Brevet FR2693883A1 — publié le 19940128

PORTE-BILLE, CE PORTE-BILLE AVEC UN CAPOT ET SON UTILISATION L'invention concerne un porte-bille utilisé habituellement dans un récipient ou distributeur contenant un produit à appliquer au moyen de la bille, par exemple un fluide cosmétique ou une encre. On connaît par le brevet US-A-4164377 un porte-bille comportant une coquille annulaire pouvant enserrer une bille sphérique en emprisonnant la majeure partie de sa surface tout en la laissant libre de tourner sur elle-même pour distribuer un fluide, ce porte-bille comportant à sa partie inférieure un fond muni d'ouvertures traversantes ainsi que des moyens de liaison avec un récipient contenant ledit fluide Le fond a le rôle d'un10 diaphragme dont les ouvertures distribuent le fluide contenu dans le récipient, et la bille s'appuie sur ce fond quand le capot est vissé sur le goulot du récipient Le capot comporte intérieurement au-dessus de son filetage une nervure annulaire permettant de le retenir autour du porte-bille en position de préassemblage.15 Lorsqu'on applique au moyen d'un tel porte-bille un fluide cosmétique, par exemple déodorant, sur une partie du corps, on constate que de petits déchets de peau et de poils roulent sur la bille et viennent d'une part s'incorporer au fluide de la bille et du récipient, d'autre part obstruer20 partiellement les ouvertures traversantes du fond Par ailleurs, le préassemblage du capot et du porte-bille présente du jeu, et la jupe du capot dépasse vers le bas le fond du porte-bille, le guidage de cet ensemble pour l'assemblage final étant pour ces raisons difficiles. La demanderesse a essayé de réaliser un porte-bille évitant les inconvénients précédents, c'est-à-dire permettant de conserver un fluide plus propre pendant son utilisation, et donnant de préférence un préassemblage amélioré. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour objet un porte-bille comportant une coquille annulaire pouvant enserrer une bille sphérique en emprisonnant la majeure partie de sa surface tout en la laissant libre de tourner sur elle-même pour distribuer un fluide, ledit porte- bille comportant à sa partie inférieure un fond et des orifices traversants de passage dudit fluide ainsi que des moyens de liaison avec un récipient contenant ledit fluide, caractérisé en ce que ledit fond est éloigné de la bille et étanche, en ce qu'il est relié à la coquille annulaire par plusieurs pattes, lesdits orifices traversants consistant en des fentes annulaires délimitées par le fond, les pattes et la coquille. Dans cette solution, le fond fermé toujours écarté de la bille, typiquement de 0,5 à 2,5 mm, recueille les déchets et salissures se détachant du bas de la bille, surtout lorsque le distributeur à bille est posé Ce fond constitue une plage de rétention de ces déchets séparée de la circulation de fluide s'établissant lors de l'utilisation entre le récipient et la bille, les essais ont montré que au moins 70 % des déchets et salissures n'étaient plus recyclés dans le fluide Les fentes îs annulaires traversantes bordant le pourtour du fond, interrompues seulement par les pattes, donnent une répartition du fluide sur la bille sur près de 3600, plus efficace qu'avec les orifices traversants de l'art antérieur L'éloignement du fond par rapport à la bille est essentiel pour que les déchets, adhérant au fond grâce au fluide dont ils sont humectés, ne se collent pas à nouveau sur la bille. Selon une configuration particulièrement intéressante du porte-bille, sa coquille annulaire comportant comme il est connu une extrémité supérieure enserrant la bille de façon sensiblement tangente et un épaulement annulaire supportant la bille, cet épaulement est situé au-dessus des fentes annulaires précédentes et le fond a une surface intérieure incurvée et parallèle à la surface de la bille, cette surface formant ainsi une calotte sphérique. On améliore l'efficacité du recueil des déchets et salissures par le fond en munissant celui-ci, qu'il soit plan ou incurvé, d'une couronne circulaire de faible hauteur dont l'extrémité supérieure vient tout près de la surface de la bille, soit à 0,15 à 0,5 mm de cette surface lorsque celle-ci est en appui sur l'épaulement annulaire qui la supporte Le taux d'épuration des déchets et salissures passe alors à plus de 80 % Il y a alors un effet de râclage des salissures, par exemple des fragments de 1 3 poils, qui dépassent de la surface de la bille. Typiquement, le fond étanche du porte-bille, habituellement central, a un diamètre compris entre 0,5 fois et 0,65 fois le diamètre de la bille, et les fentes annulaires ont une section totale de passage comprise entre 0,07 fois et 0,13 fois la section diamétrale de cette bille supposée pleine Ces fentes ont de préférence une largeur comprise entre 1 et 3 mm. Typiquement encore, le porte-bille est en matière plastique et en une seule pièce moulée par injection par un point correspondant au centre dudit fond, la matière plastique ayant alors été acheminée vers la coquille annulaire par les canaux délimitant les pattes Ce mode d'injection et d'acheminement de la matière plastique peut être constaté par des examens de laboratoire Il en résulte pour la coquille annulaire une excellente régularité de diamètre, liée à l'absence de contraintes résiduelles telles que celles provenant d'un moulage ou injection dissymétrique Les jeux de la bille encastrée à force dans la coquille annulaire sont seulement de plus ou moins 0,2 mm en jeu latéral et plus ou moins 0,25 mm selon la direction de l'axe longitudinal. Le porte-bille et le capot sont de préférence en polyoléfine assez dure, le capot étant en matière plastique plus dure que celle du porte-bille avec un "melt index" typiquement 5 à 15 points plus faible On préfère plus précisément le choix suivant: porte-bille en PP de "melt index" compris entre 15 et 30, et capot en PP de "melt index" inférieur ou égal à , le porte-bille ayant alors un bon compromis de déformabilité élastique et de dureté et le capot ayant une déformabilité élastique suffisante et un bon comportement pour les engagements successifs avec forcement de sa nervure annulaire. Le porte-bille comporte de préférence lui-même, sur sa coquille annulaire, un filetage extérieur pour le vissage de son capot Ce filetage rigidifie la portion correspondante de la coquille annulaire, en-dessous de sa portion d'extrémité supérieure qui doit rester flexible élastiquement, et il permet un préassemblage sans jeu, reproductible et fiable du porte-bille et du capot, ces deux pièces ayant leurs extrémités inférieures au même niveau et les pattes de liaison du fond permettant le guidage de l'ensemble préassemblé. Pour faciliter l'emploi, il est fortement préférable d'avoir pour le porte-bille et pour l'intérieur du capot des filetages multiples Si le vissage et le dévissage du capot sont alors très faciles, il y a un risque important de desserrage spontané du capot, particulièrement pendant les transports, et un tel desserrage supprime les étanchéités entre bille et porte-bille produites par les serrages réalisés par ce capot de sorte que le fluide peut couler ou s'évaporer Pour empêcher de tels dévissages ou desserrages non contrôlés, un au moins ou mieux deux au moins des filets individuels extérieurs du porte-bille ont chacun à leur extrémité fin de vissage un relief qui dépasse cette extrémité d'au moins 1 mm vers le bas, et l'intérieur du capot comprend en-dessous de son filetage une nervure annulaire qui vient s'encliqueter sous le ou lesdits reliefs en fin de vissage Il faut alors un effort de dévissage faible pour amorcer le dévissage, mais il ne peut plus être spontané Cette disposition est améliorée en réalisant de tel(s) relief(s) avec une surépaisseur de 0,2 à 0,6 mm par rapport au(x) filet(s) individuel(s) qui leur est (sont) adjacent(s), ladite nervure annulaire coulissant librement autour du filetage extérieur du porte-bille et s'engageant avec forcement autour du ou desdits relief(s). Ainsi le vissage du capot est facile jusqu'à sa fin de vissage avec frottement puis encliquetage de sécurité, et la qualité du préassemblage est améliorée. Deux dispositions du porte-bille de l'invention équipé d'un capot sont particulièrement intéressantes: selon une première disposition, les moyens de liaison de la partie inférieure du porte-bille permettent une fixation par engagement axial direct sur une extrémité ouverte du récipient, par exemple un bord roulé ou un rétreint droit, et le capot comporte une jupe extérieure masquant ces moyens de liaison; selon une deuxième disposition, ces moyens de liaison forment eux-mêmes e_ je, t au moins une partie de la paroi latérale du récipient, qui peut être obturé après remplissage de fluide par un fond emboîté. Le porte-bille de l'invention, accompagné de son capot, est typiquement utilisé dans un distributeur de fluide cosmétique, le diamètre de la bille étant compris entre 6 et 32 mm Il peut avoir d'autres utilisations, telles que distribution d'encre ou encore enduction avec une bille ovalisée, les principes du fond étanche écarté de la bille et de la sécurité de fin de vissage du capot empêchant les desserrements incontrôlés s'appliquant aux dispositifs correspondants. AVANTAGES PRINCIPAUX DE L'INVENTION Surprenante amélioration de la propreté du fluide distribué au moyen de la bille, et de son bon écoulement Sécurité de la fermeture vissée du capot, empêchant les desserrements ou dévissages non contrôlés, par exemple dûs aux secousses des transports avant et après remplissage. EXEMPLES La figure 1 représente un premier porte-bille selon l'invention, muni d'un capot et fixé sur un récipient, le capot étant coupé axialement, et le porte-bille étant non coupé à gauche et en coupe axiale à droite. La figure 2 représente un deuxième porte-bille selon l'invention, en perspective cavalière. La figure 3 représente le capot du porte-bille précédent en coupe axiale. La figure 4 représente ce deuxième porte-bille en vue de dessus, et la figure 5 en représente une coupe axiale selon AA. La figure 6 représente un troisième porte-bille formant la paroi latérale d'un récipient à fond rapporté, coiffé de son capot, en coupe axiale. 1/ Premier exemple La figure 1 représente un porte-bille 1 selon l'invention muni d'un capot 2 et fixé par emboîtement axial direct sur le bord roulé 3 de l'extrémité supérieure ouverte d'un récipient métallique 4 Il peut être divisé schématiquement en une coquille annulaire 5 et en un fond central étanche 6 éloigné de la bille 7 de diamètre 25,4 mm ( 1 pouce) de 1 mm dans la position de référence de cette bille dans laquelle cette bille 7 s'appuie sur un épaulement annulaire intérieure de profil arrondi 8 de la coquille 5 située vers le bas à 450 de l'axe longitudinal 9 Le fond 6 est relié à la coquille annulaire 5, en-dessous de l'épaulement annulaire 8, par 3 pattes 10 espacées à 1200 C, l'une 10 étant située juste derrière le plan de la demi-coupe axiale de droite, les pattes 10 délimitant avec les pourtours circulaires du fond 6 et du bas de la coquille annulaire 5 trois fentes annulaires telles que Il de largeur 2 mm. La coquille annulaire 5 a une surface latérale extérieure sensiblement cylindrique portant un filetage triple 12 Le capot 2 est vissé par son filetage triple intérieur 13 sur la coquille 5, et il porte intérieurement une couronne 14 appuyant extérieurement sur l'extrémité supérieure 15 de la coquille 5, l'appliquant de façon étanche sur la bille 7, et une couronne sommitale 16 appuyant sur le haut de la bille 7 en produisant un contact étanche entre cette bille 7 et l'épaulement annulaire d'appui 8. Les moyens de liaison du porte-bille 11 avec le récipient 4 consistent en une double jupe annulaire 17 et 18, la jupe extérieure 17 ayant un rôle de masquage de l'assemblage et étant recouverte extérieurement par le bas du capot 2 en position vissée, et la jupe intérieure 18 s'encliquetant de 0,5 mm au diamètre sur la surface du bord roulé 3 regardant l'axe 9 pour faciliter le collage qui complète éventuellement l'emboîtage Les jupes 17 et 18 ont entre elles une gorge annulaire 19 de section droite hémicirculaire creusée légèrement dans la jupe 17, donnant une excellente application sur le bord roulé pour le collage avec l'effet d'encliquetage signalé, ou permettant d'éviter un tel collage. Le porte-bille a été moulé par injection par le centre du fond 6, en PP de "melt index" compris entre 20 et 25, et le capot a été moulé en PP de "meit index" compris entre 5 et 8. Les dimensions principales, reprises dans les autres exemples, étaient les suivantes: porte-bille de hauteur 22 mm et de diamètre hors- tout 32,3 mm, diamètre intérieur de l'épaulement annulaire 8 à l'endroit de son appui par la bille = 20 mm, diamètre du fond central étanche 6 = 14 mm, largeur de chaque patte de liaison 10 = 4 mm; capot 2 de diamètre extérieur 34,5 mm et de hauteur 36,5 mm, diamètre d'appui de sa couronne 14 = 26,2 mm, diamètre d'appui de sa couronne sommitale 15 = 15,5 mm. Les essais d'application d'un fluide déodorant effectués avec ce dispositif ont montré une bonne régularité de débit de ce fluide pendant l'usage et une retenue importante des débris et salissures par la surface intérieure du fond 6, ne se mélangeant plus au fluide distribué Le taux de rétention de ces débris ou salissures a été mesuré et trouvé compris entre 70 et 78 %. Des essais complémentaires ont été effectués en ajoutant au fond 6, sur sa surface incurvée 60 regardant la bille 7, une couronne circulaire 20 de très faible hauteur 0,6 mm et de diamètre moyen 10 mm, dont l'extrémité est à 0,3 mm de la surface de la bille 7 lorsque la bille s'appuie sur l'épaulement annulaire 8 Grâce à un effet de râclage par cette petite couronne 20 des débris dépassant de la surface de la bille, on a obtenu des taux de rétention supérieurs à 80 %. 2/ Deuxième exemple On a effectué les modifications combinées suivantes sur la coquille annulaire 5 et sur le capot 2: on a ajouté à l'extrémité fin de vissage 21 de chaque filet élémentaire 22 du filetage extérieur triple 12 de la coquille 5 un relief ovale 23 en surépaisseur de 0,3 à 0,4 mm par rapport à la fin 21 du filet 22 et descendant sur 4 mm soit 2 mm au-dessous du filet (figure 2); on a ajouté à l'intérieur du capot 2 (figure 3) une nervure annulaire 24 située 1,5 mm en-dessous des extrémités début de vissage 25 du filetage triple intérieur 13. A la fin du vissage facile du capot 2 sur la coquille annulaire 5 du porte-bille 1, il apparaît une rotation avec frottement sur environ 90 correspondant à l'engagement de la nervure annulaire 24 sur les reliefs 23, se terminant par un blocage, correspondant à l'encliquetage de la nervure 24 en-dessous des reliefs 23 Le déblocage et dévissage volontaires sont faciles, le capot 2 étant muni de reliefs latéraux de préhension 26 Dès le début du frottement, on est protégé contre les dévissages incontrôlés Mais le vissage à fond avec blocage en rotation est intéressant pour une sécurité totale pour les transports et pour le préassemblage utilisé dans un assemblage automatisé. Pour un tel assemblage, on a muni (figures 4 et 5) le dessous de chaque patte de liaison 10 d'un prolongement nervuré 27 venant en renforcement du fond 6 et dépassant ce fond 6 vers le bas, permettant le guidage du porte-bille 1 situé dans la position de la figure 5, qu'il soit seul, muni de la bille, ou ensuite coiffé du capot vissé à fond Le porte-bille ainsi muni de la bille et du capot, formant un ensemble solidaire, est ensuite livré au conditionneur qui l'assemble au récipient rempli de fluide Le premier exemple a donné un mode d'assemblage avec un récipient. 3/ Troisième exemple Dans cet exemple (figure 6) le moyen de liaison de la partie inférieure du porte-bille faisant partie de la même pièce moulée que ce porte-bille, a la forme d'une paroi latérale 28 de récipient 40, ce récipient 40 étant complété par un fond 41 emboîté et scellé par collage ou par fusion locale après remplissage de fluide. APPLICATION INDUSTRIELLE Applicateurs à bille de divers produits, en particulier des fluides cosmétiques et des encres, la propreté du fluide appliqué étant améliorée ainsi que la sécurité anti-ouverture incontrôlée de l'applicateur Ces applicateurs sont plus faciles à assembler en série que les applicateurs connus. REVENDICATIONS 1 Porte-bille ( 1) comportant une coquille annulaire ( 5) pouvant enserrer une bille sphérique ( 7) en emprisonnant la majeure partie de sa surface tout en la laissant libre de tourner sur elle-même pour distribuer un fluide, ledit porte-bille ( 1) comportant à sa partie inférieure un fond ( 6) et des orifices traversants ( 11) de passage dudit fluide ainsi que des moyens de liaison ( 17,18,28) avec un récipient ( 4,40) contenant ledit fluide, caractérisé en ce que ledit fond ( 6) est éloigné de la bille ( 7) et étanche, en ce qu'il est relié à la coquille annulaire ( 5) par plusieurs pattes ( 10), lesdits orifices ( 11) consistant en des fentes annulaires ( 11) délimitées par le fond ( 6), les pattes ( 10) et ladite coquille ( 5). 2 Porte-bille selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coquille annulaire ( 5) comporte une extrémité supérieure ( 15) enserrant la bille ( 7) de façon sensiblement tangente et un épaulement annulaire ( 8) supportant la bille ( 7), ledit épaulement ( 8) étant situé au-dessus desdites fentes annulaires ( 11) et ledit fond ( 6) ayant une surface intérieure ( 60) incurvée et parallèle à la surface de ladite bille ( 7). 3 Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond ( 6) comporte sur sa face ( 60) regardant la bille ( 7) une couronne circulaire ( 20) dont l'extrémité est à 0,15 à 0,5 mm de la surface de cette bille ( 7). 4 Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fond ( 6) a un diamètre compris entre 0,5 fois et 0,65 fois le diamètre de la bille ( 7) et en ce que les fentes annulaires ( 11) ont une section totale de passage comprise entre 0,07 fois et 0,13 fois la section diamétrale de la bille ( 7) supposée pleine. Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le porte-bille ( 1) est en matière plastique et en une seule pièce moulée par injection par un point correspondant au ill centre dudit fond ( 6), la matière plastique ayant alors été acheminée vers la coquille annulaire par les canaux délimitant lesdites pattes ( 10) 6 Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite coquille annulaire ( 5) comporte un filetage extérieur ( 12) pour le vissage d'un capot ( 2). 7 Porte-bille selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un capot ( 2), en ce que les filetages de vissage ( 12,13) portés par le porte-bille et par l'intérieur du capot sont multiples, deux au moins des filets extérieurs ( 22) du porte-bille ( 1) ayant chacun à leur extrémité fin de vissage ( 21) un relief ( 23) qui la dépasse vers le bas d'au moins 1 mm, et l'intérieur du capot ( 2) comprenant en-dessous de son filetage ( 13) une nervure annulaire ( 24) s'encliquetant sous chaque dit relief ( 23) en fin de vissage. 8 Porte-bille selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque dit relief ( 23) a une surépaisseur de 0,2 à 0,6 mm par rapport au filet individuel ( 22), ladite nervure annulaire ( 24) du capot ( 2) coulissant librement autour dudit filetage extérieur ( 12) du porte- bille ( 1) et s'engageant avec forcement autour du ou desdits relief(s) ( 23). 9 Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ses dits moyens de liaison ( 17 et 18) permettent une fixation par engagement axial direct sur une extrémité ouverte ( 3) du récipient ( 4), et en ce que ledit capot ( 2) comporte une jupe extérieure masquant lesdits moyens de liaison ( 17) lorsque ce capot ( 2) est vissé sur le porte-bille ( 1). l O Porte-bille selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison de la coquille annulaire comprennent au moins une partie ( 28) de la paroi latérale ( 28) dudit récipient ( 40). ll Utilisation du porte-bille ( 1) équipé d'un capot ( 2) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans un distributeur de fluide cosmétique, le diamètre de la bille étant compris entre 6 et 32 mm.