Brevet FR2943324A1 — publié le 20100924

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'UN PRODUIT LIQUIDE A PATEUX PAR POMPE DE DOSAGE, A FAIBLE VOLUME MORT La présente invention concerne un dispositif de distribution d'un produit liquide à pâteux destiné à être mis en place à l'extrémité ouverte d'un contenant rigide, et constitué par une pompe manuelle de dosage permettant la distribution d'une quantité prédéterminée de produit à délivrer. De telles pompes sont notamment destinées à la distribution de tous produits liquides à pâteux, que ce soit par exemple alimentaires, de produits cosmétiques, de produits d'hygiène, santé, beauté ou de produits solaires. Mais à partir du moment où les pompes se sont positionnées sur des marchés à plus faible valeur ajoutée, tel que l'alimentaire ou la cosmétique, l'hygiène, santé et beauté, la complexité et le prix des pompes ont constitué un frein. La plupart de ces nouveaux produits utilisant ces pompes sont des produits jetables, avec une durée d'utilisation réduite. De plus, leurs exigences en termes de précision de dose et de répétabilité sont plus réduites. Cette problématique de simplification apparaît depuis peu avec la démocratisation des produits, initialement haut de gamme, à adapter à la grande distribution. C'est ainsi qu'a déjà été recherchée la réalisation d'un système de distribution par pompe présentant peu de pièces, en tout cas le moins possible, de manière à le rendre économique. Un dispositif visant à atteindre cet objectif a été décrit dans la demande de brevet français N° 07/02965 déposée par la demanderesse, qui de plus, résolvait un problème de sécurité au niveau de la distribution du produit, celle-ci ne pouvant plus se faire de manière accidentelle. Les résultats obtenus, même s'ils sont satisfaisants, peuvent encore être améliorés au niveau de l'amorçage de la pompe. En fait, le principal inconvénient de cette pompe est son volume mort important associé à un faible taux de compression. En effet, les essais ont démontré que seulement 37% de sa chambre de dosage est comprimé lorsqu'on presse sur le bouton poussoir. En phase d'amorçage, il faut évacuer l'air contenu dans la chambre de dosage et le tube plongeur, en comprimant l'air de la chambre de dosage et pour le forcer à passer à travers une soupape haute. Avec un taux aussi faible de compression de l'air dans la chambre de dosage, l'air atteint difficilement la pression nécessaire pour passer à travers un clapet haut du dispositif et le fonctionnement n'est pas efficace. Ceci se traduit par un amorçage trop long dû à la nécessité de devoir exercer plusieurs pressions successives sur le bouton poussoir. Ceci s'explique par le fait que le volume d'air, qui correspond au volume du soufflet, génère la phase d'amorçage de la pompe lorsqu'on comprime l'air, lors de l'actionnement du bouton poussoir. Pour mémoire, l'amorçage est effectué de la manière suivante : On appuie sur le bouton poussoir pour comprimer l'air à l'intérieur du soufflet, et cet air va s'échapper par le clapet haut, jusqu'à une pression stabilisatrice. Lors du relâchement du soufflet, le bouton poussoir remonte et crée une dépression dans la chambre de dosage correspondant au volume d'air échappé. Cette dépression engendre une aspiration du produit via le clapet bas du même dispositif. 25 Cette opération est actuellement répétée de trop nombreuses fois étant donné le volume d'air important à actionner par rapport au volume utile (dose) du produit délivré, plusieurs fois supérieur à cette dose. 30 Par exemple, pour un volume de chambre du soufflet égal à 4,07 ml, on obtient une compression de 37% de ce volume, permettant de délivrer une dose de 1,5 ml. 10 15 20 Dans ce cas, la compression initiale de l'air est de 600 mbars, et la dépression engendrée est de 370 mbars. Tout ceci se traduit par un volume mort égal à 4,07 ml - 1,5 ml 2,5 ml, donc 63% du volume initial non efficace lors de l'amorçage. 10 Ceci engendre donc une perte importante d'efficacité, se traduisant par un nombre de pompages important : douze coups d'amorçage environ. C'est ainsi que selon une première phase de la 15 démarche inventive, il a été établi qu'il était nécessaire de diminuer le volume mort dans le soufflet. Pour cela, et selon l'invention, il est mis en place, à l'intérieur du soufflet, solidairement au 20 bouton poussoir, un réducteur de volume mort appelé volume solide, occupant un volume déterminé à l'intérieur du soufflet, laissant subsister un volume d'air utile correspondant au moins au volume d'une dose de produit. 25 On gagne ainsi en efficacité en phase d'amorçage pour évacuer l'air. La quantité d'air qui passe à travers le clapet haut est plus importante, et donc est aspiré un volume de produit plus important pour 30 remplacer l'air évacué par le clapet haut, et donc avoir un amorçage plus rapide.5 La présente invention a pour but d'atteindre cet objectif et concerne à cet effet un dispositif de distribution d'un produit liquide à pâteux destiné à être mis en place à l'extrémité ouverte d'un contenant rigide et constitué par une pompe manuelle de dosage permettant la délivrance d'une quantité prédéterminée de produit à distribuer, comprenant : - un élément de base destiné à être mis en place sur le contenant par son extrémité inférieure par un moyen d'accroche ou d'adhésion tel que clipsage ou vissage, un bouton poussoir muni d'un bec de distribution monté télescopiquement à la partie supérieure de l'élément de base et susceptible d'agir en pompage par rapport à ce dernier, à l'encontre d'un organe de rappel constitué par un soufflet élastiquement déformable assurant la liaison étanche entre d'une part une chambre interne de l'élément de base, ouverte vers le contenant pour permettre le passage du produit au travers d'une ouverture, et d'autre part, à son extrémité supérieure, une chambre interne du bouton poussoir dans laquelle débouche un trou du bec de distribution, associé à des moyens d'ouverture-fermeture, réalisés à l'extrémité supérieure dudit soufflet, caractérisé en ce que le bouton poussoir est associé à une chambre cylindrique, dirigée vers l'intérieur du soufflet avec lequel coopère, de manière étanche, une paroi périphérique délimitant ladite chambre, celle-ci étant hermétiquement fermée à son extrémité interne inférieure et se prolongeant à l'intérieur du soufflet, pour constituer un volume solide de valeur prédéterminée à l'intérieur de celui-ci et réduire d'autant son volume d'air mort inutile, améliorant ainsi le taux de compression lors du pompage et l'efficacité de la pompe. Grâce à l'invention, les résultats obtenus, comparativement aux précédents, sont les suivants, pour un même soufflet avec un réducteur de volume mort disposé à l'intérieur de celui-ci Pour un nouveau volume de chambre du soufflet réduit à 2,56 ml, on obtient une nouvelle compression de 62% de ce volume, permettant de délivrer une dose identique de 1,5 ml. Dans ce cas, la compression initiale de l'air est maintenant de 1350 mbars et la dépression engendrée est de 570 mbars. Selon l'effet recherché, on passe de douze coups d'amorçage, selon l'art antérieur, à six coups d'amorçage, soit moitié moins. De plus, l'invention permet l'utilisation de produit de viscosité plus élevée du fait que la pression et l'aspiration sont également plus élevées. L'invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe de distribution selon l'invention, disposée sur un contenant d'un produit à distribuer, le bouton poussoir étant en position � avant utilisation �. La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe de distribution de la figure 1, dans une première phase d'amorçage de la pompe, c'est-à-dire en poussée sur le bouton poussoir. La figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe de distribution selon la figure 2, dans une seconde phase d'amorçage de la pompe, c'est-à-dire en remontée du bouton poussoir, ayant pour effet de remonter le liquide dans la chambre constituée par le soufflet. La figure 4 représente une vue en coupe longitudinale d'une pompe de distribution selon les figures 1 et 3, au cours d'une distribution du produit, en repoussant une nouvelle fois le bouton poussoir vers le bas. Le dispositif 1 globalement désigné sur les figures est destiné à la distribution d'un produit liquide à pâteux 2, mis en place à l'extrémité ouverte 3 d'un contenant rigide 4, et est constitué par une pompe manuelle de dosage 5, permettant la délivrance d'une quantité prédéterminée de produit 2 à distribuer. De manière connue, le dispositif 1 comprend : un élément de base 6 destiné à être mis en place par un moyen d'accroche ou d'adhésion tel que 5 10 15 20 25 30 clipsage ou vissage sur le contenant 4 par son extrémité inférieure 7, un bouton poussoir 8 muni d'un bec de distribution 9 monté télescopiquement à la partie supérieure 10 de l'élément de base 6 et susceptible d'agir en pompage par rapport à ce dernier, à l'encontre d'un organe de rappel constitué par un soufflet 11 élastiquement déformable assurant la liaison étanche entre d'une part une chambre interne 12 de l'élément de base 6, ouverte vers le contenant 4 pour permettre le passage du produit 2 au travers d'une ouverture 13, et d'autre part, à son extrémité supérieure, une chambre interne 14 du bouton poussoir 8 dans laquelle débouche un trou 15 du bec de distribution 9, associé à des moyens d'ouverture-fermeture, réalisés à l'extrémité supérieure dudit soufflet 11. Ces moyens sont constitués par : une première collerette périphérique interne 16 réalisée à l'extrémité supérieure du soufflet 11, se logeant dans une gorge annulaire interne 14 du bouton poussoir 8 formant chambre, et en appui sur une de ses parois interne 17 qu'elle enserre élastiquement selon une force prédéterminée, de façon à assurer l'étanchéité ou à être déformée radialement sous une certaine pression du produit 2 lors de son pompage, et permettre ainsi son transfert dans la gorge annulaire 14, ladite première collerette 16 étant associée à une seconde collerette 18 du soufflet 11, concentrique à la première 16, se logeant dans la même gorge 14 du bouton poussoir 8, mais en appui sur la paroi externe 19 de celle-ci dans laquelle gorge 14 débouche l'orifice 15 du bec de distribution 9, ladite seconde collerette 18 étant d'une hauteur telle à ne pas obturer ledit orifice 15, l'ouverture ou la fermeture de ce dernier s'effectuant par l'intermédiaire d'une languette de verrouillage (non représentée), issue de la collerette 18, de hauteur et de largeur au moins telles à obturer l'orifice 15 par plaquage, ou à le libérer au cours d'une action en rotation, dans un sens ou dans l'autre, sur ledit bouton poussoir 8, par rapport à l'élément de base 6, et conséquemment au soufflet 11, et à sa languette, demeurant fixes. Selon l'invention, le bouton poussoir 8 est associé à une chambre cylindrique 8A, dirigée vers l'intérieur du soufflet 11 avec lequel coopère, de manière étanche, 25 une paroi périphérique 17 délimitant ladite chambre 8A, celle-ci étant hermétiquement fermée à son extrémité interne inférieure et se prolongeant à l'intérieur du soufflet 11, pour constituer un volume solide de valeur prédéterminée à l'intérieur de celui-ci et réduire 30 d'autant son volume d'air mort inutile, améliorant ainsi le taux de compression lors du pompage et l'efficacité de la pompe. 10 15 20 Selon un mode préféré de réalisation, la chambre 8A constituant le volume solide à l'intérieur du soufflet 11 est réalisée en deux éléments, dont l'un est constitué par un prolongement interne 8B du bouton poussoir 8, ouvert à son extrémité inférieure � b �, et l'autre est constitué par un insert 8C globalement cylindrique, fermé à sa partie d'extrémité inférieure � a � et ouvert à sa partie d'extrémité supérieure � c �, cette dernière étant rapportée sur la partie inférieure ouverte � b � du premier élément 8B pour constituer le volume solide 8A. Il s'agit donc bien là d'un réducteur de volume mort selon l'effet recherché par l'invention. Selon un mode particulier de réalisation, l'insert 8C présente une partie supérieure � d � dont la forme et la dimension externes correspondent, au jeu de montage près, à la forme et la dimension internes de la partie inférieure � e � du prolongement 8B du bouton poussoir 8 sur lequel est rapporté l'insert 8C. La liaison effective entre l'insert 8C et le prolongement 8B du bouton poussoir 8, dans leurs zones d'extrémité respectives, s'effectue par collage, par emmanchement à force ou encore par soudure à ultrasons. En fait, les dimensions de la chambre 8A sont calculées en fonction de la réduction de volume du soufflet 11 à obtenir, et conséquemment, du taux de compression recherché. Pour cela, on joue préférentiellement sur les dimensions de l'insert 8A qui est en fait un élément amovible. Comme on peut le comprendre, le soufflet 11 et l'insert 8C, tous deux de forme globalement cylindrique, délimitent entre eux un volume concentrique 20 en forme de couronne, et le produit 2 transite par cette couronne. Comme on peut le voir sur les figures, la partie d'extrémité supérieure � c � de l'insert 8C est délimitée, sur sa paroi externe, par un épaulement périphérique 21 sur lequel vient en butée le bord d'extrémité � b � de la partie inférieure du prolongement 8B. Avantageusement, les différentes pièces du système sont réalisées en matières plastiques. Avantageusement, le soufflet est réalisé en une matière plastique, de préférence élastiquement déformable. Avantageusement, la matière constitutive du soufflet présente une élasticité élevée et est en même temps en mesure de fournir, entre les deux éléments de boîtier, les forces de rappel nécessaires pour le pompage. C'est ainsi que le choix a été orienté vers une matière plastique suffisamment souple pour assurer une bonne étanchéité au niveau des collerettes, suffisamment nerveuse pour assurer un retour en position initiale et assurer une dépression, et suffisamment résistante au fluage pour permettre de conserver les serrages initiaux ainsi que conserver une répétabilité de course de compression et donc de dose. Préférentiellement, le soufflet est réalisé en Polyéthylène basse densité injectable. Egalement, pourraient être utilisés du SANTOPRENE (Polypropylène modifié Caoutchouc Ethylène-Propylène Diène), ou des HYTREL (Thermoplastique Elastomère Ether-Ester DRYFLEX (Thermoplastique Styrénique Styrène-Ethylène-Butadiène-Styrène) matières qui n'existaient pas il y a une vingtaine d'années, ainsi que vers certaines références de polyéthylènes réalisés ou modifiés pour garantir une nervosité et une tenue acceptable au fluage. Ces noms sont des noms commerciaux, les noms chimiques sont entre parenthèses. Ces matières présentent toutes les caractéristiques énoncées plus haut. Comme bien visible sur les figures 2, 3 et 4, le 25 fonctionnement du dispositif est le suivant : Lors d'une première utilisation, on exerce une poussée sur le bouton poussoir 8 selon le sens F1, c'est-à-dire vers le bas, ayant pour effet de chasser, par le bec 15, l'air qui se trouve dans le soufflet 11. 30 En relâchant la pression F1 sur le bouton poussoir 8, celui-ci remonte naturellement selon le sens F2, en20 entraînant le produit 2 vers le haut, remplissant partiellement le volume interne du soufflet 11. Lors d'une nouvelle poussée dans le sens F3, c'est-à-dire vers le bas, exercée sur le bouton poussoir 8, il sera exercé une pression non plus sur l'air se trouvant dans le soufflet 11, qui a déjà été évacué, mais bien sur le produit 2 qui sera chassé par l'espace concentrique 20 créé entre l'insert 8A et ledit soufflet 11, pour une évacuation plus rapide du produit par le bec 15 du bouton poussoir 8, et ceci avec un nombre d'impulsions sur ce dernier également réduit, pour une meilleure efficacité de la distribution du produit. Plus précisément, l'évacuation du produit se fait en transitant dans un volume concentrique 20 en forme de couronne formé par la paroi extérieure de la chambre cylindrique 8A et le soufflet 11. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de distribution d'un produit liquide à pâteux (2) destiné à être mis en place à l'extrémité ouverte (3) d'un contenant rigide (4) et constitué par une pompe manuelle de dosage (5) permettant la délivrance d'une quantité prédéterminée de produit (2) à distribuer, comprenant : - un élément de base (6) destiné à être mis en place sur le contenant (4) par son extrémité inférieure (7) par un moyen d'accroche ou d'adhésion tel que clipsage ou vissage, un bouton poussoir (8) muni d'un bec de distribution (9) monté télescopiquement à la partie supérieure (10) de l'élément de base (6) et susceptible d'agir en pompage par rapport à ce dernier, à l'encontre d'un organe de rappel constitué par un soufflet (11) élastiquement déformable assurant la liaison étanche entre d'une part une chambre interne (12) de l'élément de base (6), ouverte vers le contenant (4) pour permettre le passage du produit (2) au travers d'une ouverture (13), et d'autre part, à son extrémité supérieure, une chambre interne (14) du bouton poussoir (8) dans laquelle débouche un trou (15) du bec de distribution (9), associé à des moyens d'ouverture-fermeture, réalisés à l'extrémité supérieure dudit soufflet (11),caractérisé en ce que le bouton poussoir (8) est associé à une chambre cylindrique (8A), dirigée vers l'intérieur du soufflet (11) avec lequel coopère, de manière étanche, une paroi périphérique (17) délimitant ladite chambre (8A), celle-ci étant hermétiquement fermée à son extrémité interne inférieure et se prolongeant à l'intérieur du soufflet (11), pour constituer un volume solide de valeur prédéterminée à l'intérieur de celui-ci et réduire d'autant son volume d'air mort, améliorant ainsi le taux de compression lors du pompage et l'efficacité de la pompe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (8A) constituant le volume solide à l'intérieur du soufflet (11) est réalisée en deux éléments, dont l'un est constitué par un prolongement interne (8B) du bouton poussoir (8), ouvert à son extrémité inférieure (b), et l'autre est constitué par un insert (8C) globalement cylindrique, fermé à sa partie d'extrémité inférieure (a) et ouvert à sa partie d'extrémité supérieure (c), cette dernière étant rapportée sur la partie inférieure ouverte (b) du premier élément (8B) pour constituer le volume solide (8A). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'insert (8C) présente une partie supérieure (d) dont la forme et la dimension externes correspondent, au jeu de montage près, à la forme et la dimension internes de la partie inférieure (e) du prolongement (8B) du bouton poussoir (8) sur lequel est rapporté l'insert (8C). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie d'extrémité supérieure (c) de l'insert (8C) est délimitée, sur sa paroi externe, par un épaulement périphérique (21) sur lequel vient en butée le bord d'extrémité (b) de la partie inférieure du prolongement (8B). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'évacuation du produit se fait en transitant dans un volume concentrique (20) en forme de couronne formé par la paroi extérieure de la chambre cylindrique (8A) et le soufflet (11).