[0001] La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de formage à partir
d'un flan de tôle d'un couvercle, encore appelé fond, comportant un rebord périphérique
destiné à être fixé sur le bord d'une ouverture d'un récipient.
[0002] La présente invention a également pour objet un couvercle métallique obtenu par ce
procédé.
[0003] Dans le domaine de la conserverie, le remplissage d'un récipient métallique est suivi
du sertissage d'un couvercle, encore appelé fond, juste avant la stérilisation des
aliments contenus dans ledit récipient.
[0004] Les couvercles sont généralement réalisés par emboutissage et comportent un rebord
périphérique destiné à être fixé sur le bord d'une ouverture du récipient et au moins
un gradin permettant de rigidifier ce couvercle.
[0005] Le matériau utilisé pour la réalisation de ce type de couvercles doit satisfaire
à des caractéristiques mécaniques très précises et contradictoires.
[0006] En effet, lors de la stérilisation des aliments contenus dans le récipient, l'augmentation
de la pression interne dans ce récipient impose au couvercle un gonflement.
[0007] Après refroidissement, ce couvercle doit revenir au plus près de sa forme initiale.
[0008] Pour satisfaire à cette condition, l'épaisseur du couvercle doit être relativement
importante et le matériau constituant ce couvercle doit avoir une limite élastique
élevée.
[0009] Inversement, pour obtenir un bon sertissage du couvercle sur le récipient, le matériau
constituant le couvercle doit posséder une limite élastique faible.
[0010] Par ailleurs, la résistance du couvercle aux chocs est une condition importante qui
est satisfaite grâce à une épaisseur et une limite élastique élevées du matériau constituant
ledit couvercle.
[0011] Enfin la diminution du poids du couvercle est un aspect économique important non
négligeable qui peut être résolu soit en réduisant l'épaisseur du matériau du couvercle,
soit en réduisant la surface à plat du flan de tôle destiné au formage dudit couvercle.
[0012] On observe donc une dualité des caractéristiques du matériau lié à ces quatre conditions.
[0013] Actuellement selon les formats du couvercle qui est le plus souvent réalisé en acier,
l'épaisseur du matériau varie entre 0,10 et 0,26mm et la limite élastique de ce matériau
varie entre 490 et 670 Mpa.
[0014] Jusqu'à présent pour réaliser ce type de couvercles, on découpe le flan de tôle et
on forme d'abord le rebord de sertissage, puis on forme, sur ce couvercle, au moins
un gradin de rigidification.
[0015] A cet effet, le dispositif d'emboutissage comporte un poinçon de formage du rebord
périphérique au cours d'une première étape et une matrice de formage du gradin au
cours d'une seconde étape.
[0016] Lors de cette seconde étape de formation des gradins, le métal constituant le couvercle
et le bord de ce couvercle glissent librement vers l'intérieur du poinçon si bien
que le métal au niveau des gradins est peu écroui.
[0017] On constate particulièrement dans le cas des aciers à haute limite élastique que,
après formation des gradins, le couvercle présente un voilement néfaste pour l'empilement,
le transfert des couvercles et les opérations ultérieures, par exemple jointage, sertissage.
[0018] L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif de formage d'un couvercle
métallique d'un récipient permettant d'augmenter, d'une part, la résistance élastique
du matériau au niveau des gradins et, d'autre part, la pression de non retour du couvercle
après la stérilisation des aliments contenus dans le récipient, tout en diminuant
l'épaisseur du matériau de ce couvercle et la surface à plat du flan de tôle destiné
au formage dudit couvercle.
[0019] L'invention permet également d'obtenir un couvercle en acier à haute limite élastique
ne présentant pas de voilement.
[0020] L'invention a donc pour objet un procédé de formage à partir d'un flan de tôle d'un
couvercle, encore appelé fond, comportant un rebord périphérique destiné à être fixé
sur le bord d'une ouverture d'un récipient et au moins un gradin de rigidification
dudit couvercle, caractérisé en ce que l'on maintient le bord du flan de tôle sur
toute sa périphérie et, successivement, on forme ledit gradin, puis on forme le rebord
périphérique.
[0021] L'invention a également pour objet un dispositif de formage à partir d'un flan de
tôle d'un couvercle, encore appelé fond, comportant un rebord périphérique destiné
à être fixé sur le bord d'une ouverture d'un récipient et au moins un gradin de rigidification
dudit couvercle, caractérisé en ce qu'il comprend un serre-flan du bord du flan de
tôle sur toute sa périphérie, des moyens de formage de formage du rebord périphérique
et des moyens de formage dudit gradin, lesdits moyens étant distincts et déplaçables
indépendamment les uns des autres pour former au cours d'une première étape ledit
gradin et au cours d'une seconde étape ledit rebord périphérique.
[0022] Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- les moyens de formage du rebord périphérique sont formés par un poinçon adjacent au
serre-flan adjacent,
- les moyens de formage dudit gradin sont formés, d'une part, d'une première matrice
mobile et adjacente au poinçon et, d'autre part, d'une seconde matrice mobile et disposée
en regard de la première matrice, les faces en vis à vis de ces matrices comportant
des empreintes de forme complémentaire pour former ledit gradin,
- le poinçon forme un logement pour la première matrice adjacente audit poinçon, au
moins un moyen de compression étant interposé entre le fond du logement et la première
matrice,
- le moyen de compression est taré à une valeur déterminée,
- le dispositif comporte un éjecteur du couvercle formé, situé en vis à vis du poinçon.
[0023] L'invention a encore pour objet un couvercle comportant un rebord périphérique destiné
à être fixé sur le bord d'une ouverture d'un récipient et au moins un gradin de rigidification,
caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé mentionné ci-dessus.
[0024] Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description
qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins
annexés, sur lesquels :
- la Fig. 1 est une vue en coupe d'un couvercle obtenu par le procédé de formage selon
l'invention,
- la Fig. 2 est une vue schématique en coupe du dispositif de formage selon l'invention,
- les Figs. 3 à 7 sont des vues schématiques en coupe du dispositif de formage selon
l'invention au cours des étapes successives de formage du couvercle.
[0025] On a représenté sur la Fig. 1, un couvercle métallique par exemple un acier désigné
dans son ensemble par la référence 1 et destiné à être fixé par exemple par sertissage
ou par roulage sur le bord d'une ouverture d'un récipient non représenté.
[0026] Ce couvercle 1 formé à partir d'un flan de tôle la a par exemple une forme circulaire
et comporte un rebord périphérique 2 et au moins un gradin 3 de rigidification de
la partie centrale dudit couvercle.
[0027] Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, le couvercle 1 comporte un
gradin 3, mais ce couvercle 1 peut comporter plusieurs gradins 3.
[0028] Le procédé de formage du couvercle 1 à partir du flan de tôle la consiste à maintenir
le bord du flan de tôle la sur toute sa périphérie et, successivement à former le
gradin 3, puis à former le rebord périphérique 2.
[0029] A cet effet, le dispositif de formage représenté à la Fig. 2 comprend un serre-flan
10 du bord du flan de tôle la sur toute sa périphérie, des moyens 20 de formage du
rebord périphérique 2 et des moyens 30 de formage du gradin 3.
[0030] Les moyens 20 et 30 sont distincts et déplaçables indépendamment les uns des autres
pour former au cours d'une première étape le gradin 3 et au cours d'une seconde étape
le rebord périphérique 2.
[0031] Le serre-flan 10 est formé par un serre-flan supérieur 11 encore appelé matrice d'emboutissage
et par un serre-flan inférieur 12.
[0032] Les moyens 20 de formage du rebord périphérique 2 sont formés par un poinçon 21 adjacent
au serre-flan inférieur 12 et dont le nez 21a possède une forme correspondant à la
forme du rebord périphérique 2 du couvercle 1.
[0033] Les moyens 30 de formage du gradin 3 sont formés, d'une part, d'une première matrice
31 mobile et adjacente au poinçon 21 et, d'autre part, d'une seconde matrice 32 mobile
et disposée en regard de ladite première matrice 31.
[0034] La face 31a de la première matrice 31 disposée en regard de la seconde matrice 32
comporte une empreinte 33 en saillie et la face 32a de la seconde matrice 32 disposée
en regard de la première matrice 31 comporte une empreinte 34 disposée en regard de
l'empreinte 33 en saillie de la première matrice 31.
[0035] Les empreintes 33 et 34 sont de forme complémentaire.
[0036] Le poinçon 21 forme un logement 13 pour la première matrice 31 et dans lequel ladite
première matrice 31 peut coulisser.
[0037] Au moins un moyen de compression par exemple un ressort 14 est interposé entre le
fond du logement 13 et la première matrice 31.
[0038] Ledit ressort de compression 14 est taré à une valeur déterminée comme on le verra
ultérieurement.
[0039] Le dispositif de formage comporte un éjecteur 15 du couvercle après sa formation,
ledit éjecteur 15 étant disposé entre le serre-flan supérieur 11 et la seconde matrice
13 et en vis à vis du poinçon 21.
[0040] La seconde matrice 32 possède des dimensions périphériques extérieures légèrement
inférieures aux dimensions périphériques extérieures de la première matrice 31 pour
permettre le fluage du métal entre le serre-flan supérieur 11, le poinçon 21 et cette
matrice supérieure 32 lors du formage du rebord périphérique 2.
[0041] Le dispositif fonctionne de la manière suivante.
[0042] Tout d'abord le flan de tôle la est découpé à des dimensions déterminées et ce flan
de tôle la découpé est positionné entre le serre-flan inférieur 12 et le serre-flan
supérieur 11 et entre la première matrice 31 et la seconde matrice 32 comme représenté
à la Fig. 2.
[0043] Dans cette position la première matrice 31 est, sous l'effet des ressorts de compression
14, en position haute de telle manière que l'empreinte 33 en saillie de ladite première
matrice 31 soit située au-dessus du nez 21a du poinçon 21.
[0044] Ensuite, l'ensemble constitué par le serre-flan supérieur 11, l'éjecteur 15 et la
seconde matrice 32 descend progressivement pour que, au cours d'une première étape,
le bord du flan de tôle la soit maintenu sur toute sa périphérie entre le serre-flan
supérieur 11 et le serre-flan inférieur 12 (Fig. 3) et pour que, au cours d'une seconde
étape, le gradin 3 soit formé par l'empreinte 33 en saillie de la première matrice
31 et par l'empreinte 34 en creux de la seconde matrice 32 (Fig. 4).
[0045] Les ressorts de compression 14 sont tarés à une valeur supérieure à la force exercée
par la seconde matrice 32 sur la première matrice 31 pour empêcher la descente de
cette première matrice 31 au cours de la formation de gradin 3.
[0046] Ultérieurement à la formation de ce gradin 3, l'ensemble constitué par le serre-flan
supérieur 11 et l'éjecteur 15 et la seconde matrice 32 continue à descendre.
[0047] Au cours de cette descente, l'effort exercé par la seconde matrice 32 sur la première
matrice 31 devient supérieur à la valeur de tarage des ressorts 14 ce qui provoque
la descente de la première matrice 31 et la compression des ressorts 14 comme représenté
sur la Fig. 5.
[0048] La descente de la première matrice 31 par rapport au poinçon 21 fixe provoque le
formage du rebord périphérique 2 entre le nez 21a du poinçon 21, l'éjecteur 15 et
les matrices 31 et 32 ainsi que représenté à la Fig. 5.
[0049] L'ensemble constitué par le serre-flan supérieur 11, l'éjecteur 15 et la seconde
matrice 32 remonte comme représenté à la Fig. 6, en entraînant le couvercle 1 ainsi
formé et la descente de l'éjecteur 15 provoque l'éjection du couvercle 1 formé comme
représenté à la Fig. 7.
[0050] Le dispositif de formage selon l'invention permet de former le gradin 3 juste après
le découpage du flan de tôle.
[0051] Le formage de ce gradin est réalisé lorsque la périphérie du flan de tôle est retenue
entre le serre-flan supérieur et le serre-flan inférieur. Par conséquent, cette surface
pincée ne collabore pas, ou très peu, à la déformation du gradin 3.
[0052] Ainsi, le gradin n'est plus déformé comme c'était le cas avec un dispositif de formage
selon l'état de la technique
[0053] De ce fait, pour une même pression interne exercée sur le couvercle lors de la stérilisation
des aliments contenus par le récipient, le couvercle obtenu par le procédé selon l'invention
se gonfle moins et la déformation qui s'ensuit après retour élastique dudit couvercle
est diminuée de 10%.
[0054] Une analyse du profil d'épaisseur du couvercle réalisé par le procédé selon l'invention
montre que le sommet du gradin est plus aminci qu'avec un procédé selon l'état de
la technique.
[0055] Par conséquent, on conçoit qu'au niveau du sommet du gradin, le métal est plus écroui
ce qui explique une meilleure aptitude du couvercle obtenu par le procédé selon l'invention,
à reprendre sa forme initiale après sa déformation lors de la stérilisation des aliments
contenus dans le récipient.
[0056] Le volume de métal nécessaire au formage du couvercle par le procédé selon l'invention
est donc moindre puisqu'il y a un amincissement au niveau du sommet du gradin.
[0057] La diminution du volume de métal nécessaire étant moindre, le diamètre de découpe
du flan de tôle à partir duquel est formé le couvercle, peut donc être diminué ce
qui permet d'alléger le couvercle.
[0058] Des essais réalisés sur des couvercles de 73mm de diamètre obtenus par le procédé
selon l'invention montrent un gain de 0,5% de matière, soit une réduction de 0,3mm
du diamètre de découpe du flan de tôle.
1. Procédé de formage à partir d'un flan de tôle (1a), d'un couvercle (1) encore appelé
fond comportant un rebord périphérique (2) destiné à être fixé sur le bord d'une ouverture
d'un récipient et au moins un gradin (3) de rigidification dudit couvercle, caractérisé
en ce que l'on maintient le bord du flan de tôle (1a) sur toute sa périphérie et,
successivement, on forme ledit gradin (3) et on forme ledit rebord périphérique (2).
2. Dispositif de formage à partir d'un flan de tôle (1a) d'un couvercle (1) encore appelé
fond comportant un rebord périphérique (2) destiné à être fixé sur le bord d'une ouverture
d'un récipient et au moins un gradin (3) de rigidification dudit couvercle (1), caractérisé
en ce qu'il comprend un serre-flan (10) du bord du flan de tôle (1a) sur toute sa
périphérie, des moyens (20) de formage du rebord périphérique (2) et des moyens (30)
de formage dudit gradin(3), lesdits moyens (20, 30) étant distincts et déplaçables
indépendamment les uns des autres pour former au cours d'une première étape ledit
gradin (3) et au cours d'une seconde étape ledit rebord périphérique (2).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (20) de formage
du rebord périphérique (2) sont formés par un poinçon (21) adjacent au serre-flan
(10).
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (30) de formage
dudit gradin (3) sont formés, d'une part, d'une première matrice (31) mobile et adjacente
au poinçon (21) et, d'autre part, d'une seconde matrice (32) mobile et disposée en
regard de la première matrice (31), les faces (31a, 32a) en vis à vis de ces matrices
(31, 32) comportant des empreintes (33, 34) de forme complémentaire pour former ledit
gradin (3).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le poinçon (21) forme un
logement (13) pour la première matrice (31) adjacente audit poinçon (21), au moins
un moyen de compression (14) est interposé entre le fond du logement (13) et la première
matrice (31).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de compression
(14) est taré à une valeur déterminée.
7. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte un éjecteur
(15) du couvercle (1) formé, situé en vis à vis du poinçon (21).
8. Couvercle comportant un rebord périphérique (2) destiné à être fixé sur le bord d'une
ouverture d'un récipient et au moins un gradin (3) de rigidification dudit couvercle,
caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon la revendication 1.