EP1575709B1 - Pompe a poussoir, notamment pour produit cosmetique - Google Patents

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EP1575709B1
EP1575709B1 EP03782416A EP03782416A EP1575709B1 EP 1575709 B1 EP1575709 B1 EP 1575709B1 EP 03782416 A EP03782416 A EP 03782416A EP 03782416 A EP03782416 A EP 03782416A EP 1575709 B1 EP1575709 B1 EP 1575709B1
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EP
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piston
actuator
pump
chamber
pump according
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EP1575709A1 (fr
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Pierre Dumont
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Silgan Dispensing Systems Le Treport SAS
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Rexam Dispensing Systems SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • 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
    • B05B11/1023—Piston pumps having an outlet valve opened by deformation or displacement of the piston relative to its actuating stem
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • 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
    • B05B11/1042—Components or details
    • B05B11/1073—Springs
    • B05B11/1074—Springs located outside pump chambers

Definitions

  • the invention relates to a push pump for liquid or slightly pasty product, in particular a cosmetic product. It aims in particular a new design of this type of pump with a very small number of components and thus to reduce manufacturing costs.
  • French Patent No. 94 12460 discloses a pusher pump comprising a metering chamber defined in a pump body, arranged between two valves; a check valve allowing the suction of the product in the chamber and a discharge valve opening to allow the evacuation of the product at the time of actuation of the pusher.
  • a pusher pump comprising a metering chamber defined in a pump body, arranged between two valves; a check valve allowing the suction of the product in the chamber and a discharge valve opening to allow the evacuation of the product at the time of actuation of the pusher.
  • Such a device works satisfactorily but has a large number of parts, so it is expensive to manufacture and is justified only for the distribution of a luxury product, such as a brand perfume.
  • a simpler device is sought that includes a minimum number of components.
  • US-A-4,776,498 discloses a piston pump whose pusher is provided with a rod movable axially in a piston channel and on which the action of an internal elastic means is exerted.
  • this elastic means is generally a metal spring which is in contact with the product inside the channel. The invention makes it possible to solve the technical problems posed by the prior art.
  • the invention relates to a push pump according to the rev. 1.
  • the pusher comprises an inner skirt, while the piston comprises a sliding portion adapted to slide along this skirt.
  • This arrangement makes it possible to define the abovementioned abutments in the inner skirt, on the one hand, and at one end of the sliding portion of the piston, on the other hand.
  • the piston can be actuated by said pusher only when said free end of the central rod is disengaged from the channel, it is possible for example to ensure that the sliding friction between said piston and said body is greater than the sum sliding friction between said piston and said rod, on the one hand, and between said piston and said inner skirt of the pusher, on the other hand.
  • the channel defined above is of course the one that allows the evacuation of the product. It opens into a cavity of said pusher communicating with an outlet duct.
  • the pump 11 essentially comprises a pump body 12, a pusher 14, a piston 16 and an elastic means 18 constituted here by a helical spring mounted with precompression Initial between the pump body and the pusher.
  • a metering chamber 20 is defined in the pump body. It communicates with a suction duct 22 via a check valve 24. It comprises a ball 26 trapped and movable in a cavity 28 extending between the suction duct 22 and the metering chamber 20
  • the cavity 28 comprises a frustoconical seat 30 on which the ball can come to bear.
  • Peripheral ribs 34 extending radially are defined between the cavity and the metering chamber; they prevent the ball from entering said metering chamber.
  • the piston 16 slides in the body and, more particularly, in the metering chamber 20. It forms a mobile part of this chamber and its position makes it possible to vary the volume thereof.
  • the end of the piston 16, on the side of the metering chamber 20 is slightly flared so as to come into rubbing contact with the wall of the chamber 20 only in the vicinity of its circular edge 36.
  • the piston is traversed axially by a channel 38 which opens at one of its ends in the metering chamber and at its other end in a cavity 40 formed between the piston and the pusher. This cavity communicates with an outlet duct 41 through which the product is dispensed.
  • the pump body 12, the piston 16 and, essentially, the pusher 14 (if the duct 41 is ignored) admit an axis of symmetry of revolution 42.
  • the pusher 14 is internally provided with a rod. central 46 engaged axially inside said channel 38. Depending on the position of the pusher relative to the piston, said rod 46 can move axially inside the channel. Its diameter is smaller than that of the channel to define an annular space 50 through which the product can flow from the metering chamber to the cavity 40. However, the free end 54 of the rod, adjacent to the chamber of dosage is enlarged and shaped to close the channel 38 in the vicinity of its communication port with said chamber 42.
  • the piston 16 and the pusher 14 are unidirectionally coupled by cooperating stops 56, 58 and the elastic means 18 constituted the spring is exerted on the piston via this unidirectional link, in a direction tending to increase the volume of the metering chamber.
  • the pusher 14 has an inner skirt 60, while the piston 16 has a sliding portion 62 adapted to slide along said skirt.
  • said sliding portion 62 is constituted by an outer skirt of the piston in sealing contact and slightly rubbing with the inner cylindrical surface of said skirt 60 of the pusher.
  • the stops 56, 58 are respectively defined in the inner skirt 60 and at one end of said sliding portion 62, that is to say here the annular end of the skirt of the piston.
  • the pusher has an internal actuating stop 64 located opposite end 66 of the piston farthest from the metering chamber.
  • the stop 64 is at a distance from the end 66 when said piston is in a rest position. This rest position (shown in the drawing) corresponds to the maximum volume of the dosing chamber 42.
  • the pump body 12 and the pusher 14 comprise two cylindrical lateral skirts 68, 69 sliding one inside the other and having abutments 70, 71 defining a stable relative position between them, under the stress of the spring forming the elastic means.
  • the side skirt 68 of the pump body extends the metering chamber 42, it has a greater diameter than that of said chamber.
  • the lateral skirt 69 of the pusher constitutes the outer wall of the latter. It has a diameter greater than that of the skirt 60 which cooperates with the piston and surrounds it completely. Consequently, an annular chamber 74 of variable volume is defined between the outer wall of the piston 16 and the skirt 60, on the one hand, and between the two lateral skirts 68, 69 of the body and the pusher, on the other hand.
  • This room is at atmospheric pressure. It encloses the spring which is thus isolated from the product.
  • a vent bore 76 is formed in the wall of the metering chamber of the pump body in the vicinity of the edge 36 of the piston when the latter is in the aforementioned rest position.
  • the opening of said vial abuts against a flat annular wall 78 extending between the metering chamber and the skirt 68 and the vent bore 76 opens into the inside. of the bottle.
  • the face of the piston cooperating with the actuating abutment 64 comprises radial ribs 80 or the like allowing the passage of the product even when said actuating stop is in contact with the end of the piston.
  • the assembly as just described is arranged such that the piston can be actuated by said pusher only when said free end 54 of the central rod 46 is disengaged from said channel 38, that is to say say when the valve defined between the piston and the central rod is open and allows the evacuation of the product.
  • the sliding friction between the piston 16 and the body 12 is greater than the sum of the sliding friction between the piston 16 and the rod 46, on the one hand, and between the piston 16 and the inner skirt 60 pusher, on the other hand.
  • the operation is as follows. Upon actuation of the pusher 14, compressing the spring, the end 54 of the rod 46 slides relative to the piston by engaging in the metering chamber 42 filled with product. In doing so, the outlet valve of the metering chamber opens, allowing the flow of the product in the channel 38. As soon as the stop 64 comes into contact with the piston, the vent hole 76 enters into communication With the annular chamber 74. Therefore, the interior of the container is brought to atmospheric pressure. Then, the piston 16 continues its course, the product is discharged through the outlet pipe of the pusher because the ball 26 rests on the seat 30 and closes the bottom of the cavity 28 preventing the product from returning to the tank. After evacuation of the product, the pusher 14 is released and goes up by itself under the action of the spring.
  • the outlet valve closes because the end 54 of the rod returns to the sealing position inside the channel 38.
  • a vacuum is created inside the metering chamber; which raises the ball 26 and opens the passage to the product that is sucked into said metering chamber.
  • the communication of the vent hole 76 with the chamber 20 is cut at the end of the piston rise stroke when said metering chamber returns to its maximum volume, which restores the overall tightness of the system.

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Description

  • L'invention se rapporte à une pompe à poussoir pour produit liquide ou légèrement pâteux, notamment un produit cosmétique. Elle vise en particulier une nouvelle conception de ce type de pompe comportant un nombre très réduit de composants et permettant de ce fait de faire baisser les coûts de fabrication.
  • Le brevet français n° 94 12460 décrit une pompe à poussoir comprenant une chambre de dosage définie dans un corps de pompe, agencée entre deux clapets ; un clapet anti-retour permettant l'aspiration du produit dans la chambre et un clapet de refoulement s'ouvrant pour permettre l'évacuation du produit au moment de l'actionnement du poussoir. Un tel dispositif fonctionne de façon satisfaisante mais comporte un grand nombre de pièces, il est donc coûteux à fabriquer et ne se justifie que pour la distribution d'un produit de luxe, comme par exemple un parfum de marque. Pour d'autres produits moins coûteux, on recherche un dispositif plus simple comportant notamment un nombre de composants minimum.
  • Le US-A-4 776 498 décrit une pompe à piston dont le poussoir est muni d'un tige mobile axialement dans un canal du piston et sur laquelle s'exerce l'action d'un moyen élastique interne. Cependant, ce moyen élastique est généralement un ressort métallique qui est au contact du produit à l'intérieur du canal. L'invention permet de résoudre les problèmes techniques posés par l'art antérieur.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne, une pompe à poussoir selon la rev. 1.
  • Selon un mode de réalisation préféré, le poussoir comporte une jupe intérieure, tandis que le piston comporte une portion de coulissement adaptée à coulisser le long de cette jupe. Cet agencement permet de définir les butées précitées dans la jupe intérieure, d'une part, et à une extrémité de la portion de coulissement du piston, d'autre part.
  • Pour que le piston ne puisse être actionné par ledit poussoir que lorsque ladite extrémité libre de la tige centrale est dégagée du canal, il est possible par exemple de faire en sorte que le frottement de coulissement entre ledit piston et ledit corps soit supérieur à la somme des frottements de coulissement entre ledit piston et ladite tige, d'une part, et entre ledit piston et ladite jupe intérieure du poussoir, d'autre part.
  • Le canal défini précédemment est bien entendu celui qui permet l'évacuation du produit. Il débouche dans une cavité dudit poussoir communiquant avec un conduit de sortie.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une pompe conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel :
    • la figure unique est une vue en élévation et en coupe de ladite pompe.
  • La pompe 11, telle que représentée, comprend essentiellement un corps de pompe 12, un poussoir 14, un piston 16 et un moyen élastique 18 constitué ici par un ressort hélicoïdal monté avec précompression Initiale entre le corps de pompe et le poussoir. Une chambre de dosage 20 est définie dans le corps de pompe. Elle communique avec un conduit d'aspiration 22 par l'intermédiaire d'un clapet antiretour 24. Celui-ci comporte une bille 26 prisonnière et mobile dans une cavité 28 s'étendant entre le conduit d'aspiration 22 et la chambre de dosage 20. La cavité 28 comporte un siège tronconique 30 sur lequel la bille peut venir prendre appui. Des nervures périphériques 34 s'étendant radialement sont définies entre la cavité, et la chambre de dosage ; elles empêchent la bille d'entrer dans ladite chambre de dosage. Le piston 16 coulisse dans le corps et, plus particulièrement, dans la chambre de dosage 20. Il forme une partie mobile de cette chambre et sa position permet d'en faire varier le volume. L'extrémité du piston 16, du côté de la chambre de dosage 20 est légèrement évasée de façon à entrer en contact frottant avec la paroi de la chambre 20 seulement au voisinage de son bord circulaire 36. Le piston est traversé axialement par un canal 38 qui débouche à une de ses extrémités dans la chambre de dosage et à son autre extrémité dans une cavité 40 ménagée entre le piston et le poussoir. Cette cavité communique avec un conduit de sortie 41 par lequel le produit est distribué. Le corps de pompe 12, le piston 16 et, pour l'essentiel, le poussoir 14 (si on fait abstraction du conduit 41) admettent un axe de symétrie de révolution 42. Par ailleurs, le poussoir 14 est muni intérieurement d'une tige centrale 46 engagée axialement à l'intérieur dudit canal 38. Suivant la position du poussoir par rapport au piston, ladite tige 46 peut donc se déplacer axialement à l'intérieur du canal. Son diamètre est inférieur à celui du canal pour définir un espace annulaire 50 par lequel le produit peut s'écouler de la chambre de dosage jusqu'à la cavité 40. Cependant, l'extrémité libre 54 de la tige, voisine de la chambre de dosage est élargie et conformée pour obturer le canal 38 au voisinage de son orifice de communication avec ladite chambre 42. D'autre part, le piston 16 et le poussoir 14 sont couplés unidirectionnellement par des butées coopérantes 56, 58 et le moyen élastique 18 constitué par le ressort s'exerce sur le piston via cette liaison unidirectionnelle, dans une direction tendant à faire augmenter le volume de la chambre de dosage. Plus particulièrement, le poussoir 14 comporte une jupe intérieure 60, tandis que le piston 16 comporte une portion de coulissement 62 adaptée à coulisser le long de ladite jupe. Dans l'exemple, ladite portion de coulissement 62 est constituée par une jupe extérieure du piston en contact étanche et légèrement frottant avec la surface cylindrique intérieure de ladite jupe 60 du poussoir. Les butées 56, 58 sont respectivement définies dans la jupe intérieure 60 et à une extrémité de ladite portion de coulissement 62, c'est-à-dire ici l'extrémité annulaire de la jupe du piston.
  • Le poussoir comporte une butée d'actionnement 64 interne, située en regard de l'extrémité 66 du piston la plus éloignée de la chambre de dosage. La butée 64 est à distance de l'extrémité 66 lorsque ledit piston est dans une position de repos. Cette position de repos (représentée sur le dessin) correspond au volume maximum de la chambre de dosage 42.
  • Le corps de pompe 12 et le poussoir 14 comportent deux jupes latérales cylindriques 68, 69 coulissant l'une dans l'autre et présentant des butées 70, 71 définissant une position relative stable entre eux, sous la sollicitation du ressort formant le moyen élastique 18. La jupe latérale 68 du corps de pompe prolonge la chambre de dosage 42, elle a un diamètre plus important que celui de ladite chambre. La jupe latérale 69 du poussoir constitue la paroi extérieure de ce dernier. Elle a un diamètre supérieur à celui de la jupe 60 qui coopère avec le piston et elle l'entoure complètement. Par conséquent, une chambre annulaire 74 de volume variable est définie entre la paroi extérieure du piston 16 et la jupe 60, d'une part, et entre les deux jupes latérales 68, 69 du corps et du poussoir, d'autre part. Cette chambre est à la pression atmosphérique. Elle renferme le ressort qui se trouve ainsi isolé du produit. Un perçage d'évent 76 est pratiqué dans la paroi de la chambre de dosage du corps de pompe au voisinage du bord 36 du piston lorsque celui-ci est dans la position de repos précitée. Lorsque la pompe est montée sur un flacon renfermant le produit, l'ouverture dudit flacon arrive en butée contre une paroi annulaire plate 78 s'étendant entre la chambre de dosage et la jupe 68 et le perçage d'évent 76 débouche à l'intérieur du flacon. La face du piston coopérant avec la butée d'actionnement 64 comporte des nervures radiales 80 ou analogues permettant le passage du produit même lorsque ladite butée d'actionnement est au contact de l'extrémité du piston.
  • L'ensemble tel qu'il vient d'être décrit est agencé de telle sorte que le piston ne peut être actionné par ledit poussoir que lorsque ladite extrémité libre 54 de la tige centrale 46 est dégagée dudit canal 38, c'est-à-dire lorsque le clapet défini entre le piston et la tige centrale est ouvert et permet l'évacuation du produit. Dans l'exemple, le frottement de coulissement entre le piston 16 et le corps 12 est supérieur à la somme des frottements de coulissement entre le piston 16 et la tige 46, d'une part, et entre le piston 16 et la jupe intérieure 60 du poussoir, d'autre part.
  • Le fonctionnement est le suivant. Dès l'actionnement du poussoir 14, comprimant le ressort, l'extrémité 54 de la tige 46 coulisse par rapport au piston en s'engageant dans la chambre de dosage 42 remplie de produit. Ce faisant, le clapet de sortie de la chambre de dosage s'ouvre, ce qui permet l'écoulement du produit dans le canal 38. Dès que la butée 64 entre en contact avec le piston, le perçage d'évent 76 entre en communication avec la chambre annulaire 74. Par conséquent, l'intérieur du récipient est mis à la pression atmosphérique. Ensuite, le piston 16 poursuivant sa course, le produit est évacué par le conduit de sortie du poussoir car la bille 26 repose sur le siège 30 et obture le fond de la cavité 28 empêchant le produit de retourner dans le réservoir. Après évacuation du produit, le poussoir 14 est relâché et remonte de lui-même sous l'action du ressort. Dans ce mouvement, le clapet de sortie se ferme car l'extrémité 54 de la tige revient en position d'étanchéité à l'intérieur du canal 38. Un vide se créer à l'intérieur de la chambre de dosage; ce qui soulève la bille 26 et ouvre le passage au produit qui est aspiré dans ladite chambre de dosage. La communication du perçage d'évent .76 avec la chambre 20 est coupée en fin de course de remontée du piston lorsque ladite chambre de dosage reprend son volume maximum, ce qui rétablit l'étanchéité globale du système.

Claims (7)

  1. Pompe à poussoir comprenant un corps de pompe (12) dans lequel est définie une chambre de dosage (20) communiquant avec un conduit d'aspiration via un clapet anti-retour (24), un piston (16) coulissant dans ledit corps pour former une partie mobile de ladite chambre, un poussoir (14) muni d'une tige centrale (46) formant clapet, ladite tige étant mobile axialement à l'intérieur d'un canal axial (38) ménagé dans ledit piston et débouchant dans ladite chambre, et présentant une extrémité libre (54) conformée pour obturer ledit canal au voisinage de son orifice de communication avec ladite chambre, un moyen élastique (18) monté entre ledit poussoir et ledit corps et s'exerçant sur ledit piston (16) via une liaison unidirectionnelle, dans une direction tendant à faire augmenter le volume de ladite chambre de dosage caractérisée en ce que ledit piston et ledit poussoir sont couplés unidirectionnellement par des butées coopérantes (56, 58), ledit poussoir comportant une butée d'actionnement (64) en regard d'une extrémité dudit piston et à distance de celle-ci lorsque ledit piston est dans une position de repos et en ce que ledit corps (12) et ledit poussoir (14) comportent deux jupes latérales (68, 69) coulissant l'une dans l'autre et présentant des butées (70, 71) définissant une position relative stable entre eux, sous la sollicitation dudit moyen élastique, l'agencement étant tel que ledit piston ne puisse être actionné par ledit poussoir que lorsque ladite extrémité libre de ladite tige centrale est dégagée dudit canal.
  2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit poussoir comporte une jupe intérieure (60) et en ce que ledit piston comporte une portion de coulissement (62) adaptée à coulisser le long de ladite jupe.
  3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites butées (56, 58) sont respectivement définies dans ladite jupe intérieure et à une extrémité de ladite portion de coulissement.
  4. Pompe selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le frottement de coulissement entre ledit piston (16) et ledit corps (12) est supérieur à la somme des frottements de coulissement entre ledit piston (16) et ladite tige (46) et entre ledit piston (16) et ladite jupe intérieure (60) du poussoir.
  5. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit canal (38) débouche dans une cavité (40) communiquant avec un conduit de sortie (41).
  6. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moyen élastique (18) est un ressort hélicoïdal installé entre ledit corps de pompe et ledit poussoir.
  7. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un perçage d'évent (76) est pratiqué dans la paroi de ladite chambre de dosage dudit corps de pompe au voisinage du bord du piston, lorsque celui-ci est dans la position de repos précitée.
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AU (1) AU2003290057A1 (fr)
BR (1) BR0317197A (fr)
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