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"Emballage métallique extraléger destiné à recevoir des liquides sujets à des variations de volume", Cette' invention est relative à la technique de fabrica- tion industrielle d'emballages métalliques, plus spécialement de fats dits extralégers susceptibles d'être soumis à des variations de wlume, respectivement de pression, dans des li- mites relativement grandes par suite des variations de la. tem- pérature du, contenu, respectivement de l'atmosphère ambiante.
Le but de cette invention est de r meitre 'la fabrica- tion industrielle de tels fats à usage unique utilisant un minimum de métal, c'est-à-dire susceptible d'être livres à des prix réduits, favorisant l'économie d'une distribution par emballages perdus.
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Il apparaît superflu d'insister longuement sur les nom- breux inconvénients Qui sc rattachent, sur les plans pratique et économique, à l'usage des emballages repris ou de réemploi tels que prix de fabrication élève, transport, nettoyage et reconditionnement, détérioration et perte, etc,
On a déjà proposé, pour la fabrication industrielle de pareils fats, de faire usage d'épaisseurs de métal relativement réduites moyennant l'adoption d'une configuration particulière .
du corps de 1'emballage, notamment par des moulures relative- ment nombreuses et profondes,
Dans cette conception, on a également envisagé de réaliser de tels corps de fats en sorte qu'ils soient susceptibles de se déformer dlastiquement dans certaines limites au prorata des sollicitations axiales résultant de variations sensibles de températures,
Les moyens déjà proposés sont certainement efficaces dans certaines limites de température et de pression,
On doit néanmoins leur reprocher, dans certaines circon- stances, un manque de souplesse, c'est-à-dire de sensibilité à des variations de température et de pression moins impor- . tantes mais susceptibles néanmoins d'être préjudiciables.
D'aucuns impliquent même des déformations axiales du corps du fat provoquant des variations de hauteur de celui-ci, variations pouvant être très préjudiciables, notamment dans le cas de gerbage de tels fats.
La présente invention est essentiellement basée sur une notion très particulière révélée par des longues observations, selon laquelle il est essentiel que, pratiquement, toutes les sollicitations résultant des variations de température du contenu et du contenant soient absorbées, respectivement compen- sées, par l'un des fonds, Il a été établi que, moyennant cette condition, l'emballage devenait extrêmement soumis aux variations
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volumétriques sans aucun préjudice ni pour le contenant ni pour le contenu.
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Dès lors, selon 1'invention, l'emballage métallique est réalisé à partir d'un corps normal, par exemple en épaisseur relativement réduite et sous la forme d'une virole pouvant présenter des moulures multiples et relativement profondes, le dessus étant exécuté de la Manière traditionnelle nais
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le fond étant aménagé de naniure à réaliser une membrane drincm- ment déformable, dans des conditions telles que, quelles que soient les limites de déformation, 1 adite membrane reste in-
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cluse dans le corps de l'enballage en sorte que celui-ci en po- sition droite ou gerbée, demeure parfaitement stable, le corps étant préservé de sollicitations qui pourraient affaiblir la résistance axiale.
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En vue de' satisfaire à ces conditions multiples, le fond sera généralement conditionné afin de constituer une membrane telle qu'à température ambiante normale, elle occupe une posi- tion inférieure rentrée dans le corps de l'emballage, Cette position sera déterminée par la conformation initiale de la
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meMbrane et la manière dont elle sera prcalablencnt profilée en sorte d'en conditionner les déformations. forme
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Un premier noycn consiste :1. donner, '1 ladite mCr.1.brane, une / convoie ou ondulée forme telle que ladite convexit4 prenne une forr.1c concave en rapport avec la d r.rce^zon résultant du refroidissement du contenu et que ladite nenbrane tende '.1 :::
'0- prendre sa forme initiale sous les effets de la surpression intérieure pouvant provenir d'une élévation de tend('rature soit
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en raison des conditions climatiques, soit par des causes acci- dentelles.
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Un autre noyen consiste a conditionner ladite membrane rentrante a la rnaniere d'un soufflet dont le d6ploienent au moins partiel serait provoque par la dépression nonentancc de
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l'intérieur de l'emballage) ce soufflet présentant toute la souplesse et la déformabilité élastique nécessaires pour absorber fidèlement les variations de poussée axiale consé- cutives d des variations de température entre des tempéra- turcs limites minimum et maximum qui peuvent être remarquables.
Selon l'invention ladite membrane sera déterminée en forme . et dimensions d'une telle manière que la différence de volume avant et âpres déformation soit au moins égale à la diffé- rance de volume du contenu avant et aprés contraction.
Ce fond, aménagé sous la forme d'une membrane, peut être réalise en toute matière convenante telle que métal, matière synthétique, matière composite ou autre, armée ou non, , Ladite membrane pourra, telle quelle, réaliser le fond de l'emballage serti sur le corps ou fixé sur celui-ci par tout moyen adéquat. Ou bien cette membrane pourra être assortie d'un moyen de protection constitue soit par un anneau serti soit par un second fond lequel devra néanmoins être ajouré ou, en tout cas, être conditionné de toute manière adéquate pour permettre les mouvements d'air au prorata des effets d'as- piration ou de compression de ladite membrane.
Il est incontestable qu'un fût complètement rempli de liquide confère l'emballage une résistance aux sollici- tations extérieures notablement accrue. D'autre part, on sait aussi qu'il est pratiquement impossible d'assurer un remplissage total d'un fat mais, au contraire que le niveau du liquide est surmonte d'un peu d'air qui reste emprisonne;
cc dernier subit inévitablement des variations de volume ducs surtout .\ la contraction du liquide qui aura pour effet d'augmenter le volume de cet air, occasionnant ainsi une sensible dépression à l'intérieur du fût,
C'est dans ces conditions que, sous l'effet de la
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pression atmosphérique, la membrane aisément déformable sera sollicitée d'une telle manière qu'elle assurera pratiquement un remplissage total de la capacité réduite du fût légère- ment réduite par ladite déformation de la membrane et ce sans qu'il n'en résulte des tensions préjudiciables sur le corps même du fût,
La disposition en regard de ladite membrane d'un fond de protection ajoure peut constituer un moyen de sécurité supplémentaire. En effet, on peut envisager deux cas limites, respectivement la chute du fût, sur le fond ou la chute du fût sur le dessus, Dans les deux cas, l'air se trouvant entre ladite membrane et ledit fond de protection ajouré remplira un rôle de frein. En 'Effet, l'impact étant provoque d'une manière quasi instantanée etl'air se trouvant entre la membrane et le fond ajouré ayant un volume de quelques litres, ce dernier tentera à s'édchapper par les ouvertures présentées par ledit fond de protection.
L'écoulement de l'air se fera donc sous une cer- taine résistance, ce qui diminuera l'importance de la déformation de la membrane, soutenue, en quelque sorte, par un coussin d'air.
Les caractéristiques selon l'invention pourront être mises en oeuvre sous des formes et dans des dimensions essentiel- lement variables au prorata des applications envisagées, c'est- à-dire de la capacité des emballages, de la nature du contenu et des conditions de milieu envisagées.
C'es;t donc à simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif d'aucune sorte, que des exécutions sont décrites avec plis de détais ci-après, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente, en vue en élévation avec coupe radiale, dans sa partie inférieure, un emballage conforme à l'invention; la figure 2 représente à échelle agrandie la partie
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indiquée en p2à la figure 1 ; la figure 3 est semblable ' la figure 1, la membrane étant représentée après déformation maximale vers l'intérieur de l'emballage; la figure 4 représente . échelle agrandie la partie in- diqueée en P4à la figure 3; la figure 5 représente une portion de la membrane protégée par un fond plat muni d'une capsule sertie;
la figure 6 est semblable à la figure 2 et représente une autre variante d'exécution; la figure 7 est une vue semblable à la figure c, montrant encore une autre variante d'exécution.
Dans ces différentes figures, l'emballage métallique est réalisé sous la forme d'un fat d'une capacité de l'ordre de 50 à 220 litres, dont le corps cylindrique 1 présente, de la manière connue, une série de moulures 2, un dessus normal et un fond 4 conditionné selon !'invention,
Le corps de fût 1 et le dessus 3 peuvent être réalisés de la manière traditionnelle, en épaisseur relativement très ré- duite, par exemple, de l'ordre de 4/10 a 6/10, Le fond ,) peut être réalisé en une épaisseur de 0,2 à 0,35 sous la forme d'une membrane éminemment déformable, en l'occurrence profilée en sorte de présenter une partie centrale bombée 5 raccordée dune! ! partie périphérique d'allure torique 6, ce fond étant serti de la manière usuelle sur le corps de fût 1.
Moyennant cette disposition, on obtiendra que, lorsque l'intérieur de l'em- ballage est mis en dépression, par exemple suite au refroi- dissement de son contenu, ladite membrane 4 se déformera jusqu'à une limite maximale représentée à la figure 3, En cas de sur- pression ultérieure, ladite membranc 4 pourra subir toute dé- formation corrélative en sens inverse, d'une telle manière qu'aucune partie de l'emballage, respectivement le corps 1,
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le dessus 3 et le fond 4, ne sera jamais soumise à une solli- citation préjudiciable.
Conne représente plus clairement aux figures 2 et 4, le sertissage de la membrane 4, au corps de fût 1 pourra être renforce par une bande de sertissage complémentaire 1 telle que ledit sertissage présente, en l'occurrence, sept ou huit épaisseurs de métal.
En raison de sa grande déformabilité, la membrane 4 pourrait être exécutée en épaisseur et/ou dans des matériaux tels qu'elle constitue partie relativement vulnérable cenen- dant que, dar.s de nombreuses applications, cette membrane pourra parfaitement remplir l'office d'un fond normal,
On peut pourtant, dans certaines réalisations, désirer protéger cette membrane. Un premier moyen est schématise à la figure 5, Dans cette exécution, un second fond 8 forme le moyen de protection et il présente, en son centre, une ouver- ture 9 devant lamelle est fixé un opercule ajoure 10, Dans l'exécution schématisée à la figure 6, la protection de la mem- brane est assurée par un fond de protection 8 dont la partie . centrale présente des ajourements 11.
Ceux-ci pourraient d'aillcurs s'étendre sur toute l'étendue de ce fond de protection 3.
En ce qui concerne le profil de la membranc 4 essentiel- lement dewstiné à favoriser les déformations au prorata des sollicitations lors de la Mise.en dépression ou en pression du fût, il est évidemment variable. A titre d'exemple, une exécution scnsiblement différente de la précédente est schématisée 'dans la fleure 7, dans laquelle ladite membrane
4 est aménagée en forme de soufflet par ropliage de sa partie périphérique: 12, cette disposition étant également protégée par le fond de protection 8 présentant une partie centrale ajourée
11.
On observera que, dans les cxécutions des figures 6 et 7, le participe ' fond de protection 8, au renforcement du sertissage périphé-
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rique inférieur.
On pourrait encore imaginer de nombreuses autres for- mes pour ladite membrane ainsi que pour ses moyens de protection. ruelle que soit la forme adoptée, on observera que l'em- ballage peut être manutentionne, respectivement charge, de la manière traditionnelle. Plus particulièrement, si l'on y intro- , duit une substance d une certaine température sup6rieure à la température ambiante, on obtiendra que, lors du refroidisse- ment du contenu, l'intérieur du fût sera mis en dépression et la membrane 4, sous la sollicitation de la différence de pression entre la pression atmosphérique et la pression interne se déformera en vue de réduire ainsi, ipso facto, la capacité de l'emballage.
Il en résulte que la différence de pression, au cours du refroidissement du contenu,, sera pratiquement sta- bilisée en sorte que l'emballage restera soumis à des solli- citations minimales. Il en serait évidemment autrement si, comme dans les rats métalliques traditionnels, les fonds et lc corps sont relativement rigides étant donne que la contrac- tion du contenu corrélativement au refroidissement augmente- rait l'espace libre dans le fût avec, pour conséquence, une réduction sensible de la pression et, par conséquent, une résis- tance diminuée aux sollicitations extérieures.
Si l'on considère maintenant une élévation de la température de contenu, la pression interne résultante sera quasi entièrement absorbée par la déformation de ladite mem- brane 4 provoquant une augmentation de la capacité de l'em- ballage et, par conséquent, aussi une stabilité de l'emballage maigre l'expansion du contenu, Il en résulta que l'on pourra mettre en oeuvre, pour l'exécution de tels emballages m6talliqucs, même de grande capacité, des épaisseurs de tôle minimales inférieures à ce qui a été propose à ce jour, Il en résulte aussi que, par ce moyen relativement simple, on peut envisager d'adopter, dans tout genre d'exploitation,
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l'économie basée sur la notion de 1'emballage perdu,
L'intention s'étend évidemment à tous emballages ne-* talliques de tout format et de toutes dimensions, pour autant qu'ils appliquent les caractéristiques révélées par la pré- sente,
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Rr:Vr:rn CA TIOITS .
1.- Emballage métallique extraléger destine à rece- voir des liquides sujets à des variations de volume, caracté- risé en ce que l'un des fonds est réalise sous la forme d'une membrane défcrmable telle que la capacité de l'emballage varie eh fonction de la pression, respectivement de la dé- pression, intérieure de l'emballage afin de réduire les solli- citations de l'emballage et, par conséquent aussi, de réduire au minimum les épaisseurs de métal utilisé.
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"Extra-light metallic packaging intended to receive liquids subject to variations in volume". This invention relates to the technique of industrial manufacture of metallic packaging, more especially of so-called extra-light packages liable to be subjected to variations in volume. wlume, respectively of pressure, in relatively large limits as a result of variations in the. temperature of the contents, respectively, of the ambient atmosphere.
The object of this invention is to reinforce the industrial manufacture of such single-use fats using a minimum of metal, that is to say capable of being delivered at reduced prices, favoring economy of cost. distribution by lost packaging.
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It seems superfluous to dwell at length on the many drawbacks which attach, in practical and economic terms, to the use of returned or re-used packaging, such as increased manufacturing costs, transport, cleaning and repackaging, deterioration and loss. , etc,
It has already been proposed, for the industrial manufacture of such fats, to use relatively small thicknesses of metal by adopting a particular configuration.
of the body of the packaging, in particular by relatively numerous and deep moldings,
In this design, it has also been envisaged to produce such bodies of fats so that they are capable of deforming dlastically within certain limits in proportion to the axial stresses resulting from significant variations in temperature,
The means already proposed are certainly effective within certain temperature and pressure limits,
They must nevertheless be criticized, in certain circumstances, for a lack of flexibility, that is to say of sensitivity to less significant variations in temperature and pressure. aunts but nonetheless likely to be harmful.
Some even involve axial deformations of the body of the fat causing variations in its height, variations that can be very detrimental, in particular in the case of stacking such fat.
The present invention is essentially based on a very particular notion revealed by long observations, according to which it is essential that practically all the stresses resulting from variations in temperature of the contents and of the container be absorbed, respectively compensated, by the one of the funds, It has been established that, subject to this condition, the packaging becomes extremely subject to variations
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volumetric without prejudice to either the container or the content.
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Therefore, according to the invention, the metal packaging is made from a normal body, for example of relatively reduced thickness and in the form of a ferrule which may have multiple and relatively deep moldings, the top being executed from the traditional way born
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the bottom being arranged in such a way as to produce a clearly deformable membrane, under conditions such that, whatever the limits of deformation, the said membrane remains undesirable.
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cluse in the body of the packaging so that the latter, in a straight or stacked position, remains perfectly stable, the body being protected from stresses which could weaken the axial resistance.
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In order to satisfy these multiple conditions, the bottom will generally be conditioned to constitute a membrane such that at normal room temperature it occupies a lower position tucked into the body of the package. This position will be determined by the temperature. initial conformation of the
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meMbrane and the way in which it will be profiled beforehand so as to condition the deformations. form
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A first core consists of: 1. giving, '1 said mCr.1.brane, a / convex or corrugated shape such that said convexity takes a concave forr.1c in relation to the d r.rce ^ zon resulting from the cooling of the contents and that said nenbrane stretches' .1 :::
'0- take its initial form under the effects of internal overpressure which may come from an increase in tendency (' erasure either
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due to climatic conditions or accidental causes.
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Another method consists in conditioning said re-entrant membrane in the form of a bellows, the at least partial deployment of which would be caused by the nonentancc depression of
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inside the packaging) this bellows having all the flexibility and elastic deformability necessary to faithfully absorb the variations in axial thrust resulting from variations in temperature between minimum and maximum limit temperatures which may be remarkable.
According to the invention said membrane will be determined in shape. and dimensions in such a way that the difference in volume before and after deformation is at least equal to the difference in volume of the contents before and after contraction.
This bottom, arranged in the form of a membrane, can be made of any suitable material such as metal, synthetic material, composite material or other material, reinforced or not, Said membrane may, as it is, make the bottom of the packaging. crimped on the body or attached to it by any suitable means. Or this membrane could be matched with a means of protection constituted either by a crimped ring or by a second bottom which must nevertheless be perforated or, in any case, be conditioned in any suitable manner to allow air movements in proportion. effects of aspiration or compression of said membrane.
It is undeniable that a drum completely filled with liquid gives the packaging significantly increased resistance to external stresses. On the other hand, we also know that it is practically impossible to ensure a total filling of a fat but, on the contrary that the level of the liquid is surmounted by a little air which remains trapped;
the latter inevitably undergoes variations in volume, especially due to the contraction of the liquid which will have the effect of increasing the volume of this air, thus causing a significant depression inside the barrel,
It is under these conditions that, under the effect of
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atmospheric pressure, the easily deformable membrane will be stressed in such a way that it will practically ensure a total filling of the reduced capacity of the drum, slightly reduced by said deformation of the membrane and this without resulting in tensions. damaging to the body of the barrel itself,
The arrangement facing said membrane of a perforated protective bottom may constitute an additional means of security. Indeed, one can consider two borderline cases, respectively the fall of the barrel, on the bottom or the fall of the barrel on the top, In both cases, the air located between said membrane and said perforated protective bottom will fulfill a role of brake. Indeed, the impact being causes almost instantaneously and the air located between the membrane and the perforated bottom having a volume of a few liters, the latter will try to escape through the openings presented by said protective bottom .
The air flow will therefore take place under a certain resistance, which will reduce the extent of the deformation of the membrane, supported, in a way, by an air cushion.
The characteristics according to the invention may be implemented in forms and in dimensions which are essentially variable in proportion to the applications envisaged, that is to say the capacity of the packaging, the nature of the content and the conditions of. envisioned environment.
It is therefore simply by way of example, without any limiting nature whatsoever, that executions are described with details below, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents, in elevational view with radial section, in its lower part, a packaging according to the invention; figure 2 shows on an enlarged scale the part
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indicated in p2 in figure 1; Figure 3 is similar to Figure 1, the membrane being shown after maximum deformation towards the inside of the package; FIG. 4 represents. enlarged scale the part indicated at P4 in FIG. 3; FIG. 5 represents a portion of the membrane protected by a flat bottom provided with a crimped cap;
FIG. 6 is similar to FIG. 2 and represents another variant embodiment; FIG. 7 is a view similar to FIG. c, showing yet another variant embodiment.
In these various figures, the metal packaging is made in the form of a fat with a capacity of the order of 50 to 220 liters, the cylindrical body 1 of which has, in the known manner, a series of moldings 2, a normal top and a bottom 4 conditioned according to the invention,
The barrel body 1 and the top 3 can be made in the traditional way, in relatively very small thickness, for example, of the order of 4/10 to 6/10. The bottom,) can be made in one thickness from 0.2 to 0.35 in the form of an eminently deformable membrane, in this case profiled so as to present a domed central part 5 connected dune! ! peripheral part of toric shape 6, this bottom being crimped in the usual way on the body of the barrel 1.
By means of this arrangement, it will be obtained that, when the interior of the packaging is placed under a vacuum, for example following the cooling of its contents, said membrane 4 will deform to a maximum limit shown in FIG. 3. , In the event of subsequent overpressure, said membrane 4 may undergo any correlative deformation in the opposite direction, in such a way that no part of the packaging, respectively the body 1,
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the top 3 and the bottom 4, will never be subjected to prejudicial stress.
Conne shows more clearly in Figures 2 and 4, the crimping of the membrane 4 to the barrel body 1 can be reinforced by a complementary crimping strip 1 such that said crimp has, in this case, seven or eight thicknesses of metal.
Owing to its great deformability, the membrane 4 could be made in thickness and / or in materials such that it constitutes a relatively vulnerable part whereas, in many applications, this membrane could perfectly fulfill the office of 'a normal background,
However, in certain embodiments, it is possible to wish to protect this membrane. A first means is shown schematically in FIG. 5, In this embodiment, a second bottom 8 forms the protection means and it has, in its center, an opening 9 in front of the lamella is fixed a perforated cover 10, In the schematic execution in FIG. 6, the protection of the membrane is ensured by a protective bottom 8, part of which. central has openings 11.
These could also extend over the entire extent of this protective bottom 3.
As regards the profile of the membranc 4 essentially dewstiné to promote deformations in proportion to the stresses during the depressurization or pressure of the barrel, it is obviously variable. By way of example, an execution scnsibly different from the preceding one is shown diagrammatically in the flower 7, in which said membrane
4 is arranged in the form of a bellows by folding back its peripheral part: 12, this arrangement also being protected by the protective bottom 8 having a perforated central part
11.
It will be observed that, in the executions of FIGS. 6 and 7, the protective bottom 8 participates in the reinforcement of the peripheral crimping.
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lower risk.
One could also imagine many other shapes for said membrane as well as for its means of protection. lane whatever the form adopted, it will be observed that the packaging can be handled, respectively loaded, in the traditional manner. More particularly, if one introduces therein a substance of a certain temperature above ambient temperature, it will be obtained that, during the cooling of the contents, the interior of the drum will be put under vacuum and the membrane 4, under the stress of the pressure difference between atmospheric pressure and internal pressure will deform in order to thus reduce, ipso facto, the capacity of the packaging.
As a result, the pressure difference during the cooling of the contents will be practically stabilized so that the packaging will remain subjected to minimum stresses. It would obviously be different if, as in traditional metal rats, the bottoms and the body are relatively rigid, since the contraction of the contents correlative to cooling would increase the free space in the barrel with, as a consequence, a significant reduction in pressure and, consequently, reduced resistance to external stresses.
If we now consider an increase in the temperature of the contents, the resulting internal pressure will be almost entirely absorbed by the deformation of said membrane 4 causing an increase in the capacity of the package and, therefore, also a stability of the packaging lean the expansion of the contents, It resulted that it will be possible to implement, for the execution of such metallic packaging, even of large capacity, minimum sheet thicknesses lower than what has been proposed. To date, it also follows that, by this relatively simple means, one can consider adopting, in any kind of exploitation,
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the economy based on the concept of lost packaging,
The intention obviously extends to all metallic * packaging of all formats and all dimensions, provided that they apply the characteristics revealed by the present,
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Rr: Vr: rn CA TIOITS.
1.- Extra-light metallic packaging intended to receive liquids subject to variations in volume, characterized in that one of the bases is made in the form of a decrmable membrane such that the capacity of the packaging varies It depends on the pressure, respectively the depression, inside the packaging in order to reduce the stresses on the packaging and, consequently also, to reduce to a minimum the thicknesses of the metal used.