Brevet FR2717443A1 — publié le 19950922

BOUTEILLE MOULEE EN MATIERE PLASTIOUE L'invention concerne une bouteille moulée en matière plastique, destinée en particulier à contenir de l'eau plate ou non gazeuse, ou un autre liquide non ga- 5 zéifié. Les bouteilles de ce type sont réalisées en une matière plastique telle par exemple que du PET (téréphtalate de polyéthylène), du PVC (polychlorure de vinyle) ou autre, par des techniques bien connues d'injection-soufflage ou d'extrusion-soufflage. Elles comportent en général un goulot destiné à recevoir un bouchon de fermeture étanche, une paroi cylindrique à cannelures transversales et un fond dont la forme est conçue pour lui conférer une certaine résistance méca- nique. Il est notamment connu de former dans le fond d'une bouteille de ce type, une partie centrale rentrante bombée qui est raccordée à la paroi latérale cylindrique de la bouteille par une surface annulaire convexe d'appui au sol comportant des nervures ou des rainures radiales de rigidification (comme décrit par exemple dans les Bre- vets Français 2 219 077 et 2 300 707). Cependant, ces fonds constituent toujours le point faible des bouteilles. En particulier, des essais de chute verticale de bouteilles pleines révèlent des taux de casse ou de rupture du fond de l'ordre de 70% pour des bouteilles en PVC tombant sur leur fond d'une hauteur d'un mètre. Un autre inconvénient de ces fonds connus est leur faible résistance à une surpression interne, qui peut résulter d'une augmentation de la température de stockage des bouteilles pleines et/ou du retrait de la matière plastique de ces bouteilles qui se produit en gé- néral au cours des deux ou trois semaines suivant leur fabrication et leur remplissage. La surpression interne dans une bouteille bouchée hermétiquement se traduit par une déformation du fond et un défaut de stabilité de la bouteille. En outre, les bouteilles de ce type sont ac- tuellement conditionnées et transportées en charges ger- bées et palettisées, de sorte que les fonds des bou- teilles des couches supérieures d'une charge reposent sur les bouchons des bouteilles des couches inférieures et sont soumis par ces derniers à des contraintes d'enfoncement et de poinçonnement, qui peuvent se tra- duire par des ruptures ou des déformations permanentes des fonds, par des inclinaisons des bouteilles dans la charge et par des défauts de stabilité des charges palet- tisées. L'invention a notamment pour but d'éviter ou au moins de réduire ces inconvénients. Elle a pour objet une bouteille moulée en ma- tière plastique dont le fond présente une stabilité et une résistance à l'enfoncement améliorées. Elle propose à cet effet une bouteille moulée en matière plastique comprenant un goulot recevant un bouchon, une paroi latérale sensiblement cylindrique et un fond formé avec une partie centrale rentrante concave et une surface annulaire convexe qui comprend des rai- nures radiales et qui est raccordée à la paroi latérale de la bouteille, caractérisée en ce que la partie cen- trale concave du fond est raccordée à ladite surface an- nulaire convexe par une surface annulaire sensiblement plane. Dans la présente description, la courbure d'une surface est toujours définie de l'intérieur vers l'extérieur de la bouteille, une surface concave ayant donc sa concavité tournée vers l'extérieur de la bou- teille, une surface convexe ayant sa convexité tournée vers l'extérieur de la bouteille. De façon surprenante, on a constaté qu'un fond de bouteille présentant la configuration définie ci-des- sus a une résistance aux surpressions internes et aux contraintes de poinçonnement, ainsi qu'une stabilité, no- tablement supérieures à ce que l'on pouvait obtenir dans la technique antérieure. Avantageusement, la largeur radiale de ladite surface annulaire plane est supérieure au rayon de la partie centrale concave du fond de la bouteille, et le diamètre de cette partie centrale concave du fond est in- férieur au diamètre du bouchon prévu sur le goulot de la bouteille. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface annulaire convexe du fond est raccordée à la surface annulaire plane par une surface annulaire concave, et à la paroi latérale de la bouteille par une surface cylindrique convexe dont la génératrice est un arc de cercle à grand rayon de courbure. A une extrémité, les fonds des rainures ra- diales formées dans la surface annulaire convexe sont raccordés tangentiellement à la surface annulaire plane du fond de la bouteille et à la surface de raccordement entre cette surface annulaire plane et ladite surface an- nulaire convexe. A leur autre extrémité, les fonds des rainures radiales sont raccordés à la paroi de la bouteille par des surfaces concaves. De façon générale, cette forme de fond de bou- teille moulée en matière plastique permet d'améliorer d'un facteur 1, 5 à 2 la résistance mécanique à l'enfoncement et à la surpression interne. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa- raitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux des- sins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en éléva- tion d'une bouteille en matière plastique à laquelle l'invention est applicable; la figure 2 est une demi-vue schématique du fond en coupe axiale, représenté à plus grande échelle; la figure 3 est une vue partielle en coupe se- lon la ligne III-III de la figure 2. La bouteille 10 de la figure 1, destinée à contenir de l'eau minérale plate ou non gazeuse, est de forme classique et est réalisée en une matière classique telle que du PET (téréphtalate de polyéthylène) par in- jection-soufflage ou extrusion-soufflage. Cette bouteille comprend essentiellement un goulot fileté 12 destiné à recevoir un bouchon vissé 14 de fermeture étanche, une partie supérieure 16 tronco- nique reliant le goulot 12 à une paroi latérale cylin-15 drique 18 et un fond 20, la paroi latérale cylindrique 18 de la bouteille étant formée avec des cannelures trans- versales 22 de rigidification et avec un rétreint de pré- hension 24 prévu sensiblement à mi-hauteur. Le fond 20 de la bouteille (figure 2) comprend une partie centrale rentrante 26 de forme concave (à concavité tournée vers l'extérieur de la bouteille comme indiqué plus haut) qui est raccordée à la paroi latérale périphérique 18 de la bouteille par, successivement, une surface annulaire plane 28 et une surface annulaire convexe 30 formant surface d'appui de la bouteille sur un support quelconque 32, le fond de la bouteille comprenant en outre une surface annulaire concave 34 de raccordement entre la surface annulaire plane 28 et la surface annu- laire convexe 30, et une surface cylindrique 36 convexe de raccordement entre ladite surface annulaire convexe 30 et la paroi cylindrique 18 de la bouteille. En outre, des rainures radiales 38 sont for- mées dans ladite surface annulaire convexe 30, ces rai- nures (qui sont des rainures vers l'extérieur de la bou- teille et qui forment des nervures vers l'intérieur de la bouteille) étant régulièrement réparties sur la périphé- rie de la surface convexe 30, leur nombre étant compris entre 6 et 20 et étant de préférence de 9, 10 ou 11. De façon plus précise, le profil du fond de la bouteille en coupe axiale peut être défini comme suit, en référence à la figure 2: la surface cylindrique convexe 36 qui relie la paroi cylindrique droite 18 de la bouteille à la surface annulaire convexe 30 d'appui sur un support, a une géné- ratrice en arc de cercle dont le rayon de courbure R1 est10 relativement important, par exemple de l'ordre de 90 mm quand le rayon de la paroi cylindrique 18 est de l'ordre de 45 mm. Le profil de la surface annulaire convexe 30 est un arc de cercle de rayon R2, par exemple de l'ordre de 7 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut, qui est rac- cordé tangentiellement à l'arc de cercle de rayon Rl dé- finissant la surface 36. L'arc de cercle de rayon R2 définissant le profil de la surface convexe 30 est raccordé tangentiel- lement à un arc de cercle de rayon R3 définissant le pro- fil de la surface annulaire concave 34, ce rayon R3 étant de l'ordre de 20 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut. L'arc de cercle de rayon R3 définissant le profil de la surface 34 est raccordé tangentiellement à la surface annulaire plane 28 qui s'étend perpendiculai- rement à l'axe longitudinal 40 de la bouteille, la dis- tance d entre cette surface annulaire plane 28 et le plan transversal tangent à la surface annulaire convexe 30 étant de l'ordre de 3 à 4 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut. La partie centrale concave 26 du fond est dé- finie, en coupe axiale, par un arc de cercle de rayon R4 qui est de l'ordre de 9 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut, cet arc de cercle concave de rayon R4 étant rac- cordé à la surface annulaire plane 28 par une surface an- nulaire convexe 42 dont le profil en section axiale est défini par un arc de cercle de rayon R5 ayant une valeur de l'ordre de 5 mm dans la même hypothèse que précédem- ment. Chaque rainure radiale 38 est à section trans- versale en V (figure 3) à fond arrondi 44, les parois la- térales 46 de chaque rainure faisant entre elles un angle de l'ordre de 70 dans l'hypothèse évoquée plus haut et étant raccordées à la surface annulaire convexe 30 par des arrondis 48 à faible rayon de courbure (d'environ 1 mm dans l'hypothèse évoquée plus haut). Le nombre des rainures radiales 38 étant com- pris entre 6 et 20, l'angle au centre a entre deux rai- nures consécutives est compris entre 60' et 18'. Le profil du fond 44 de chaque nervure radiale peut être défini (figure 2) par un arc de cercle convexe de rayon R6 raccordé tangentiellement à la surface annu- laire plane 28 par un arc de cercle concave de rayon R7 et raccordé à la surface cylindrique 36 par un arc de cercle concave de rayon R8 et un arc de cercle convexe R9, l'arc de cercle de rayon R9 étant raccordé tangen- tiellement à l'arc de cercle de rayon R1 de la surface 36 et à l'arc de cercle de rayon R8, ce dernier étant lui- même raccordé tangentiellement à l'arc de cercle de rayon R6. On remarquera que le fond 44 de chaque nervure radiale est raccordé tangentiellement à la surface annu- laire plane 28 du fond de la bouteille et à la surface annulaire concave 34 de raccordement entre cette surface annulaire plane 28 et la surface annulaire convexe 30 d'appui sur un support 32. Dans l'hypothèse chiffrée évoquée plus haut, le rayon R6 peut être de l'ordre de 5 mm, le rayon R7 de l'ordre de 45 mm, le rayon R8 de l'ordre de 5,5 mm et le rayon R9 de l'ordre de 1,5 mm. La partie centrale concave 26 du fond de la bouteille a un diamètre assez nettement inférieur à celui du bouchon 14 de la bouteille (par exemple de l'ordre de 18-20 mm quand le bouchon a un diamètre de l'ordre de 30 mm) et est raccordée à la surface annulaire plane 28 dont l'étendue ou largeur radiale est de préférence supérieure5 au rayon de la partie centrale concave 26 du fond. La résistance du fond de la bouteille aux contraintes de poinçonnement dans le cas d'une charge gerbée et palettisée en est largement accrue. Il en ré- sulte que la stabilité de la charge gerbée et palettisée en est améliorée. La tenue de la bouteille au stockage est éga- lement améliorée, aucune déformation en gite (inclinaison par rapport à la verticale) n'étant constatée après sept jours de stockage à 40 C. En outre, aucune rupture du fond n'a été constatée lors des essais de chutes verticales sur une hauteur d'un mètre (bouteille en PET remplie d'eau plate et fermée hermétiquement). REVENDICATIONS 1. Bouteille moulée en matière plastique, com- prenant un goulot (12) recevant un bouchon (14), une pa- roi latérale (18) sensiblement cylindrique et un fond5 (20) formé avec une partie centrale (26) rentrante ou concave et une surface annulaire convexe (30) qui com- prend des rainures radiales (38) et qui est raccordée à la paroi latérale de la bouteille, caractérisée en ce que la partie centrale concave (26) du fond est raccordée à10 ladite surface annulaire convexe (30) par une surface an- nulaire sensiblement plane (28). 2. Bouteille selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la largeur radiale de ladite surface annulaire plane (28) est supérieure au rayon de la partie centrale concave (26) du fond. 3. Bouteille selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le diamètre de la partie centrale concave (26) du fond est inférieur au diamètre du bouchon (14) vissable sur le goulot de la bouteille. 4. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface annulaire convexe (30) du fond est raccordée à la surface annulaire plane (28) par une surface annulaire concave (34). 5. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface annulaire convexe (30) du fond est raccordée à la paroi latérale (18) par une surface cylindrique convexe (36) dont la gé- nératrice est un arc de cercle à grand rayon de courbure. 6. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) formées dans la surface annulaire convexe (30) sont raccordés tangentiellement à la surface annulaire plane (28) du fond. 7. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) formées dans la surface annulaire convexe (30) sont raccordés tangentiellement à la surface (34) de raccordement entre la surface annulaire plane (28) du fond et la surface annulaire convexe (30). 8. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fonds (44) des rainures radiales (38) sont raccordés à la paroi latérale (18, 36) de la bouteille par des surfaces concaves. 9. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les rainures radiales (38) ont une section transversale en V. 10. Bouteille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le profil du fond (44) de chaque rainure radiale (38) comprend un arc de cercle convexe relié par un arc de cercle concave à la surface annulaire plane (28) du fond de la bouteille et par un arc de cercle concave à la paroi latérale de la bouteille.