Brevet FR2937623A1 — publié le 20100430

BOUCHON À OBTURATEUR AMÉLIORÉ DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à un bouchon à fixer sur un col de récipient, notamment sur un col de bouteille contenant un liquide, particulièrement des boissons. Ce type de bouchons permet une obturation et une ouverture aisées de la part de l'utilisateur. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Ce type de bouchons comprend généralement trois éléments principaux à savoir un verseur qui se visse sur le col de la bouteille, un élément d'obturation mobile en translation ainsi qu'un capot de protection optionnel. Il s'agit pour l'utilisateur de pouvoir passer d'un état (ouvert par exemple) à un autre état (fermé par exemple) de façon simple, par intervention de la bouche ou d'une seule main, avec de plus un débit contrôlé du liquide. Les sportifs en particulier trouvent ici un intérêt dans la mesure où ils peuvent boire tout en continuant leur activité physique. Les jeunes enfants peuvent favorablement utiliser des récipients équipés de tels bouchons car leur manipulation est très facile et le débit de liquide est contrôlé. [0003] On connaît le document EP 1 065 150 Al qui divulgue un bouchon du type décrit ci-dessus dans lequel le verseur comprend une projection cylindrique coaxiale ayant une ouverture centrale ; la projection cylindrique est recouverte sur la majeure partie de sa hauteur d'un élément d'obturation comprenant deux cylindres coaxiaux et un moyen de régulation de débit disposé sur l'axe du bouchon et muni d'orifices pour le passage du liquide. La paroi cylindrique extérieure de la projection comprend deux protubérances annulaires qui coopèrent avec une collerette intérieure du cylindre extérieur de l'élément d'obturation ; ainsi l'élément d'obturation, qui est mobile en translation vis-à-vis de la projection, peut-il prendre les deux positions classiques d'ouverture et de fermeture pour le passage du liquide. On comprend aisément que d'une part l'utilisateur doit exercer une certaine traction pour ouvrir l'élément d'obturation car il doit alors vaincre la force exercée au niveau de la butée de l'une des protubérances, puis une fois cette force vaincue, l'élément d'obturation peut coulisser librement jusqu'à atteindre la protubérance distale de la projection qui sert de butée de fin de course pour l'obturateur. L'utilisateur doit exercer une force non négligeable à l'ouverture ; ce pic en début de course n'est pas bienvenu notamment lorsque l'on sait que l'avantage principal et attendu de ce type de bouchon est une ouverture aisée. [0004] On connaît encore la demande WO 2006/053845 selon laquelle la projection cylindrique comprend une paroi extérieure de section plus faible sur une partie de sa hauteur qui correspond à la course de l'élément d'obturation. En effet dans cette zone une collerette intérieure de l'obturateur est en contact avec la paroi extérieure de la projection. De plus ce bouchon présente à la fois un passage central et des ouvertures disposées selon un cercle, pour le liquide. La section de passage est de ce fait assez importante de sorte que la poussée du liquide sur les parois de l'obturateur, éventuellement associée avec une traction trop forte de l'utilisateur risque de dissocier l'obturateur vis-à-vis du verseur du bouchon ; une projection inopinée et intempestive de liquide hors de la bouteille s'en suit. [0005] Le document WO 2006/094415 montre un bouchon qui diffère de celui précédemment décrit essentiellement par le profil de la paroi extérieure de la projection : un filetage grossier est prévu selon ce document, de sorte que c'est une rotation de l'élément d'obturation vis-à-vis du verseur du bouchon qui permet de changer l'état du bouchon. On ne rencontre pas ici le principal problème évoqué précédemment, à savoir l'ouverture inopinée et incontrôlée du bouchon, mais plutôt celui de la difficulté à manoeuvrer une partie du bouchon. [0006] On connaît encore des bouchons dont la projection tubulaire 1 et l'obturateur 2 présentent des profils tels que représentés en coupe sur les figures 1A et 1B où la figure 1A montre une position de fermeture du bouchon, et la figure 1B une position de début d'ouverture du bouchon. De façon connue la paroi extérieure de la projection tubulaire 1 présente notamment une rainure annulaire 22 creusée dans ladite paroi extérieure. Par ailleurs, une collerette 15 sur la paroi intérieure de l'obturateur 2 assure son guidage en translation vis-à-vis de la projection tubulaire 1 ; une collerette 21 formant butée axiale est en outre prévue à l'extrémité distale de la projection 1. Mise à part la section au niveau de la rainure annulaire 22, la section extérieure de la projection tubulaire 1 est constante. [0007] Avec une telle conception, on obtient des courbes selon la figure 1C qui montrent les variations des efforts axiaux en fonction de la position de l'obturateur lors de sa course axiale relativement à la projection annulaire 1. Plus précisément, trois courbes sont représentées sur la figure 1C : la courbe repérée A concerne l'effort de traction axiale (ou résultante de frottement) d'une jupe annulaire élastique (non représentée) sur une paroi tubulaire (non représentée) de la projection tubulaire 1. Cet effort est d'abord constant (rattrapage de jeu), puis décroissant jusqu'à être nul lorsqu'il n'y a plus contact entre cette jupe et ladite paroi tubulaire. La courbe repérée B est relative à la résultante de frottement axiale entre la paroi extérieure de la projection tubulaire 1 et la paroi intérieure de l'obturateur 2. On observe un fort accroissement de cette force en début d'ouverture, lorsqu'il s'agit de dégager l'obturateur 2 vis-à-vis de la rainure circonférentielle 22, puis une légère décroissance suivie d'une stabilisation de l'effort jusqu'à un ultime accroissement lié à l'encliquetage final. A noter que la courbe C qui est la � somme � des courbes A et B, présente un profil spécifique, avec un brusque accroissement dans la première phase de l'ouverture suivi d'une décroissance tout aussi brutale ; une phase de stabilisation est ensuite observée, sur la majeure partie de la course qui se termine par un accroissement suivi d'une chute de l'effort axial. [0008] Comme déjà évoqué, ce concept connu n'est pas satisfaisant notamment parce qu'une importante force de traction est nécessaire au début de l'ouverture ; de plus, on n'a pas une répartition uniforme de la force de traction tout au long de la course axiale de l'obturateur 2 le long de la projection tubulaire 1 ; de fait, l'utilisateur doit tout d'abord exercer un effort important au début de l'ouverture, de sorte qu'une fois le point de la course correspondant au maximum d'effort est passé, l'obturateur est précipité vers la position d'ouverture, ce qui n'est pas satisfaisant et nécessite un renforcement de la butée de fin de course d'ouverture. EXPOSE DE L'INVENTION [0009] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à fournir un bouchon qui permette une manoeuvre d'ouverture aisée. Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un bouchon à fixer sur un col de récipient de liquides, comprenant : un verseur pourvu d'un moyen de liaison avec le col surmonté d'une projection tubulaire définissant un axe de référence du bouchon, la projection tubulaire présentant une paroi extérieure de guidage et une paroi tubulaire délimitant une embouchure pour vider le récipient, et un obturateur tubulaire recouvrant extérieurement l'embouchure du verseur, l'obturateur comprenant : une jupe extérieure de guidage coopérant avec la paroi extérieure de guidage pour guider l'obturateur en translation axiale vis-à-vis du verseur entre une position obturée et une position ouverte autorisant le passage du liquide, un fond percé d'un ou plusieurs trous et s'étendant perpendiculairement à l'axe de référence, le fond comportant une partie obturatrice sans trou, une jupe annulaire élastique d'étanchéité faisant saillie de la partie obturatrice du fond et au contact de la paroi tubulaire de la projection tubulaire pour former une étanchéité annulaire. [0010] Conformément à l'invention, la paroi extérieure de la projection tubulaire et la jupe de guidage de l'obturateur sont conformées de manière à coulisser l'une par rapport à l'autre de telle sorte que dans une première phase d'ouverture partant de la position obturée jusqu'à une position intermédiaire entre la position obturée et la position ouverte la jupe de guidage coulisse sur la paroi extérieure avec une résultante de frottement axiale ne dépassant pas une valeur maximale prédéterminée F1, et que dans une phase ultérieure d'ouverture, la jupe annulaire élastique n'étant plus en contact avec la paroi tubulaire, la résultante axiale de frottement entre la paroi extérieure et la jupe de guidage croît continûment jusqu'à une valeur maximale F2 telle que 10 N BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : les figures 1A et 1B, une vue de coupe d'un bouchon selon un mode de réalisation connu, avec un obturateur dans deux positions différentes, déjà commentées ; la figure 1C montre plusieurs courbes donnant différentes forces de traction sur l'obturateur en fonction de la position de celui-ci relativement à la projection tubulaire, pour un bouchon selon les figures 1A et 1 B; la figure 2 illustre un mode de réalisation d'un bouchon selon l'invention, en position obturée; la figure 3 illustre un mode de réalisation d'un bouchon selon l'invention, en position ouverte ; les figures 4A à 4C sont des vues en coupe d'un bouchon selon un mode de réalisation de l'invention, avec l'obturateur dans trois positions différentes ; la figure 5 illustre plusieurs courbes donnant différentes forces de traction appliquées à l'obturateur, en fonction de la position de celui-ci relativement à la projection tubulaire, pour un bouchon selon l'invention. [0026] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0027] Sur la figure 2, on peut voir en coupe longitudinale les principaux éléments d'un bouchon selon l'invention, dans l'état obturé. Le verseur 100 du bouchon vient se fixer par exemple par vissage de sa partie inférieure 110 sur le col du récipient contenant le liquide à distribuer. Tout autre moyen de liaison réversible peut être envisagé sans sortir du cadre de l'invention. [0028] Le verseur 100 est surmonté d'une projection tubulaire 1 de forme spécifique qui sera décrite plus en détail ci-après ; un obturateur tubulaire 2 est disposé coaxialement à la projection tubulaire 1 vis-à-vis de laquelle il est mobile en translation axiale. Par ailleurs l'obturateur 2 comprend de façon connue une collerette interne 15. [0029] En outre l'obturateur 2 comprend un fond circulaire 3 muni de trous 4 disposées en cercle ; les trous 4 sont disposés en vis-à-vis d'une paroi distale de la projection tubulaire ; en position de fermeture du bouchon il y a contact annulaire ou sensiblement annulaire entre ces deux éléments, ce qui contribue à l'obturation du bouchon. [0030] L'obturateur 2 comprend une jupe annulaire élastique d'étanchéité 5 solidaire du fond 3, qui fait saillie intérieurement et qui coopère avec une paroi tubulaire interne 11 de la projection 1. De façon plus détaillée la jupe 5 est élastique et présente à son extrémité distale une protubérance annulaire 6 (ou olive) destinée à renforcer, en position d'obturation, l'étanchéité vis-à-vis de la paroi cylindrique interne de la protubérance 1. La jupe 5 associée à la paroi tubulaire 11 renforcent en outre le guidage axial de l'obturateur 2. Elles présentent sensiblement la même hauteur mesurée selon l'axe du bouchon. [0031] Par ailleurs en position d'ouverture telle que montrée sur la figure 3, les positions respectives, axialement éloignées, de la jupe 5 et de la paroi intérieure 11 de la projection tubulaire 1, forment une sorte de chicane pour le liquide, contribuant ainsi à une régulation du débit. [0032] Selon une caractéristique intéressante de l'invention, la paroi extérieure 12 de la projection tubulaire 1 présente un profil spécifique ; la figure 3, qui illustre le bouchon en position d'ouverture, montre de façon plus lisible ce profil : partant de la base de la paroi 12, celle-ci est tout d'abord cylindrique de section constante, puis elle présente un profil de section variable avec notamment une zone 13 de section croissante. Cette zone est suivie d'une rainure circonférentielle 14 servant d'encliquetage pour l'obturateur comme il sera expliqué plus en détail ci-après. [0033] En effet, une collerette 15 prévue sur la paroi intérieure de l'obturateur 2 est en contact radial permanent avec la paroi 12 de la projection 1. [0034] Les figures 4A, 4B et 4C montrent les positions de l'obturateur 2 et de la projection 1 respectivement en position de fermeture, de début d'ouverture et en position d'ouverture. En position de fermeture, la collerette 15 est logée de façon à avoir un contact radial très limité avec la paroi extérieure 12 de la projection tubulaire puisque cette dernière présente une sorte de rainure en vis-à- vis; en début d'ouverture (figure 4B), la collerette 15 est en contact avec le début de la zone 13 de section croissante de la projection tubulaire 1 ; puis la collerette 15 est guidée tout au long de la zone 13, jusqu'à arriver (figure 4C) en contact avec une collerette circonférentielle d'encliquetage 14 ménagée à proximité de l'extrémité distale de la projection tubulaire 1. [0035] Il est très intéressant de constater que la force de traction axiale mesurée tout au long du déplacement de l'obturateur 2 se présente comme illustré par la figure 5. Plus précisément, la figure 5 comprend trois courbes : la courbe A concerne l'effort axial dû au frottement de la jupe annulaire élastique 5 contre la paroi tubulaire 11 ; cette courbe est identique à la courbe A de la figure 1 C. La courbe B est relative à l'effort de frottement entre la jupe de guidage 20 et la paroi extérieure 12 de la projection tubulaire 1. Et la courbe C est la résultante (ou somme) des deux efforts précités. [0036] On constate avantageusement que, lors d'une première phase d'ouverture du bouchon entre les points d'abscisses O et A de la figure 5, la courbe B croît continûment entre le début de la course et un point d'ordonnée F1 qui correspond à une valeur maximale locale d'effort dans cette phase de la course. L'accroissement est ici de l'ordre de quelques Newtons, par exemple de 2 à 4 N. Toujours dans cette première phase d'ouverture, la courbe B décroît entre les points d'abscisse A et B, ici de quelques Newtons, indiquant une diminution de l'effort jusqu'à une valeur F1', ici d'environ 5N. Avantageusement, la courbe B, au début de la course à proximité du point d'abscisse O, se trouve en dessous de la courbe A, ce qui traduit des efforts de frottement moins élevé au niveau des surfaces de guidage extérieures qu'au niveau de l'étanchéité. Puis, du fait de la diminution des efforts de frottement d'étanchéité, les efforts de frottements entre la jupe de guidage 20 et la paroi extérieure 12 deviennent prépondérants, ce qui se traduit par un croisement des deux courbes A et B. Par la force des choses, les efforts de frottement d'étanchéité de la courbe A s'annulent au plus tard lorsque le jupe 5 quitte la paroi tubulaire 11, au point d'abscisse B. On constate donc que la force résultante sur la courbe C au point B est égale à F1' qui est, par construction, inférieure à la force maximale F1 exercée sur la courbe B au point A. [0037] Dans une phase ultérieure de la course, lorsque la jupe 5 n'est plus en contact avec la paroi tubulaire 11, c'est-à-dire au-delà du point d'abscisse B de la figure 5, la résultante axiale (courbe C, confondue avec la courbe B) croît continûment jusqu'à un point maximum d'abscisse C et d'ordonnée F2. De façon intéressante, les efforts en présence sont tels que 10N On a avantageusement à ce stade de la course une chute de l'effort de traction à fournir, qui est tout à fait perceptible par l'utilisateur ; en outre, cet effet peut s'accompagner d'un léger bruit (clic) caractéristique et audible pour l'utilisateur, lui indiquant la fin de la course de l'obturateur. [0040] Par ailleurs, l'encliquetage ainsi réalisé participe à l'étanchéité du bouchon en position d'ouverture. [0041] Ainsi, on a une résultante relativement bien répartie et en tout cas on évite en début de course une forte croissance suivie d'une décroissance telle qu'illustré sur la figure 1C de l'art antérieur. On observe également que la force résultante axiale mise en jeu est bien inférieure à celle nécessaire selon l'art antérieur ; elle atteint au plus 20 N alors que de façon connue (cf figure 1 C) 35 N sont nécessaires. [0042] Enfin, l'énergie d'ouverture, qui se mesure par l'aire de la surface de la courbe C, est globalement plus faible. [0043] Ainsi, non seulement les pièces du bouchon sont moins sollicitées, mais elles sont mieux sollicitées. De surcroît c'est un effort moindre qui est demandé à l'utilisateur lorsqu'il manipule le bouchon. [0044] La course de l'obturateur 2 est limitée entre l'encliquetage qui vient d'être décrit et, pour la position de fermeture, par le contact axial du fond 3 avec l'extrémité distale de la projection tubulaire 1. [0045] Ce sont les effets combinés des caractéristiques nouvelles et inattendues évoquées ci avant qui permettent d'obtenir des effets si avantageux. [0046] La forme et les dispositions qui viennent d'être décrites permettent en outre la présence d'un premier anneau d'inviolabilité 50 situé en partie basse du verseur 1 auquel il est relié, avant la première utilisation, par des pontets sécables régulièrement espacés et séparés par des incisions. [0047] Additionnellement, il peut être prévu un capot 55, visible en coupe sur la figure 2, recouvrant l'obturateur 2 et pourvu intérieurement de moyens d'enclipsage coopérant avec une rainure de la projection tubulaire 1. De plus, on peut prévoir un deuxième anneau d'inviolabilité 60 situé en partie basse du capot 55 auquel il est lié, avant la première utilisation, par des pontets sécables régulièrement espacés et séparés par des incisions. [0048] De nombreuses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Bouchon à fixer sur un col de récipient de liquide, comprenant : un verseur (100) pourvu d'un moyen de liaison avec le col surmonté d'une projection tubulaire (1) définissant un axe de référence du bouchon, la projection tubulaire présentant une paroi extérieure de guidage (12) et une paroi tubulaire (11) délimitant une embouchure pour vider le récipient, et un obturateur tubulaire (2) recouvrant extérieurement l'embouchure du verseur, l'obturateur (2) comprenant : - une jupe extérieure de guidage (20) coopérant avec la paroi externe de guidage (12) pour guider l'obturateur en translation axiale vis-à-vis du verseur entre une position obturée et une position ouverte autorisant le passage du liquide, un fond (3) percé d'un ou plusieurs trous (4) et s'étendant perpendiculairement à l'axe de référence, le fond comportant une partie obturatrice sans trou, - une jupe annulaire élastique d'étanchéité (5) faisant saillie de la partie obturatrice du fond et au contact de la paroi tubulaire (11) de la projection tubulaire (1) pour former une étanchéité annulaire, caractérisé en ce que la paroi extérieure (12) de la projection tubulaire (1) et la 25 jupe de guidage (20) de l'obturateur sont conformées de manière à coulisser l'une par rapport à l'autre de telle sorte que dans une première phase d'ouverture partant de la position obturée jusqu'à une position intermédiaire entre la position obturée et la position ouverte la jupe de guidage (20) coulisse sur la paroi extérieure (12)avec une résultante de frottement axiale ne dépassant pas une 30 valeur maximale prédéterminée F1, et que dans une phase ultérieure d'ouverture, la jupe annulaire élastique (5) n'étant plus en contact avec la paroi tubulaire (11), la résultante axiale de frottement entre la paroi extérieure (12) et la jupe de 10 15 20guidage (20) croît continûment jusqu'à une valeur maximale F2 telle que 10N 2. Bouchon selon la revendication 1, caractérisé en que durant la phase ultérieure d'ouverture, l'obturateur parcourt au moins 50%, et préférentiellement au moins 60% de la course entre la position obturée et la position ouverte. 3. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que durant la première phase d'ouverture, l'obturateur parcourt moins de 20%, et préférentiellement moins de 15% de la course entre la position obturée et la position ouverte. 4. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que durant la première phase d'ouverture, la résultante des efforts de frottement entre la jupe de guidage (20) et la paroi extérieure (12) augmente d'une valeur initiale jusqu'à la valeur F1 pour diminuer ensuite jusqu'à une valeur F1' telle que 2 5. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans une phase ultime d'ouverture, succédant à la phase ultérieure d'ouverture, la résultante axiale de frottement entre la paroi extérieure (12) et la jupe de guidage (20) décroît de la valeur maximale F2 à une valeur F3 telle qu'il existe un écart (F3-F2) compris entre 2 et 10 N. 6. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'effort F2 est inférieur à 30 N, et de préférence inférieur à 25N, et de manière préférentielle, inférieur à 20 N. 7. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force F1 est inférieure au maximum de la résultante des efforts de frottement d'étanchéité entre la jupe annulaire élastique d'étanchéité etla paroi tubulaire de la projection tubulaire, et de manière préférentielle inférieure à 15N, ou inférieure à 10N. 8. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que la paroi extérieure (12) de la projection tubulaire comprend une zone (13) ayant une section croissante en s'éloignant de la base, et coopérant avec la jupe de guidage (20) dans la phase ultérieure d'ouverture. 9. Bouchon selon la revendication 6 caractérisé en ce que la zone (13) de section croissante s'étend sur au moins 50%, et de préférence au moins 60% de la course de translation de l'obturateur entre la position obturée et la position ouverte. 10. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi extérieure (12) de la projection tubulaire comprend en outre une rainure circonférentielle (14) d'encliquetage située à proximité de son extrémité distale, qui coopère avec une collerette (15) de l'obturateur pour former une butée d'ouverture. 11. Bouchon selon la revendication 8, caractérisé en ce que la coopération entre la collerette (15) et la rainure (14) crée une diminution de l'effort axial résultant comprise entre 2 et 10 N. 12. Bouchon selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé 25 en ce que la rainure circonférentielle présente une hauteur mesurée selon l'axe du bouchon de l'ordre de 0, 4 mm. 13. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi tubulaire (11) du verseur est tournée radialement 30 vers l'intérieur, la jupe d'étanchéité (5) pénétrant en position obturée dans l'embouchure du verseur, en contact élastique radial avec la paroi tubulaire, le ou les trous (4) étant situés radialement à l'extérieur de la jupe d'étanchéité (5). 14. Bouchon selon la revendication 11 caractérisé en ce que la jupe d'étanchéité (5) présente à son extrémité distale une protubérance annulaire (6) tournée radialement vers l'extérieur et destinée à renforcer l'étanchéité contre la paroi interne de la projection tubulaire. 15. Bouchon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la projection tubulaire (1) présente une paroi distale qui, en position obturée, obstrue le ou les trous (4) de l'obturateur (2).10