Brevet FR2490143A1 — publié le 19820319

Procédé et machine pour préparer l'ébauche d'une boîte par pliage d'une feuille de matière synthetique. Ebauche et boîte en résultant. La confection d'une boîte s'effectue généralement a partir d'une feuille que l'on découpe pour former un flan ou une ébauche destiné ensuite a être plié a l'endroit des arêtes. Au moment de la découpe on prépare généralement le pliage en réalisant un marquage de la feuille au droit des arêtes à réaliser de manière à faciliter le pliage notamment pour se dispenser de l'utilisation de guides. Pour certains matériaux tels que le carton ou le papier fort un tel marquage est aisé à réaliser et convient parfaitement. Ainsi, l'ébauche peut être maintenue dans une configuration a plat, ce qui est avantageux pour son transport.En revanche certains types de matières synthétiques, telles que le polychlorure de vinyle ou le polypropylène, présentent une grande résistance au pliage qui rend beaucoup moins efficace le marquage des lignes d'arête tel qu'il est actuellement pratiqué pour les autres matériau=. En effet, malgré ce marquage, il est impossible de conformer, par exemple à la main, la boîte en volume, car il faut s'assurer que l'effort de pliage a été appliqué d'une manière uniforme tout le long de l'arête pour éviter l'obtention d'une boîte gauchie du fait des réactions de la matière à un pliage non régulier. Or a proposé déjà une solution à ce problème dans laquelle on procède à un marquage par un poinçon créant un enfoncement de la matière dans une rainure d'une matrice située sous le poinçon. Le principal inconvénient de cette solution réside dans le fait que cette opération équivaut à un début de pliage, l'ébauche alors réalisée n'étant plus contenue dans un plan et donc étant plus difficile à empiler, stocker et manipuler ou transporter. On est contraint de conditionner et transporter cet emballage en volume et non à plat. Une seconde solution consiste à réaliser le marquage sous la forme d'une incision de la matière sur une partie de son épaisseur. Cette incision a pour inconvénient de créer une amorce de rupture très importante qui entraîne une fragilisation importante de la matière à cet endroit, la boîte perd sa résistance mécanique.Pour tenter de pallier ce risque, on a procédé à des interruptions de cette incision le long d'une ligne d'arête, les parties non incisées étant de longueur très petites par rapport aux parties ncisées.Cette amélioration n'a cependant pas permis de supprimer tout risque de rupture qui reste fréquente notamment si l'on procède à deux pliages contraires de l'ébauche le long d'une ligne d'arète, en cas d'efforts et de charges sur la botte, meme de faible importance. La présente invention entend apporter une solution technique au problème de la préparation des ébauches de boîtes dans ce type de matériau, beaucoup plus satisfaisante que celles connues à#e jour. L'expérimentation a montré que les bottes réalisées à partir de flans préparés selon l'invention sont faciles à mettre en volume et ne présentent pas de fragilité notoire au niveau de leurs arêtes tant au moment du pliage que pendant le temps où la boîte assure une fonction d'emballage, c'est-a-lire enveloppe de protection d'un produit pouvant être soumise à des efforts extérieurs lors de ses manipulations. A cet effet, l'invention a donc pour objet un procédé de préparation d'un flan destiné à constituer une botte à partir d'une feuille de matériau synthétique présentant une grande résistance élastique au pliage du type pdlychlorure de vinyle ou polypropylène selon lequel on procède aux découpes et entailles de la feuille et au marquage des plis en une seule opération. L'une des caractéristiques essentielles de ce procédé réside en ce que le marquage susdit consiste à pincer sous pression ladite feuille entre l'arête chauffée d'un outil marqueur et une table, jusqu'à obtenir une pénétration de cette arête dans la feuille d'une profondeur comprise entre les trois quarts et les quatre cinquièmes de l'épaisseur de ladite feuille. Il sera préférable de porter l'arête de l'outil marqueur à une température comprise entre 80 et 1300 selon les types et épaisseurs de matériaux. On a également constaté qu'il est avantageux que la table susdite soit chauffée à une température comprise entre 35 et 500. Par ailleurs, la mise en oeuvre du procédé est améliorée lorsque la pénétration de l'outil marqueur est précédée d'un temps de préchauffage de la feuille au moyen de l'arête en maintenant cette dernière en affleurement sur la surface de la feuille pendant un temps détermine. L'invention concerne aussi une machine pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus qui -omporte un plateau porte-outil chauffant, une table chauffante et un dispositif de manoeuvre relative du plateau et de ladite table permettant une approche rapide de l'un vers l'autre jusqu'à une distance prédéterminée réglable, un temps d'arrêt réglable des table et plateau à cette distance prédéterminée et un dernier rapprochement de travail pour effectuer la découpe et le marquage susdits. Dans cette machine, l'outil est constitué par un assemblage de filets coupeurs et de filets presseurs formant outil marqueur, l'arête des filets coupeurs étant située dans un plan distinct de celui contenant l'arête des filets presseurs et en avant de ce dernier d'une distance comprise entre le quart et le cinquième de l'épaisseur de la feuille à façonner. Enfin, l'ébauche ou la boîte également objet de l'invention comporte sur l'une de ses faces, à l'endroit de chacune de ses lignes de pliage, une rainure de profondeur comprise entre les trois quarts et les quatre cinquièmes de l'épaisseur des parois de la boite ou de l'ébauche. La largeur de cette rainure dépendra de la largeur de l'arête de l'outil marqueur qui peut être comprise entre 0,5 et 0,8 millimètre. Cette rainure sera indifféremment située sur la face extérieure ou intérieure de la boîte formée en volume, selon les désirs de l'utilisateur et de l'esthétique recherchée. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 illustrent par des schémas le procédé selon l'invention ; et - la figure 3 est un schéma d'une machine pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. En se reportant tout d'abord aux figures 1 et 2, on voit une feuille 1 de matière synthétique transparente ou non, connue en elle-même et dans son application à la fabrication de boîtes. Le matériau utilisé est généralement un polychlorure de vinyle ou un polypropylène. On a référencé e l'épaisseur de cette feuille. La formation de l'ébauche de la boîte est réalisée par découpe et marquage de la feuille l au moyen d'un outil 2 attelé à un plateau 3 et d'une table 4 supportant la feuille 1, le plateau et la table étant susceptibles d'être rapprochés au éloignés l'un de l'autre comme il sera exposé ci-après. L'outil 2 est constitué par un assemblage de couteaux ou filets coupeurs 2a et de filets presseurs 2b maintenus en position dans un support 2c constitué de manière connue par une plaque en bois ou matière synthétique possédant des rainures dans lesquelles les filets sont emmanchés à force. Cet outil est attelé au plateau 3 par tout moyen approprié, de manière que les talons des filets soient en appui sur ce plateau. Ce dernier est rendu chauffant. Une résistance 3a symbolise le moyen de chauffage du plateau. Lorsqu'on rapproche la table 4 du plateau 3, on provoque la pénétration des couteaux 2a et des filets 2b dans la feuille 1. Le mouvement de rapprochement est arrêté au moment où le couteau 2a vient effleurer la surface supérieure de la table 4 (voir figure 2). A ce moment, la coupe et le marquage sont terminés et l'on écarte les deux éléments 3 et 4 pour retirer le flan réalisé. Il faut noter que les filets coupeurs 2a sont usinés et réglés pour que leur arête tranchante soit contenue dans un plan P situé en avant du plan Q contenant l'extrémité inférieure des filets presseurs. La distance d séparant les deux plans P et Q est déterminée de manière à être comprise entre les trois quarts et les quatre cinquièmes de l'épaisseur e de la feuille 1. Ainsi, en fin de course (figure 2), il reste sous les filets presseurs 2b une épaisseur de matière comprise entre le quart et le cinquième de e. On rappelle que, du fait de leur contact avec le plateau 3, les filets sont chauffés. Il est très difficile de connaître la température exacte de leur extrémité active mais il est préférable que celle de l'outil marqueur (le filet presseur 2b) soit comprise entre 80 et 1300. On déterminera la température optimale qui est fonction de la na ture et de l'épaisseur de la feuille par essais de réglage. On procédera en outre de manière avantageuse à un rapprochement en deux temps de la table 4 et de l'outil 2. Ainsi, un premier temps consiste à approcher la feuille de l'outil jusqu'à faire affleurer l'extrémité des filets presseurs 26 sur la surface supérieure de la feuille et à maintenir pendant un temps déterminé cet affleurement de manière à créer un préchauffage de la feuille au droit de ce filet (figure 1).Le second temps consiste à poursuivre le mouvement susdit jusqu'à l'obtention de la coupe complète. Il se produit alors un écrasement à chaud et sous pression de la matière située au droit des filets presseurs qui constitue un affaiblissement de la feuille à cet endroit par réduction de son épaisseur en même temps qu'une modification des caractéristiques mécaniques de la matière comprimée restant sous ces filets. On notera que cet affaiblissement de l'épaisseur qui s accompagne d'un renforcement de la matière restante peut être comparé à une sorte de forgeage de la ma tière en ce sens que l'opération réalisée préserve les liaisons du matériau en les déformant sans les rompre. On supprime ainsi tout incon vénient provenant d'un affaiblissement par coupe engendrant des amorces de ruptures. On notera enfin que la table 4 peut être chauffée au moyen d'un dispositif symbolisé par une résistance 4a. Cette mise en température, qui peut être comprise entre 35 et 500 permet d'atténuer le gradient de température existant au moment de la réalisation du flan entre le filet presseur 2b et la table et ainsi, de pallier au moins en partie les inconvénients dus à des différences de température trop élevées entre les deux faces de la feuille influant sur les caractéristiques du matériau. Le flan obtenu par le procédé selon l'invention possède donc sur l'une de ses faces un réseau de rainures marquant les arêtes de pliage. Chacune de ses rainures est d'une profondeur supérieure ou égale aux trois quarts de l'épaisseur de la feuilld et de largeur égale à celle du filet presseur. A titre d'exemple, on fixera cette largeur entre 0,5 et 0,8 millimètre. La boîte obtenue à partir de ce flan pourra présenter indifféremment ces rainures soit sur le côté extérieur de ses arêtes, soit sur le côté intérieur. La matière située au droit de ces rainures présente du fait du procédé selon l'invention des caractéristiques mécaniques uniformes qui rendent aisées les opérations de pliage. La déformation permanente de cette matière est obtenue très facilement à la main et de manière régulière. En outre, la résistance de la matière qui forme charnière à cet endroit est suffisante pour supporter plusieurs pliages contraires ainsi que toute contrainte de charge due au produit emballé dans une telle botte. Sur la figure 3 enfin on a schématisé une machine pour mettre en#oeuvre le procédé de l'invention. On retrouve sur cette figure certains des éléments déjà décrits avec les mêmes références. Ce schéma montre comment les phases du procédé selon l'invention peuvent être obtenues à l'aide d'un système de bras articulés 5a, 5b attelés à la table 4 dont l'angle A d'ouverture peut être rendu plat au moyen d'un vérin 6. Ainsi, en agissant sur les bras 5a, 5b, le vérin rapproche la table 4 du plateau 3. Un peu avant d'avoir atteint l'angle plat susdit, le système de bras rencontre un détecteur réglable 7 qui envoie un signal à l'organe de commande 8 d'un vérin 9 en opposition au vérin 6. L'organe 8 commande l'alimentation du vérin 9 qui bloque le système de bras en neutralisant l'action du vérin 6.Un temporisateur 10 règle le temps pendant lequel le vérin 9 agit dans ce sens. La position du détecteur 7 et du vérin 9 a été réglée pour que l'arrêt se produise quand le plateau 3 et la table 4 sont dans leur position illustrée par la figure 1. Au bout du temps susdit, le vérin 9 est purgé par 11 organe 8 et le vérin 6 poursuit sa course. Le système de bras Sa 5b passe alors par la position dans laquelle l'angle A est plat qui correspond à la position des plateau 3 et table 4 illustrée par la figure 2. L'élaboration du flan est alors terminée et la machine reprend une position initiale. On voitqu'au moyen des organes 7, 8 et 9 on peut régler la machine en fonction de l'épaisseur et de la nature de la feuille 1. Bien entendu le plateau 3 est réglable par rapport à la table 4 pour ajuster la coupe en fonction de la hauteur des filets 2a 2b mis en oeuvre. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de l'emballage. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en être donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVEND I CA T I ON S 1. Procédé de préparation d'un flan destiné à constituer une boite à partir d'une feuille (1) de matériau synthétique présentant une grande résistance élastique au pliage du type polychlorure de vinyle ou polypropylène selon lequel on procède aux découpes et entailles de la feuille et au marquage des plis en une seule opération, caractérisé en ce que le marquage susdit consiste à pincer sous pression ladite feuille (1) entre l'arête chauffée d'un outil (2b) marqueur et une table (4), jusqu'à obtenir une pénétration de cette arete dans la feuille (1) d'une profondeur comprise entre les trois quarts et les quatre cinquièmes de l'épaisseur (e) de ladite feuille. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'arete de l'outil marqueur (2b) est portée à une température comprise entre 80 et 1300 C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la table (4) susdite est chauffée à une température comprise entre 35 et 500 C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pénetration de l'outil marqueur est précédée d'un temps de préchauffage de la feuille par affleurement de l'arete susdite sur la surface de la feuille. 5. Machine pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractériséeen ce qu'elle comporte un plateau porte-outil (3) chauffant, une table (4) chauffante et un dispositif (5a-5b) de manoeuvre relative du plateau et de ladite table permettant une approche rapide de l'un vers l'autre jusqu'à une distance prédéterminée réglable, un temps d'arrSt réglable des table et plateau à cette distance prédéterminée et un dernier rapprochement de travail pour effectuer la découpe et le marquage susdits. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'outil (2) est constitué par un assemblage de filets coupeurs (2a) et de filets presseurs (2b) formant outil marqueur, l'arete des filets coupeurs étant située dans un plan (P) distinct de celui (Q) contenant l'arête des filets presseurs, et en avant de ce dernier d'une distance comprise entre le quart et le cinquième de l'épaisseur (e) de la feuille à façonner. 7. Ebauche de boite d'emballage ou botte issue du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte sur l'une de ses faces, à l'endroit de chacune de ses lignes de pliage, une rainure de profondeur comprise entre les trois quarts et les quatre cinquièmes de l'épaisseur des parois de la boite ou de l'ébauche.