METHOD OF STRENGTHENING CRIMPINGS AND CRIMPED SEALINGS, IN PARTICULAR FOR PACKAGES

Abstract: 1. Process for assembling a first and a second piece with thin walls, particularly a body (10) and a base (28) of a metallic package of the barrel type by a crimped fastening having, in a crimped zone of given height, a plurality of layers belonging alternately to two neighbouring margins of the pieces to be assembled, a fold previously made in one of the neighbouring margins increasing, over a predetermined fraction of the said height, the number of layers, the said procedure involving after the pieces to be crimped are put in position the successive use of a roll moulder (31) for rolling the margin (30) of the second piece around and with the margin of the first piece, then a crimping moulder (33) for pressing and laminating which presents a working surface profile essentially parallel to that of the mandrel (32) for supporting the assembly, the said procedure being characterized by the fact that the squeezing phase of the crimping in ended when the working surface of the crimping moulder (33) reaches a distance from the facing surface of the mandrel (32) equal to the sum of six thicknesses of the metal forming the alternating layers of the two pieces to be assembled, and in that the phase of lamination which follows the squeezing phase reduces this distance to almost five thicknesses of the metal.

Description: Procédé de renforcement de sertissas¯s et joints sertis, notamment pour emballages. La présente invention est relative aux joints sertis, notamment pour emballages à fonds assemblés au corps par sertis saxe, en particulier frets métalliques ou analogues, joints du genre où les bords limitrophes du corps et du fond constituent des couches généralement alternées d'une structure entrelacée s'étendant sur une certaine hauteur dans un sens axial. On connaît les sertissages dits simples, doubles et triples comportant respectivement trois, cinq et sept couches susceptibles de provenir alternativement des bords limitrophes des deux pièces à assembler, le double et le triple sertissages correspondant aux techniques pratiquées le plus couramment en matière de fûts métalliques ou composites. Le sertissage constituant la zone la plus exposée aux risques de dislocation de l'emballage, notamment en cas de chute accidentelle, on a depuis longtemps recherché des moyens susceptibles d'améliorer la résistance mécanique de ce type de joints. On a décrit ainsi dès 1919 (cf. brevet GB 142.967) un procédé tendant à renforcer un joint serti, selon lequel, dans l'assemblage par sertissage d'un fond de fût métallique, on repliait sur lui-même le bord du fond de manière à le mettre en surépaisseur, puis on effectuait le sertissage de sorte que les parties du fond et du corps de fût disposées en regard de la surépaisseur se trouvent repoussées en déterminant une inflexion de la structure du serti le long de sa hauteur. Le brevet BE 793.875 décrit l'application d'un tel procédé aux doubles sertissages en indiquant la possibilité d'opérer le repliage préalable soit sur le bord de fond, soit sur le bord de corps d'un fût métallique ou analogue. Ce genre de procédé conduit à des structures de joint confinées entre deux surfaces limites dont l'une au moins présente une inflexion ou ondulation d'amplitude correspondant sensiblement à la surépaisseur formée par le repli préalable du bord limitrophe de l'une au moins des pièces assemblées. En maintenant par exemple pratiquement droit le pro fil de la surface limite externe du joint, c'est le profil de la surface limite interne du joint qui se trouve affecté par l'inflexion ou ondulation en imposant dans la structure du joint un parcours sinueux affectant essentiellement la ou les couches situées du côté intérieur par rapport au repli origine de la surépaisseuro Une structure de serti ainsi déterminée est évidemment susceptible de procurer une amélioration de la tenue mécanique du joint à l'égard de certains types de contraintes. L'expérience montre cependant que cette amélioration demeure limitée, notamment en raison de la limitation de l'amplitude de l'inflexion à l'épaisseur d'une paroi. Avec encore pour objet un renforcement de la tenue mécanique de joints du type considéré, la présente invention propose une technique susceptible d'augmenter dans une mesure surprenante l'efficacité du renforcement obtenus Partant également du repli sur lui-même de l'un des bords limitrophes des pièces à assembler par un sertissage comportant dans une zone de serti de hauteur donnée une pluralité de couches appartenant alternativement aux deux bords limitrophes, ledit repli augmentant sur une fraction prédéterminée de ladite hauteur le nombre de couches de ladite pluralité, le procédé suivant l'invention est essentiellement caractérisé par une opération de laminage de la structure ainsi formée jusqu a égalisation de son épaisseur sur ladite hauteur donnée. Le repli se trouve ainsi imprimé dans le métal des couches adjacentes avec un amincissement plus ou moins prononcé de toutes les couches ; le repli devient ainsi une sorte de noyau fortement ancré entre des couches adjacentes elles-mêmes durcies par un effet d'écrouissage. L'étanchéité est ellemême fortement améliorée en raison de la multiplicité de chicanes créées aux interfaces. L'augmentation d'efficacité du renforcement ainsi obtenu peut en effet être attribuée, d'une part, au fait que l'opération de laminage selon l'invention provoque une inflexion affectant toutes les interfaces dans la zone de surépaisseur, tandis que selon l'état de la technique précité seule était affectée sensiblement une moitié des interfaces. L'améliora¯ tion est attribuable, d'autre part, au fait que la limite d'élasticité peut être largement dépassée dans toutes la zone de surépaisseur affectée par le laminage, tandis que dans la technique antérieure l'élasticité des couches affectées par la déformation pouvait demeurer pratiquement intacte, laissant subsister une tendance à un redressement des pliages. A la suite du laminage selon l'invention cette tendance à redressement peut être pratiquement supprimée ; le "nerf des tôles peut se trouver cassé selon l'expression imagée des hommes de l'arte. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre d'une application à titre d'exemple à l'assemblage par double sertissage d'un fond et du corps d'un fût métallique en forme de cylindre circulaire, en référence aux dessins annexés dans lesquels : les figures 1 à 7 sont des représentations partielles schématiques en coupe de phases successives du procédé selon l'invention, à savoir : : en figure 1, une phase préparatoire du bord du corps en figure 2, formage du bord à sertir du corps en figure 3, emboîtement du fond après dépose d'un joint d'étanchéité ; en figure 4, opération de roulage du serti en figure 5, fin de l'opération de roulage en figures 6 et 7, l'opération finale de serrage du serti la figure 8, vue semblable à la figure 7, montre une variante avec repli du bord de fond les figures 9 à 12 montrent des phases successives d'un mode d'élaboration de la variante de la figure 8. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée, le corps 10 de forme générale cylindrique d'un fût métallique, est soumis, selon la figure 1 à une opération préparatoire de son extrémité 11 destinée à être fermée par un fond à sertir. On introduit à cet effet dans la partie terminale adjacente à l'extrémité 11 la partie axialement saillante 12 d'un mandrin 13 présentant une gorge 14 en regard d'une molette 15 de profil adapté, en attaquant la face externe 16 de la paroi du corps, à refouler cette paroi vers le fond de la gorge 14. Le résultat de cette opération préparatoire de la partie terminale du corps est la formation dans le profil de celle-ci d'un jonc à profil de crochet 19 épousant globalement le profil de la gorge 14 du mandrin et se terminant par un bord plat ou bec 20 présentant par rapport à l'axe du corps une inclinaison comprise entre 0 et 45 . L'opération suivante, illustrée à la figure 2, est le formage d'un bord à sertir 21 obtenu par l'intervention clas sique d'une presse et d'un outillage 22 àtomber les bords de type usuel comportant une partie poinçon 23 et une zone évasée de refoulement 24 limitée par un rebord de butée 25. Le bord à sertir 21 se trouve globalement replié ainsi dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps tout en présentant, radialement à l'intérieur du jonc à profil de crochet 19 précédeminent formé, une dépression marquée en 26, tandis que le bord plat formé par le bec 20, ayant subi une rotation d'environ 900 se trouve légèrement incliné vers l'intérieur du corps. Après dégagement de l'outil de presse 22, la troisième étape, non détaillée, est la pose dans l'empreinte annulaire 26, d'un matériau plastique de joint dit d'étanchéité; cette opération peut avantageusement s'effectuer au rouleau, le matériau de joint étant à ce stade dans un état fluide. le joint ainsi déposé est visible en 27 sur la figure 3, qui montre le résultat de l'étape suivante de la mise en place d'un fond 28 avec une partie d'emboîtement 29 et un bord de fond 30 s'étendant en sens radial sur une distance prédéterminée au-delà du bec 20 du bord à sertir 21 du corps 10. On voit que l'empreinte 26 de réception du joint 27 s'étend sur la majeure partie du bord de corps 21 en amont du crochet 19 sur lequel vient en appui le bord de fond 30. On procède ensuite à l'opération proprement dite de sertissage qui s'effectue de manière classique avec action successive de deux molettes dans une première phase, une molette de roulage 31 (figure 4) avec avance progressive de celle-ci vers un mandrin 32. Le bord de fond 30 s'enroule progressivement autour du crochet 19 jusqu'à la phase finale de l'opération de roulage illustrée à la figure 5 ; la partie terminale 30' du bord du fond 30 est arrivée après une rotation d'environ 2700 le long de la paroi du corps 10, tandis que le bec 20 du bord de corps s'est trouvé entraîné dans une rotation supplémentaire de plus de 900 par rapport à la position avant roulage de la figure 3. Au cours de cette opération la matière de joint se trouve largement étalée et comprimée entre les bords de fond 30 et le bord de corps, tandis que l'empreinte 26 aura pu subir un certain redressement par la déformation au cours du roulage. L'élaboration du sertissage selon l'invention s'achève par la phase finale illustrée aux figures 6 et 7 où la molette de roulage 31 a été prise en relève par une molette 33 dite de serrage présentant une surface de travail 34 de profil sensiblement rectiligne entre deux arrondis 35, 36 de confinement du serti en regard de la partie active 37 du mandrin 32. Partant du stade illustré à la figure 5 où le travail de la molette de roulage 31 est terminé, l'intervention de la molette de serrage 33 peut s'analyser en deux phases. Dans une première partie de la course de la molette de serrage 33 vers le mandrin 32, il se produit (figure 6) un aplatissement de l'ensemble du serti au cours duquel le tracé incurvé du bord de fond 30 se redresse progressivement au contact de la surface active 34 de la molette de serrage, provoque le refoulement du bord de corps 21 avec réduction progressive de son rayon de raccordement 21A d'un côté et fermeture progressive du crochet 19 jusqu'à redressement du bec 20 contre la partie terminale 30' du bord de fond, lequel se trouve de son côté pratiquement redressé et entraîné contre la partie adjacente du corps 10. Cette phase de serrage du serti peut être considérée comme terminée lorsque la surface de travail 34 de la molette 53 est arrivée par rapport à la surface affrontée 37 du mandrin 32 à une distance correspondant à la somme des six épaisseurs de métal correspondant à l'insertion du bec 20 contre, d'une part, du côté intérieur, le corps 10 pris entre la partie d'emboîtement 29 et la partie adjacente interne OA du bord de fond maintenant repliée et, d'autre part, du côté extérieur, la partie affrontée 30B dudit bord de fond recouvrant la partie adjacente du bord de corps désignée par la référence 26' et correspondant à la zone précédemment marquée par la dépression 26. La phase de serrage ainsi achevée est suivie selon 1 'in- vention par une phase terminale dite de laminage au cours de laquelle la course de la molette de serrage est poursuivie (figure 7) jusqu la une distance par rapport à la surface 37 du mandrin réduite à peu près à la somme des cinq épaisseurs de métal se trouvant dans le serti hors du bec 20. Dans ces conditions les six couches de matière se trouvant au niveau du crochet 19 subissent un travail de laminage ou de forgeage déterminant une déformation plastique de l'ensemble conduisant à un ancrage ou verrouillage particu lièrement efficace du crochet 19 dans les couches environ- nantes à la manière d'un harpon, un renforcement de ltensem- ble par un effet d'écrouissage, une amélioration de l'étan- chéité par l'effet des chicanes imprégnées dans la structure obtenue. La figure 8, vue semblable à la figure 7, montre une variante se distinguant de la précédente par le fait que le crochet 19' résulte d'un repli préalablement opéré sur la zone limitrophe du bord de fond 30'. On notera l1amincisse- ment affectant principalement dans ce cas les deux plis 20A et 20B du corps 10'. La préparation du bord limitrophe de fond peut s'opérer par formation sur le bord limitrophe du fond d'un profilage semblable à celui qui a été décrit ci-dessus pour le bord de corps en référence à la figure 1. Cependant, il est également possible, et il peut être préféré, de pratiquer sur le bord limitrophe du fond, avant ou après mise en place sur le corps (comme ci-dessus en figure 3), par roulage préalable, un profil de crochet arrondi. Les figures 9 à 12 montrent un exemple de réalisation d'une telle préparation du bord de fond et de l'opér## subséquente de sertissage. Selon la figure 9, la zone limitrophe du bord 30' d'un fond 28' présente un profil 41 en crochet arrondi a la suite d'une mise en forme par roulage qui peut avoir été opérée, soit généralement avant, soit après mise en place du fond dans le corps 10' au bord à sertir simplement rabattu 20'. L'ensemble ainsi préparé est soumis à l'action successive de deux molettes de sertissage : une première molette de roulage 40, que les figures 9 à 11 montrent en trois positions successives en regard d'un mandrin 42, et une molette 40' de serrage qui amène le sertissage, selon la figure 12, au stade précédant l'opération de laminage selon l'invention. Une phase terminale de laminage peut s'opérer conformément à la description précédente0 L'invention n'est bien entendu pas limitée aux détails des formes de réalisation qui viennent d'être décrites à titre d'illustration. Ainsi, en ce qui concerne par exemple la mise en place du joint, en variante par rapport à la description donnée ci-dessus en référence à la figure 3, le joint d'étanchéité peut être déposé ou injecté selon des techniques connues au cours de l'opération de roulage des figures 3 et 4 ou encore des figures 9 et 10.

Claims: REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage de deux pièces à paroi mince, en particulier de corps et fonds d'emballages métalliques par un sertissage comportant, dans une zone de serti de hauteur donnée en sens axial, une pluralité de couches appartenant alternativement à deux bords limitrophes des pièces à assembler, un repli préalablement opéré sur l'un des bords limitrophes augmentant sur une fraction prédéterminée de ladite hauteur le nombre de couches de ladite pluralité, caractérisé par une opération de laminage de la structure ainsi formée jusqu'à égalisation de son épaisseur sur ladite hauteur donnée0 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le repli est pratiqué sur le bord limitrophe du fond. 3. Procédé selon la revendication 1 appliqué à l'assemblage d'un corps de fût avec un fond,le repli étant opéré sur le bord limitrophe du corps, caractérisé en ce que ce repli est préparé par l'impression d'un profil de crochet dans la partie terminale du bord de corps. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'impression d'un profil de crochet s'opère par la mise en oeuvre d'une molette et d'un mandrin de profils complémentaires. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le profil de crochet comporte une branche racine dirigée vers l'intérieur et une branche terminale ou bec dirigée vers l'extérieur du corps. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à s, caractérisé en ce que le bord de corps est rabattu à la presse après formation du crochet.. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une empreinte annulaire concave vers l'extérieur est formée dans le bord tombé du corps entre le fond du profil du crochet et le rayon de raccordement dudit bord tombé à la partie non déformée de la paroi du corps. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par la pose d'un joint dans ladite empreinte préalablement à la mise en place du fond à sertir. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, après mise en place du fond à sertir, l'intervention successive d'une molette (31) de roulage du bord de fond autour du bord de corps et avec celui-ci, puis d'une molette (33) de serrage laminage présentant une surface de travail de profil sensiblement parallèle à celle d'un mandrin de soutien de l'assemblage.. 10. Joint serti, notamment pour emballages à fonds assemblés par sertissage, du genre comportant sur une zone de serti de hauteur prédéterminée une pluralité de couches appartenant alternativement aux bords limitrophes du fond et du corps de l'emballage avec au moins un crochet résultant dun repli de l'un desdits bords et déterminant sur une fraction de ladite hauteur prédéterminée l'augmentation d'une unité du nombre de couches de ladite pluralité, caractérisé par une modification affectant la structure du serti au moins sur ladite fraction de sa hauteur, en sorte que le serti se trouve confiné entre deux surfaces limites sensiblement parallèles, entraînant un laminage et une réduction d'épaisseur des couches adjacentes au crochet. 11. Dans un procédé d'assemblage par sertissage d'un fond dans un corps d'emballage métallique, une opération de préparation du bord limitrophe du corps caractérisée par l'impression d'un profil de crochet (19) dans une partie terminale du bord de corps, suivie d'une opération de tombée de bords conduisant à la formation d'un bord â sertir (20,21) muni d'un crochet (19) présentant une partie terminale (20) d'orientation sensiblement axiale radialement à l'extérieur d'une empreinte annulaire (26).

Inventors: LE BRET, LUCIEN
Applicants: GALLAY S.A.
Application year: 1984
Main classification: B21D51
IPC codes: B21D51