Brevet FR2581034A1 — publié le 19861031

RECIPIENTS EMBOITABLES EN MATIERE EXPANSEE La présente invention se rapporte à des récipients en matière thermoplastique expansée, qui sont emboîtables les uns dans les autres et verrouillables les uns par rap- port aux autres, afin de protéger de l'atmosphère les espa- ces existant entre eux. Si les récipients sont des gobelets destinés à être distribués par un distributeur automatique, cet espace contient, en règle générale, un concentré pour boissons qui doit être gardé intact. Il est connu de former un ensemble de récipients présentant chacun une rainure sans fin et une saillie sans fin, l'une sur la paroi intérieure des récipients, et, 1' autre, sur leur paroi extérieure, de telle sorte que lorsque plusieurs récipients semblables sont emboîtés les uns dans les autres, les rainures et les saillies de réci- pients adjacents coopèrent pour verrouiller les récipients les uns par rapport aux autres et pour isoler au mieux de l'atmosphère l'espace existant entre eux. Plusieurs propositions préalables ont été faites de saillieset rainuresde dimensions nominalement égales. Par exemple, le brevet allemand n0 2 639 929 décrit des gobelets présentant des saillies et rainures ayant des sections arron- dies, de formes nominalement identiques, qui sont destinées à s'ajuster les unes dans les autres et à procurer un joint lorsque les gobelets sont emboîtés. Cependant, par suite de la difficulté qu'il y a à obtenir, d'une manière sûre, des dimensions égales, cette disposition n'est pas satisfaisante. Si la rainure présente une dimension inférieure à la cote préconisée par rapport à la saillie, il n'y a pas de toléran- ce adéquate pour la matière comprimée et les gobelets auront tendance à se séparer au fur et à mesure que les saillie et rainure essaieront naturellement de reprendre leurs configu- rations séparées d'origine et leurs dimensions d'origine. En outre, la matière des perles expansées et fondues est sujette à un fendillement et à une fragmentation lorsqu'elle est soumise à un excès de contraintes, conduisant à une cassure et une chute des morceaux dans le gobelet. Si la rainure est de dimensions supérieures à la cote préconisée par rapport à la saillie, il ne se formera pas de joint d'étanchéité tout autour de l'espace situé en- tre les récipients adjacents. Dans son brevet européen n 0039598, la Société déposante décrit des récipients dans lesquels la saillie s'étend à partir de la surface du gobelet sur une distance supérieure à la distance maximale sur laquelle la rainure pénètre dans la paroi du gobelet,de telle sorte qu'à l'état emboîté, la saillie est comprimée radialement et forme un joint radial avec la rainure. Alors que cette action de scellement radial procure une étanchéité améliorée par comparaison, par exemple, avec l'action de scellement compressif axial de la saillie prévue dans la réalisation:' décrite dans le brevet des Etats- nis d'Amérique n 4 156 483, l'interaction saillie/rainure des récipients décrite dans le brevet européen n0 0039598 préci- té présente quelques inconvénients. Conformément à ce brevet européen n 0039598, la saillie et la rainure présentent sensiblement la même forme avec une surface de rampe d'entrée plane formant un angle aigu avec la verticale, une surface d'étanchéité intermé- diaire plane, sensiblement verticale, et une bordure de posi- tionnèement (épaulement) plane, à l'horizontale ou presque. La saillie présente des dimensions d'environ 10% plus grandes que celles de la rainure; en particulier, la rampe d'entrée de la saillie est, dans tous les cas, plus longue que la ram- pe d'entrée de la rainure. La difficulté réside dans la matière avec laquelle on travaille. Les récipients auxquels se rapporte cette invention, sont réalisés en une matière expansée, en particulier en polystyrène expansé, qui est une matière tendre et qui, si elle est soumise à des contraintes, est susceptible de se craqueler ou de se frag- menter ou bien de perdre sa mémoire et de ne pas restituer sa forme d'origine. En outre, la dilatation des perles de polystyrène n'est pas uniforme. Pendant la fabrication, l'impression, Ie remplissa- ge et la distribution des gobelets, on peut aller jusqu'à passer par six cycles d'encastrement et de séparation des gobelets et, de ce fait, il est important qu'à chaque fois, la matière formant les saillies et les rainures et le5 surfacesavoisinantes ne subissent pas des contraintes exces- sives. Non seulement la saillie doit pénétrer dans la rai- nure sans se casser ou être comprimée au-delà de son apti- tude à reven-ir à sa forme initiale, mais encore elle doit pouvoir y être délogée suffisamment facilement pour la dis- tribution. Dans beaucoup de cas, une partie de la saillie se casse et tombe dans le liquide de boisson. Par conséquent, pour que les gobelets soient véri- tablement des gobelets de verrouillage et de scellement lorsqu'ils sont insérés les uns dans les autres, isolant ainsi de l'atmosphère les comestibles disposés sur les fonds des gobelets, par une saillie portée par l'un des gobelets pé- nétrant dans une rainure de l'autre gobelet, les gobelets, lorsqu'ils sont emboîtés, doivent loger la matière comprimée entre la saillie et la nervure, Ils ne doivent pas comprimer à l'excès la matière de la saillie et de la rainure afin d'empêcher que celles-ci ne soient capables de reprendre leurs configurations d'origine pour rendre étanches les espaces entre les gobe- lets emboîtés, Les joints doivent être complets,. mais tout de même les gobelets doivent pouvoir aisément se séparer sans rupture de la matière constituant la saillie, et les gobe- lets doivent pouvoir être assemblés avec étanchéité et sépa- rés plusieurs fois durant la fabrication et la distribution, sans endommagement de la matière constituant la saillie. Par conséquent, la présente invention a pour but de proposer un gobelet perfectionné, en matière therm.Q- plastique expansée, présentant une configuration saillie/rai- nure améliorée, qui permet de surmonter les difficultés sus- mentionnées des propositions de l'état antérieur de la tech- nique, qui est fabriqué facilement et à un coût minimal, et qui procure un joint efficace entre deux gobelets semblables, lorsque ceux- ci sont emboîtés les uns dans les autresmais qui procure tout de même ce joint efficace entre les deux gobelets d'une manière telle que le gobelet inférieur de l'empilage peut être facilement désemboîté du gobelet supérieur par une force axiale vers le bas appliquée sur le rebord du gobelet infé- rieur de l'empilage. En conséquence, la présente invention propose un récipient, réalisé en une matière thermoplastique expansée, de forme conique, emboîtable dans un récipient semblable, et flexible, ledit récipient présentant une rainure sans fin et une saillie sans fin s'étendant, l'une, à partir de sa sur- face intérieure, et, l'autre, à partir de sa surface exté- rieure, et disposées en prise de verrouillage respectivement avec une saillie et une rainure de récipients semblables adjacents lorsqu'ils sont emboîtés avec lui, la saillie sans fin s'étendant à partir de la paroi du gobelet sur une dis- tance supérieure à la distance sur laquelle la rainure pé- nètre dans la paroi du gobelet, de façon à former un joint de compression radiale entre les surfaces d'étanchéité des saillies et rainures en prise desrécipients emboités res- pectifs, la rainure comprenant une bordure de positionnement s'étendant sensiblement horizontalement, afin d'empêcher un récipient d'être poussé dans le récipient dans lequel il est emboîté au-delà du point de contact des saillie et rainure respectives, une surface d'étanchéité intermédiaire, dispo- sée sensiblement verticalement et s'étendant à partir de la bordure de positionnement, et une entrée/rampe de retenue s'étendant à partir de la surface d'étanchéité en formant un angle, par rapport à la verticale, supérieur à 10 degrés, caractérisé par le fait que la saillie est arrondie en coupe transversale et présente un volume inférieur au volume de la rainure, de telle sorte que,lorsqu'elle est logée dans la rainure d'un récipient semblable dans lequel ledit récipient est emboîté, ladite rainure reçoit la matière déplacée de la saillie, sans aucune force axiale sur la saillie. Les forme et dimension de la saillie par rapport à la rainure facilitent les entrées et sorties répétées dans la rainure sans soumettre, à un excès de contraintes, la ma- tière de la saillie et de la rainure, lorsqu'elles sont à l'état déformé. De préférence, la saillie est partiellement circu- laire en coupe transversale et présente sa dimension maxi- male dans la direction radiale approximativement à sa mi- hauteur. De préférence, le coin entre la surface d'étanchéité et la bordure de positionnement de la rainure est chanfreiné ou arrondi. L'entrée/rampe de retenue a, de préférence, une longueur située entre 0,4 et 0,65 mm et elle forme un angle avec la verticale situé entre 10 et 45 , de préférence de sensiblement 15 . La configuration structurale ci-dessus conduit à un récipient qui est simple à fabriquer, procure un joint effi- cace, présentera une tendance minimale à la fragmentation, et porte une saillie qui se déforme de façon-prévisible lors- qu'elle est comprimée dans la rainure, qui est logée dans la rainure et ne présente pas de forces axiales sur la saillie tendant à repousser ladite saillie hors de la rainure. Conformément à un autre aspect de la présente inven- tion, si la rainure pénètre dans la surface extérieure de la paroi du récipient, la saillie sans fin s'étend intérieure- ment à partir de la surface intérieure de la paroi et pré- sente un diamètre intérieur,à sa largeur maximale, légère- ment inférieur au diamètre de la rainure à sa pénétration maximale dans la paroi du récipient. En outre, l'entrée/ram- pe de retenue de la rainure est adjacente au fond de la rai- nure et cette partie de la paroi de la rainure s'étend vers le haut et radialement vers l'intérieur par rapport à la surface d'étanchéité intermédiaire de la rainure. Conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention, la rainure pénètre dans la surface inté- rieure de la paroi du récipient et la saillie sans fin s'é- tend vers l'extérieur à partir de la surface extérieure de la paroi du récipient et présente un diamètre extérieur à sa largeur maximalelégèrement supérieur au diamètre de la rai- nure à sa pénétration maximale dans la paroi du récipient. En outre, l'entrée/rampe de retenue est située à la partie supérieure de la rainure et cette partie de la rainure s'é- tend vers le bas et radialement vers l'extérieur par rapport à la surface d'étanchéité intermédiaire. En conséquence, lorsque deux récipients sont desti- nés à être emboîtés, le récipient supérieur est pressé dans le récipient inférieur, la saillie étant légèrement compri- mée par la paroi conique intérieure du récipient ou gobelet inférieur, jusqu'à ce qu'elle essaie de reprendre sa confi- guration d'origine au fur et à mesure qu'elle pénètre dans la rainure. Lorsqu'elle pénètre dans la rainure, ce qui est facilité par la rampe d'entrée de la rainure, la saillie crée un joint de compression avec la surface d'étanchéité in- termédiaire de la rainure. En raison du fait que la saillie s'étend, à partir de la paroi du gobelet, sur une distance supérieure à celle sur laquelle la rainure pénètre dans la paroi de plusieurs millièmes de centimètre, la partie la plus large de la saillie est comprimée et forme un joint avec la surface d'étanchéité intermédiaire. Toute matière de la saillie qui est déplacée se trouve logée dans la rainure. En outre, la poussée du récipient supérieur à l'intérieur du récipient inférieur est limitée par la bordure de posi- tionnement s'étendant horizontalement. Dans les conditions normales, l'entrée/rampe de retenue empêche la séparation des récipients jusqu'à ce qu'une force de distribution appro- priée soit appliquée au récipient inférieur, auquel cas le récipient est facilement séparé du récipient supérieur, la saillie gravissant l'entrée/rampe de retenue sans qu'il y ait rupture de ladite saillie. Dans un mode de réalisation, chacun des gobelets en matière thermoplastique expansée pré- sente une épaisseur de la paroi latérale du gobelet de 2,Omm, un rayon extérieur, à son embouchure, de 70 mm, un rayon extérieur, à sa base, de 27,12 mm, une épaisseur de base de 2,5 mm, un pente de la paroi latérale extérieure de 8 degrés ', par rapport à la verticale, la pente de la surface in- térieure de la paroi du gobelet en-dessous de la rainure étant de 6 degrés, et une hauteur de gobelet de 82,8 mm. Dans ce mode de réalisation, la saillie est disposée sur la surface extérieure, à la partie inférieure du gobelet, fait partie d'un cercle en section transversale, présente une hau- teur de 1,65 mm (la distance entre la base du gobelet et la partie la plus haute de la saillie), une largeur de 0,64mm (la distance radiale à la partie la plus extérieure à partir d'un cylindre vertical passant par la ligne joi- gnant le sommet de la saillie et la paroi latérale du gobe- let), et présente un rayon de 1,0 mm. La base plate du go- belet s'étend sur une distance radiale de 1,11 mm. Dans ce mode de réalisation, là rainure présente une hauteur de 1,75 mm, une rampe d'entrée à 15 degrés par rapport à la ver- ticale et présentant une hauteur verticale d'environ 0,5 mm, une longueur d'environ 0,53 mm et une dimension horizontale d'environ 0,33 mm, une surface d'étanchéité intermédiaire de 1,22 mm et une bordure de positionnement horizontale de 1,40 mm de large, à la base de la rainure, l'angle de cette bordure de positionnement adjacent à la surface d'étanchéité étant chanfreiné à 20 par rapport à l'horizontale. Le dia- mètre du gobelet, pris à la dimension maximale de la saillie, est de 54, 25 mm et le diamètre du gobelet, au niveau de la surface d'étanchéité intermédiaire de la rainure, est de 53,84 mm. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple pu- rement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: - la Figure 1 est une vue en perspective d'un empilage de deux gobelets emboîtés l'un dans l'autre; - la Figure 2 est une vue en perspective de l'empilage des deux gobelets de la Figure 1, partiellement en coupe, afin de montrer la section de la paroi latérale et du fond de chaque gobelet; - - la Figure 3, représentée avec la Figure 1, est un agran- dissement d'une coupe de l'un des deux gobelets emboîtés de la Figure 2; - la Figure 4 est une vue, à plus grande échelle, des deux gobelets en coupe représentés sur la Figure 2, à l'état emboité; - la Figure 5 est un agrandissement d'une partie de la struc- ture représentée sur la Figure 4; et - les Figures 6 à 9 incluse sont des vues en coupe, à plus grande échelle, de parties des deux gobelets à l'état em- boîté l'un dans l'autre, afin de rendre étanche l'espace qui les sépare. Si l'on se réfère maintenant aux Figures 1 et 2,on vo que l'on a représenté un empilage 10 de deux gobelets, cha- que gobelet 12 (que l'on peut mieux voir sur les figures 2 3 et 4) étant réalisé en un polystyrène thermoplastique expansé, déformable, flexible, et présentant une paroi la- térale 14, un fond 16, et un bec circulaire supérieur 18 formé sur un rebord 20 définissant une ouverture 22. S'étendant vers l'extérieur à partir de la surface interne 14A du gobelet 12 et espacée.de 11,9 mm à partir de la surface supérieure 16A du fond 16, se trouve la zone inférieure d'une rainure sans fin 28, présentant une entrée/rampe de retenue 30, incli- née radialement vers l'extérieur, à 15 par rapport à la verticale, une surface d'étanchéité intermédiaire 32, orientée verticalement, et un épaulement(ou bordure de posi- tionnement) 34 dirigé horizontalement vers l'extérieur. A proximité du fond 16 du gobelet 12, une protubé- rance ou saillie sans fin 36 s'étend à partir de la surface extérieure 14B de la paroi latérale 14, la saillie sans fin 36 étant un segment d'un cercle s'étendant à partir de la surface 14B à la base de la paroi 14. La conicité de la paroi intérieure de chaque gobe- let est de 8 degrés 32' par rapport à la verticale, excepté en ce qui concerne la partie de la paroi intérieure 14C, se situant entre la rainure 28 et le fond 16,qui forme un an- gle de 6 degrés par rapport à la verticale. Le-sommet de la paroi 14C est espacé vers l'intérieur par rapport à la ligne de la surface de paroi 14A si cette surface -était prolongée à travers la rainure. Le fond 16 du gobelet 12 présente une partie hori- zontale ou transversale 44, espacée de la saillie de fond 36 et une partie inclinée 46, formant un angle de 15 degrés par rapport à l'horizontale, reliant la saillie 36 à la partie horizontale 44. Lorsque les gobelets sont utilisés pour stocker des comestibles et les protéger vis-à-vis de l'atmosphère, les ingrédients sont déposés dans le fond d'un gobelet 12 et un autre gobelet 12 est introduit dans le gobelet contenant le comestible. Au fur et à mesure que le gobelet supérieur est poussé dans le gobelet inférieur, la saillie 36 commence à se comprimer par suite de sa mise en contact avec la surface de la paroi latérale intérieure 14A du gobelet extérieur 12 (voir Figures 6 et 7), comprimant également la matière ther- moplastique expansée de la partie de la paroi 14 en contact avec la saillie 36 (voir Figure 7). Au fur et à mesure que la saillie 36 commence à pénétrer dans la rainure 28 (voir Figure 8), le coin angulaire 40 à proximité de la rampe 30 est comprimé par la saillie 36, saillie qui est également comprimée. En raison du fait qu'à la fois la saillie 36 et le coin 40 ne sont pas comprimés au-delà de leur mémoire, au fur et à mesure que la saillie 36 continue à progresser vers le bas à l'intérieur de la rainure 28, ladite saillie 36 re- prend partiellement sa configuration initiale, tandis que le coin 40 reprend sa configuration. En raison du fait que la largeur de la saillie 36 est supérieure à la profondeur de la rainure 28 de quelques millièmes de centimètre au centre de la saillie, les quelques millièmes de centimètre exté- rieurs de la saillie au centre viennent en contact avec, sont comprimés par, et compriment, la paroi 32 (voir Figures 5 et 9). Seule une petite partie de la paroi 32 a besoin d'être touchée par les quelques millièmes de centimètre centraux de la saillie, créant le joint radial. Toute ma- tière comprimée qui est déplacée en raison des dimensions relatives de la saillie et de la rainure est reçue par ladi- te rainure 28. Comme cela est montré sur les Figures 5 à 9, le coin inférieur de la rainure est chanfreiné en 41 selon un angle de 20 (15 -25 ) par rapport à l'horizontale. Le but de ce chanfrein est d'empêcher la matière de la saillie d'être déformée droit dans le coin, étant donné qu'elle a alors tendance à ne pas retrouver sa forme arrondie et à subir les problèmes exposés précédemment de cassure ou de fragmentation. Le coin pourrait être arrondi. En raison du fait que l'épaulement 34 s'étend au-delà de la zone extérieure de la saillie 36 sur une distance substantielle, les forces axiales poussant les gobelets les uns dans les autres seront repoussés par l'épaisseur de la paroi 14 en-dessous de l'épaulement 34. Les forces tendant à séparer les gobelets provoquent le déplacement de la saillie comprimée 36 le long de la pa- roi 32 en direction de la rampe 30, jusqu'à ce que la partie supérieure de la saillie 36 entre en contact avec la rampe 30, rampe qui arrête la poursuite du mouvement vers le haut. Dans cette position, le joint est maintenu entre la partie centrale de la saillie 36 et la paroi 32. Si des forces sup- plémentaires sont appliquées sur le rebord 22 par un méca- nisme distributeur afin de séparer le gobelet de fond 12 de l'empilage de gobelets 10, le gobelet inférieur est poussé vers le bas, provoquant la mise en contact de la rampe 30 avec la partie supérieure de la saillie 36. Ladite rampe 30 et le coin angulaire 40 assurant un angle peu profond entre la paroi 32 et la surface de paroi 14A, procurent une résis- tance minimale permettant alors à la saillie d'être comprimée (cependant pas au point d'être cassée) au fur et à mesure ii qu'elle quitte la rampe. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci- dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Récipient (12) réalisé en un matériau thermo- plastique expansé, de forme conique, emboîtable dans un au- tre récipient identique, et flexible, ledit récipient (12) présentant une rainure sans fin (28) et une saillie sans fin (36), s'étendant, l'une, à partir de sa surface intérieure, et, l'autre, à partir de sa surface extérieure, et étant dis- posées en prise de verrouillage respectivement avec une saillie. (36) et une rainure (28) de récipients semblables adjacents lorsqu'ils sont emboités avec lui, la saillie sans fin (36)' s'étendant à partir de la paroi (14) du gobelet sur uni distance supérieure à ladistance sur laquelle la rainure (28) pénètre dans la paroi du gobelet, de façon à former un joint de compression radialeentre les surfaces d'étanchéité des saillies et rainures en prise des récipients emboités respec- tifs, la rainure comprenant une bordure de positionnement (34) s'étendant sensiblement horizontalement afin d'empêcher un récipient d'être poussé à l'intérieur du récipient dans le- quel il est emboité au-delà du point de contact des saillie et rainure respectives, une surface d'étanchéité intermédiai- re (32), disposée sensiblement verticalement et s'étendant à partir de ladite bordurede positionnement (34)et une entrée/ram- pe de retenue (30) s'étendant à partir de la surface d'étan- chéité (32) en formant un angle par rapport à la verticale supérieur à 10 degrés, caractérisé par le fait que la sail- lie (36) est arrondie en coupe transversale et présente un volume inférieur au volume de la rainure (28),de telle sorte qu'une fois logée dans la rainure d'un récipient semblable dans le- quel ledit récipient est emboîté, cette rainure reçoit la ma- tière de la saillie comprimée qui est déplacée, sans aucune force axiale sur la saillie. 2 - Récipient selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la saillie (36) est un segment de cercle, vue en coupe transversale. 3 - Récipient selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que la saillie (36) présente sa dimension maximale dans la direction radiale approximative- ment à mi-hauteur de la saillie. 4 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le coin (41) situé entre la bordure de positionnement (34) et la surface d'étanchéité verticale (32) de la rainure (28) est chanfreiné ou arron- di. - Récipient selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'entrée/rampe de retenue (30) de la rainure (28) présente une longueur comprise entre 0,4 et 0,65 mm. 6 -Récipient selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'entrée/rampe de retenue (30) forme un angle avec la verticale compris entre 10 degrés et degrés, et est, de préférence, sensiblement égal à 15 degrés. 7 - Récipient selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la rainure (28) s'étend vers l'extérieur dans la surface intérieure (14A) de la paroi du récipient, et que la saillie (36) s'étend vers l'extérieur à partir de la surface extérieure (14B) de la paroi du ré- cipient. 8 - Récipient selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la surface intérieure (14C) de la paroi du récipient, en-dessous de la bordure de positionnement (34) est décalée vers l'intérieur relativement à la ligne de la surface intérieure (14A) de la paroi d-u récipient au-dessus de la rainure (28). 9 - Récipient selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que la surface intérieure (14C) de la paroi du récipient, en-dessous de la rainure (28), est inclinée par rapport à la verticale d'un angle plus faible que la surface intérieure (14A) de la paroi du récipient si- tuée au-dessus de la rainure (28). - Récipient selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la rainure (28) s'étend vers l'intérieur dans la surface extérieure (14B) de la paroi du récipient, et que la saillie (36) s'étend vers l'intérieur à partir de la surface intérieure (14A) de la paroi du réci- pient.