Brevet FR2557075A1 — publié le 19850628

1. La présente invention concerne des conteneurs de liquide munis de bouchons filetés et, plus particulière- ment, un bouchon de fermeture pour boissons carbonatées qui peut être utilisé de nombreuses fois, tout en conser- vant son aptitude de fermeture étanche lors de chaque rebouchage. Dans les méthodes modernes de commercialisation, on a de plus en plus tendance à procéder à des ventes en gros d'aliments et de boissons. Dans la plupart des cas, un conteneur approprié doit seulement être propre et pou- voir éviter les fuites ou l'intrusion de poussières, insec- tes ou analogues. Cependant, dans les cas des boissons carbonatées, il existe des problèmes particuliers d'étan- chéité vis-à-vis de la perte de carhonation. L'absence de conteneurs réutilisables de façon fiable a été néfaste pour le développement de telles ventes en gros. Ainsi, les ventes de boissons carbonatées se sont trouvées limitées aux bottes ou bouteilles fermées en usine, ou à des gobe- lets individuels pour consommation iimédiate. En outre,dans le cas des grandes bouteilles, c'est-à-dire d'un volume de deux litres, que l'on vend dans les grandes épiceries, on 2. ne peut compter sur le soimet fileté de la bouteille d'origine pour resceller de manière répétée le conteneur afin qu'il n'y ait pas de perte de pression, Une bouteille typique d'utilisation-courante pré- sente un bouchon vissé qui dépend de l'engagement d'une garniture molle, plate,-au sommet du bouchon et du pourtour supérieur plat du col de la bouteille. Il s'agit 1l d'un joint convenable lorsque le bouchon est appliqué pour la première fois à l'usine d'embouteillage, mais apres quelques utilisations le joint, qui est tendre,présente des écorchu- res et perd son aptitude au scellement. Un bouchon typique avec revêtement est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 038 524. On a proposé des bouchons qui éli- minent la garniture tenidre, mais ils présentent une structu- re complexe qui se traduit par de nombreuses crevasses dans lesquelles du liquide et des bactéries peuvent être secretesi ce qui se traduit par le fait qu'il est virtuellement impos- sible de pouvoir ré-utiliser le bouchon dans des -conditions hygiéniques. Des exemples typiques de ce genre de bouchon sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'IAm6rique n 4 210 251 et n 4 360 114. La présente 'invention a pour objet de résoudre les problèmes exposés cidessus, permettant ainsi l'achat en gros de boissons carbonatées dans des conteneurs réutili- sables, économiques et commodes. Un objet principal de la présente invention est. un bouchon de scellement qui soit capable de fournir de manière répétée un joint étanche au gaz sur une bouteille. Un objet auxiliaire de la présente invention est un bouchon de bouteille pouvant être utilisé de manière répétée sur des bhouteilles standard au soimet fileté dans le but d'assurer un joint contre les pertes de pres- sion. Un autre 'objet -de la présente inyention est un bouchon du type décrit qui comporte -une pluralité de sur- faces d'étanchéité séparées -mais s'engageant de uanière 3. séquentielle en coopération qui, lors de la refermeture,- formeront un joint contre les pertes de pression malgré la défaillance de certaines des arêtes d'étanchéité soit de la bouteille, soit du bouchon, soit des deux. Un autre objet de la présente invention est un bouchon de fermeture du type décrit qui, en plus des filets intérieur3, comporte -un -moyen qui coopère avec un moyen complémentaire de la bouteille pour bloquer le bouchon après sa mise dans la position de scellement. Un autre objet de la présente invention est un bouchon de fermeture répondant aux objets précédents, qui soit d'utilisation commode et de manipulation facile par les doigts d'une personne pour en effectuer l'ouverture et la fermeture. Un autre objet important de laprésente invention est un bouchon de fermeture répondant aux objets précédents, qui soit construit sous forme de pièce unique sans joints séparés ou autres éléments d'étanchéité et par conséquent exempt des craquelures ou crevasses dans lesquelles des bactéries peuvent être secrétées. Le bouchon de la présente invention est par conséquent facile à.conserver dans l'état de propreté imposé aux produits alimentaires. Les objets précédents ainsi que d'autres objets de la présente invention sont atteints par un bouchon de fermeture qui est destiné à s'adapter aux filets d'un con- teneur existant sur lequel il doit être vissé pour en assu- rer la fermeture. L'extrémité intérieure du bouchon compor- te une rainure annulaire dirigée yers l'intérieur (axiale- ment) disposée de manière à accepter le bord supérieur du col d'une bouteille. Les parois latérales de la rainure sont incurvées à partir de sa surface supérieure intérieure et convergent l'une vers Vl'autre et vers la base de la rainure. La base de la rainure annulaire comporte une arê- te centrale sans fin qui viendra en contact avec le bord supérieur du col de la bouteille lorsque le bouchon est suffisamment vissé. 4. La largeur de la rainure doit être légèrement inférieure à l'épaisseur de la paroi de la bouteille sur laquelle le bouchon est vissé. Ainsi, lors de la-fermeture initiale, la paroi conique de la rainure viendra en con- tact avec les bords supérieurs du col de la bouteille, four- nissant ainsi deux lignes de scellement primaire sans -fin, une ligne -étant de chaque coté du bord Èupérieur du col de la bouteille.' Les parois coniques centrent égale- ment la surface supérieure du col dans une position opti- mum pour contact avec l'arête sans fin lorsque le bouchon est suffisamment vissé. Le bouchon de la présente invention fournit ain- si trois zones de scellement primaire séparées, une de chaque 'cté du bord supérieur du col de la bouteille et la troisième sur la surface supérieure centrale du col. Naturellement, le fait qu'il y ait conformité entre les surfaces du bouchon et de la bouteille assure également l'étanchéité. La troisième ligne d'étanchéité peut ne pas s'avérer nécessaire dans tous les cas, mais devient de plus en plus efficace lorsque les bords supérieurs du col ou les parois de 'la rainure annulare s'usent, d'o il ré- sulte que le bouchon se visse un peu plus pour assurer l'étanchéité. Le cas échéant, le bouchon peut à tout moment être vissé davantage pour venir en contact avec l'arête cen- traie d'étanchéité. Cependant, cela peut ne pas être nécessaire tant que les joints latéraux sont fermement engages. Pour faciliter le blocage du bouchon dans la position d'étanchéité une section de paroi intérieure non filetée, lisse, est prévue dans la base du bouchon entre l'extrémité des filets et ltentrée du bouchon. Cette par- tie de paroi lisse -vient en contact face à face avec une bague complémentaire -du col de la bouteille au-dessous des filets. L'engagement par friction résultant permet d'éviter un desserrage par inadvertance du bouchon. 5. Pour faciliter l'utilisation du bouchon par les doigts d'une personne, des lamelles on ailes sont prévues sur l'extérieur du corps du bouchon. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faire en liaison avec les des- sins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un bouchon et du col d'une bouteille; La figure 2 est une vue en coupe latérale d'un bouchon selon la présente invention, le bouchon étant repré- senté en place sur le col d'une bouteille, et se rapprochant de la position initiale de fermeture étanche. Pour rendre la figure plus claire, on a utilisé une vue partielle à grande échelle; la plus avancée. Les figures représentent un bouchon 10 pouvant être utilisé avec une bouteille typique 11. La bouteille comprend un corps se rétrécissant pour former un col ayant une section de paroi cylindrique lisse 12, suivie de filets 13 et se terminant par une sec- tion cylindrique extérieure 14 à une surface supérieure 16 formant un pourtour plat qui est limité par un bord la- téral extérieur 17 et un bord latéral intérieur 18. Une collerette annulaire 19 s'étend à partir de la bouteille au-dessous du col de manière à faciliter la manipulation. Le bouchon 10 de la présente invention comprend un corps cylindrique 20 présentant des filets intérieurs 21 et une partie de paroi lisse 22. Le bouchon a un sommet fermé 23, dans l'intérieur duquel se trouve une rainure annulaire 24 dirigée axialement qui est définie par des pa- rois coniques extérieure et intérieure 26 et 27 et un fond 6. 28 sur lequel est formée une arête sans fin 29 espacée des parois latérales. Un rebord annulaire 31 s'étend vexs l'extérieur à partir de la base 'au corps en étant sensiblement transver- sale à l'axe. Une pluralité d'ailes 32 facilitent la rota- tion du bouchon par les doigts pour fermer ou ouvrir le con- teneur. Les ailes sont reliées par leurs bords au corps du bouchon et au rebord de maniîre à conférer de la rigidité à l'ensemble. Les joints importants contre les pertes de pres- sion sont fournis par la construction unique du bouchon, en particulier, le rainure 24 avec ses parois latérales coni- ques 26 et 27 et son arête 29. La relation fonctionnelle entre les éléments est représentée dans les figures 1 à 4. Alors qu'on visse 'le bouchon sur le col, la partie supérieu- re 16 du col entre dans la rainure entre les parois latéra- les opposées 26 et 27. Le bouchon étant vissé davantage dans la bouteille, des- joints sont formés entre des parois et le col alors que les parties -viennent en contact. L'étan- chéité du joint est d'autant plus grande que le bouchon est davantage vissé et la partie 'courbée entre la surface supé- rieure intérieure 'du bouchon et ses parois intérieures vient en contact avec le col. Alors que le col entre dans la rai- nure, il est centré sur l'arête 29. Si on poursuit le serra- ge du bouchon, le pourtour 16 de la partie supérieure du col vient en contact avec l'arête centrale. Ainsi, selon la pré- sente inventionon obtient trois joints: un joint de cha- que côté du pourtour du col et un joint au sommet. L'arête 29 ne s'étend pas sur toute la profondeur de la rainure. De plus, le pourtour du col de la bouteille peut ne pas entrer au départ dans la rainure au centre. Les parois la- térales coniques viendront d'abord en contact avec le pour- tour-et le centreront si nécessaire. Ensuite, lta.rCte 29 sera mise en contact avec le pourtour. Pour obtenir les avantages ma-xi=m de la présen- te invention, la largiur de la rainure, sur la majeure 255707$ 7. partie de sa profondeur, doit être inférieure à l'épais- seur de paroi du bord d'étanchéité du col de la bouteil- le. Avec un tel dimensionnemment on a l'assurance qu'il y aura deux lignes initiales d'étanchéité sous l'effet de la pression, comme décrit, ainsi qu'une troisième li- gne d'étanchéitê sous l'effet de la pression lorsqu'on poursuit le vissage du bouchon. En d'autres termes, pour rendre étanche une bou- teille ayant une paroi de col d'épaisseur connue X, la rainure doit aller en cône vers l'intérieur à partir d'une largeur d'entrée égale à environ X jusqu'à une largeur de fond plus petite. Bien que les cotes aient une faible va- leur, la variation de largeur peut être importante sur une base proportionnelle. La bouteille est généralement en matériau plasti- que de sorte que, lorsqu'on comprime le col entre les parois 26 et 27 de la rainure1 le matériau plastique se trouve de-fait extrudé ou déplacé -vers l'arête 29, ce con- tact se faisant plus rapidement et plus fermement et amé- liorant l'étanchéité. De plus, l'arête 29 s'enfoncera dans le pourtour et déplacera latéralement à son tour le maté- riau plastique vers les deux côtés de la rainure, augmen- tant ainsi l'assise par pression sur les lignes d'étanchéi- té. L'agencement à ligne d'étanchéité muitiple est important car il tient compte de l'usure du col due à des ouvertures et fermetures fréquentes. De pius,une rotation minimale du bouchon a pour effet d'augmenter simultanément les forces d'étanchéité dans toutes les zones. Comme autre précaution contre un desserrage du bouchon par inadvertance, le corps du bouchon comporte une section de paroi intérieure lisse 22 entre l'ouver- ture et les filets.. Cette section de paroi est dimension- née empiriquement de façon à former un ajutage serré en relation de face à face avec la bague 12 de la paroi lisse à la base des filets du col de la bouteille. L'engagement 8. par friction entre les surfaces, qui n'est pas nécessairement continu. fournit -un -moyen de blocage supplémentaire qui s'oppose au desserrage du bouchon. Pour obtenir oette relation, la surface de la section de paroi lisse du bouchon sera alignée avec les racines des filets alors que le bouchon est sur la bouteille, et la surface de la bague lisse sera alignée avec les sommets des filets. La conception du bouchon en permet la réalisation sous forme d'une seule pièce. Aucun joint n'est utilisé. Il n'y a aucune crevasse de petite dimension; et même les filets sont grossiers et arrondis, ce qui permet un lava- ge facile du bouchon pour sa réutilisation. Le bouchon et le conteneur peuvent être constitués de n'importe quel ma- tériau approprié, qui sera choisi pour son aspect hygiéni- que. Comme la fonction d'étanchéité est renforcée par une certaine déformation a'un élément lorsqu'il est soumis à compression, par exemple lorsqu'on serre le col entre les parois coniques de la rainure du bouchon, il est souhaita- ble qu'il y ait une certaine différence dans la dureté des pièces. C'està-dire que le bouchon doit être plus dur et moins facilement déformable que le col de la bouteille. Typiquement, on emploiera un matériau plastique rigide ou un imétal, et on a trouvé qu'un chapeau en polyethylene et un col de bouteille en polyester assureront un joint étanche tout en presentant -une lubricité suffisante pour permettre une rotation facile du bouchon jusqu'à ce qu'il soit étanche au gaz. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de yarian- tes qui apparaîtront - l'homme de l'art. 9. REMENDICATIONS 1 - Bouchon de bouteillecaractérisé en ce qu'il comprend un corps fileté intérieureient (20) destiné à se monter sur le sommet du col d'une bouteille, -une rainure annulaire (24) dans le fond du corps positionnée de manière à recevoir le bord supérieur circulaire du col de la bouteil- le, la rainure étant définie par un fond (28) et des parois latérales inclinées (26, 27) dirigées vers l'intérieur de la rainure, et une arête sans fin (29) sur le fond de la rainure annulaire en un endroit contigu à son centre. 2 - Bouchon selon la revendication, caractérisé en ce que les filets (21) sont formés sur sa paroi inté- rieure de.mnière a laisser entre eux et l'extrémité ouverte du bouchon une partie de paroi non filetée lisse (22), dont la surface est alignée avec les racines des filets. 3 - Bouchon selon la revendication 1 ou-la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'ailettes (32) fixées au bouchon en s'étendant radialement à partir de celui-ci dans le but de faciliter sa manipulation par les doigts d'une main. 4 - Bouchon selon la revendication 1r caractéri- sé en ce que l'arête (29) s'étend au-dessus du fond de la rainure annulaire suivant une distance inférieure à la pro- fondeur de la rainure (24). 5 - Bouchon pour la fermeture étanche d'une bou- teille donnée comportant un col fileté (13) se terminant par un pourtour circulaire (17, 18) ayant une épaisseur de paroi connue, ce bouchon comportant un corps en une piè- ce (20) avec les filets intérieurs (21) destinés à se vis- ser sur la bouteille, une rainure annulaire (24) dirigée axialement vers l'intérieur dans le bouchon en étant essen- tiellement en regard du pourtour circulaire lorsque le bou- chon se trouve sur la bouteille, cette rainure étant défi- nie par un fond (28) et des parois latérales en pente (26, 27) et ayant à son extrémité ouverte une largeur sensible- ment identique à l'épaisseur de paroi connue de la bouteille 10. et à son fond une largeur sensiblement inférieure à l'épais- seur connue, et une arête sans fin dirigée verticalement (29) et formée sur le 'fond de la rainure en un endroit con- tigu à son centre, en s'étendant à partir du fond pour se terminer audessous du sommet de la rainure. 6 - Bouchon selon la revendication 5, dans lequel les filets (21) sont formes sur la paroi intérieure du bouchon de manibre 'à laisser une surface de paroi lisse (22) entre l'ouverture 'du bouchon et les filets, et les filets s'étendent radialement vers l'intérieur du bouchon au-delà de la surface de paroi lisse.