TITRE : Installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium, de préférence adaptés pour contenir une boisson, dont l'unité de formage comprend des doigts rétractables

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne une installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium, de préférence adaptés pour contenir une boisson, configurée pour que chaque contenant fabriqué soit formé en une seule pièce et délimite une paroi latérale cylindrique, une paroi de fond essentiellement concave et une paroi de raccordement reliant la paroi latérale et la paroi de fond, la paroi latérale ayant un bord supérieur opposé à la paroi de fond permettant la fixation étanche ultérieure d'un couvercle pour constituer une boîte fermée, la paroi de raccordement délimitant : un anneau d'appui présentant une convexité orientée du côté opposé au volume interne délimité par la paroi latérale, et une portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, l'installation comprenant une unité de formage adaptée pourtransformer une coupelle unitaire de sorte à former la paroi de fond, la paroi de raccordement et tout ou partie de la paroi latérale, l'unité de formage comprenant : un bâti délimitant un passage comprenant un axe longitudinal, un poinçon disposé dans le passage délimité par le bâti de manière mobile le long de l'axe longitudinal entre une position rentrée et une position sortie, le poinçon délimitant un corps principal et un nez de poinçon situé à une extrémité du corps principal, trois ensembles-matrices successifs coopérant avec le poinçon, de sorte que, durant le passage du poinçon de la position rentrée à la position sortie, chaque coupelle unitaire placée entre l'un des ensembles-matrices et le poinçon subit une réduction de diamètre (premier ensemble-matrice), puis un étirage pour former la paroi latérale (deuxième ensemble-matrice), puis une mise en forme de la paroi de fond et de la paroi de raccordement de la préforme (troisième ensemble-matrice).

Etat de la technique

Il existe déjà des installations aptes à fabriquer des contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium, de préférence adaptés pour contenir une boisson. Une fois que le couvercle est fixé au bord supérieur du contenant, notamment après le remplissage du contenant, on aboutit à la fabrication d'une boîte fermée et étanche. La fabrication de contenants se pratique à très haute cadence, typiquement de l'ordre de 200 à 400 contenants fabriqués par minute.

Il est connu que l'installation comprenne une première unité de découpe adaptée pour découper des disques unitaires dans une bande en aluminium ou alliage d'aluminium. Une installation connue comprend aussi une unité d'emboutissage adaptée pour transformer chaque disque unitaire en une coupelle unitaire par emboutissage. Puis, au sein d'une unité de formage, chaque coupelle unitaire subit une réduction de diamètre grâce à un premier ensemble-matrice de ré-emboutissage pour obtenir une coupelle ré-emboutie, puis une opération d'étirage pour former la paroi latérale et obtenir une préforme grâce à un deuxième ensemble-matrice d'étirage, puis une opération de mise en forme permettant la mise en forme de la partie inférieure de la préforme grâce à un troisième ensemble-matrice de mise en forme pour obtenir un contenant. Une installation comprend ensuite une deuxième unité de découpe pour couper le bord supérieur de la paroi latérale du contenant, une unité de nettoyage, une unité de revêtement pour former un revêtement adapté sur la face intérieure du contenant, une unité pour former des décorations extérieures sur la face extérieure du contenant, typiquement par impression, une unité de chauffage pour faire subir au contenant les traitements thermiques idoines, une unité de rétrécissement pourformer un col rétréci au niveau du bord supérieur de la paroi latérale du contenant, une éventuelle étape de reformage du fond, une éventuelle unité de soufflage dans laquelle le contenant subit une expansion contrôlée afin de le mettre en forme. Après remplissage, le contenant est destiné à permettre, à son bord supérieur, la fixation étanche d'un couvercle pour obtenir une boîte.

Classiquement, une unité de formage comprend un bâti délimitant un passage comprenant un axe longitudinal, un poinçon disposé dans le passage délimité par le bâti de manière mobile le long de l'axe longitudinal entre une position rentrée et une position sortie, le poinçon délimitant un corps principal et un nez de poinçon situé à une extrémité du corps principal, un actionneur en déplacement sollicitant le corps principal de sorte à déplacer le poinçon au moins de la position rentrée vers la position sortie, et trois ensembles-matrices successifs coopérant avec le poinçon. Le premier ensemble-matrice de ré-emboutissage comprend généralement un serre-coupelle et une bague de ré-emboutissage. Le deuxième ensemble-matrice d'étirage comprend généralement plusieurs bagues d'étirage successives (par exemple 3), ayant des diamètres décroissants afin d'agrandir la hauteur tout en réduisant l'épaisseur de la paroi latérale. Le troisième ensemble-matrice comprend généralement un support permettant la mise en forme de la paroi du fond et de la paroi de raccordement. Les ensembles-matrices et le poinçon coopèrent ensemble et sont configurés de sorte que, durant le passage du poinçon de la position rentrée à la position sortie :

- chaque coupelle unitaire placée entre le premier ensemble-matrice et le poinçon subit une réduction de diamètre pour obtenir une coupelle ré-emboutie ;

- puis chaque coupelle ré-emboutie placée entre le deuxième ensemble-matrice et le poinçon subit un étirage pour former la paroi latérale et obtenir une préforme ;

- puis chaque préforme placée entre le troisième ensemble-matrice et le poinçon subit une mise en forme de la paroi de fond et de la paroi de raccordement de la préforme pour obtenir un contenant.

Il est nécessaire de garantir que le contenant présente une rigidité mécanique suffisante pour la suite de la fabrication et pour son utilisation. Cette résistance mécanique concerne notamment la résistance axiale pour permettre le sertissage du couvercle et l'empilage des boîtes, la résistance à la pression interne qui est susceptible de varier pendant le remplissage du contenant et pendant le transport et le stockage des boîtes, la résistance à la chute des boîtes après remplissage, etc...

Pour permettre de conférer la résistance mécanique suffisante, il a déjà été imaginé de structurer la paroi de fond et/ou la paroi de raccordement, de manière à augmenter la résistance mécanique localement selon un principe de nervures ou de bossages dans la partie inférieure du contenant.

A titres d'exemples, de telles solutions ont été décrites dans les documents US7185525, US4953738 et US5680952.

Mais l'une des difficultés est de parvenir à réaliser la fabrication de tels contenants de manière simple, efficiente, économique, et avec une grande fiabilité pour éviter autant que possible les problèmes de fabrication et les arrêts intempestifs de la ligne de fabrication qui sont susceptibles d'avoir de très grands impacts compte tenu des cadences très élevées de fabrication. En effet, il a été déterminé par des simulations et des essais que la présence d'une géométrie non-homogène au niveau de la paroi de raccordement, notamment au niveau de l'anneau d'appui et/ou de la portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, a pour effet de s'opposer au glissement de la matière durant le formage entre le poinçon et l'ensemble-matrice.

Il existe d'abord un risque de rupture, sous la forme d'un déchirement de la matière du fond de la coupelle unitaire à cause du poinçon présentant des formes dissymétriques, par exemple des créneaux, au moment du ré-emboutissage pour la réduction de diamètre de la coupelle unitaire. Il existe aussi un risque de réduction d'épaisseur, voire de rupture, lors de la mise en forme de la paroi de fond finale. Il existe enfin un risque de voir apparaître des plis lors de la mise en forme du fond ou du ré emboutissage dû à l'asymétrie de la section de coupe.

Objet de l'invention

La présente invention a pour but de proposer une installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium qui réponde à tout ou partie des problématiques présentées ci-avant.

Notamment, le but de l'invention est de proposer une installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium qui réponde à au moins l'un des objectifs suivants : être simple et économique, être efficiente et garantir une grande cadence de fabrication, être fiable.

Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d'une installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium, de préférence adaptés pour contenir une boisson, configurée pour que chaque contenant fabriqué soit formé en une seule pièce et délimite une paroi latérale cylindrique, une paroi de fond essentiellement concave et une paroi de raccordement reliant la paroi latérale et la paroi de fond, la paroi latérale ayant un bord supérieur opposé à la paroi de fond permettant la fixation étanche ultérieure d'un couvercle pour constituer une boîte fermée, la paroi de raccordement délimitant : un anneau d'appui présentant une convexité orientée du côté opposé au volume interne délimité par la paroi latérale, et une portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, l'installation comprenant une unité de formage adaptée pourtransformer une coupelle unitaire de sorte à former la paroi de fond, la paroi de raccordement et tout ou partie de la paroi latérale, l'unité de formage comprenant : un bâti délimitant un passage comprenant un axe longitudinal, un poinçon disposé dans le passage délimité par le bâti de manière mobile le long de l'axe longitudinal entre une position rentrée et une position sortie, le poinçon délimitant un corps principal et un nez de poinçon situé à une extrémité du corps principal, un premier ensemble-matrice de ré-emboutissage comprenant un serre-coupelle et une bague de ré-emboutissage, un deuxième ensemble-matrice d'étirage comprenant plusieurs bagues d'étirage successives (par exemple 3), ayant des diamètres décroissants afin d'agrandir la hauteur tout en réduisant l'épaisseur de la paroi latérale, un troisième ensemble-matrice de mise en forme de la paroi de fond et de la paroi de raccordement, les ensembles-matrices et le poinçon coopérant ensemble et étant configurés de sorte que, durant le passage du poinçon de la position rentrée à la position sortie :

- chaque coupelle unitaire placée entre le premier ensemble-matrice et le poinçon subit une réduction de diamètre pour obtenir une coupelle ré-emboutie,

- puis chaque coupelle ré-emboutie placée entre le deuxième ensemble-matrice et le poinçon subit un étirage pour former la paroi latérale et obtenir une préforme,

- puis chaque préforme placée entre le troisième ensemble-matrice et le poinçon subit une mise en forme de la paroi de fond et de la paroi de raccordement de la préforme pour obtenir un contenant, l'installation étant telle qu'un élément fonctionnel appartenant au groupe comprenant le troisième ensemble-matrice et le nez de poinçon, est configuré de sorte à varier entre : une première configuration, automatiquement adoptée lorsque le poinçon est axialement positionné entre la position rentrée et une première position intermédiaire située entre la position rentrée et la position sortie, dans laquelle l'élément fonctionnel délimite une première empreinte spatiale telle que, durant le passage du poinçon de la position rentrée à la première position intermédiaire, le poinçon et les ensembles- matrices, dont le troisième ensemble-matrice, déforment progressivement par formage la coupelle unitaire d'une manière permettant de former temporairement une préforme dont la paroi de fond a la forme d'un dôme présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal et dont la paroi de raccordement présente une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal, une deuxième configuration, automatiquement adoptée lorsque le poinçon est dans la position sortie, dans laquelle l'élément fonctionnel délimite une deuxième empreinte spatiale telle que dans la position sortie du poinçon, la paroi de raccordement, en particulier au niveau de l'anneau d'appui (104) et/ou de la portion de liaison (111) entre l'anneau d'appui (104) et la paroi latérale (101), du contenant obtenu parformage entre le poinçon et le troisième ensemble-matrice présente une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal, le passage de la première configuration à la deuxième configuration étant provoqué automatiquement par les efforts mécaniques exercés entre le troisième ensemble- matrice et le nez de poinçon durant le passage du poinçon de la première position intermédiaire vers la position sortie. Selon les dispositions présentées ci-avant, il en résulte que l'unité de formage scinde avantageusement les opérations de formage de la partie inférieure de chaque préforme puis chaque contenant en deux phases. Dans une première phase, qui correspond à la période de déplacement du poinçon de la position rentrée vers la première position intermédiaire, l'unité de formage permet de former la paroi de fond et la paroi de raccordement de la préforme de telle manière que la paroi de fond et la paroi de raccordement présentent toutes deux une symétrie axiale autour de l'axe longitudinal. Puis, dans une seconde phase postérieure, qui correspond à la période de déplacement du poinçon de la première position intermédiaire vers la position sortie, l'unité de formage permet de former la paroi de raccordement du contenant d'une telle manière qu'au contraire de la préforme obtenue temporairement à la fin de la première phase, la paroi de raccordement présente une dissymétrie axiale autour de l'axe longitudinal. Par exemple, il en résulte la possibilité de mettre en forme, dans la paroi de raccordement, en particulier au niveau de l'anneau d'appui et/ou de la portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, des déformations concaves réparties à intervalles réguliers en tournant autour de l'axe longitudinal, la concavité de ces déformations concaves étant orientée du côté du volume interne délimité par la paroi latérale du contenant, ces déformations concaves étant par contre absentes à l'issue de la première phase et n'étant générées que durant la seconde phase. Par conséquent, l'unité de formage permet de créer les éléments structurels axialement dissymétriques destinés à augmenter la rigidité mécanique de la partie inférieure du contenant durant la deuxième phase, après que la paroi de raccordement et la paroi de fond toutes deux, éventuellement temporairement, axialement symétriques ont été obtenues durant la première phase. Les simulations numériques réalisées par la demanderesse ont montré que pour des épaisseurs de matériau données où les techniques de formage antérieures entraînaient la rupture du contenant durant le formage, l'unité de formage décrite dans le présent document garantit que le contenant ainsi formé ne casse pas durant le formage, avec une grande fiabilité.

Certains aspects préférés mais non limitatifs de l'installation sont maintenant donnés ci-après, ceux-ci pouvant être mis en œuvre isolément ou en combinaison.

La deuxième empreinte spatiale délimitée par l'élément fonctionnel dans la deuxième configuration présente une forme complémentaire de la forme d'une empreinte spatiale constante délimitée en permanence par l'autre élément que l'élément fonctionnel parmi le groupe comprenant le troisième ensemble-matrice et le nez de poinçon. La deuxième empreinte spatiale délimitée par l'élément fonctionnel dans la deuxième configuration est telle que dans la position sortie du poinçon, la paroi de raccordement du contenant obtenu par formage entre le poinçon et le troisième ensemble-matrice comprend, en particulier au niveau de l'anneau d'appui et/ou de la portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, des déformations concaves, dont la concavité est orientée du côté du volume interne délimité par la paroi latérale du contenant, et réparties à intervalles réguliers autour de l'axe longitudinal.

Dans une première variante, l'élément fonctionnel est constitué par le nez de poinçon, le nez de poinçon comprenant une partie fixe solidaire du corps principal et une pluralité de doigts rétractables où chaque doigt rétractable est monté sur la partie fixe du nez de poinçon d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal de sorte à pouvoir varier entre une position déployée et une position rétractée, le nez de poinçon étant tel que le nez de poinçon délimite : une première surface de formage, correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe la position déployée, une deuxième surface de formage, correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position rétractée, de sorte à délimiter des dépressions au niveau de chaque doigt rétractable en position rétractée où lesdites dépressions présentent des formes spatiales correspondant aux déformations concaves de la paroi de raccordement du contenant.

Le nez de poinçon comprend une partie mobile montée sur la partie fixe du nez de poinçon de manière déplaçable le long de l'axe longitudinal, ladite partie mobile étant constituée en une seule pièce et délimitant la pluralité de doigts rétractables.

L'unité de formage comprend au moins un actionneur de sollicitation exerçant une sollicitation mécanique prédéterminée de la partie mobile du nez de poinçon par rapport à la partie fixe du nez de poinçon ayant une valeur seuil et contraignant la partie mobile du nez de poinçon dans un sens tendant à déplacer les doigts rétractables vers leur position déployée, les doigts rétractables étant déplacés en direction de leur position rétractée lorsque la partie mobile du nez de poinçon subit un effort mécanique le long de l'axe longitudinal orienté dans un sens opposé au sens selon laquelle ladite sollicitation mécanique prédéterminée est appliquée ayant une valeur supérieure à ladite valeur seuil. L'actionneur de sollicitation comprend une chambre de pression dans laquelle un fluide opérationnel est présent et la sollicitation mécanique prédéterminée est obtenue par la mise sous pression du fluide opérationnel.

Dans une deuxième variante, l'élément fonctionnel est constitué par le troisième ensemble-matrice, le troisième ensemble-matrice comprenant une partie fixe et une pluralité de doigts rétractables où chaque doigt rétractable est monté sur la partie fixe du troisième ensemble-matrice d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal de sorte à pouvoir varier entre une position déployée et une position rétractée, le troisième ensemble-matrice étant tel qu'il délimite : une première surface de formage, correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position déployée, une deuxième surface de formage, correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position rétractée, de sorte à délimiter des dépressions au niveau de chaque doigt rétractable en position rétractée où lesdites dépressions présentent des formes spatiales complémentaires des portions saillantes présentes entre les déformations concaves de la paroi de raccordement du contenant.

Dans une troisième variante, l'élément fonctionnel est constitué par le troisième ensemble-matrice, le troisième ensemble-matrice comprenant une partie fixe et une pluralité de doigts rétractables où chaque doigt rétractable est monté sur la partie fixe du troisième ensemble-matrice d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal de sorte à pouvoir varier entre une position rétractée et une position déployée, le troisième ensemble-matrice étant tel qu'il délimite : une première surface de formage, correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position rétractée, une deuxième surface de formage, correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position déployée, de sorte à délimiter des bosses au niveau de chaque doigt rétractable en position déployée, où lesdites bosses présentent des formes spatiales correspondant aux déformations concaves de la paroi de raccordement du contenant.

Le troisième ensemble-matrice comprend une matrice fixe centrale le long de l'axe longitudinal et une matrice mobile ayant une forme annulaire délimitant une ouverture centrale apte à loger la matrice fixe et déplaçable le long de l'axe longitudinal de sorte à varier entre une position abaissée dans laquelle la matrice fixe est disposée dans la matrice mobile et une position relevée dans laquelle la matrice mobile est axialement positionnée entre la matrice fixe et le nez de poinçon, la matrice mobile étant sollicitée mécaniquement par un mécanisme de rappel par rapport à la matrice fixe le long de l'axe longitudinal dans un sens sollicitant la matrice mobile vers sa position relevée, la matrice mobile :

- occupant la position relevée lorsque le poinçon est positionné entre la position rentrée et une deuxième position intermédiaire située entre la position rentrée et la première position intermédiaire, et se déplaçant automatiquement de la position relevée à la position abaissée, par opposition à l'action du mécanisme de rappel, sous l'action de déplacement du poinçon de la deuxième position intermédiaire à la position sortie.

La matrice mobile occupe une position partiellement abaissée, axialement située entre la position abaissée et la position relevée, lorsque le poinçon occupe sa première position intermédiaire.

Le nez de poinçon et le corps principal peuvent être conformés de sorte que dans la position sortie du poinçon, la paroi de raccordement du contenant obtenu par formage entre le poinçon et le troisième ensemble-matrice comprend, entre l'anneau d'appui et la paroi latérale, une portion de liaison présentant, vu dans tout plan de coupe passant par l'axe longitudinal, une section à profil rectiligne selon une variante de la présente invention. Selon une autre variante, la portion de liaison présente une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal.

Description sommaire des dessins

D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig. 1] La Figure 1 est une vue en perspective du poinçon d'une unité de formage d'un exemple d'installation selon l'invention, dans la première configuration.

[Fig. 2] La Figure 2 est une vue radiale du poinçon de la Figure 1.

[Fig. 3] La Figure 3 est une vue en coupe radiale montrant le poinçon selon le plan de coupe A-A visible sur la Figure 2, à deux demi-plans sécants selon un angle de 15°.

[Fig. 4] La Figure 4 est une vue en perspective du poinçon de la Figure 1 dans la deuxième configuration. [Fig. 5] La Figure 5 est une vue en perspective d'une partie du troisième ensemble-matrice utilisé dans un exemple d'installation selon l'invention, c'est-à-dire la matrice fixe 31.

[Fig. 6] La Figure 6 illustre en coupe radiale une moitié de la partie inférieure du contenant obtenu grâce à l'unité de formage.

[Fig. 7] La Figure 7 représente schématiquement en coupe radiale certaines parties de l'unité de formage à un premier instant où le poinçon est en position rentrée.

[Fig. 8] La Figure 8 représente schématiquement en coupe radiale certaines parties de l'unité de formage à un deuxième instant où le poinçon occupe la deuxième position intermédiaire.

[Fig. 9] La Figure 9 représente schématiquement en coupe radiale certaines parties de l'unité de formage à un troisième instant où le poinçon occupe la première position intermédiaire.

[Fig. 10] La Figure 10 représente schématiquement en coupe radiale certaines parties de l'unité de formage à un quatrième instant où le poinçon occupe la position sortie.

[Fig. 11] La Figure 11 représente schématiquement une première unité de découpe, avant découpage d'un disque unitaire.

[Fig. 12] La Figure 12 représente schématiquement la première unité de découpe dans la situation après le découpage d'un disque unitaire.

[Fig. 13] La Figure 13 représente schématiquement une unité d'emboutissage, dans une situation où le disque unitaire est partiellement embouti et où la coupelle unitaire est donc partiellement formée.

[Fig. 14] La Figure 14 représente l'unité d'emboutissage dans la situation après l'emboutissage, la coupelle unitaire étant formée.

Il est à noter que le premier et le deuxième ensembles-matrices ne sont pas représentés sur les figures, car ils sont bien connus de l'homme du métier et font partie de ses connaissances générales. Cette connaissance générale peut notamment être illustrée par le document « The Aluminum Beverage Can », William F. Hosford and John, L. Duncan, Scientific American, Sept.1994.

Description détaillée

Sur les figures 1 à 14 et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.

L'invention concerne une installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium, de préférence adaptés pour contenir une boisson.

Chaque contenant 100 est formé en une seule pièce et délimite une paroi latérale 101 de forme cylindrique, une paroi de fond 102 essentiellement concave et une paroi de raccordement 103 reliant la paroi latérale 101 et la paroi de fond 102. La paroi de raccordement 103 délimite : un anneau d'appui 104 présentant une convexité orientée du côté opposé au volume interne 105 délimité par la paroi latérale 101, et une portion de liaison 111 entre l'anneau d'appui 104 et la paroi latérale 101. Le bord supérieur de la paroi latérale 101 du contenant 100, opposé axialement à la paroi de fond 102, est destiné à permettre ultérieurement la fixation étanche d'un couvercle non représenté pour former une boîte fermée.

En référence aux figures 11 et 12, l'installation comprend une première unité de découpe adaptée pour découper des disques unitaires 200 dans une bande 300 en aluminium ou en alliage d'aluminium. Typiquement, il s'agit d'un matériau AA3101, par exemple sous l'état métallurgique H14 ou H19. Typiquement, il s'agit d'un matériau AA3104 ou AA3105, par exemple sous l'état métallurgique H14 ou H19. La bande 300 peut présenter une épaisseur comprise de 150 à 300 pm, de préférence comprise de 200 à 265 pm, et plus préférentiellement entre 210 à 245 pm.

La figure 11 représente schématiquement la première unité de découpe avant le découpage d'un disque unitaire 200. La bande 300 est placée dans une matrice de découpe 400 susceptible de se déplacer selon un déplacement 401 par rapport à la bande 300 transversalement à celle-ci, c'est-à-dire dans la direction 402 correspondant à son épaisseur une fois que la bande 300 est placée dans la matrice de découpe 400.

La figure 12 représente schématiquement la première unité de découpe dans la situation après le découpage du disque unitaire 200, c'est-à-dire après le déplacement 401 de la matrice de découpe 400 dans la direction 402 par rapport à la bande 300.

L'installation comprend une unité d'emboutissage adaptée pour transformer le disque unitaire 200 en une coupelle unitaire 500 par emboutissage. Dans l'exemple particulier, maximisant l'efficacité, l'encombrement, les coûts, le rendement, la praticité et l'efficience, l'unité d'emboutissage est formée au moins partiellement à l'intérieur de la première unité de découpe d'une manière telle que le disque unitaire 200 produit par la première unité de découpe est utilisé par l'unité d'emboutissage directement après son obtention grâce à la première unité de découpe, sans aucun transfert de la première unité de découpe vers l'unité d'emboutissage. Il s'agit alors dans ce cas d'une première unité de découpe et d'emboutissage, la première découpe et l'emboutissage étant réalisés dans la même unité, l'un à la suite directe de l'autre.

L'unité d'emboutissage comprend une matrice d'emboutissage 600 recevant le disque unitaire 200 avec une possibilité d'étirage et de coulissement et un poinçon d'emboutissage 601 susceptible d'effectuer un déplacement 603 par rapport à la matrice d'emboutissage 600 dans une direction 602 orientée transversalement au disque unitaire 200, c'est-à-dire suivant l'épaisseur du disque unitaire 200.

La figure 13 représente schématiquement l'unité d'emboutissage, dans une situation où le disque unitaire 200 a été partiellement embouti et où la coupelle unitaire 500 est donc partiellement formée. La figure 14 représente l'unité d'emboutissage dans la situation après l'emboutissage, la coupelle unitaire 500 ayant été formée à l'issue du déplacement 603 du poinçon d'emboutissage 601 par rapport à la matrice d'emboutissage 600.

L'installation comprend une unité de formage adaptée pour transformer par formage la coupelle unitaire 500 de sorte à mettre en forme tout ou partie du contenant 100, notamment la partie inférieure où sont présentes la paroi de raccordement 103 et la paroi de fond 102.

En référence à la figure 3, l'unité de formage comprend un bâti 10 délimitant un passage 11 comprenant un axe longitudinal X. La nature du bâti 10 et du passage 11 n'a pas d'importance particulière et peut être quelconque.

L'unité de formage comprend un poinçon 20 disposé dans le passage 11 délimité par le bâti 10 de manière mobile le long de l'axe longitudinal X entre une position rentrée et une position sortie.

Le poinçon 20 délimite un corps principal 21 et un nez de poinçon 22 situé à une extrémité du corps principal 21. Le corps principal 21 et le nez de poinçon peuvent être formés dans un poinçon monobloc et peuvent être constitués en deux pièces distinctes fixées l'une sur l'autre.

L'unité de formage comprend un actionneur en déplacement (non représenté) sollicitant le corps principal 21 de sorte à déplacer le poinçon 20 au moins de la position rentrée représentée sur la figure 7 vers la position sortie représentée sur la figure 10. La nature de l'actionneur en déplacement n'a pas d'importance particulière et peut être quelconque. Il peut typiquement s'agir d'un actionneur en déplacement fonctionnant par pneumatique. Le retour du poinçon 20 de la position sortie vers la position rentrée peut être réalisé par l'actionneur en déplacement ou par un moyen de rappel élastique de nature mécanique, pneumatique ou hydraulique.

L'unité de formage comprend un premier et un deuxième ensembles- matrices (non représentés) et un troisième ensemble-matrice 30 coopérant avec le poinçon 20, les ensembles-matrices, dont le troisième ensemble-matrice 30, et le poinçon 20 étant configurés de sorte que, durant le passage du poinçon 20 de la position rentrée (figure 7) à la position sortie (figure 10), chaque coupelle unitaire 500, puis chaque coupelle ré-emboutie puis chaque préforme 100', placée entre un ensemble-matrice et le poinçon 20 subit une réduction de diamètre (premier ensemble- matrice, non représenté), puis un étirage pour former la paroi latérale 101 de la préforme 100' (deuxième ensemble-matrice, non représenté), puis une mise en forme de la paroi de fond 102 et de la paroi de raccordement 103 du contenant 100 (troisième ensemble-matrice 30).

Avantageusement, un élément fonctionnel, qui est constitué par le troisième ensemble-matrice 30 dans une variante ou par le nez de poinçon 22 dans une autre variante, est configuré de sorte à varier entre : une première configuration dans laquelle l'élément fonctionnel délimite une première empreinte spatiale telle que, durant le passage du poinçon 20 de la position rentrée (figure 7) à une première position intermédiaire représentée sur la figure 9 située entre la position rentrée et la position sortie, le poinçon 20 et les ensembles- matrices, dont le troisième ensemble-matrice 30, déforment progressivement par formage la coupelle unitaire 500 d'une manière permettant de former une préforme 100' dont la paroi de fond 102 a la forme d'un dôme présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal X et dont la paroi de raccordement 103 présente également une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal X, une deuxième configuration dans laquelle l'élément fonctionnel délimite une deuxième empreinte spatiale différente de la première empreinte spatiale et telle que dans la position sortie (figure 10) du poinçon 20, la paroi de raccordement 103 (en particulier au niveau de l'anneau d'appui et/ou de la portion de liaison entre l'anneau d'appui et la paroi latérale) du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 20 et le troisième ensemble-matrice 30 présente une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal X.

La première configuration est automatiquement adoptée tant que le poinçon 20 est axialement positionné entre la position rentrée (figure 7) et la première position intermédiaire (figure 9). La deuxième configuration est automatiquement adoptée lorsque le poinçon 20 est dans la position sortie.

Le passage de la première configuration à la deuxième configuration est provoqué automatiquement par les efforts mécaniques Fl exercés entre le troisième ensemble-matrice 30 et le nez de poinçon 22 durant le passage du poinçon 20 de la première position intermédiaire (figure 9) à la position sortie (figure 10).

De manière générale, la deuxième empreinte spatiale délimitée par l'élément fonctionnel adoptant la deuxième configuration présente une forme complémentaire de la forme d'une empreinte spatiale constante délimitée en permanence par l'autre élément que l'élément fonctionnel parmi le groupe comprenant le troisième ensemble-matrice 30 et le nez de poinçon 22.

La deuxième empreinte spatiale délimitée par l'élément fonctionnel adoptant la deuxième configuration est telle que dans la position sortie du poinçon 20 (figure 10), la paroi de raccordement 103 (en particulier au niveau de l'anneau d'appui 104 et/ou de la portion de liaison 111 entre l'anneau d'appui 104 et la paroi latérale 101) du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 20 et le troisième ensemble-matrice 30 comprend des déformations concaves 106 (figure 6), dont la concavité est orientée du côté du volume interne 105 délimité par la paroi latérale 101 du contenant 100, et réparties à intervalles réguliers autour de l'axe longitudinal X.

La profondeur des déformations concaves 106 comptée suivant l'axe longitudinal X est compris de 0,5 à 1 mm, de préférence de 0,7 à 0,8 mm.

Dans un premier mode de réalisation tel qu'illustré sur les figures, l'élément fonctionnel est constitué par le nez de poinçon 22. A cet effet, le nez de poinçon 22 comprend une partie fixe 220 solidaire du corps principal 21 et une pluralité de doigts rétractables 221 où chaque doigt rétractable 221 est monté sur la partie fixe 220 du nez de poinçon 22 d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal X de sorte à pouvoir varier entre une position déployée (figure 1) et une position rétractée (figure 4).

En référence aux figures 1 à 4 et 7 à 10, le nez de poinçon 22 est conformé de sorte à pouvoir délimiter : une première surface de formage (figures 1 et 7 à 9), correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable 221 occupe la position déployée, une deuxième surface de formage (figures 4 et 10), correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe qui varie autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable 221 occupe sa position rétractée, de sorte à délimiter des dépressions 222 au niveau de chaque doigt rétractable 221 en position rétractée.

Lesdites dépressions 222 présentent des formes spatiales correspondant aux déformations concaves 106 de la paroi de raccordement 103 du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 20 et le troisième ensemble-matrice 30. De manière identique aux déformations concaves 106, les dépressions 222 et donc plus généralement les doigts rétractables 221 sont répartis à intervalles réguliers autour de l'axe longitudinal X.

La deuxième empreinte spatiale délimitée par l'élément fonctionnel constitué par le nez de poinçon 22 lorsque celui-ci adopte la deuxième configuration est représentée sur la figure 4. Cette deuxième empreinte spatiale présente une forme complémentaire de la forme d'une empreinte spatiale constante délimitée en permanence par l'autre élément que l'élément fonctionnel parmi le groupe comprenant le troisième ensemble-matrice 30 et le nez de poinçon 22, c'est-à-dire le troisième ensemble-matrice 30 dans ce cas. L'empreinte spatiale constante délimitée par le troisième ensemble-matrice 30 est visible sur la figure 5. Une matrice fixe 31 décrite plus loin comprend des saillies 310 ayant des formes complémentaires des dépressions 222. Les saillies 310 et les dépressions 222 sont adaptées pour venir les unes dans les autres par emboîtement lorsque le poinçon 20 vient occuper la position sortie d'une manière créant alors les déformations concaves 106. De manière identique aux déformations concaves 106 et aux dépressions 222, les saillies 310 sont réparties à intervalles réguliers autour de l'axe longitudinal X. Les saillies 310 sont reliées par des portions de gorge annulaire 311 de formes complémentaires aux portions saillantes 223 de la partie fixe 220 situées entre les dépressions 222, de manière que ces portions saillantes 223 de la partie fixe 220 puissent venir s'emboîter dans les portions de gorge annulaire 311 lorsque le poinçon 20 est dans la position sortie d'une manière créant les portions saillantes 110 (figure 6) situées entre les déformations concaves 106.

Selon un mode de réalisation particulier non limitatif, le nez de poinçon 22 comprend une partie mobile 224 montée sur la partie fixe 220 du nez de poinçon 22 de manière déplaçable le long de l'axe longitudinal X, cette partie mobile 224 étant constituée en une seule pièce et délimitant la pluralité de doigts rétractables 21 de manière unitaire.

L'unité de formage comprend au moins un actionneur de sollicitation 40 exerçant une sollicitation mécanique prédéterminée F2 de la partie mobile 224 par rapport à la partie fixe 220 du nez de poinçon 22 ayant une valeur seuil et contraignant la partie mobile 224 du nez de poinçon 22 dans un sens tendant à déplacer les doigts rétractables 221 vers leurs positions déployées. Les doigts rétractables 221 sont déplacés en direction de leurs positions rétractées lorsque la partie mobile 224 subit un effort mécanique F3 le long de l'axe longitudinal X orienté dans un sens opposé au sens selon laquelle la sollicitation mécanique prédéterminée F2 est appliquée, ayant une valeur supérieure à ladite valeur seuil.

Avantageusement, l'actionneur de sollicitation 40 peut comprendre une chambre de pression dans laquelle un fluide opérationnel est présent et la sollicitation mécanique prédéterminée F2 est obtenue par la mise sous pression du fluide opérationnel.

Pour une bonne compréhension, les efforts mécaniques Fl évoqués précédemment, correspondant aux efforts d'interaction entre le troisième ensemble- matrice 30 et le nez de poinçon 22, comprennent l'effort mécanique F3 appliqué par le troisième ensemble-matrice 30 sur la partie mobile 224 et l'effort mécanique appliqué par le troisième ensemble-matrice 30 sur la partie fixe 220, durant le passage du poinçon 20 de la première position intermédiaire à la position sortie.

Selon une deuxième variante non représentée sur les figures, l'élément fonctionnel est constitué par le troisième ensemble-matrice 30. A cet effet, le troisième ensemble-matrice 30 peut comprendre alors une partie fixe et une pluralité de doigts rétractables où chaque doigt rétractable est monté sur la partie fixe du troisième ensemble-matrice 30 d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal X de sorte à pouvoir varier entre une position déployée et une position rétractée, le troisième ensemble-matrice 30 étant tel qu'il puisse délimiter : une première surface de formage, correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable occupe la position déployée, une deuxième surface de formage, correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position rétractée, de sorte à délimiter des dépressions au niveau de chaque doigt rétractable en position rétractée où lesdites dépressions présentent des formes spatiales complémentaires des portions saillantes 110 présentes entre les déformations concaves 106 de la paroi de raccordement 103 du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 20 et le troisième ensemble- matrice 30.

Selon une troisième variante non représentée sur les figures, l'élément fonctionnel est constitué par le troisième ensemble-matrice 30. A cet effet, le troisième ensemble-matrice 30 peut comprendre alors une partie fixe et une pluralité de doigts rétractables où chaque doigt rétractable est monté sur la partie fixe du troisième ensemble-matrice 30 d'une manière déplaçable selon l'axe longitudinal X de sorte à pouvoir varier entre une position rétractée et une position déployée, le troisième ensemble-matrice 30 étant tel qu'il puisse délimiter : une première surface de formage, correspondant à la première empreinte spatiale, présentant une section de coupe constante autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable occupe la position rétractée, une deuxième surface de formage, correspondant à la deuxième empreinte spatiale, présentant une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal X lorsque chaque doigt rétractable occupe sa position déployée, de sorte à délimiter des bosses au niveau de chaque doigt rétractable en position déployée, où lesdites bosses présentent des formes spatiales correspondant aux déformations concaves 106 de la paroi de raccordement 103 du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 20 et le troisième ensemble-matrice 30.

Selon un mode de réalisation particulier non limitatif, en référence aux figures, le troisième ensemble-matrice 30 comprend la matrice fixe 31 centrale déjà évoquée, qui est fixe le long de l'axe longitudinal X, et une matrice mobile 32 ayant une forme annulaire délimitant une ouverture centrale 33 apte à recevoir axialement la matrice fixe 31 et déplaçable le long de l'axe longitudinal X de sorte à varier entre une position abaissée (figure 10) dans laquelle la matrice fixe 31 est disposée dans la matrice mobile 32 et une position relevée (figure 7) dans laquelle la matrice mobile 32 est axialement positionnée entre la matrice fixe 31 et le nez de poinçon 22.

La matrice mobile 32 est sollicitée mécaniquement par un mécanisme de rappel 50 par rapport à la matrice fixe 31 le long de l'axe longitudinal X dans un sens sollicitant la matrice mobile 32 vers sa position relevée, la matrice mobile 32 : occupant la position relevée (figure 7) lorsque le poinçon 20 est positionné entre la position rentrée et une deuxième position intermédiaire située entre la position rentrée et la première position intermédiaire, et se déplaçant automatiquement de la position relevée à la position abaissée, par opposition à l'action du mécanisme de rappel 50, sous l'action de déplacement du poinçon 20 de la deuxième position intermédiaire à la position sortie.

La deuxième position intermédiaire que peut occuper le poinçon 20 est représentée sur la figure 8 ; il s'agit de la position occupée par le poinçon 20 au moment où il entre en contact avec la matrice mobile 32 lorsque celle-ci est dans la position relevée. La matrice mobile 32 occupe une position partiellement abaissée (figure 9), axialement située entre la position abaissée et la position relevée, lorsque le poinçon 20 occupe sa première position intermédiaire.

Le déplacement repéré DI sur la figure 7 symbolise le déplacement du poinçon 20 de la position rentrée de la figure 7 à la deuxième position intermédiaire, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'il entre en contact avec la matrice mobile 32.

Le déplacement repéré D2 sur la figure 8 symbolise le déplacement simultané du poinçon 20 et de la matrice mobile 32 (la matrice mobile 32 étant entraînée par le poinçon 20 en opposition à l'action du mécanisme de rappel 50) lorsque le poinçon 20 passe de la deuxième position intermédiaire à la première position intermédiaire. A la fin du déplacement D2, la matrice mobile 32 occupe sa position partiellement abaissée, ce qui correspond aux dispositions de la figure 9.

Le déplacement repéré D3 sur la figure 9 symbolise le déplacement simultané du poinçon 20 et de la matrice mobile 32 (la matrice mobile 32 étant entraînée par le poinçon 20 en opposition à l'action du mécanisme de rappel 50) lorsque le poinçon 20 passe de la première position intermédiaire à la position sortie. On aboutit aux dispositions de la figure 10.

Durant le déplacement D3 du poinçon 20, ce qui correspond au passage de la figure 9 à la figure 10, les doigts rétractables 221 se déplacent par rapport à la partie fixe 220 du nez de poinçon 22. Ce déplacement des doigts rétractables 221, dû au fait que la valeur de l'effort mécanique F3 devient supérieure à la valeur seuil de la sollicitation mécanique prédéterminée F2, est symbolisé par la flèche D4 sur la figure 9.

La figure 10 illustre la situation à l'issue du déplacement D3 du poinçon 20, c'est-à-dire lorsqu'il occupe sa position sortie.

Selon un mode de réalisation particulier non limitatif, le nez de poinçon 22 et le corps principal 21 sont configurés de sorte que dans la position sortie du poinçon 20, la paroi de raccordement 103 du contenant 100 obtenu par formage entre le poinçon 22 et le troisième ensemble-matrice 30 comprend, entre l'anneau d'appui 104 et la paroi latérale 101, une portion de liaison 111 présentant, vu dans tout plan de coupe passant par l'axe longitudinal X, une section à profil rectiligne. Selon un autre mode de réalisation, la portion de liaison 111 présente une section de coupe variable autour de l'axe longitudinal X.

L'installation pour la fabrication de contenants en aluminium ou en alliage d'aluminium qui vient d'être décrite est avantageusement simple et économique, présente une grande efficience et garantit une grande cadence de fabrication, tout en étant très fiable.