Brevet FR2928357A1 — publié le 20090911

La présente invention concerne un obturateur destiné à être intégré dans un organe de distribution de produit fluide généralement associé à un réservoir de produit fluide. L'organe de distribution, qui peut être une pompe, comprend typiquement une chambre de produit fluide de volume variable pourvue d'un clapet d'entrée et d'un clapet de sortie. De tels organes de distribution sont très fréquemment utilisés dans le domaine de la cosmétique, de la parfumerie ou encore de la pharmacie pour distribuer des produits fluides plus ou moins visqueux, tels que des parfums, des lotions, des crèmes ou des pâtes. io De tels organes de distribution comprennent généralement une chambre de produit fluide de volume variable pourvue d'un clapet d'entrée et d'un clapet de sortie. Le produit fluide est mis sous pression dans la chambre, ce qui a pour effet de fermer le clapet d'entrée et d'ouvrir le clapet de sortie. En conséquence, une dose de produit fluide est refoulée hors de la 15 chambre à travers le clapet de sortie ouvert. Conventionnellement, l'organe de distribution comprend une tête de distribution, par exemple sous la forme d'un poussoir, sur laquelle on peut appuyer pour actionner l'organe de distribution, c'est-à-dire faire varier le volume de la chambre de produit fluide. La tête de distribution comprend typiquement un canal de distribution reliant 20 le clapet de sortie à un orifice de distribution au niveau duquel l'utilisateur peut recueillir le produit fluide. Il existe plusieurs conceptions de chambre de produit fluide à volume variable. Une conception particulière prévoit de former la chambre avec une partie élastiquement déformable dont la déformation fait varier le volume de 25 la chambre. On connaît notamment le document FR-2 671 330 qui décrit une pompe comprenant deux parois rigides munies chacune d'un clapet et reliées ensemble par une membrane périphérique déformable de manière à permettre le rapprochement et l'écartement des parois rigides. Une des parois rigides est fixée sur un réservoir de produit fluide alors que l'autre 30 paroi rigide forme un poussoir sur lequel on peut appuyer pour déformer la membrane élastique et ainsi réduire le volume utile de la chambre de pompe. Dans ce document, les clapets d'entrée et de sortie sont respectivement montés de manière étanche sur les deux parois rigides. La présente invention concerne plus particulièrement le clapet de sortie de tels organes de distribution. Plus généralement encore, la présente invention concerne un obturateur d'organe de distribution, cet obturateur pouvant remplir une fonction de clapet de sortie de chambre de pompe ou de valve, ou encore d'obturateur final à la place ou en plus du clapet de sortie de l'organe de distribution. L'obturateur de la présente invention est d'un type particulier comprenant une fente fermée de manière étanche au repos et io s'ouvrant sous la pression du produit fluide. Ce type d'obturateur est communément appelé � obturateur à fente autojointante �, en ce sens que la fente se ferme automatiquement en l'absence de produit fluide sous pression. Il existe déjà de nombreuses conceptions d'obturateur à fente autojointante. La plupart de ces obturateurs souffrent des mêmes 15 inconvénients conventionnels, à savoir une mauvaise étanchéité au repos, une ouverture trop facile ou au contraire trop difficile, une section de passage réduite occasionnant de fortes pertes de charge, une intégration compliquée de l'obturateur dans l'organe de distribution, une fragilité à la manipulation, etc. 20 La présente invention a pour but de surmonter les inconvénients conventionnels de l'art antérieur en définissant une nouvelle conception d'obturateur d'organe de distribution qui peut être mis en oeuvre en tant que clapet de sortie de chambre de pompe ou de valve, ou encore en tant qu'obturateur d'extrémité final au niveau duquel l'utilisateur peut recueillir le 25 produit fluide distribué par l'organe de distribution. Pour ce faire, la présente invention propose un obturateur destiné à être intégré dans un organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, l'obturateur comprenant une fente fermée de manière étanche au repos et s'ouvrant sous la pression du produit fluide, la fente 30 étant formée au niveau d'une zone de fente présentant une première épaisseur de paroi traversée par la fente, cette zone de fente étant au moins partiellement entourée par au moins une zone de déformation présentant une seconde épaisseur de paroi, caractérisé en ce que la première épaisseur de paroi est supérieure à la seconde épaisseur de paroi de sorte que la zone de fente est plus rigide que la zone de déformation. Ainsi, dans la présente invention, les fonctions de déplacement permettant l'ouverture de l'obturateur et de déformation permettant le déplacement sont distinctes, puisque respectivement assurées par une zone de fente et une zone de déformation distincte. Dans les obturateurs de l'art antérieur, c'est la zone de fente qui assure à la fois le déplacement et la déformation, ce qui engendre les inconvénients précités. En séparant le déplacement d'ouverture et la io déformation, on dispose d'une zone de fente relativement rigide qui se déplace mais ne se déforme pas, la déformation étant sensiblement entièrement assurée par la zone de déformation. L'obturateur s'ouvre alors à la manière de certains porte-monnaie comprenant des bords rigides, mais des parois souples. On peut encore comparer l'obturateur à une bouche 15 comprenant des lèvres relativement rigides, mais des joues souples. Dans la présente invention, cette distinction entre le déplacement et la déformation est assurée par une différence d'épaisseur de parois entre la zone de fente et la zone de déformation. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, la zone de fente 20 est courbe de sorte que la fente est courbe. Ainsi, les deux bords de la fente peuvent s'écarter, c'est-à-dire se déplacer l'un par rapport à l'autre, sans pour autant se déformer. De plus, la courbure de la zone de fente permet de rigidifier la fente. Selon une autre caractéristique intéressante de l'invention, la zone de 25 déformation est sensiblement plane. Ceci permet d'assurer une déformabilité importante de la zone de déformation, étant donné qu'il est plus facile de déformer une surface plane qu'une surface courbe. Il est à noter que cette caractéristique peut être mise en oeuvre indépendamment du fait que les épaisseurs de parois de la zone de fente et de la zone de déformation sont 30 différentes. Ceci est également valable pour la courbure de la zone de fente qui pourrait être mise en oeuvre avec une zone de déformation plane, mais sans différence d'épaisseur de parois entre la zone de fente et la zone de déformation. Selon une forme de réalisation pratique, une zone de déformation est prévue de chaque côté de la zone de fente. Avantageusement, les deux zones de déformation s'étendent dans des plans respectifs qui convergent en direction de la zone de fente. L'obturateur présente alors une configuration générale en forme de bec de canard. Quant à la zone de fente, elle présente de préférence une section en forme de U renversé ou de dôme. La zone de déformation peut présenter une forme de fer à cheval plein, c'est-à-dire sous la forme d'une plaque plane dont le pourtour est celui d'un fer à cheval. Selon un autre aspect de la présente invention, l'obturateur peut comprendre en outre deux zones de charnière qui présentent avantageusement une troisième épaisseur de paroi qui est inférieure à celle 15 de la zone de fente. Cette partie non fendue sert avantageusement de charnière reliant les deux bords sensiblement rigides de la fente, de sorte que les deux bords de la fente s'ouvrent en s'articulant sur la partie non fendue et en déformant les zones de déformation adjacentes. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'obturateur comprend 20 en outre une couronne de fixation sensiblement rigide pour ancrer fixement l'obturation dans un logement de réception approprié. Avantageusement, la couronne est annulaire et comprend un bord périphérique externe destiné à venir se loger, avantageusement par encliquetage étanche, dans le logement de réception. 25 Selon un autre aspect de l'invention, la zone de fente et ladite au moins une zone de déformation font saillie à partir de la couronne de fixation, de manière à définir un intérieur creux. La présente invention définit également un organe de distribution de produit fluide comprenant une chambre de pompe pourvue d'un obturateur 30 tel que défini ci-dessus en tant que clapet de sortie. Avantageusement, l'organe de distribution comprend un élément tubulaire formant un logement de réception dans lequel l'obturateur est reçu fixement de manière étanche, l'obturateur étant sensiblement entièrement disposé à l'intérieur de l'élément tubulaire. Un principe de la présente invention réside sur le fait de dissocier l'ouverture de la fente de la déformation permettant cette ouverture. On joue ici sur les différences d'épaisseurs de parois pour assurer cette distinction. Il est également envisageable d'utiliser des matériaux différents pour la zone de fente et la zone de déformation, à savoir un matériau rigide pour la zone de fente et un matériau souple pour la zone de déformation. Dans ce cas, il est possible que les zones de fente et de déformation présentent des io épaisseurs identiques ou sensiblement identiques, tout en garantissant la distinction entre l'ouverture et la déformation permettant l'ouverture. Grâce à l'obturateur de l'invention, la fente s'ouvre et se ferme rapidement avec une section de passage importante et une étanchéité parfaite au repos. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux 15 dessins joints donnant à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures : - la figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers un organe de distribution de produit fluide intégrant un obturateur selon la 20 présente invention, - la figure 2 est une vue de dessus de l'obturateur intégré à l'organe de distribution de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective de l'obturateur de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe transversale verticale à travers 25 l'obturateur des figures 2 et 3, - la figure 5 est également une vue en coupe verticale, mais à 90° par rapport à celle de la figure 4, et - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe agrandie d'une partie de l'organe de distribution de la figure 1 selon les plans de coupe respectifs des 30 figures 4 et 5. On se référera tout d'abord à la figure 1 qui montre un organe de distribution de produit fluide intégrant un obturateur selon l'invention. Cet organe de distribution est ici une pompe et il sera fait référence à une pompe dans la suite de la description. La pompe est destinée à être montée sur un réservoir, récipient ou flacon contenant un produit fluide à distribuer par la pompe. Le réservoir peut être de tout type, c'est-à-dire à contenance fixe, ou au contraire à contenance variable, comme par exemple les réservoirs à piston-suiveur ou à poche souple. L'organe de distribution de la présente invention est plutôt approprié à être monté sur un réservoir à contenance variable afin de réaliser un distributeur sans reprise d'air. La pompe comprend plusieurs éléments constitutifs, à savoir un io obturateur 1 selon l'invention qui fait office de clapet de sortie, une pièce monobloc partiellement souple 2, un clapet d'entrée 3, un corps de pompe 4, une bague de réception et de fixation 5, une tête de distribution ou poussoir 6 ainsi qu'un capot de protection optionnel 7. Ces éléments, ou au moins une partie d'entre eux, peuvent être réalisés par injection moulage de matière 15 plastique appropriée. Des techniques de bi-injection ou de surmoulage peuvent être utilisées pour former des éléments partiellement rigides partiellement souples. Ceci est par exemple le cas de la pièce monobloc 2, du clapet 3 ou de l'obturateur 1. Le corps de pompe 4 comprend une tubulure centrale 41 entourée par 20 des ouvertures de passage 42, elles-mêmes entourées par un siège de clapet 43. Sur sa périphérie extérieure, le corps de pompe 4 forme un logement d'ancrage 44 pourvu d'une bride de fermeture mobile 45 permettant de refermer le logement 44. La bride 45 est destinée à être engagée dans la bague 5, comme on le verra ci-après. 25 Le clapet d'entrée 3 peut par exemple être un clapet plastique monobloc formant un pied 32 qui est prisonnier à l'intérieur de la tubulure d'entrée 41. Le clapet 3 peut également former une corolle 31 destinée à ouvrir et fermer les ouvertures 42 en venant sélectivement en appui étanche sur le siège de clapet 43. Le pied 32 peut être mobile à l'intérieur de la 30 tubulure 41 de sorte que la corolle 31 va se déplacer axialement, ou en variante, le pied 32 est fixe à l'intérieur de la tubulure 41 et la corolle 31 va se déformer élastiquement. A la place de ce clapet 3, on peut également utiliser une simple bille. La pièce monobloc 2 comprend un talon d'ancrage 21 engagé dans le logement 44, une membrane souple 22 qui fait office de piston et de ressort de rappel et un élément tubulaire sensiblement rigide 23 qui s'étend axialement vers le haut à partir de la membrane 22. Cet élément tubulaire 23 forme un logement de réception 24 pour l'obturateur 1 qui sert de clapet de sortie pour la pompe. L'obturateur 1 est reçu dans le logement 24 de manière fixe et io étanche. L'obturateur 1 sera décrit en détail ci-après. Le corps 4, la pièce monobloc 2, le clapet 3 et l'obturateur 1 définissent ensembles une chambre de pompe 20 de volume variable par déformation de la membrane souple 22. En appuyant axialement vers le bas sur l'élément tubulaire 23 ou sur la membrane 22, le volume utile de la chambre de pompe 20 va diminuer, 15 fermant ainsi le clapet d'entrée 3. Lorsque la pression à l'intérieur de la chambre 20 a atteint une certaine valeur, le clapet de sortie formé par l'obturateur 1 s'ouvre et le produit fluide sous pression est distribué hors de la chambre 20. Il s'agit là d'un fonctionnement tout à fait classique pour une pompe à membrane. 20 La bague 5 comprend une douille axiale de guidage 51 qui s'étend de manière concentrique autour de l'élément tubulaire 23. La bague 5 comprend également un logement 52 pour la réception de la bride mobile 45 du corps 4. Lors de l'engagement du corps 4 dans le logement 52, la bride mobile 45 est déplacée radialement vers l'intérieur de manière à coincer fortement le 25 talon d'ancrage 21 de la pièce 2 à l'intérieur du logement 44. De cette manière, on garantit une fixation et une étanchéité parfaites entre le corps 4 et la pièce 2 en contraignant la bride 45 à l'intérieur du logement 52 contre le talon 21. A l'extérieur, la bague 5 forme une manchette 53 destinée à être engagée dans une ouverture d'un réservoir. La manchette 53 sert également 30 de support pour le capot de protection optionnel 7. Le poussoir 6 comprend une surface d'appui 61 sur laquelle l'utilisateur peut appuyer à l'aide d'un ou de plusieurs doigt(s) pour actionner l'organe de distribution. Sur sa périphérie, le poussoir 6 forme une jupe 62 qui s'étend avec son extrémité inférieure à l'intérieur de la bague 5. Le poussoir 6 forme un conduit de sortie 63 qui relie une chambre de sortie 64 à un orifice de distribution 65. La chambre 64 est située juste à la sortie de l'obturateur 1. D'autre part, le poussoir 6 forme un manchon de fixation 66 qui est engagé autour de l'élément tubulaire 23 à l'intérieur de la douille de guidage axiale 51. Grâce à cette douille 51, on assure un déplacement parfaitement axial du poussoir 6, et par conséquent une déformation uniforme de la membrane 22. Le guidage axial est d'autre part renforcé par io l'engagement de la jupe 62 à l'intérieur de la bague 5. Le fonctionnement de cet organe de distribution est classique : en appuyant sur le poussoir 6, la membrane 22 est déformée ce qui met le produit fluide à l'intérieur de la chambre 20 sous pression qui n'a d'autre choix que d'être refoulé à travers l'obturateur 1 qui s'ouvre sous la pression 15 du produit fluide. L'utilisateur n'a plus qu'à récupérer la dose de produit fluide distribuée au niveau de l'orifice de distribution 65. On se référera maintenant indifféremment aux figures 2 à 7 pour décrire en détail la conception de l'obturateur 1 servant dans cet exemple de réalisation de clapet de sortie pour la chambre de pompe 20. L'obturateur 1 20 présente une configuration générale en forme de chapeau aplati sur deux côtés opposés. L'obturateur 1 peut être réalisé de manière monobloc par injection moulage d'une matière plastique unique. En variante, l'obturateur 1 peut être réalisé de manière monobloc à partir de matières plastiques différentes par un procédé de surmoulage ou de bi-injection. 25 L'obturateur comprend une fente 10 définie par deux bords opposés 11, 12 destinés à venir en contact intime étanche au repos. En revanche, lorsqu'une pression s'exerce au niveau de la fente 10, les bords 11 et 12 se séparent de manière à dégager une ouverture de sortie. La fente 10, c'est-à-dire les bords 11 et 12, est formée au niveau d'une zone de fente 13 qui 30 présente avantageusement une configuration courbe. En section transversale passant par la fente 10, on peut dire que la zone 13 présente une forme de U renversé ou de dôme. Ceci est clairement visible sur les figures 3 et 4. La zone de fente 13 se prolonge vers le bas par deux zones de charnières 14 qui ne sont pas fendues. Les zones de charnières 14 s'étendent dans le prolongement de la courbure de la zone de fente 13, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. Les zones de charnières 14 peuvent être courbes, ou au contraire rectilignes, comme on peut le voir sur la figure 4. Elles peuvent cependant présenter une courbure dans le sens perpendiculaire, comme on peut le voir sur la figure 2. On peut également remarquer sur cette figure que la zone de fente 13 est plus étroite au milieu que sur ses côtés, là où elle rejoint les zones de charnières 14. Ainsi, la zone io de fente 13 présente une forme d'os ou de diabolo. La fente 10 peut être formée de manière axiale à travers la zone 13 de manière à définir un axe de symétrie miroir. La zone de fente 13 et les zones de charnières 14 sont connectées de part et d'autre à deux zones de déformation 15 qui présentent 15 avantageusement une forme arrondie à la manière d'un fer à cheval plein. Les zones de déformation 15 sont sensiblement planes et convergent avantageusement l'une vers l'autre en direction de la fente 10. Plus précisément, une zone de déformation 15 est reliée à deux zones de charnières 14 et à la zone de fente 13. L'autre zone de déformation 15 20 s'étend de manière identique de l'autre côté par symétrie miroir par rapport à la fente 10, comme on peut le voir sur les figures 2 et 5. Les deux zones de charnières 14 et les deux zones de déformation 15 connectent au niveau de leurs extrémités inférieures une couronne de fixation 16 qui présente avantageusement une forme annulaire circulaire. La 25 couronne 16 définit un bord périphérique extérieur 17 qui est engagé à l'intérieur du logement de réception 24 formé par l'élément tubulaire 23. Avantageusement, le bord 17 est engagé par encliquetage à l'intérieur du logement 24. D'autres formes de fixation sont naturellement envisageables. Il peut même être envisagé de réaliser l'obturateur 1 de manière monobloc 30 avec l'élément tubulaire 23, c'est-à-dire avec la pièce monobloc 2. Les zones 13, 14 et 15 font ainsi saillie à partir de la couronne 16 en formant un intérieur creux 18 qui définit une partie de la chambre de pompe i0 20. Ainsi, le produit fluide sous pression dans la chambre pousse sur les zones de déformation 15, ce qui va permettre l'ouverture de la fente 10. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, la zone de fente 13 présente une épaisseur de paroi P1 qui est supérieure à l'épaisseur de paroi P2 des zones de déformation 15. L'épaisseur de paroi P1 est également supérieure à l'épaisseur de paroi P3 des zones de charnières 14. Ceci est clairement visible sur les figures 4 et 5. Ainsi, la zone de fente 13 est plus rigide, et donc moins déformable, que les zones de déformation 15 et les zones de charnières 14. La fente arrondie ou courbe 10 peut ainsi s'ouvrir io sans subir de déformation : les déformations seront presque entièrement assurées par les zones de déformation 15 et les zones de charnières 14, en raison de leur faible épaisseur, et par conséquent de leur plus grande capacité à se déformer. On peut également remarquer que la couronne 16 présente une épaisseur encore supérieure à l'épaisseur P1, ce qui lui 15 garantit une stabilité dimensionnelle parfaite, nécessaire pour sa fixation à l'intérieur du logement 24. En jouant ainsi sur les épaisseurs de parois, l'ouverture de la fente 10 est complètement découplée de la déformation des zones 14 et 15. Les bords 11 et 12 se déplacent sans se déformer en s'articulant autour des zones 14, ce qui est permis du fait de la déformabilité 20 des zones 15. D'autre part, en raison de la forte épaisseur P1 de la zone de fente 13, les bords 11 et 12 présentent une surface accrue, améliorant le contact étanche de la fente au repos. A l'inverse, lorsque la fente 10 est ouverte, sa section de passage est importante, principalement du fait que la fente est courbe, et non rectiligne. La largeur accrue des bords 11 et 12 25 permet également de garantir une obturation étanche de l'obturateur au cas où la déformation des zones 14 et 15 viendrait à désaligner les bords 11 et 12. Ainsi, même en cas de comportement inattendu, l'obturateur remplirait tout de même son rôle. Cette différence d'épaisseur de parois permet de réaliser l'obturateur 30 de manière monobloc avec une seule matière plastique, ou un mélange de matière plastique. Cependant, il est également possible de réaliser l'obturateur avec des matières plastiques différentes, par exemple une Revendications 1.- Obturateur (1) destiné à être intégré dans un organe de distribution de produit fluide, tel qu'une pompe ou une valve, l'obturateur comprenant une fente (10) fermée de manière étanche au repos et s'ouvrant sous la pression du produit fluide, la fente (10) étant formée au niveau d'une zone de fente (13) présentant une première épaisseur de paroi (P1) traversée par la fente (10), cette zone de fente (13) étant au moins partiellement entourée par au moins une zone de déformation (15) présentant une seconde épaisseur de paroi (P2), caractérisé en ce que la première épaisseur de paroi (P1) est supérieure à la seconde épaisseur de paroi (P2) de sorte que la zone de fente (13) est plus rigide que la zone de déformation (15). 2.- Obturateur selon la revendication 1, dans lequel la zone de fente (13) est courbe de sorte que la fente (10) est courbe. 3.- Obturateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la zone de déformation (15) est sensiblement plane. 4.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, dans lequel une zone de déformation (15) est prévue de chaque côté de la zone de fente (13). 5.- Obturateur selon la revendication 4, dans lequel les deux zones de déformation (15) s'étendent dans des plans respectifs qui 25 convergent en direction de la zone de fente (13). 6.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone de fente (13) présente une section en forme de U renversé ou de dôme. 12 30 7.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la zone de déformation (15) présente une forme de fer à cheval plein. 8.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre deux zones de charnière (14) qui présentent avantageusement une troisième épaisseur de paroi (P3) inférieure à la première épaisseur (P1). 9.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une couronne de fixation sensiblement rigide (16) pour ancrer fixement l'obturation (1) dans un logement de réception approprié (24). 10.- Obturateur selon la revendication 9, dans lequel la couronne (16) est annulaire et comprend un bord périphérique externe (17) destiné à venir se loger, avantageusement par encliquetage étanche, dans le logement de réception (24). 11.- Obturateur selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la zone de fente (13) et ladite au moins une zone de déformation (15) font saillie à partir de la couronne de fixation (16), de manière à définir un intérieur creux (18). 12.- Obturateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, présentant une configuration générale en forme de bec de canard. 13.- Organe de distribution de produit fluide comprenant une chambre de pompe (20) pourvue d'un obturateur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes en tant que clapet de sortie. 14.- Organe de distribution selon la revendication 13, comprenant un élément tubulaire (23) formant un logement de réception (24) dans lequel l'obturateur (1) est reçu fixement de manière étanche, l'obturateur étant sensiblement entièrement disposé à l'intérieur de l'élément tubulaire (23).