FR2710611A1 - Capsules de surbouchage à jupe amincie et procédé de fabrication. - Google Patents

Abstract

La capsule (1) en aluminium ou alliage d'aluminium, destinée à être sertie sur le goulot (4) d'une bouteille dont la bague (5) comprend un épaulement inférieur (7) de sertissage, comporte une tête (2) et une jupe (3) tronconique, caractérisée en ce que, de manière à permettre un capsulage et une ouverture au couteau satisfaisants, d'une part, la dite jupe (3) comprend une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseur croissante, et d'autre part, l'aluminium ou alliage de ladite capsule est à l'état recuit, sa microdureté étant comprise entre 25 et 35 Hv, et le nombre de grains, dans l'épaisseur de la jupe, étant compris entre 2 et 7. Le procédé comprend la fabrication intermédiaire d'une ébauche à parois cylindriques étagées et à épaisseur de paroi différenciée.

Description

CAPSULES DE SURBOUCHAGE A JUPE AMINCIE ET PROCEDE DE
FABRICATION
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine des capsules de surbouchage de récipients, typiquement de bouteilles de vin dont le goulot est obturé par un bouchon de liège qui constitue le moyen de bouchage dudit récipient.

Les capsules de surbouchage assurent plusieurs fonctions - protection dudit moyen de bouchage, - garantie de l'intégrité du contenu du récipient, la jupe de la capsule de surbouchage étant sertie sous la bague du goulot du récipient et constituant de ce fait un moyen d'assurer l'inviolabilité du récipient, - support d'un décor destiné à valoriser le récipient et son contenu et contribuant à l'identification d'un contenu, d'une marque etc...

- support éventuel d'une marque de fiscalisation (sur la tête de la capsule).

ART ANTERIEUR
On connaît de nombreuses variantes de capsules métalliques de surbouchage, le plus souvent à base d'étain, d'aluminium, et de moins en moins à base de plomb plaqué d'étain pour des raisons bien connues liées à la toxicité du plomb.

Ces capsules peuvent être munies ou non de moyens destinés à faciliter leur ouverture, ces moyens variant selon le mode d'ouverture.

Quant il est souhaité que l'ouverture de la capsule (ou décapsulage) puisse être réalisée à la main, on la munit d'une languette de déchirement, comme illustré par exemple dans le brevet français FR-B1- 2 670 184 au nom de la demanderesse.

Au cas où l'ouverture de la capsule est réalisé au couteau par incision au-dessus de la bague, il est commode d'utiliser une capsule munie d'une nervure périphérique qui permettra le guidage de la lame de couteau, comme décrit dans le brevet français FR-B1- 2 636 047 au nom de CEBAL, patronyme antérieur de la demanderesse.

PROBLEME POSE
Il existe de nombreuses manières, plus ou moins académiques et conseillées, de décapsuler une bouteille dont le goulot est revêtu d'une capsule de surbouchage non munie de moyens d'ouverture facile (languette déchirable à la main par exemple) : le décapsulage est réalisé à l'aide d'une lame de couteau en incisant la jupe circulairement pour libérer la partie haute de la capsule et la séparer de la partie basse de la capsule qui restera solidaire du col du récipient.

En pratique, le consommateur peut effectuer l'incision à différents niveaux de la capsule : à la jonction tête/jupe, sur la partie supérieure de la jupe au-dessus de la bague, au niveau de l'épaulement supérieur de la bague, au niveau de la bague elle-même ou sous la bague.

Cependant, la méthode des sommeliers, qui est celle en vigueur dans les grands restaurants où des vins de grande qualité sont consommés, comprend d'abord une incision de la jupe de la capsule de surbouchage sous la bague (à l'aide d'un couteau), puis un arrachage de la partie haute de la jupe de la capsule.

I1 importe donc que ce type de décapsulage soit aisé et nonblessant sous peine de nuire à la commercialisation de vins, par ailleurs réputés.

Dans son souci d'obtenir des capsules de surbouchage ayant à la fois une facilité d'ouverture améliorée pour les sommeliers et un bas prix de revient, la demanderesse a eu l'idée de fabriquer des capsules à jupe de faible épaisseur relative, une faible épaisseur de métal devant assurer à la fois une économie de métal et, a priori, une grande facilité de décapsulage.

Cependant, elle s'est heurtée au problème suivant : le sertissage, dans des conditions standard, de capsules de surbouchage à jupe mince a conduit à un résultat défectueux, notamment par apparition de plis sous la bague (zone de rétreint de la jupe lors du sertissage). Ces plis sont rédhibitoires dans la mesure où ils nuisent à l'esthétique de la bouteille, et donc à l'image de marque d'un produit, qui peut être par ailleurs prestigieux.

En définitive, soit les capsules ainsi obtenues ne présentaient pas de défauts de sertissage, mais étaient difficiles à ouvrir, soit les capsules étaient faciles à ouvrir mais alors elles présentaient des problèmes de sertissage et des défauts apparents (plis sous la bague, etc...).

La demanderesse a donc recherché un solution à ce problème pour, à la fois, obtenir une capsule économique, facile à ouvrir y compris pour les sommeliers, et exempte de plis sous bague après sertissage.

OBJETS DE L'INVENTION
Un premier objet de l'invention est constitué par des capsules en aluminium qui répondent au problème posé.

Un deuxième objet de l'invention est un procédé de fabrication de capsules métalliques ou à base métallique qui satisfont aux exigences définies par le problème posé.

DESCRIPTION DE L'INVENTION
Selon le premier objet de l'invention, la capsule de surbouchage en aluminium ou alliage d'aluminium, destinée à être sertie sur le goulot d'une bouteille dont la bague comprend un épaulement inférieur de sertissage et éventuellement un épaulement supérieur, comporte une tête et une jupe tronconique, et est caractérisée en ce que, de manière à permettre une mise en oeuvre (sertissage lors du capsulage) satisfaisante et une ouverture au couteau facile et non blessante, a) la dite jupe comprend une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseur croissante (la paroi ayant l'épaisseur la plus faible étant la plus proche de ladite tête), et b) l'aluminium ou alliage d'aluminium de ladite capsule est à l'état recuit, sa microdureté étant comprise entre 25 et 35 Hv, et la microstructure de sa paroi de jupe étant caractérisée par la présence d'un nombre de grains, dans l'épaisseur de la J jupes compris entre 2 et 10.

Suite à ces recherches, la demanderesse est arrivée à la solution du problème posé à l'aide de 2 moyens essentiels définis sous a) et b) et utilisés conjointement.

En effet, si la capsule ne présente pas conjointement les deux caractéristiques a) et b), la caractéristique a) étant d'ordre géométrique et la caractéristique b) d'ordre métallurgique, la capsule ne répond pas au problème posé.

Un élément particulièrement surprenant de cette invention réside dans le fait que, en dépit d'un état recuit et d'un amincissement localisé de la jupe de la capsule, celle-ci se comporte durant le capsulage, où elle est très sollicité sur le plan mécanique, comme une capsule d'épaisseur supérieure, c'est à dire sans déformation néfaste de la jupe (vrillage par exemple). De manière surprenante, la capsule selon l'invention, bien que localement d'épaisseur réduite, se comporte, durant sa fabrication et durant le capsulage, comme une capsule de l'art antérieur mécaniquement plus solide.

DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 représente une capsule (1) de surbouchage, en coupe axiale selon l'axe (8) de la capsule, coiffant le goulot (4) d'une bouteille fermé par un bouchon (12). Le goulot (4) comprend une bague de verrerie (5) avec épaulement supérieur (6) et épaulement inférieur (7).

Cette figure, qui représente des éléments génériques d'une bouteille surbouchée, correspond à la fois à l'art antérieur et à l'invention.

Les figures 2a et 2b représentent, en coupe axiale selon l'axe (8) de la capsule, des capsules selon deux modalités de l'invention, les épaisseurs de jupe et de tête ayant été fortement exagérées par rapport à la hauteur et au diamètre de la capsule pour illustrer les caractéristiques géométriques des capsules selon l'invention.

La figure 2a illustre la cas où la jupe (3) de la capsule (1), jupe désignée par T2, est formée par une succession de 2 parois tronconiques T21 et T22, respectivement d'épaisseur croissante e21 et e22.

Le raccordement de la tête (2) et de la jupe (3) se fait par un épaulement de centrage (9). La capsule (1) comprend un jonc (10) destiné à faciliter le dépilage des capsules emboîtées les unes dans les autres pour former des bâtons de capsules.

On a représenté sur la figure 2a une portion de goulot (4) pour indiquer schématiquement, après sertissage, la position de paroi amincie T21 par rapport à la bague (5) et à son épaulement inférieur (7). Sur l'axe (8), on a porté un axe d'ordonnée h ainsi que la hauteur H de la capsule (1).

La figure 2b illustre la cas où la jupe (3), désignée par
T3, est formée par une succession de 3 parois tronconiques
T31, T32 et T33, respectivement d'épaisseur croissante e31, e32, et e33. Comme dans le cas de la figure 2a, le raccordement de la tête (2) et de la jupe (3) se fait par un épaulement de centrage (9) et la capsule (1) comprend un jonc (10).

Les figures 3a à 3h illustrent une fabrication typique d'ébauche de capsule (= capsule formée, avant traitement thermique et décoration) selon l'invention correspondant à l'exemple 1
La figure 3a représente la bande (14) en alliage d'aluminium dans laquelle des flancs circulaires (13) sont découpés.

La figure 3b représente l'ébauche cylindrique (15) obtenue par emboutissage d'un flanc (13) et calibrage.

La figure 3c représente l'ébauche cylindrique étagée E1 à 3 étages obtenue, à l'aide d'un poinçon et deux bagues, lors de la première passe d'étagement, dans laquelle les 3 étages cylindriques E1l, E12 et E13 sont d'épaisseur voisine à légèrement inférieure à l'épaisseur eO de la bande de départ.

La figure 3d représente l'ébauche cylindrique étagée E2 à 4 étages obtenue, à l'aide d'un poinçon et d'une bague d'étirage, lors de la deuxième passe d'étagement / étirage, dans laquelle le premier étage E24 est aminci à 60-70 ,um, les 3 étages suivants E22, E23 et E24 conservant une épaisseur de 95-105 pm.

La figure 3e représente l'ébauche cylindrique étagée E2 à 5 étages obtenue, à l'aide d'un poinçon et d'une bague, lors de la troisième passe d'étagement, les étages amincis étant les étages E31 et E32 avec leur épaisseur comprise entre 60 et 70 um, et les étages E33 à E35 conservant leur épaisseur de 95-105 pm.

A la figure 3f, lors de la quatrième passe d'étagement, on forme, à l'aide d'un poinçon et d'une bague, une ébauche étagée cylindrique E4 avec épaulement de centrage (9), les étages E41, E42 et E43 étant amincis (épaisseur comprise entre 60 et 70 pm), les étages E44 à E46 ayant une épaisseur de 95-105 um.

La figure 3g représente l'ébauche de capsule à jupe tronconique T2 obtenue en pressant l'ébauche E4 entre poinçon et matrice tronconiques.

La figure 3h représente l'ébauche de capsule à jupe tronconique T2 après mise à longueur.

Les étapes suivantes de la fabrication de la capsule (traitement thermique, décoration, etc...) n'ont pas été représentées.

La figure 4a représente, en coupe partielle selon l'axe (8), la fabrication de l'ébauche E2 à l'exemple 2 à l'aide d'un poinçon étagé (16) comprenant un dégagement (18), et d'une bague (17). La figure 4b est l'agrandissement de la portion cerclée A de la figure 4a et montre la profondeur du dégagement ss e - de l'ordre de 20 um.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La jupe (3) de la capsule (1) selon l'invention comprend une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseur croissante, de préférence peu ou non visible extérieurement, ce qui est obtenu grâce à une succession de parois tronconiques d'épaisseur croissante présentant un profil d'épaisseur en forme de marches d'escalier à la surface interne de ladite jupe (3).

Selon une première modalité de l'invention, ladite succession comprend deux parois tronconiques notées T21 et T22 d'épaisseur croissante notée respectivement e21 e22 avec e21 < e22, T21 étant la zone la plus proche de ladite tête (2) et T22 la plus éloignée. On a noté T2 la jupe tronconique à deux parois tronconiques. Voir figure 2a.

De préférence, e21 est compris entre 40 et 80 pm, e22 est compris entre 60 et 110 um, et eO est compris entre 80 et 130 ,um, si on désigne par eg l'épaisseur de ladite tête de capsule (= épaisseur de la bande ou format de départ).

On choisit les hauteurs des parois T21 et T22 en fonction du type de goulot (4) à surboucher, de manière à ce que, après sertissage de la capsule de surbouchage (1) sur le goulot (4), la paroi T21 la plus mince se trouve plaquée contre ledit épaulement inférieur (7) et sur une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement inférieur (7), comme suggéré à la figure 2a.

Typiquement, la hauteur de la paroi T21 est comprise entre 10 et 20 mm, la hauteur de la paroi T22 étant égale à la hauteur totale H de la capsule diminuée de la hauteur de la paroi T21 (à l'épaisseur de la tête près).

Selon une seconde modalité de l'invention, représentée à la figure 2b, ladite succession comprend trois parois tronconiques notées T31, T32 et T33, d'épaisseur croissante notée respectivement e31, e32 et e33, avec e31 c e32 < e33, T31 étant la zone la plus proche de ladite tête (2) et T33 la plus éloignée. On a noté T3 la jupe tronconique à trois parois tronconiques.

De préférence, e31 est compris entre 40 et 80 ,um, e32 est compris entre 50 et 85 ,um, et e33 est compris entre 60 et 110 pm, eo étant compris entre 80 et 130 um.

On choisit les hauteurs des parois T31 et T32 en fonction du type de goulot (4) à surboucher, de manière à ce que, après sertissage de la capsule de surbouchage (1) sur le goulot (4), la paroi T31 la plus mince se trouve plaquée contre ledit épaulement supérieur (6) et une partie dudit épaulement (5), et la paroi T32, d'épaisseur intermédiaire, soit plaquée contre ledit épaulement inférieur (7) et sur une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement (7).

Ces deux modalités de l'invention ne sont pas limitatives de l'invention. Elles illustrent simplement le concept inventif de la demanderesse, en ce qui concerne l'aspect géométrique.

Selon ce concept, l'épaisseur de jupe de la capsule varie selon la hauteur h (= ordonnée sur la figure 2a) et de manière plus précise selon la position relative de chaque portion de jupe tronconique par rapport à la bague (5) du goulot (4) à surboucher. Cette épaisseur tient compte de toutes les contraintes - différentes selon la hauteur h - auxquelles sont soumises les capsules, que ce soit des contraintes de tenue mécanique lors du capsulage, ou que ce soit des contraintes de facilité d'ouverture lors du décapsulage, la grande difficulté, surmontée par l'invention, résidant dans le fait que ces contraintes, au capsulage et au décapsulage, sont généralement contradictoires.

Dans certains cas, on pourrait avoir avantage à réaliser une succession de plus de trois parois tronconiques, mais on atteint généralement les objectifs de l'invention avec une succession de deux ou de trois parois tronconiques (jupes T2 ou T3).

D'une manière générale, quelle que soit la modalité retenue de l'invention et le nombre de parois tronconiques, la hauteur totale H de la capsule est comprise entre 20 et 70 mm, son diamètre à mi-hauteur est compris entre 20 et 40 mm et sa conicité est comprise entre 1/10 et 1/30.

De préférence, les parois T21 ou T31 (parois les plus minces des jupes T2 ou T3) comprennent un épaulement de centrage (9) ou sont raccordées à ladite tête (2) par un épaulement de centrage (9).

Cet épaulement (9), de hauteur typiquement comprise entre 3 et 6 mm, se raccorde à ladite tête (2) avec un rayon de courbure compris entre 1,5 et 4 mm, et se raccorde à la paroi T21 ou
T31 avec un rayon de courbure compris entre 0,8 et 4 mm.

I1 est avantageux de munir la partie de jupe la plus éloignée de ladite tête (parois T22 ou T33 des jupes T2 ou T3) d'un jonc (10) situé à une distance de l'extrémité de la jupe (3) (extrémité opposée à ladite tête) comprise entre 5 et 15 mm, de manière à faciliter l'approvisionnement à l'unité, lors du sertissage de ladite capsule (1) sur le goulot (4), des capsules stockées en bâton et à éviter la déformation de la jupe à la distribution sur ligne de capsulage.

De même, il est avantageux que l'extrémité de ladite jupe (3) soit évasée de manière à s'adapter à la courbure dudit jonc (10) lors de l'empilage des capsules (1) pour former des bâtons.

En ce qui concerne le choix du matériau constituant la capsule en alliage d'aluminium, cet alliage doit, de préférence, avoir une teneur en Al supérieure à 98 t en poids et contenir moins de 1% en poids de la somme des éléments Si et Fe, la teneur totale pondérale en éléments autres que Si et Fe étant inférieure à 1% (somme de métaux lourds toxiques Pb, CrVI, Cd < 100 ppm - norme NF A 50541), et ses caractéristiques mécaniques sont, de préférence, les suivantes : Rm compris entre 65 et 95 MPa, Ru0,2 compris entre 20 et 55 MPa, et son allongement A% supérieur à 15%.

Un deuxième objet de l'invention est un procédé de fabrication de capsules métalliques.

Ce procédé de fabrication d'une capsule de surbouchage (1) comportant une tête (2) et une jupe (3), destinée à être sertie sur le goulot (4) d'une bouteille dont la bague (5) comprend un épaulement inférieur (7) de sertissage et éventuellement un épaulement supérieur (6), comprend la transformation en capsule, par emboutissage, étirage et calibrage, d'un flan ébauche (13) découpé dans une bande (14), ou un format, en matériau à base métallique, et la décoration de la capsule, et est caractérisé en ce que, a) on approvisionne ladite bande (14) ou ledit format en matériau, comprenant une couche métallique, choisi dans le groupe formé par l'aluminium ou alliage d'aluminium à l'état recuit, un alliage d'étain, un complexe métalloplastique comprenant au moins une couche d'aluminium et une couche thermoplastique (polyoléfine par exemple), b) après découpe d'un flan ébauche (13) dans ladite bande (14) ou ledit format, on forme, par emboutissage-étirage dudit flan (13), une ébauche cylindrique (15) de rapport H/D (hauteur/diamètre) compris entre 0,5 et 3,5.

c) on étire la jupe de l'ébauche cylindrique (15) en p passes d'étirage (à l'aide de bagues d'étirage et de poinçons étagés) ou de calibrage, de manière à former une ébauche Ep (Ep désignant l'ébauche obtenue à la p-ième passe et dernière passe d'étirage ou calibrage) à jupe étagée localement amincie comportant n étages cylindriques (étages successifs, de diamètre extérieur croissant, désignés par Epl, ..... . Epn1 l'étage Epl étant le plus proche de la tête de la capsule), ébauche Ep dans laquelle au moins le premier étage Epl présente une épaisseur de jupe réduite par rapport l'épaisseur de jupe du dernier étage Epn, d) on comprime entre poinçon et matrice tronconiques l'ébauche à jupe étagée Ep obtenue en c), de manière à former une ébauche à jupe sensiblement tronconique, à surface externe lisse, et à surface interne dont le profil d'épaisseur a la forme de marches d'escalier (jupe formée d'une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseur différente et désignée par Ti où i indique le nombre de parois tronconiques d'épaisseurs différentes, les parois tronconiques successives, d'épaisseur croissante, étant désignées par Til, Ti2, . . .Tii).

e) on traite thermiquement l'ébauche à jupe tronconique Ti, obtenue en d), pendant un temps et à une température choisis de manière à éliminer le lubrifiant (introduit à au moins une des étapes a), b), c)) présent à la surface de la capsule obtenue en d) et à obtenir une capsule (1) avec ladite couche métallique à l'état recuit.

Ce procédé général permet d'obtenir une grande variété de capsules qui répondent au problème posé.

Cependant, à l'étape c) la valeur de p est de préférence comprise entre 2 et 7, la valeur de n est de préférence comprise entre 2 et 8, et, à l'étape d) la valeur de i est de préférence 2 ou 3.

Dans le cas où le matériau de départ est un alliage d'aluminium,en bande ou format d'épaisseur comprise entre 80 et 130 um, on obtient, à l'étape d) du procédé et pour i = 2, l'ébauche à jupe tronconique T2, qui présente une paroi tronconique T21 d'épaisseur comprise entre 40 et 80 um sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler, de manière à ce que la paroi tronconique la plus mince T21 recouvre, après sertissage, ledit épaulement inférieur (7) et une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement inférieur (7), la paroi tronconique T22 ayant une épaisseur comprise entre 60 et 110 pm.

De même, pour i = 3, l'ébauche à jupe tronconique T3 présente une paroi tronconique T31 d'épaisseur comprise entre 40 et 80 um sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler, de manière à ce que la paroi tronconique la plus mince T31 recouvre, après sertissage, ledit épaulement supérieur (6) et une partie de l'épaulement (5), la paroi tronconique médiane T32 étant d'épaisseur comprise entre 50 et 85 um sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler, de manière à ce que la paroi tronconique médiane T32 recouvre, après sertissage, ledit épaulement inférieur (7) et une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement (7), la paroi T33 ayant une épaisseur comprise entre 60 et 110 um.

I1 est avantageux de doter la capsule d'un moyen de centrage qui facilite le capsulage. Pour cela, à la fin de l'étape c) du procédé, on forme, sur la partie de l'étage Ep1 raccordée à ladite tête (2), un épaulement de centrage (9) sur une hauteur comprise entre 3 et 6 mm.

De même pour faciliter le dépilage des capsules en bâton, on forme, à la fin de l'étape d) du procédé, un jonc circulaire (10) sur la paroi tronconique Tii (i = 2 ou 3) - la plus épaisse - de la jupe tronconique Ti, à une distance comprise entre 5 et 15 mm de l'extrémité de la jupe, de manière à éviter le tassement des capsules stockées en bâton.

Le procédé de l'invention s'applique à l'ensemble des matériaux en bande emboutissables et étirables, essentiellement métalliques, c'est à dire comprenant, en volume, plus de 50 % de métal, matériaux utilisables pour la fabrication de capsules de surbouchage tels que les alliages d'étain, d'aluminium, les matériaux multicouches métalloplastiques du type M/P, M/P/M où M et P désignent respectivement des couches hde métal ou de matière plastique adhérentes les unes aux autres, éventuellement à l'aide d'une couche adhésive.

Mais, de préférence, on approvisionne comme matériau un alliage d'aluminium. Cet alliage est choisi parmi ceux de la série 1000, le 8011, le 3003 (selon nomenclature de l'Aluminum
Association) en bande ou formats d'épaisseur eO comprise entre 80 et 130 pm, et ayant une valeur de Rm comprise entre 60 et 110 MPa, une valeur de Ru0,2 comprise entre 20 et 60
MPa et un allongement A% supérieur à 12 %.

I1 est commode selon l'invention d'approvisionner de préférence ledit alliage d'aluminium en bande ou formats prélubrifiés avec un lubrifiant choisi pour permettre la mise en forme des capsules par emboutissage et étirage, pour s'éliminer lors du traitement thermique des capsules, et pour ne pas encrasser les outils ni tacher les capsules.

Selon l'invention, à l'étape e) du procédé, il est avantageux de réaliser ledit traitement thermique en faisant défiler dans un dispositif de chauffage à induction les capsules tronconiques obtenues en d), avec un temps de séjour compris entre 5 et 20 secondes pour une puissance installée suffisante pour que la température de la capsule soit comprise entre 300 et 600"C.

De préférence, on choisit la durée et la température du traitement thermique de manière à obtenir une couche métallique en alliage d'Al à grains selon l'épaisseur en nombre optimum (entre 2 et 10), grains de taille moyenne typiquement comprise entre 5 et 30 um, couche métallique dont les joints de grains ne contiennent plus de précipités intermétalliques.

En effet, si le grain est trop fin, la capsule sera plus difficile à couper au couteau. Par contre, si le grain est grossier, la capsule présentera un aspect de surface grossier dit "peau d'orange".

Le traitement thermique de l'invention permet une très grande vitesse de montée en température de l'ébauche tronconique (typiquement 450"C en 5 s), qui a été trouvée avantageuse pour maîtriser la recristallisation de l'ébauche écrouie et obtenir de manière fidèlement reproductible la texture souhaitée (nombre et dimensions de grains) et obtenir simultanément l'élimination des dislocations dans le métal, ainsi que la dissolutions des joints de grains, ce qui est nécessaire pour assurer l'homogénéité et la ductilité du métal et donc pour obtenir un bon comportement du métal au sertissage (écoulement du métal sous la pression des molettes de sertissage sans formation de plis et sans déchirure du métal).

Le traitement thermique doit bien sûr être adapté à la nature du matériau choisi et il ne doit pas dégrader la matière plastique de manière significative dans le cas où le matériau est un matériau multicouches M/P ou M/P/M.

EXEMPLES DE REALISATION
EXEMPLE 1
On a fabriqué des capsules à jupe tronconique (type T2) à deux épaisseurs différentes (e21 < e22). Pour cela a) On a approvisionné une bande lubrifiée d'aluminium (14) en alliage 1100 (selon désignation Aluminum Association) de 110 um +/- 7 ,um d'épaisseur et de 95 mm de largeur (fournisseur de la bande lubrifiée pour capsules de surbouchage : Société
RHENALU)
Les caractéristiques de ce métal sont les suivantes
Rm : 75 MPa RP0,2 : 40 MPa
Allongement : 18% b) Pour fabriquer une capsule de surbouchage selon l'invention, on a d'abord formé une ébauche cylindrique (15) comme suit * on a découpé dans la bande (14) des flans ébauche (13) de 93 mm de diamètre, * puis on a formé d'abord des ébauches de capsule (15) cylindrique par emboutissage-étirage de flans (13), comme schématisé à la figure 3b.

Cette ébauche (15) a une hauteur de 53 mm et un diamètre extérieur de 32,2 mm,
L'emboutissage est réalisé de manière connue en elle-même par déformation de la bande métallique lubrifiée entre un poinçon et une matrice en 2 passes d'emboutissage.

Après 2 passes d'emboutissage, on a étiré chaque ébauche emboutie de manière connue en elle-même, par poinçon et bague d'étirage. Voir figures 3a et 3b.

c) On a ensuite transformé chaque ébauche emboutie-étirée cylindrique (15) en ébauche à jupe étagée (voir figures 3c à 3f) en quatre passes d'étirage ou d'étagement * on a formé, à l'aide d'un premier poinçon étagé et de deux bagues, l'ébauche E1 à la première passe (étagement) avec une jupe étagée à 3 étages cylindriques E11/E12/E13, chacun d'épaisseur comprise entre 95 et 105 um. Voir figure 3c.

* on a formé, à l'aide d'un second poinçon étagé et d'une bague, l'ébauche E2 à la seconde passe (étagement + étirage) avec une jupe étagée à 4 étages cylindriques E21/E22/
E23/E241 l'étage E21 ayant une épaisseur comprise entre 60 et 70 um et les autres étages ayant une épaisseur comprise entre 95 et 105 pm. Voir figure 3d.

* on a formé, à l'aide d'un troisième poinçon étagé et d'une bague, l'ébauche E3 à la troisième passe (étagement + étirage), avec une jupe étagée à 5 étages cylindriques E31/
E32/E33/E34/E35, les étages E31 et E32 ayant une épaisseur comprise entre 60 eut 70 ,um, les autres étages ayant une épaisseur comprise entre 95 et 105 um. Voir figure 3e.

* enfin on a formé, à l'aide d'un quatrième poinçon étagé et d'une bague, l'ébauche E4 à la quatrième passe (calibrage de la tête (2) de l'ébauche E3 et formation d'un épaulement de centrage (9) d'épaisseur comprise entre 70 et 80 ,um), avec une jupe étagée à 6 étages (E41 à E46). Voir figure 3f.

On a obtenu une ébauche E4, de diamètre intérieur échelonné entre 28 mm et 32,2 mm, et de 56 mm de hauteur, la hauteur des étages amincis (E41 à E43) étant de 19 mm et celle des étages non amincis (E44 à E46) étant de 31 mm.

d) On a ensuite transformé, à l'aide d'un poinçon et d'une matrice tronconiques ayant la conicité de la capsule (1) à obtenir (soit 1/25), les ébauches E4 à jupe étagée en ébauches à jupe tronconique T2. Voir figures 2a et 3g.

Par rognage de l'extrémité ouverte de la zone tronconique (8) de la jupe à hauteur souhaitée, on a obtenu des ébauches à jupe tronconique T2 de dimensions suivantes * hauteur : 50 mm * hauteur de la partie de jupe amincie : 17 mm * diamètre intérieur maximum : 31,5 mm (bas de jupe) * diamètre intérieur minimum : 28 mm (haut de jupe).

avec un étage aminci T21 de 19 mm de hauteur et 60-70 ,um d'épaisseur et un étage T22 de 31 mm de hauteur et 95-105 um d'épaisseur.

e) On a ensuite traité thermiquement les ébauches à jupe tronconique T2 obtenues en d) dans un four à induction de 12
KW de puissance installée, à défilement avec un temps de passage de 8 secondes, la température des capsules montant à environ <RTI ID=17.

Les détails de la fabrication de l'ébauche à jupe tronconique
T3 ne seront pas repris ici, car ce qui distingue cet exemple du précédent concerne surtout le poinçon étagé permettant d'obtenir l'étage E21 de l'ébauche E2 (voir figures 3d, 4a et 4b) : ce poinçon (16) comprend un dégagement (18) pour une cote (h) comprise entre 11 et 19 mm, de manière à obtenir un étage E21 dont l'épaisseur sur les 11 premiers mm est comprise entre 60 et 70 mm et dont l'épaisseur, sur les 8 mm suivants est comprise entre 80 et 90 mm.

La demanderesse a été très surprise de constater que, en dépit de ce dégagement, la séparation (ou dévêtissage) de l'ébauche
E2 et du poinçon étagé (16) ne posait aucun problème.

La jupe tronconique T3 de l'ébauche finale obtenue présente les caractéristiques géométriques suivantes * étage T31 : hauteur = 11 mm
épaisseur = 60 -70 um * étage T32 : hauteur = 8 mm
épaisseur = 80-90 pm * étage T33 : hauteur = 31 mm
épaisseur = 95-105 ,um
On a retrouvé avec la capsule de l'exemple 2, une dureté et un nombre de grains comparables aux valeurs de l'exemple 1.

EXEMPLE 3
Cet exemple, et ceux qui suivent, sont des exemples comparatifs hors invention.

I1 diffère des exemples 1 et 2 en ce que la jupe de la capsule est d'épaisseur sensiblement uniforme et comprise entre 100 et 110 pm.

Les valeurs de dureté et de nombre de grains sont voisines de celles obtenues aux exemples 1 et 2.

EXEMPLE 4 I1 diffère de l'exemple 3 en ce que la jupe de la capsule est d'épaisseur sensiblement uniforme et comprise entre 80 et 90 pm. I1 a été noté des difficultés de fabrication (taux élevé de rebuts).

Les valeurs de dureté et de nombre de grains sont voisines de celles obtenues aux exemples 1 et 2.

EXEMPLE 5
Il diffère de l'exemple 1 en ce que la durée du traitement thermique a été réduite à 2 secondes.

On a obtenu une dureté de 30 Hv et un nombre de grains moyen de 15.

EXEMPLE 6 I1 diffère de l'exemple 1 en ce que la durée du traitement thermique a été augmentée et porté à 45 s.

On a obtenu une dureté de 22 Hv et un nombre de grains moyen de 2.

RESULTATS
Les capsules obtenues selon tous ces essais ont été examinées et testés selon trois critères par des personnes du métier, et qualifiées par oui / non en réponse aux questions suivantes * ASPECT : commercialisation possible ? * CAPSULAGE : absence de formation de plis, de vrillage...? * DECAPSULAGE : ouverture au couteau "normale" ?
ASPECT CAPSULAGE DECAPSULAGE
ESSAI 1 oui oui oui
ESSAI 2 oui oui oui
ESSAI 3 oui oui non
ESSAI 4 oui non oui
ESSAI 5 oui non non
ESSAI 6 non oui oui
Conclusions
L'invention, par combinaison de moyens d'ordre géométrique et d'ordre métallurgique a donc permis de trouver une voie étroite entre les exigences contradictoires du capsulage d'une part et du décapsulage au couteau à la manière des sommeliers d'autre part, ce que ne savait pas faire l'art antérieur.

AVANTAGES DE L'INVENTION
Grâce à l'invention, les capsules de surbouchage en aluminium peuvent accéder aux débouchés les plus nobles de ces capsules, à savoir le surbouchage des vins de grande qualité qui sont servis, notamment dans les grands restaurants, et décapsulés par des sommeliers selon leur méthode traditionnelle.

I1 convient de noter que cette accession à des utilisations de prestige ne s'accompagne que de modifications limitées des lignes de production de l'art antérieur, d'où un surcoût de production, dû au plus grand nombre d'outils (poinçons et bagues), relativement réduit, et largement compensé par la diminution d'épaisseur de la jupe et de la consommation de métal qui en résulte.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1 - Capsule de surbouchage (1) en aluminium ou alliage d'aluminium, destinée à être sertie sur le goulot (4) d'une bouteille dont la bague (5) comprend un épaulement inférieur (7) de sertissage et éventuellement un épaulement supérieur (6), comportant une tête (2) et une jupe (3) tronconique, et caractérisée en ce que, de manière à permettre une mise en oeuvre (sertissage lors du capsulage) satisfaisante et une ouverture au couteau facile et non blessante, d'une part, la dite jupe (3) comprend une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseur croissante (la paroi ayant l'épaisseur la plus faible étant la plus proche de ladite tête), et d'autre part, l'aluminium ou alliage de ladite capsule est à l'état recuit, sa microdureté étant comprise entre 25 et 35 Hv, et la microstructure de sa paroi de jupe étant caractérisée par la présence d'un nombre de grains, dans l'épaisseur de la jupe, compris entre 2 et 10.

2 - Capsule selon la revendication 1 dans laquelle ladite succession de parois tronconiques d'épaisseur croissante présente un profil d'épaisseur en forme de marches d'escalier à la surface interne de ladite jupe.

3 - Capsule selon la revendication 2 dans laquelle ladite succession comprend deux parois tronconiques (d'une jupe notée

T2) notées T21 et T22 d'épaisseur croissante notée respectivement e21 e22 avec e21 < e22 la paroi

T21 étant la plus proche de ladite tête (2) et la paroi

T22 la plus éloignée.

4 - Capsule selon la revendication 3 dans laquelle, e21 est compris entre 40 et 80 um, e22 est compris entre 60 et 110 pm, et eg est compris entre 80 et 130 ,um, si on désigne par eg l'épaisseur de ladite tete de capsule.

5 - Capsule selon la revendication 4 dans laquelle la hauteur des parois T21 et T22 est choisie en fonction du type de goulot (4) à surboucher, de manière à ce que, après sertissage de la capsule de surbouchage (1) sur le goulot (4), la paroi

T21 la plus mince se trouve plaquée contre ledit épaulement inférieur (7) et sur une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement inférieur (7).

6 - Capsule selon la revendication 5 dans laquelle la hauteur de la paroi T21 est comprise entre 10 et 20 mm, la hauteur de la paroi T22 étant égale à la hauteur totale de la capsule diminuée de la hauteur de la paroi T21 (à l'épaisseur de la tête près).

7 - Capsule selon la revendication 2 dans laquelle ladite succession comprend trois parois tronconiques (d'une jupe notée T3) notées T31, T32 et T33, d'épaisseur croissante notée respectivement e31, e32 et e33, avec e31 < e32 < e33, T31 étant la zone la plus proche de ladite tête (2) et T33 la plus éloignée.

8 - Capsule selon la revendication 7 dans laquelle, e31 est compris entre 40 et 80 pm, e32 est compris entre 50 et 85 pm, et e33 est compris entre 70 et 110 ,um, eg étant compris entre 80 et 130 ,um, si on désigne par eg l'épaisseur de ladite tête de capsule (2).

9 - Capsule selon la revendication 8 dans laquelle la hauteur des parois T31 et T32 est choisie en fonction du type de goulot (4) à surboucher, de manière à ce que, après sertissage de la capsule de surbouchage (1) sur le goulot (4), la paroi

T31 la plus mince se trouve plaquée contre ledit épaulement supérieur (6) et une partie dudit épaulement (5), et la paroi

T32, d'épaisseur intermédiaire, soit plaquée contre ledit épaulement inférieur (7) et sur une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement (7).

10 - Capsule selon une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle la hauteur totale de la capsule est comprise entre 20 et 70 mm, son diamètre à mi-hauteur est compris entre 20 et 40 mm et sa conicité est comprise entre 1/10 et 1/30 11 - Capsule selon la revendication 10 dans laquelle la paroi

T21 ou T31 comprend un épaulement de centrage (9) ou est raccordée à ladite tête (2) par un épaulement de centrage (9).

12 - Capsule selon la revendication 11 dans laquelle ledit épaulement (9), de hauteur typiquement comprise entre 3 et 6 mm, se raccorde à ladite tête (2) avec un rayon de courbure compris entre 1,5 et 4 mm, et se raccorde à la paroi T21 ou

T31 avec un rayon de courbure compris entre 0,8 et 4 mm.

13 - Capsule selon une quelconque des revendications 10 à 12 dans laquelle la partie de jupe la plus éloignée de ladite tête (paroi T22 ou T33) est munie d'un jonc (10) situé à une distance de l'extrémité de la jupe (3) (extrémité opposée à ladite tête) comprise entre 5 et 15 mm, de manière à faciliter l'approvisionnement à l'unité, lors du sertissage de ladite capsule (1) sur le goulot (4), des capsules stockées en bâton et à éviter la déformation de la jupe à la distribution sur ligne de capsulage.

14 - Capsule selon la revendication 13 dans laquelle l'extrémité de ladite jupe (3) est évasée de manière à s'adapter à la courbure dudit jonc (10) lors de l'empilage des capsules (1) pour former des bâtons.

15 - Capsule selon une quelconque des revendications 1 à 14 en alliage d'aluminium à, de préférence, au moins 98% en poids d'Al, contenant moins de 1% en poids de la somme des éléments

Si et Fe, la teneur totale pondérale en éléments autres que Si et Fe étant inférieure à 1%, ayant les caractéristiques mécaniques suivantes : Rm compris entre 65 et 95 MPa, Rp compris entre 20 et 55 MPa, A% supérieur à 15.

16 - Procédé de fabrication d'une capsule de surbouchage (1) comportant une tête (2) et une jupe (3), destinée à être sertie sur le goulot (4) d'une bouteille dont la bague (5) comprend un épaulement inférieur (7) de sertissage et éventuellement un épaulement supérieur (6), comprenant la transformation en capsule, par emboutissage, étirage et calibrage, d'un flan ébauche (13) découpé dans une bande (14), ou un format, en matériau à base métallique, et la décoration de la capsule, caractérisé en ce que, a) on approvisionne ladite bande (14) ou ledit format en matériau, comprenant une couche métallique, choisi dans le groupe formé par l'aluminium ou alliage d'aluminium à l'état recuit, un alliage d'étain, un complexe métalloplastique comprenant au moins une couche d'aluminium et une couche thermoplastique, b) après découpe d'un flan ébauche (13) dans ladite bande ou ledit format, on forme par emboutissage-étirage dudit flan (13), une ébauche cylindrique (15) de rapport H/D (hauteur/diamètre) compris entre 0,5 et 3,5.

c) on étire la jupe de l'ébauche cylindrique (15) en p passes d'étirage (à l'aide de bagues d'étirage et de poinçons étagés) ou de calibrage, de manière à former une ébauche Ep (Ep désignant l'ébauche obtenue à la pième passe et dernière passe d'étirage ou calibrage) à jupe étagée localement amincie comportant n étages cylindriques (étages successifs, de diamètre extérieur croissant, désignés par Epl, Ep2

.Epn, l'étage Epl étant le plus proche de la tête de la capsule), ébauche Ep dans laquelle au moins le premier étage Ep1 présente une épaisseur de jupe réduite par rapport à l'épaisseur de jupe du dernier étage Epn d) on comprime entre poinçon et matrice tronconiques l'ébauche à jupe étagée Ep obtenue en c), de manière à former une ébauche à jupe sensiblement tronconique, à surface externe lisse, et à surface interne dont le profil d'épaisseur a la forme de marches d'escalier (jupe formée d'une succession d'au moins deux parois tronconiques d'épaisseurs différentes et désignée par Ti où i indique le nombre de parois tronconiques d'épaisseurs différentes, les parois tronconiques successives, d'épaisseur croissante, étant désignées par Til, Ti2, . . .Tii).

e) on traite thermiquement l'ébauche à jupe tronconique Ti, obtenue en d), pendant un temps et à une température choisis de manière à éliminer le lubrifiant (introduit à au moins une des étapes a), b), c)) présent à la surface de la capsule obtenue en d) et à obtenir une capsule (1) avec ladite couche métallique à l'état recuit.

17 - Procédé selon la revendication 16 dans lequel, à l'étape c) la valeur de p est de préférence comprise entre 2 et 7, la valeur de n est de préférence comprise entre 2 et 8, et, à l'étape d), la valeur de i est de préférence 2 ou 3.

18 - Procédé selon la revendication 17 dans lequel, quand i = 2 et quand le matériau de départ est un alliage d'Al, l'ébauche T2 obtenue à l'étape d) présente une paroi tronconique T21 d'épaisseur comprise entre 40 et 80 ,um sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler et une paroi T22 d'épaisseur comprise entre 60 et 110 pm, de manière à ce que la paroi tronconique la plus mince T21 recouvre, après sertissage, ledit épaulement inférieur (7) et une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement inférieur (7).

19 - Procédé selon la revendication 17 dans lequel, quand i = 3 et quand le matériau de départ est un alliage d'Al, on obtient, à l'étape d), une ébauche T3 dont la paroi tronconique T31 présente une épaisseur comprise entre 40 et 80 pm sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler, de manière à ce que la paroi tronconique la plus mince T31 recouvre, après sertissage, ledit épaulement supérieur (6) et une partie de l'épaulement (5), dont la paroi tronconique médiane T32 présente une épaisseur comprise entre 50 et 85 ,um sur une hauteur adaptée au goulot à capsuler, et dont la paroi tronconique T33 présente une épaisseur comprise entre 60 et 110 pm, de manière à ce que la paroi tronconique médiane T32 recouvre, après sertissage, ledit épaulement inférieur (7) et une partie d'au moins 3 mm sous ledit épaulement (7).

20 - Procédé selon une quelconque des revendications 16 à 19 dans lequel, à la fin de l'étape c) du procédé, on forme, sur la partie de l'étage Epl raccordée à ladite tête (2), un épaulement de centrage (9) sur une hauteur comprise entre 3 et 6 mm.

21 - Procédé selon la revendication 20 dans lequel, à la fin de l'étape d) du procédé, on forme un jonc circulaire (10) sur la paroi tronconique Tii (i = 2 ou 3), la plus épaisse, de la jupe (3), à une distance comprise entre 5 et 15 mm de l'extrémité de la jupe, de manière à éviter le tassement des capsules stockées en bâton.

22 - Procédé selon une quelconque des revendications 16 à 21 dans lequel on approvisionne de préférence un alliage d'aluminium choisi parmi ceux de la série 1000, le 8011, le 3003 (selon nomenclature de l'Aluminum Association) en bande ou formats d'épaisseur eO comprise entre 80 et 130 pm, et ayant une valeur de Rm comprise entre 60 et 110 MPa, une valeur de Ro 2 comprise entre 20 et 60 MPa et un allongement

A supérieur à 12 %.

23 - Procédé selon la revendication 22 dans lequel on approvisionne de préférence ledit alliage d'aluminium en bande ou formats prélubrifiés avec un lubrifiant choisi pour permettre la mise en forme des capsules par emboutissage et étirage, pour s 'éliminer lors du traitement thermique des capsules, et pour ne pas encrasser les outils ni tacher les capsules.

24 - Procédé selon une quelconque des revendications 22 à 23 dans lequel, à l'étape e) du procédé, on réalise ledit traitement thermique en faisant défiler dans un dispositif de chauffage à induction les capsules tronconiques obtenues en d), avec un temps de séjour compris entre 5 et 20 secondes pour une puissance installée suffisante pour que la température de la capsule soit compris entre 300 et 600"C.

25 - Procédé selon la revendication 24 dans lequel on choisit la durée et la température du traitement thermique de manière à obtenir une couche métallique en alliage d'Al à microstructure choisie avec un nombre de grains, dans l'épaisseur de la jupe, compris entre 2 et 10, et avec des joints de grains ne contiennent plus de précipités intermétalliques.