Récipients.
La présente invention concerne des récipients comportant une paroi latérale tubulaire et fermés à une extrémité par une paroi d'extrémité d'une seule pièce avec la paroi latérale et, en particulier mais pas exclusivement, des corps de boîtes emboutis en tôle, tels qu'on
en utilise pour de la bière et d'autres substances sous pression, l'épaisseur de la paroi latérale pouvant être égale ou inférieure à celle de la paroi d'extrémité suivant les exigences des applications particulières auxquelles les récipients sont destinés.
Un récipient connu destiné à contenir du butane comprend une extrémité de boîte comportant un panneau de fermeture concave relié par une double sertissure au corps du récipient. Le corps est embouti en fer-blanc et présente une paroi latérale cylindrique d'une pièce avec un fond convexe. Le fond convexe comprend un panneau de fermeture de section ccurbe qui est entouré par une partie annulaire de section courbe présentant un rayon relativement petit et
se raccordant à la courbe douce du panneau de fermeture de la paroi latérale cylindrique. Un renfoncement concave est prévu, au centre du fond convexe, et est utilisé lorsque la valve d'un appareil à gaz est adaptée au récipient. Bien qu'il soit possible de dresser ce récipient sur la périphérie annulaire du renfoncement concave, il n'est pas suffisamment stable pour un transport et un empilage ordinaire parce que le diamètre du renfoncement est trop petit et la courbure du fond convexe est trop grande. On a essayé d'éviter ces difficultés dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.904.069 dans lequel on remplace le fond troncosphérique du récipient à butane par des profils de fond comprenant une partie centrale concave ayant un diamètre d'environ
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tronconiques annulaires concentriques reliées à la paroi latérale. Cela étant, toute augmentation de la pression intérieure dans le récipient provoque une distension du fond vers l'extérieur. Comme la hauteur du récipient augmente,
il est à même de rester dressé sur la périphérie de sa partie centrale concave. Cependant, la partie concave empiète sur le volume du récipient et les jonctions périphériques dures entre la partie concave et les parties annulaires environnantes perturbent la répartition des contraintes dans la matière du fond.
L'invention vise à procurer des récipients, à même de résister à une pression intérieure, qui utilisent
la matière du récipient d'une manière économique en raison du fait que le fond du récipient est courbé de façon convexe, au moins au niveau de sa périphérie adjacente à la paroi latérale, la courbure préférée étant constituée par une partie d'une ellipse. L'invention procure, en outre, un moyen permettant aux récipients de rester dressés sur leur fond, un moyen préféré de ce genre comprenant plusieurs bassettes convexes. Les bassettes peuvent également être utilisées pour faciliter l'empilage d'un récipient sur un autre récipient identique.
Suivant un premier aspect, l'invention procure
un corps de récipient comportant une paroi latérale tubulaire et un fond qui en fait partie intégrante, ce fond comportant une partie annulaire qui relie la paroi latérale au panneau central, la partie annulaire ayant une section en forme de segment d'ellipse. Le panneau central peut être
un prolongement de la forme ellipsoïdale de la partie annulaire ou, en variante, elle peut être plane, Des formes d'exécution préférées du récipient comportent des moyens, au niveau du fond, permettant au corps de récipient de rester dressé, ces moyens ayant de préférence la forme de plusieurs bossettes ménagées dans ce fond. Suivant un autre aspect, l'invention procure des récipients comportant des corps conformes au premier aspect décrit plus haut et fermés au moyen d'une extrémité de boîte.
Diverses formes d'exécution seront décrites ciaprès, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue en élévation de côté d'un corps de boîte cylindrique sectionné suivant un diamètre
i pour illustrer une première forme d'exécution;
la Fig. 2 est une vue semblable d'une seconde
! forme d'exécution d'un récipient propre à résister à des pressions internes élevées;
la Fig. 3 est une vue semblable d'une troisième forme d'exécution d'.un récipient propre à résister à des pressions internes intermédiaires;
la Fig. 4 est une vue semblable d'une quatrième
forme d'exécution préférée d'une boîte montrant le déplacement du fond sous l'effet de la pression;
la Fig. 5 est une vue en perspective de la boîte
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la Fig. 6 est un graphique de la flexion du panneau central en regard de la'pression interne dérivé d'essais effectués sur la boîte des Fig. 4 et 5;
la Fig. 7 est une vue en élévation de côté d'une cinquième forme d'exécution montrant des bossettes de support situées près de la paroi latérale;
la Fig. 8 est une vue en élévation de côté d'une sixième forme d'exécution en coupe suivant un diamètre illustrant la flexion du fond sous l'effet de la pression;
la Fig. 9 est une vue semblable d'une boîte à fond en substance plat destinée à contenir un produit sous faible pression;
les Fig. 10a à lOd illustrent la déformation progressive d'une boîte à fond plat par une pression interne croissante, et
la Fig. 10e est une vue en élévation de côté fragmentaire d'un récipient comportant un fond elliptique.
La Fig. 10a illustre une partie d'une boîte emboutie en tôle et comportant une paroi latérale cylindrique 1 et un fond plat 2. Lorsqu'une telle boîte est soumise à une pression interne modérée, le fond initial, indiqué par la ligne en traits interrompus 3 de la Fig. lOb, est déformé de manière à ce qu'il devienne convexe comme l'indique la ligne pointillée 4 et peut se relâcher lorsque la pression est supprimée, pour prendre la forme représentée par la ligne
en traits pleins 5 qu'il conserve. Tandis qu'il est sous pression, le centre du fond 2 est sous l'influence de contraintes de traction radiale et tangentielle tandis que la zone périphérique 6, qui raccorde le centre à la paroi latérale, est sous l'influence d'une contrainte de compression tangentielle et d'une contrainte de traction radiale. La paroi latérale cylindrique 1 est soumise à une contrainte de traction circonférentielle.et axiale. Cela étant, sous l'effet d'une pression élevée, la contrainte de compression devient prédominante dans le fond et la zone périphérique se boursoufle localement comme indiqué en 7. La majeure partie
de la surface inférieure cependant n'est pas boursouflée mais est déformée de manière permanente jusqu'à une forme très proche d'une ellipse, comme indiqué sur la Fig. 10e. Cela étant, la zone périphérique du fond 2 exige une forme propre à éviter tout boursouflement, c'est-à-dire une forme telle que repré-
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Une solution à ce problème est indiquée sur la Fig. 1 qui représente une boîte 8 comportant une paroi latérale cylindrique 9 et un fond hémisphérique 10. Quoique le fond hémisphérique 10 possède des propriétés idéales de retenue de la pression, il exige. la présence d'une virole de support 11 pour que la boîte puisse être dressée sur son fond pour le transport et le remplissage. Cependant, l'extrémité hémisphérique 10 fait perdre de la place lorsque les boites sont emballées en masse pour la distribution et la virole de 0 support augmente notablement le coût de la boîte et n'est,
par conséquent, utilisable que pour des récipients à haute pression,par exemple pour les bombes d'aérosols. Quoiqu'il soit possible de-prévoir des bossettes de support également espacées près de la partie inférieure de la sphère sur un cercle de diamètre relativement petit, ces bossettes ne peuvent pas fournir adéquatement le support stable requis.
Un a constaté que l'on peut emboutir dans de la
tôle telle que du fer-blanc ou de l'aluminium des boîtes pratiques présentant un fond profilé en coupe en forme de demi-ellipse.
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représenté non sous pression par la ligne en traits pleins et sous pression par la ligne en traits interrompus 13. Sur la Fig. 10e, le grand axe de-la section elliptique du fond
12 s'étend diamétralement en travers de la paroi latérale
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allongée, comme cela serait le cas si le petit axe d'une ellipse était disposé diamétralement ou si on utilisait une extrémité hémisphérique.
Il ressort de l'explication qui précède du boursouflement qu'il n'est pas nécessaire que le profil elliptique s'étende sur l'ensemble du fond et, dans la forme d'exécution de la Fig. 2, une boîte 15 comporte un fond présentant une partie annulaire 16 ayant, en coupe, la forme d'un segment convexe d'une ellipse et comportant un panneau central plat 17. L'autre moitié imaginaire de l'ellipse est représentée en traits interrompus pour montrer la différence. Cependant, sur la Fig. 2, le rapport du grand axe de 1 'ellipse à son petit axe est d'environ 2:1, ce rapport elliptique donnant un fond relativement profond convenant pour des pressions internes modérées de l'ordre de 7 kg par lorsque la boîte est fabriquée en fer-blanc de 0,21 mm d'épaisseur.
Ceci contraste avecle fond 18 de la boîte de la Fig. 3 dans lequel le rapport du grand axe au petit axe de l'ellipse est de l'ordre de 4:1, ce fond de boîte peu profond 18 comportant un panneau central plat 19 qui convient pour des pressions internes
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d'une matière analogue. L'autre moitié imaginaire de la courbe elliptique est à nouveau représentée en traits interrompus pour montrer la différence. Les fonds des boîtes des Fig. 2 et 3 peuvent évidemment permettre aux boîtes de rester dressées sur les parties centrales planes (17,19)lorsqu'elle sont vides, mais la flexion du fond sous pression, lorsque la boîte est remplie et fermée, rendrait une telle boîte instable. Par conséquent, plusieurs bossettes de support 20 sont prévues et espacées angulairement autour de la périphérie des panneaux centraux plats (17, 19).
Le panneau central plat 17 du corps de boîte à pression modérée 15 de la Fig. 2, a un diamètre "d" qui est légèrement supérieur à la moitié du diamètre total du corps de boîte 15. Au contraire, le panneau central plat 19 de la Fig. 3 destiné- au corps de boîte à basse pression, s'il est fait d'une matière de 0,21 mm d'épaisseur, par exemple du fer-blanc, ou destiné au corps de boîte à haute pression s'il <EMI ID=7.1>
mètre D un peu plus grand. Le diamètre du panneau central plat est choisi compte tenu de l'épaisseur de la matière et de la pression interne à laquelle la boîte doit résister lorsqu'elle est fermée et, dans le cas de la boîte
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du diamètre total de la boîte.
Les Fig. 4 et 5 illustrent un corps de boîte 21 convenant pour des boissons carbonatées lorsqu'il est fermé par un fond de boîte connu qui n'est pas représenté. Le corps de boîte 21 est embouti dans du fer-blanc de 0,21 mm d'épaisseur sous la forme d'une cuvette dont la paroi est ultérieurement roulée de manière que le corps prés.ente une paroi latérale 22 de 0,007 mm d'épaisseur et un fond 23 de 0,21 mm
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la section est une partie d'une ellipse qui raccorde la paroi latérale 22 à un panneau central plat 25 illustré par une ligne en traits interrompus dans sa forme non sous pression. La
ligne en traits pleins 25A illustre la forme du fond lorsqu'il fléchit sous pression.
La Fig. 6 est un graphique de la flexion en mm du
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Normalement, la pression dans. une boîte contenant une boisson
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la flexion du panneau central est de 1,9 mm.
La Fig. 6 montre, en outre, qu'une partie de la flexion qui se produit pendant l'augmentation de la pression persiste après réduction de la pression régnant dans le récipient. La flexion résiduelle est d'environ 0,5 mm. En fait, le panneau central est déformé sous pression en une surface approximativement elliptique ce qui est souhaitable.
La Fig. 4 montre que pourvu que la hauteur des bossettes de support 20 soit supérieure à la flexion du panneau central, la boîte est à même de rester dressée sur les bossettes non seulement lorsqu'elle est vide mais également lorsqu'elle est sous pression. Ceci résulte du fait que, étant donné que la flexion maximum se produit au centre du panneau
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au maximum.
<EMI ID=13.1> également réparties près de la périphérie du panneau central 25 et à l'intérieur de celle-ci. Cependant, comme le panneau central plat d'un corps de boîte destiné à une pression modérée est d'un diamètre relativement petit, les bossettes sont disposées sur un cercle de petit diamètre. Cela étant, il peut être préférable de placer les bossettes dans la partie annulaire environnante pour augmenter la stabilité de la boîte.
La Fig. 7 montre une telle boîte 28 dans laquelle les bossettes 26 sont formées dans la partie annulaire du fond près de la paroi latérale 27. Les bossettes 26 sont un peu plus longues que les bossettes 20 des Fig. 2, 3 et 4 afin de compenser le fait qu'elles ne fléchissent pas avec le fond lorsque celui-ci est-sous pression.
Bien que les formes d'exécution des boîtes qui précèdent présentent toutes un-fond en substance convexe lorsqu'elles sont vides, l'invention envisage de réaliser des boîtes qui fléchissent jusquà la forme convexe souhaitée,
lorsqu'elles sont soumises à une pression interne.
Sur la Fig. 8, une boîte 29 comporte une paroi latérale 30 d'une pièce avec un fond 31 qui comprend un panneau central 32 comportant plusieurs bossettes de support
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panneau central à une partie annulaire 35 ayant une section constituant un segment d'ellipse raccordant la
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récipient 29. La ligne en traits interrompus 31A indique la forme du fond 31 lorsqu'il a été amené sous pression dans une forme en substance elliptique. Dans l'état non sous pression, la boîte repose sur la partie annulaire 35 et est, par conséquent, parfaitement à même de résister aux forces axiales qui s'exercent dans les machines pour double sertissure connues et utilisées pour fixer l'extrémité de la boîte après remplissage. Lorsque la boîte est sous pression, elle peut reposer sur les bossettes de support 33-
La Fig. 9 illustre une boîte 36 convenant pour des produits alimentaires traités thermiquement ou autres. Comme les pressions produites pendant le traitement thermique sont relativement faibles, le panneau central plat 37 s'étend presque sur toute la largeur du corps auquel il est raccordé par la petite partie annulaire 38. La section de la partie annulaire 38 est un segment d'une ellipse de sorte que, à mesure que le panneau plat fléchit sous l'effet des pressions de traitement, la partie annulaire résiste au boursouflement et fournit un support adéquat pour le panneau central 37 dans sa forme convexe fléchie. Comme'dans les exemples qui précèdent, les bossettes 20 décrites sont prévues pour permettre à la boîte de rester dressée.
Des boîtes conformes à l'invention peuvent être embouties dans des tôles telles que du fer-blanc ou de l'aluminium. Si les boîtes sont profondément embouties, la tôle dont elles sont faites peut être décorée à l'aide de vernis ou d'impressions. Cependant, si les boîtes sont fabriquées par emboutissage suivi d'un roulage de leur paroi, la décoration peut être appliquée sur les boîtes formées.
Bien que l'invention ait été décrite avec référence
à des récipients métalliques,des récipients faits .de matières plastiques comme les copolymères acrylonitrile-butadiène-styrène ou le poly(chlorure de vinyle) peuvent être utilisés également.
REVENDICATIONS
1.- Corps de récipient, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi latérale et une paroi d'about qui en fait partie intégrante, la paroi d'about comportant une partie annulaire convexe qui raccorde la paroi latérale à un panneau central, la partie annulaire ayant une section qui a la forme d'un segment d'ellipse.