Brevet FR3011532A1 — publié le 20150410

BOUCHON DOSEUR Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des bouchons destinés à se raccorder sur le col fileté d'une bouteille ou d'un récipient, afin de transférer dans le contenu de la bouteille ou du récipient un additif liquide, pâteux ou pulvérulent, par exemple un complément organoleptique, un minéral, un colorant, un additif gustatif ou encore un complément chimique, par exemple un catalyseur ou un réactif. Le contenu du bouchon doseur est destiné à être mélangé au contenu du récipient ou de la bouteille sur laquelle il est placé, ou à recharger ce récipient. Pour permettre une utilisation aisée de ces bouchons doseurs, ils doivent réduire les manipulations et assurer une parfaite étanchéité tant pendant la phase de mise en place sur le récipient que pendant la phase de transfert de la dose contenue dans le bouchon doseur. Etat de la technique On connaît dans l'état de la technique différentes solutions pour la réalisation de tels dispositifs, notamment 25 pour la réalisation de bouchons doseurs. Le brevet français FR2158142 décrit par exemple un constitué par un corps creux formant réservoir, dont la base est une paroi perforable constituant le fond du réservoir et dont le sommet constitue un poussoir apte à pousser en 30 direction de ladite paroi de base un organe perforateur contenu dans le réservoir La demande de brevet W02007006414 décrit un autre exemple de bouchon doseur avec étanchéité hermétique, comprenant un corps sensiblement cylindrique contenant un liquide (ou à une poudre) et adapté pour l'insertion dans le col du récipient à laquelle le capuchon est appliqué. Le corps est fermé en bas par un corps d'étanchéité - de préférence par une membrane - et à sa partie supérieure par un élément souple d'étanchéité comprenant une zone centrale entourée par une la zone annulaire plié en accordéon mode et par une zone extérieure fixé sur le bord supérieur du corps ou sur le col du récipient, respectivement. Un corps de forme allongée, de préférence cylindrique, apte à déchirer le corps d'étanchéité du bouchon doseur en réponse à une pression axiale exercée sur la partie centrale de l'élément d'étanchéité est positionné au centre du corps. Par ailleurs, cette solution implique le 15 déplacement relatif par coulissement de deux pièces lors de son ouverture, ce qui complique l'obtention d'une étanchéité parfaite. La demande de brevet américain US2012168327 décrit un autre exemple de bouchon de stockage et de distribution 20 comprenant un boîtier pouvant être accouplé mobile à un col de récipient présentant une lèvre, une plateforme de distribution accouplée au boîtier, et une ouverture de distribution située entre un bord extérieur de la plateforme de distribution et le boîtier. L'ouverture de distribution est conçue pour être 25 obstruée par la lèvre du col de récipient lorsque le boîtier est accouplé au col de récipient, et pour être désobstruée lorsque le boîtier n'est pas accouplé au col de récipient. L'invention concerne également un système de stockage et de mélange comprenant ce bouchon, ainsi qu'un procédé de stockage 30 et de mélange faisant appel à ce bouchon. La demande de brevet internationale W02013098770 concerne un bouchon distributeur contenant soit un matériau pulvérisé soit un matériau liquide soit un matériau du type pâte, soit un matériau similaire, qui peut être délivré dans 35 un réceptacle de liquide attaché audit récipient de stockage et mélangé à l'intérieur de celui-ci. Ce bouchon distributeur est fermé à son extrémité introduite dans l'embouchure du col du réceptacle de liquide avec un disque de bouchage, qui est relié à l'aide d'un film sur la totalité de sa périphérie au bouchon. La demande de brevet W02013092022 décrit une autre solution de dispositif apte à distribuer une quantité dosée de liquide dans un récipient pendant une action de fermeture, et est apte à effectuer cela pendant plusieurs actions de fermeture. Le dispositif de fermeture comprend une paroi de capuchon, un réservoir apte à être rempli avec un liquide, une plaque rigide avec une ou plusieurs perforations et une structure poreuse. L'invention porte également sur l'utilisation d'un dispositif de fermeture pour prolonger la durée de vie en ouverture de contenus de récipient sensibles à la dégradation. La demande de brevet internationale W02013088422 porte sur un dispositif de fermeture de récipient avec une garniture d'étanchéité souple formée en trois dimensions avec une arête périphérique, le corps de fermeture étant formé avec une paroi supérieure et une paroi cylindrique, la paroi supérieure ayant une rainure trapézoïdale périphérique sur le côté interne de son rebord, au voisinage de la paroi cylindrique. Une garniture d'étanchéité est disposée en dessous du côté interne de la paroi supérieure du corps de fermeture, ce par quoi l'arête est disposée sous la rainure et a un creux périphérique interne dans l'arête, s'étendant autour de la périphérie du côté inférieur de la garniture d'étanchéité, servant à recevoir le bord du bec verseur constituant l'ouverture du récipient, ce par quoi l'arête saillante est surdimensionnée par rapport à la rainure, la largeur du creux étant réduite, et comprimée quand l'arête est forcée dans la rainure. Le creux a des doigts d'étanchéité sur ses parois latérales interne et externe, ce qui crée le scellement étanche avec le récipient. Inconvénients de l'art antérieur Beaucoup de solution de l'art antérieur prévoit un doigt disposé dans le volume intérieur du doseur, venant 5 exercer un effort sur un opercule lors du vissage du doseur sur le col du récipient. Ces solutions présentent plusieurs inconvénients. En premier lieu, le volume de ce doigt réduit le volume utile, et oblige d'augmenter l'encombrement du doseur pour compenser 10 le volume mort occupé par le doigt. En second lieu, la réalisation par moulage plastique est compliquée par ce doigt en érection à la surface du fond du bouchon. D'autres solutions prévoient un opercule entouré 15 par une ligne de rupture déchirée lors de l'engagement du doseur sur le col de la bouteille et vissage. Ces solutions ne sont pas non plus satisfaisantes car l'opercule est libéré après rupture, et peut pénétrer dans la bouteille, ou s'orienter dans une position où elle gêne 20 l'écoulement du contenu du doseur vers la bouteille. Par ailleurs, les solutions de l'art antérieur présentent des configurations complexes nécessitant soit l'assemblage de plusieurs pièces, soit une production industrielle avec un outillage de moulage complexe, notamment 25 des moules à tiroir. Enfin, dans la plupart des solutions de l'art antérieur, les dispositifs comportent différentes pièces en mouvement relatif, ce qui rend difficile l'obtention d'une bonne étanchéité. 30 Solution apportée par l'invention Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un 35 dispositif doseur constitué par un corps définissant un volume intérieur pour recevoir une composition liquide ou pulvérulente ou pâteuse destinée à être transféré dans un récipient présentant un col fileté, ledit dispositif présentant une jupe munie d'un filetage complémentaire au filetage dudit récipient, et un opercule relié à la paroi intérieure dudit corps par une zone périphérique de forme générale annulaire caractérisé en ce que ladite zone périphérique présente : - au moins une ligne de rupture - au moins une zone s'étendant dans un plan transversal, à la périphérie de l'opercule configurée pour provoquer la rupture au moins partielle de ladite ligne rupture lorsqu'elle vient au contact de la surface frontale du col de la bouteille. Ainsi, pendant le début de la rotation après que les deux filetage soient engagés, le dispositif rentre sur le col de la bouteille, et la zone transversale se rapproche de la surface frontale du col jusqu'à venir en contact. En poursuivant le vissage, la surface frontale du col exerce une contrainte perpendiculaire à cette zone transversale d'amplitude croissante, jusqu'à provoquer la déchirure le long de la ligne de rupture, ce qui libère l'opercule. Avantageusement, le dispositif présente une butée, notamment de forme arquée, dont la ligne médiane présente un rayon R où R correspond sensiblement au rayon médian du col fileté dudit récipient, ladite butée étant configurée pour venir en appui sur la surface frontale du col de la bouteille pendant le vissage de la jupe sur le col fileté du récipient et une zone charnière dont le rayon médian est supérieur à R. On entend par « pendant le vissage » au sens du présent brevet un stade d'engagement du vissage : - postérieur à l'amorçage du vissage, où les deux éléments filetés entrent en contact, et - et antérieur à l'arrivée en butée. Ce dispositif est une pièce monolithique, moulée en une seule pièce sans aucune pièce rapportée (hormis éventuellement le fond placé après remplissage du dispositif). Cela permet de résoudre les problèmes d'étanchéité rencontrés lors de l'assemblage de pièces complémentaires. Ce dispositif monolithique est fermé soit par un fond rapporté, soit par une déformation de la partie opposée à l'opercule, pour sceller, rouler ou fermer par toute méthode connue l'extrémité de remplissage. L'ouverture du dispositif est assuré par la percutions de l'opercule lorsque la butée vient en contact avec la surface frontale du col de la bouteille. En poursuivant le vissage, l'excroissance exerce un effort mécanique sur l'opercule provoquant la déchirure de la ligne de rupture et le basculement de l'opercule en direction du volume intérieur du corps, ce qui permet l'écoulement du contenu. Cette pièce est par ailleurs conçue pour être facilement moulable dans un moule d'injection plastique 20 simple, ne nécessitant par de tiroirs. Avantageusement, la butée est formée par une excroissance faisant saillie par rapport à la surface extérieure de l'opercule. Selon une première variante, ladite butée est 25 située du coté diamétralement opposé au milieu de ladite ligne de rupture. Selon une deuxième variante, ladite butée est située au milieu de ladite ligne de rupture. Selon un mode de réalisation particulier, ladite 30 ligne de rupture s'étend sur un arc de cercle de moins de 360A°, A étant compris entre 5 et 180°. Selon un exemple particulier de réalisation, ladite ligne de rupture s'étend sur un arc de cercle au moins une ligne de rupture s'étend sur un arc de cercle de moins de 36035 A°, A étant compris entre 5 et 180° et en ce que ladite excroissance est orientée en direction opposée au volume intérieur, à la ligne médiane de ladite butée présentant un rayon R où R correspond sensiblement au rayon médian du col fileté dudit récipient, ladite excroissance s'étant sur un arc de A°. Avantageusement, la dite zone charnière dont le rayon médian est supérieur à R, s'étendant sur un arc d'au moins A°. Selon une variante, l'opercule est prolongé à sa 10 partie inférieure par un percuteur s'étendant perpendiculairement à la surface de l'opercule. Description détaillée d'exemple non limitatif de réalisation 15 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant des exemples non limitatifs de réalisation illustrés par les dessins annexés où : - la figure 1 représente une vue en coupe d'un 20 premier exemple de dispositif selon l'invention, ainsi que d'une partie d'une bouteille - les figures 2A et 2B représentent des vues respectivement en coupe en détail et de dessus de l'opercule - la figure 3 et la figure 4 représentent des vues 25 en coupe d'un deuxième exemple de réalisation, respectivement en position intermédiaire de vissage et en position de vissage complet - la figure 5 et la figure 6 représentent des vues en coupe d'un troisième exemple de réalisation, respectivement 30 en position intermédiaire de vissage et en position de vissage complet - la figure 7 et la figure 8 représentent des vues en coupe d'un quatrième exemple de réalisation, respectivement en position intermédiaire de vissage et en position de vissage 35 complet - les figures 9 et 9A représentent des vues respectivement en coupe et de dessous d'un ergot de percussion. - les figures 10 et 11 représentent respectivement 5 une vue en coupe d'un bouchon doseur selon l'invention, et une vue en détail de la liaison du corps du doseur avec le fond. Premier exemple de réalisation 10 Les figures 1 et 2 illustrent un premier exemple de réalisation. Le dispositif doseur (1) est destiné à être vissé sur le col (2) d'une bouteille (3). Le col (2) présente de façon connue, voire de façon 15 normalisée, un filetage extérieur, notamment de diamètre normalisé "28" selon les normes couramment utilisées, telles que les normes BPF, MCA, ALCOA, 1716, LEIGHT-WEIGHT. Ces dispositions peuvent être également reprises pour des diamètres différents, tels que des diamètres de "32" "38" "40" 20 ou autres, en fonction du type de contenant. Le dispositif doseur (1) est fabriqué par injection-moulage d'une matière plastique telle que le polyéthylène ou polypropylène ou le polycarbonate. Le doseur (1) est constitué par un corps 25 cylindrique (4) formant à sa partie inférieure une jupe tubulaire (5) présentant à sa surface intérieure un filetage (6) complémentaire du filetage (16) du col (2) de la bouteille. Dans l'exemple décrit, ce filetage du col (2) est prévu sur la surface extérieure du col. 30 La jupe (5) présente à sa surface extérieure des stries (10) facilitant l'exercice d'un couple de rotation. Ce corps cylindrique (4) est fermé à son extrémité supérieure par un fond (7) clipsé, soudé, ou collé. A l'autre extrémité, le corps cylindrique (4) est 35 fermé par un opercule (8) percutable. Entre ces deux extrémités bouchées, le cylindrique (4) défini un volume utile (9) totalement disponible pour recevoir un contenu liquide, pâteux ou pulvérulent. L'opercule (8) présente une zone centrale discale 5 (11) entourée par une zone périphérique amincie (13) formant charnière. Le rayon de cette zone amincie (13) est légèrement supérieure au rayon extérieur du col (2) de la bouteille, et inférieur au rayon intérieure du corps tubulaire (5). L'opercule présente une ligne de rupture (12) d'un rayon 10 inférieur au rayon de la zone charnière (13). Le rayon de l'opercule (8) est, au moins partiellement, inférieur ou égal au rayon médian de la surface frontale du col (2) de la bouteille complémentaire. Dans l'exemple décrit, l'opercule (8) présente, au 15 niveau de la zone charnière (13), un bec arqué (14) s'étendant en dessous d'un segment de la ligne de rupture (12), pour éviter la déchirure à l'endroit où l'opercule vient en contact en premier, lors du vissage, avec la surface frontale du col (2) de la bouteille. 20 De ce fait, lorsque le vissage se poursuit, ce bec arqué (14) empêche la déchirure à cet endroit, et crée un effet de levier transmettant les efforts dans la partie opposée de l'opercule. La déchirure se produit alors le long de la ligne de rupture (12), à un endroit diamétralement 25 opposé à la partie comportant le bec arqué (14). Pour améliorer cet effet de levier, l'opercule présente au niveau de ce bec arqué (14) une surépaisseur (15) évitant une déformation élastique de la zone centrale (10) et assurant un bon transfert des efforts. 30 Le fonctionnement est le suivant : Le bouchon doseur (1) est engagé sur le col (2) de la bouteille (3). On procède alors de manière connue au vissage jusqu'à ce que l'opercule (10) vienne en contact avec la surface frontale (16) du col (2) de la bouteille (3). Du 35 fait de la forme hélicoïdale du filetage, ce contact débute en -10 - un point angulaire particulier, où se trouve le bec (14). La présence de ce bec (14) protégeant localement la ligne de rupture (12) a pour conséquence que la contrainte mécanique qui s'exerce perpendiculairement à la surface de l'opercule (8) force le basculement de la zone discale centrale (10) de l'opercule, qui transmet les efforts, notamment en raison de la zone renforcée (15), en direction de la partie diamétralement opposée. Ces contraintes provoquent alors la déchirure de la ligne de rupture sensiblement du coté opposé au bec (14). En poursuivant le vissage, on augmente la déformation de l'opercule (8) qui prend rapidement un angle important par rapport au plan transversal. Dans cet exemple de réalisation, la zone discale (10) de l'opercule (8) est prolongée en outre à sa surface inférieure par un percuteur (18) en érection selon une direction perpendiculaire, au repos, au plan transversal. Ce percuteur perfore l'opercule qui peut obturer certaines bouteilles, afin de permettre l'écoulement du contenu du doseur vers le récipient. Le doseur peut ainsi être utilisé sans aucune manipulation de la bouteille autre que l'engagement et le vissage sur le col de la bouteille. Deuxième exemple de réalisation Les figures 3 et 4 représente une variante de réalisation, où le corps (4) du doseur (1) présente dans une zone excentrée une index (20) protubérant dont l'extrémité inférieure (21) vient en contact avec le bord de l'opercule (8) lorsque le vissage provoque la mise en contact de la surface frontale (16) du col de la bouteille avec le bec (14) prévu à la surface inférieure de l'opercule. Cet index (20) contribue à empêcher la déchirure inopportune de la ligne de rupture (12) et à garantir la transmission des efforts mécanique vers le coté opposé de 35 l'opercule, où la rupture doit se produire. Troisième exemple de réalisation Les figures 4 et 5 représentent une autre variante de réalisation où l'opercule (8) présente une excroissance 5 s'étendant à la surface inférieure périphérique de l'opercule, à une distance radiale inférieure au rayon de la ligne de rupture (12) et du rayon de la charnière (13). La distance radiale de cette excroissance (22) correspond sensiblement au rayon médian de la surface frontale (16) du col (2) de la 10 bouteille (3). Quatrième exemple de réalisation Les figures 7 et 8 représentent une autre variante 15 de réalisation où l'opercule (8) présente une pluralité d'excroissances (22,23) réparties circonférentiellement. La première (22) de ces excroissances qui vient en contact avec la surface frontale (16) du col de la bouteille transmet les efforts mécaniques qui provoquent la déchirure au niveau de la 20 zone de rupture diamétralement opposée. Détail de l'excroissance Les figures 9 et 9A représentent des vues 25 détaillées de l'opercule et plus particulièrement de l'ergot de percutage constitué, dans cet exemple, par un ergot de percutage (22) présentant une forme arquée s'étendant sur 300 environ, avec une largeur correspondant sensiblement à l'épaisseur de la surface frontale (16) du col de la bouteille 30 et une hauteur correspondant sensible au pas du filetage. Détail du fond du corps Les figures 10 et 11 représentent respectivement 35 une vue en coupe d'un bouchon doseur selon l'invention, et une - 12 - vue en détail de la liaison du corps du doseur avec le fond (25). Ce fond présente une partie transversale discale (29) prolongée par une jupe tubulaire (28) dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur du corps tubulaire (4). Cette jupe (28) présente un épaulement annulaire (26) venant s'engager de force dans une gorge annulaire (27) prévue à la surface intérieur du corps (4). REVENDICATIONS1 - Dispositif constitué par un corps (4) définissant un volume intérieur (9) pour recevoir une composition liquide ou pulvérulente ou pâteuse destinée à être transféré dans un récipient présentant un col fileté, ledit dispositif présentant une jupe (10) munie d'un filetage complémentaire au filetage du col (2) dudit récipient, et un opercule (8) relié à la paroi intérieure dudit corps (4) par une zone périphérique de forme générale annulaire, ladite zone périphérique présentant au moins une ligne de rupture (12) caractérisé en ce que ledit dispositif présente au moins une zone s'étendant dans un plan transversal, à la périphérie de l'opercule (8) configurée pour venir en appui sur la surface frontale (16) du col (2) de la bouteille pendant le vissage de la jupe sur le col fileté du récipient pour provoquer la rupture au moins partielle de ladite zone de rupture (12). 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite zone périphérique présente une zone charnière 20 (12) dont le rayon médian est supérieur à R, R correspondant au rayon intérieur du col (2) de la bouteille. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce ladite zone configurée pour venir en appui sur la surface frontale du col de la bouteille est constituée 25 par au moins une butée (22) dont la ligne médiane présente un rayon R où R correspond sensiblement au rayon médian du col fileté dudit récipient. 4 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la butée arquée (22) est formé une 30 excroissance par rapport à la surface extérieure dudit opercule (8). 5 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que ladite butée est située du coté diamétralement opposé au milieu de ladite ligne de rupture 35 (12).-14- 6 - Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que ladite butée (22) est située au milieu de ladite ligne de rupture (12). 7 - Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que ladite ligne de rupture (12) s'étend sur un arc de cercle de moins de 360-A°, A étant compris entre 5 et 180°. 8 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la dite ligne de rupture (12) s'étend sur un arc de cercle au moins une ligne de rupture s'étend sur un arc de cercle de moins de 360-A°, A étant compris entre 5 et 180° et en ce que ladite butée est orientée en direction opposée au volume intérieur, à la ligne médiane de ladite excroissance présentant un rayon R où R correspond sensiblement au rayon médian du col fileté dudit récipient, ladite excroissance (22) s'étant sur un arc de A°. 9 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé 20 en ce que la dite zone charnière (13) dont le rayon médian est supérieur à R, s'étendant sur un arc d'au moins A°. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'opercule est prolongé à sa partie inférieur par un percuteur s'étendant 25 perpendiculairement à la surface de l'opercule (8).