Brevet FR2431917A1 — publié le 19800222

La présente invention est du domaine des emballages obtenus par pliage d'un flan découpé et plus particu lièrement de ceux obtenus à partir d'un flan découpé dans un carton du genre ondulé, et elle a pour objet une nouvelle structure d'ondulation de tels flans, avantageuse notamment pour la fabrication d'emballages de petites dimensions du genre boites, étuis etc... devant être utilises ultérieurement par des machines automatiques d'emballage. On sait faire des boites ou autres petits emballages ondulés par pliage d'un flan découpé dans une feuille de carton, ondulé par exemple. Le pliage est obtenu facilement grâce a des lignes de pliage préalablement marquées par refoulage ou traçage, suivant la largeur de la ligne ; on dit aussi que des telles lignes sont des lignes de cassure puisqu'elles correspondent a une perte localisée de la rigidité du carton. Lorsqu'on utilise du carton ondulé, on fait généralement en sorte que les plus grandes lignes de cassure, ou de pliage, soient perpepndiculaires aux ondulations car la pliure apporte une rigidité dans le sens longitudinal, tandis que les ondulations l'apportent dans le sens transversal ; de plus les pliures, constituant les grandes arêtes, seront plus nettes Si le pliage est effectué perpendiculairement aux ondulations. Cependant, les emballages ainsi fabriqués ont généralement une forme de prisme et plus particulièrement de parallélépipède rectangle, et l'on comprend que si l'on a choisi d'effectuer certaines cassures perpendiculairement aux ondulations, d'autres cassures telles que celles devant donner lieu au pliage des rabats seront perpendiculaires aux précédentes, donc parallèles aux ondulations du carton ; ces cassures parallèles aux ondulations donneront lieu des pliures imprécises.De plus certains des rabats et notamment ceux destinés a former les ex trémités de la boite devront être rabattus par des efforts tendant à déformer le carton dans une direction suivant laquelle celui-ci présente sa plus grande souplesse ; cette souplesse des rabats, liée a la position des cannelures par rapport au mouvement de pliage, est la cause d certaines difficultés lors du traitement de l'emballage par les machines automatiques, et d'un manque de performance de celles-ci par rapport à leur per formance théorique. On a eu l'idée dans un passé récent de découper les flans de telle sorte que leurs bords et leurs cas sures soient obliques ( quarante cinq degrés environ) par rap v port aux directions des cannelures ; on a sans doute ainsi une perte de précision de pliage par rapport aux pliures réalisées précédemment sur les cassures perpendiculaires aux ondulations mais on gagne, en revanche, en précision sur les pliures paral lèles aux ondulations ; en moyenne on obtient très certainement un gain de précision et des facilités au pliage ; toutefois il résulte de cette découpe oblique des flans dans les bandes ou feuilles de carton ondulé une perte importante en "chutes". Un but de la présente invention est d'obtenir une facilité et une précision de pliage maximales quelle que soit la direction des lignes de pliures les unes par rapport aux autres, en vue de fabriquer des emballages en carton du genre ondulé. Un autre but de la présente invention est de mettre à la disposition de l'atelier de production d'em ballages une technique de fabrication, à partir de carton plat, de flans en carton ondulé permettant un pliage facile et precis quelle que soit la direction des lignes de pliures les unes par rapport aux autres. Selon la présente invention, un flan de carton du genre ondulé destiné à la fabrication par pliage, d'emballages de petites dimensions, ledit flan comportant des lignes de cassure, ou de pliage, est caractérisé en ce que les ondulations du carton sont, sur au moins une plage s'étendant de part et d'autre d'une ligne de cassure, perpendiculaires à ladi te ligne quelles que soient ladite ligne et son orientation ; de plus si la ligne de cassures précitée est une ligne de cassures qui sépare un rabat du corps principal du flan, la plage d'ondu lations perpendiculaires à ladite ligne de cassure s'étend sur toute la surface du rabat. Il résulte d'une telle structure d'ondulations du flan que les lignes de pliures sont toujours perpendiculaires aux ondulations et que les rabats comportent des ondulations orientées dans une direction offrant le maximum de rigidité à l'effort de rabattement. Il doit etre compris, d'après ce qui vient d'être dit, qu'un flan conforme à l'invention comporte différentes plages d'ondulations ou de cannelures dans lesquelles l1o- rientation des ondulations ou cannelures peut être différente, et notamment perpendiculaire à l'orientation des ondulations d'une plage voisine. Pour obtenir un tel flan conforme à l'invention, on peut imaginer différentes façons de procéder. On peut par exemple découper dans un carton ondulé classique des flans élémentaires correspondant aux plages sus indiquées, le sens de la découpe par rapport aux ondulations correspondant à l'orien- tation des cannelures dans les plages, puis rapporter par collage sur une feuille de carton ou de papier les-flans élémentaires pour obtenir un flan de l'invention.On peut aussi imaginer, dans le cas ot la feuille ondulée contre-collée n'est plus un matériau du genre carton ou papier mais une matière thermo-plastique telle que dérivée de la cellulose (celluloid, polyester de cellulose, etc...) que les ondulations sont obtenues par thermo-formage sur une empÙte dotée elle-même de plages d'ondulations ayant une direction d'ondulation différente d'une plage à l'autre. Toutefois ces méthodes sont soit couteuses, soit très spécifiques, et ne sont indiquées qu'à titre d'illustration des possibilités de réalisation des flans conformes à l'invention ; aussi le demandeur préconise la méthode suivante dont la mise en oeuvre est simple et peu couteuse. Une feuille plane de carton est emboutie à froid entre des cylindres cannelés rotatifs, les cannelures de l'une s'intercalant dans les cannelures de l'autre, l'espacement compris entre les bords d'extrémité en regard de deux cannelures voisines d'un même cylindre étant légèrement inférieur à la différence entre la largeur prise d'un bord d'extrémité à l'autre d'une même cannelure de l'autre cylindre et deux fois l'e- paisseur du carton utilisé, la profondeur des cannelures étant sensiblement comprise entre une demi-fois et trois fois l'epais- seur du carton destiné à être cannelé ; cette méthode générale est décrite dans une demande co-pendante du même demandeur. Pour son application à la présente invention l'orientation des cannelures des cylindres est identique à l'orientation des cannelures des différentes plages du flan du carton ondulé conformément à la présente invention. Avantageusement les cannelures dont sont pourvus les cylindres sont supportées pour chaque cylindre par une plaque rapportée sur laquelle lesdites cannelures ont été obtenues par photogravure ; de manière avantageuse on pourra utiliser les plaques typographiques de procedemettant en oeuvre des photopolymères, tels que NYLOPRINT, DYCRIL, etc La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront grace aux explications qui vont être données et à la description qui va être faite d'un exemple 'application. La fig.l est une illustration des conditions optimales de pliage d'un carton ondulé, La fig.2 est une illustration des conditions inverses de pliage, La fig.3 est une vue en plan d'un flan de carton ondulé destiné à constituer une boite après découpage et pliage dans laquelle conformément à l'invention les lignes de pliage sont-toujours perpendiculaires aux cannelures, La fig.4 est un flan découpé pour constituer une boite et comportant des cannelures courbes, et La fig.5 est une représentation schema- tique d'un dispositif pour la formation de flans ondulés conformes à l'invention. Sur la fig.l une languette 1 de carton ondulé a été "cassée"'. suivant une ligne de pliage 2 ; la ligne de pliage 2 est perpendiculaire aux ondulations 3 du carton ; la ligne de pliage a été obtenue par emboutissage d'une nervure, ce qui a eu pour résultat d'écraser transversalement les ondulations et de déformer la feuille contre-collée sous-jacente, Le carton ondulé tel que contre-collé simple face comme celui de la figure, présente une résistance notable à la déformation dans une direction (plan 4) perpendiculaire à la feuille de carton et parallè- le aux cannelures, selon laquelle les lignes de cannelures seraient courbées par la déformation.On sait que cette résistance a la déformation provient de l'élévation d'une augmentation du moment de flexion dile à la hauteur des cannelures ; ainsi le long de la ligne de pliage suivant laquelle les cannelures ont été écrasées, cette résistance est considérablement amoindrie ; de ce fait il y a une grande différence de résistance à la déformation ou de rigidité entre la ligne de pliage elle-même et les plages voisines, un effort de déformation exerçant dans la direction sus indiquée entrainera donc un liage net sur la ligne de pliage tandis ou'aucune déformation n'affectera les plages avoisinantes. Ce sont là des conditions optimales que l'on cherche à réaliser aussi bien lors de la fabrication de la boite que lors de sa fermeture par des machines automatiques après remplissage Sur la fig.2,une ligne de pliage 6 est parallèle aux cannelures 7 d'une languette 8 de carton ondulé de même nature que celui de la figure -rcédente ; on sait qu'un effort de déformation exerçant dans le plan 9 selon la fleche 10 tendant à laisser les cannelures droites trouve assez peu de résistance ; ceci est dû au fait que le carton ondulé présente tout au long du fond des sillons compris entre les cannelures un moment de flexion assez faible dû à la faible épaisseur des deux feuilles contre-collées.L'emboutissage de la ligne de pliage n'a donc pour effet qu'une diminution relativement faible-du moment de flexion le long de cette ligne par rapport aux lignes de fond des sillons des plages avoisinantes. I1 s'en suit que malgré la ligne de pliage embouti, la déformation se traduit par une courbure d'assez grand rayon de la feuille de carton ondulé de part et d'autre de la ligne de pliage. Ce sont là des conditions que l'on cherche à éviter mais que l'on doit néanmoins subir pour des flans de carton ondulé classique puisque les ondulations sont toutes parallèles les unes aux autres. Sur la fig.3 un flan 12 de carton selon la tré- sente invention,ou matériau similaire a une forme générale rectansulaire: on a représenté sur celui-ci en trait plein des lignes suivant lesquelles sera faite ultérieurement une découpe qui séparera le flan découpé central 13 de la chute périphérique 14, et en tiret des cassures ou lignes de pliage 15 à 26 qui seront ultérieurement réalisées par emboutissage, généralement en même temps que l'opération de découpe précédente ; en réalité ces lignes ne sont pas matérialisées sur le flan et elles n'ont été dessinées que pour mieux situer les plages d'ondulation par rapport aux différentes parties du flan découpé ; on reconnaît dans ces parties de rectangle 27,28,29,30 qui constitueront quatre côtés d'une boite de forme parallélépipèdique allongée, un rabat de côté 31 cui sera collé sur le bord du rectangle 27, des rabats d'extrémité 32,33,34,35 et des rabats de fond 36 et de couvercle 37 eux-mêmes chacun pourvus d'un rabat de verrouillage 38 et 39 respectivement. Après cannelage, par poinçonnage ou de préférence cylindrage, le flan initial 12 se trouve pourvu de cannelures réparties, suivant leur direction,en différentes pla- ges ; une plage principale recouvrant les rectangles 27 à 30 comporte des cannelures perpendiculaires aux lignes de pliage séparant ces rectangles entre eux, cette plage se prolongeant sur le rabat de côté 31 ; la direction des cannelures de cette plage qui-est,en surf Ja plus importante, est définie comme direction principale des cannelures ; des plages secondaires s'étendant de part et~d'autre des lignes de pliage 21,22,23 et 26 séparant les rabats d'extrémité des parties rectangulaires adjacentes, comportent des cannelures de direction perpendiculaire - à la direction principale ; les rabats de fond et de couvercle sont également recouverts par des plages de cannelures parallèles aux pré- cédentes de part et d'autre des lignes de pliage de ces rabats en particulier on notera que les lignes de pliage séparant les rabats de couvercle et de fond, de leurs rabats de verrouillage sont perpendiculaires aux cannelures ; on notera encore que les plages cannelées qu'elles soient principales ou secondaires, s'é- tendent au-delà des lignes de découpe, ce qui constitue une tolérance de positionnement du flan cannelé, au cours de l'opération suivante de découpe et de formation des lignes de pliage. On notera au'entre ces deux opérations de cannelage et de découpe, le flan ondulé peut être rapporté tar contre-collage sur une feuille plane de papier ou carton pour constituer le carton ondulé contre-collé ; on notera aussi que le contre-collage d'un carton brut sur un papier lisse imprimé ou non peut être réalisé avant l'operation de cannelage. Au cours de l'opération suivante de décou pe du flan et d'emboutissage des lignes de pliage, ces dernières se sutertoseront à des cannelures qui leurs seront perpendiculai res,et cela quelle que soit la direction de la ligne de pliage Sur la fig.4,un flan découpé 40 conforme a l'invention et sensiblement analogue dans sa conformation à celui de la figure précédente, est pourvu de cannelures courbes au moins en certaines de leurs parties, par exemple circulaires, dont les centres de courbure tels que 41,42,43 etc... sont situés à l'intersection des lignes de pliage telles que 41',41",42',42" etc... respectivement ; ainsi selon cette disposition une même cannelure, telle que la cannelure 44 par exemple, est Dernendicu- laire à deux lignes de pliage 41' et 41" perpendiculaires entre elles, à son intersection avec chacune d'elle, conformément à la caractéristique principale de l'invention ; une cannelure courbe dans les parties centrales du flan se prolonge en une cannelure -droite sur les rabats et autres parties latérales du flan La méthode de formation des cannelures par cylindrage ou emboutissage est particulièrement recommandée dans ce cas de configuration. Sur la fig.6 une machine pour la fabrica tion d'un carton ondulé de l'invention à partir de feuilles de carton plat, se compose essentiellement de deux cylindres 50 et 51 sur la périphérie desquels ont été disposées à la manière de plaques nOgraphiqueS, des plaques cannelées 52 et 53 ressecti- vement ; les cannelures des plaques 52 et 53 ont été obtenues par photogravure comme indiqué plus haut ; les plaques sont dis posées de façon telle que les cannelures de l'une s'intercalent entre les cannelures de l'autre comme cela sera expliqué de façon plus détaillée plus loin ; les cylindres 50 et 51 sont rotatifs en sens contraire et calés angulairement et de façon précise l'un par rapport à l'autre ; le calage angulaire des cylindres aussi bien que leur rapprochement sont de préférence réglables de façon précise et stable. La machine comprend encore des moyens d'approvisionnement automatique des cylindres ; ces moyens bien connus de l'imprimerie consistent en un premier plateau 54 élévateur supportant une pile 55 de feuilles planes de carton ; consistent encore en des moyens de préhension 56 pour saisir la feuille de carton du haut de la pile et l'introduire, en synchronisme avec le mouvement des cylindres, entre ceux-ci ; consistent enfin en un plateau 57 de réception pour recevoir des feuilles telles que 58 de carton ondulé sortant des cylindres ; les plateaux 54 et 57 ont des mouvements inverses synchrones, mais pas nécessairement égaux, avec le mouvement des cylindres. On notera qu'unie machine telle que décrite résulte de l'adantation à peu de frais d'une machine à imprimer généralement existante dans les ateliers de fabrication d'emballage ; on notera toutefois que l'opération d'ondulation du carton étant grâce à l'invention une opération relativement simple, un grand nombre d'organes tels que rouleaux encreurs, poudreurs, etc... dont sont généralement pourvues les machines à imprimer restent inutilisés dans l'opération d'ondulation et que de ce fait il serait préférable dans bien des cas de construire une machine propre à l'opération d'ondulation. il est clair que les moyens et procédés ci-dessus indiqués sont tout à fait à la portée d'un atelier de fabrication d'emballage de petite ou de moyenne importance. L'invention a également pour objet de petits emballages du genre boite ou étui réalisés par pliage à partir d'un flan de carton ondulé caractérisés principalement en ce qu'au moins une ligne de pliage parallèle à certaines ondulations du carton dudit petit emballage soit elle-même perpendiculaire aux ondulations de ses plages adjacentes ; de tels petits emballages ont donc comme caractéristique que leurs rabats sont en tout ou partie pourvus de cannelures perpendiculaires à leur ligne de pliage, ce qui les rend -artieulièrement aptes à etre traites pour leur mise en forme, soit pour leur remplissage par l'utilisateur, par des machines automatiques dont les cadences peuvent être augmentées. L'invention permet aussi de conférer à ces petits emballages un caractère esthétique particulier lié à la grande possibilité de diversification de formes de cannelures, dans le cas ou celles-ci sont apparentes sur la surface extérieure de l'emballage. I1 doit être enfin compris que les exemples de configuration de flans aussi bien en ce qui concerne leur conformation générale que leur structure de cannelage, que les modes, ou méthodes, d'obtention de ces flans sont donnés à titre illustratif de la diversité de l'application de l'invention et ne doivent pas être considérés comme restrictifs de sa portée, celle-ci se trouvant définie par les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Flan de carton du genre ondulé destiné à la fabrication par pliage d'un emballage de petites dimensions, ledit flan com portant des lignes de cassure ou de pliage, caractérisé en ce que les ondulations du carton sont, sur au moins une plage s'étendant de part et d'autre d'une ligne de cassure ou de pliage, perpendiculaires à la ligne de cassure ou de pliage quelles que soient la ligne et son orientation 2.- Flan selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondulations des diffé rentes plages sont des ondulations rectilignes 3.- Flan selon la revendication 1, caractérise : en ce que les ondulations des diffé rentes plages sont des ondulations courbes ; 4.- Flan selon la revendication 3, caractérisé en ce que la courbure desdites ondula tions courbes est circulaire ; 5.- Flan selon l'une quelconque des revendications de 1 à 3, dans lequel une ligne de cassure ou de pliage sépare un rabat de fond de couvercle de la partie principale du flan, carac terse : en ce que ledit rabat comporte des ondulations perpendiculaires à la ligne de pliage s'étendant au delà de cette ligne sur la partie principale du flan, tan dis que sur oette-rtie principale les ondulations sont perpen- diculaires aux ondulations du rabat ; 6.- Procédé de fabrication d'un flan de carton du genre ondulé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, carac terse : en ce que l'on fait passer à froid une feuille de carton plat entre des cylindres rotatifs pourvus de cannelures, les cannelures de l'un s'intercalant dans les cannelures de l'autre, l'espacement compris entre les bords d'extrémité en regard de deux cannelures voisines d'un même cylindre étant légèrement inférieur à la différence entre la largeur prise d'un bord d'extrémité à l'autre d'une même cannelure de l'autre cylindre et deux fois l'épaisseur du carton utilisé, la profondeur des cannelures étant sensible ment comprise entre une-demi-fois et trois fois l'épaisseur du carton destiné à être cannelé 7.- Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé:: en ce sue les cannelures dont sont pour vus les cylindres sont supportes pour chaque cylindre par une plaque rapportée sur laquelle lesdites cannelures ont été obtenues par photogravure ; 8.- Petits emballages du genre boite ou étui réalisés par pliage à partir d'un flan de carton ondulé conforme à l'une quel conque des revendications de 1 à 5, caractérisés en ce qu'au moins une ligne de oliage parallèle à certaines ondulations du carton dudit petit em ballage soit elle-même perpendiculaire aux ondulations de ses plages adjacentes. 9.- Flan de carton du genre ondulé destiné à la fabrication par pliage d'un emballage de petites dimensions, ledit flan com portant des lignes de cassure ou de pliage, principalement caractérisé en ce qu'il comporte différentes plages d'ondulations ou de cannelures dans lesquelles l'arientation des ondulations ou cannelures peut être différente, et no tamment perpendiculaire à l'orientation des ondulations d'une plage voisine.