Brevet FR2138468A1 — publié le 19730105

La présente invention concerne un dispositif de fermeture, ouvrable par rotation, destiné à fermer des récipients du type dont on extrait le contenu par compression. De tube écrasable et le flacon compressible offrent une occasion unique d'utiliser un type économiquement satisfaisant de dispositif de fermeture pouvant isoler le contenu ou permettant d'exprimer ce contenu par une opération mécanique simple qui n'implique pas le retrait d'un élément de la fermeture ou la fermeture elle-mtse. Il a été proposé, par exemple, des centaines de types de fermetures pour tubes écrasables tels que les tubes de dentifrice, mais aucun nta été adqpté commercialement, on raison d'un fonctionnement non satisfaisant, surtout en ce qui concerne trois des principales conditions que l'on impose à ces dispositifs.Un dispositif de fermeture ne comportant pas d'éléments amovibles du type envisagé iciJdoit 8trie de très petites dimensions de façon à utiliser aussi peu de matière que possible, et cette matière doit entre particulièrement bon marché. En second lieu, on doit pouvoir le fabriquer avec un appareillage bon marché, à des rythmes de production très rapides, et cependant,l'assemblage et la conception des composants doivent permettre de les assembler automatiquement au moyen de machines de faible prix de revient au rythme de production envisagé. in troisième lieu, la fermeture doit e'tre réalisée de façon à constituer une fermeture bien étanche en position fermée, ce qui est particulièrement important pour une fermeture de tube de dentifrice.Conjointement à l'efficacité de la fermeture branche, llexpulsion doit s'accompagner d'un nettoyage ou d'une élimination automatique des corps étrangers et des obstructions. L'invention a principalement pour objet un dispositif de fermeture à clapet rotatif pour récipients écrasables ou compres sibles,satisfaisant aux conditions énumérées plus haut. Selon l'invention, le dispositif de fermeture de récipient comporte un élément de clapet rotatif, traversé de part en part par un alésage, un boîtier ou capuchon comportant un orifice et contenant ledit élément de clapet, des moyens à crémaillère et pignon conçue pour actionner le clapet lors de la rotation du capuchon comportant ledit orifice, et une base de support pour b capuchon et l'élément de clapet, ladite base faisant partie de la sortie d'un récipient ou pouvant lui entre fixée. L'élément de clapet rotatif extérieur est conformé sensiblement en bille traversée de part en part, par un alésage approprié, ladite bille étant capable de tourner de façon que son alésage vienne en correspondance exacte avec un orifice de sortie du capuchon extérieur rotatif, et dans laquelle le capuchon présente de surfaces sensiblement sphériques susceptibles d'épouser la forme des surfaces sensiblement sphériques de l'élément de clapet, pour assurer un effet d'étanchéité et de débouchage automatique. Dans le but d'atteindre les objectifs énumérés, la fermeture du récipient selon l'invention comprend un élément de base, de forme générale tubulaire, et un élément de capuchon, de forme générale tubulaire, se terminant par un orifice de sortie et monté rotatif sur ledit élément de base autour d'un axe de rotation commun avec lui. Ltun des éléments comporte un réseau circulaire de dents de crémaillère formant une roue dentée autour dudit axe, et l'autre élément comporte des cuvettes d'appui diamétralement opposées.Un élément de clapet sphérique traversé par un alésage et comportant des goujons transversaux dirigés vers l'extérieur, sensiblement perpendiculaires à alésage, est prévu pour s'appuyer dans les cuvettes d'appui par ses goujons pour que le pignon formé fixement autour de l'un de ses goujons engrène avec les dents de la crémaillère circulaire, de sorte que le mouvement de rotation relatif de l'élément de capuchon et de l'élément de base provoque la rotation de l'élément de clapet sphérique autour de ses goujons, ce qui provoque l'alignement de l'alésage de l'élément de clapet avec l'orifice du capuchon et, lors d'une rotation ultérieure, l'occlusion dudit alésage par la structure de l'élément de capuchon.La structure de l'élément de capuchon comprend, de préférence, des surfaces sphériques concaves propres à s'articuler avec les surfaces sphériques de l'élément de clapet. De mime, l'élément de base peut comporter des surfaces sphériques capables de contribuer à une action d'essuyage, et dans le support de l'élément de clapet. Un mode de réalisation de l'invention sera à présent décrit en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels Lafigure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de fermeture de récipient préféré selon l'invention, dont certaines parties sont arrachées pour mettre en évidence des détails do coupe La figure 2 est une vue en perspective d'un récipient écrasable sur lequel se trouve le dispositif de fermeture selon l'invention La figure 3 est une vue éclatée des composants selon l'in Invention La figure 4 est une coupe partielle agrandie du capuchon, et, La figure 5 eat une coupe agrandie d'un mode d'exécution préféré d'un ét de clapet à bille comportant un anneau de support conçu pour faciliter le montage automatique en cours de fabrication. Le dispositif de fermeture 10 selon l'invention comprend trois compossats principaux : un élément de base de forge générale tubulaire 11, un élément de clapet à bille sphérique 12 traversé par un alésage 13 et un élément de capuchon rotatif 14 de forme générale tubulaire. L ment de capuchon 14 converge pour délimiter un orifice de sortie 15 avec lequel vient s'ali- gner l'alésage 13 de l'élément de clapet, dans la position des composants représentée sur la figure 1, dans laquelle l'élément de base 11, l'alésage de clapet 13 et l'orifice 15 sont alignés de façon coaxiale par rapport à un axe commun 16. L'élément de clapet sphérique 12 comporte des goujons radiaux et coaxiaux 17 et 18, dont l'un comprend, à sa base un pignon 19. fl est clair qu'une telle bille solidaire de son pignon peut titre articulée de façon i effectuer un mouvement de rotation autour de l'axe de ses goujons en prévoyant un support fixe pour les goujons et une crémaillère d'engrenage annulaire en prise avec ledit pignon. On peut aussi faire tourner un support pour les goujons avec la bille autour de l'axe 16 sur une crémaillère fixe, non représentée, servant d'articulation pour le pignon 19. Sur la figure 1, les goujons de la bille 12 sont supportés dans des cuvettes d'appui ou fentes internes diamétralement opposées 20 du capuchon 14, et le pignon 19 engrène avec les dents d'un engrenage à crémaillre annulaire 21 constituant une partie fixe de l'élément de base 11. I1 est clair cependant que cette réalibation pourrait titre modifiée de façon que les dents de crémaillure 21 constituent une partie du capuchon 14 et que les fentes ou cuvettes d'appui des goujons fassent partie de l'élé- ment de base 11. L'élément de clapet sphérique est encore représenté sur les figures 3 et 50 Cette dernière figure illustre un procédé pré féré de moulage de l'élément sphérique ; les extrémités cen trales des goujons 17, 18 comportent de petits ponts 22, 23 reliant les goujons à un élément annulaire de montage extérieur 24 pourvu de surfaces de mise en place 25 concentriques avec l'axe 16a et l'alésage 13. Le diamètre maximum d de l'alésage du clapet doit titre inférieur aux sept dixièmes du diamètre D de la bille sphérique, afin que la bille puisse boucher suffisamment l'orifice 15 du capuchon, par ses surfaces sphériques exté rieures 26, lorsque l'alésage 13 est-amené dans une position pra tiquement perpendiculaire à l'ase 16 de la figure 1.L'anneau de montage 24 permet à la bille d'être introduite dans le capu chon 14 par des machines automatiques, de façon à se placer dans la cavité annulaire 27 à l'intérieur du rebord 28 du capuchon. Lorsque la bille est serrée par les goujons 17 ét 18 au cours d'une telle opération, elle se détache de la bague de mise en place 24 par rupture des ponts 22, 23 et est repoussée dans les cavités d'appui 20 s'étendant vers le haut dans les surfaces intérieures du capuchon. Le rebord 28 du capuchon 14 comprend une cavité annulaire intérieure 29 recevantssde façon coulissante > un bourreletannu- laire 30 dirigé vers le haut et vers l'extérieur à partir de l'élément de base 11. Le rebord 28 et l'anneau 30 présentent un ajustage par arc-boutement et, par conséquent, le rebord 28 doit se dilater légèrement et élastiquement pour permettre de monter le capuchon sur la base. Lors du montage, le bourrelet 30 sert de guide au support rotatif du capuchon 14, permettant de faire tourner ce dernier sur la base autour de l'axe commun 16.Dans la région des cuvettes d'appui des goujons 20, se trouve une cavité annulaire 31 de profondeur suffisante pour permettre au pignon 19 de tourner librement avec la bille 12 sur les goujons 17, 18. En outre, au-dessus et à l'intérieur de la cavité annulaire 31, une surface d'essuyage sphérique concave 32 s'étend jusqu'à l'orifice 15, ledit orifice étant d'un diamètre, de préférence, égal au diamètre d de l'alésage de l'élément de clapet 12. Âu-dessus de l'orifice 15, un ergot amovible conformé en élément conique 33 se termine en extrémité borgne 34 et se rattache audit orifice 15 par une fine pellicule de liaison sectionnable 35,de sorte que l'utilisateur peut arracher l'ergot du capuchon pour mettre l'orifice à nu.Avant cette opération,le capuchon est entièrement obturé dans la région de ltorificeO L'élément de base 11, supportant de façon rotative le capuchon 14 par l'anneau 30, comporte, à l'intérieur de ce dernier, un siège annulaire 37 propre à recevoir les parties inférieures de la bague de mise en place 24. L'élément de base 11 se prolonge vers l'intérieur et vers le haut, à l'intérieur de la bague 24, en formant un siège sphérique 38 pour la bille 12 et se terminant par la crémaillère dentée annulaire 21.La surface d'appui 38 de l'élément de base 11 comporte une cavité annulaire 39 séparant les surfaces sphériques concaves intérieure et extérieure, respectivement 40 et 41, cette dernière présentant, de préférence, un certain jeu, mais faible avec l'élément de clapet sphérique 12, tandis que la surface intérieure 40 est conçue de façon à coulisser sur ces surfaces sphériques. De cette façon, la cavité annulaire 39 peut recevoir des substances étrangères et la surface intérieure 40, qui fait partie d'une saillie annulaire intérieure 42 de la base, est susceptible de fléchir dans une certaine mesure, lors de son action d'essuyage contre les surfaces de l'élément de clapet. La base Il indiquée sur la figure 1 forme la tette d'une structure de tube écrasable 43, de configuration classique, indiquée par la figure 2 ; elle peut également être modifiée de façon à ne s'étendre pratiquement qu'au diamètre effectif de sa surface de base annulaire 44 et à présenter au-dessous un filetage (non représenté) permettant de la monter sur un tuyau de décharge fileté d'un récipient du type à tube écrasable ou à tube compressible. Il est évident que, lorsqu'on fait tourner le capuchon 14 autour de la base 11, le pignon 19 de l'élément de clapet engrène dans la roue dentée 21 de la base 11. Lors de ce mouvement, la bille 12 est entrainée en rotation autour de l'axe 45 des goujons, cet axe 45 tournant lui-mEme avec le capuchon 14 autour de l'axe 16 du capuchon et de la base. Du fait de la géométrie relative des composants, une rotation d'environ un quart de tour du capuchon fera passer l'alésage 13 d'une position verticale ouverte à une position horizontale, dans laquelle l'orifice 15 est entièrement bouché par les surfaces d'occlusion sphériques 26 de l'élément de soupape à bille sphérique. Bien que les dessins indiquent que le pignon et la roue dentée 21 s'étendent sur 36G , il est possible, selon l'invention, d'éliminer certaines'des dents, en formant un plat au lieu d'une dent, ou bien encore en comblant l'intervalle entre certaines dents, de façon à former une limite du mouvement de rotation du capuchon par rapport à la base. Ainsi, le capuchon peut présenter une position fermée et une position ouverte. De plus, il est préférable de former le pignon 19 en deux pièces moulées comportant un plan de séparation contenant l'axe 45 perpendiculaire à l'alésage 13, auquel cas,les dents de pignon 46 sont conformées en étoile et convergent vers un point pour former une dépouille et une surface de séparation. REVEIDICÂTIONS 1.- Dispositif de fermeture de récipient, caractérisé en ce qu'il comprend, un élément de clapet rotatif traversé de part en part par un alésage, un capuchon présentant un orifice, une base pourvue d'un orifice et supportant de façon rotative ledit capuchon et ledit élément de clapet à l'intérieur dudit capuchon, et des moyens k pignon et crémaillère conçus pour faire tourner ledit éléunt de clapet par rotation manuelle dudit capuchon sur ladite base. 2.- Dispositif de fermeture de récipient, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un élément de base tubulaire, un élément de capuchon tubulaire monté sur ledit élément de base et comportant un orifice central contenu dans un axe de rotation commun aux deux éléments, une structure de roue dentée, placée coaxialement dans l1un desdits éléments autour dudit axe commun, des cuvettes d'appui latéralement opposées prévues dans l'autre élément, un élément de clapet traversé par un alésage et pourvu de surfaces sphériques et de deux goujons opposés en saillie radiale, dirigés traneversalement par rapport à l'alésage, et un pignon associé à l'un des goujons et propre à engrener avec ladite roue dentée, lorsque les goujons s'appuient dans lesdites cuvettes d'appui, ledit élément de clapet étant rotatif sur ses goujons par rotation relative desdits éléments autour de leur axe commun, d'une position de non-alignement de l'alésage avec assit orifice, pour laquelle les surfaces sphériques du clapet obturent ledit orifice, vers une position ouverte pour laquelle ledit alésage est aligné axialement avec ledit axe de rotation et ledit orifice pour définir une ouverture non obturée à travers l'élément de base, l'alésage de l'élément de clapet et l'orifice dudit élément de capuchon. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pignon et les goujons font corps avec ledit élément de clapet sphérique. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pignon et les goujons font corps avec ledit élément de clapet sphérique, ledit pignon comportant des dents d'engrenage > de configuration pointue > définissant une dépouille de moulageS et un plan de séparation de moule contenant l'axe desdits goujons et dudit pignon. 5.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure de roue dentée monte vers le haut à partir dudit élément de base et en fait partie, et en ce que lesdites cuvettes d'appui sont pratiquées dans ledit élément de capuchon. 6.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de capuchon comporte des surfaces concaves sphériques propres à s'embêter avec les surfaces sphériques dudit élément de clapet. 7.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de base comporte des surfaces de support dé l'élément de clapet sphérique propres à effectuer, en entrant en contact avec les surfaces sphériques de l'élément de clapet, une action de nettoyage et d'essuyage, lorsque ledit élément de clapet se déplace au-dessus. 8.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice de l'élément de capuchon et l'alésage de l'élément de clapet ont tous les deux le mbme diamètre, ledit diamètre étant inférieur aux sept dixièmes du diamètre des surfaces sphériques de l'élément de clapet.