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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.