Brevet FR2740062A1 — publié le 19970425

La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'une boîte-boisson métallique comprenant, d'une part, un fond et une jupe périphérique cylindrique venue de matière avec ledit fond et, d'autre part, un couvercle serti sur la jupe périphérique après remplissage de la boîte, ledit fond comportant un pied continu périphérique et un dôme orienté vers l'intérieur de la boîte. De telles boîtes-boisson connues sont fabriquées notamment par emboutissage-repassage à partir d'un flan métallique découpé dans une tôle ou une bande. A cet effet, le flan subit d'abord un emboutissage par rétreint relativement sévère sur une presse qui comporte de manière classique, d'une part, d'un poinçon d'étirage mobile et un support formant un serre-flan périphérique et sur lequel repose le flan et, d'autre part, une matrice destinée à être appliquée sur le flan suivant une force verticale transmise par un coulisseau supérieur. On forme ainsi une ébauche comportant un fond et une jupe périphérique qui est ensuite soit calibrée par un léger emboutissage sans utilisation d'un serreflan, soit réemboutie avec serre-flan, puis est soumise à une opération de repassage qui consiste à étirer au moyen d'une étireuse, par des réductions successives, la jupe périphérique pour former progressivement le corps de la boîte. Ensuite, le fond est formé sur l'étireuse pour lui conférer une géométrie déterminée et réaliser le pied ainsi que le dôme de ladite boîte. Le formage du pied et du dôme de cette boîte à boisson peut provoquer dans certains cas des défauts rédhibitoires tels que des plis sur le pied ou sur le dôme et même une rupture du métal au niveau de ce dôme. Ces défauts seront d'autant plus exacerbés que l'épaisseur du flan est mince et que le métal possède des caractéristiques mécaniques élevées. Pour éviter les plis formés sur le pied de la boîte à boisson, on connaît dans l'état de la technique le procédé WEIRTON divulgué dans le document WO 92/06804. Ce procédé consiste à former un jonc périphérique interne dans le fond de l'ébauche. Ce jonc viendra ensuite épouser la forme du pied lors de la dernière passe d'emboutissage sur la presse d'emboutissage. Ce procédé permet de diminuer les risques de formation de plis au moment de la mise en forme du pied de la boîte, mais ne résout pas celle du dôme de cette boîte qui s'effectue par emboutissage du disque défini par le jonc interne. Le volume de métal nécessaire à l'emboutis- sage du dôme doit en effet fluer du pied et de la paroi de la boîte. Aussi, lorsque l'épaisseur du flan métallique utilisé est faible, lorsque les caractéristiques mécaniques du métal sont élevées, ou lorsque l'ébauche est maintenue trop fermement entre le serre-flan et la matrice de réemboutissage, il se forme des plis sur le dôme ou il se produit une rupture du métal au niveau de ce dôme. L'invention a pour but d'éviter la formation de plis sur le pied et sur le dôme d'une boîte-boisson obtenue par emboutissage et repassage d'un flan métallique, ou bien encore d'éviter de déchirer ce flan et ce, même en utilisant un flan d'épaisseur réduite et un métal de caractéristiques mécaniques élevées. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une boîte-boisson comprenant, d'une part, un fond et une jupe périphérique cylindrique venue de matière avec ledit fond et, d'autre part, un couvercle serti sur la jupe périphérique après remplissage de la boîte, ledit fond comportant un pied continu périphérique et un dôme orienté vers l'intérieur de la boîte, caractérisé en ce que - on emboutit un flan métallique de manière à former une ébauche comprenant un fond et une jupe périphérique de diamètre D1, ledit fond comportant, à partir de la jupe périphérique, une collerette et un jonc circulaire externe; - on calibre l'ébauche pour amener la jupe périphérique à un diamètre D2 inférieur au diamètre D1 et correspondant au diamètre de la boîte à obtenir; - on étire la paroi de la jupe périphérique pour réduire l'épaisseur de ladite paroi ; et - on forme le dôme de la boîte. Le procédé de fabrication suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - l'étape de calibrage de l'ébauche est réalisée par réemboutissage de cette ébauche avec serreflan, - le diamètre du jonc externe est égal au diamètre du pied - le jonc externe est adjacent à la collerette et est en relief par rapport au reste du fond de l'ébauche; - une gorge est ménagée entre le jonc externe et la collerette, le sommet du jonc et la collerette étant dans un même plan et en relief par rapport au reste du fond de l'ébauche ; et - l'étape de formation du dôme s'accompagne d'une étape de conformation d'au moins une partie de la collerette, - le flan métallique est en acier ou en aluminium ou en alliage d'aluminium. L' invention a également pour objet une boîteboisson obtenue par la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue latérale et en coupe d'une boîte-boisson obtenue par le procédé selon l'invention - la Fig. 2 est une vue en élévation d'une ébauche obtenue par emboutissage d'un flan métallique selon le procédé de l'invention - la Fig. 3 représente l'étape de calibrage de l'ébauche de la Fig. 2 - la Fig. 4 représente l'étape d'étirage du procédé selon l'invention - la Fig. 5 représente l'étape de mise en forme du dôme et du pied de la boîte ; et - la Fig. 6 représente une variante de l'ébauche obtenue par emboutissage. Le procédé de fabrication selon l'invention est destiné à élaborer une boîte-boisson 1, représentée à la Fig. 1, comprenant de manière connue en soi, d'une part, un fond 2 et une jupe périphérique cylindrique 3 venue de matière avec ledit fond 2 et, d'autre part, un couvercle 4 serti sur la jupe périphérique 3 après remplissage de la boîte 1. Ce fond 2 comporte un pied continu périphérique 5 et un dôme 6 orienté vers l'intérieur de la boîte 1. La fabrication d'une telle boîte, par emboutissage et repassage, consiste, dans une première étape, à découper un flan dans une tôle ou une bande d'acier, ou d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, puis à emboutir par rétreint relativement sévère sur une presse ce flan pour former une ébauche 7 telle que représentée à la Fig. 2. L'ébauche 7 comprend un fond 8 et une jupe périphérique 9 de diamètre Dl. Le fond 8 comporte, de sa périphérie vers son centre, une collerette 10, un jonc circulaire 11 orienté vers l'extérieur par rapport à l'ébauche et un disque 19 situé dans le même plan que la collerette 10. Le procédé consiste ensuite à calibrer l'ébauche 7 pour amener la jupe périphérique 9 à un diamètre D2 inférieur au diamètre Dl et qui correspond au diamètre de la boîte 1 à obtenir. A cet effet, l'ébauche 7 est placée dans un outil représenté à la Fig. 3 et qui comprend un poinçon 13, un serre-flan inférieur 14 et une matrice de réemboutissage 15. Le poinçon 13 comporte, sur sa face supérieure, un épaulement circulaire 17 de diamètre correspondant sensiblement au diamètre du jonc 11 de l'ébauche 7 et destiné à venir se loger dans le fond de ce jonc 11. D'autre part, le poinçon 13 est déplaçable verticalement à l'intérieur du serre-flan inférieur 14 et de la matrice 15. L'ébauche 7 est placée entre le serre-flan inférieur 14 et la matrice 15 de telle manière que la collerette 10 soit pincée entre ledit serre-flan inférieur 14 et ladite matrice 15 et que la face interne de la jupe périphérique 9 vienne s'appliquer sur la face externe de ce serre-flan inférieur 14. Pour amener la jupe périphérique 9 de l'ébauche 7 du diamètre D1 au diamètre D2 correspondant au diamètre de la jupe périphérique 3 de la boîte 1, le poinçon 13 est déplacé vers le haut. Au cours du déplacement de ce poinçon 13, l'ébauche 7 est maintenue en trois points, à savoir entre le serre-flan inférieur 14 et la matrice 15, au niveau de l'arrondi 16 du poinçon 13 et au niveau de l'épaulement circulaire 17 de ce poinçon 13. Ainsi, la quantité de métal non maintenue appelée également "brin libre" est réduite étant donné que l'épaulement circulaire 17 du poinçon 13 pénètre à l'intérieur du jonc 11 de l'ébauche 7. Lors de la montée du poinçon 13, la portion de l'ébauche 7 constituée par la collerette 10 et la jupe périphérique 9 glisse entre le serre-flan inférieur 14 et la matrice 15 et vient s'appliquer progressivement sur l'arrondi 16 du poinçon 13 et la face externe dudit poinçon 13. Ainsi, l'ébauche 7 est calibrée pour amener la jupe périphérique 9 de cette ébauche 7 à un diamètre D2 qui correspond au diamètre de la jupe périphérique 3 de la boîte 1 à obtenir. Lors de ce calibrage, le pied périphérique 5 ne présente pas de plis dans la mesure où le métal de l'ébauche 7 est maintenu en trois points comme indiqué précédemment. Ensuite, comme représenté à la Fig. 4, la paroi de la jupe périphérique 9 est étirée à l'aide de galets d'étirage 18 afin de réduire l'épaisseur de cette paroi. Par contre, au cours de cette réduction de l'épaisseur de la paroi de la jupe périphérique 9, l'épaisseur du fond 8 de l'ébauche n'a pas diminué notamment au niveau du jonc 11 ce qui permet de créer une réserve de métal pour l'étape de formation du dôme 6 de la boîte 1. La mise en forme du dôme 6 s'effectue par la venue en butée du poinçon 13 contre un outil de dôme 20 de façon à déformer le disque 19 vers l'intérieur de la boîte 1 ainsi que représenté à la Fig. 5. Sur cette Fig. 5, le poinçon 13 a été dégagé de l'outil 20, pour des raisons de clarté. Cette étape de formation du dôme 6 est réalisée au moyen de l'outil 20 et d'un outil de pied 21 qui est amené en butée contre le poinçon 13 afin de maintenir la colerette 10 et le jonc 11. Dans le mode de réalisation précédemment décrit, le jonc externe 11 est adjacent à la collerette 10 et est en relief par rapport au reste du fond 2 de l'ébauche 7. Le diamètre du jonc 11 est par ailleurs égal au diamètre du pied 5 à former. Dans une variante représentée à la Fig. 6, et afin d'améliorer la stabilité de la boîte 1, une gorge 22 est ménagée entre le jonc externe 11 et la collerette 10. Le sommet 23 de ce jonc 11 et la collerette 10 sont situés dans un même plan, ce plan étant en relief par rapport au reste du fond 2 de l'ébauche 7. Lors de l'étape de formation du dôme 6, tout ou partie de la collerette 10 sera conformée. Le procédé selon l'invention permet par conséquent de réaliser une boîte-boisson sans risque de formation de plis ou de ruptures de métal lors de la mise en forme du pied et du fond bombé de cette boîte en créant une double réserve de matière, à la fois pour la formation du pied et pour la formation du dôme et en assurant un meilleur guidage du métal au cours des différentes étapes du procédé. Il est donc ainsi possible d'utiliser des flans métalliques de plus faible épaisseur et un métal possédant des caractéristiques mécaniques élevées. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une boîte-boisson (1) comprenant, d'une part, un fond (2) et une jupe périphérique cylindrique (3) venue de matière avec ledit fond (2) et, d'autre part, un couvercle (4) serti sur la jupe périphérique (3), ledit fond (2) comportant un pied continu périphérique (5) et un dôme (6) orienté vers l'intérieur de la boîte (1), caractérisé en ce que: - on emboutit un flan métallique de manière à former une ébauche (7) comprenant un fond (8) et une jupe périphérique (9) de diamètre D1, ledit fond (8) comportant, à partir de la jupe périphérique (9), une collerette (10) et un jonc circulaire (11) - on calibre l'ébauche (7) pour amener la jupe périphérique (9) à un diamètre D2 inférieur au diamètre D1 et correspondant au diamètre de la boîte (1) à obtenir; - on étire la paroi (12) de la jupe périphérique (9) pour réduire l'épaisseur de ladite paroi; et, - on forme le dôme (6) de la boîte (1). 2. Procédé selon la revendication (1), caractérisé en ce que l'étape de calibrage de l'ébauche (7) est réalisée par réemboutissage de cette ébauche avec serre-flan (14). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diamètre du jonc externe (11) est égal au diamètre du pied (5). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le jonc externe (11) est adjacent à la collerette (10) et est en relief par rapport au reste du fond (2) de l'ébauche (7). 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que une gorge (22) est ménagée entre le jonc externe (11) et la collerette (10), le sommet (21) du jonc et la collerette (10) étant dans un même plan et en relief par rapport au reste du fond (2) de l'ébauche (7). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de formation du dôme (6) s'accompagne d'une étape de conformation d'au moins une partie de la collerette (10). 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flan métallique est en acier. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flan métallique est en aluminium ou en alliage d'aluminium. 9. Boîte à boisson (1) obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1à 8.