Brevet FR2128727A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne les récipients étanches £ obturés par un organe déformable de fermeture e-t elle concerne plus particulièrement les bouchons ou couvercles "déforma-blés et réutilisables, en matière plastique, destinés à obtu-5 rer des récipients à col ou goulot ouvert, ces organes de bouchage pouvant être posés rapidement et facilement et assurant l'étanchéité du récipient. Depuis de nombreuses années, pour conserver les produits alimentaires, on utilise couramment des récipients en matière -10 plastique, soit cylindrique, soit en forme de bols, de pichets, etc.. . associés à un couvercle séparé en matière relativement souple. Les bouchons ou couvercles classiques utilisés généralement à cet effet sont de plusieurs types différents. Par exemple, un type classique de couvercle comprend une gorge péri-15 phérique en "U" inversé que l'utilisateur aligne avec le bord supérieur du goulot ou du col du récipient puis emboîte autour ou à l'intérieur de ce bord pour assurer l'étanchéité entre les deux éléments. Les bouchons du type classique dits "à deux positions" peuvent fléchir et se placer à l'une ou l'autre de 20 deux positions fixes. Dans une position, le bouchon s'emboîte facilement autour du bord supérieur du goulot ou à l'intérieur de ce dernier, et lorsqu'on le fait fléchir pour qu'il prenne sa seconde position, il se dilate et son contour extérieur s'applique en contact étanche contre la paroi interne du ré-25 cipient. Les bouchons du type dit "à genouillère" pénètrent facilement dans le goulot du récipient, puis se dilatent et s'appliquent contre la paroi interne du récipient. Enfin, on utilise également des bouchons constitués par des tampons relativement indéformables pour obturer des récipients compor-30 tant un siège tronconique dans lequel le bouchon se coince par frottement. En général, ces dispositifs classiques d'obturation posent peu de problèmes de fabrication ou d'utilisation, cepen-_ dant à certains points de vue, ils présentent chacun certains 35 inconvénients. Par exemple, le couvercle à gorge périphérique inversée doit être emboîté sur le bord ouvert du récipient par des pressions successives exercées avec le pouce sur différents points de la paroi délimitant la gorge. Cette opération est relativement longue et délicate, notamment lorsque le cou-40 vercle est emboîté de cette manière, les concentrations de 72 08025 2 2128727 contraintes risquent de provoquer la rupture de ses parois. De même, les couvercles de ce type ont tendance à se gondoler en raison de la répartition aléatoire des contraintes internes, et leur vrillage rend leur'pose difficile, voir même impossi-5 ble. Le couvercle à deux positions exige également une certaine dextérité pour sa mise en place. En effet, pendant sa pose, son bord extérieur doit être maintenu appliqué contre le bord supérieur du col du récipient, tandis qu'on fait fléchir sa 10 paroi supérieure pour le placer à sa seconde position. De ce fait, dans de nombreux cas, il est nécessaire de le maintenir à la main par son bord extérieur, tandis qu'on fait fléchir sa paroi centrale. Les bouchons à genouillère sont également d'une mise en 15 place relativement délicate. En outre, ils comportent des plages d'articulation qui sont nécessairement amincies, et cet affaiblissement risque de provoquer la rupture de leurs parois. Par ailleurs, ils sont relativement difficiles à mouler, ce qui limite les types de matière pouvant être utilisée pour 20 leur fabrication. Enfin, une fois verrouillés, des contraintes élevées sont induites dans leurs parois qui ont tendance,de ce fait, à se déchirer. Lorsque l'effet de verrouillage est obtenu par roulage de la paroi centrale, ils ont tendance à se déverrouiller accidentellement lorsque d'autres articles 25 sont placés sur leur paroi supérieure et que le poids de ces articles enfonce la plage bombée centrale de cette paroi. Enfin, ces organes de fermeture ont tendance à se retourner, ce qui oblige l'utilisateur à l'extraire du couvercle et à l'inverser avant de le remettre en place sur le récipient. 30 Des bouchons expansibles sont également difficiles à utiliser pour obturer le récipient dont le goulot est de grand diamètre." Ces bouchons comportent un mécanisme de manoeuvre relativement compliqué et encombrant qui réduit le volume utilisable du récipient. Par ailleurs ils tendent à perdre leur ef-35 ficacité et deviennent rapidement inutilisables. Le bouchon de l'invention présente: les avantages des organes de fermeture décrits ci-dessus tout en. étant simple et d'une utilisation plus facile. Il peut-être.posé sur de nombreux types de récipients par une simple pression exercée aux 40 environ du centre de sa paroi principale. Il est en plusieurs 72 08025 3 2128727 pièces et comprend un plongeur qui transmet la pression qui lui est appliquée manuellement à la partie centrale de la paroi principale. Selon une caractéristique essentielle du "bouchon de l'in-5 vention, il comprend une paroi centrale principale cannelée, striée et ondulée, qui est élastique et peut se contracter et se dilater radialement de manière que son "bord extérieur se resserre en position d'ouverture et reprenne sa position initiale de fermeture, c'est-à-dire son diamètre initial de mou-10 lage. Ce bord fait partie intégrante d'une paroi annulaire qui peut assurer l'étanchéité entre le bouchon et le récipient pour protéger son contenu. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un bouchon de ce type. Ce procédé permet de réduire 15 à la fois les contraintes internes du bouchon et la force qu'il est nécessaire de lui appliquer pour le verrouiller sur le récipient tout en maintenant une pression spécifique de contact maximale entre sa paroi rétractable et la paroi interne correspondante du récipient. Sous ce dernier aspect, ce bouchon 20 est semblable aux dispositifs obturateurs décrits notamment dans les demandes de brevets des Etats-Unis d'Amérique ïf° g'jj 8 228 / 67 340 déposées respectivement le 3.2.1970 et le 27.8. 1970, toutes deux aux noms de Jack Vincent CROYLE et James Baldwin SWETT. 25 Enfin, l'invention a pour objet un nouveau type de bou chon pouvant être facilement posé sur un récipient pour obturer hermétiquement ce dernier. Il peut être moulé par compression ou par injection, il est simple et peu coûteux et il peut être utilisé pendant de très longues périodes. 30 L'invention sera décrite en détail en regard des dessins annexésj à titre d'exemples nullement limitatifs, sur lesquels : la figure 1 est une vue en plan du bouchon de l'invention ; la figure 2 est une coupe verticale selon la ligne 2-2 35 de la figure 3, cette figure montrant le bouchon de l'invention associé à un récipient tel qu'un pichet représenté également en coupe î la figure 3 est une vue de dessous du bouchon de la figure 1 ; 40 la figure 4 est une coupe partielle montrant le bouchon 72 08025 4 2128727 de l'invention associé à un récipient de type différent} et la figure 5 est une coupe partielle d'un pichet pouvant être obturé par le bouchon de la figure 1. Le bouchon 10 de l'invention représenté sur les figures 5 1 à 4 se compose de plusieurs pièces différentes. Le premier élément est un organe obturateur qui comprend une paroi principale 14 élastique radialement qui est ondulée et/ou cannelée. La paroi principale 14 se raccorde d'une part à une section centrale 16 sensiblement plane et d'autre part à une paroi la-10 térale annulaire 26 orientée vers le haut. Le second élément ou plateau 12 comporte un moyeu central de guidage 13. Le troisième élément est un plongeur 15* Les ondulations ou cannelures de la paroi 14 sont délimitées par plusieurs nervures 18 orientées vers le haut qui raccordent la section centrale 16 15 au bord tronconique extérieur 24 délimitant la paroi principale 14 • De préférence, cet organe obturateur est moulé en matière thermoplastique déformable, par exemple en polyéthylène à basse densité, en polyéthylène à haute densité, en polypropy-20 lène, en mélange de polyoléfines etc..., et il peut également être fabriqué en tôle métallique mince. En général, les récipients 20 à goulot ouvert (figures 2 et 4) auxquels le bouchon de l'invention est particulièrement destiné, sont également en matières plastiques semblables. Cependant, le bouchon de 25 l'invention peut également être associé à d'autres types de récipients, par exemple en verre, en métal, etc... On voit sur les figures 2 et 4 lue le bord extérieur tronconique 24 de la paroi principale se raccorde au bas de la paroi annulaire 26 orientée vers le haut. La surface extérieure 30 28 de la paroi annulaire 26 peut s'appliquer en contact étan-che sur la surface interne de la paroi 30 qui délimite le goulot ouvert du pichet 20o Ce contact étanche, de fait, provoque la fermeture hermétique du récipient qui est alors très avantageux pour la conservation d'aliments et/ou de liquides.Un bour-35 relet extérieur annulaire 32 faisant saillie sur la surface extérieure 28 de la paroi annulaire 26 porte en contact étanche contre la surface interne de la paroi du récipient.Comme on le voit sur la figure 2, ce dernier comporte un épaulement tronconique 34 qui constitue une portée limitant l'enfoncement du bouchon 10. Cet 40 épaulement est délimité par une courte section tronconique 36 de la paroi 21 du pichet. Cette section tronconique 36 est orientée vers l'intérieur et vers le bas et se raccorde à la paroi intérieure 21.Cet épaulement facilite le positionnement du bouchon. Par ailleurs, comme on le voit sur la figure 4, le bouchon^de^l'in- 45 vention peut être associé à d'autres types de récipients.Cependant,/ 72 08025 5 2128727 de fermeture permet de chasser une petite quantité de produit ou de liquide à l'intérieur du récipient pour réduire le volume d'air emprisonné dans ce dernier et qui est en contact avec le contenu de manière à augmenter le temps de conserva-5 tion de ce dernier» Le pichet 20 représenté sur les figures 2 et 5 comporte un bourrelet interrompu 23 faisant saillie sur la face interne de la paroi 21, à faible distance du -o supérieur 27 du goulot. Ces segments de bourrelet constituent à la fois une butée 10 supérieure et un repère permettant à l'utilisateur de replacer le bouchon 10 en position correcte immédiatement sous ce bourrelet. Lorsque le bouchon est en position soulevée et bute contre le bourrelet 23, il est écarté radialement de la section de paroi 21 qui délimite le bec verseur 25» De ce fait, le bou-15 chon 10 reste solidaire du pichet lorsqu'il est en position ouverte, et dans cette position le contenu du pichet peut être évacué par le bec verseur 25- Pour faciliter l'écoulement du contenu du pichet, une encoche inclinée 17 ménagée dans la face intérieure de la paroi 30 de ce dernier, à l'opposé du bec 20 verseur, permet à l'air de pénétrer dans le pichet lorsque le bouchon est en position soulevée. Pour obturer hermétiquement le pichet 20, il suffit d'abaisser le bouchon contre 1'épaulement 34 disposé au-dessous du bec verseur 25. De ce fait, le bourrelet 32 de l'élément obturateur s'applique selon une li-25 gne de contact continue contre la face interne de la paroi 21 du pichet. L'organe obturateur représenté notamment sur la figure 3 est déformable localement et peut se contracter ou se dilater dans le sens radial. De ce fait, sa paroi annulaire 26 se dé-30 place radialement avec le bord extérieur 24 de sa paroi principale- 14. La conception de cet organe obturateur doit tenir compte de la mémoire élastique de la matière utilisée pour sa fabrication. La configuration de sa paroi principale élastique 14 qui raccorde la section centrale plane 16 au bord ex-35 térieur tronconique 24 est un élément extrêmement important de l'invention. En effet, la paroi principale 14 tend à"s1affaisser sur elle-même lorsqu'une pression est pratiquée vers le bas sur la section centrale plane 16. Cet affaissement pratiquement uniforme déplace le bord extérieur 24 en le rappelant 40 vers l'extérieur et de ce fait, la paroi annulaire 26 est 72 08025 6 également tirée radialement vers l'intérieur. La paroi --Jnci-pale 14 comporte dans ce but plusieurs nervures 18 inclinées vers le haut et vers l'extérieur. On voit sur les figures 2, 3 et 4 que les arêtes 38 de ces nervures sont obliques par 5 rapport à la section plane 16 donc que leurs extrémités délimitant le bord 24 sont situées dans un plan décalé vers le haut par rapport au plan de la section centrale 16. Le même, les fonds 40 de ces arêtes sont disposés dans un plan commun, sensiblement parallèle à celui de la section centrale 16, lors-10 que l'élément obturateur est détendue Cependant, lorsque le bouchon est placé sur le récipient, les fonds 40 des nervures' doivent être légèrement inclinés vers le bas et vers le centre pour assurer l'étanchéité entre le bourrelet 32 et la paroi interne du récipient. 15 La hauteur des nervures, au voisinage de leur extrémité 24, c'est-à-dire au point où elles se raccordent à la paroi annulaire verticale 26 est telle que la partie la plus haute de leur fond 38 est alignée avec le bourrelet d'étanchéité 32, ou légèrement au-dessus de ce dernier. Ainsi, même si le dia-20 mètre de la surface 28 à l'aplomb du bord extérieur du bourrelet 32 est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la paroi du r^cipientj une pression appliquée sur la section centrale/plane provoque un resserrement de la paroi annulaire 26 suffisant pour que le bouchon glisse facilement sur la 25 paroi du récipient. On voit sur la figure 2 que la paroi annulaire 26 comporte également plusieurs nervures verticales 29 qui sont moulées en saillie sur sa face intérieure, en des -points régulièrement espacés angulairement. La partie supérieure des nervures 29 se raccorde à la paroi 26 au voisinage 30 du bord supérieur 35 de cette dernière et au-dessous du chanfrein intérieur 37 ménagé dans ce bord supérieur. Le même, la douille intérieure centrale 39 délimitée par la paroi annulai- 18. re 41 raccordée à/section centrale 16, est orientée au-dessus de cette dernière. 35 Le second élément du bouchon ou plateau supérieur 12 ,38 comprend une paroi supérieure tronconique /dont la partie centrale se raccorde à une. douille de guidage 13. Cette douille est au-dessus de la paroi tronconique 38 et est alignée avec la douille centrale 39 solidaire de la section centrale 16 de 40 la paroi élastique 14. Une jupe annulaire 43 se raccorde au 72 08025 7 2128727 bord extérieur de la paroi tronconique 38 et délimite un bec annulaire 42 entourant cette dernière. Ce bec es-t intercalé entre 11épaulement intérieur du chanfrein 35 et les sommets des nervures verticales 29, et il est maintenu axialement par 5 ces deux éléments. Le plongeur 15 coulisse dans la douille extérieure 13 et son extrémité intérieure est engagée dans la douille interne 39. La paroi annulaire 41 délimitant cette dernière comporte des nervures verticales internes 44 qui centrent le plongeur 10 15 par rapport à la paroi principale 14• le plongeur 15 comporte un épaulement extérieur 47 moulé entre ses deux extrémités qui peut s'appliquer contre la surface inférieure de la paroi tronconique 38, autour de la base de la douille extérieure 13 et qui constitue une butée limitant le déplace-15 ment vers le haut du plongeur et de la paroi principale J.4* Lorsqu'une pression axiale est appliquée vers le bas sur le plongeur 15, ce dernier la transmet à la section centrale plane 16 de la paroi principale 14 et de ce fait, la paroi annulaire 26 se rétracte radialement comme on l'a vu précédem-20 ment. L'extrémité libre de la douille supérieure 13 est prolongée par une coupelle évasée 45 et le sommet du plongeur 15 - dépasse légèrement le bord supérieur de cette coupelle. L'utilisateur peut ainsi saisir la douille 13 entre deux doigts et appuyer avec le pouce sur le sommet du plongeur 15 pour exer-25 cer la pression axiale mentionnée précédemment. Comme on l'a vu, l'un des principaux objets de l'invention concerne la répartition des forces appliquées, des pressions assurant l'étanchéité et des contraintes, de manière que la pression d'étanchéité n'exige qu'une force minimale et 30 n'engendre que des contraintes minimales. L'analyse des rapports entre la force axiale appliquée, la rétraction radiale de la paroi annulaire 26, les contraintes induites dans les éléments du bouchon, et la pression d'étanchéité est décrite dans les demandes de brevets des Etats-Unis d'Amérique préci-35 tées. Le bouchon de l'invention peut être modifié. Notamment, une douille et un plongeur peuvent être introduits et retenus dans la douille de guidage 13, ce qui permet de supprimer la douille intérieure 39» Par ailleurs, le plongeur peut faire 40 partie intégrante de la paroi principale 14 pour réduire le 72 08025 ci 2128/27 nombre de pièces séparées constituant le bouchon. Dans le bouchon de l'invention, lorsqu'une pression est appliquée axialenent contre la section centrale plane 16, le pourtour 18 de la paroi ondulée ou cannelée se resserre radia-5 lement. Ce déplacement radial est provoqué par la présence des nervures coniques qui peuvent se replier en accordéon pour tirer vers le centre la paroi annulaire 26 afin de faciliter la pénétration de l'élément obturateur dans le goulot ouvert du récipient tel que le pichet 20. Après l'introduction du bou-10 chon, lorsque la pression n'est plus exercée sur le plongeur, la matière élastique se détend et la paroi annulaire 26 se dilate et se plaque contre la paroi correspondante du récipient pour obturer hermétiquement ce dernier. Pour déboucher le récipient, il suffit d'appuyer sur le plongeur 15 et d'extraire 15 le bouchon du goulot du récipient. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit, sans sortir du cadre de l'invention . 72 08025 9 2128727 REVENDICATIONS lo- Obturateur déformable localement, dilat-able et rétractable et ayant une mémoire élastique, destiné à fermer hermétiquement un récipient à goulot ouvert, caractérisé en 5 ce qu'il comprend une paroi centrale principale comportant une plage élastique reliant la section centrale à son bord extérieur, cette paroi principale étant telle que lorsqu'une pression est exercée au voisinage de son centre, sa plage élastique tend à s'affaisser sur elle-même en déplaçant uniformé-10 ment le bord extérieur de manière que ce dernier puisse s'engager librement dans le goulot ouvert du récipient, une lèvre d'étanchéité continue entourant le bord extérieur de la paroi principale et faisant partie intégrante de ce bord et se déplaçant de la même manière que ce dernier, de manière qu'au 15 moins une partie de la lèvre d'étanchéité puisse s'appliquer en contact étanche contre la paroi du col ouvert du récipient en raison de l'élasticité et de la mémoire élastique de l'obturateur, lorsque la pression préalablement appliquée contre la partie centrale de la paroi principale est supprimée, une 20 paroi supérieure, reliée à l'élément constitué par la lèvre d'étanchéité et la paroi centrale principale, comprenant une douille centrale de guidage, et un plongeur pouvant coulisser axialeinent dans la douille de guidage de manière qu'une pression axiale exercée sur une extrémité du plongeur soit trans-25 mise à la paroi principale centrale, au voisinage du centre de cette dernière. 2.- Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plongeur est fixé dans la paroi principale centrale au voisinage du centre de cette dernière. 30 3.- Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il' est associé à un récipient comprenant une paroi délimitant un goulot ouvert, le goulot comportant un bec verseur et un canal d'entrée d'air constitué par une encoche opposée au bec verseur, l'obturateur étant destiné à s'appli-35 quer en contact étanche contre la paroi intérieure du goulot du récipient, soit au-dessus, soit au-dessous du bec verseur et de l'encoche. 4.- Obturateur selon la revendication 3} caractérisé en ce qu'il est associé à un récipient dont la paroi qui- en déli-4-0 mite le goulot comprend des elentents faisant saillie sur sa 72 08025 face interne et disposés en un point éloigné du bord supérieur du goulot, de manière que la lèvre d'étanchéité de l'obturateur soit disposée .entre les éléments en saillie, ces derniers délimitant également un siège, positionnant l'obturateur dans le 5 récipient. 5.- Obturateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi supérieure comporte un élément de verrouillage s'accrochant à un élément de verrouillage opposé à la lèvre d'étanchéité de manière à solidariser la paroi supérieure 10 à la paroi principale. 6.- Procédé de fermeture étanche de récipients à col ou goulot ouvert au moyen d'un dispositif élastique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : mise en place sur le récipient, d'un dispositif de fermeture au repos, comportant une 15 paroi centrale comprenant une zone cannelée radialement à partir d'une portion centrale, application d'une pression à peu près au centre de ladite paroi centrale, jusqu'à ce que la zone cannelée se contracte et déplace sensiblement uniformément un joint associé à la paroi centrale, maintien de la pression jusqu'à ce que le dis- 20 positif de fermeture arrive en position de fermeture étanche du récipient, et relâchement de la pression de manière que le dispositif en raison de son élasticité, revienne à sa position de repos et forme un contact étanche avec les parois latérales du récipient. 1 v :V7 97 BAD ORIGINAL