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CA 02396557 2002-07-05
WO 01/58766 PCT/FRO1/00264
RÉCIPIENT EN MATIERE PLASTIQUE, A CORPS NON CYLINDRIQUE
RENFORCE PAR DES GORGES PÉRIPHÉRIQUES.
L'invention a pour objet des perfectionnements aux récipients en
matière plastique dont le corps, non cylindrique de révolution, est renforcé
à l'aide de moyens de renforcement, constitués par des gorges
périphériques. Elle peut s'appliquer à tout type de récipient dont le corps
présente au moins une partie de paroi avec un relief sensiblement plan, ce
qui est le cas des flacons. Elle s'applique encore, et tout particulièrement,
1o aux bouteilles dont le corps possède une section de forme générale
quadrilatérale, avec des angles arrondis et destinées à recevoir un
contenu dit plat, c'est-à-dire sans pression interne.
Dans l'ensemble du texte de la présente demande, les termes relatifs
à une position spatiale d'un récipient ou de diverses parties d'un récipient
relativement les unes aux autres doivent se comprendre lorsque le
récipient est debout, c'est-à-dire orienté verticalement selon son axe
longitudinal, avec le fond en bas et le col en haut. Cela vaut donc
notamment mais non exclusivement, pour les termes dessus, dessous,
inférieur, supérieur, haut, bas, hauteur, vertical, horizontal, etc.
2o II est connu que les récipients en matière plastique sont de plus en
plus légers, ce qui crée des problèmes pour obtenir une bonne résistance
mécanique de ces récipients tant dans le sens longitudinal que transversal.
Ainsi, lorsqu'ils sont pris en main, principalement après leur
ouverture, ils ont tendance à s'écraser, ce qui risque d'entraîner une
projection de leur contenu, surtout lorsque celui-ci est liquide.
Lorsque les récipients sont fermés, des forces de compression se
manifestent lorsqu'ils sont empilés les uns au-dessus des autres pendant
leur stockage ou leur transport. Si leurs parois ne sont pas suffisamment
rigides, il en résulte alors une tendance à une augmentation de la section
du corps de chacun des récipients en supportant d'autres : ceci est du au
fait que la pression exercée au-dessus d'un récipient provoque un
affaissement de ses épaules qui entraîne une augmentation de la pression
interne du récipient, qui se répercute alors sur les parois internes. Si les
récipients sont accolés les uns aux autres, le risque en est alors que, suite
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â l'augmentation de section, les contraintes exercées entre deux récipients
voisins deviennent excessives, ce qui peut conduire à une détérioration
mutuelle par estampage par exemple.
II a été remédié partiellement à ces inconvénients en réalisant des
récipients comprenant une succession de gorges de renforcement à la
périphérie de leur corps. Toutefois, cette solution, si elle s'avère
globalement satisfaisante pour les récipients ayant un corps de section
cylindrique, tant lorsqu'ils sont manipulés après ouverture, que lorsqu'ils
sont empilés, ne l'est pas pleinement pour les récipients dont le corps
1o présente au moins une partie de paroi avec un relief sensiblement plan,
comme les récipients dont le corps possède une section de forme générale
quadrilatérale, avec des angles arrondis, notamment lorsqu'ils sont
empilés : on assiste parfois dans ce cas à une augmentation notable de
leur section, par déformation vers l'extérieur des parties de parois planes
~s comprises entre deux gorges successives.
Les phénomènes sont d'autant plus marqués que le volume interne
des récipients est élevé (plusieurs litres) et/ou que la pression
hydrostatique exercée par leur contenu est importante. En fait, lorsque des
forces dues à une pression hydrostatique ou autre tendant à augmenter la
2o section des parois d'un récipient sont présentes, elles ont tendance à
s'exercer davantage au centre des zones planes ou sensiblement planes
que sur leurs bords. Ceci explique les déformations vers l'extérieur des
parties de parois comprises entre deux gorges successives que l'on peut
ainsi observer sur ces récipients connus.
25 L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Selon l'invention, un récipient en matière plastique, présentant un
corps orienté selon un axe longitudinal, avec une paroi non cylindrique de
révolution entourant cet axe, la paroi étant renforcée à l'aide de gorges
périphériques orientées selon des plans sensiblement perpendiculaires au
3o dit axe longitudinal, une partie au moins de la dite paroi possédant un
relief sensiblement plan et étant traversée par plusieurs gorges, est
caractérisé en ce que la largeur de chaque gorge traversant la partie de
paroi possédant un relief sensiblement plan est variable, la variation de
largeur de chacune des dites gorges étant telle qu'elle est moins large à
35 son débouché dans la dite partie de paroi qu'au milieu de sa traversée.
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On constate que cette structure particulière permet d'éviter des
déformations notables vers l'extérieur de parties de parois, sensiblement
planes, comprises entre deux gorges successives.
Selon une autre caractéristique, la projection, sur son plan
d'orientation sensiblement perpendiculaire au dit axe longitudinal, du fond
d'une gorge traversant une partie de paroi possédant un relief
sensiblement plan présente, au moins le long de la traversée, un profil
courbe, avec une concavité tournée vers l'extérieur de la paroi.
Cette forme particulière confère une plus grande rigidité aux fonds
1o des gorges, ce qui permet de limiter les déformations qu'ils subissent lors
de la reprise des efforts.
Selon une autre caractéristique, les parois des gorges présentent un
profil courbe.
Ainsi, on évite de créer des zones anguleuses, susceptibles de se
casser sous l'effet de contraintes, dues à la pression, aux chocs ou à
d'autres phénomènes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à
la lecture de la description des figures ci-après qui illustrent
respectivement
- la figure 1 , une vue en élévation d'un mode de réalisation d'une
bouteille à section quadrilatérale, constituant un type de récipient
auquel est applicable la présente invention ;
- la figure 2, une vue angulaire de la bouteille de la figure 1 ;
- la figure 3, une vue en perspective, légèrement plongeante de la
bouteille représentée sur les figures 1 et 2 ;
- la figure 4, une vue en coupe selon la ligne AA de la bouteille
représentée sur la figure 1 ;
la figure 5, une vue en coupe selon la ligne BB de la bouteille
représentée sur la figure 2 ;
- les figures 6 et 7, des vues en coupe respectivement selon les
lignes CC et DD de la bouteille représentée sur la figure 1.
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La bouteille, d'axe longitudinal X, représentée sur les figures 1 à 5,
comprend un col 1 , un corps 2, un fond 3, et une partie intermédiaire,
encore appelée épaule 4, entre le corps et le col.
De façon connue, dans l'exemple illustré, le col se termine par un
filetage 5, permettant le vissage d'un bouchon fileté.
Dans l'exemple illustré, le corps 2 de la bouteille présente une
section de forme générale quadrilatérale, carrée dans cet exemple, avec
des angles arrondis, de sorte que la paroi du corps est constituée de
parties en forme de panneaux sensiblement plans, dont deux 21 ,22, sont
1o visibles sur la figure 3, reliés les uns aux autres par des parties
d'angles
arrondies, dont trois d'entre elles 23, 24, 25 sont visibles sur cette même
figure 3.
Comme visible plus particulièrement sur les figures 1 à 3, la paroi
est renforcée à l'aide de gorges périphériques 26, 27, 28, 29, 30, toutes
sensiblement orientées selon des plans perpendiculaires à l'axe
longitudinal. Chaque gorge entoure donc le corps en traversant les
différents panneaux sensiblement plans 21 , 22 et parties d'angles 23, 24,
arrondies. II en résulte que la paroi, dans un sens vertical, est
constituée d'une alternance de tronçons 31 , 32, 33, 34, 35, 36 de paroi
2o ayant la section susmentionnée de forme générale quadrilatérale, avec des
angles arrondis, et de gorges périphériques.
Conformément à l'invention, les gorges périphériques présentent une
variation de largeur au moins dans leur traversée d'une partie de paroi
possédant un relief sensiblement plan. Dans le cas de la bouteille illustrée
25 sur les figures, c'est donc au moins dans leur traversée de chacun des
panneaux 21 , 22, que la largeur varie, et la variation de largeur de
chacune des gorges est telle qu'elle est moins large à ses débouchés dans
un panneau qu'au milieu de sa traversée.
Ainsi, avec la bouteille illustrée par les figures 1 à 7, qui comporte
3o quatre panneaux plans, chaque gorge présente au moins quatre variations
de largeur.
Par ailleurs, en se reportant à la figure 1 , qui est une vue en
élévation de la bouteille, du côté d'un panneau sensiblement plan, on
constate, par exemple que la gorge 26, présence une largeur L1 , au milieu
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de sa traversée du panneau, supérieure à sa largeur L2, à chacun de ses
débouchés dans le dit panneau.
Chacune des autres gorges présente les mêmes caractéristiques, de
sorte que fes portions planes des tronçons 31 , 32, 33, 34, 35, 36 limités
5 par les gorges présentent une largeur moindre là où celle des gorges est
supérieure, et vice-versa.
Autrement dit, deux gorges successives traversant la dite partie de
paroi sensiblement plane, un panneau dans le cas de la bouteille illustrée
sur les figures, sont séparées par un tronçon de panneau dont la largeur
1o évolue à l'inverse de celle des gorges, c'est-à-dire que ce tronçon est
moins large en son milieu que sur ses côtés, au débouché des gorges.
Autrement dit, deux gorges voisines sont plus proches l'une de l'autre au
milieu de leur traversée d'un panneau qu'à leur débouché dans celui-ci.
On explique que cette structure particulière permet d'éviter des
déformations notables vers l'extérieur de parties de parois, sensiblement
planes, comprises entre deux gorges successives notamment de la
manière suivante
- au milieu de la traversée, les zones planes, ici les tronçons de
panneaux 31 , 32, 33, 34, 35, 36, en raison de leur réduction de
largeur à cet endroit offrent une surface limitée aux contraintes,
alors que la surface offerte par le fond des gorges 26, 27, 28, 29,
30, à cet endroit est supérieure, de sorte que les efforts de
déformation sont repris par le fond des gorges. Ce dernier peut
se déformer, mais la déformation ne dépasse pas le plan passant
par les zones planes situées de part et d'autre de la gorge ;
sur les bords, donc au débouché des gorges, là où la surface
offerte par une portion de zone plane entre deux gorges
successives est supérieure, l'absence de déformation s'explique
en partie, d'une part, parce que les contraintes qui existent en cet
3o endroit y sont moindres et, d'autre part, par un effet d'arc-
boutement procuré par les bords des gorges de part et d'autre de
la dite portion de zone plane.
Dans l'exemple illustré par les figures, les gorges successives
présentent toutes les mêmes variations de largeur, d'une part, et des
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dimensions similaires ou identiques, d'autre part. On notera toutefois que
l'identité n'est pas nécessaire, l'essentiel étant qu'au milieu de leur
traversée d'une partie plane, la largeur de chaque gorge soit supérieure, et
celle de chaque portion plane d'un tronçon soit la plus faible.
Dans le mode de réalisation illustré par les figures, en se reportant
aux figures 2 et 3, notamment, on constate que la largeur de la gorge
continue à se réduire pour atteindre une valeur L3 inférieure à L2 au milieu
de sa traversée de la partie d'angle 23 arrondie. On notera cependant que
cette disposition n'est pas essentielle non plus, et que la largeur de la
1o gorge pourrait demeurer constante et conserver la valeur L2 lors de cette
traversée.
On notera encore que le profil des parois de chaque gorge est
constitué par une alternance de courbes ou de sinuosités. Ainsi, on évite
de créer des angles vifs qui sont autant de zones d'amorces de rupture.
Sur la figure 4, qui est une vue en coupe AA de la figure 1, on
remarque que le fond des gorges, au milieu des panneaux 21 , 37, est
suffisamment éloigné des plans P1 , P2, matérialisés par des traits
discontinus, des panneaux, de sorte que si des forces tendent à repousser
le fond des gorges vers l'extérieur, lorsque ceux-ci reprennent les efforts,
2o il est peu vraisemblable que la déformation devienne telle que les fonds
ressortent des limites des plans P1 , P2.
La figure 5, qui est une vue en coupe BB de la figure 2, montre qu'au
droit des angles arrondis, la largeur des gorges est moindre. Toutefois, à
cet endroit, les contraintes sont généralement moindres qu'au milieu, de
sorte que les risques d'augmentation de section à ce niveau sont
quasiment inexistants.
La figure 6, qui est une vue en coupe CC de la figure 1 , c'est-à-dire
une coupe centrale du fond d'une gorge 29, illustre un mode de réalisation
préféré du profil du fond des gorges qui permet de leur conférer une plus
grande rigidité et de limiter les déformations qu'ils subissent lors de la
reprise des efforts. Conformément à ce mode de réalisation, la projection.
sur leur plan d'orientation sensiblement perpendiculaire à l'axe X
longitudinal, du fond des gorges présente, au moins le long de la traversée
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des parties en forme de panneaux sensiblement plans, un profil courbe,
avec une concavité tournée vers l'extérieur de la paroi.
La figure 7, enfin, montre, en coupe DD de la figure 1 , une coupe
centrale d'un tronçon 33 de paroi ayant la section susmentionnée de forme
générale quadrilatérale, avec des angles arrondis et des parties planes.
La bouteille selon l'invention peut être obtenue par les procédés dits
d'injection soufflage, c'est-à-dire ceux dans lesquels une préforme en
matière plastique, préalablement obtenue par injection, est conditionnée
thermiquement, puis soufflée, alternativement étirée puis soufflée, dans un
1o moule de finition.
Elle peut encore étre obtenue par extrusion-soufflage d'une paraison
tubulaire.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation
décrits et spécifiquement revendiqués ; elle en embrasse tous les
équivalents à la portée de l'homme du métier.
