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procédé et dispositif pour capsuler des récipients, notamment des bocaux de conserve, et fermeture pour récipients.
La présente invention s'est posée le problème de créer un procédé et un dispositif pour capsuler des récipients, notamment des bocaux de conserve, ainsi qu'une fermeture correspondante pour récipients, permettant la stérilisation du contenu du réci- pient à des températures élevées, notamment supérieures à 120 C. et des pressions proportionnellement élevées. Pour fermer les bo- caux de marmelade, on emploie souvent des couvercles de fer blanc composés de deux parties, savoir, le couvercle proprement dit et une ceinture coiffante qui embrasse un bord du couvercle propre- ment dit et le col du récipient. Au moyen d'un dispositif de fer- meture exerçant une pression radiale, on rabat la partie inférieu- re de cette ceinture autour de l'arête inférieure d'un collet sail- lant du récipient.
Cette fermeture a l'inconvénient d'exiger l'em- ploi d'un outil tournant qu'on doit rouler sur le col du bocal.
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Abstraction faite de ce que la pose d'une telle fermeture exige un temps relativement long, elle a le désavantage d'entraîner une perte considérable par cassure du verre (le contenu du récipient étant du même coup perdu à cause des éclats). Jans de telles ferme- tares il se produit notamment des fractures du verre lorsqu'à cause du faux-rond qu'on ne peut pas toujours éviter dans la fa- brication des bocaux, la pression radiale exercée par l'outil ser- tisseur tournant devient trop forte.
En ce qui concerne la stéri- lisation à haute température et sous des pressions élevées corres- pondantes, ces -fermetures connues ne conviennent pas car elles ne sont pas suffisamment étanches dans ces conditions ; en particulier, à cause de la pression engendrée dans le récipient lors de la sté- rilisation, ces fermetures laissent également échapper en même temps que l'air une partie du liquide de cuisson.
Afin d'aboutir à une solution satisfaisante même pour la sté- rilisation à haute température et sous les pressions correspondan- tes, la présente invention part d'un procédé connu suivant lequel un couvercle métallique d'une seule pièce s'applique par sa face extrême, avec interposition d'un joint, sur la face extrême éven- tuellement ondulée du col du récipient. Dans le cas de ce procédé connu, le couvercle métallique se rabat jointivemant par une partie supérieure sensiblement plane autour d'un collet chanfreiné en- dessous, après quoi on serre la partie inférieure du bord du cou- vercle sous le collet du récipient. Pour ce procédé, on utilise des. couvercles ou capsules d'un métal facilement déformable, tel que l'aluminium, le métal dit staniol, l'étain, etc.
De telles fermetu- res sont d'avance inutilisables aux fins de la présente invention ; celle-ci exige en effet l'emploi de couvercles qui, par le choix de leur matière ou de l'épaisseur de leur paroi, possèdent une certaine rigidité. C'est aussi pour cette raison que sont inutili- sables aux fins de l'invention les dispositifs et procédés pour la mise en place des capsules connues. Dans le cas dés capsules faites d'une matière facilement déformable, il est relativement simple de
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rabattre en-dessous la partie marginale inférieure de la capsule, par exemple au moyen d'outils en forme de doigts, d'anneaux élas- tiques, etc. Dans le cas de couvercles en tôlé rigide, ces procé- dés et outils ne donnent aucun résultat parce que le bord du cou- vercle revient élastiquement sur lui-même.
Le problème posé par l'invention est résolu en ce que la partie marginale inférieure du couvercle de construction rigide, partie qui est munie d'une bande à déchirer connue, constitue une bride dirigée vers l'extérieur et prenant naissance à peu près à hauteur de l'arête inférieure du collet du récipient, bride qui, lors du mouvement axial relatif entre le récipient et la tte de fermeture et tandis que la bague de joint se trouve en même temps comprimée, est rabattue vers l'intérieur par dessous l'arête infé- rieure du collet du récipient par la bague de fermeture.
La mise en place de la fermeture suivant l'invention n'exige pas l'application d'efforts radiaux notables sur le bocal lui- même, ce qui réduit au minimum le risque de fracture. Du fait que suivant l'invention la partie marginale inférieure (bord à sertir) constitue avant la mise en place du couvercle une bride dirigée vers l'extérieur, le sertissage peut s'effectuer, sans le secours d'outils mobiles dans le sens radial, simplement par un mouvement axial relatif entre le récipient et la tête de fermeture. Tout d'abord en effet, c'est uniquement la présence de la bride dirigée vers l'extérieur de la partie marginale inférieure qui permet à la bague de fermeture, lors du mouvement axial, d'avoir un point d'application pour l'opération de sertissage.
Il s'ensuit que lors du mouvement axial en question, il se produit d'abord, en même temps que la bague de joint se trouve comprimée, un certain abais- sement de l'ensemble du couvercle (ainsi naturellement que de la ligne constituant l'emplanture de la bride dirigée vers l'extérieur).
La suite du mouvement axial relatif entre le récipient et la tête de fermeture aboutit à un rabattement. de la bride du couvercle vers l'intérieur autour de l'arête inférieure du collet du réci-
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pient. Du fait que le diamètre de la bride du couvercle dirigée vers l'extérieur augmente progressivement, cette bride contient une surface de métal sensiblement plus étendue que celle qui correspond à l'état allongé. Il s'ensuit que lors du rabattement décrit de la bride du couvercle, il se produit un intense plissement de la bride vers l'intérieur, dont l'effet est d'appliquer les plis sous le collet du récipient. Les déformations qui se produisent alors sont si considérables que le métal ne peut pas revenir élastiquement sur lui-même.
On réalise ainsi une fermeture qui demeure étanche même à de hautes températures de stérilisation et sous les pressions correspondantes si bien qu'une fuite du liquide de remplissage ne peut pas se produire.
Au cours de l'opération en question du rabattement de la bride du couvercle, le collet saillant du récipient se trouve en quelque sorte élastiquement pris en tenaille entre la face extrême supé- rieure du couvercle et la bride plissée rabattue au-dessous du collet du récipient, si bien que les efforts engendrés ont une di- rection principalement axiale, c'est-à-dire n'entraînent pour le verre aucun risque sérieux de rupture.
Il y a particulièrement intérêt à ce que le plissement de la partie marginale inférieure formant bride du couvercle soit amorcé d'avance, à la façon connue d'après les capsules à couronne. Ce plissement préalable de la bride offre cet avantage que le couver- cle se plisse plus régulièrement lors de l'opération de rabattement décrite ,
Dans le cas des couvercles métalliques réalisés a la façon de la fermeture à couronne (avec joint de liège ou de carton), on connaît l'utilisation d'un bord obliquement incliné vers l'extérieur de manière qu'un rabattement de ce bord vers l'intérieur se produi- se dans le dispositif de fermeture.
Mais l'effet du procédé et de la fermeture suivant l'invention ne se produit pas dans le cas de ce couvercle, pour cette raison que les récipients présentent non pas un collet sensiblement plan et chanfreiné à sa partie inférieure
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comme dans le cas de l'invention, mais seulement un bourrelet arrondi de hauteur faible occupant le -dessus de la face extrême du col du récipient. Ce bourrelet arrondi est nécessaire dans le cas de ces fermetures connues afin de permettre l'enlèvement du @ couvercle métallique à paroi épaisse au moyen d'un outil d'ouvertu- re agissant comme un levier.
Comme il n'existe, vu en coupe, qu'un contact ponctuel entre le bourrelet du col du récipient et le cou- vercle (et cela dans la région où le col du récipient a son diamè- tre extérieur le plus grand), cette fermeture est incapable de ré- sister à des efforts de pression élevas. L'inconvénient principal de cette fermeture en couronne réside en ce que, lors du rabatte- ment vers l'intérieur, des efforts radiaux considérables sont appli- qués sur le col du récipient. Cet inconvénient s'oppose d'avance à l'utilisation de cette fermeture sur des récipients à large goulot parce qu'avec eux la mise en place de la fermeture s'accompagne- rait d'une casse trop considérable.
A la différence de l'invention, la fixation du couvercle dans le cas de la fermeture en couronne connue a lieu non pas par serra- ge en tenaille d'un collet saillant du récipient entre la face ex- trême du couvercle et une bride mais principalement par le seul serrage latéral du bord contre l'arrondi du bourrelet. Pour empê - cher alors le métal de revenir élastiquement sur lui-même, il faut donner d'avance à de tels couvercles une épaisseur de paroi relati- vement forte, car c'est alors seulement qu'on peut obtenir une dé- formation permanente du bord du couvercle lors du mouvement de ra- battement. Naturellement, cette forte épaisseur donnée à la paroi du couvercle augmente encore les pressions radiales nuisibles exer- cées sur le col du récipient lors de l'opération de serrage.
Toutes ces raisons font qu'il n'y a pas à envisager l'emploi de tels cou- vercles réalisés à la façon d'une fermeture en couronne pour résou- dre le problème posé par l'invention.
L'invention procure cet avantage supplémentaire qu'avec une paroi sensiblement moins épaisse que celle qu'on utilise pour les
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couvercles antérieurement connus, on peut réaliser une fermeture solide et étanche, bien que le couvercle doive cependant présen- ter une certaine rigidité, c'est-a-dire avoir une épaisseur de paroi appropriée ou être fait d'une matière suffisaient résistan- te. Des essais ont montré que dans le cas de l'invention et même pour des récipients à large goulot, il est possible de réduire à environ 0,15 mm. l'épaisseur de paroi du couvercle lorsqu'on uti- lise de la tôle.
A cause du caractère accentué du rabattement du bord en-dessous, il ne serait pas possible d'enlever le couvercle au moyen d'une clé agissant en levier, par exemple comme on a cou- tume de le faire dans le cas des couvercles réalisés en forme de couronne. Comme on ne peut pas non plus enlever simplement le cou- vercle à la main, on a prévu, suivant 1'invention, à la partie marginale inférieure, une lame ou bande à déchirer, c'est-à-dire une languette qui permet, au moyen d'un ouvre-boîtes à fente connu, d'enrouler le bord du couvercle, ce qui naturellement a pour consé- séquence de rendre le couvercle inutilisable. On connaît ces lan- guettes de déchirage dans le cas de fermetures d'autres types.
Comme, au contraire de ce qui existe pour les fermetures de récipient composées de deux éléments et décrites au début, des ou- tils de fermeture tournants sont inutiles, l'opération de fermetu- re devient plus simple et le débit de la machine à boucher est sensiblement augmenté. La fermeture suivant l'invention est égale- ment utilisable dans le cas de récipients dont l'ouverture a une forme autre que ronde.
Il est particulièrement avantageux de réaliser l'invention de façon telle que la bride du couvercle soit dirigée vers l'ex- térieur sous un grand angle. Cet angle sera utilement d'environ 90 . En même temps, entre la bride et la partie marginale supé- rieure sensiblement plane du couvercle peut exister une ligne de coudage aiguë située à peu près à hauteur de l'arête inférieure, chanfreinée à arête aiguë, du col du récipient, ou légèrement au- dessous.
C'est lorsque cet angle est de 90 que la bride du cou-
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vercle présente dans sa position initiale.et comparativement à sa position allongée la surface maximum, c'est-à-dire la plus forte accumulation de métal, grâce à quoi, lors du mouvement axial rela- tif entre le récipient et le dispositif de fermeture, il se produit une déformation et un plissement particulièrement intenses au- dessous du collet du récipient. La bride du bord du couvercle peut être lisse ; il y a intérêt cependant à la pourvoir de manière con- nue en soi d'une amorce de plissement qui n'a pas à être très ac- centuée.
Lorsqu'on emploie des couvercles à bride lisse, il est uti- le de munir la bague de fermeture sur sa face intérieure et s'il y a lieu aussi sur sa face extrême inférieure de dépressions en can- nelures qui, lors du mouvement axLal relatif entre le récipient et le dispositif de fermeture, provoquent, la formation de plis unifor- mes dans la bride du couvercle.
Il est alors avantageux de donner à ces cannelures une section prismatique telle que leur profondeur augmente de plus en plus vers le bas et de les amener à se fondre en haut dans la face intérieure lisse de la bague de fermeture, la hauteur de ces cannelures étant choisie de manière que leur raccor- dement avec la partie lisse de la bague se trouve au moment où se termine le déplacement axial relatif entre le récipient et le dispo- sitif de fermeture, sensiblement à la même,hauteur ou légèrement plus bas que l'arête inférieure du bord du couvercle. Lors de l'a- baissement de la bague de fermeture, les plis formés se trouvent alors progressivement et complètement rabattus vers l'intérieur.
La bride dirigée vers l'extérieur peut être produite de diver- ses manières lors de la fabrication du couvercle. On pourrait con- cevoir de former la bride par rabattement ou coudage du bord infé- rieur du couvercle à partir de sa position allongée, la production de la surface agrandie impliquant alors une distension correspondan- te du métal. Il est plus avantageux que la bride du couvercle diri- gée vers l'extérieur soit obtenue, lors de la'fabrication habituelle du couvercle par un effet de pression, c'est-à-dire sans rabattement à partir de la position allongée, parce qu'on évite ainsi complète-
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ment ou dans une large mesure les distensions du métal dans la bride.
Il s'en produit toutefois une certaine, c'est-a-dire une diminution de l'épaisseur de paroi, en particulier dans la partie supérieure du bord du couvercle, phénomène dont les conséquences favorisent toutefois le rabattement de la bride du couvercle vers l'intérieur.
Il n'est pas absolument nécessaire que le col du récipient soit lisse à sa face extérieure, car il peut présenter dans cette région une ou plusieurs cannelures, nervures, ou des nids a'abeil- les, etc., situés horizontalement au-dessous les uns des autres et qui agissent à la façon d'un joint à labyrinthe. De même, le col du récipient peut aussi présenter de manière connue une certaine conicité, son diamètre diminuant de bas en haut. De cette façon, le col du récipient a davantage à intervenir pour l'étanchéité.
Dans toutes les formes d'exécution de l'objet de l'invention, il y a in- térêt, pour la stérilisation à des températures élevées, à ce que la face d'extrémité du couvercle présente une ou plusieurs ondula- tions ou analogues qui, aux hautes températures qui se produisent à l'intérieur du récipient lors de la stérilisation, fléchissent vers l'extérieur pour reprendre ensuite leur position primitive lors du refroidissement. La face d'extrémité du col du récipient sur laquelle repose la rondelle de joint peut être ondulée ou for- mer des gradins vers l'extérieur ou être façonnée de manière analo- gue.
Afin d'empêcher, dans le cas du procédé suivant l'invention, que le bord inférieur du couvercle fasse saillie sous forme d'une arête vive après le rabattement en-dessous, l'invention préconise, comme autre particularité, d'appliquer la partie inférieure du bord, après rabattement vers l'intérieur contre le col du récipient au moyen d'organes de serrage supplémentaires mobiles uniquement dans le sens radial. L'utilisation d'organes de serrage agissant radialement pour la pose de fermetures sur les récipients est con- nue en soi. Les organes de serrage mobiles radialement vers l'inté- rieur et servant à appliquer plus complètement la bride de couver-
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cle rabattue vers 1?intérieur peuvent être réalisés de diverses manières.
Il est avantageux de partir d'un dispositif connu sui- vant lequel on introduit le récipient dans le sens axial (notamment de bas en haut) dans une tête de fermeture. Celle-ci peut alors, suivant l'invention, comporter une bague de serrage axialement fixe et divisée en segments par des plans radiaux, ces segments pouvant coulisser radialement vers l'intérieur sous l'action d'une bague de serrage mobile axialement (par exemple au moyen d'un levier).
Il y a intérêt alors à donner extérieurement aux segments la forme de rampes sur lesquelles viennent glisser des faces obliques cor- respondantes de la bague de serrage.
L'objet de l'invention est représenté à 'titre d'exemple au dessin ci-annexé où :
La fig.l est une coupe verticale au commencement de l'opéra- tion de fermeture,
La fig.2 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig.l,
La fig.3 est une coupe verticale à la fin de l'opération de fermeture,
La fig.4 montre en élévation la partie supérieure d'un réci- pient bouché,
La fig.5 est une vue analogue et représente l'ouverture au moyen d'une clé,
La fig.6 montre un exemple d'exécution de l'invention suivant lequel le bord du couvercle est coudé à 90 ,
La fig.7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig.6,
La fig.8 représente à échelle agrandie une forme d'exécution du couvercle au commencement de l'opération de fermeture,
La fig.9 montre à échelle agrandie une autre forme d'exécution, peu avant l'achèvement de l'opération de fermeture.
Le col du récipient 1 présente un bord ondulé 2 sur lequel vient reposer une rondelle de joint 3. Le couvercle 4 comporte une partie marginale lisse de grande hauteur 5 qui se pose jointivement autour d'un collet correspondant 6 du récipient 1. La partie margi-
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nale inférieure 7, utilement crénelée, c'est-à-dire pourvue d'amor- ces de plissement, constitue une bride dirigée vers l'extérieur.
Pour la mise en place du couvercle, on introduit le récipient dans l'appareil de fermeture représenté aux figs.l à 3, et cela tout d'abord dans la position suivant la fig.l. Au cours du mouve- ment ascendant du récipient, la plaque de serrage 9 chargéepar le ressort 8 et que des ergots 10 guident dans des rainures 11 de la tête 12 coulisse de bas en haut et rabat la bride inférieure 7 du bord du couvercle vers l'intérieur par dessous le collet 6 du vase.
La tête 12 comporte une bague de serrage composée de segments 13 entre lesquels, dans la position que montre la fig.2, existe un intervalle x.
Ces segments qui peuvent coulisser radialement vers l'inté- rieur sur l'anneau 14, présentent extérieurement des rampes 15.
Lorsque le vase est parvenu à sa position extrême supérieure (fig.3) on abaisse alors, au moyen d'un levier qui n'est pas autrement re- présenté, la bague de serrage 16 dans le sens axial, les rampes 17 dont elle est pourvue glissant alors sur les rampes 15 des segments 13 et poussant ces derniers vers l'intérieur. Le bord inférieur de la bride 7 du couvercle se trouve ainsi appliqué contre le réci- pient.
Comme on peut le voir d'après la fig.4, le couvercle présente à son bord inférieur une languette de déchirage 18 qui, comme le montre la fig.5, permet d'enlever la fermeture par enroulement du bord du couvercle au moyen d'une clé à fente ou d'une pince. La surface du couvercle est bombée vers l'intérieur comme on le voit nettement d'après les figs,l à 3.
Les formes d'exécution suivant les figs. 6 à 9 se différencient de celle qui vient d'être décrite principalement en ce que la bride 7 se trouve dirigée vers l'extérieur sous un grand angle d'environ 90 . La ligne de plissement 25 entre la bride 7 et le bord 5 du cou- vercle se trouve de préférence un peu au-dessous de l'arête inférieu- re 22 du collet du vase.
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L'anneau de fermeture 14 peut présenter du côté intérieur des dépressions en cannelures 20 telles qu'on les voit à la fig.7.
La fig.8 montre de façon un peu plus précise cornaient s'effectue la fermeture dans le cas du procédé suivant l'invention. L'opération se déroule comme suit : Tandis que la tête de fermeture s'abaisse, elle vient porter, par sa plaque de serrage 9 élastiquement chargée par un ressort intérieur, sur le côté extérieur du couvercle et, par sa face terminale 21, sur la bride 7, dirigée vers l'extérieur, du couvercle 4. Cette bride 7 est lisse.
Cette bride ayant un dia- mètre croissant constamment vers l'extérieur, sa surface est consi- dérable et elle offre une plus grande résistance, c'est-à-dire qu'elle est plus rigide, que la partie marginale lisse 5, d'un moins grand diamètre, du couvercle ;il s'ensuit que lors du mouve- ment axial relatif entre le vase et l'anneau, de fermeture, il se produit un rabattement du bord du couvercle juste au-dessus de la ligne de plissement 25 autour de l'arête inférieure 22. du collet du récipient. A cause de la diminution de diamètre qui l'accompagne, ce rabattement de la bride 7 vers l'intérieur a pour effet de plis- ser fortement la bride et le bord du couvercle situé au-dessous. de l'arête 22, plissement qui ne peut toutefois s'effectuer que vers l'intérieur car l'anneau de fermeture 14 empêche qu'il se pro- duise vers l'extérieur.
Les plis qui se forment ainsi et qui s'ac- centuent à mesura que se poursuit le rabattement de la bride vers l'intérieur viennent s'appliquer comme autant de petits leviers sous la face inférieure du collet 6 du récipient ; ils tirent alors le couvercle vers le bas et l'appliquent contre l'anneau de joint élastique 3, par exemple fait de caoutchouc, et celui-ci à son tour contre le bord 2 du vase. Le collet de ce dernier est alors pris en quelque sorte en tenaille, mais élastiquement entre le bord supérieur du couvercle et la bride 7. Aucune pression agissant dans le sens radial sur la paroi du récipient ne se manifeste tan- dis que se forment¯ces plis, c'est-à-dire lorsque ces plis se re- ferment par dessous le collet.
En position finale, les faces inté-
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rieures des plis portent contre la paroi du vase, on peut complé- ter la déformation des plis enserrant par dessous le collet du récipient (voir la position A indiquée en pointillé sur la fig.8) au moyen de segments de serrage 13 montés dans l'anneau de ferme- ture 14 et coulissant radialement vers l'intérieur. Bien entendu, on ne conservera à cette pression qu'une faible valeur, car elle est sans importance pour la fixation du couvercle. Cette applica- tion peut s'effectuer au moyen d'une bague de coincement 16 (fig.6) mobile de haut en bas et qu'on met en action vers la fin de l'opé- ration de fermature au moyen d'un système de leviers non représen- té.
Comme la fig.8 permet de le voir en outre sur le côté intérieur de la bague de fermeture 14 sont prévues des dépressions 20 en for- me de cannelures suivant la fig.7, dont la forme fondamentale est prismatique, dépressions qui sont de moins en moins profondes vers le haut et l'intérieur pour venir se confondre avec la surface in- térieure lisse de l'anneau de fermeture. Ces cannelures peuvent aussi, bien entendu, être prévues sur la face de serrage 21 de l'anneau de fermeture 14. Elles assurent la formation de plis uni- formes sur l'ensemble de la périphérie de la bride.
Grâce à la hau- teur limitée de ces cannelures qui se terminent en pointe vers le haut, les régions des plis en saillie vers l'extérieur sont progres- sivement et complètement repoussées vers l'intérieur dans la posi- tion A, si bien qu'on obtient un sertissage complet et solide en forme de couronne crénelée.
Dans le cas de la forme d'exécution suivant la fig.9, la bride 7 du bord 5 du couvercle présente de petites amorces de plissement 23. Ces amorces peuvent se prolonger aussi sur une partie du bord 5 du couvercle. Le processus de plissement est le même que dans le cas,du précédent exemple d'exécution suivant la fig.8. Toutefois, ces amorces de plissement permettent de serrer davantage les plis dans le sens périphérique. On conçoit que ces plis amorcés confèrent à la bride dirigée vers l'extérieur et relativement au bord 5 du couvercle une rigidité sensiblement plus grande qu'une bride lisse,
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si bien qu'on obtient un rabattement encore meilleur et plus ré- sistant au-dessous du collet du vase.
Dans le cas de cette forme de réalisation et de la même manière, des segments de serrage 13 coulissant radialement permettent, par refoulement des régions des plis en saillie vers l'extérieur, d'obtenir une application jointi- ve et une déformation supplémentaire des plis de l'ensemble de la partie marginale inférieure contre la paroi et le collet du réci- pient.
Bien entendu, la fermeture suivant l'invention ainsi que le procédé et l'appareil de capsulage, peuvent aussi s'employer avec avantage dans les cas où la stérilisation s'effectue sous la pres- sion normale.
Il n'est pas strictement nécessaire que le bord du col du vase soit ondulé, car il peut aussi bien être lisse.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour capsuler des récipients, notamment des bo- caux à conserve, au moyen d'un couvercle métallique d'une seule pièce dont la face d'extrémité repose avec interposition d'une rondelle de joint sur le bord éventuellement ondulé du col du ré- cipient et qui, par une partie marginale supérieure sensiblement plane, coiffe jointivement un collet chanfreiné à sa partie.
infé- rieure que présente le vase et, par une partie marginale inférieu- re, se rabat par dessous le dit collet, caractérisé en ce que la dite partie marginale inférieure (7), munie de façon connue en soi d'au moins une languette de déchirage (18), du couvercle de cons- truction rigide forme une bride dirigée vers l'extérieur et prenant naissance sensiblement à hauteur de l'arête inférieure du collet (6) du vase, bride qui, lors du déplacement axial relatif entre le vase et la tête de fermeture accompagné d'une compression de la rondelle de joint (3), est rabattue par l'anneau de fermeture vers l'intérieur par dessous l'arête inférieure du collet du récipient.
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method and device for capping containers, in particular canning jars, and closure for containers.
The present invention has raised the problem of providing a method and a device for capping containers, in particular canning jars, as well as a corresponding closure for containers, allowing sterilization of the contents of the container at high temperatures, especially above 120 C. and proportionately high pressures. To close jars of marmalade, tinplate lids are often used consisting of two parts, namely, the lid itself and a styling belt which embraces an edge of the lid itself and the neck of the container. By means of a closing device exerting radial pressure, the lower part of this belt is folded around the lower edge of a protruding collar of the container.
This closure has the drawback of requiring the use of a rotating tool which must be rolled over the neck of the jar.
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Apart from the fact that the installation of such a closure requires a relatively long time, it has the disadvantage of causing a considerable loss by breakage of the glass (the contents of the container being at the same time lost due to splinters). In such fasteners, glass fractures occur in particular when, because of the runout that cannot always be avoided in the manufacture of jars, the radial pressure exerted by the rotating crimping tool becomes too strong.
With regard to sterilization at high temperature and under corresponding high pressures, these known closures are not suitable because they are not sufficiently tight under these conditions; in particular, because of the pressure generated in the container during sterilization, these closures also allow part of the cooking liquid to escape at the same time as the air.
In order to achieve a satisfactory solution even for sterilization at high temperature and under the corresponding pressures, the present invention starts from a known process according to which a metal cover in one piece is applied from its face. extreme, with interposition of a seal, on the possibly corrugated extreme face of the neck of the container. In the case of this known process, the metal cover is folded back together by a substantially flat upper part around a chamfered collar underneath, after which the lower part of the edge of the lid is clamped under the collar of the container. For this process, use is made of. lids or caps of an easily deformable metal, such as aluminum, the metal called staniol, tin, etc.
Such closures are in advance unusable for the purposes of the present invention; this in fact requires the use of covers which, by the choice of their material or the thickness of their wall, have a certain rigidity. It is also for this reason that the devices and methods for placing the known capsules cannot be used for the purposes of the invention. In the case of capsules made of an easily deformable material, it is relatively simple to
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fold back the lower marginal part of the capsule underneath, for example by means of tools in the form of fingers, elastic rings, etc. In the case of rigid sheet metal covers, these methods and tools do not work because the edge of the cover elastically comes back on itself.
The problem posed by the invention is solved in that the lower marginal part of the cover of rigid construction, which part is provided with a known tear-off strip, constitutes an outwardly directed flange and originating at approximately height. of the lower edge of the container collar, which flange, during the relative axial movement between the container and the closure head and while the seal ring is at the same time compressed, is folded inwards from below the lower edge of the container collar by the closure ring.
The establishment of the closure according to the invention does not require the application of significant radial forces on the jar itself, which minimizes the risk of fracture. Due to the fact that according to the invention the lower marginal part (edge to be crimped) constitutes before the installation of the cover a flange directed outwards, the crimping can be carried out without the aid of mobile tools in the radial direction , simply by relative axial movement between the container and the closure head. First of all, in fact, it is only the presence of the flange directed outwards from the lower marginal part which allows the closing ring, during axial movement, to have an application point for the crimping operation.
It follows that during the axial movement in question, at the same time as the seal ring is compressed, there is first of all a certain lowering of the entire cover (as well as of course of the line constituting the root of the bridle facing outwards).
The continuation of the relative axial movement between the container and the closure head results in a folding. cover flange inward around the lower edge of the container collar.
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pient. As the diameter of the outwardly directed cover flange gradually increases, this flange contains a substantially larger metal surface than that corresponding to the elongated state. It follows that during the described folding of the cover flange, there is an intense wrinkling of the flange inwards, the effect of which is to apply the folds under the collar of the container. The deformations which then occur are so considerable that the metal cannot elastically come back on itself.
A closure is thus produced which remains sealed even at high sterilization temperatures and under the corresponding pressures so that leakage of the filling liquid cannot occur.
During the operation in question of folding down the flange of the lid, the protruding collar of the receptacle is in some way resiliently caught between the upper end face of the lid and the pleated flange folded back below the collar of the container container, so that the forces generated have a mainly axial direction, that is to say do not entail any serious risk of breakage for the glass.
It is particularly advantageous that the wrinkling of the lower marginal part forming the flange of the lid is initiated in advance, in the manner known from crown caps. This prior folding of the flange offers the advantage that the cover folds more regularly during the folding operation described,
In the case of metal lids produced in the manner of the crown closure (with a cork or cardboard seal), the use of an edge obliquely inclined towards the outside is known so that a folding of this edge towards the interior occurs in the closing device.
But the effect of the method and of the closure according to the invention does not occur in the case of this cover, for this reason that the receptacles do not have a substantially flat collar and chamfered at its lower part.
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as in the case of the invention, but only a rounded bead of low height occupying the -dessus of the end face of the neck of the container. This rounded bead is necessary with these known closures in order to allow removal of the thick-walled metal cover by means of an opening tool acting as a lever.
As there is, seen in section, only a point contact between the bead of the neck of the receptacle and the cover (and that in the region where the neck of the receptacle has its largest external diameter), this closure is unable to withstand high pressure forces. The main drawback of this crown closure resides in that, during the folding inward, considerable radial forces are applied to the neck of the container. This drawback precludes the use of this closure in advance on wide-necked containers because, with them, the positioning of the closure would be accompanied by excessive breakage.
Unlike the invention, the fixing of the cover in the case of the known crown closure takes place not by pincer tightening of a collar projecting from the container between the extreme face of the cover and a flange but mainly by the only lateral clamping of the edge against the rounding of the bead. In order to prevent the metal from coming back elastically on itself, it is necessary to give such covers a relatively high wall thickness in advance, because only then can a permanent deformation be obtained. from the edge of the cover during the flap movement. Naturally, this great thickness given to the wall of the cover further increases the harmful radial pressures exerted on the neck of the container during the tightening operation.
All these reasons mean that there is no need to consider the use of such covers made in the manner of a crown closure in order to solve the problem posed by the invention.
The invention provides this additional advantage that with a wall substantially thinner than that used for
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previously known lids, a strong and tight closure can be achieved, although the lid must, however, have a certain rigidity, that is to say have a suitable wall thickness or be made of a material sufficient to resist . Tests have shown that in the case of the invention and even for containers with a wide neck, it is possible to reduce to about 0.15 mm. the wall thickness of the cover when using sheet metal.
Because of the accentuated nature of the folding of the edge below, it would not be possible to remove the cover by means of a key acting as a lever, for example as it is customary to do in the case of lids made. crown-shaped. As it is also not possible to remove the cover simply by hand, according to the invention there is provided at the lower marginal part a blade or strip to be torn off, that is to say a tab which allows by means of a known slot opener to wind up the edge of the lid, which naturally results in making the lid unusable. These tear strips are known in the case of closures of other types.
As, contrary to what exists for container closures composed of two parts and described at the beginning, rotating closing tools are unnecessary, the closing operation becomes simpler and the throughput of the butcher. is significantly increased. The closure according to the invention can also be used in the case of containers the opening of which has a shape other than round.
It is particularly advantageous to carry out the invention in such a way that the flange of the cover points outwards at a large angle. This angle will usefully be about 90. At the same time, between the flange and the substantially planar upper marginal portion of the lid there may be a sharp bend line located approximately at the height of the lower edge, chamfered to sharp edge, of the neck of the container, or slightly at the height of the lower edge. - below.
It is when this angle is 90 that the neck flange
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circle has in its initial position and compared to its extended position the maximum surface area, that is to say the greatest accumulation of metal, whereby, during the relative axial movement between the container and the closure device particularly intense deformation and wrinkling occurs below the neck of the container. The flange of the edge of the cover may be smooth; it is however advantageous to provide it in a manner known per se with an initiation of wrinkling which does not have to be very pronounced.
When using smooth flange covers, it is useful to provide the closing ring on its inner face and if necessary also on its lower end face with grooved depressions which, during the axial movement relative between the container and the closure device, cause the formation of uniform folds in the flange of the lid.
It is then advantageous to give these grooves a prismatic section such that their depth increases more and more downwards and to cause them to merge upwards into the smooth inner face of the closure ring, the height of these grooves being chosen so that their connection with the smooth part of the ring is at the moment when the relative axial displacement between the container and the closure device ends, substantially at the same, height or slightly lower than the lower edge of the edge of the cover. When the closure ring is lowered, the folds formed are then gradually and completely folded inwards.
The outwardly directed flange can be produced in various ways during the manufacture of the cover. One could conceive of forming the flange by folding or bending the lower edge of the cover from its extended position, the production of the enlarged surface then involving a corresponding distension of the metal. It is more advantageous that the outwardly directed flange of the cover is obtained, in the usual manufacture of the cover by a pressure effect, that is to say without folding down from the extended position, because that we thus avoid complete-
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ment or to a large extent the distensions of the metal in the flange.
However, a certain amount of it occurs, that is to say a reduction in the wall thickness, in particular in the upper part of the edge of the cover, a phenomenon whose consequences, however, favor the folding of the cover flange towards inside.
It is not absolutely necessary that the neck of the container be smooth on its exterior face, as it may have in this region one or more grooves, ribs, or honeycombs, etc., located horizontally below. from each other and act like a labyrinth seal. Likewise, the neck of the receptacle may also have a certain taper in known manner, its diameter decreasing from bottom to top. In this way, the neck of the container has more to do with sealing.
In all the embodiments of the object of the invention, there is an advantage, for sterilization at high temperatures, that the end face of the cover has one or more corrugations or the like. which, at the high temperatures which occur inside the container during sterilization, flex outwards and then resume their original position during cooling. The end face of the container neck on which the seal washer rests may be corrugated or stepped outward or similarly shaped.
In order to prevent, in the case of the method according to the invention, that the lower edge of the cover protrudes in the form of a sharp edge after the folding down below, the invention recommends, as another feature, to apply the lower part of the edge, after folding inwards against the neck of the container by means of additional clamping members movable only in the radial direction. The use of radially acting clamps for fitting closures on containers is known per se. The clamping members movable radially inward and serving to apply the cover flange more completely.
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key folded inward can be achieved in various ways.
It is advantageous to start from a known device whereby the container is introduced in the axial direction (in particular from the bottom up) into a closure head. The latter can then, according to the invention, comprise an axially fixed clamping ring divided into segments by radial planes, these segments being able to slide radially inwards under the action of an axially movable clamping ring (by example using a lever).
It is therefore advantageous to give the segments the form of ramps on the outside on which the corresponding oblique faces of the clamping ring slide.
The object of the invention is shown by way of example in the accompanying drawing where:
Fig. 1 is a vertical section at the start of the closing opera- tion,
Fig. 2 is a section taken along line A-B of fig.l,
Fig. 3 is a vertical section at the end of the closing operation,
Fig. 4 shows in elevation the upper part of a stoppered receptacle,
Fig. 5 is a similar view and represents the opening by means of a key,
Fig. 6 shows an exemplary embodiment of the invention according to which the edge of the cover is angled at 90,
Fig. 7 is a section on line VII-VII of fig. 6,
Fig. 8 shows on an enlarged scale an embodiment of the cover at the start of the closing operation,
Fig. 9 shows on an enlarged scale another embodiment, shortly before the completion of the closing operation.
The neck of the container 1 has a corrugated edge 2 on which rests a sealing washer 3. The cover 4 comprises a smooth marginal part of great height 5 which is posed jointly around a corresponding collar 6 of the container 1. The margi part -
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lower end 7, usefully crenellated, that is to say provided with creasing initiators, constitutes a flange directed outwards.
For the establishment of the cover, the container is introduced into the closing device shown in figs.l to 3, and this first of all in the position according to fig.l. During the upward movement of the container, the clamping plate 9 loaded by the spring 8 and the lugs 10 guide in the grooves 11 of the head 12 slides from the bottom up and folds the lower flange 7 from the edge of the lid towards the top. 'inside from below the collar 6 of the vase.
The head 12 comprises a clamping ring made up of segments 13 between which, in the position shown in fig.2, there is an interval x.
These segments, which can slide radially inwardly on the ring 14, have ramps 15 on the outside.
When the vessel has reached its extreme upper position (fig. 3) then, by means of a lever which is not shown otherwise, the clamping ring 16 in the axial direction, the ramps 17 of which it is then provided sliding on the ramps 15 of the segments 13 and pushing the latter inwards. The lower edge of the flange 7 of the cover is thus pressed against the container.
As can be seen from fig. 4, the cover has at its lower edge a tear tab 18 which, as shown in fig. 5, makes it possible to remove the roll-up closure from the edge of the cover by means of 'a slotted wrench or pliers. The surface of the cover is domed inwards as can be seen clearly from Figs, 1 to 3.
The embodiments according to FIGS. 6 to 9 differ from that which has just been described mainly in that the flange 7 is directed outwards at a large angle of approximately 90. The crease line 25 between the flange 7 and the edge 5 of the cover is preferably located a little below the lower edge 22 of the neck of the vessel.
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The closure ring 14 may have, on the inside, grooved depressions 20 as seen in FIG. 7.
FIG. 8 shows in a slightly more precise manner the closure is carried out in the case of the method according to the invention. The operation takes place as follows: While the closure head is lowered, it bears, by its clamping plate 9 elastically loaded by an internal spring, on the outer side of the cover and, by its end face 21, on the flange 7, directed outwards, of the cover 4. This flange 7 is smooth.
This flange having a diameter constantly increasing towards the outside, its surface is considerable and it offers a greater resistance, that is to say it is more rigid, than the smooth marginal part 5, d 'a smaller diameter, of the cover; it follows that during the relative axial movement between the vessel and the closing ring, there is a folding of the edge of the cover just above the crease line 25 around the lower edge 22. of the container neck. Because of the reduction in diameter which accompanies it, this folding of the flange 7 inwards has the effect of strongly creasing the flange and the edge of the cover situated below. of the edge 22, which folds can however only take place inward because the closure ring 14 prevents it from occurring outward.
The folds which are thus formed and which become more pronounced as the folding of the flange continues inwards, apply like so many small levers under the underside of the collar 6 of the container; they then pull the cover down and press it against the elastic seal ring 3, for example made of rubber, and this in turn against the edge 2 of the vessel. The collar of the latter is then caught in a sort of pincer, but elastically between the upper edge of the cover and the flange 7. No pressure acting in the radial direction on the wall of the container is manifested while these are formed. folds, that is, when these folds close below the collar.
In the final position, the inner faces
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When the folds bear against the wall of the vessel, the deformation of the folds enclosing the neck of the vessel from below (see position A indicated in dotted lines in fig. 8) can be completed by means of clamping segments 13 mounted in the closing ring 14 and sliding radially inward. Of course, only a small value will be kept at this pressure, since it is of no importance for fixing the cover. This application can be carried out by means of a locking ring 16 (fig. 6) movable from top to bottom and which is put into action towards the end of the closing operation by means of a lever system not shown.
As fig. 8 further shows on the inner side of the closure ring 14 there are provided depressions 20 in the form of grooves according to fig. 7, the basic shape of which is prismatic, depressions which are less and shallower upwards and inwards to merge with the smooth interior surface of the locking ring. These grooves can of course also be provided on the clamping face 21 of the closing ring 14. They ensure the formation of uniform folds over the entire periphery of the flange.
By virtue of the limited height of these grooves which terminate in an upward point, the outwardly projecting pleat regions are gradually and fully pushed inward into position A, so that 'a complete and solid setting is obtained in the form of a crenellated crown.
In the case of the embodiment according to FIG. 9, the flange 7 of the edge 5 of the cover has small folds starters 23. These starters can also extend over part of the edge 5 of the cover. The folding process is the same as in the case of the previous example of execution according to fig. 8. However, these fold initiators make it possible to tighten the folds more in the peripheral direction. It will be understood that these initiated folds give the flange directed outwards and relative to the edge 5 of the cover a rigidity which is substantially greater than a smooth flange,
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so that an even better and more resistant drawdown is obtained below the neck of the vessel.
In the case of this embodiment and in the same way, radially sliding clamping segments 13 make it possible, by upsetting the regions of the protruding pleats outwards, to obtain a joint application and an additional deformation of the pleats. of the whole of the lower marginal part against the wall and the neck of the container.
Of course, the closure according to the invention as well as the capping method and apparatus can also be employed with advantage in cases where the sterilization is carried out under normal pressure.
It is not strictly necessary that the edge of the neck of the vase be wavy, as it may as well be smooth.
CLAIMS.
1. Method for encapsulating containers, in particular cans, by means of a metal cover in one piece, the end face of which rests with the interposition of a sealing washer on the possibly corrugated edge of the neck of the receptacle and which, by means of a substantially planar upper marginal part, adjoins a collar which is chamfered at its part.
lower that the vessel presents and, by a lower marginal part, folds down from below the said collar, characterized in that the said lower marginal part (7), provided in a manner known per se with at least one tongue (18), of the rigid construction cover forms a flange directed outwards and originating substantially at the height of the lower edge of the collar (6) of the vessel, which flange, during the relative axial displacement between the vessel and the closure head accompanied by compression of the seal washer (3), is folded by the closure ring inwards from below the lower edge of the vessel neck.