Brevet FR2855032A1 — publié le 20041126

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN RESERVOIR ETANCHE, RAPPORTE DANS LE FOND D'UN GOBELET JETABLE. Les appareils de distribution de boissons chaudes ou rafraîchies proposent couramment sur le marché, des gobelets pré-dosés de poudres de produits lyophilisés, permettant par addition d'eau la composition de la boisson dans ledit gobelet. Les conditions de conservation imposées pour les liquides et particulièrement les sirops de fruits et alcools interdisent les emballages en matière plastique dans lesquels, ces produits perdent rapidement leurs qualités gustatives. Pourtant aujourd'hui, les gobelets pré-dosés proposés sur le marché sont tous réalisés en 15 matière plastique. Ils sont fabriqués par injection ou thermo-formage de matière plastique et contiennent dans leur fond en plastique les produits destinés à composer la boisson par addition d'eau. Les produits conservés sont retenus le plus souvent au moyen d'un opercule collé ou soudé directement sur une zone du gobelet prévue à cet effet. Ces gobelets, ne peuvent donc offrir à ce jour que des produits acceptant le conditionnement en matière plastique, c'est à dire des poudres de produits lyophilisés comme du café , du chocolat, ou autres parfums. Ils ne conservent pas et ne proposent pas de produits liquides comme par exemple des sirops de fruits qui 25 pourraient pourtant constituer par apport d'eau d'excellentes boissons aromatisées. Ces gobelets pré-dosés, s'ils sont d'utilisation rapide et très pratique, présentent également le gros inconvénient de ne pas être compatibles avec l'environnement et de mal s'intégrer au circuit actuel d'élimination des déchets. 30 Pour palier ces inconvénients, il a été imaginé un gobelet pré-dosé à réservoir étanche rapporté, dont la caractéristique principale est d'être constitué d'une association de deux éléments indépendants et distincts coopérant entre eux. L'un de ces éléments est constitué d'un corps de gobelet jetable standard, le plus souvent tronconique et l'autre 35 d'une coupelle de préférence cylindrique en aluminium ou toute autre matière, contenant le liquide et obturée de manière étanche par un opercule thermo-soudé sur ladite coupelle. Ce type de gobelet pré-dosé a été imaginé par son inventeur pour apporter une solution technique précise à un problème technique précis posé par la conservation d'un produit liquide dans le fond d'un gobelet pré-dosé en plastique. En effet, en 5 séparant la fonction conservation du produit de la fonction plus générale d'un gobelet qui consiste à maintenir la boisson composée entre le moment de sa préparation et le moment de sa consommation, I'inventeur solutionne le problème. La coupelle qui est le conditionnement du liquide peut être alors réalisée dans une matière compatible avec le conditionnement des liquides et par exemple en aluminium, alors que le gobelet ou 10 corps de gobelet n'ayant plus aucune relation directe avec la conservation du produit peut être réalisé dans n'importe quel matériau et par exemple dans un matériau compatible avec le circuit d'élimination des déchets. Pour parvenir à l'invention du gobelet pré-dosé à réservoir étanche rapporté, Il convient 1 5 donc d'assembler les deux éléments indépendants soit; le réservoir étanche constitué par la coupelle contenant le liquide et obturée par un opercule thermo-soudé et le gobelet ou corps de gobelet. L'installation et la fixation de la coupelle dans le fond du gobelet peut être réalisée de 20 plusieurs manières en fonction des matériaux utilisés pour la fabrication des deux éléments. Toutefois, la mise en place de la coupelle dans le fond du gobelet et son verrouillage, par procédé mécanique, impose certaines contraintes techniques pour obtenir les 25 meilleurs résultats de fonctionnement de l'invention. En effet, la coupelle doit être installée dans le fond du gobelet de telle manière qu'elle soit solidarisée suffisamment fortement pour ne pas se désolidariser du fond du gobelet lorsque l'utilisateur ouvre la coupelle en tirant sur l'opercule soudé sur celle-ci. D'autre part, lorsque la coupelle constitue elle-même le fond du gobelet en passant par exemple au travers d'un gobelet sans fond, celle-ci est seulement retenue au niveau de son bord périphérique o l'étanchéité doit être sans défaut pour éviter les fuites lors de la composition de la boisson. Lorsque la coupelle est simplement placée dans un corps de gobelet standard du commerce, I'exigence d'étanchéité est moindre car s'il y a fuite au niveau du bord périphérique de la coupelle, le liquide de la boisson composée ne quitte pas le gobelet La coupelle étant préférablement remplie et obturée au moyen d'un opercule thermo5 soudé, préalablement à son installation et son verrouillage dans le fond du gobelet, la définition des éléments et les conditions techniques d'installation sont particulières et délicates surtout lorsque l'opération est totalement automatisée pour des productions à grandes cadences. La présente invention a pour but d'apporter les solutions aux problèmes d'installation mécanique automatisée de la coupelle remplie et obturée, dans le fond du gobelet pour satisfaire aux exigences techniques précitées. La présente invention réside principalement dans l'aménagement particulier du fond du 1 5 gobelet pour permettre à celui-ci de recevoir la coupelle de telle manière qu'une fois la coupelle installée, I'opercule de la coupelle puisse être décollé de celle-ci, sans désolidariser la coupelle du fond du gobelet et sans que l'opercule ne se déchire accidentellement en laissant au fond du gobelet et au niveau du bord de la coupelle, des résidus d'opercule. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, I'opercule qui obture la coupelle par thermo - soudure est de dimension légèrement supérieure aux dimensions extérieures de la coupelle, de manière à laisser dépasser autour de celle-ci un zone d'opercule libre et non soudée. Par exemple, si la coupelle a une forme cylindrique, le diamètre extérieur de l'opercule est légèrement supérieur au diamètre extérieur du bord supérieur de la coupelle. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, I'opercule obturant la coupelle est soudé sur la totalité de la périphérie du bord plat de la coupelle, mais seulement sur 30 une partie de la largeur du bord plat périphérique de manière à laisser à l'opercule la possibilité de se relever suffisamment pour s'inscrire dans le cercle constitué par le plan horizontal supérieur de la coupelle et limité par le diamètre extérieur de celle-ci. Ainsi relevé sur toute la périphérie de la coupelle, le bord de l'opercule laisse une zone du bord de la coupelle non recouverte et donc disponible pour le verrouillage de la 35 coupelle dans le gobelet. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi interne du gobelet dispose sur tout ou partie de sa périphérie et à une hauteur précise par rapport au fond du gobelet, d'une petite nervure appelée nervure de verrouillage, destinée à retenir le bord extérieur de la coupelle lorsque celui-ci est placé au-dessous de ladite nervure. La forme et la section de cette nervure est telle qu'elle facilite le passage en force du bord de la coupelle lorsque celle-ci est installée dans le fond du gobelet et retient fermement la coupelle dans sa position installée afin d'éviter que celle-ci puisse se déverrouiller lorsque l'utilisateur tire sur l'opercule. Lorsque la coupelle est mise en place dans le fond du gobelet, le bord de l'opercule qui déborde du diamètre extérieur de la coupelle se relève automatiquement par frottement sur la paroi interne du gobelet. L'opercule n'étant pas soudé sur la partie extérieure du bord plat périphérique de la coupelle, le bord de la coupelle reste libre sous l'opercule et passe en force la nervure de verrouillage interne du gobelet, sans 15 que le bord de l'opercule ne passe lui-même au delà de ladite nervure. Ainsi, lors de l'installation et lorsque la coupelle est poussée en force, le bord de la coupelle passe au-dessous de la nervure de verrouillage interne du gobelet et la nervure se place au dessus du bord plat de la coupelle et sous l'opercule. L'opercule peut donc être retiré sans que la coupelle puisse être déverrouillée car elle reste 20 maintenue par la nervure de verrouillage interne du gobelet. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la coupelle est alors maintenue immobilisée entre le plan du fond intérieur du gobelet sur lequel prend appui son propre fond et la nervure de verrouillage interne périphérique du gobelet placée au 25 dessus de son bord plat périphérique. Selon un mode différent de réalisation de l'invention, le gobelet dispose sur sa paroi interne et à une certaine distance de son fond ou de son bord supérieur de deux nervures parallèles sur tout ou partie de la périphérie du gobelet. Ces deux nervures espacées d'une distance correspondant à l'épaisseur du bord plat périphérique de la coupelle forment à elles deux une gorge périphérique dans laquelle le bord de la coupelle est poussé en force. Ainsi, lorsque la coupelle est poussée en force pour être installée comme précédemment décrit, le bord plat périphérique de la coupelle passe la première 35 nervure, qui est la nervure de verrouillage et vient en butée contre la deuxième nervure. Dans ce cas, la coupelle n'est pas maintenue entre le fond du gobelet et la nervure de verrouillage comme précédemment mais c'est le bord plat périphérique de la coupelle qui est maintenu entre les deux nervures. Ce mode de réalisation de l'invention permet en ayant le même gobelet de pouvoir installer dans le fond de celui-ci des coupelles de 5 hauteurs différentes et donc de volumes différents en fonction des produits conservés et des rapports de mélanges eau/produit souhaités.. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la coupelle est installée dans un gobelet sans fond, le corps de la coupelle passe au travers d'une des extrémités du 10 gobelet et constitue elle-même le fond du gobelet. Dans ce mode de réalisation de l'invention, le corps de gobelet sans fond dispose à l'une de ses extrémités d'une bordure plate interne sur laquelle la surface inférieure du bord plat périphérique de la coupelle vient s'appuyer. Le bord plat périphérique de la coupelle est retenu sur sa face supérieure par une nervure de verrouillage périphérique interne au gobelet sur 15 tout ou partie de sa périphérie. Dans ce mode de réalisation, la coupelle n'est pas retenue entre l'appui de son fond et une nervure de verrouillage retenant son bord périphérique, mais c'est le bord plat périphérique de la coupelle qui est retenu entre le bord plat périphérique interne du gobelet sans fond et la nervure périphérique de verrouillage interne du gobelet. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le gobelet dispose sur une partie de sa hauteur et sur tout ou partie de sa périphérie d'une succession de nervures de verrouillage, espacées l'une de l'autre et de formes et dimensions telles, que le bord plat périphérique de la coupelle puisse se placer en force entre deux d'entre-elles. 25 Cette caractéristique permet à un même gobelet de recevoir plusieurs modèles de coupelles et donc plusieurs volumes et rapports de mélange eau/produit. Dans les divers modes de réalisation de l'invention ci-dessus décrits l'opercule qui obture la coupelle est de dimension supérieure à la dimension extérieure de la coupelle 30 de manière à rester libre et ne jamais être maintenu coincé par la nervure de verrouillage ce qui conduirait à sa déchirure. La description suivante en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. 35 La figure 1 montre un gobelet jetable standard du commerce. La figure 2 montre une coupelle remplie et obturée par l'opercule thermosoudé. La figure 3 est une vue en coupe du gobelet fini et prêt à l'usage. La figure 4 montre la coupelle nue avant remplissage et son opercule avant fermeture. La figure 5 montre le débordement de l'opercule par rapport à la coupelle. 10 La figure 6 montre la zone de soudure périphérique de l'opercule sur la coupelle. La figure 7 est une vue en coupe qui montre le bord périphérique de l'opercule relevé et laissant le bord de la coupelle libre pour le verrouillage. Les figures 8a et 8b sont des vues en coupe de la nervure de verrouillage interne au gobelet réalisée selon deux méthodes de fabrication, par injection ou par thermoformage. La figure 9 est une vue en coupe qui montre le principe d'installation de la coupelle dans le fond de gobelet. La figure 10 est une vue en coupe montrant la zone de verrouillage avant le passage en force de la nervure de verrouillage. 25 La figure 11 est une vue en coupe montrant la zone de verrouillage après le passage en force de la nervure de verrouillage. La figure 12 montre le montage de la coupelle entre deux nervures. 30 Les figure 13 et 14 sont des vues en coupe d'un gobelet disposant d' une succession de nervures de verrouillage permettant le montage dans le même gobelet, de plusieurs coupelles de volume et dimensions différentes. La figure 15 est une vue en coupe du montage de la coupelle dans un gobelet sans fond, la coupelle devenant elle-même le fond du gobelet. La présente invention consiste en un aménagement particulier du fond d'un gobelet jetable (A), destiné à recevoir de manière rapportée et inamovible un réservoir de produit (B) par exemple de liquide, rempli et obturé de manière étanche au moyen d'un opercule collé ou soudé (C). (Voir figures 1,2 et 3). Le dispositif de l'invention permet au gobelet jetable (A) de recevoir et garder verrouillée dans son fond, le réservoir de produit (B) de telle manière que lorsque l'on tire sur l'opercule (C) qui est soudé sur le réservoir (B) pour détacher totalement celuici du réservoir (B) et rendre ainsi son contenu accessible, le réservoir (B) lui-même ne se désolidarise pas du fond du gobelet jetable (A) et reste en place dans le fond de 10 celui-ci. Le dispositif de l'invention permet également de détacher intégralement l'opercule (C) du réservoir (B) qu'il obture de manière étanche, sans que l'opercule (C) ne se déchire pour laisser sur le réservoir (B) et dans le fond du gobelet jetable (A) une partie résiduelle de l'opercule (C). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, I'opercule (C) qui obture le réservoir (B) est de dimensions légèrement plus grandes que celles du réservoir (B) de manière à dépasser du bord périphérique du réservoir (B). Par exemple, si le réservoir (B) a une forme cylindrique et donc un plan supérieur circulaire, le diamètre de l'opercule (C) 20 sera légèrement supérieur au diamètre du plan supérieur du réservoir (B) de manière à laisser sur la périphérie du réservoir (B) une partie d'opercule libre et non solidaire du réservoir (B). (Voir figure 5). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, I'opercule (C) qui obture de manière 25 étanche le réservoir (B) sur la totalité de sa périphérie, est de préférence soudé sur le bord plat périphérique (1) du réservoir (B), mais seulement sur une partie (2) de la largeur de ce bord plat périphérique (1), de manière à laisser à l'opercule (C) une fois soudé sur le réservoir (B) la possibilité de relever suffisamment son bord périphérique pour s'inscrive dans le cercle constitué par le bord plat périphérique (1) du réservoir 30 (B). Ainsi, le bord périphérique de l'opercule (C) une fois relevé, dégage une zone (8) du bord plat périphérique (1) du réservoir (B) disponible pour permettre le verrouillage du réservoir (B). (Voir figures 6 et 7). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le gobelet jetable (A) dispose à une 35 certaine distance de son bord supérieur ou de son fond d'une nervure périphérique interne (3) appelée nervure de verrouillage, destinée à maintenir le réservoir (B) dans le fond du gobelet jetable (A), après que celui-ci ait été installé en force dans le fond du gobelet jetable (A). (Voir figures 8a et 8b). La forme et les dimensions de cette nervure périphérique interne (3) sont telles que, 5 lors de l'installation du réservoir (B) dans le gobelet jetable (A), le bord plat périphérique (1) du réservoir (B) repousse la nervure périphérique interne (3) sans vaincre la limite élastique du matériau du gobelet jetable (A), qui reprend sa place initiale au-dessus du bord plat périphérique (1) du réservoir (B) et sous l'opercule (C) dans la zone de verrouillage (8). (Voir figures 9,10 et 11). IO Ainsi, une fois le réservoir (B) installé dans le gobelet jetable (A), l'opercule (C) peut être retiré totalement et sans dommages du réservoir (B), le réservoir (B) étant retenu par la nervure de verrouillage (3) sous l'opercule (C). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le réservoir (B) est maintenu en I 5 position dans le fond du gobelet jetable (A) en sandwich entre le fond interne du gobelet jetable (A) sur lequel le fond du réservoir (B) s'appuie et la nervure de verrouillage (3) placée au-dessus du bord plat périphérique (1) du réservoir (B). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le gobelet jetable (A) dispose dans 20 son fond à une distance précise de son bord supérieur ou de son fond, sur tout ou partie de sa périphérie, de deux nervures périphériques internes parallèles (3) et (4). Ces deux nervures internes périphériques (3) et (4) sont séparées l'une de l'autre d'une distance précise voisine de l'épaisseur du bord plat périphérique (1) du réservoir (B). Lors de la mise en place en force du réservoir (B) dans le gobelet jetable (A), le 25 bord plat périphérique (1) du réservoir (B) passe en force la première nervure de verrouillage (3) et vient en butée sur la deuxième nervure (4). La forme et les dimensions des deux nervures (3) et (4) sont telles que le bord plat périphérique (1) du réservoir (B) peut passer en force la première nervure (3) mais pas la seconde nervure (4). (Voir figure 12). Dans ce mode particulier de réalisation de l'invention, le réservoir (B) , n'est pas maintenu en position dans le fond du gobelet jetable (A) pris en sandwich entre le fond du gobelet (A) et la nervure de verrouillage (3) , mais c'est le bord plat périphérique (1) du réservoir (B) qui est pris en sandwich entre les deux nervures (3) et (4). Ce mode de réalisation permet à partir d'un même gobelet jetable (A) de placer 35 plusieurs types différents de réservoirs (B) en fonction des dosages et mélanges souhaités. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le réservoir (B) est placé dans un gobelet jetable (A) sans fond. le réservoir (B) traverse donc le gobelet jetable (A) pour en constituer lui-même le fond. Le gobelet jetable (A) sans fond dispose à l'une de ses deux extrémités, d'un bord plat interne périphérique (9) pour recevoir en butée la face inférieure du bord plat périphérique (1) du réservoir (B). Il dispose également d'une nervure périphérique interne (3) parallèle au bord plat interne périphérique (9) et à une distance précise de l 0 celui-ci voisine de l'épaisseur du bord plat périphérique (1) du réservoir (B). Ainsi, lorsque le réservoir (B) est installé dans le gobelet jetable (A) sans fond, le bord plat périphérique (1) du réservoir vient en force se placer en sandwich entre le bord plat interne périphérique (9) et la nervure (3) du gobelet jetable (A) sans fond. (Voir figure 15). Selon un mode différent de réalisation de l'invention, le gobelet jetable (A) dispose sur une partie de sa hauteur et à une distance précise de son bord supérieur ou de son fond, d'une série de plusieurs nervures périphériques internes (3), (4), (5) (6), (7) etc.. successives et parallèles espacées entre elles d'une distance voisine de l'épaisseur 20 du bord plat périphérique (1) du réservoir (B). Ainsi, lorsque le réservoir (B) est introduit dans le fond du gobelet jetable (A), le bord plat périphérique (1) du réservoir (B) vient se placer en force entre deux nervures successives. Ce mode de réalisation permet, pour le même gobelet jetable (A) de placer des 25 réservoirs (B) de hauteur et volumes différents selon le dosage et rapport de mélange recherché. (Voir figures 13 et 14). Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, I'opercule (C) qui obture le réservoir (B) est de dimensions supérieures à celles du réservoir lui-même, pour éviter que 30 l'opercule (C) soit retenu entre le bord plat périphérique (1) du réservoir et la nervure de verrouillage (3) du gobelet jetable, ce qui conduirait à déchirer l'opercule (C) lors de son retrait. REVENDICATIONS. 1.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet 5 jetable, caractérisé en ce que le réservoir étanche rapporté (B) est retenu et immobilisé mécaniquement dans le fond du gobelet jetable (A) au moyen d'une ou plusieurs nervures périphériques internes (3) au gobelet jetable (A). 2.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet l O jetable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les nervures périphériques internes (3) au gobelet jetable (A) retiennent et immobilisent le réservoir étanche rapporté (B) sans gêner l'ouverture du réservoir étanche rapporté (B). 3.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet I 5 jetable selon les revendication 1 et 2, caractérisé en ce que l'opercule (C) qui assure la fermeture étanche du réservoir étanche rapporté (B) est totalement indépendant du gobelet jetable (A) et sans aucune liaison technique et fonctionnelle avec celui-ci. 4.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet 20 jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opercule (C) qui assure la fermeture étanche du réservoir étanche rapporté (B) déborde légèrement du bord du plan de fermeture du réservoir étanche rapporté (B). 5.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet 25 jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opercule (C) qui assure la fermeture étanche du réservoir étanche rapporté (B) est soudé ou collé sur toute la périphérie du réservoir étanche rapporté (B) mais seulement sur une partie (2) de la largeur du bord plat périphérique (1) du réservoir étanche rapporté (B) de manière a pouvoir être relevé sur sa périphérie. 30 6.Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir étanche rapporté (B) est introduit en force dans le gobelet jetable (A) de manière à ce que le bord plat périphérique (1) du réservoir étanche rapporté (B) passe 35 au dessous de la nervure de verrouillage (3) pour être retenir et immobiliser ainsi le réservoir étanche rapporté (B) entre le fond du gobelet jetable (A) et la nervure de verrouillage (3). 7.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet 5 jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gobelet jetable (A) dispose à une distance précise de son bord supérieur ou de son fond de deux nervures périphériques internes et parallèles (3) et (4), entre lesquelles, le bord plat périphérique (1) du réservoir étanche rapporté (B) est poussé en force pour être retenu et immobilisé. 8.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gobelet jetable (A) dispose à une distance précise de son bord supérieur ou de son fond, dune série de nervures périphériques internes successives et parallèles (3), (4), 15 (5) , (6), (7) etc.., entre deux desquelles le bord plat périphérique (1) du réservoir étanche rapporté (B) est poussé en force pour être retenu et immobilisé. 9.- Dispositif de fixation d'un réservoir étanche rapporté dans le fond d'un gobelet jetable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 20 le réservoir étanche rapporté (B) traversant l'une des extrémités du gobelet jetable (A) pour en constituer par lui-même le fond, est retenu et immobilisé par la mise en place en force de son bord plat périphérique (1) entre une nervure interne périphérique (3) et le bord plat périphérique interne (9) du gobelet jetable (A) sans fond.