Brevet FR2854139A1 — publié le 20041029

- 1 FIXATION INDEMONTABLE D'UN DISPOSITIF DE DISTRIBUTION SUR UN BOITIER METALLIQUE DE PETITE DIMENSION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un système de fixation sensiblement irréversible d'une tête distributrice sur un boîtier métallique de petite dimension, l'assemblage obtenu devant être indémontable et étanche. Un assemblage qualifié d'indémontable est un assemblage qui nécessite un effort pour le désolidariser io supérieur à une force voisine de 15 daN. Typiquement un boîtier métallique de petite dimension est un boîtier comportant un fond, une paroi cylindrique de diamètre inférieur ou égal à 35 mm reliée à une extrémité ouverte rétreinte appelée col sur laquelle on i5 peut fixer une tête distributrice et dont le diamètre moyen ne dépasse pas la vingtaine de millimètres. Le diamètre extérieur du col est typiquement compris entre 1 0 et 20 mm. La tête distributrice peut être simplement une tête permettant la distribution du 20 produit contenu dans le boîtier métallique par un orifice de faible diamètre (par exemple: tête de distributeur goutte-à-goutte, tête de distributeur avec embout équipé d'un bouchon, etc...). La tête peut également être munie d'un distributeur à bille ou d'un pulvérisateur. Mais, quel que soit le dispositif de distribution employé, la tête est caractérisée par le fait qu'elle comporte une 25 jupe d'accrochage résiliente munie d'un moyen d'encliquetage (bourrelet ou gorge, continu(e) ou discontinu(e)) qui est piégé lors de la fixation par un moyen d'encliquetage complémentaire disposé sur le col du boîtier. Les conteneurs visés par l'invention ne sont donc pas a priori des boîtiers contenant un produit sous pression et munis d'une valve qui permet de les distribuer sous 30 forme d'aérosol, ladite valve étant portée par une coupelle qui est sertie autour du col du boîtier. De tels boîtiers ont des diamètres de col descendant rarement en-dessous de 20 mm et présentent un bord roulé - appelé également carnette - sur lequel un coupelle porte-valve est sertie. s Les produits destinés à être stockés et distribuer dans de tels assemblages sont en particulier des produits destinés à des applications alimentaires, cosmétiques, pharmaceutiques (dermatologiques, ophtalmiques, etc....) ou encore des produits de parfumerie Dans la plupart des cas, on cherche à protéger le produit du matériau métallique du boîtier en recouvrant la paroi 1o interne du boîtier à l'aide d'un vernis. Un autre domaine visé pour de tels conteneurs de petite dimension est celui des produits techniques (solvants, produits chimiques très réactifs, etc...) qui, eux, ne doivent pas être recouverts intérieurement de vernis. i5 ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît, par exemple par FR 2 762 589, des dispositifs distributeurs de produits fluides comprenant un tête fixée sur un récipient à l'aide d'une collerette (référencée 3 dans FR 2 762 589) munie d'une jupe d'étanchéité et 20 d'une jupe cylindrique d'accrochage, elle-même munie d'un bourrelet d'encliquetage qui permet de fixer, par simple enfoncement, ladite tête sur le goulot sensiblement cylindrique d'un récipient. Dans le cas particulier de FR 2 762 589, la collerette est surmontée d'un logement destiné à recueillir une pompe (référencée 4 dans FR 2 762 589). 25 Dans la pratique, un système de fixation tel que celui décrit dans FR 2 762 589 est bien adapté pour les flacons en verre et les boîtiers en matière plastique. On peut voir sur la figure l un flacon en verre 1 équipé d'une collerette 3 munie d'un orifice 8, par lequel passe par exemple le corps cylindrique d'une pompe. 30 Son goulot 2 présente une épaulement 4 sur sa paroi externe qui permet de piéger un bourrelet 5 disposé sur la paroi interne de la jupe d'accrochage - 3 externe 6 de la collerette. Le goulot est emprisonné entre la jupe d'accrochage externe et la jupe d'étanchéité 7. Le dispositif distributeur est ainsi maintenu fermement sur le goulot du flacon à l'aide du bourrelet qui, après enfoncement de la collerette sur le goulot, vient se rabattre sur un 5 diamètre inférieur à celui de l'épaulement ménagé sur la paroi externe du goulot. S'il est facile d'obtenir, par moulage du verre ou de la matière plastique, un épaulement disposé sur la paroi externe du goulot, il n'en est pas de même 1o avec les récipients métalliques. Ceux-ci ne peuvent en effet pas être obtenus par moulage dans des conditions économiques satisfaisantes. Ils sont obtenus soit par assemblage et sertissage des pièces roulées soudées et d'extrémités embouties, soit par conification par tamponnage d'ébauches cylindriques, elles-mêmes obtenues par filage par choc de pions. Jusqu'à une période 15 récente, les boîtiers métalliques ainsi réalisés ne permettaient de réaliser des assemblages indémontables et étanches si l'on ne fixait pas par sertissage la tête distributrice, en l'occurrence, une valve montée sur une coupelle de fixation. Pourtant, le métal permet d'obtenir des conditionnements moins fragiles, moins pondéreux et moins coûteux que les récipients en verre. Ils forment une meilleure barrière à la diffusion des gaz et des arômes et une meilleure barrière à la lumière que les récipients en matière plastique. De plus, eh' raison de la plus grande rigidité du métal par rapport à la matière plastique, l'impression du 25 décor sur la paroi cylindrique peut être effectuée avec des moyens moins coûteux (utilisation de machines d'impression offset au lieu de machines d'impression par sérigraphie). Les boîtiers métalliques de petite dimension connus capables d'entrer dans des 30 assemblages indémontables et étanches sont par exemple les boîtiers monoblocs en aluminium ou alliage d'aluminium décrits dans la norme FEA 219. Leur col possède un bord roulé (ou carnette, appelée également "bague" dans la norme FEA 21 9-F, "Finish" dans la norme FEA 219 E et "M ndung" dans la norme FEA 219 D) en forme de tore à section oblongue, dont les dimensions s sont précisées dans la norme FEA 215. Le diamètre extérieur du bord roulé est de 20 mm. La hauteur est de 4 mm. Cette hauteur est nécessaire pour assurer une surface d'appui suffisante lors du sertissage de la coupelle de valve, ellemême décrite dans la norme FEA 210. io PROBLEME POSE Un tel boîtier est bien adapté aux distributeurs aérosols de petites dimensions mais il possède un col avec un bord roulé spécialisé pour la fixation par sertissage de coupelles de valves. D'une part, ce boîtier se révèle inapte à la is fixation étanche et indémontable d'une tête de distribution non sUertie. D'autre part, il s'avère très difficile à réaliser dès que l'on cherche à obtenir des diamètres plus faibles, le but fixé étant de pouvoir fixer un tête de distribution sur des cols de diamètre extérieur typiquement compris entre 10 et 20 mm, en particulier des cols présentant un diamètre externe de 15 mm. Suivant le diamètre du boîtier, ce col est obtenu en général soit par double tamponnage, soit par molletage puis tamponnage. En raison de l'ampleur des déformations imposées au niveau du bord roulé, une telle géométrie devient très difficile à réaliser avec des boîtiers non revêtus d'un vernis intérieur, ce 25 dernier faisant office de lubrifiant au moment du double tamponnage ou du molletage suivi d'un tamponnage. La demanderesse a donc cherché à réaliser dans des conditions économiquement satisfaisantes un système de fixation d'une tête de 30 distribution en matière plastique comportant une jupe d'accrochage sur le col d'un boîtier métallique de petite dimension non nécessairement verni intérieurement, ledit système de fixation permettant d'obtenir un assemblage indémontable et étanche. s OBJET DE L'INVENTION L'objet selon l'invention est un boîtier métallique muni d'un fond, d'une paroi latérale cylindrique de diamètre inférieur à 35 mm et d'un col relié à ladite paroi latérale par l'intermédiaire d'une épaule, ledit col ayant un diamètre 7o typiquement compris entre 1 0 et 20 mm et étant destiné à être solidarisé avec une tête de distribution de manière irréversible et parfaitement étanche aux liquides, caractérisé en ce que ladite tête de distribution comporte une jupe d'accrochage résiliente munie sur sa paroi interne d'un bourrelet d'encliquetage annulaire continu ou discontinu, en ce que ledit col est muni 15 d'un bord roulé en forme de tore à section globalement circulaire et en ce que le dit bourrelet d'encliquetage est placé sur la jupe d'accrochage de la tête de distribution de telle sorte que la fixation étanche de la tête sur le boîtier est assurée par la mise en contact dudit bourrelet contre la surfaoe dudit bord roulé La tête de distribution à laquelle le boîtier selon l'invention est destiné à être fixé comporte par exemple une collerette métallique ou en matière plastique, qui possède une jupe d'accrochage qui peut se déformer facilement dans le domaine élastique de telle sorte qu'au moins un des moyens complémentaires 25 d'encliquetage puisse être engagé, déplacé, libéré par retour élastique puis piégé sans rupture ni déformation plastique. De préférence, la tête de distribution comporte une collerette munie d'une paroi transversale et d'une jupe d'accrochage globalement cylindrique dont 30 l'axe coincide avec celui du col lorsque la tête et le boîtier sont assemblés. La jupe d'accrochage a une paroi interne qui comprend une gorge annulaire située en dessous de la paroi transversale et au-dessus du bourrelet d'encliquetage. La hauteur axiale de cette gorge annulaire est telle que, lors de la fixation irréversible de la collerette sur le bord roulé, on puisse y piéger non seulement ledit bord roulé mais également un joint d'étanchéité s (typiquement en un matériau élastomérique) et un épaulement appartenant ou relié au système de distribution proprement dit (pulvérisateur, distributeur à bille, simple orifice, etc..). De préférence, le bord roulé a une forme torique dont la section est un cercle io ou un arc de cercle de rayon inférieur à 2,5 fois l'épaisseur de la paroi métallique en cet endroit. Obtenue par rétreint à partir d'une ébauche cylindrique ayant le diamètre de la paroi cylindrique du boîtier, la paroi du goulot a une épaisseur supérieure à celle du reste du récipient, typiquement supérieure de 50%. On dispose ainsi d'un bord roulé particulièrement rigide et is résistant qui assure le caractère indémontable de l'assemblage, c'est-à-dire qui nécessite un effort pour le désolidariser supérieur à une force voisine de daN. Le métal du boîtier peut être soit de l'acier, soit de préférence un alliage 20 d'aluminium. Une telle géométrie peut être obtenue par une ou plusieurs étapes d'emboutissage, de tamponnage, de matriçage, de fluotournage, de repoussage et/ou de molletage. Pour améliorer le contact, le bourrelet d'encliquetage présente une paroi 25 conique inclinée qui vient en appui normal sur la surface extérieure du bord roulé: en coupe, la direction de la projection de la paroi inclinée du bourrelet est tangentielle au cercle de la section du bord roulé torique. L'angle d'inclinaison a de la paroi du bourrelet est typiquement compris entre 30 et 5Q0 par rapport à l'axe de la jupe d'accrochage, de préférence entre 400 et 500. 30 Le bord roulé est un tore dont la section est un arc de cercle dont l'étendue angulaire vers l'extérieur est supérieure à (n/2+ox), c'est-à-dire telle que le bord roulé présente bien un obstacle au niveau du point de tangence. De façon à assurer l'étanchéité d'assemblages obtenus avec des boîtiers 5 fabriqués dans des conditions industrielles de grande cadences, il importe de bien contrôler cette dernière condition géométrique. Dans la pratique, on mesure la distance comprise entre le sommet du bord roulé et le point de tangence et on vérifie que cette distance appartient à un intervalle de valeurs situé autour de la distance théorique et d'amplitude liée à la tolérance io fonctionnelle associée à la compression du joint d'étanchéité (typiquement avec un joint en élastomère, il est souhaitable de viser une compression axiale comprise entre 1 0 et 30 %de son épaisseur). Le contrôle dimensionnel peut être effectué à l'aide d'un projecteur de profil 15 ou, de préférence à l'aide d'un gabarit spécifique tel que celui illustré en figure 3 et décrit dans l'exemple ci-après. Le boîtier métallique peut être recouvert d'un vernis sur sa paroi intérieure. Les différentes passes de tamponnage et de moletage décrites ci-dessus 20 permettent de mettre en forme le goulot sans endommager le vernis. Le bord est roulé vers l'extérieur: de la sorte, il n'y a pas de contact du produit liquide avec la tranche nue de la paroi du boîtier. Il n'y a donc aucun risque de corrosion dudit boîtier ou, plus généralement, de réaction chimique entre le contenant et le contenu. Toutefois, certaines applications nécessitent au contraire l'absence de vernis sur la paroi interne du boîtier. La géométrie du bord roulé selon l'invention permet de limiter les déformations imposées au niveau du bord roulé, et une telle géométrie reste réalisable avec des boîtiers non revêtus d'un vernis 30 intérieur, malgré l'absence de lubrification apportée par le vernis. Un autre objet de l'invention est une tête de distribution destinée à être fixée de manière irréversible et parfaitement étanche aux liquides sur le boîtier métallique selon l'invention présenté précédemment, caractérisé en ce qu'elle comporte une jupe d'accrochage résiliente munie sur sa paroi interne d'un 5 bourrelet d'encliquetage annulaire continu ou discontinu qui est placé sur la jupe d'accrochage de la tête de distribution de telle sorte que la fixation étanche de la tête sur le boîtier est assurée par la mise en contact dudit bourrelet d'encliquetage contre la surface extérieure du bord roulé du boîtier métallique. Un autre objet de l'invention est le boîtier distributeurrésulatnt de l'assemblage d'un boîtier métallique selon l'invention et d'une tête de distribution selon l'invention. iS Un autre objet de l'invention est un procédé de contrôle de fabrication du boîtier précédemment décrit caractérisé en ce qu'on mesure la distance axiale comprise entre le niveau du sommet du bord roulé et celui du point de tangence. La figure l présente une coupe diamétrale du boîtier selon l'invention et d'une partie de la tête de distribution agrandie au niveau du col. La figure 2 présente une coupe diamétrale au niveau du contact entre le bord 25 roulé et la paroi inclinée du bourrelet d'encliquetage. La figure 3 présente une coupe diamétrale du gabarit permettant de contrôler au cours de la fabrication du boîtier la qualité dimensionnelle de son bord roulé. La figure 4 présente une pièce pouvant servir d'étalon pour le gabarit représenté en figure 3. s EXEMPLE (Figures 1, 2, 3 et 4) La figure l montre une coupe du boîtier selon l'invention sur le col duquel est fixée une tête de distribution 10, représentée ici par une coupe partielle (la zone centrale étant occupée par une partie distributrice non représentée) Le boîtier est monobloc, en alliage d'aluminium. Il est muni d'un fond, d'une paroi latérale cylindrique 4 de diamètre 24 mm et d'un col 1 relié à ladite paroi latérale par l'intermédiaire d'une épaule 2. L'extrémité du col 1 est un bord roulé 3 en forme de tore à section globalement circulaire avec un diamètre E5 interne Di de l 1,2 mm et un diamètre externe De de 15,1 mm. La tête de distribution 10 comporte une jupe d'accrochage 11 en matière plastique munie d'un bourrelet d'encliquetage annulaire continu 12 sur sa paroi interne. Le bourrelet d'encliquetage 12 est placé sur la jupe d'accrochage 11 20 de la tête de distribution 10 de telle sorte que la fixation étanche de la tête sur le boîtier est assurée par la mise en contact dudit bourrelet contre la surface dudit bord roulé La tête de distribution 10 comporte une collerette 13 munie d'une paroi 25 transversale 14 et d'une jupe d'accrochage 11 globalement cylindrique dont l'axe cdincide avec celui du col lorsque la tête et le boîtier sont assemblés. La jupe d'accrochage 11 a une paroi interne qui comprend une gorge annulaire 15 située en dessous de la paroi transversale 14 et audessus du bourrelet d'encliquetage 12. La hauteur axiale de cette gorge annulaire est telle que, 30 lors de la fixation irréversible de la collerette sur le bord roulé, on puisse y piéger non seulement ledit bord roulé mais également un joint d'étanchéité 20 et un - 10 épaulement 31 appartenant à un dispositif 30 relié au système de distribution proprement dit (pulvérisateur, distributeur à bille, simple orifice, etc..). Le bord roulé 3 a une forme torique dont la section est un cercle ou un arc de s cercle de rayon 0,825 mm, alors que l'épaisseur de la paroi métallique en cet endroit est comprise entre 0,4 et 0,5 mm. Obtenue par rétreint à partir d'une ébauche cylindrique, la paroi du goulot a une épaisseur supérieure à celle de la paroi latérale cylindrique du récipient, qui est de l'ordre de 0,25-0,30 mm. On dispose ainsi d'un bord roulé particulièrement rigide et résistant qui assure le 10 caractère indémontable de l'assemblage, c'est-à-dire qui nécessite un effort pour le désolidariser supérieur à une force voisine de 15 daN. Le bourrelet d'encliquetage 12 présente une paroi conique 16 qui vient en appui normal sur la surface extérieure du bord roulé 3. L'angle d'inclinaison ac 15 de la paroi du bourrelet est ici égal à 40 . Le bord roulé est un tore dont la section est un arc de cercle dont l'étendue angulaire vers l'extérieur est supérieure à 1 300 (c'est-à-dire 900+400). De la sorte, le bord roulé présente bien un obstacle réel au niveau du point de tangence T. De façon à assurer l'étanchéité d'assemblages obtenus avec des boîtiers fabriqués dans des conditions industrielles de grande cadences, il importe de bien contrôler cette dernière condition géométrique. Dans la pratique, on mesure la distance axiale X comprise entre le niveau du sommet S du bord roulé et celui du point de tangence T. La valeur théorique est, dans les 25 conditions géométriques de l'exemple, égale à 1,36 mm. On vérifie que cette distance est comprise dans un intervalle de valeurs réparti de part et d'autre de cette valeur théorique, en tenant compte des tolérances dimensionnelles compatibles avec une compression efficace du joint d'étanchéité élastomérique. En l'occurrence, on vérifie que cette valeur est située entre 30 1,16 mm et 1,56 mm. Le contrôle dimensionnel est effectué à l'aide d'un gabarit spécifique tel que celui illustré en figure 3. Le gabarit 50 est une pièce épaisse en acier, indéformable en raison des faibles contraintes auxquelles il est soumis au cours s de son utilisation. Il comporte un alésage central 55, un logement latéral 51 fileté destiné à recueillir un comparateur (non représenté sur la figure) sous lequel se trouve une cavité 54, à l'intérieur de laquelle peut coulisser librement une pièce 60 rigide, reliée au comparateur et possédant une paroi inclinée d'un angle cc (400 en l'occurrence) par rapport à l'axe de l'alésage 55. De 10 l'autre côté , de préférence à + et - 1200 de la position angulaire de la cavité 54, se trouve deux logements 52, destinés à recueillir des dispositifs de maintien 53 qui peuvent se déplacer radialement dans le sens centrifuge pour laisser passer le bord roulé à mesurer puis reviennent élastiquement dans le sens centripète pour maintenir ledit bord roulé. On mesure la cote X grâce au comparateur, en prenant soin de vérifier régulièrement si l'ensemble reste bien étalonné. Par exemple, on peut placer, à la place d'un boîtier muni du bord roulé, une pièce telle celle représentée en figure 4, usinée au centième de millimètre. Cette pièce 60 comprend une 20 extrémité 61 de forme torique qui correspond à la forme théorique extérieure que le bord roulé doit suivre et sert ainsi d'étalon. AVANTAGES Outre l'inviolabilité et l'étanchéité de l'assemblage ainsi réalisé, le distributeur présente, avec son boîtier métallique, un ensemble d'avantages qui ne peut être obtenu avec des récipients en verre ou en matière plastique: il est en effet à la fois incassable, léger, se prête à l'impression de décors en quadrichromie 30 par offset, c'est-à-dire dans des conditions économiques plus satisfaisantes - 12 qu'en sérigraphie, tout en offrant une parfaite barrière à la lumière et à la diffusion des gaz et des parfums. s - 13 REVENDICATIONS 1) Boîtier métallique muni d'un fond, d'une paroi latérale cylindrique de diamètre inférieur à 35 mm et d'un col (1) relié à ladite paroi latérale par s l'intermédiaire d'une épaule (2), ledit col ayant un diamètre typiquement compris entre 10 et 20 mm et étant destiné à être solidarisé avec une tête de distribution (10) de manière irréversible et parfaitement étanche aux liquides, caractérisé en ce qu'il est destiné à être solidarisé avec une tête de distribution (1 0) qui comporte une jupe d'accrochage (1 1) résiliente munie 10 sur sa paroi interne d'un bourrelet d'encliquetage (12) annulaire continu ou discontinu, en ce que ledit col est muni d'un bord roulé (3) en forme de tore à section globalement circulaire et en ce que le dit bourrelet d'encliquetage est placé sur la jupe d'accrochage de la tête de distribution de telle sorte que la fixation étanche de la tête sur le boîtier est assurée par 15 la mise en contact dudit bourrelet contre la surface dudit bord roulé. 2) Boîtier métallique selon la revendication 1 dans lequel la tête de distribution (10) comporte une collerette (20) munie d'une paroi transversale (14) et d'une jupe d'accrochage (11) globalement cylindrique dont l'axe coïncide 20 avec celui du col lorsque la tête et le boîtier sont assemblés, ladite jupe d'accrochage ayant une paroi interne qui comprend une gorge annulaire (15) située en dessous de ladite paroi transversale et au- dessus dudit bourrelet d'encliquetage, sa hauteur axiale étant telle que, lors de la fixation irréversible de ladite collerette sur le bord roulé, on puisse y piéger non 25 seulement ledit bord roulé mais également un joint d'étanchéité (20) et un épaulement (31) appartenant ou relié au système de distribution proprement dit. 3) Boîtier métallique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ledit bord roulé 30 (3) a une forme torique dont la section est un cercle ou un arc de cercle de rayon inférieur à 2,5 fois l'épaisseur de la paroi métallique en ce: endroit. - 14 4) Boîtier métallique selon l'une quelconque des revendications i à 3 caractérisé en ce que le bourrelet d'encliquetage (12) de la tête de distribution (10) auquel il est destiné à être fixé présente une paroi conique 5 (16) qui vient en appui normal sur la surface extérieure du bord roulé (3), l'angle d'inclinaison (a) de ladite paroi conique étant typiquement compris entre 30 et 500 par rapport à l'axe de la jupe d'accrochage, de préférence entre 400 et 500 et en ce que le bord roulé est un tore dont la section est un arc de cercle dont l'étendue angulaire vers l'extérieur est supérieure à (7r/2+u). 5) Tête de distribution destinée à être fixée de manière irréversible et parfaitement étanche aux liquides sur un boîtier métallique selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce qu'elle comporte 15 une jupe d'accrochage (1 1) résiliente munie sur sa paroi interne d'un bourrelet d'encliquetage (12) annulaire continu ou discontinu qui est placé sur la jupe d'accrochage de la tête de distribution de telle sorte que la fixation étanche de la tête sur le boîtier est assurée par la mise en contact dudit bourrelet d'encliquetage contre la surface extérieure du bord roulé du 20 boîtier métallique. 6) Boîtier distributeur, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier métallique selon l'une quelconque des revendications l à 4 et une tête de distribution selon la revendication 5. 7) Procédé de contrôle de fabrication du boîtier selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce qu'on mesure la distance axiale (X) comprise entre le niveau du sommet (S) du bord roulé et celui du point de tangence (T).