Brevet FR2263157A1 — publié le 19751003

L'invention a pour objet un cartonnage pliant en matière plane telle que, par exemple, carton, carton ondulé, carton ondulé blindé, comportant un fond à n angles, n étant au moins égal à trois, des éléments de paroi quadrangulaires de mEme hauteur étant articulés sur chacun des cotes des n angles formant le fond, des éléments de retenue étant prévus pour assembler chaque paire d'éléments de parois voisins. Les éléments de parois peuvent être rectangulaires ou trapézoldaux, chaque élément de paroi pouvant être articulé sur le fond par l'un quelconque des Côtés parallèles du trapèze. De tels cartonnages pliants connus de ce type sont souvent pliés de façon compliquée et, en conséquence, requièrent des machines de fabrication compliquées. Ces machines sont sujettes aux dérangements et ne permettent pas d'atteindre des vitesses de travail élevées. Dans bien des cas, il n'est pas possible d'automatiser entièrement la fabrication, car des interventions manuelles sont nécessaires. En outre, les cartonnages pliants connus ont un grave inconvénient en ce que leurs arêtes latérales verticales ne sont pas suffisamment protégées contre les sollicitations mécaniques inévitables lors du processus de remplissage et du transbordement normal des produits. Cet inconvénient peut provoquer des pertes élevées pour le fournisseur et/ou le négociant du produit, car le produit provenant des cartonnages défectueux ou détruits, s'il peut encore être vendu, ne peut l'être qu'avec une dépense supplémentaire et å des prix fortement réduits. L'utilisation de matières plus épaisses, ou présentant une résistance plus élevée est en général interdite pour des raisons de prix. En outre, de telles matières ne peuvent pas être façonnées avec les machines de réalisation actuelles ou ne peuvent l'être qu'à des vitesses de travail réduites. Enfin, un inconvénient des cartonnages pliants connus est qu'ils ne sont pas étanches et laissent les produits s'écouler. I1 en résulte, par exemple, qu'un cartonnage rempli de produits aisément périssables, tels que des tomates, peut rendre inutilisables pour la vente plusieurs emballages du même lot. Pour cette raison, les produits fluides ne peuvent- pas être emballés dans des cartonnages pliants, ou ne peuvent l'être qu'en utilisant une feuille d'étanchéité particulière ou un produit similaire. L'invention & pour but de créer un emballage pliant, du type indiqué ci-dessus, et qui ne présente pas les inconvénients des types connus. L'invention concerne, à cet effet, un cartonnage pliant, du type ci-dessus, caractérisé en ce que les éléments de retenue comportent une patte de renforcement qui, dans l'ébauche découpée et dépliée, présente au moins approximativement la forme d'un triangle isocèle dont le sommet est constitué par le sommet de l'angle correspondant du fond et dont la hauteur correspond à celle des éléments de paroi, la résistance à la flexion de la patte de renforcement étant réduite suivant son axe. Un tel cartonnage pliant a pour avantages qu'il présente une résistance aux déformations considérablement accrue, précisément dans le domaine critique des arêtes latérales, qu'il peut être découpé avec des frais réduits, et qu'il peut être fabriqué, & grande vitesse, de façon entièrement automatique. En cas de besoin, il peut même être réalisé pour être étanche à l'écoulement. Tous ces avantages sont obtenus sans faire appel à des éléments constituants supplémentaires, ni à des moyens de liaison ou de fixation. On peut même encore réduire les épaisseurs de paroi utilisées jusqu'à maintenant, on peut augmenter les dimensions des cartonnages et/ou étendre leur domaine d'application. Suivant une forme de réalisation préférée, les éléments de retenue comportent, en outre, un volet qui, dans l'ébauche découpée et dépliée, présente au moins approximativement la forme d' un triangle isocèle dont la hauteur est au plus égale à celle des éléments de paroi, la largeur du volet correspondant à celle de la patte de renforcement, la résistance à la flex-ion du volet étant réduite suivant son axe. I1 est très judicieux que la patte de renforcement soit reliée, au moins dans la zone du sommet de l'angle correspondant du fond, avec chacun des deux éléments de paroi voisins, par au moins une patte d'étanchéité articulée. On obtient ainsi qu'une moitié de la patte de renforcement repose, chaque fois, extérieurement ou intérieurement, sur les éléments de paroi dans les zones des arêtes latérales du cartonnage terminé, une moitié du volet correspondant reposant chaque fois, intérieurement ou extérieurement, sur les éléments de paroi, de telle sorte que le volet et la patte de renforcement enserrent les deux éléments de paroi voisins et les maintiennent assemblés. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente, a' titre explicatif, 1 t ébauche découpée dut un cartonnage pliant non conforme à l'invention; - La figure 2 représente une partie d'un cartonnage pliant conforme à l'invention, une premire variante (moitié droite de la figure 2) et une seconde variante de pliage étant représentées sur le même cartonnage à des fins d'explication; - La figure 3 représente une partie de l'ébauche découpée, pour les cartonnages pliants de la figure 2; - La figure 4 est une vue en perspective d'une partie d'un cartonnage pliant, correspondant à la première variante, avant achèvement;; - La figure 5 est une vue similaire correspondant à la seconde variante. La figure l représente le principe de la construction d'un cartonnage pliant non conforme à l'invention. Ce cartonnage comporte un fond rectangulaire et des parois rectangulaires. La figure représente l'ébauche découpée. Un élément de paroi S1, S2 est articule sur chacun des quatre cotés d'un élément de fond rectangulaire B. Chaque élément de paroi peut encore être muni, de plus, de dispositifs porteurs, d'éléments de couvercle ou d'éléments similaires qui n'ont pas d'intérêt dans le cadre de la présente description. Par contre, il est essentiel que, par les quatre éléments carrés de largeur H représentés en trait interrompu, il soit formé des organes de retenue, tels que pattes ou languettes, articulés sur chacun des éléments de paroi voisins. A l'aide de ces organes de retenue, les quatre éléments de paroi sont maintenus assemblés après relèvement, le cas échéant en faisant usage d'organes de liaison ou de fixation. Un inconvénient qui se manifeste constamment est que les quatre arêtes latérales du cartonnage terminé, particulièrement sensibles aux actions mécaniques, ne sont pas protégées ou ne le sont pas suffisamment. Dans un grand nombre de domaines d'application, il est également très désavantageux qu'un tel cartonnage pliant ne soit pas étanche à l'écoulement des produits aux quatre coins indiqués par des flèches sur la figure 1. Ces deux inconvénients peuvent être évités par la constitution particulière de l'élément de retenue du cartonnage représenté sur la figure 2 et qui est parfaitement étanche jusqu'à la moitié de sa hauteur environ. En outre, dans le domaine critique des arêtes latérales verticales, formées par les éléments de paroi Çt, S2, l'épaisseur de paroi du cartonnage est trois fois plus grande que dans tous les autres domaines. Cela est obtenu, du fait que, dans cette zone, sur les deux éléments de paroi S1s S29 il repose extérieurement (première variante) une patte de renforcement 1 pliée en cons6- quence ainsi que deux pattes d'é*anchéité 5 et, intérieurement, un volet 3 plié en conséquence.Les quatre éléments constituants 1, 3, 5 forment l'élément de retenue qui est formé en une seule pièce avec le premier cartonnage pliant et qui ne nécessite pas d'organe de liaison, ni d'organe de fixation particulier, ni de machine de fabrication compliquée. Comme le montre la figure 3, la patte de renforcement 1, de ltexemple de réalisation considéré, présente, dans ltébauche plane découpée, la forme dgun triangle isocèle d'angle au sommet g . Le sommet de ce triangle est- constitué par le sommet correspondant 7 du fond B. La hauteur du triangle est égale à la hauteur H des éléments de paroi voisins S1y S2. La résistance à la flexion de la patte de renforcement 1 est réduite suivant son axe 9 pour permettre la réalisation sûre et nette du pli visible sur la figure 2. Pour réaliser cette réduction et l'articulation qui sera encore mentionnée plusieurs fois dans la suite, on fait appel à des rayures, à des rainures, à des moulures et, dans certains cas, à des perforations. On s'efforce de faire coïncider, dans l'ébauche découpée, l'axe 9 de la patte de renforcement 1 avec la bissectrice de l'angle fait par les deux éléments de paroi voisins. Le volet 3 est articulé sur l'extrémité extérieure de la patte de renforcement 1. Dans l'exemple de réalisation considéré, le volet 3 présente, dans l'ébauche plane découpée, la forme d'un triangle isocèle dont le sommet constitue l'extrémité extérieure du volet 3 et dont la hauteur est au plus égale â la hauteur H des éléments de paroi voisins. La largeur du volet correspond à celle de la patte de renforcement 1. La résistance à la flexion du volet 3 est réduite suivant son axe 11. Dans le cas présent, l'ébauche découpée constitue, conjointement avec le volet 3, un quadrilatère deltode qui, dans des cas extrêmes, peut s'approcher d'un losange. Comme déjà indiqué et comme pour la patte de renforcement 1, la résistance à la flexion du volet 3 est réduite suivant son axe 11. Pour obtenir, dans des conditions deter- minées, la force de retenue maximale sans augmenter les chutes de découpage, le volet 3 est, en outre, constitué pour que chacune de ses deux branches vienne, dans l'ébauche découpée, en alignement avec les côtés extérieurs de l'élément de paroi associé S1, S2. Pour les mêmes raisons, dans l'ébauche découpée, l'axe 11 du volet 3 ainsi que l'axe de la patte de renforcement 1 sont disposés suivant la bissectrice de l'angle formé par les deux éléments de paroi voisins S1, s2. Pour que, dans des conditions déterminées, il soit possible d'augmenter encore la capacité de charge du cartonnage pliant, et pour qu'il soit étanche à l'écoulement, la patte de renforcement 1 est reliée, au moins dans la zone du sommet correspondant 7 du fond B, à chacun des deux éléments de paroi voisins S1, S2 par une patte d'étanchéité articulée 5. Dans le cas présent, cette patte d'étanchéité a la forme d'un triangle isocèle à angle obtus dont la base a une longueur correspondant à celle du coté associé de la patte de renforcement 1. Sur l'un des côtés correspondant au rectangle, la patte d'étanchéité 5 est articulée avec l'élément de paroi voisin S1 s La fabrication du premier cartonnage pliant est expliquée dans les meilleures conditions 5 en se référant a' la figure 4,qui représente le cartonnage pliant, après le relèvement des éléments de paroi Sl9 S2, ce qui peut etre effectué à l'aide d'une machine de montage usuelle du commerce. Pour obtenir le renforcement des arêtes latérales, il suffit de deux étapes que l'on peut .effectuer de façon entièrement automatique a) On applique la patte de renforcement 1, inclinée vers le haut et vers l'extérieur sur la figure 4, conjointement avec le volet 3 articulé sur elle, en direction de l'intérieur du cartonnage (voir la flèche légèrement incurvée sur la figure 4). Après le premier contact avec les éléments de paroi S1, S2, a lieu au cours de la même opération le pliage progressif de la patte de renforcement 1 et du volet 3 autour de leurs axes 9, 11.Ce pliage se poursuit jusqu'à ce qu'une moitié de la patte de renforcement 1 repose sur chacun des éléments de paroi Sls S2. Cette position intermédiaire est similaire à la position finale représentée à droite sur la figure 2, mais le volet 3 prend alors la position représentée en trait mixte à droite sur la figure 2. Chaque patte détanchéité-5 est alors cachée, c'est-à-dire repliée vers l'intérieur. Au cours de la seconde étape, le volet 3 est pivoté de 1800 environ vers -l'intérieur, comme l'indiquent les deux flèches incurvées de la figure 4 et la flèche incurvée de la partie droite de la figure 2. Etant donné qu'au cours de l'étape précédente, le volet 3 a été plié autour de son axe, ce pivotement a lieu de façon brusque, comme pour un interrupteur à déclic, avec une déformation temporaire du volet 3. Elle demande surtout une application de force relativement élevée sur laquelle on reviendra dans la suite. Il y a lieu de mentionner encore à ce sujet que, lors du pivotement du volet 3, il se produit une pointe de contrainte dans la zone de l'axe 9 de la patte de renforcement 1 entre cette dernière et le volet 3. On supprime judicieusement cette pointe de contrainte en affaiblissant cette zone de façon intentionnelle. On pratique de préférence dans cette zone, dès lestage du découpage, une courte entaille 17 perpendiculaire à l'axe 9 de la patte de renforcement 1 et fermée à ses deux extrémités (figure 3). De cette façon, on obtient qu'une moitié du volet 3 repose sur chacune des zones de bordure de l'élément de paroi associé du cartonnage terminé autour de l'arête intérieure. I1 en résulte que le volet 3 forme, conjointement avec la patte de renforcement 1 correspondante, un intervalle de serrage, dont l'une des moitiés maintient l'un des éléments de paroi voisins S1, S2, tandis que l'autre moitié maintient l'autre élément de paroi.Etant donné que le pivotement de retour du volet 3 pivoté dans la position représentée sur la figure 2 en trait mixte demande une force à peu près aussi grande que lors de la seconde étape, l'action de retenue de cet élément de retenue est si bonne, même si l'on utilise une matière mince et flexible, qu'on peut se dispenser de prévoir d'autres organes auxiliaires, tels qu'organes de liaison et de fixation, pour stabiliser le cartonnage pliant. Après le remplissage du cartonnage pliant avec le produit qu'il doit contenir, l'action de retenue est même encore meilleure, comme cela est nécessaire dans tous les cas d'application pratiques, car la partie du produit qui dépasse le sommet du volet 3 empêche le pivotement de retour de ce volet. Contrairement à ce qui a lieu dans tous les autres cartonnages pliants connus, les arêtes latérales du cartonnage décrit ci-dessus en se référant à la figure 2, sont encore moins sensibles à l'état rempli qu'à ltétat vide vis-à-vis des sollicitations mécaniques. Cela est très important, en particulier compte tenu des transports de tous genres et du service sévère dans les entrepôts et les marchés. Ce cartonnage est remarquablement apte à l'empilage. La seconde variante, représentée à gauche sur la figure 2, fait appel à une ébauche découpée similaire à celle de la partie droite de la figure 2 et s'en différencie principalement par le mode de pliage n Comme le montre la figure 5, tous les éléments de retenue 1, 3, 5 se placent, lors du relèvement des éléments de paroi S1, S2 > non pas vers l'extérieur (figure 4), mais à l'intérieur du cartonnage pliant. Après exécution des deux étapes a) et b) dans une direction inverse (voir la direction des flèches sur la figure 4 et la figure 5), on obtient un renforcement d'arête similaire, mais les éléments de retenue disposés à 11 extérieur et à l'intérieur sont maintenant permutés. On voit donc que, lorsque les pattes de renforcement sont disposées extérieurement, les volets sont rabattus à l'intérieur dans les zones d'angle de l'ouverture du cartonnage, ces volets étant rabattus à l'extérieur lorsque les pattes sont disposées intérieurement.Il en résulte que chacune des moitiés du volet 3 repose sur l9-un des éléments de paroi S1, S2- Les volets 3 et les pattes de renforcement enferment entre eux des parties des deux éléments de paroi S1 52 et maintiennent ces éléments de paroi. Le cartonnage pliant a pour avantage important d'être parfaitement étanche jusqu'à une hauteur de remplissage choisie à volonté, en cas de besoin jusqu'au bord supérieur. De plus, il présente, précisément dans la zone critique des arêtes latérales, une épaisseur de paroi trois fois plus importante que dans les autres zones. A cela staJoute qu'il présente, à cause de l'action de déclic du volet 3, une bonne action de retenue, même si l'on ne fait pas usage d'organes particuliers de raidissement, de liaison ou de fixation, cette action étant encore plus forte à l'état rempli queà l'état vide. En conséquence, ce cartonnage est particulièrement apte à 1 t empilage. Un autre avantage est qu'il peut être fabriqué de façon entièrement automatique, sans chutes de matière notables, et avec des frais minimaux de relevage et de pliage. Lorsqu'on réduit encore les évidements de bordure de forme à peu près triangulaire de l'ébauche découpée de la figure 3, on augmente simultanément la hauteur de remplissage étanche, jusqu'S ce que les chutes soient finalement réduites à un minimum absolu. Alors que les ébauches découpées connues doivent souvent être amenées à la main ou au moins avec précaution à la machine de relevage, les ébauches découpées des cartonnages décrits peuvent être introduites sous forme d'empilages importants dans le magasin et sont ensuite pliées, individuellement et l'une après l'autre, de façon entièrement automatique. En outre, on peut réduire considérablement les dépenses d'investissement, car on peut adapter très simplement une seule et même machine de relevage et de pliage à des grandeurs de cartonnages difftérentes. Tous ces avantages interviennent pour étendre considérablement le domaine d'application d'un tel cartonnage pliant, de telle sorte qutil peut maintenant s'introduire dans de nouveaux domaines de la technique des emballages. On peut, par exemple, utiliser du carton revêtu ou imprimé au lieu de tole, de bois ou de verre. En outre, par suite de l'amélioration de la tenue obtenue de façon si simple, on peut, non seulement se dispenser d'organes de liaison et de fixation, mais aussi utiliser une matière de départ encore plus mince que celle aue l'on utilist jusqu'à maintenant. De plus, cette matière peut être façonnée plus facilement. Les cartonnages pliants peuvent être modifiés à bien des égards. Bien que l'on n'ait décrit que des cartonnages à base rectangulaire, le nombre n des angles ne joue aucun rôle, de même que les dimensions du fond B et des éléments de paroi S1, S2. Dans le cas des grandes épaisseurs de paroi d de la matière de départ, il faut tenir compte de cette épaisseur pour dimensionner les éléments de retenue 1, 3, 5. Mais, cela est bien connu de tous les spécialistes (voir à ce sujet la partie inférieure de la figure 3). Enfin, en cas de besoin, on peut encore articuler sur le cartonnage pliant au moins un élément de couvercle ou une bande de renfort 19 (figure 3). Il est certain que cette dernière bande augmente la consommation de matière; mais elle augmente, vis-à-vis des déformations de tous genres, la résistance des bordures supérieures critiques du cartonnage pliant et permet l'ancrage sur d'un organe porteur. Une telle extension de l'ébauche découpée offre la possibilité, ce qui est important, d'allonger le volet 3 lors du découpage, sans augmenter les chutes et, le cas échéant, de l'élargir (voir lignes 21 sur la figure-3). De cette façon, on augmente considérablement action de déclic du volet 3 et, par suite, l'action de retenue des éléments de retenue 1, 3, 5. La même chose est valable pour la capacité à ltempilage des cartonnages remplis. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1 s invention. REVENDICATIONS 10) Cartonnage pliant en matière plane, comportant un fond (B) à n angles, n étant au moins égal à 3, des éléments de paroi quadrangulaires (Sl9 S2) de même hauteur étant articulés sur chacun des côtés des n angles formant le fond, des éléments de retenue étant prévus pour assembler chaque paire d'éléments de parois voisins (S1, S2)9 cartonnage caractérisé en ce que les éléments de retenue comportent une patte de renforcement (1) qui, dans l'ébauche découpée et dépliée, présente au moins approximativement la forme d'un triangle isocèle dont le sommet est constitué par le sommet (7) de l'angle correspondant du fond (B) et dont la hauteur correspond à la hauteur (H) des éléments de paroi (S1, S2), la résistance à la flexion de la patte de renforcement (1) étant réduite suivant son axe (9). 20) Cartonnage pliant, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de retenue comportent, en outre, un volet (3) articulé à l'extrémité extérieure de la patte de renforcement (1). 30) Cartonnage pliant, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le volet (3) présente, dans l'ébauche découpée et dépliée, au moins approximativement la forme d'un triangle isocèle dont le sommet constitue l'extrémité extérieure du volet (3) et dont la hauteur est au plus égale à la hauteur (H) des éléments de paroi (S1, 52)P la largeur du volet correspondant à celle de la patte de renforcement (1), la résistance à la flexion du volet (3) étant réduite suivant son axe (11). 40) Cartonnage pliant, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, dans ltébauche découpée et dépliée, le volet a la forme d'un triangle rectangle isocèle, chacun des deux côtés égaux venant en alignement avec un côté extérieur de l'élément de paroi associé (St9 S2). 5 ) Cartonnage pliant, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 5 caractérisé en ce que, dans l'ébauche découpée et dépliée, l'axe de la patte de renforcement (1) ainsi que, le cas échéant, celui du volet (3) coïncident avec la bissectrice de angle formé par les deux éléments de paroi voisins (Sls S2). o0) Cartonnage pliant, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la patte de renforcement (1) est reliée, au moins dans la zone du sommet correspondant du fond (B), avec chacun des deux éléments de paroi voisins (51s S2) par une patte d'étanchéSté articulée (5). 70) Cartonnage pliant, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la patte d'étanchéité (5) a la forme d'un triangle, de préférence isocèle et à angle obtus, l'un des côtés de ce triangle colncidant avec un cEté du triangle de la patte de renforcement (1), un second côté de ce triangle coïncidant avec un coté du quadrilatère de l'élément de paroi correspondant (Slj S). 80) Cartonnage pliant, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'une zone affaiblie est prévue dans le domaine de l'axe (9) de la patte de renforcement (1), entre cette dernière et le volet (3), cette zone affaiblie ayant de préférence la forme d'une fente (17) fermée à ses deux extrémités et s'étendant perpendiculairement à ltaxe (9) de la patte de renforcement (1). 90) Cartonnage pliant, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacune des moitiés de la patte de renforcement (1) repose extérieurement ou intérieurement sur chacun des éléments de paroi voisins (S1, S2) 100) Cartonnage pliant, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, lorsque les pattes de renforcement (1) sont disposées extérieurement, les volets (3) sont rabattus vers l'intérieur dans les zones d'angle de l'ouverture du cartonnage, ces volets étant rabattus vers l'extérieur lorsque les pattes de renforcement (1) sont disposées intérieurement, de telle sorte que chaque moitié du volet (3) repose sur l'un des éléments de paroi (S1, S2)' le volet (3) et la patte de renforcement (3) enserrant entre eux des parties des deux éléments de paroi (S1' S2)et maintenant ces éléments assemblés. 11 ) Cartonnage pliants suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que, pour réduire la résistance à la flexion, il est prévu une rayure, une rainure, une moulure ou des perforations.