Brevet FR2938057A1 — publié le 20100507

DOSEUR À DELTA DE PRESSION Domaine technique La présente invention concerne un dispositif pour doser les fluides contenus dans des flacons souples pour permettre le dosage des fluides cosmétiques, alimentaires ou fluides de nettoyage. L'invention concerne plus précisément un doseur de fluide permettant de 10 contrôler et limiter le volume de fluide expulsé d'un flacon souple, lorsqu'un utilisateur presse ledit flacon. Art antérieur 15 Nous connaissons dans l'art antérieur, le brevet US 4,582,230 intitulé � Metering Device �. Ce brevet décrit un doseur de fluide, mettant en oeuvre un sas, d'un volume correspondant à la dose unitaire, composé d'un piston obstruant l'ouverture du doseur en sortie ; le piston étant relié à une boule par une tige cylindrique, laquelle contrôle l'ouverture du sas, côté bouteille. Lorsque 20 la bouteille est tenue en position verticale, le piston ferme le verseur du doseur. Lorsque la bouteille est en rotation de renversement, le piston continu à maintenir la fermeture du verseur, alors que le liquide entre dans le sas, la boule n'enfermant pas l'entrée. Une fois la bouteille en position verticale, la boule ferme l'entrée du sas, alors que le piston est descendu, ouvrant le verseur et 25 libérant le liquide contenu dans le sas. L'invention nécessite que le retournement de la bouteille se fasse lentement afin que le réservoir se remplisse avant que la boule ne vienne fermer l'entrée du liquide dans le réservoir et avant que le piston ne libère le liquide contenu dans le réservoir. Par ailleurs des fluides visqueux peuvent difficilement 30 être dosés par un tel doseur. Nous connaissons aussi le document EP 0 995 976 intitulé �Embout doseur et récipient équipé d'un embout doseur selon l'invention�, qui décrit un dispositif à piston doseur. Un tel doseur possède un grand nombre de pièces moulées ou soufflées, dont les tolérances de fabrication et d'assemblage sont très faibles. Le guidage du piston doseur sur son diamètre intérieur et extérieur a pour effet d'engendrer des forces radiales non équilibrées générant à nouveau des forces complémentaires de frottements. Problème technique La présente invention vise à fournir une solution de bouchon doseur éliminant toutes les contraintes physiques liées aux frottements des parties constitutives d'un bouchon doseur classique et permettant de doser toutes sortes de fluides. L'invention vise aussi à réduire le nombre de pièces constitutives d'un bouchon doseur pour réduire les coûts et faciliter sa fabrication. Approche de l'invention L'invention vise à résoudre les problèmes techniques cités précédemment en utilisant un flotteur, dont la masse volumique est inférieure au fluide à doser, et d'utiliser les propriétés de flottaison d'un tel élément pour procéder au dosage des fluides. L'invention permet de supprimer les frottements liés aux pistons, classiquement utilisés et de limiter le nombre de pièces constitutives d'un dispositif de dosage classique, tout en garantissant un dosage rapide et efficace. L'invention consiste en un doseur composé principalement d'un corps principal inséré dans le goulot d'un flacon souple. Lorsque le flacon est placé au repos, goulot vers le bas, le fluide contenu va, par gravité, couler dans le corps principal du doseur. Le flotteur remontera alors en butée vers la partie haute dudit corps principal du doseur. Lorsqu'une pression est exercée sur le flacon souple pour expulser le fluide du flacon, le flotteur sera chassé vers le bas du corps principal, chassant la majorité du liquide contenu entre le bouchon et le flotteur. Le flotteur viendra en butée contre le bouchon et fermera l'ouverture, interdisant l'expulsion supplémentaire de fluide. Le relâchement de la pression créera une dépression, faisant rentrer de l'air dans le corps principal, par un léger soulèvement du flotteur, ceci permettant au flacon souple de revenir à sa position de repos, et au 2938057 i liquide de couler dans le corps principal, remontant progressivement le flotteur en position haute, par l'action de la poussée d'Archimède. Report des revendications 5 L'invention consiste en un embout doseur, destiné à être monté par pression en butée sur le goulot d'un récipient souple contenant un fluide, comprenant une chambre doseuse dans laquelle est placé un flotteur, dimensionné pour que l'espace de jeu minimum entre la partie intérieure de 10 ladite chambre doseuse et ledit flotteur soit inférieur à une ouverture formée en partie basse de la chambre doseuse, en ce que, dans une première position, ledit flotteur est apte à venir en butée mécanique contre l'ouverture de la face haute de la chambre doseuse et en ce que, lorsque ladite chambre est remplie d'un fluide, une pression exercée sur le récipient pousse ledit flotteur vers une 15 seconde position, en butée sur la face basse de la chambre doseuse de telle sorte que le fluide présent dans la chambre doseuse ne puisse plus s'écouler, l'écoulement d'un fluide depuis ledit récipient souple dans la chambre doseuse remontant le flotteur vers la première position. 20 Dans des modes de réalisation : - le flotteur est de forme sphérique ; - le flotteur est de forme cylindrique avec une partie haute tronconique ; - le flotteur comporte des encoches circulaires, réparties régulièrement sur son contour, lesdites encoches longeant l'embout doseur sur toute sa 25 hauteur ; - deux rainures sont effectuées dans la partie haute du corps principal, de telle sorte que dans la première position, la présence d'un flotteur en butée de la partie haute de la chambre doseuse, ne rende pas étanche l'ouverture de la partie haute de la chambre doseuse ; 30 - un bouchon percé d'un opercule est inséré dans la chambre doseuse en butée de sa partie basse, de telle sorte que l'espace ouvert en partie basse est réduit ; - le bouchon est percé d'un opercule cruciforme ; - le bouchon est constitué d'un matériau semi-rigide sur sa face percée de l'opercule ; - un ressort est inséré dans la partie intérieure de la chambre doseuse, de telle sorte que, dans une position de repos, le flotteur est maintenu en butée en partie haute de la chambre. - une languette semi-rigide est fixée sur la paroi supérieure de la chambre doseuse, de telle sorte que le flotteur peut être inséré par pression manuelle dans la chambre, et afin que, dans la première position, le flotteur ne puisse s'extraire de ladite chambre. Description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de mode de réalisation détaillée, en référence aux figures suivantes : - la figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente un exemple de réalisation avec un flotteur tronconique ; - la figure 3a représente un exemple de réalisation de l'invention dans lequel le flotteur est contraint par un ressort ; - la figure 3b une vue du dessus d'un flotteur, dans un exemple de réalisation particulier selon la figure 3a ; - la figure 4 représente un exemple de réalisation de l'invention comportant une languette de maintien du flotteur ; - la figure 5a représente un exemple de réalisation avec un orifice d'écoulement cruciforme ; - la figure 5b est une vue en détail de l'orifice d'écoulement cruciforme. Description détaillée Est entendu dans la suite de la description du doseur que la notion de � haut � définira ce qui est orienté vers l'intérieur du goulot du flacon souple et � bas � ce qui est opposé au goulot du flacon souple.30 Dans une position classique de repos, le flacon est posé verticalement, goulot vers le bas, afin de permettre aux fluides de s'écouler par gravité. Dans un premier mode de réalisation détaillé, en référence à la figure 1, le corps cylindrique en matière plastique (1) vient recevoir un flotteur sphérique creux (2). Un bouchon (3) s'insert en exerçant une forte pression et se bloque en butée (7) contre le corps principal (1). L'orifice d'écoulement (6) des fluides peut ainsi varier, en changeant le bouchon (3) contre un autre bouchon (3) possédant un orifice d'écoulement (6) différent. Le retrait du bouchon s'effectue en tirant le bouchon (3) dans la direction opposée au corps principal (1). Le corps principal (1) vient s'insérer et se bloquer en butée (9) dans le goulot (8) du flacon contenant les fluides à doser. Deux rainures en U à 90° (4) sont effectuées dans la partie haute du corps principal (1) afin d'éviter au flotteur (2) d'obturer de manière étanche l'orifice (5) situé dans la partie supérieure du corps principal (1). La partie évidée du bouchon (3) sert de siège au flotteur (2) lorsque celui-ci vient en appui et permet ainsi d'obturer le passage de communication avec le trou calibré (6). Le jeu annulaire entre le corps principal (1) et le flotteur (2) est calibré de manière à permettre un écoulement par gravité du fluide sous le flotteur (2). Par la différence de masse volumique entre le fluide et le flotteur (2), l'écoulement du fluide sous le flotteur permettra à celui-ci par le principe d'Archimède, de remonter au contact de la partie haute du corps principal (1). La section de passage de l'orifice (6) est toujours supérieure à la section de passage offerte par le jeu annulaire entre le flotteur (2) et le corps principal (1). Selon un autre mode de réalisation, selon la figure 2, le flotteur (2) a une forme cylindrique avec une partie supérieure tronconique. Ce mode de réalisation est utile pour doser un fluide ayant une masse volumique faible. Dans un troisième mode de réalisation, selon la figure 3, un ressort (10) est fixé dans la partie intérieure du bouchon (3), ledit ressort (10) étant orienté de telle sorte qu'une fois le bouchon (3) inséré en butée dans le corps principal (1) du doseur, le flotteur (2) soit poussé vers sa position haute, en butée contre la paroi supérieure du corps principal (1) au niveau de l'orifice (5). Avantageusement, la force exercée par le ressort (10) sur le flotteur (2), est égale au poids du flotteur (2); le ressort (10) ayant uniquement un rôle d'aide à la remontée du flotteur (2) lorsque le fluide coule en partie basse du corps principal (1). Ce cas est utile pour vaincre les frottements visqueux pour des fluides dont la viscosité est élevée. Dans un mode alternatif, en référence aux figures 3a et 3b, le flotteur (2) ayant une partie supérieure tronconique comporte plusieurs encoches circulaires (13) taillées sur toute la hauteur cylindrique du flotteur (2), de telle sorte que le liquide s'écoule vers la partie basse du doseur et de telle sorte qu'une fois en butée en partie basse, les fluides contenus dans le flacon et en partie supérieure du flotteur (2) ne puisse plus s'écouler à travers l'orifice d'écoulement (6). À cet effet, le diamètre minimum de la surface cylindrique du flotteur (2), aux endroits les plus creusés par les encoches (13), est supérieur au diamètre de la surface intérieure du bouchon (13). En outre, la section annulaire maximale, correspondant à la distance maximale entre la paroi intérieure du corps principal (1) et la zone la plus creusée de la paroi cylindrique extérieure du flotteur (2), est inférieure au diamètre de l'orifice (6) du bouchon (2). La figure 4 représente un mode de réalisation particulier, dans lequel le corps principal (1) vient s'insérer en butée (9) dans le goulot (8) du flacon souple contenant le fluide. Dans ce mode de réalisation, aucun bouchon ne vient s'insérer en partie basse du corps principal. L'orifice d'écoulement (6) du fluide est une ouverture directement dimensionnée en partie basse du corps principal (1). La partie haute du corps principal cylindrique (1) est entièrement ouverte. Une languette semi-rigide (11) est fixée sur la paroi supérieure. La languette (11) vient recouvrir l'ouverture supérieure du corps principal (1) de telle sorte que le flotteur (2) une fois inséré, ne puisse sortir du corps principal (1) par l'action des pressions classiques dues à l'utilisation du flacon souple. Le flotteur (2) est soit inséré dans le corps principal (1) soit retiré par une pression manuelle ou mécanique supérieure aux pressions classiques auxquelles est soumis le flotteur (2), sans avoir à ôter la languette (11). Lorsque le flacon est en position de repos, goulot (8) vers le bas, le corps principal (1) rempli du même fluide que celui contenu dans le flacon, le flotteur est maintenu, par la poussée d'Archimède, en position haute, en butée contre la languette (11). Une pression exercée sur le flacon, entraîne le fluide contenu vers le goulot (8), exerçant une pression sur le flotteur (2), lequel est progressivement amené en partie basse, chassant le fluide contenu dans le corps principal (1), par l'orifice d'écoulement du fluide (6). Une fois le flotteur (2) en butée contre l'orifice (6), plus aucun liquide ne sort du doseur. Le relâchement de la pression sur la surface du flacon produit une dépression qui a pour effet de faire rentrer de l'air dans le corps principal (1), ramenant le flacon à son état de repos. Le fluide coule alors dans le corps principal (1) et passe sous le flotteur (2), grâce au jeu annulaire entre le flotteur (2) et la paroi intérieure du corps principal (1). Ceci ramène progressivement le flotteur (2) en butée sur la languette (11). Le matériau constituant la languette (11) est choisi de telle sorte que celle-ci plie suffisamment lorsque le flotteur (2) est inséré en force dans le corps principal (1) mais qu'elle ne s'écarte pas lorsque le flotteur (2) est en appui. Cette solution permet de fabriquer le doseur en deux pièces moulées, le corps principal (1) et la languette (11) en un seul élément et le flotteur (2). La figure 5 représente un exemple de réalisation de la partie basse du doseur, comportant un orifice d'écoulement (6) du fluide cruciforme et constitué d'un matériau semi-rigide (12), de telle sorte que la pression exercée sur le flacon souple, fasse descendre le flotteur (2) en butée vers la position basse. La force de la poussée exercée par ledit flotteur (2) lors de sa descente, amène la surface de la partie basse (12) à se plier aux quatre coins de l'orifice d'écoulement (6) cruciforme, de sorte que l'aire d'ouverture de l'orifice d'écoulement (6) augmente. Arrivé en butée en partie basse, le flotteur (2) ferme l'ouverture (6) et empêche tout écoulement de fluide. Sans pression extérieure, la seule force engendrée par la hauteur de fluide dans le flacon ne peut vaincre l'élasticité des lamelles souples formées aux coins de l'orifice d'écoulement (6) cruciforme, assurant une retenue du fluide dans le doseur. L'invention ne saurait se limiter à la description effectuée ci-dessus. En particulier, les caractéristiques des flotteurs (2) et les diamètres des ouvertures (6) et (5) du corps principal (1) peuvent être adaptées pour régler le volume de fluide déplacé par le doseur.5 REVENDICATIONS1 - Embout doseur, destiné à être monté par pression en butée (9) sur le goulot (8) d'un récipient souple contenant un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre doseuse (1) dans laquelle est placé un flotteur (2), dimensionné pour que l'espace de jeu minimum entre la partie intérieure de ladite chambre doseuse (1) et ledit flotteur (2) soit inférieur à une ouverture (6) formée en partie basse de la chambre doseuse (1), en ce que, dans une première position, ledit flotteur (2) est apte à venir en butée mécanique contre l'ouverture (5) de la face haute de la chambre doseuse (1) et en ce que, lorsque ladite chambre (1) est remplie d'un fluide, une pression exercée sur le récipient pousse ledit flotteur (2) vers une seconde position, en butée sur la face basse de la chambre doseuse (1) de telle sorte que le fluide présent dans la chambre doseuse (1) ne puisse plus s'écouler, l'écoulement d'un fluide depuis ledit récipient souple dans la chambre doseuse (1) remontant le flotteur (2) vers la première position. 2 - Embout doseur selon la revendication 1, dans lequel le flotteur (2) est 20 de forme sphérique. 3 - Embout doseur selon la revendication 1, dans lequel le flotteur (2) est de forme cylindrique avec une partie haute tronconique. 25 4 - Embout doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le flotteur (2) comporte des encoches circulaires (13), réparties régulièrement sur son contour, lesdites encoches (13) longeant l'embout doseur sur toute sa hauteur. 30 5 - Embout doseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel deux rainures (4) sont effectuées dans la partie haute du corps principal (1), de telle sorte que, dans la première position, la présence d'un flotteur (2) en butée de la partie haute de la chambre doseuse (1) ne rende pas étanche l'ouverture (5) de la partie haute de la chambre doseuse (1). 6 - Embout doseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un bouchon (3) comportant un orifice d'écoulement (6) est inséré dans la chambre doseuse (1) en butée (7) de sa partie basse, de telle sorte que l'espace ouvert en partie basse est réduit. 7 - Embout doseur selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bouchon (3) comporte un orifice d'écoulement (6) cruciforme. 8 - Embout doseur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le bouchon (3) est constitué d'un matériau semi-rigide (12) sur sa face comportant l'orifice d'écoulement (6). 9 - Embout doseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un ressort (10) est inséré dans la partie intérieure de la chambre doseuse (1), de telle sorte que, dans une position de repos, le flotteur (2) est maintenu en butée en partie haute de la chambre. 10 - Embout doseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une languette semi-rigide (11) est fixée sur la paroi supérieure de la chambre doseuse (1), de telle sorte que le flotteur (2) peut être inséré par pression manuelle dans la chambre, et afin que, dans la première position, le flotteur (2) ne puisse s'extraire de ladite chambre (1).