations, espacés de façon contrôlée suivant le contour du tronçon courbe de ce bord (16,18). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plis de prédéformation du bord sont régulièrement espacés entre eux. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bords à sertir (16,18) sont sensiblement circulaires et les plis de prédéformation (24; 26) forment une ondulation à la périphérie d'un des bords à sertir (16,18). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plis de prédéformation (24) sont agencés sur le bord à sertir (18) de l'élément (14) d'obturation. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les plis de prédéformation (26) sont agencés sur le bord à sertir (16) de l'élément (12) de corps de récipient. 6. Procédé de fabrication d'un obturateur (14) notamment en tôle destiné à être assemblé par sertissage avec un corps (12) de récipient notamment en tôle, l'obtu- rateur (14) étant fabrique par emboutissage d'un flan (54) notamment en tôle, caractérisé en ce qu'au cours de l'opération d'emboutissage du flan (54), on forme, sur le bord périphérique du flan destiné à former le bord à sertir (18) de l'obturateur (14), des plis (24) de prédéformation du bord (18), espacés de façon contrôlée suivant la périphérie de ce bord (18). 7. Dispositif d'emboutissage d'un flan (54) en tôle pour la fabrication d'un obturateur (14) destiné à être assemblé par sertissage avec un corps sensiblement cylindrique (12) de récipient en tôle, ce dispositif comportant un ensemble de matrice (56) et un ensemble de poinçon (58), caractérisé en ce qu'il comprend deux surfaces d'emboutissage (74,76) complémentaires, de forme générale cylindrique, coaxiales, destinées à coopérer avec le bord périphérique du flan (54) pour former un bord à sertir (18) de l'obturateur (14), la première surface d'emboutissage (74) étant ménagée sur l'ensemble de matrice (56), la seconde surface d'emboutissage (76) étant ménagée sur l'ensemble de poinçon (58), les surfaces d'emboutissage (74,76) comportant des saillies (78) et des rainures (80) complémentaires, sensiblement axiales, espacées de façon contrôlée suivant le contour des surfaces (74,76) de façon à former des plis (24) de prédéformation sur le bord à sertir (18) du disque (14). 8. Dispositif selon la revendication 7, carac térisé en ce que les saillies (78) et les rainures (80) de chaque surface d'emboutissage (74,76) sont alternées circonférentiellement de façon que ces surfaces (74,76) aient un contour ondulé.