Brevet FR2911123A1 — publié le 20080711

La présente invention concerne un piston suiveur destiné à coulisser dans un fût d'un réservoir de produit fluide. La présente invention concerne aussi un tel réservoir comportant un piston suiveur selon l'invention. La présente invention concerne également un distributeur de produit fluide comprenant un réservoir ayant un piston suiveur selon l'invention. De tels distributeurs sont fréquemment utilisés dans les domaines de la parfumerie, de la cosmétique ou encore de la pharmacie. Le produit fluide est de préférence visqueux, sous forme de crèmes, onguents, pâtes, gels, ou pommades. Les distributeurs de produit visqueux de ce type sont par exemple les distributeurs de dentifrice. Le réservoir comprend souvent un piston suiveur coulissant de manière étanche dans un fût cylindrique. Le piston suiveur est associé à un système anti-retour qui se présente généralement sous la forme d'une étoile ou marguerite attachée au piston suiveur. Le système anti-retour est réalisé en acier à ressort, alors que le piston suiveur est en matière plastique. Lors des différentes utilisations du distributeur, les branches ou pétales de la marguerite prennent appui contre la paroi du fût dans lequel coulisse le piston suiveur, empêchant ainsi ce dernier de reculer après son déplacement. Un tel distributeur est connu du document US 4 413 759. Cette association d'un piston suiveur et d'un système anti-retour présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, l'association de ces différents éléments au sein du fût, représente une perte de place, en terme de possibilité de contenance du réservoir. Cela peut provenir aussi bien de la place que prennent ces différents composants au sein du réservoir que de l'espace mort entre le piston suiveur et le système anti-retour. L'un des buts de la présente invention est de fournir un système de piston suiveur anti-retour plus compact que les systèmes existants pour augmenter le volume du fût de réservoir effectivement destiné à contenir du produit. De plus, l'association de ces différents éléments au sein du fût peut présenter un aspect inesthétique, notamment dans les réservoirs transparents contenant des gels. La présente invention permet de remédier à cet inconvénient, en fournissant un système de piston suiveur anti-retour plus discret. Un autre inconvénient des systèmes de piston suiveur existants est leur coût. Il est lié d'une part au prix particulièrement élevé de l'acier à ressort généralement utilisé pour fabriquer le système anti-retour associé à ce type de piston suiveur. D'autre part, ces systèmes nécessitent le pré-assemblage du piston suiveur et du système anti-retour. La présente invention vise donc à réduire les coûts de fabrication, d'une part en fournissant un dispositif de piston suiveur anti-retour ne nécessitant pas l'utilisation de matériaux coûteux tels que l'acier à ressort et, d'autre part en simplifiant l'assemblage d'un tel dispositif. La présente invention a également pour but de faciliter le recyclage des distributeurs qui comportent un piston suiveur, en n'utilisant pas d'acier, mais uniquement des matériaux plastiques recyclables. La présente invention a également pour but de fournir un piston suiveur anti-retour qui s'adapte facilement sur les distributeurs existants et qui n'exige pas de modification du réservoir ou de la tête de distribution, comme c'est souvent le cas pour pouvoir assembler la tige de guidage des pistons suiveurs de l'art antérieur. La présente invention vise également à fournir un distributeur dont le fonctionnement est sûr et fiable, et dont l'actionnement est aisé pour l'utilisateur. En particulier, la présente invention vise à fournir un dispositif de piston suiveur anti-retour plus léger, et dont le déplacement ascendant du piston suiveur est par conséquent facilité en réponse à la dépression à l'intérieur du fût. Pour ce faire, la présente invention propose un piston suiveur destiné à coulisser de manière étanche dans un fût de réservoir de produit fluide en réponse à une dépression dans le réservoir, le piston comprenant une lèvre d'étanchéité destinée à coulisser de manière étanche dans le fût et des moyens anti-retour empêchant le piston suiveur de se déplacer dans le fût en réponse à une surpression dans le réservoir, caractérisé en ce que les moyens anti-retour sont réalisés de manière monobloc avec la lèvre d'étanchéité. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens antiretour comprennent des moyens déformables sensibles à la pression régnant dans le réservoir et des moyens de blocage destinés à venir en contact appuyé contre le fût, les moyens déformables agissant sur les moyens de blocage pour les appuyer contre le fût avec une force croissante à mesure que les moyens déformables sont déformés par la pression qui augmente. Avantageusement, les moyens déformables comprennent une membrane flexible déformable formant une paroi de réservoir destinée à venir en contact direct avec le produit fluide dans le réservoir, et donc directement soumise à la pression du produit fluide. Avantageusement, les moyens de blocage comprennent une couronne de blocage destinée à venir en contact avec le fût, la couronne entourant la membrane déformable qui transmet une force radiale à la couronne lors de sa déformation. Avantageusement, la membrane présente un bombage sensiblement convexe au repos, ce bombage s'aplatissant lorsque soumis à la pression du produit fluide, générant ainsi une force radiale transmise à la couronne périphérique. Avantageusement, la couronne est reliée à la lèvre par une jupe souple adaptée à se déformer lors de la déformation de la membrane. Avantageusement, la couronne relie la jupe à la membrane, générant ainsi un bras de levier lors de la déformation de la membrane qui fait pivoter la couronne. Avantageusement, la couronne forme une arête de blocage annulaire destinée à venir en contact avec le fût, cette arête ayant une orientation variant avec la déformation de la membrane. Avantageusement, l'arête est crénelée ou dentée. Avantageusement, la couronne est déformable. Avantageusement, la lèvre est formée par un collier de coulissement définissant en outre une nervure annulaire de guidage destinée à venir en contact avec le fût pour maintenir le collier axialement dans le fût. Avantageusement, au moins une partie de la couronne est réalisée avec un matériau plus dur que la membrane. La présente invention a également pour objet un réservoir comportant un fût de coulissement et un piston suiveur tel que défini ci-dessus, dans lequel au moins une partie de la couronne est réalisée en un matériau plus dur que celui du fût de coulissement. L'invention définit aussi un distributeur de produit fluide comprenant un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, monté sur un réservoir intégrant un piston suiveur tel que défini ci-dessus. Io Avantageusement, l'organe de distribution comporte un orifice de distribution et un cylindre de coulissement dans lequel coulisse un piston principal, le cylindre présentant un diamètre sensiblement égal à celui dudit fût de coulissement du piston suiveur. Selon une autre caractéristique, le cylindre et le piston principal 15 communiquent directement avec le réservoir, de sorte que le déplacement du piston principal crée une pression dans le produit fluide qui s'applique directement sur le piston suiveur, l'orifice de distribution étant pourvu d'un clapet de sortie anti-retour. Un principe intéressant de l'invention est de déformer le piston suiveur 20 avec le produit fluide sous pression dans le réservoir pour pousser une partie du piston suiveur en contact appuyé bloquant contre le fût. En d'autres termes, le piston suiveur incorpore des moyens anti-retour. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de 25 l'invention. Sur les figures : - La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale d'un distributeur de produit fluide réalisé selon un mode de réalisation de l'invention, en position de repos, - La figure 2 est un agrandissement partiel du distributeur de la figure 1 au niveau du piston suiveur anti-retour, en position dynamique d'actionnement du distributeur, et - La figure 3 est une vue similaire à la figure 2, en position dynamique, lors du retour en position de repos du distributeur. On se référera tout d'abord à la figure 1 qui représente un distributeur de produit fluide intégrant un organe de distribution O monté sur un réservoir R comprenant un fût de coulissement 2, dans lequel coulisse un piston suiveur P selon un mode de réalisation de l'invention. Un capot de protection C peut en outre recouvrir l'organe de distribution, comme schématisé sur la figure 1. L'organe de distribution O peut être une pompe ou une valve. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, il comprend un poussoir 3 et un corps 4. Le poussoir 3 comprend un plateau d'appui 32 supérieur, servant de surface d'appui pour l'utilisateur. Le poussoir comprend également une jupe latérale cylindrique 33 qui s'étend vers le bas à partir de la périphérie du plateau 32. L'extrémité inférieure de la jupe forme d'une lèvre annulaire 35 qui fait saillie vers l'extérieur. La jupe avec sa lèvre annulaire 35 sert de piston principal de pompe. Le poussoir présente un orifice de distribution 31 fermé par un clapet de sortie 34 sous la forme d'un volet ou d'une fente anti-jointante. Le clapet 34 est un clapet anti-retour empêchant toute entrée d'air extérieur. Le corps 4 comporte un cylindre de coulissement ou de pompe 42, ouvert à ses deux extrémités. Ce cylindre est relié extérieurement à une bague de fixation 44 montée sur le réservoir R. L'extrémité inférieure du cylindre de pompe présente un rebord interne 46. La lèvre annulaire 35 du poussoir 3 coulisse le long de la paroi interne du cylindre de pompe 42, contre un ressort 41 prenant appui sur le rebord interne 46. L'extrémité supérieure du cylindre de pompe présente un rebord interne 47 qui sert de butée haute au piston principal, lorsque le poussoir n'est pas actionné, c'est-à-dire au repos. L'orifice de distribution 31 est en communication avec l'intérieur du réservoir R. Le dispositif selon le mode de réalisation de l'invention décrit et représenté sur les dessins ne comporte qu'un seul clapet : le clapet de sortie 34, et ne nécessite pas de clapet d'entrée. Par actionnement du poussoir, la lèvre de piston 35 coulisse dans le cylindre de pompe 42 et réduit ainsi le volume du réservoir. La pression générée s'applique directement au produit stocké dans le io réservoir, qui est refoulé vers l'orifice qui s'ouvre sous la pression du fluide. Il s'agit là de caractéristiques tout à fait conventionnelles d'un exemple d'organe de distribution simple du domaine de la cosmétique, de la parfumerie ou encore de la pharmacie, mais tout autre organe de distribution pourrait bien entendu être employé. 15 Le réservoir R peut présenter une forme quelconque. Sur la figure 1, il est de configuration cylindrique circulaire, comme le fût 2. La figure 1 représente un piston suiveur P selon la présente invention, destiné à coulisser de manière étanche dans le fût 2 du réservoir. Il est au repos sur cette figure. Comme on peut le remarquer, le cylindre de pompe 42 du piston 20 principal 33 présente un diamètre sensiblement égal à celui du fût de coulissement 2 du piston suiveur P. Ainsi, il n'y a pas de démultiplication entre la course du piston principal 33 et celle du piston suiveur P. La pression exercée sur le poussoir 3 est transmise au piston suiveur avec un rapport unitaire. On peut maintenant se référer aussi aux figures 2 et 3 qui représentent des 25 agrandissements du distributeur au niveau du piston suiveur, pour expliquer la structure et les fonctions de celui-ci. Le piston suiveur de la présente invention est réalisé en une seule pièce. Tout en étant monobloc, il peut comporter des parties constituées de matériaux (par exemple plastiques) aux propriétés différentes. Par exemple, le piston peut être fabriqué par bi-injection, pour 30 donner des propriétés de souplesse, flexibilité, ou dureté différentes aux parties du piston suiveur, et adaptées aux fonctions que ces parties doivent remplir. En effet, le piston suiveur doit assurer l'étanchéité tout en se déplaçant et se déformant dans le fût sous l'effet des changements de pression du liquide qui s'exercent directement sur celui-ci. Le piston suiveur comporte une lèvre d'étanchéité 11 destinée à coulisser de manière étanche dans le fût 2 et des moyens déformables anti-retour (13, 14, 15, 16), réalisés de manière monobloc avec la lèvre d'étanchéité 11, pour empêcher le piston suiveur P de se déplacer dans le fût 2 en réponse à une surpression dans le réservoir. Le système monobloc de piston suiveur anti-retour de la présente invention présente l'avantage d'être à la fois moins coûteux, plus compact, plus esthétique, plus léger, et recyclable plus facilement que les systèmes de l'art antérieur. Il s'adaptable facilement aux distributeurs existants, et ne nécessite aucun pré-assemblage. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la lèvre d'étanchéité 11 du piston suiveur est formée par un collier de coulissement 17. Ce collier peut en outre définir une série de nervures annulaires de guidage 12 destinées à venir en contact avec le fût 2 pour maintenir le collier axialement dans le fût, notamment lors du coulissement du piston suiveur. Les moyens déformables anti-retour (13, 14, 15, 16) du piston suiveur P comprennent une membrane déformable flexible 14 sensible à la pression régnant dans le réservoir, une couronne de blocage 13 entourant cette membrane, et une jupe souple 15 qui relie ces moyens anti-retour à la lèvre d'étanchéité 11 formée dans le présent exemple par le collier de coulissement 17. La membrane flexible 14 du piston suiveur P forme le fond 18 du réservoir, elle est en contact direct avec le fluide contenu dans celui-ci et se déforme selon la pression du produit. La membrane présente un bombage sensiblement convexe vers le produit, au repos (figure 1). La couronne 13 est destinée à venir en contact appuyé contre la paroi interne du fut, au niveau de son extrémité périphérique. De préférence, la couronne comprend au moins une partie réalisée avec un matériau plus dur que celui de la membrane et celui du fût de coulissement. La couronne peut présenter, au bord de son extrémité périphérique, une arête de blocage annulaire 16. Cette arrête peut être continue ou bien discontinue, crénelée ou dentée. En position de repos, cette arête repose contre le fût. En variante, elle peut être décollée du fût. L'arête peut également participer à l'étanchéité du piston suiveur. Lorsque l'arête 16 est en matériau plus dur que celui du fût de coulissement 2, elle peut venir mordre plus efficacement contre la paroi interne du fût. La couronne 13 est reliée à la lèvre d'étanchéité 11 par la jupe souple 15. Cette jupe souple est adaptée à se déformer lors de la déformation de la membrane. Lors de l'actionnement du distributeur, représenté sur la figure 2, le piston principal 33 du poussoir 3 se déplace contre le ressort 41 du cylindre de coulissement 42. La membrane 14 est alors soumise à l'augmentation de pression du produit fluide, de sorte que son bombage s'aplatit. Son diamètre augmente alors et déplace la couronne 13 vers l'extérieur, poussant l'arête 16 fortement contre le fût. Ceci a pour effet de bloquer le piston suiveur P dans le fût. La pression augmente dans le réservoir jusqu'à ouvrir le clapet de sortie 34. C'est la présence de la jupe souple 15, capable de se déformer en réponse à la déformation de la membrane 14, qui autorise le déplacement ou le pivotement de la couronne de blocage 13 par rapport au collier de coulissement 17. Comme représenté sur la figure 3, après la distribution du produit, et fermeture du clapet anti-retour 34, le ressort de rappel 41 repousse la lèvre annulaire 35 du piston principal 33. Une dépression se forme alors dans le réservoir. La membrane 14 du piston suiveur est soumise à cette dépression du produit fluide dans le fût. Elle est aspirée vers le produit et son bombage retourne progressivement à l'état convexe. Son diamètre diminue, ce qui pivote la couronne de blocage 13 vers l'intérieur du fût. L'arête peut se décoller du fût. Le piston suiveur peut alors coulisser le long du fût, pour compenser cette dépression, jusqu'à une nouvelle position de repos. Ainsi, la déformation de la membrane 14 transmet une force radiale sur la couronne 13 qui l'entoure. La couronne peut être déformée en augmentant son diamètre et/ou en la faisant pivoter. L'action de la pression du fluide sur la membrane, entraînant une déformation de celle-ci et de la jupe souple, génère un bras de levier qui fait pivoter la couronne. La couronne 13 appuie contre le fût 2 avec une force croissante à mesure que la membrane 14, et donc aussi la jupe 15, sont déformées par l'augmentation de pression. En particulier, l'orientation de l'arête de blocage annulaire 16 de la couronne varie entre une position de blocage, en contact appuyé contre le fût lors de la distribution (figure 2) et une position desserrée ou débloquée, décollée du fût et orientée vers le bas, lors du retour à une nouvelle position de repos (figure 3). Bien entendu, les figures ne représentent qu'un mode de réalisation particulier avec des formes spécifiques pour les éléments qui constituent le piston suiveur. Sans sortir du cadre de la présente invention, on peut bien entendu imaginer un organe de distribution, mais aussi un récipient et un fût de formes complètement différentes adaptés au coulissement d'un piston suiveur de configuration différente, la lèvre d'étanchéité pouvant aussi guider elle-même le déplacement axial du piston suiveur ; la membrane pouvant modifier son diamètre ou se déformer de toute autre manière pour agir sur tous types possibles de moyens de blocage en les collant/décollant, déplaçant, pivotant ou déformant par rapport à la paroi interne du fût.20 Revendications 1.- Piston suiveur (P) destiné à coulisser de manière étanche dans un fût (2) de réservoir (R) de produit fluide en réponse à une dépression dans le réservoir, le piston comprenant une lèvre d'étanchéité (11) destinée à coulisser de manière étanche dans le fût (2) et des moyens anti-retour (13, 14, 15, 16) empêchant le piston suiveur de se déplacer dans le fût en réponse à une surpression dans le réservoir, caractérisé en ce que les moyens anti-retour sont réalisés de manière monobloc avec la lèvre d'étanchéité (11). 2.- Piston suiveur selon la revendication 1, dans lequel les moyens anti-retour (13, 14, 15, 16) comprennent des moyens déformables (14, 15) sensibles à la pression régnant dans le réservoir et des moyens de blocage (13, 16) destinés à venir en contact appuyé contre le fût, les moyens déformables agissant sur les moyens de blocage pour les appuyer contre le fût (2) avec une force croissante à mesure que les moyens déformables sont déformés par la pression qui augmente. 3.- Piston suiveur selon la revendication 2, dans lequel les moyens déformables (14, 15) comprennent une membrane flexible (14) déformable formant une paroi (18) de réservoir (R) destinée à venir en contact direct avec le produit fluide dans le réservoir, et donc directement soumise à la pression du produit fluide. 4.- Piston suiveur selon la revendication 3, dans lequel les moyens de blocage (13, 16) comprennent une couronne de blocage (13) destinée à venir en contact avec le fût (2), la couronne (13) entourant la membrane déformable (14) qui transmet une force radiale à la couronne (13) lors de sa déformation. i0 5Il 5.- Piston suiveur selon la revendication 4, dans lequel la membrane (14) présente un bombage sensiblement convexe au repos, ce bombage s'aplatissant lorsque soumis à la pression du produit fluide, générant ainsi une force radiale transmise à la couronne périphérique (13). 6.- Piston suiveur selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la couronne (13) est reliée à la lèvre (11) par une jupe souple (15) adaptée à se déformer lors de la déformation de la membrane (14). 10 7.- Piston suiveur selon la revendication 6, dans lequel la couronne relie la jupe à la membrane, générant ainsi un bras de levier lors de la déformation de la membrane qui fait pivoter la couronne. 8.- Piston suiveur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, 15 dans lequel la couronne forme un arête de blocage annulaire destinée à venir en contact avec le fût, cette arête ayant une orientation variant avec la déformation de la membrane. 9.- Piston suiveur selon la revendication 8, dans lequel l'arête est 20 crénelée ou dentée. 10.- Piston suiveur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel la couronne est déformable. 25 11.- Piston suiveur selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans lequel la lèvre est formée par un collier de coulissement définissant en outre une nervure annulaire de guidage destinée à venir en contact avec le fût pour maintenir le collier axialement dans le fût. 12.- Piston suiveur selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel au moins une partie de la couronne est réalisée avec un matériau plus dur que la membrane. 13.- Réservoir comportant un fût de coulissement et un piston suiveur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie de la couronne est réalisée en un matériau plus dur que celui du fût de coulissement. 14.- Distributeur de produit fluide comprenant un organe de distribution, tel qu'une pompe ou une valve, monté sur un réservoir selon la revendication 13. 15.- Distributeur de produit fluide selon la revendication 14, dans lequel l'organe de distribution comporte un orifice de distribution et un cylindre de coulissement dans lequel coulisse un piston principal, le cylindre présentant un diamètre sensiblement égal à celui dudit fût de coulissement du piston suiveur. 16.- Distributeur selon la revendication 14 ou 15, dans lequel le cylindre et le piston principal communiquent directement avec le réservoir, de sorte que le déplacement du piston principal crée une pression dans le produit fluide qui s'applique directement sur le piston suiveur, l'orifice de distribution étant pourvu d'un clapet de sortie anti-retour.25