Brevet FR2693174A1 — publié le 19940107

L'invention concerne un dispositif distributeur et doseur d'un produit, tel qu'une crème, un gel ou un lait, contenu dans un récipient, tel qu'un tube ou une poche pouvant être relativement souple et présentant une ouverture de sortie du produit o est placé le dispositif. On connait aujourd'hui différents systèmes qui permettent de distribuer ou de doser tel ou tel produit, et ceci notamment dans le domaine des produits ménagers ou de quelques produits alimentaires plus ou moins pâteux. Tel est par exemple le cas de la demande française FR 2 671 538 déposée le 11 janvier 1991 par le présent demandeur (et normalement publiée le 17 juillet 1992), qui décrit donc un dispositif distributeur-doseur comprenant une première soupape disposée en travers de l'ouverture du récipient, un système à tiroir comportant une partie fixe et une partie mobile laquelle pénètre dans une zone de la partie fixe délimitant extérieurement une chambre de dosage dudit produit, pour y former un piston qui est déplaçable dans ladite zone de la partie fixe et est traversé par un passage d'évacuation du produit faisant communiquer ladite chambre de dosage et l'extérieur pour, dans un premier mouvement dudit piston, développer ladite chambre de dosage avec ouverture de ladite première soupape, autorisant ainsi le passage d'une dose de produit du récipient vers la chambre de dosage, et, dans un second mouvement inverse du premier de ce même piston, exercer une pression sur ladite dose contenue dans la chambre de dosage en forçant le produit vers ledit passage d'évacuation tout en interdisant son retour vers le récipient par fermeture de ladite première soupape. Toutefois, il s'est avéré qu'un tel dispositif n'offrait pas nécessairement un pompage parfait du produit depuis le récipient vers la chambre de dosage et pouvait également entrainer des surcoûts de réalisation et/ou de mise au point, ainsi que dans certaines conditions des imperfections d'étanchéité. La présente invention a pour objet d'éviter ces inconvénients en assurant l'étanchéité, et, avantageusement, le pompage du produit. Dans ce but, une première caractéristique de l'invention prévoit de réaliser maintenant le dispositif de telle sorte qu'il comprenne en outre une seconde soupape associée audit piston pour ouvrir la communication entre la chambre de dosage et l'extérieur (via le passage d'évacuation) lors dudit second mouvement du piston et fermer cette communication lors dudit premier mouvement inverse. Pour favoriser une régularité d'aspiration dans le cadre du pompage du produit vers la chambre de dosage, une caractéristique supplémentaire de l'invention prévoit de doter le dispositif de moyens de rappel élastique de la partie mobile dans le sens du remplissage de la chambre, ces moyens comprenant de préférence au moins un ressort disposé à l'intérieur du dispositif entre un poussoir extérieur appartenant à la partie mobile et une zone de la partie fixe entourant ladite chambre de dosage. Il a également été prévu la possibilité de délivrer une dose complète ou partielle de produit Le principe d'une distribution axiale ou latérale a en outre été pris en compte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: les figures 1 et 2 sont deux vues en coupe transversale médiane d'une première réalisation du dispositif distributeur et doseur de l'invention en place sur un récipient, et la figure 3 montre une variante de réalisation de la distribution suivant la même vue du dispositif que celles des figures précédentes, les figures 4 et 5 montrent, toujours suivant la même vue en coupe, deux autres illustrations de la structure et du principe de fonctionnement d'une variante supplémentaire de réalisation du dispositif de l'invention, la figure 6 montre une modification du dispositif permettant de pouvoir à volonté distribuer une dose complète ou partielle de produit. Intéressons-nous maintenant d'abord à la figure 1 qui montre donc un dispositif 1 prévu pour assurer à la fois la distribution et le dosage d'un produit tel par exemple qu'une crème cosmétique ou un baume après-rasage contenu dans un récipient 3 pouvant être notamment constitué par une bouteille à paroi en matière plastique relativement souple et déformable pourvue d'un goulot avec une ouverture 4. Comme le dispositif de la demande précitée FR-A-2 671 538, celui illustré comprend un système à tiroir associé à une première soupape ou clapet 7, de telle manière que, pour un premier mouvement de ce système à tiroir dans le sens de la flèche 9, une partie mobile il découvre une chambre de dosage 13 qui communique avec l'intérieur du récipient 3 par son ouverture 4, via la soupape 7 laquelle présente une languette mobile, le mouvement de translation inverse du stystème, (dans le sens de la flèche 14) entraînant par contre l'application d'une pression sur la dose de produit (contenue dans la chambre 13) qui vient alors plaquer de façon sensiblement étanche le clapet contre le pourtour de l'orifice 4, fermant le retour vers le récipient, le système découvrant simultanément, via les orifices 15, un passage 17 pour la distribution à l'usager de la dose contenue dans la chambre dont le volume en fin de mouvement est minimum. Dans la version illustrée, on remarquera que le système à tiroir comporte une partie fixe 19 présentant une base 20 avec un taraudage 21 pour le vissage du dispositif au goulot fileté du récipient 3, la paroi qui porte le taraudage se poursuivant au-delà, et en partie supérieure, par un épaulement 23 permettant de prendre étroitement la périphérie du premier clapet 7 "en sandwich" entre cet épaulement et le rebord en regard du goulot. Quant à la partie mobile 11, elle comprend trois pièces: une pièce en couronne étagée 25 dont la base élargie forme piston monté coulissant, suivant l'axe 27, dans la chambre de dosage 13, laquelle est limitée extérieurement par la paroi axiale cylindrique supérieure 29 qui prolonge la partie fixe 19 au-dessus de l'épaulement 23; le poussoir extérieur renflé 31 qui se prolonge localement et intérieurement, dans l'axe 27, en direction de la pièce 25 par une partie 33 creuse, cylindrique, ouverte à son extrémité libre intérieure 331 pour guider extérieurement la partie supérieure la moins large 251 du piston qui est entraîné intérieurement dans ses mouvements de translation axiale par l'intermédiaire d'une troisième pièce centrale 37, allongée dans la direction de l'axe 27 de déplacement du piston dont elle traverse, en pouvant y coulisser, l'orifice central 38. La pièce de commande 37 présente une partie supérieure 371 fixée (par exemple vissée) autour de l'orifice central de sortie 39 du poussoir et une partie inférieure 372 offrant une paroi d'extrémité transversale pleine 41 formant seconde soupape pour obturer, du début à la fin du premier mouvement de remplissage de la chambre de dosage (flèche 9) l'orifice central 38 du piston, tout en autorisant, lors du second mouvement de ce même piston (dans le sens de la flèche 44), un passage de produit depuis la chambre de dosage vers l'extérieur. Pour guider le produit vers l'extérieur, la pièce 37 pourra s'apparenter à un tube axial ouvert en partie supérieure sur l'orifice 39, mais fermé en partie inférieure par la paroi 41, laquelle présentera avantageusement, pour remplir son rôle de soupape, un épaulement périphérique pouvant s'appuyer, du côté de la chambre 13 sur un épaulement formant siège 43 du piston, lequel présentera à cet endroit un dégagement à paroi tronconique 45. Juste à l'arrière de sa paroi transversale 41, le tube 37 pourra être traversé par les orifices précités de communication 15 transversaux à l'axe 27 et communiquant d'un côté avec l'intérieur du tube pour le passage du produit et, de l'autre, avec la chambre 13 (lorsque la paroi formant soupape 41 n'est pas en appui contre le siège). Pour l'étanchéité, des joints 47, 49 ont été prévus d'une part à l'endroit de la liaison glissante entre le piston et la paroi de guidage 29 qui l'entoure et, d'autre part, entre la partie supérieure 251 de ce même piston et le pourtour du tube 37, juste au-dessus des orifices 15 sur les figures 1 et 2. Sur ces mêmes figures, on notera qu'un jeu J 1 a été réservé, dans l'axe 27, entre le poussoir (et plus particulièrement sa partie de prolongation interne 33) et ledit piston, de manière qu'en début des premier et second mouvements, le piston soit entrainé uniquement après absorption du jeu J 1, ceci par déplacement axial du poussoir auquel est ainsi mécaniquement lié le piston bien que ce dernier en soit structurellement distinct. Pour la manoeuvre relative du poussoir et du piston, un ressort hélicoïdal axial 51 a été disposé à l'endroit du volume réservé entre le tube 37 et la paroi 33, de manière que ce ressort prenne appui d'un côté sur le poussoir et de l'autre sur le haut du piston de cette manière, en l'absence d'effort, le jeu J 1 sera naturellement maintenu et la soupape 41 sera fermée. Tel qu'illustré, le poussoir extérieur 31 qui entoure et protège la chambre de dosage et l'ensemble du système à tiroir jusqu'à la partie de base 20, présente un renflement périphérique ou épaulement transversal 53 à courbure relative douce favorisant sa prise en main et l'appui des doigts de l'utilisateur en vue de sa manoeuvre. Pour assurer son rappel naturel élastique vers sa position haute (fin du premier mouvement, figure 1) un (des) ressort(s) (non représentés) pourraient être disposés dans le dégagement annulaire 55 qui pourra être ménagé dans la base 20 de la partie fixe, de manière que ces moyens élastiques puissent prendre appui d'un côté sur le fond des dégagements et, de l'autre, intérieurement, sous le renflement annulaire 53 du poussoir. Brièvement, le fonctionnement du dispositif de ces figures 1 et 2 est le suivant: le poussoir et le piston sont en position première, position haute comme sur la figure 1 La chambre de dosage 13 est supposée pleine Une pression sur le poussoir dans le sens de la flèche 14 provoque d'abord le rattrapage du jeu J 1 avec compression du ressort 51 et ouverture de la soupape 41, dégageant ainsi les orifices 15 Le mouvement se poursuivant, le piston est entraîné vers le bas par l'extrémité inférieure de la partie 33 et par l'épaulement 371 du tube 37, comprimant ainsi le produit contenu dans la chambre de dosage Ce produit ne pouvant retourner vers le récipient puisque la première soupape à clapet 7 est fermée, il est ainsi forcé, via les orifices 15, vers l'intérieur du tube 37 pour finalement déboucher à l'extérieur à travers l'orifice axial 39 du poussoir (figure 2) La descente du piston se termine lorsqu'il vient buter par sa périphérie contre la partie fixe de pourtour du clapet 7 qui entoure sa languette centrale. Si l'on souhaite favoriser une aspiration contrôlée régulière d'une dose de produit depuis le récipient 3 vers la chambre de dosage, il faudrait alors avoir prévu le(s) ressort(s) de poussoir précité(s), de manière que ledit poussoir 31 soit sollicité dans son mouvement de remontée dans le sens de la flèche 9 et provoque, de par la fermeture de la soupape 41 sous l'effet du ressort 51, l'aspiration du produit avec ouverture du clapet 71- Si aucun ressort de poussoir n'a été prévu, ledit poussoir restera par contre en position basse et ce n'est que sous un effet d'écrasement du récipient, par exemple dans le sens des flèches 59, que la pression du produit tendra à repousser le premier clapet 71 entraînant ainsi un passage de produit vers la chambre de dosage en poussant parallèlement la soupape 41 et donc le tube 37, entraînant ainsi dans le sens de la flèche g le piston et le poussoir jusqu'à la position haute de la figure 1 Avec un tel fonctionnement (sans ressort de rappel du poussoir), l'utilisateur pourra ainsi constater "de visu" si la chambre de dosage est pleine ou vide et agira en conséquence. On aura noté que jusqu'à présent la distribution du produit s'est effectuée axialement. Mais on pourrait envisager une distribution transversale ou latérale du type de celle des bombes de mousse à raser. Un telle variante de réalisation a été imaginée sur la figure 3. La seule différence avec la version des figures précédentes consiste en la forme du poussoir, repéré ici 312, et en la conformation et en l'orientation du passage de sortie de produit 392 qui le traverse. En l'espèce, le poussoir 312 n'est renflé, avec son épaulement extérieur 532 ' que sur une partie de sa périphérie pour présenter du côté opposé une paroi supérieure inclinée 61. Pour la manoeuvre du poussoir qui sera toujours mobile en translation avec le piston dans l'axe 27 passant par le col du récipient 3, on pourra indifféremment agir sur la paroi transversale 61 ou sur l'épaulement latéral 532 ' le produit qui sort du tube de guidage 37 étant dévié latéralement par le canal coudé 392 de manière à déboucher sur le côté, comme indiqué par la flèche 63. Sur la figure 3, on notera encore qu'à l'intérieur du récipient 3 (qui peut ici être rigide) a été disposée une poche déformable 65 contenant le produit à distribuer et par exemple réalisée en polyéthylène, la pièce 3 ne formant alors que pièce extérieure d'habillage. La version des figures 4 et 5 intègre les principes de la distribution avec dosage et pompage. Si on la compare aux versions précédentes et plus particulièrement à celles des figures 1 et 2, on remarque que la partie mobile 113 comprend maintenant deux pièces: le poussoir extérieur renflé 313 et une pièce intermédiaire formant à sa base piston, 253, prolongé en partie supérieure par une partie annulaire évasée sensiblement tronconique d'entraînement 254 retenue dans un dégagement annulaire 283 intérieur du poussoir par des ergots 303 formés sur le prolongement intérieur 333 du poussoir, de manière à toutefois autoriser une légère course axiale J 2 entre le poussoir et la partie 254 du piston. Quant à la partie fixe 193, elle comporte, outre le bloc de fixation amovible au récipient 33 avec ses parois de prolongement supérieures 293 qui limitent extérieurment la chambre de dosage 133 et entre lesquelles parois coulisse le piston 253, un pied central 323 qui se dresse, dans la chambre de dosage, et dans l'axe 27 de déplacement du piston depuis une plaque de base 343 placée en regard de l'ouverture du récipient. La plaque 343 est traversée par des orifices 363 pour le passsage vers la chambre 133 du produit contenu dans le récipient. Le premier clapet disposé au niveau de la sortie du récipient est ici constitué par une série de languettes 383 articulées à la base du pied 343, en regard des orifices 363, pour les couvrir ou les découvrir. Autour du pied 343, s'étend le piston 253 avec un jeu tel qu'il puisse coulisser le long du pied en autorisant, lors de sa descente (second mouvement dans le sens de la flèche 14), le passage du produit entre le pied et le piston (orifice central axial 255). Au-delà du piston, le pied 343 est ensuite entouré par une couronne 403 formant seconde soupape et montée glissante autour dudit pied, sa translation vers l'extrémité libre du pied étant limitée par l'épaulement périphérique supérieur 423 du pied. En pratique, la soupape 403 pourra glisser le long du pied entre deux positions extrêmes respectivement supérieure (figure 4) et inférieure (figure 5). Sur les deux figures 4 et 5, on remarquera encore la présence d'un ressort 443 de rappel du poussoir vers sa position haute de la figure 4, ainsi que la distribution "axiale" prévue du produit, même si on pourra tout à fait envisager d'adapter à cette version le principe de distribution latéral de la figure 3. La réalisation des figures 4 et 5 fonctionne comme suit: Le piston est en position haute (figure 4) La chambre de dosage est supposée remplie Une pression sur le poussoir dans le sens de la flèche I 43 permet d'abord de rattraper le jeu axial J 2 puis d'entraîner en translation le piston 253 dans l'axe 27 La descente du piston comprime le produit contenu dans la chambre 133 qui ne peut retourner vers le récipient, les languette 383 faisant écran Le produit est donc contraint de passer par le passage 255 pour déboucher sur la sortie 393 via le volume intérieur 443 que limite extérieurement la paroi annulaire 333 du poussoir complètement ouverte à sa base Cette circulation du produit maintient la seconde soupape 403 en position haute, bloquée contre l'épaulement 423 du pied 323. Une fois la course du piston terminée, la chambre 133 a libéré sa dose de produit Puisque le produit n'est plus contraint vers l'extérieur, la soupape 403 descend alors naturellement (en supposant le récipient tenu sensiblement verticalement à l'endroit) jusqu'à venir buter sur la partie haute du piston 253 (voir figure 5)) Un relâchement du poussoir 313 provoque alors la remontée de ce dernier dans le sens de la flèche 9 3, sous l'action du (des) ressort(s) de rappel 443 Une fois le jeu J 2 rattrapé, les ergots 303 entraînent dans leur mouvement le piston, via son prolongement d'entraînement 254 La remontée du piston (la soupape 403 étant fermée) provoque alors (si des dimensions convenables ont été respectées) un pompage par aspiration du produit pouvant être contenu dans le récipient 33, ceci par ouverture des languettes 383 du premier clapet (voir flèches 463 de la figure 5). Ainsi, une nouvelle dose de produit remplit-elle progressivement, par aspiration, la chambre de dosage En positon haute (figure 4), les courses du piston et du poussoir sont bloquées notamment par l'épaulement 423 de butée de la soupape 403 qui ferme toujours la sortie du passage 255 Une nouvelle dose de produit est alors prête à être distribuée. Sur la figure 5, on remarquera que l'orifice de sortie 393 présente une forme tronconique allant en convergeant vers l'extérieur. De cette manière, et grâce à l'effet de pompage précité, un effet de succion "de la dernière goutte", va avoir tendance à se produire, au niveau de l'orifice 393 lors de la remontée du piston, comme schématisé par les flèches 483. On notera encore que le récipient 33 pourrait tout à fait être rigide et constituer un simple élément d'habillage d'une poche intérieure 503 déformable, étanche, par exemple en matière plastique (polyéthylène P E) initialement remplie de produit et dont le volume se réduirait au fur et à mesure de la distribution de ce produit. Sur la figure 6 est illustrée schématiquement une réalisation des parties fixe et mobile du dispositif permettant de distribuer une dose complète ou partielle (par exemple moitié) du produit, suivant l'orientation en rotation dans l'axe 27 de la partie mobile 11, par rapport à la partie fixe 19 Pour cela, le bouchon 11 présente intérieurement, en surépaisseur de sa paroi latérale, deux excroissances 52 allongées parallèlement à l'axe 27 et conformées pour glisser dans des découpes coopérantes 54 ménagées extérieurement dans une partie de l'épaisseur de la paroi latérale 29 de la partie fixe En l'espèce, les découpes 54 présentent une marche définissant des butées supérieure 56 et inférieure 58, limitant à deux niveaux différents la course axiale du bouchon 11. Ainsi, suivant que les excroissances 52 se trouveront face aux butées 56 ou 58, une dose ou une dose partielle de produit pourra être distribuée Bien entendu, on aura noter que sur la figure 6 seule la partie extérieure de la partie mobile 11 qui forme bouchon-poussoir 31 a été illustrée, la partie interne pouvant être du type de celle des figures précédentes. il REVENDICATIONS 1 Dispositif distributeur et doseur d'un produit contenu dans un récipient présentant une ouverture ( 4) de sortie du produit o est placé ledit dispositif, lequel comprend: une première soupape ( 7, 71; 383) disposée en travers de l'ouverture du récipient, un système à tiroir comportant une partie fixe ( 19, 193) et une partie mobile ( 11, 113) laquelle pénètre dans une zone de la partie fixe délimitant extérieurement une chambre de dosage ( 13, 133) dudit produit, pour y former un piston ( 25, 253) qui est déplaçable dans ladite zone ( 29, 293) de la partie fixe et est traversé par un passage ( 17, 38; 255) d'évacuation du produit faisant communiquer ladite chambre de dosage et l'extérieur pour, dans un premier mouvement dudit piston, développer ladite chambre de dosage avec ouverture de ladite première soupape ( 7, 71; 383), autorisant ainsi le passage d'une dose de produit du récipient ( 3, 33) vers la chambre de dosage, et, dans un second mouvement inverse du premier de ce même piston, exercer une pression sur ladite dose contenue dans la chambre de dosage en forçant le produit vers ledit passage d'évacuation tout en interdisant son retour vers le récipient par fermeture de ladite première soupape, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde soupape ( 41, 403) montée mobile par rapport audit piston ( 25, 253) auquel elle est associée pour ouvrir la communication entre ladite chambre de dosage ( 13, 133) et l'extérieur lors dudit second mouvement du piston et fermer cette communication lors dudit premier mouvement inverse. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que: ladite partie mobile comprend un poussoir extérieur ( 313) entourant la partie fixe ( 193) ce dit poussoir étant mobile en translation dans l'axe ( 27) de déplacement du piston ( 253) et se prolongeant intérieurement par une zone ( 333) d'entraînement et de guidage en translation du piston, ledit piston ( 253) qui est struturellement dissocié dudit poussoir mais est mécaniquement lié à lui pour son déplacement dans le même sens suivant lesdits premier ou second mouvements, et la partie fixe comprend en outre un pied central ( 323) se dressant dans ladite chambre de dosage ( 133), parallèlement à l'axe de déplacement du piston, depuis une plaque de base ( 343) à disposer en regard de ladite ouverture du récipient, cette plaque étant traversée par au moins un orifice ( 363) de passage du produit en regard duquel est disposée ladite première soupape ( 383), autour de la base dudit pied, le long duquel ledit piston est monté glissant avec un certain jeu autorisant, lors dudit second mouvement, la circulation du produit de la chambre de dosage vers ledit passage d'évacuation ( 25, 443, 393), une extrémité libre dudit pied étant entourée par une couronne ( 403) montée glissante autour dudit pied pour former ladite seconde soupape. 3 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie mobile comprend: un poussoir ( 31) extérieur entourant la partie fixe ( 19), ce dit poussoir étant mobile en translation dans l'axe ( 27) de déplacement du piston et se prolongeant intérieurement par une zone ( 33) d'entraînement et de guidage en translation dudit piston ( 25), lequel présente un orifice central ( 38) ménagé dans son axe de déplacement; et une pièce centrale ( 37) allongée dans l'axe de déplacement du piston et montée glissante à travers ledit orifice central ( 38) de ce dernier, cette pièce présentant une partie supérieure fixée audit poussoir et une partie inférieure offrant une paroi transversale pleine ( 41) s'étendant dans ladite chambre de dosage et formant ladite seconde soupape. 4 Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite pièce centrale ( 37) est un tube disposé dans l'axe de déplacement du piston, ledit tube étant ouvert en partie supérieure o il est fixé autour d'un orifice ( 39) ménagé dans le poussoir ( 31), pour la sortie du produit, et fermé en partie inférieure par ladite paroi transversale pleine ( 41) qui présente extérieurement un épaulement pour former ladite seconde soupape avec appui possible sur le pourtour de l'orifice central ( 38) du piston, ledit tube présentant, à proximité de sadite paroi transversale, des orifices transversaux pour communiquer d'un côté avec l'intérieur du tube et, de l'autre, avec ladite chambre de dosage. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce qu'un jeu (J 1, J 2) dans l'axe de déplacement du piston ( 25, 253) est réservé entre le poussoir ( 31, 313) et ledit piston pour qu'en début desdits premier et second mouvements le piston soit entraîné en déplacement par l'intermédiaire dudit poussoir uniquement après absorption de ce jeu, par déplacement axial du poussoir. 6 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens élastiques ( 443) de rappel de la partie mobile dans le sens dudit premier mouvement, ces moyens comprenant au moins un ressort de poussée disposé à l'intérieur du dispositif, entre un poussoir extérieur ( 313) appartenant à ladite partie mobile et une zone de la partie fixe ( 193), de manière à favoriser la régularité du pompage exercé sur le produit lors dudit premier mouvement pour l'aspirer depuis le récipient vers la chambre de dosage ( 133)- 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le récipient renferme une poche ( 503) souple déformable contenant ledit produit à distribuer, le volume de ladite poche diminuant au fur et à mesure de la distribution du produit qui est pompé. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit passage d'évacuation comporte un canal ( 392) de distribution latéral pour distribuer le produit transversalement à l'axe ( 27) de déplacement du piston. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 52, 54, 56, 58) pour délivrer une dose complète ou une dose partielle de la quantité de produit contenue dans ladite chambre de dosage.