EP0408421A1 - Distributeurs miniatures - Google Patents
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- B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
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- B05B11/1043—Sealing or attachment arrangements between pump and container
- B05B11/1046—Sealing or attachment arrangements between pump and container the pump chamber being arranged substantially coaxially to the neck of the container
- B05B11/1047—Sealing or attachment arrangements between pump and container the pump chamber being arranged substantially coaxially to the neck of the container the pump being preassembled as an independent unit before being mounted on the container
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- B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
- B05B11/1001—Piston pumps
Definitions
- the invention relates essentially to devices intended for example for the distribution of drugs used in very low doses or also for that of samples of perfumes.
- miniature metering pumps of known type with piston carrying an axial nozzle and whose body has a diameter of approximately seven millimeters for a length of approximately three centimeters, under an assembly flange protruding on the order of a millimeter but not necessarily circular, their external volume may not exceed four or five cubic centimeters, with a diameter of the order of ten to twelve millimeters, and their capacity varies between fifty and ten doses only, that is to say down to the milliliter.
- the structure adopted makes it possible to build such devices in very large series, at very low cost. It can still be applied to slightly larger models but its characteristics then generally lose part of their interest.
- the pump body carrying the internal mechanism, engages in a container on the neck of which it centers in its upper part; its collar, resting on the upper edge of said container, is immobilized under the internal flange, forming a cover, of an external sleeve fitted by tightening its lower skirt on an external bearing of the wall thereof.
- this socket may carry a retaining ring for the flange of the pump body.
- the invention is based on the observation that these specific evacuation passages are not necessary, provided that the pumps themselves have a vent for temporary venting of the liquid tank: such a vent exists conventional way to allow air to enter this reservoir at each stroke of the pump to balance the pressure, and it will be enough to open it artificially during assembly to make it then play a reverse role.
- the bearing surfaces in radial clamping can follow the same contour, preferably convex, which provides an appreciable gain in diameter, but above all in solidity, precision and, therefore, ease of implementation.
- the container will thus be constituted by a tube with a thinned wall in its upper part to form an external shoulder, the external generators of the sleeve, relatively short, coming to align with the assembly to generate an essentially cylindrical shape or at less cylindrical-conical and the assembly will require a cone-on-cone tightening; but if the stiffness of the material of the sleeve is relatively small, the external face of the assembly surface of the container may be provided with circular sealing ribs making it possible to widen the tightening tolerances.
- the sprayer thus described in example comprises a container formed by a narrow tube 1, made in the present case of transparent polyethylene terephthalate.
- This tube is of circular section, injection molded and cylindrical if the skins are omitted, but its wall is thinned in its upper part 1 a so as to form an outer surface very slightly conical with an external shoulder 1 b .
- the opening of the tube receives with a small lateral clearance a pump whose body 2, with cylindrical-conical ferrules of successive revolution, ends at its lower part by an integrated intake tube 2 a and carries at its upper part a flange 2 b notched by at least one groove 2 c serving as a vent for the tank.
- the body 2 contains the mechanism of the piston 3, the rod 3a of which constitutes the nozzle.
- the assembly will be capped by a cylindrical sleeve 4, which is also injection molded and, in the case described, made of polyamide.
- This sleeve has a skirt 4 has the same external contour as the tube 1 with on its inner face a range whose conicity corresponds to that of the corresponding bearing surface of the tube, and is closed by an inner flange 4b facing the nozzle but, in this example, also extends upwards by a 4 d ferrule.
- the inner face of the skirt 4a of the sleeve is smooth, with the exception of a rod 4 c whose usefulness will appear below and which must not prohibit the extraction of the punch from the mold; with certain materials and preferably by using a shell mold, the external face of the upper part 1 a of the tube could, as shown in the right part of the drawing, carry sealing ribs 1 c .
- their presence is unnecessary because of the tenacity of the materials used, and could even cause defects in external appearance.
- a head 5 carrying a spray nozzle 6 can be placed on the nozzle by means of a seat 5 a , masked by the lower skirt 5 b , itself internal to the socket 4 c to be less bulky.
- the parts could be placed on the tube in their stacking order and assembled directly by pressing the sleeve; this would either suppose that the container was first filled with liquid, which amounts to saying that the complete assembly would be carried out only at this stage, at the user, or that the device was assembled empty and then filled by intrusion, which is hardly conceivable on plastic containers of as little capacity as that sought.
- the pump assembly will be separately: the sleeve is first fit on the body 2, thereby enclosing under the flange 4b forming the lid of the piston mechanism, the nozzle 3 was passed through its axial opening, the collar 2 b conveniently retained, provisionally, by the rod 4 c .
- the assembly can then be placed on the container 1 filled with the desired dose of product and its fitting ensures final fixing and sealing cone on cone, the rod 4 c finding place between the flange and the flange 1 d of the tube.
- FIG. 2 shows the external appearance of the assembled sprayer, at rest, the various members appearing diagrammatically in dotted lines, the ferrule 4 d masking the edge of the skirt 5 b .
- the piston 3 comes into tight stop on the cover formed by the flange 4 b to close the vent.
- the depressed position is also used for mounting: during this operation, the assembled pump, temporarily closed by its sleeve 4, is gripped by a mandrel with a vertical axis which places the assembly on the top of the tube 1 centered on its mounting.
- the tool will not first press on the sleeve itself but on the nozzle therefore on the piston 3: the resistance of the sleeve 4 to the depression on the tube 1 then causes this piston to yield, releasing the vent to vent the internal space of the tank.
- the spray head of a moreover common type, could, if necessary, be put in place from the start of assembly and even, replacing a specific pressing tool, come and play the role described above, by means of any stop on the sleeve 4 limiting the stroke of the piston on the pump; it could be its seat 5 a or better a peripheral reach, here the edge of the skirt 5 b .
- a direct grip of the tool is however preferable as for the transmission of the forces.
- the abutment should not itself close the vent during assembly; if for example we wanted to use the head 5 of the current example, it would be advisable to provide on the periphery of the clearances such as a notch 5 c .
- a pump capable of withstanding a certain overpressure of the reservoir by sealing at least one of its joints, for example joint drawer inlet or, as is very common today, exhaust gasket capable of creating precompression.
- the cylindrical shape of revolution of the dispenser is as compact as possible, the length of the tube 1 determining the internal volume with, of course, adaptation of the intake tube; the assembly of the device, of a perfect simplicity, is however effective and entirely waterproof at rest.
Abstract
Description
- L'invention a essentiellement trait à des dispositifs destinés par exemple à la distribution de médicaments utilisés à très faibles doses ou encore à celle d'échantillons de parfums. Dessinés autour de pompes doseuses miniatures de type connu, à piston porteur d'un gicleur axial et dont le corps possède sensiblement un diamètre de l'ordre de sept millimètres pour une longueur de l'ordre de trois centimètres, sous une collerette d'assemblage en saillie de l'ordre du millimètre mais non nécessairement circulaire, leur volume externe pourra ne pas dépasser quatre ou cinq centimètres cubes, sous un diamètre de l'ordre de dix à douze millimètres, et leur contenance varier entre une cinquantaine et une dizaine de doses seulement, c'est-à-dire descendre au millilitre.
- La structure adoptée permet de construire de tels dispositifs en très grande série, à très faible coût. Elle peut encore s'appliquer à des modèles de taille un peu plus importante mais ses caractéristiques perdent alors en général une partie de leur intérêt.
- Selon l'invention, le corps de pompe, porteur du mécanisme interne, s'engage dans un récipient sur le col duquel il se centre dans sa partie haute ; sa collerette, reposant sur le bord supérieur dudit récipient, est immobilisée sous la bride interne, formant couvercle, d'une douille externe emmanchée par serrage de sa jupe inférieure sur une portée externe de la paroi de celui-ci.
- Cette construction est analogue à celle décrite par le brevet US-A-4 311 255 où la douille forme un boîtier qui couvre le récipient sur toute sa hauteur : l'adoption d'une forme générale cylindrique pour le récipient comme pour la douille permet de les constituer de matières synthétiques et plus habituellement thermoplastiques, moulées par injection à l'instar de l'essentiel des constituants des pompes elles-mêmes et, si le récipient vient longer le corps de pompe en doigt de gant, elle conduit à un minimum d'encombrement transversal. Contrairement à d'autres modes d'assemblage, celui-ci permet alors en outre à la section droite de l'appareil de s'écarter quelque peu d'un contour circulaire en conservant une épaisseur de parois sensiblement uniforme.
- En soi, le montage n'engendre pratiquement sur les pièces que des efforts de compression facilement supportés et, sur ces organes de faibles dimensions, la précision propre au moulage par injection permettra d'obtenir un assemblage pratiquement indémontable et étanche.
- On pourra effectuer celui-ci sur un récipient déjà rempli, sur les machines existantes, au prix d'un minimum d'adaptations, par pose de la douille déjà porteuse de la pompe ; pour faciliter l'opération, cette douille pourra porter un jonc de retenue de la collerette du corps de pompe.
- De nombreuses matières sont à la disposition du spécialiste, qui les choisira en fonction du produit à stocker et de préférence assez rigides pour éviter les déformations sans toutefois créer des efforts locaux excessifs.
- Toutefois un obstacle est à vaincre, l'évidente nécessité d'évacuer l'air occlus en un temps acceptable, qui conduit l'auteur du brevet précité à munir récipients ou boîtiers de passages adéquats, sous forme de rainures longitudinales, obturées en fin d'opération par butée sur un siège appartenant à la pièce complémentaire.
- Cette solution ne semble pas avoir débouché industriellement : la raison en est peut-être que l'inversion de courbure créée sur la paroi obligerait à renforcer celle-ci, de façon peu acceptable en particulier sur des appareils miniatures, mais surtout qu'il serait des plus difficile d'obtenir à coup sûr la précision nécessaire à l'étanchéité finale sur l'extrémité en butée des canaux.
- Or l'invention repose sur l'observation que ces passages spécifiques d'évacuation ne sont pas nécessaires, pour autant que les pompes possèdent elles-mêmes un évent de mise à l'air libre temporaire du réservoir de liquide : un tel évent existe de façon classique afin de permettre à de l'air d'entrer dans ce réservoir à chaque coup de pompe pour en équilibrer la pression, et il suffira de l'ouvrir artificiellement lors du montage pour lui faire alors jouer un rôle inverse. Il en résulte que les portées en serrage radial peuvent épouser un même contour, de préférence convexe, ce qui procure un gain appréciable de diamètre, mais surtout de solidité, de précision et, partant, de facilité de mise en oeuvre.
- De façon avantageuse, le récipient sera ainsi constitué d'un tube à paroi amincie dans sa partie haute pour former un épaulement externe, les génératrices externes de la douille, relativement courte, venant s'aligner au montage pour engendrer une forme essentiellement cylindrique ou au moins cylindro-conique et l'assemblage fera appel à un serrage cône sur cône ; mais si la rigidité de la matière de la douille est relativement faible, la face externe de la portée d'assemblage du récipient pourra être munie de nervures circulaires d'étanchéité permettant d'élargir les tolérances de serrage.
- D'autres caractéristiques ressortiront de la description d'un exemple, donnée ci-dessous en référence aux dessins, qui montrent en élévation avec demi-coupes :
- - figure 1 : l'empilage des organes d'un pulvérisateur,
- - figure 2 : le pulvérisateur assemblé.
- Le pulvérisateur ainsi décrit en exemple comporte un récipient formé d'un étroit tube 1, constitué dans le cas présent de polyéthylènetéréphtalate transparent. Ce tube est de section circulaire, moulé par injection et cylindrique si l'on omet les dépouilles, mais sa paroi est amincie dans sa partie supérieure 1a de façon à former une portée externe très légèrement conique avec un épaulement extérieur 1b.
- L'ouverture du tube reçoit avec un faible jeu latéral une pompe dont le corps 2, à viroles cylindro-coniques de révolution successives, se termine à sa partie inférieure par un tube de prise intégré 2a et porte à sa partie supérieure une collerette 2b entaillée par au moins une saignée 2c servant d'évent au réservoir.
- Le corps 2 renferme le mécanisme du piston 3 dont la tige 3a constitue le gicleur.
- L'ensemble sera coiffé par une douille cylindrique 4, elle aussi moulée par injection et, dans le cas décrit, constituée de polyamide. Cette douille possède une jupe 4a, de même contour externe que le tube 1, offrant sur sa face interne une portée dont la conicité répond à celle de la portée correspondante du tube, et se ferme par une bride intérieure 4b que traverse le gicleur mais, dans cet exemple, se prolonge aussi vers le haut par une virole 4d.
- La face interne de la jupe 4a de la douille est lisse, à l'exception d'un jonc 4c dont l'utilité apparaîtra ci-dessous et qui ne doit pas interdire l'extraction du poinçon du moule ; avec certaines matières et de préférence par emploi d'un moule à coquilles, la face externe de la partie supérieure 1a du tube pourrait, comme le montre la partie droite du dessin, porter des nervures d'étanchéité 1c. Ici, leur présence est cependant inutile en raison de la ténacité des matières employées, et pourrait même engendrer des défauts d'aspect extérieur.
- Une tête 5 porteuse d'une buse de pulvérisation 6 peut se poser sur le gicleur au moyen d'un siège 5a, masqué par la jupe inférieure 5b, elle-même intérieure à la douille 4c pour être moins encombrante.
- Lors du montage, les pièces pourraient être posées sur le tube dans leur ordre d'empilage et assemblées directement par pressage de la douille ; ceci supposerait soit que le récipient fût d'abord empli de liquide ce qui revient à dire que l'assemblage complet s'effectuerait seulement à ce stade, chez l'utilisateur, soit que le dispositif fût assemblé vide puis rempli par intrusion, ce qui est peu concevable sur des récipients en matière plastique d'une aussi faible contenance que celle recherchée.
- En pratique, la pompe sera donc assemblée séparément : la douille vient d'abord s'emboîter sur le corps 2, enfermant ainsi sous la bride 4b formant couvercle le mécanisme du piston, dont le gicleur 3a passe à travers son ouverture axiale, la collerette 2b retenue commodément, de façon provisoire, par le jonc 4c. L'ensemble peut ensuite être placé sur le récipient 1 empli de la dose voulue de produit et son emboîtement assure la fixation définitive et l'étanchéité cône sur cône, le jonc 4c trouvant place entre la collerette et le rebord 1d du tube.
- Dans sa partie droite, la figure 2 montre l'aspect extérieur du pulvérisateur assemblé, au repos, les divers organes apparaissant schématiquement en pointillé, la virole 4d masquant le bord de la jupe 5b. Rappelé en position haute par un ressort interne 3b, le piston 3 vient en butée étanche sur le couvercle formé par la bride 4b pour fermer l'évent.
- Sa partie gauche montre le dispositif en coupe, en fin de fonctionnement : la tête 5, enfoncée, a servi de poussoir au gicleur 3a pour enfoncer le piston, mettant le réservoir à l'air libre ; sa jupe 5b, venue au contact de la bride 4b, limite la course.
- La position enfoncée sert aussi au montage : lors de cette opération, la pompe assemblée, fermée provisoirement par sa douille 4, est saisie par un mandrin d'axe vertical qui pose l'ensemble sur le haut du tube 1 centré sur son montage. L'outil n'appuiera pas d'abord sur la douille elle-même mais sur le gicleur donc sur le piston 3 : la résistance de la douille 4 à l'enfoncement sur le tube 1 fait alors céder ce piston, dégageant l'évent pour mettre à l'air libre l'espace interne du réservoir.
- Ensuite seulement une venue en butée permet de transmettre à la douille l'effort d'emmanchement pour la chasser sur la partie supérieure 1a du tube, en évitant toute surcharge du mécanisme, jusqu'à amener la collerette 2b en butée sur le rebord de la paroi 1a puis en serrage axial sauf sur l'évent entre ce rebord et la bride 4b, la jupe 4a laissant un jeu variable à volonté jusqu'à l'épaulement 1b, tandis que les cônes en serrage radial rendent l'assemblage étanche et quasi irréversible.
- Bien que le montage s'effectue sur un tube déjà chargé de liquide, l'emmanchement de la douille intervient ainsi pour sceller l'ensemble sans que la faiblesse du volume libre du réservoir fasse augmenter de façon anormale sa pression interne.
- En particulier il est à remarquer que la tête de pulvérisation, d'un type d'ailleurs courant, pourrait, le cas échéant, être mise en place dès le début du montage et même, se substituant à un outil presseur spécifique, venir jouer le rôle décrit ci-dessus, par l'intermédiaire de toute butée sur la douille 4 limitant la course du piston sur la pompe ; il pourrait s'agir de son siège 5a ou mieux d'une portée périphérique, ici le rebord de la jupe 5b. Une prise directe de l'outil est cependant préférable quant à la transmission des efforts.
- D'autre part il est clair que la mise en butée ne doit pas elle-même obturer l'évent pendant l'assemblage ; si par exemple on voulait utiliser au pressage la tête 5 de l'exemple actuel, il conviendrait de prévoir sur la périphérie des dégagements tels qu'une encoche 5c.
- Enfin, pour éviter d'expulser alors une certaine quantité de liquide à travers le gicleur, il est préférable d'employer une pompe capable de résister à une certaine surpression du réservoir par étanchéité de l'un au moins de ses joints, par exemple joint d'admission à tiroir ou, comme il est très usuel aujourd'hui, joint d'échappement apte à créer une précompression.
- La forme cylindrique de révolution du distributeur est aussi compacte qu'il est possible, la longueur du tube 1 déterminant le volume interne avec, bien entendu, adaptation du tube de prise ; l'assemblage du dispositif, d'une parfaite simplicité, est cependant efficace et entièrement étanche au repos.
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