Brevet FR2576285A1 — publié le 19860725

- 1 - L'invention a pour objet un dispositif de ferme- ture pour bouteille comprenant un bouchon à visser. Elle vise, plus particulièrement, un tel disposi- tif comprenant un bouchon en matière plastique, dont est solidaire; aussi longtemps que la bouteille n'a pas été ouverte une première fois -, une bande de garantie dite aussi d'inviolabilité. On connait déjà de nombreux dispositifs de ce type qui trouvent application, notamment pour la fermeture de bouteilles de boissons, comme des eaux minérales, gazeuses ou non gazeuses. Les réalisations simples de dispositifs connus, dans lesquels un filetage cylindrique du bouchon coopère avec un filetage conjugué du col de la bouteille ne sont pas toujours satisfaisantes en ce qui concerne leur étan- chéité, tandis que les réalisations plus complexes sont de fabrication difficile et onéreuse, l'étanchéité dépendant non seulement de la dureté relative des matériaux constitu- tifs de la bouteille et du bouchon, mais aussi de la plus ou moins grande précision mécanique des parties qui coopèrent entre elles, ainsi que de la plus ou moins bonne qualité du vissage lors de l'opération d'embouteillage. Or, en raison de leurs procédés de fabrication, les bou- teilles en matière plastique, notamment celles obtenues par extrusion/soufflage de PVC présentent fréquemment des imperfections de forme telles, principalement les bou- teilles de ce type à section droite rectangulaire, qu'il en résulte des bouchages non satisfaisants desdites bouteilles, en particulier lorsque sont mises en oeuvre des machines modernes d'embouteillage, dont le débit est de l'ordre de 000 bouteilles par heure. Les conséquences en sont alors une détérioration du contenu de la bouteille ou encore, pour les bouteilles renfermant des boissons gazeuses, des risques de voir le bouchon expulsé au cours de l'etmbouteil- -2- lage, ou au cours du transport et du stockage sur un lieu de vente. C'est, par conséquent, un but de l'invention de fournir des dispositifs perfectionnés de-fermeture pour bouteilles comprenant un bouchon à visser qui assurent, dans tous les cas, une excellente qualité de bouchage et, ainsi, permettent de s'affranchir des incon- vénients rappelés ci-dessus des dispositifs connus. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un tel dispositif particulièrement bien adapté au bouchage de bouteilles en matière plastique, en particulier en PVC et qui, à section droite rectangulaire, sont obtenues par extrusion/soufflage, soit de manière usuelle, soit par bio- orientation. C'est encore un but de l'invention de fournir des dispositifs dont le coût soit comparable à celui des dis- positifs à vis ou à encliquetage connus et qui soient de mise en oeuvre simple à l'usine d'embouteillage, notamment dans de telles usines à fort débit horaire. C'est enfin un but de l'invention de fournir des dispositifs du type mentionné ci-dessus qui permettent d'écarter les sujétions relatives aux différences de nature des matériaux constitutifs de la bouteille et du bouchon tout en assurant, en toutes circonstances, une excellente étanchéité. Ces buts sont atteints, dans un dispositif selon l'invention, par le fait que les-moyens de vissage prévus sur le col de la bouteille et sur le bouchon sont des moyens de filetage conique. Dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, la conicité du filetage est de l'ordre de 2 à 10 . Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le bouchon comprend, en tant que moyen d'étanchéité, une cuvette tronconique propre à coopérer avec une zone cylindrique de dimensions conjuguées -3- du col de bouteille. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une vue partielle, de dessus, d'un bouchon de dispositif selon l'invention, pour une première forme de réalisation; - la Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale, d'une bouteille d'un dispositf selon l'in- vention; - la Figure 3a est une vue partielle, en coupe longitudinale, d'une bouteille comprenant un dispositif selon l'invention avec un bouchon du type montré sur les Figures 1 et 2; - la Figure-4 est une vue analogue à la Figure 1, mais pour une autre forme de réalisation; - la Figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la Figure 4; - la Figure 6 est une vue partielle, en coupe longitudinale, d'une bouteille équipée d'un dispositif comportant un bouchon selon les Figures 4 et 5; - la Figure 7 est une vue en perspective du bouchon montré sur les Figures 4 et 5. On se réfère d'abord aux Figures 1 à 3a. Dans la forme de réalisation illustrée sur ces Figures, le disposi- tif selon l'invention est prévu pour équiper une bouteille en matière plastique, par exemple en PVC, avantageusement obtenue par extrusion/soufflage et à section droite circu- laire. La bouteille B est conformée, dans sa partie opposée au cul C, suivant une collerette 10 destinée à permettre, - par une zone annulaire 11 sensiblement perpendiculaire à l'axe A de la bouteille et une zone 12 sensiblement - 4 - cylindrique -, le maintien et le centrage de la bouteille par une étoile, non représentée, au cours de l'opération d'embouteillage. La zone 12 se poursuit, en direction de l'extré- mité du col de la bouteille, par une première partie cylin- drique 13 raccordée, par une partie tronconique 15, à une seconde partie cylindrique 14, de plus petit diamètre et de plus faible hauteur que la partie 13. A la partie 14 se raccorde un épaulement 16 à partir duquel est formé, sur le col, un filetage 17 qui, selon l'invention, est du type conique. Au-delà de la partie filetée, le col présente une partie tronconique 18 sensible- ment de même inclinaison que la partie 15 et à laquelle fait suite un collet cylindrique 19 terminé par un-bourrelet 20. Celui-ci est limité par une surface 21, sensiblement plane, mais qui peut présenter de légères irrégularités en raison du mode de fabrication des bouteilles, ladite surface 21 étant reliée à la surface interne 22 légèrement bombée vers l'intérieur de la bouteille du collet 19 par une partie tronconique 23 et une partie arrondie 24, l'ensemble ayant ainsi, en section longitudinale, quelque peu la forme d'unS. Avec le col de la bouteille B est propre à coopé- rer, par vissage, un bouchon en matière plastique 30, Figures 1 et 2, avantageusement en polyéthylène haute densité, c'est-à-dire de dureté inférieure à celle du matériau cons- titutif de la bouteille. Le bouchon 30 est conformé suivant un godet 31, à fond 32, dont la paroi latérale tronconique 33 présente, sur sa face externe, des stries 34 destinées à faciliter la préhension du bouchon pour l'ouverture et/ou la fermeture de la bouteille qu'il équipe. Une bande de garantie 35, solidaire du bouchon 30 préalablement à la fermeture de la bouteille et aussi longtemps que celle-ci n'a pas été ou- verte une première fois, est reliée à la paroi latérale 33 du bouchon par des pontets 36 régulièrement répartis au point -5- de vue angulaire, lesquels sont propres à être brisés lors de la première ouverture de la bouteille dont la bande 35 garantie l'inviolabilité. Sur la face interne de ladite bande 35 sont pré- vues, à intervalles angulaires réguliers, des surépaisseurs quelque peu analogues à des cliquets, à section droite triangulaire sur une partie de leur hauteur et qui sont propres à coopérer avec des crans anti-retour de forme conjuguée 42, Figure 3a, ménagés à intervalles réguliers sur la partie 13 de la bouteille B. Selon l'invention, le bouchon 30 est conformé, sur la face interne 41 de sa paroi latérale 33 suivant un filetage conique 44 dont le départ 45 est au voisinage de la zone de raccordement du bouchon proprement dit et de la bande 35, et dont l'extrémité 46 est au-voisinage du fond 32. Le filetage 44 est avantageusement du type artil- lerie, c'est-à-dire assurant un bon blocage. Dans une forme de réalisation ayant donné de bons résultats, le filetage 44 à un tour et demi de vissage avait une conicité de 3 , comme montré par l'angle a sur la Figure 2. Selon l'invention, également, le bouchon 30 com- prend une jupe cylindrique 50, dirigée vers l'intérieur du godet à partir du fond 32, dont la hauteur est de l'ordre de la moitié de celle du godet, et dont le diamètre de la sur- face externe 52 est légèrement supérieur à celui de la sur- face interne 22 de la bouteille B, dans laquelle ladite jupe peut pénétrer d'abord par son extrémité amincie 51. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit au raccord de la jupe 50 et du fond 32 du bouchon une lèvre annulaire 53 d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la surface 52 et reliée à ladite surface par un arrondi 54. Pour la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention, le bouchon 30 est amené à une tête de vissage, -6 - la bouteille B étant maintenue immobile par coopération d'une étoile et de la collerette 10 afin de n'exercer au- cune contrainte verticale sur la bouteille. L'étanchéité. est assurée dès le début de l'opération de vissage, à l'in- troduction de la jupe 50 dans le collet 19 avec légère déformation élastique de celui-ci, la coopération de la lèvre 53 avec la partie 23 du bourrelet 20 formant une butée de positionnement longitudinal. En fin de vissage, les cliquets 40 de la bande d'inviolabilité 35 coopèrent avec les crans 42 anti-retour du col de la bouteille B, sur lequel ils se sont positionnés, lors du vissage, par légère déformation-élastique de ladite bande. L'étanchéité du bouchage est excellente, bien que les deux matériaux mis en oeuvre soient de dureté com- parable, et l'inviolabilité est parfaite, aucun dévissage du bouchon ne pouvant avoir lieu sans rupture des pontets 36 de liaison de la bande de garantie 35 au reste du bouchon. Le filetage conique du dispositif selon l'inven- tion permet, - nonobstant l'existence éventuelle d'imperfec- tions de forme du col de la bouteille, Ou d'un positionne- ment non satisfaisant de la bouteille par rapport à la tête de vissage -, une parfaite adaptation du bouchon sur le col. En outre, le couple appliqué par la tête de vissage est tout entier utilisé pour ce vissage, sans qu'il y ait à vaincre des forces de frottement, comme cela était fréquemment le cas dans les dispositifs à filetage cylindrique antérieurs. La fermeture est ainsi réaliséeplus sûrement et plus facilement, en fin de vissage,et à serrage constant. On se réfère maintenant aux Figures 4 à Z, rela- tives à une autre forme de réalisation. Dans celle-ci, la bouteille B, également en PVC obtenue par extrusion/souf- flage, est à section droite rectangulaire, la structure de son col étant, pour le reste, identique à celle de la forme de réalisation décrite cidessus, les parties crrect nes portant, dans la description qui suit, les mêmesréférences -7- que celles utilisées ci-dessus mais frappées de l'indice Ainsi, la bouteille B comprend, au-dessus de la collerette 10', une partie cylindrique 13' sur laquelle sont ménagés les crans 42', destinés à coopérer avec les cliquets de la bande de garantie d'un bouchon 60. Celui-ci, avanta- geusement moulé en polyéthylène haute densité, est conformé suivant un godet 61 à paroi latérale 62, de forme tronconique et à surface externe striée, comme montré en 63. De façon analogue à ce qui a été décrit cidessus, le bouchon 60 est muni, sur la face interne 64 de sa paroi latérale 62, d'un filetage conique 65 dont le départ est au voisinage de la zone de raccordement du bouchon proprement dit et d'une bande de garantie 67, identique à celle décrite ci-dessus, et reliée au corps du bouchon par des pontets brisables 66. Le filetage 65 est analogue à celui de la forme de réalisation décrite cidessus, c'est-à-dire à un tour et demi de vissage, du type artillerie, et angle de conicité d'environ 2 à 10 , avantageusement 3 . Dans cette forme de réalisation, cependant, l'élé- ment d'étanchéité, au lieu d'être constitué par une jupe cylindrique, est ménagé par une cuvette 71, à fond 72, et à paroi latérale tronconique 70. La cuvette 71 est de conicité opposée à celle de la paroi latérale 62, c'est-à-dire que le sommet du cône définissant ladite paroi 70 se trouverait à l'intérieur du bouchon et/ou de la bouteille lorsque le bouchon est en placet alors que le sommet du cône définissant la paroi latérale 62 du godet serait à l'extérieur de ladite bouteille. Comme bien visible sur la Figure 5, le fond 72 de la cuvette, - à légère concavité tournée vers l'extérieur du bouchon et à fa ble surépaisseur 74 en son centre -, se raccorde à la paroi latérale tronconique 70 par une zone arrondie 75, tandis que, selon l'invention, la paroi Iatérale 70 se raccorde à une zone annulaire 76 de fond du bouchon 60 -- 8 -- par une zone ou pli 77, relativement souple et plus facile- ment déformable que le reste de la cuvette, afin de facili- ter l'adaptation de la paroi latérale de ladite cuvette, formant zone d'étanchéité, à la surface interne 22' du collet 19' de la bouteille. Selon l'invention, également, le bouchon 60 présente, au voisinage de la zone 77, une lèvre cylindrique 78 de faible hauteur, qui forme l'extrémité d'un court man- chon cylindrique 79, relié à la zone annulaire 76 et exté- rieur-à la cuvette 71 à laquelle il se raccorde par ladite zone 77. La mise en oeuvre de cette forme de réalisation est analogue à celle de la forme de réalisation précédente. Lors du vissage du bouchon sur la bouteille, la cuvette 71, dont la profondeur est approximativement de l'ordre de la moitié de la hauteur du bouchon proprement dit, pénètre dans le col de la bouteille et assure l'étan- chéité du bouchage par contact de la surface externe de sa paroi 70 avec la face interne bombée 22' du collet 19', la butée de la lèvre 78 sur la face interne 23' du bourrelet ' de la bouteille formant un positionnement longitudinal. Dans cette forme de réalisation, et comme indi- qué ci-dessus pour celle des Figures 1 à 3, l'utilisation d'un filetage conique permet de pallier au manque éventuel de concentricité des parties constitutives du dispositif et d'assurer une bonne pénétration de la cuvette 71 dans la bouteille, sans effet de coin susceptible de provoquer des blocages, des déchirures ou d'endommager la bouteille. A ce bon résultat, notamment en ce qui concerne l'étanchéité des bouteilles à-section droite rectangulaire, c'est-à-dire dont le corps se raccorde au col par des méplats et qui, de ce fait, étaient considérées comme plus difficiles à boucher, contribuent le pli élastiquement défor- mable 77 et la lèvre 78. En outre, le fait d'utiliser le couple de la -9- machine à visser, pour le seul vissage, et en fin de course, permet au bouchon de conformer le col de la bouteille avec un serrage constant. La fermeture est ainsi réalisée de façon sûre et rapide, ce qui est un facteur d'importance pour des machines à fort débit, du type de celles actuelle- ment utilisées dans les usines d'embouteillage. Une réalisation telle que décrite ci-dessus est particulièrement bien adaptée à la fermeture de bouteilles qui doivent être gerbées. Dans ce cas, en effet, la pression interne de la bouteille augmente, notamment celle du dessous de la pile. Le fond 72 de la cuvette est alors déformé par une poussée suivant la direction P, qui tend-à rendre ledit fond horizontal, avec pour conséquence une réaction latérale de plus forte intensité, au droit de la zone d'étanchéité, c'est-à-dire au contact de la face externe de la paroi 70 et de la zone 22' de la bouteille. Dans une variante de réalisation, représentée schématiquement sur la Figure 6, on rapporte, sur le bou- chon 60, un opercule métallique, le plus simplement en un film d'aluminium, thermo-soudé ou thermo-collé sur la zone annulaire 76 de fond du bouchon. L'opercule, montré en O, peut avantageusement servir de support publicitaire. En outre, il contribue à la bonne conservation du contenu de la bouteille en formant une barrière impermé- able aux gaz et aussi, le cas échéant, en évitant l'intro- duction dans la cuvette 71 d'humidité et/ou de produits indésirables comme des fragments de carton d'emballage ou analogues. Bien que l'invention ait été décrite en référence à des formes de réalisations du bouchon comportant une bande de garantie, elle trouve application pour des réalisa- tions analogues à celles décrites ci-dessus, mais sans bande de garantie, et cela notamment dans tous les cas o l'on cherche à obtenir un bouchage à bonne étanchéité pour des - 10 - bouteilles en matière plastique, en particulier des bouteilles obtenues par extrusion/soufflage de PVC. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inven- tion ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisa- tion et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente invention. - 11 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture pour bouteille comprenant un bouchon à moyen d'étanchéité, propre à coopérer par vissage avec le col de la bouteille, caractérisé en ce que les moyens de vissage sont des moyens de filetage conique (44, 65). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bouchon comporte, au voisinage de son fond (32, 76), une lèvre (53, 78) ou analogue de butée longitudi- nale du bouchon sur la bouteille. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé. en ce que le fond du bouchon (60) est constitué par une cuvette (71) dont la paroi latérale tronconique (70) forme ledit moyen d'étanchéité du bouchon. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fond (72) de la cuvette (71) présente une concavité dirigée vers l'extérieur du bouchon (60), et en ce que ladite cuvette (71) est raccordée à une zone de fond annulaire (76) du bouchon par une zone ou pli (77) à plus grande déformabilité élastique que le reste du bouchon. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que la lèvre de butée (78) est ménagée par l'extrémité d'un court manchon cylindrique (79), adja- cent à ladite zone (77) à plus grande déformabilité et reliant cette dernière à la zone de fond annulaire (76) du bouchon. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la conicité des moyens de filetage est comprise entre 2 et 10 , avantageuse- ment de l'ordre de 3 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une bande de garantie ou d'inviolabilité (35, 67) qui présente des cliquets régulièrement répartis sur la périphé- rie interne de la bande et qui sont propres à coopérer avec - 12 - des crans anti-retour (42, 42') de forme conjuguée ménagés à intervalles réguliers sur la périphérie de la face externe du col de la bouteille (B). - 8. Bouteille propre à entrer dans la constitution d'un dispositif de bouchage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente un filetage conique dans sa partie de col. 9. Bouteille selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle est en PVC-et mise en forme par extrusion/ soufflage. 10. Bouchon propre à entrer dans la constitution - d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente un filetage conique sur la face interne de sa paroi latérale. 11. Bouchon selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une cuvette (71) tronconique à fond (72) concave, la paroi latérale de la cuvette étant reliée à une zone annulaire (76) de fond proprement dite du bouchon par une zone ou pli (77) de plus grande déformabilité élastique que le reste du-bouchon, et au voisinage de ladite zone ou. pli (77), une lèvre circulaire de butée (78). 12. Bouchon selon l'une quelconque des revendications ou 11, caractérisé en ce qu'il est réalisé d'une pièce, par moulage de polyéthylène haute densité.