Brevet FR2631564A1 — publié le 19891124

La présente Invention se rapporte aux pompes-doseuses auxquelles l'industrie des cosmétiques ou de la pharmacie fait de plus en plus appel afin d'offrir ses produits liquides sous forme d'aérosols. Ces pompes permettent en effet de pulvériser à chaque fols une dose du liquide contenu dans un réservoir sans pour cela avoir recours à un gaz sous pression, que ce dernier soit dissous dans le liquide tel le fréon, ou bien qu'il occupe l'espace du réservoir situé au-dessus du liquide tel l'azote. C'est uniquement un actionnement manuel qui conditionne, par I'intermédiaire de pistons, la pulvérisation du liquide. Si cette solution paraît plus acceptable pour la protection de l'environnement et par rapport à la sécurité, elle est également plus économique dans la mesure o.le conditionnement des liquides ainsi réalisé est plus léger. Il devient en effet inutile d'introduire du gaz à fortes pressions (6 à 10 bars) dans le réservoir après que ce dernier a été obturé ou encore de protéger particulièrement le réservoir contre les coups ou la chaleur... On connait déjà un brevet concernant une pompe-doseuse particulièrement efficace bien que de fabrication relativement bon marché (brevet n' 2 133 259). Celle-ci était encore améliorée en 1975 selon les indications du certificat d'addition n' 2 305 241. Sa structure est exposée de façon détaillée ci-dessous après l'introduction des figures (en particulier des figures 1 et 2). Ce modèle plus ancien présente déjà de nombreux avantages. Pour ce qui est de sa réalisation, il se compose seulement de trois pièces. Ces dernières peuvent par ailleurs être moulées sans difficulté particulière malgré leur petite taille. Quant à sa mise en oeuvre, ce type de pompes permet la pulvérisation d'une dose de produit liquide uniquement lorsque l'utilisateur exerce une pression suffisante sur leurs pistons. Cela évite les fuites intempestives de produit ou les émissions de filets liquides pas assez dispersés. Le systeme correspondant offre une plus grande sécurité de fonctionnement (par rapport, par exemple, à l'inclinaison du réservoir ou a sa fréquence d'utilisation) Ce dispositif, aujourd'hui largement commercialisé, montre toutefois une certaine faiblesse a la longue. En effet, la pression exercée par l'utilisateur sur les pistons de la pompe provoque non seulement l'émission de l'aérosol, mais aussi doit remplir de liquide une chambre interne à la pompe. Le volume correspondant n'est autre que la dose qui sera pulvérisée à la prochaine utilisation. Or, ce remplissage ne s'effectue pas toujours de façon correcte. Lorsque les pièces ont quelque peu vieilli et que leur ajustement n'est donc plus aussi étroit, une certaine quantité d'air est également pompée depuis l'ambiance extérieure à travers les joints manquant désormais d'étanchéité. Elle occupe une partie de la chambre de pompe qui contient par conséquent moins de liquide que prévu. Ce phénomène entraîne une variation du volume des doses émises au fur et a mesure du vieillissement de la pompe. Cela est particulièrement gênant pour les pulvérisateurs de préparation pharmaceutiques dont le dosage doit être très précis. Le perfectionnement, qui fait l'objet de la présente invention, permet de réduire l'admission d'air extérieur au sein de la chambre de pompe même lorsque celle-ci n'est plus aussi neuve. Il correspond a une pompedoseuse servant à la pulvérisation d'un liquide contenu dans un réservoir et comprenant: - un corps de pompe formé par un tube cylindrique lié rigidement audit réservoir, - un premier piston creux dont la base coulisse, de façon relativement étahche au moins sur une partie de sa course, contre la paroi interne du tube cylindrique et qui se prolonge en une tige creuse présentant un siège de clapet, - un second piston avec, a une de ses extrémités, un pointeau s'engageant dans ladite ti.ge creuse dudit premier piston creux et venant buter sur ledit siège de clapet et avec, à l'autre de ses extrémités, une jupe dont le pourtour coulisse au moins en partie à l'intérieur dudit tube cylindrique dudit corps de pompe, - des moyens élastiques tendant, en l'absence de forces extérieures, à repousser ledit second piston contre ledit premier piston creux et à repousser aussi ledit premier piston, ainsi qu'à maintenir ouverte et en communication avec le réservoir une chambre de pompe définie par l'espace compris entre ladite jupe, ledit tube cylindrique et, éventuellement, une autre cloison solidaire dudit tube cylindrique, caractérisée en ce que un élément de l'ensemble formé par ladite jupe et, éventuellement, ladite cloison se compose en fait de deux pièces liées l'une à l'autre par une liaison à mouvement perdu de telle sorte que lesdites pièces s'appliquent l'une a l'autre de façon étanche lorsque lesdits moyens élastiques sont comprimés par une force extérieure et qu'un chenal s'ouvre entre elles lorsque ladite force extérieure disparaît. En vue d'un meilleur exposé de l'application du perfectionnement des pompes-doseuses de pulvérisation de la présente invention ainsi que de l'amélioration du fonctionnement qui en résulte, un exemple de réalisation est exposé ci-après à l'aide de dessins. Malgré la précision de ces derniers, Ils ne sauraient limiter le perfectionnement dont il est question, à la configuration des pièces présentées ici. Ceux-ci servent plutôt à concrétiser la substance de l'invention qui est mieux définie dans les revendications finales. Sur les dessins: la figure I montre la coupe verticale d'un exemple de réalisation d'un.pulvérisateur comportant une pompe-doseuse de l'art antérieur à laquelle le perfectionnement s'applique. Les caractéristiques de ce perfectionnement sont toutefois totalement absentes de cette première figure, de même que de la suivante. Sur la figure 1, la pompe- doseuse est en effet représentée au repos, tandis que 2 6 3 1 5 6 4 la figure 2 montre la mêmrne porripe-doseuse, mals cette fois, immédiatement après la pulvérisation de la dose; - la figure 3 présente la coupe verticale d'un exemple de réalisation du perfectionnement de l'invention. L'agencement relatif des divers éléments du pulvérisateur correspondant est dessiné au repos, à gauche de l'axe de révolution de la pompe, et après la pulvérisation, à droite de cet axe; la figure 4 est une coupe verticale du détail de la liaison perdue particulière au présent perfectionnement. Avant d'aborder le perfectionnement, objet de la présente invention, cette description précise tout d'abord un exemple de réalisation des pompes-doseuses connues auxquelles il s'applique. JIl fait pour cela référence aux figures 1 et 2. Ces dernières montrent en coupe verticale plusieurs pièces réalisées pour la plupart en matière plastique relativement dure. Elles font ressortir la symétrie de révolution par rapport à l'axe vertical 00 des différents éléments constituant le' pulvérisateur: un réservoir 1 qui contient le liquide à pulvériser -11 est pour l'heure supposé se trouver à la pression atmosphérique-, un bouchon 2 qui peut être vissé de façon étanche grâce au joint 21 sur le réservoir 1, un embout 3 maintenu par un épaulement 22 du bouchon 2 contre le joint 21, un corps de pompe 4 formé extérieurement par un cylindre 41 dont l'extrémité supérieure 42 s'encliquette à l'intérieur de l'embout 3 et dont l'extrémité inférieure 47 se prolonge en un tube plongeant jusqu'au fond du réservoir, un piston creux 5 dont la base 51 bute contre l'embout 3, mals peut coulisser, de façon étanche au moins sur une partie de sa course, a l'intérieur du corps de pompe 4 et dont la tige 52, creuse, plus étroite, est guidée par la jupe interne 31 de l'embout 3, un poussoir 7 enfin, coiffant la tige 52, pouvant coulisser et être guidé par le bouchon 2 et comportant sur le côté une buse 8 pour l'émission latérale du liquide sous forme d'aérosol. Le corps de pompe 4 enferme en outre un second piston 6 dont la forme est très particulière. A son extrémité supérieure, un cylindre plein 61 se terminant par un cône 62 s'engage à l'intérieur de la tige 52 du piston creux 5 et bute contre un rétrécissement interne 53 de la tige 52. L'extrémité inférieure du piston 6 est constituée par une jupe cylindrique 63 prévue pour être guidée par la paroi interne du cylindre 41. A l'intérieur de la jupe 63, le piston 6 présente un doigt 64 centré sur l'axe de révolution du pulvérisateur. Ce doigt fait saillie de telle sorte qu'un ressort 9 cylindrique, disposé verticalement, peut y prendre appui au niveau de son extrémité supérieure. Dans la forme de réalisation repfrésentée sur les dessins, l'extrémité inférieure du ressort 9 prend appui sur un épaulement 49 du corps de pompe 4. Afin de parfaitement maintenir le ressort 9 tout en permettant sa compression verticale, deux cylindres creux 43 et 44 prolongent intérieurement et vers le haut le corps de pompe 4, tandis que la partie inférieure du ressort 9 se trouve logée entre eux. En l'absence d'effort extérieur, les différents éléments 1 à 9, qul viennent d'être mentionnés, sont disposes les uns par rapport aux autres tels que montrés sur la figure 1. En vue d'une meilleure compréhension du fonctionnement de ce système de pompe-doseuse, il convient de supposer que la chambre de pompe 45, déterminée par l'espace annulaire situé entre les cylindres 41 et 44, est remplie de liquide. Elle admet alors sa taille maximale puisque le ressort 9 repousse le piston 6 qui repousse lui-même le piston creux 5. Dans cette configuration, toute communication entre l'intérieur du réservoir et l'extérieur est impossible. D'un côté, l'extrémité conique 62 du piston 6 s'applique en effet au rétrécissement 53 de la tige 52 du piston creux'5. La relative élasticité des éléments assure l'étanchéité du clapet de sortie ainsi constitué. D'un autre côté, la base 51 élargie du piston creux 5 est plaquée contre la jupe interne 31 de l'embout 3 formant également une butée étanche. Z631564 Lorsqu'une force F de compression verticale est exercée sur le poussoir 7 au point de vaincre la résistance du ressort 9, plusieurs phénomènes se succèdent pour aboutir finalement à la configuration des éléments montrée sur la figure 2. Tout d'abord, le bord inférieur de la jupe 63 du piston 6 s'engage sur le tube 44 faisant saillie a l'intérieur de la partie inférieure du corps de pompe 4. Il en résulte l'isolation du liquide initialement contenu dans la chambre 45 de pompe (toujours en vertu de la relative élasticité des pièces et donc de l'étanchéité des contacts pour peu qu'ils soient comprimés). Puis, la chambre 45 volt son volume diminuer. La pression du liquide quelle retient prisonnier augmente très vite. Or, la chambre 45 communique, par des cannelures 66 situées le long de la paroi externe de la jupe 63, avec un petit espace ménagé entre le piston creux 5 et le piston 6. Le liquide ne tarde donc pas à s'y répandre. Dès lors, s'exerce la même pression sur la base de la jupe 66 et sur la face supérieure du piston 6 dont la surface est plus importante. Il s'ensuit des forces verticales dont la résultante f tend à ramener le piston 6 vers le bas. Le cône 62 se retire légèrement du resserrement 53. Cela ouvre le passage pour le liquide sous pression vers l'extérieur via le canal 71 de sortie et la buse 8 du poussoir 7. La pulvérisation se poursuit de la sorte jusqu'a ce que la pression du liquide dans la chambre de pompe soit devenue trop faible pour maintenir le clapet de sortie ouvert. Il est possible d'admettre que cela correspond a peu pres à la fin de la course du piston 6. La pompe-doseuse est alors dans la configuration montrée sur la figure 2. Enfin, il faut noter que ce scénario d'expulsion du volume de liquide contenu dans la chambre 45 s'accompagne de l'admission d'un volume d'air entre le piston creux 5 et le cylindre 41 du corps de pompe 4 grâce à une petite cannelure 33 de la jupe interne 31 de l'embout 3. Cet air ne peut toutefois pas pénétrer dans la chambre 45 ou l'espace 65, car, dans cette phase d'expulsion du liquide, la base 51 du piston creux 5 s'applique en général de façon suffisamment étanche contre le cylindre 41. Lorsque la force F cesse d'être exercée par l'utllisateur sur le- poussoir 7, le ressort 9 repousse les pistons 5 et 6 vers le haut. La chambre 45 de pompe grandit à nouveau en volume. Toutefois, elle n'entre pas Immédiatement en communication avec l'intérieur du réservoir. Le passage 46 correspondant.s'établit uniquement lorsque l'ensemble des pièces mobiles 5, 6 et 7 est revenu dans la position de la figure 1. Dans l'intervalle, la taille de la chambre 45 croît sans qu'elle soit alimentée en liquide frais. Le liquide qui y reste à la suite de la pulvérisation, est par conséquent mis en dépression. Tant que les pièces sont suffisamment bien ajustées les unes aux autres pour assurer une bonne étachéité de la chambre 45 de pompe dans cette phase transitoire, cela provoque une violente aspiration du liquide dès que le passage 46 est à nouveau ouvert. Et la chambre 45 se trouve parfaitement bien remplie. Mais, l'usure aidant, il se peut que l'étanchéité du joint forme par la base 51 du piston 6 et le cylindre 41 du corps 4 de pompe ne soit plus assurée dès lors qu'une forte dépression existe du coté de la chambre 45 de pompe. Ainsi, de l'air peut-il être aspiré par ce joint. Il réduit considérablement la dépression et, lorsqu'enfin le passage 46 se libère, seule une faible quantité de liquide est admise dans la chambre. Elle risque alors de n'être plus en rapport avec la dose que l'utilisateur de-la pompe souhaite émettre. Avant la présentation du perfectionnement qui remédie à cet inconvénient, il convient de signaler le refoulement concomitant du premier volume d'air évoqué ci-dessus. Celul-ci peut en effet s'écouler par une cannelure 48 ménagée à l'extrémité supérieure 42 du cylindre 41 du corps de pompe 4 et venir remplacer dans le réservoir I la quantité de liquide expulsée. La figure 3 montre, en plus des éléments du vaporisateur précédent, comment le présent perfectionnement prévoit de dissocier le piston 6 en deux pièces s'encliquetant l'une sur l'autre: la jupe 63, d'un cote, et le reste du piston 6, de l'autre. Sur la figure 4 est présente plus en détail comment peut être réalisé l'encliquetage. Un cliquet 67 porté par l'extrémité inférieure et périphérique du piston 6 s'adapte avec un certain jeu vertical sur une encoche de'la jupe 63 et réalise ainsi une liaison à mouvement perdu. Lors de la descente des éléments mobiles 5, 6 et 7, la jupe 63 descend par gravité et vient rencontrer le sommet du cylindre interne 44. Elle s'arrête donc momentanément dans sa course descendante. Ensuite le piston 6 continuant sa descente vient s'appliquer au niveau du relief 68 contre le piston 6 (cf. fig 4). L'élasticité de la matière confère au contact correspondant l'étanchéité voulue pour que tout se passe comme dans la pompe-doseuse de l'art antérieur décrite cidessus. Lors de la remontée des élements mobiles c'est l'extrémité du ressort 9 qui s'applique sur l'épaulement 70 de la jupe 63. Le cliquet 67 peut aussi s'appliquer sur la jupe 63. Dans tous les cas, le liquide pénètre dans la chambre par le chemin de fuite fléche. Le remplissage de la chambre débute dès cet instant avant même que le passage 46 ne soit a nouveau ouvert. Ainsi l'apparition d'une importante dépression dans la chambre 45 de pompe est-elle évitée. Et, même si le joint formé par la base 51 du piston 5 et le cylindre 41 du corps 4 de pompe n'est pas parfaitement étanche, l'air a donc moins tendance à s'y introduire. Cela est atteint au prix d'une pièce supplémentaire, la jupe 63, qui doit être moulée à part. Mais cette contrainte économique peut être largement justifiée par la qualité de la pulvérisation avec une dose émise reproductible d'une utilisation à l'autre. Ce perfectionnement s'applique tout aussi bien aux pulvérisateurs parfaitement étanches o l'air ne doit pas pénétrer sous peine, par exemple, d'oxyder le liquide contenu dans le réservoir 1. Dans ce cas, une certaine quantité de gaz inerte comprimé est placée initialement au-dessus du liquide. Par ailleurs, la liaison embout 3 - corps de valve 4 ne prévoit pas de cannelures 48. Et l'expulsion hors du 2 6 3 1564 réservoir 1 d'une dose de liquide est rendue possible par la dilatation du gaz inerte D'autres configurations de pompes-doseuses apparaîtront à l'homme de l'art. Il trouvera avantage au présent perfectionnement à chaque fois que le remplissage de la chambre 45 de pompe devra être favorisé et démarré le plus tôt possible après le relâchement de la pression exercée par l'utilisateur sur le poussoir 7 du pulverisateur. En particulier, il pourra songer a dissocier plutôt le cylindre 44 en deux pièces liées par une liaison perdue si cela lui parait plus économique par exemple REVENDICATIONS 1. Pompe-doseuse servant à la pulvérisation d'un liquide contenu dans un réservoir ( 1) et comprenant; - un corps de pompe (4) formé par un tube cylindrique (41, 42, 47) lié rigidement audit réservoir ( I), - - un premier piston creux (5) dont la base (51) coulisse, de façon relativement étanche au moins sur une partie de sa course, contre la paroi interne du tube cylindrique (41, 42, 47) et qui se prolonge en une tige (52) creuse présentant un siège de clapet (53), - un second piston (6) avec, à une de ses extrémités, un pointeau (62) s'engageant dans ladite tige (52) creuse dudit premier piston creux (5) et venant buter sur ledit siège de clapet (53) et avec, à l'autre de ses extrémités, une jupe (63) dont le pourtour coulisse au moins en partie à l'intérieur dudit tube cylindrique (41, 42, 47) dudit corps de pompe (4), - - des moyens élastiques (9) tendant, en l'absence de forces extérieures, à repousser ledit second piston (6) contre ledit premier piston creux (5) et à repousser aussi ledit premier piston, ainsi qu'a maintenir ouverte et en communication avec le réservoir (I) une chambre (45) de pompe définie par l'espace compris entre ladite jupe (63), ledit tube cylindrique (41, 42, 47) et, éventuellement,.une autre cloison (44) solidaire dudit tube cylindrique, caractérisée en ce que un élémrnent de l'ensemble formé par ladite jupe (63) et, éventuellement, ladite cloison (44) se compose en fait de deux pièces liées l'une a l'autre par une liaison a mouvement perdu de telle sorte que lesdites pièces s'appliquent l'une à l'autre de façon étanche lorsque lesdits moyens élastiques sont comprimés par une force extérieure et qu'un chenal s'ouvre entre elles lorsque ladite force extérieure disparait. 2. Pompe-doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite liaison à mouvement perdu est constituée par l'encliquetage d'un cliquet (67) porté par une desdites pièces et d'une encoche présentée par l'autre desdites pièces, ladite encoche étant plus large que ledit cliquet (67). 3. Pompe-doseuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites pièces s'emboîtent l'une dans l'autre sauf au niveau d'une saillie (68) d'une des pièces et en ce que la matière constituant ces pièces autorise l'étanchéité de leur contact au niveau de ladite saillie lorsqu'elles sont pressées l'une contre l'autre.