Brevet FR2553643A1 — publié le 19850426

La présente invention concerne de façon générale un récipient destiné à un bâtonnet d'une masse telle qu'une matière cosmétique ou médicale, de rouge à lèvres ou d'une pâte de colle ou analogue moulées à la configuration d'un bâtonnet et elle concerne en particulier un récipient ayant un dispositif d'extrusion qui permet l'introduction du bâtonnet dans le récipient et son extraction de celui-ci. On connalt déjà de façon générale des récipients pour de tels bâtonnets, comprenant, comme indiqué sur la figure 1 des dessins annexés qui est une coupe d'un récipient connu, une enceinte cylindrique 1, un support 2 de bâtonnet raccordé à un bâtonnet 4 placé dans l'enceinte 1, et un organe d'extrusion associé au support 2 par l'intermédiaire d'une tige 3 d'extrusion et destinée à déplacer la masse 10 afin qu'elle sorte de l'enceinte 1 avec le support 2 ou rentre dans celle-ci avec celui-ci. Dans ces récipients connus de bâtonnets, le support 2 est sous forme d'une coupelle comprenant une paroi cylindrique dont une extrémité est fermée par une paroi inférieure solidaire de la tige 3, le bâtonnet 4 se logeant, à une première extrémité, dans la coupelle 2 par passage dans l'autre extrémité de celle-ci. Comme représenté, la paroi cylindrique de la coupelle 2 a une lèvre annulaire dépassant radialement vers l'extérieur à l'autre extrémité et destinée à coulisser au contact de la surface périphérique interne de l'enceinte 1, et elle a aussi un organe annulaire 2a de retenue dépassant radialement vers l'intérieur et destiné à pénétrer dans le bâtonnet 4 afin que la séparation éventuelle du bâtonnet 4 de la coupelle 2 soit minimale.Le dispositif d'extrusion, bien qu'il ne soit pas représenté sur la figure 1, est tel que, lorsqu'un rotor proche de l'extrémité de l'enceinte 1 est tourné par rapport à celle-ci, la coupelle 2 peut être repoussée axialement vers l'extérieur ou vers l'intérieur de l'enceinte 1, si bien que le bâtonnet 4 sort à l'autre extrémité de l'en ceinte 1 ou y rentre, suivant le sens de rotation du rotor. On a constaté que, lors de l'utilisation de ces récipients connus, lorsque le bâtonnet 4 de longueur importante a été extrait de la plus grande distance possible à l'extérieur de l'enceinte 1 et lorsqu'un choc même faible est appliqué au récipient, par exemple par secouage, le bâtonnet 4 a tendance à se casser facilement dans une partie se trouvant au niveau de organe annulaire 2aide retenue. On a constaté que le bâtonnet avait tendance à se briser dans la partie dans laquelle la section, perpendiculaire à l'axe longitudinal, est la plus faible, étant donné que le moment d'inertie de la section est réduite dans cette partie. L'invention a été mise au point afin que les inconvénients précités des récipients connus pour bâtonnets soient pratiquement éliminés, et son but essentiel est donc la réalisation d'un récipient perfectionné pour bâtonnet d'un type dans lequel le moment d'inertie de la section du bâtonnet, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du bâtonnet, est accru afin que la tendance à la rupture du bâtonnet soit pratiquement éliminée. Selon l'invention, la structure du support de bâtonnet est perfectionnée de manière que le moment d'inertie de la section du bâtonnet dans un plan perpendiculaire à son axe longitudinal soit accru. Plus précisément, le support utilisé dans le récipient de bâtonnet selon l'invention comporte à cet effet une plaque de base destinée à supporter le bâtonnet par-dessous, un col concentrique à la plaque de base et disposé axialement dans le bâtonnet, et un flasque monté rigidement sur la partie formant le col, à l'extrémité éloignée de la plaque de base, avec un diamètre inférieur à celui de la plaque de base, ce flasque étant enrobé dans le bâtonnet. Comme la section du bâtonnet a un emplacement auquel le support coopère avec lui représente une configuration annulaire, le moment d'inertie de la section peut être accru par rapport à celui de la construction connue dans laquelle la section du bâtonnet placé dans la coupelle a la forme d'un cercle plein et en conséquence, la rigidité à la flexion du batonnet placé dans le récipient selon l'invention augmente si bien que la possibilité d'une rupture facile du bâtonnet est pratiquement éliminée. En outre, comme la distance C2 comprise entre un plan médian dans l'épaisseur du flasque et la surface annulaire de la plaque de base qui est au contact du bâtonnet placé dans le récipient selon l'invention peut être rendue supérieure à la distance C1 comprise entre le niveau de l'organe annulaire de retenue et la surface interne de la paroi inférieure de la coupelle du récipient connu, la possibilité du cisaillement du bâtonnet peut être réduite avantageusement étant donné l'augmentation correspondante du plan de cisaillement. il faut noter que, dans la coupelle utilisée dans les récipients connus de bâtonnet, lorsque l'organe annulaire de retenue est formé dans une paroi cylindrique à un emplacement aussi proche que possible de l'extrémité libre afin que le plan de cisaillement soit éloigné, un espace annulaire se forme entre la surface interne de la paroi cylindrique et une partie du bâtonnet dans la coupelle lorsque le bâtonnet est introduit, étant donné la présence de l'organe annulaire de retenue. Le résultat est que non seulement le contact intime du bâtonnet avec la paroi cylindrique est perturbé mais aussi que les contraintes se concentrent. Etant donné ces possibilités, l'organe annulaire de retenue des dispositifs classique a dû être réalisé avec une paroi cylindrique placée vers l'intérieur depuis l'extrémité libre de la paroi cylindrique et en conséquence, la distance C1 est obligatoirement'faible par rapport à la hauteur L de la coupelle. Au contraire, l'invention ne présente pas ces inconvénients et la distance C2 peut être importante pour une hauteur donnée L du support dans son ensemble. En outre, lorsque la distance e1 au-dessus de laquelle l'organe annulaire de retenue dépasse radialement vers l'intérieur de la surface périphérique interne de la paroi cylindrique de la coupelle est choisie afin qu'elle soit grande et assure une coopération étroite entre le bâtonnet et la coupelle, le bâtonnet a tendance à se briser facilement, dans les dispositifs connus, et la distance e1 ne peut pas être choisie à une grande valeur au-delà d'une certaine limite. Au contraire, selon l'invention, la difference e2 entre le diamètre du flasque et celui du col (distance sur laquelle le flasque dépasse radialement à l'extérieur de la surface périphérique du col) peut être choisie à une valeur importante et en conséquence une coopération étroite peut être obtenue entre le bâtonnet et le support. D'autres caractéristiques seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples dè réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 ayant déjà été décrite la figure 2 est analogue à la figure 1 mais représente en coupe longitudinale un récipient pour bâtonnet, réalisé selon l'invention ; et les figures 3 et 4 sont des élévations en coupe partielle du récipient de bâtonnet selon l'invention, dans différentes positions de fonctionnement, en deux moitiés, Sur les différentes figures, sauf la figure 1 déjà décrite, les références identiques désignent des éléments analogues. Les figures 3 et 4 représentent un récipient pour bâtonnet, réalisé selon l'invention et comprenant une enceinte 11 de forme générale cylindrique logeant un bâtonnet 16 d'une masse de produit destiné à se déplacer axialement dans l'enceinte 11 entre des positions avancée et en retrait. L'enceinte 11 a une extrémité inférieure portant un manchon 13 de rotor monté sur cette extrémité afin qu'il puisse tourner si bien que, lorsque le manchon 13 est tourné par rapport à l'enceinte 11, le bâtonnet 16 peut être déplacé suivant l'axe de l'enceinte de la position en retrait représentée sur la figure 3 vers la position sortie représentée sur la figure 4 et inversement suivant le sens de rotation du manchon 13.Un mécanisme 15 d'extrusion est placé dans l'ensemble de l'enceinte 11 et du manchon 13 et il est destiné à déplacer le bâtonnet 16 suivant l'axe de l'enceinte 11, par transformation du mouvement de rotation du manchon 13 en un mouvement de translation axiale du bâtonnet 16. Le mécanisme 15 comporte un support 17 de bâtonnet logé dans l'enceinte 11 afin qu'il puisse s'y déplacer axialement et raccordé, d'une manière décrite dans la suite, à l'extrémité interne du bâtonnet 16 placé dans l'enceinte 11, un manchon intermédiaire 14 et une tige filetée 15b d'extrusion dépassant à l'extérieur du support 17, du côté opposé au bâtonnet 16.Le mécanisme 15 est réalisé de manière que, lorsque le manchon 13 tourne par rapport à l'enceinte 11, la tige 15b et le manchon intermédiaire 14 peuvent se déplacer télescopiquement l'un par rapport à l'autre et par rapport au manchon 13. L'extrémité inférieure de l'enceinte 11 a un manchon taraudé îîcqui est emmanché à force dans le manchon 13 afin qu'il puisse tourner et dont la surface périphérique interne a un taraudage à droite 1lob, pour l'opération décrite précédemment. Ce taraudage 11b coopère avec une vis 14c à pas à droite formée à la surface périphérique externe du manchon intermédiaire 14, pratiquement sur toute la longueur de celui-ci. D'autre part, l'extrémité inférieure du manchon intermédiaire 14, opposée au manchon 11c, a un collier annulaire solidaire 14e qui a une ou plusieurs clavettes radiales (non représentées) qui peuvent coulisser dans des gorges axiales 13a formées à la surface périphérique interne du manchon 13, pratiquement sur toute la longueur de celui-ci. Ainsi, on note facilement que, lorsque le manchon 14 tourne par rapport à l'enceinte 11, le manchon intermédiaire 14 peut se déplacer axialement par rapport au manchon taraudé lic, tout en tournant avec le manchon du rotor. Le manchon intermédiaire 14 a sa surface intérieure qui a un taraudage à gauche 14b qui peut être disposé sur toute sa longueurmais, dans le mode de réalisation représenté, il est placé sur une certaine distance limitée vers l'intérieur depuis la face d'extrémité tournée du côté du bâtonnet 16. Ce taraudage 14b est constamment en prise avec le filetage à gauche 15c formé à la surface externe de la tige 15b sur toute la longueur de celle-ci. D'autre part, le support 17 placé dans l'enceinte 11 et solidaire de la tige 15b est guidé par l'enceinte 11 afin qu'il se déplace axialement seulement, pour une raison indiquée dans la suite, si bien que la rotation du manchon intermédiaire 14 à la suite de la rotation du manchon 13 par rapport à l'enceinte 71 peut provoquer le déplacement axial de la tige 15b.De préférence, les spires des deux filetages 14b et 15c qui sont en prise ont un angle d'avance qui est supérieur à celui des filetages 11b et 14c qui sont en prise si bien qu'une faible rotation du manchon intermédiaire 14 peut provoquer un déplacement axial important de la tige 15b et en conséquence du bâtonnet 16 par rapport à l'enceinte 11. Les détails du support 17 solidaire de la tige 15b sont maintenant décrits en référence à la figure 2. Comme représenté, le support 17 a une plaque 17a de base en forme de disque, un col 17b de forme générale allongée et solidaire de la plaque 17a, concentriquement à celle-ci, du côté opposé à la tige 15a, et un flasque 17c en forme de disque, solidaire du col 17b, et dépassant radialement vers l'extérieur depuis l'extrémité libre de ce col 17b, le flasque 17c ayant un diamètre inférieur à celui de la plaque 17a. Le support 17 porte le bâtonnet 16 auquel il est raccordé, le col 17b et le flasque 17c étant tous deux enrobés dans le bâtonnet 16.La plaque de base 17a a une ou plusieurs clavettes radiales, non représentées, qui en sont solidaires et qui peuvent glisser dans des gorges axiales formées à la surface périphérique interne de l'enceinte 11, si bien que toute rotation possible du support par rapport à l'enceinte 11 est empêchée. Lorsque le support 17 est réalisé comme décrit précédemment, il est manireste que la section minimale du bâtonnet 16, perpendiculairement à sa longueur, par rapport au support 17, a une forme annulaire délimitée entre le flasque 17c du support 17 et la surface périphérique interne de l'enceinte 11. En conséquence, la résistance au cisaillement est supérieure à celle qui est obtenue avec la coupelle du récipient classique dont la section minimale par rapport au support a une forme circulaire.Ceci apparaît clairement par comparaison des deux configurations des sections minimales, en moment d'inertie de section, en surface de section et en surface de cisaillement, lorsque le volume occupé par le support 17 par rapport à l'enceinte 11 reste le même que celui qui est occupé par la coupelle 2 par rapport à l'enceinte 11, c'est-à-dire lorsque la hauteur L du support reste la meme que celle de la coupelle. (1) D'abord, les longueurs de cisaillement C1 et C2 représentées respectivement sur les figures 1 et 2 sont supposées égales, de même que les surfaces A1 et A2 des bâtonnets 4 et 16 à l'endroit de leur section minimale sont supposées égales, c'est-à-dire C1 = C2 et A1 = A2. il faut noter que D1 indiqué sur la figure 1 représente le diamètre interne de la section minimale du bâtonnet dans la coupelle 2, D2 représenté sur la figure 2 représente le diamètre interne de la section minimale du bâtonnet 16 placé dans le support 17, et B représenté sur les figures 1 et 2 indique le diamètre interne de l'enceinte. On a alors A1 = D12 ##/4, et A2 = (B2 - D22) ##/4 Comme A1 est supposé égal à A2 D12##/4' = (B2 - D22) ##/4 et ainsi D12 = B2 - D22 (1) Si l'on considère la section de cisaillement S, on obtient S1 = D1###C1, et S2 = D2###C2 comme D2 = (B2 - Da @) et comme C1 est supposé égal à C2, on a S2 = (B2 - D12)1/2###C1. Comme la condition S2 > S1 doit être satisfaite, on a (B2 - D12) 1/2###C1 > D1###C1 et ainsi (B2 - D12) 1/2 > D1 On a donc successivement B2 - D12 > D12 B2 > 2D12 D1 En conséquence, lorsque D1 l'on considère le moment d'inertie I de la section, on obtient I1 = D14 ##/64 = D12#D12##/64, I2 = (B4 - D24)##/64 = iB4 - (B2 - D1@)@}##/64 = (B4 - B4 + 2B2D12 - D14 = (2B2 - D12)#D12##/64 La différence entre I2 et I1 est la suivante I2 - I1 = (2B2 - D12 - D12)#D12##/64 = (B2 - D12)2D12##/64 = D22#2D12##/64 > 0 On a donc I2 - I1 > 0 I2 > I1 Ainsi, I2 est toujours supérieur à I1. (II) Les longueurs de cisaillement C1 et C2 sont supposées égales l'une à l'autre et les sections de cisaillement S1 et S2 sont supposées aussi égales l'une à l'autre, c'est-à-dire C1 = C2 et S1 = On a S1 = D1###C1, S2 = D2###C1 Dans ce cas, D1 = D2 et, en conséquence, la section A peut être exprimée sous la forme A1 = D12##/4 A2 = (B2 - D22)##/4 = (B2 - D12)##/4 (donc D1 = D2) Le critère A2 > A1 nécessite la condition (B2 - D1 2)##/4 > D1 2 et successivement B2 - D12 > D12 B2 > 2D12 D1 Ainsi, lorsque D1 Si l'on considère le moment d'inertie I de la section, on obtient I = D1 4 .Tr/64 4 12 = (B - D1 )##/64 La condition I2 > I1 est satisfaite lorsque (B4 - D14)##/64 > D1 C'est-à-dire B4 - D14 > D14 B4 > 2D14 D1 Ainsi, lorsque D1 La description qui précède montre clairement que, lorsque C1 = C2 et A1 = A2 et lorsque D1 S1 = S2, A2 est supérieur à A1 lorsque D1 12 est supérieur à I1 lorsque D1 Cependant, il faut noter que, dans le récipient connu ayant la construction de la figure 1, lorsque le diamètre D1 du bâtonnet est choisi afin qu'il soit supérieur à 70 % du diamètre interne B de l'enceinte, c'est-à-dire lorsque le double de l'épaisseur maximale de la paroi cylindrique comprenant l'organe annulaire de retenue est choisi afin qu'elle soit inférieure à 30 % du diamètre interne B, le bâtonnet n'est pas retenu fermement par la coupelle, compte tenu des conditions indiquées dans l'exemple qui précède et, en conséquence, le diamètre D1 a été choisi en pratique à une valeur égale ou inférieure à 70 % du diamètre interne B. Ainsi, D1 ~ 0,7B C1 et C2 de cisaillement sont égales et lorsque le volume occupé par le bâtonnet dans l'organe de support reste le même, à la fois dans le récipient selon l'invention et dans le récipient connu, (I) lorsque la surface de la section minimale du bâtonnet reste la même dans le récipient selon l'invention et dans le récipient connu, c'est-à-dire lorsque A1 = A2, le moment d'inertie de la section, à l'intérieur du récipient selon l'invention, est supérieure à celle du récipient connu (c'est-à-dire I2 > I1) et simultanément, la surface S2 de cisaillement dans le récipient selon l'invention est supérieure à la surface correspondante de cisaillement S1 du récipient connu, et (II) lorsque la surface de cisaillement reste la même à la fois dans le bâtonnet placé dans le récipient selon l'invention et celui du récipient connu, c'est-à-dire lorsque S1 = S2, la surface A2 de la section minimale du bâtonnet placé dans le récipient selon l'invention est supérieure à la section minimale A1 du bâtonnet du récipient connu et, simultanément, le moment I2 est supérieur au moment I1. Ainsi, dans le cas du support réalisé selon l'invention, le bâtonnet 16 est moins susceptible de se rompre que celui du récipient connu. Par exemple, lorsque D1 = 5,8 mm, C1 = 2,9 mm, D2 = 5,6 mm et C2 = 3,4 mm, A1 = 26,42 mm2, A2 = 33,457 mm2, S1 = 52,84 mm2, S2 = 59,8142 mm2, I1 = 55,5481 mm4 et I2 = 220,231 mm4. Dans cet exemple particulier, la surface de la section minimale, la surface de cisaillement et le moment d'inertie de la surface du bâtonnet supporté dans l'organe de support selon l'invention sont accrus respectivement d'environ 1,27, 1,13 et 3,96 fois par rapport aux valeurs correspondantes du bâtonnet placé dans la coupelle du récipient connu, si bien que le bâtonnet placé dans le récipient selon l'invention est moins susceptible de se rompre. Le récipient ayant la construction décrite précédemment peut être utilisé de la manière indiquée dans la suite du présent mémoire. On suppose que le bâtonnet 16 est en position en retrait comme indiqué sur la figure 3, un capuchon 12 fermant l'orifice de l'extrémité de l'enceinte 11 distant dù manchon 13 formant le rotor, et l'utilisateur doit retirer le capuchon d'abord puis faire tourner le manchon 13 par rapport à l'enceinte 11. Lorsque le manchon 13 est ainsi tourné dans un sens, le manchon intermédiaire 14 tourne aussi avec lui, tout en tournant en spirale par rapport au manchon 11c afin qu'il se déplace axialement. Simultanément, du fait de la rotation du manchon 14, la tige 15b d'extrusion se déplace axialement et repousse le bâtonnet vers la position en saillie, tout en dépassant télescopiquement par rapport au manchon intermédiaire 14.La rotation du manchon 13 dans l'autre sens provoque un comportement inverse des diverses parties mobiles, si bien que le bâtonnet 16 revient vers la position en retrait. La description qui précède montre clairement que, grâce au flasque 17c, la section minimale du bâtonnet 16 a une forme annulaire et le moment d'inertie de cette section est accru par rapport à celui de la section du récipient connu. En outre, la distance C2 comprise entre le plan médian de l'épaisseur du flasque 17c et la surface interne de la plaque 17 de base qui est au contact du bâtonnet 16 peut être augmentée jusqu'à une valeur supérieure à la distance C1 du récipient connu comprise entre l'organe 2a de retenue qui est au contact du bâtonnet 4 et le fond de la coupelle 2 ; la surface de cisaillement peut donc être augmentée afin que le bâtonnet ait une résistance suffisante à la flexion et au cisaillement pour qu'il ne se brise pas lorsqu'un faible choc lui est appliqué. De plus, comme la différence e2 entre le flasque 17c et le col 17b peut être choisie à une valeur supérieure à la distance e1 de dépassement de l'organe annulaire 2a de retenue en direction radiale vers l'tinté rieur depuis la paroi cylindrique de la coupelle 2, le bâtonnet 16 peut âtre fermement retenu par l'organe 17 de support. Bien qu'on ait décrit l'organe 17 de retenue avec un flasque 17c en forme de disque et bien qu'on ait considéré ses propriétés physiques par rapport à celles du dispositif connu représenté sur la figure 1, le flasque 17c peut avoir toute configuration convenable, par exemple une forme en croix ou une forme polygonale, pourvu-qu'il donne des avantages analogues à ceux que donne le flasque en forme de disque. En outre, le flasque 17c en forme de disque peut avoir une cavité à sa face supérieure afin que l'accrochage du bâtonnet 16 à l'organe de support dans son ensemble soit accru. De plus, un autre flasque peut être disposé à la partie supérieure du flasque 17c, à une certaine distance axiale de celui-ci ou autour du col 17b, entre la plaque 17a de base et le flasque 17c, afin que le bâtonnet 16 soit fermement retenu. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Récipient pour bâtonnet, du type qui comprend une enceinte de forme générale allongée (11) destinée à entourer un bâtonnet (16) placé à l'intérieur, et un organe rotatif (15) d'extrusion comprenant un organe de support (17) porté dans l'enceinte afin qu'il se déplace suivant l'axe de l'enceinte, un manchon (13) de rotor couplé à l'enceinte afin qu'il puisse tourner par rapport à elle et un organe (1 lob, lic, 14, 14b, 15b, 15c) destiné à transformer un mouvement de rotation du manchon en un mouvement de translation axiale de l'organe de support afin que le bâtonnet soit déplacé axialement dans l'enceinte, ledit récipient étant caractérisé en ce que l'organe de support comporte une plaque de base (17a) et un flasque (17c) dépassant radialement vers l'extérieur et monté sur la plaque de base par l'intermédiaire d'un col allongé (17b), le bâtonnet étant fixé sur l'organe de support par enrobage du flasque et du col dans le bâtonnet, la plaque de base étant au contact d'une face d'extrémité du bâtonnet.