Brevet FR2592632A1 — publié le 19870710

Bote d'expédition à soufflets multiples, à rabats et à volets Annie LELIEVRE Antoine CHANDELLIER La présente invention concerne une bote d'expédition en carton on duié ou en carton compact ainsi que son procédé de fabrication et la machine destinée à -sa fabrication. Cette boite d'emballage peut être utilisée par les particuliers, les administrations, les industriels, commerçants, etc. pour leurs en- vois postaux ou leurs envois par messageries. Actuellement il n'existe pour les envois postaux du grand public que des découpes en carton ondulé dont l'utilisation présente bien des inconvénients : difficulté de mise en forme, obligation de calage du contenu, fermeture peu aisée. La boîte faisant l'objet de la présente demande a été conçue pour - Etre facilement utilisable par l'usager - Présenter une hauteur qui peut s'adapter d'elle-même à la hauteur du contenu, ce qui évite l'utilisation des matériaux de calage, permet d'éviter les vides, qui rendent les transports très onéreux, surtout en matière de fret aérien ; et enfin la hauteur variable de la boîte permet de serrer efficacement le contenu. - Etre aussi économique que possible. La boîte en carton ondulé ou compact dont l'invention est revendiquée est caractérisée en ce qu'elle comporte a/ Des côtés longitudinaux verticaux munis chacun de plusieurs sou flets étagés ce qui permet de la déplier plus ou moins et d'adapter ainsi sa hauteur à celle du contenu. Les côtés longitudinaux verticaux à soufflets sont prolongés de part et d'autre de la boîte pour former des volets munis eux aussi de plusieurs soufflets pouvant assurer la fermeture de la boîte sur les deux autres côtés. Ces volets verticaux sont munis aux angles de rainures en triangles sensiblement isocèles permettant de mettre en forme facilement les angles des rabats verticaux lorsque l'on ferme le paquet. b/ Des rabats supérieur et inférieur plans. La partie inférieure est prolongée de part et d'autre de la boîte par deux rabats plans qui, en étant repliés sur la partie supérieure de la boîte et en recouvrant les volets verticaux à soufflets, assurent sa fermeture. Le procédé de construction de cette boîte est également revendiqué par la présente demande et est caractérisé par les trois opérations suivantes a/ Découpage et rainage d'un même élément en carton ondulé ou compact qui constituera la boîte après collage et pliage. Les rainures correspondent aux sommets des angles des soufflets et aux pliures des angles. Elles sont effectuées afin de permettre le façonnage de ces éléments à l'aide de la plieuse décrite ci-après. b/ Collage des éléments lcngtudinaux par chevauchement au moyen d'une machine classique opérant linéairement. c/ Façonnage des soufflets avec la plieuse décrite ci-après. La machine à façonner les soufflets est également revendiquée par la présente demande. Elle est caractérisée en ce qu'elle comprend les dispositifs décrits ci-après a/ Un système extérieur pour former les soufflets longitudinaux de la boîte ; ce système comprend deux éléments identiques parallèles et situés à une distance un peu supérieure à la largeur de la boîte à former qui est placée entre ces deux éléments. Ces éléments sont composés de treillis métalliques déformables comprenant des losanges successifs articulés à chacun de leurs sommets et sur lesquels sont montées des lames métalliques qui sont, d'une part, articulées sur les sommets extérieurs des losanges et qui, d'autre part, peuvent glisser sur les sommets extérieurs opposés. Chaque élément comprend généralement deux treillis disposés vers l'extrémité des lames qu'ils supportent. b/ Un système intérieur qui est composé d'une ou plusieurs lamelles suivant le nombre de soufflets que comporte la boîte à fabriquer. Ces lames intérieures sont montées sur des treillis métalliques déformables comme celui qui est décrit ci-dessus. Les lames du système intérieur se trouvent toujours à mi-distance des lames des systèmes extérieurs. Les treillis déformables des systèmes intérieurs sont montés sur des vérins alternatifs qui permettent de faire rentrer puis sortir les lames du ou des systèmes extérieurs. Dans le cas où la boîte à fabriquer ne comporte que deux soufflets, le système intérieur se réduit à une seule lame fixe dans le sens de la hauteur, mais mobile dans le sens horizontal. c/ Système de barres servant de poussoirs et de ventouses qui permettent de manoeuvrer automatiquement les volets de la boîte. Ce système comprend quatre barres obliques par rapport à l'axe longitudinal de la machine. Ces barres sont actionnées par des vérins alternatifs et servent à 1/ Repousser les volets à soufflets, après un premier pliage longitudinal, pour les disposer perpendiculairement aux côtés longitudinaux de la boîte. 2/ Aspirer les mêmes volets à soufflets après un deuxième pliage effectué par les treillis déformables lorsque les volets forment un angle droit avec les côtés longitudinaux. Après aspiration, ces volets se trouvent dans le prolongement des côtés longitudinaux. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après faite en se référant aux schémas annexés à titre d'exemples non limitatifs sur lesquels - La figure 1 est une perspective de la boîte. - La figure 2 représente le plan de découpe et de rainage d'une feuille de carton ondulé ou compact qui sera utilisée pour la fabrication de la boite. - La figure 3 représente une coupe transversale de la machine destinée à façonner les soufflets et à plier la boîte. - La figure 4 représente une vue de côté de cette même machine. - La figure 5 représente une vue en plan de la machine. - La figure 6 représente une vue des rainages aux angles de la boîte La figure 1 représente les soufflets longitudinaux (1), les volets à soufflets (2), les rabats plans (20) et (21), les rainages (14), (15) et (16) formant des triangles isocèles permettant le pliement des angles de la boîte, les parties inférieure (18) et supérieure (19). La figure 2 définit le plan de découpage et de rainage de la boîte à fabriquer. Les rainures parallèles (h, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13) dans le sens de la longueur de la boîte sont les lignes de pliage des soufflets. Leur espacement est égal à la largeur des soufflets que l'on veut obtenir. Deux rainures (14) et (15) sont perpendiculaires aux précédentes et correspondent aux lignes de pliage des extrémités longitudinales. Des rainures (16) forment des triangles isocèles dont les deux côtés égaux font des angles de quarante huit degrés environ avec les lignes de pliage (14) et (15). Ces rainures (16), essentielles pour permettre un pliage facile de la boîte par lusager, sont appelées lignes de pliage des angles de la boîte. La position de ces triangles est définie comme suit : - Ils sont formés sur toute la hauteur des lignes de pliage des extrémités longitudinales correspondant aux côtés verticaux de la boite La base de ces triangles située face aux côtés égaux est portée par les lignes de pliage des extrémités longitudinales (14) et (15). La base de chaque triangle coincide avec un segment des lignes de pliage (14) et (15) compris entre deux lignes de pliage des soufflets distantes de deux fois la largeur des soufflets. Le chiffre (17) correspond à la patte de collage. Les parties inférieures et supérieures sont représentées en (18) et (19), et les rabats plans en (20) et (21). Ces rabats (20) et (21) ont une longueur supérieure à la hauteur maximale de la boîte et peuvent donc se replier sur le dessus pour assurer sa fermeture.Ses volets (2) ont une longueur à peu près égale à la moitié de la largeur de la botte. Les rainages sont effectués sur le parement extérieur de la botte, ce qui facilite beaucoup le pliage des angles de la boîte. - Selon une variante, les bissectrices des triangles isocèles, partant des sommets communs aux deux côtés égaux, ne sont pas rainés, mais carrément sectionnés sur toute leur longueur. Cette disposition facilite encore le pliement des quatre angles de la botte. Ce sectionnement peut être continué dans le prolongement des bissectrices sur quelques millimètres du côté longitudinal de la boîte. La figure 3 montre les systèmes extérieur et intérieur permettant le pliage des soufflets et des angles de la botte dans le cas particulier où la botte ne comporte que deux soufflets étagés. Sur ce dessin ne sont pas représentés les vérins actionnant les lamelles intérieures (30) ni les poussoirs-ventouses actionnant les volets (2). Les éléments extérieurs sont formés de treillis métalliques déformables composés de losanges disposés les uns à la suite des autres. Les barres (22) sont articulées en tous leurs points de rencontre (23) par où passent des axes perpendiculaires au plan des treillis. Les axes médians ou centraux coulissent dans une fente (24) rectiligne ménagée dans une barre (25). Des lamelles (26) sont articulées sur les axes latéraux et peuvent coulisser sur les axes latéraux opposés grâce à une structure (27) présentant la forme de la lettre U. - Les éléments extérieurs venant d'être décrits sont montés sur un bâti (28) de telle sorte que, lorsque les treillis métalliques déformables sont à demi dépliés, la distance entre les extrémités des lamelles opposées des deux éléments extérieurs est égale à la largeur de la boîte à plier. Les lamelles opposées des deux éléments extérieurs sont si tuées dans les mêmes plans horizontaux. Les lamelles extrêmes des deux éléments extérieurs présentent des redans (29) à leurs extrémités ce qui permet d'exercer des pressions sur les parties inférieures et supérieures de la boîte au moment du pliage. Les lamelles (26) sont situées entre elles à des distances égales à deux fois la largeur des soufflets lorsque les treillis déformables sont à demi dépliés.Dans le cas où la boîte ne comporte que deux soufflets étagés, les axes médians situés sur la barre (25) sont fixes par rapport à cette barre. Dans ce cas également le système intérieur se réduit à la lame (30) située à midistance des lames centrales du système extérieur La lame (30) est supportée par un vérin alternatif qui permet à cette lame de rentrer et de sortir du système extérieur. Dans le cas où la boîte comporte un nombre de soufflets étagés supérieurs à deux, les lames du système intérieur sont alors supportées par des treillis déformables identiques à ceux qui ont déjà été décrits plus haut. Les lames intérieures se trouvent toujours à mi-distance des lames du système extérieur.En outre, les extrémités des lames intérieures se trouvent dans le même plan que celui des extrémités des lames extérieures lorsque les systèmes sont à demi dépliés. Enfin, pour toutes les machines à plier, les treillis des systèmes intérieur et extérieur sont liés en tête par l'intermédiaire des axes extrêmes (23) à des vérins alternatifs (3) de même caractéris tique mécanique et alimentés par la même source de façon à ce que les mouvements de ces vérins soient parfaitement synchronisés entre eux et que les lames des systèmes intérieurs soient toujours à mi-distance des lames extérieures pendant toute la durée du pliage. La boîte est repréentée en (36). Chaque système a un axe (23) central immobile fixé sur le montant (25) correspondant. La figure il montre une vue de côté de la machine, les vérins alternatifs (31) permettent aux lames intérieures (30) de sortir et de rentrer dans le système extérieur formé par les treillis déformables (32) et les lames (26). La machine est symétrique par rapport à l'axe (33). Seul un demi-côté est représenté sur la figure 4. Les poussoirs-ventouses ne sont pas représentés sur cette figure. La figure 5 montre une vue en plan de la machine à plier. Les poussoirs-ventouses (37) sont actionnés par des vérins alternatifs (38). Les treillis sont figurés en (32) et les lamelles extérieures en (26). La figure 6 montre une vue des rainages des soufflets aux angles de la boîte. Selon une variante, la bissectrice (34) des triangles isocèles est sectionnée sur un ou deux parements, ainsi que son prolongement sur quelques millimètres du côté longitudinal de la boîte. Cette disposition est essentielle pour faciliter le pliage des angles de la boîte. - La fabrication de la boîte à soufflets multiples et à rabats comprend les opérations suivantes a/ Découpage et rainage d'une feuille de carton ondulé compact avec une presse classique comme il vient d'etre précisé plus haut. b/ Collage de la patte (17) sur l'extrémité opposée de la feuille avec une colleuse classique. c/ Introduction de la boîte dans la machine entre les deux éléments du système extérieur. La boîte (36) repose alors sur un bâti (35). A ce moment, les treillis du système déformable extérieur sont complètement dépliés. Les poussoirs-ventouses sont en position de retrait ainsi que toutes les lames et organes du système intérieur. Ces mouvements, grâce à l'action des vérins automatiques, permettent de mettre en place la boîte à plier entre les éléments extérieurs. d/ Le système intérieur est alors poussé par les vérins (31) entre les deux éléments du système extérieur. e/ Les systèmes extérieur et intérieur sont alors pliés ensemble grâce à l'action simultanée des vérins (3), ce qui provoque le pliage des soufflets longitudinaux. f/ Le système intérieur est alors sorti grâce aux vérins alternatifs. g/ Les poussoirs-ventouses amènent les volets à soufflets dans une position perpendiculaire aux côtés longitudinaux. h/ Dans cette position un second pliage permet de former parfaitement les angles des soufflets situés aux quatre coins de la boîte. i/ Ensuite les poussoirs-ventouses agissant sur les volets ramènent ceux-ci dans le prolongement des côtés verticaux. La fabrication de la boîte est alors terminée. - Il est précisé que le deuxième pliage n'est pas nécessaire si l'on prend soin de sectionner les bissectrices des triangles et si l'on trace le rainage sur la partie extérieure de la boite. Dans ces conditions,le premier pliage est suffisant. Les soufflets angulaires se font alors automatiquement par simple pression de la main au moment de l'utilisation de la boîte. La présente invention concerne essentiellement une boîte d'expédition à soufflets multiples, à volets à soufflets et à rabats plans, ainsi que son procédé de fabrication et la machine à plier utilisée pour le façonnage des soufflets. Bien entendu, la présente demande s'applique à toutes les variantes de structure, procédé et de machine qui ne seraient que des équivalents techniques. En particulier, est également revendiquée la machine qui permet de fabriquer les boîtes à un seul soufflet longitudinal et qui est caractérisée en ce qu'elle comprend seulement trois lamelles extérieures dont les deux extrêmes avec des redans (29) et une lame centrale (26). Le système intérieur est supprimé. En outre, les machines à plier peuvent être utilisées également pour le façonnage des enveloppes à soufflets simples ou multiples et en papier. REVENDICATIONS 1 - Boîte d'expédition en carton ondulé ou en carton compact caractérisée en ce qu'elle comprend : a) Deux côtés verticaux et longitudinaux comportant chacun deux ou plusieurs soufflets (1) prolongés de part et d'autre par des volets (2) également munis de soufflets. Ces volets ont une longueur égale à la moitié environ de la largeur de la boîte. Ces volets sont munis de rainures (16) qui forment des triangles avec les rainures verticales (14) et (15). Ces rainures font un angle de 48 degrés environ avec les rainures (14) et (15). b) Une partie inférieure (18) prolongée de part et d'autre de la boite par deux rabats plans (20) et (21) qui sont suffisamment longs pour être pliés sur la partie supérieure (19) lorsque les soufflets sont entièrement dépliés. 2 - Procédé de construction de cette boîte caractérisé en ce qu'il comprend les trois opérations suivantes a) Découpage et rainage d'un élément en carton ondulé ou compact: - comportant des rainures (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 et 13)) qui sont tracées sur les côtés longitudinaux parallèlement au sens longitudinal de la boite. Ces rainures sont espacées d'une distance égale à la largeur des soufflets. - comportant des rainures (14) et (15) perpendiculaires aux précédentes aux extrémités longitudinales de la boîte. - comportant des rainures (16) formant des triangles isocèles avec les prolongements des rainures (14) et (15). Ces triangles sont formés sur toute la hauteur des côtés verticaux (14) et (15). s). Les bases de ces triangles situés face aux côtés égaux sont portées par les lignes de pliage (14) et (15). La base de chaque triangle coincide avec un segment des lignes de pliage (14) et (15) compris entre deux lignes de pliage longitudinales distantes de deux fois la largeur des soufflets. - Les côtés égaux des triangles font des angles de 48 degrés environ avec les lignes de pliage (14) et (15). - Les rainages sont effectués sur le parement qui sera à l'extérieur de la boite. b) Collage des extrémités (17) sur la partie opposée avec une colleuse classique. c) Façonnage des soufflets et éventuellement façonnage des angles de la boite avec la machine à plier faisant également l'objet de la présente demande. 3 - Procédé de construction de cette boîte conformément à la revendication 2, mais caractérisée en ce que les bissectrices (34) des triangles isocèles partant des sommets communs aux côtés égaux ne sont pas rainées, mais sectionnées sur toute leur longueur. Le sectionnement peut aussi être effectué dans le prolongement des bissectrices sur quelques millimètres du côté longitudinal de la boîte. 4 - Machine à façonner les soufflets de cette bote et éventuellement les angles des soufflets aux quatre coins de la boîte caractérisée en ce qu'elle comprend a) Un système extérieur comprenant deux éléments parallèles suffisamment espacés pour placer la boîte à façonner entre eux. Les éléments extérieurs sont formés de treillis métalliques déformables composés de losanges disposés les uns à la suite des autres. Les barres (22) sont articulées en tous leurs points de rencontre (23) par où pas- sent des axes. Les axes médians coulissent dans une fente (24) ménagée dans une barre (25). Des lamelles (26) sont articulées sur les axes latéraux et peuvent coulisser sur les axes latéraux opposés grâce à une structure (27) présentant la forme de la lettre U. Les éléments extérieurs sont montés sur un bâti (28). - Lorsque les treillis sont à demi-dépliés, la distance entre lamelles opposées est égale à la largeur de la boîte à plier. Les lamelles opposées des 2 éléments sont situées dans les memes plans horizontaux. Les lamelles extrêmes des deux éléments extérieurs ont des redans (29) à leur extrémité. - Les lamelles (26) sont situées entre elles à des distances égales à deux fois la largeur des soufflets lorsque les treillis sont à demi-dépliés. b) Un système intérieur comportant des lamelles (30) supportées par des treillis déformables identiques à ceux qui ont été déjà définis dans la présente revendication. Les lamelles intérieures se trouvent toujours à mi-distance des lamelles du système extérieur pendant toute la durée du pliage. En outre, les extrémités des lamelles intérieures se trouvent dans le même plan que celui des extrémités des lamelles extérieures lorsque les systèmes sont à demi-dépliés. Les systèmes intérieur et extérieur ont un axe (23) fixe par rapport au montant (25) de telle façon que les lamelles intérieures et extérieures restent toujours à mi-distance à tout instant. - Les treillis des systèmes extérieur et intérieur sont liés en tête par l'intermédiaire des axes ertrèmes(23) à des vérins alternatifs (3) qui ont tous les mêmes caractéristiques mécaniques et sont alimentés par la même source de façon à ce que les lamelles intérieures se trouvent toujours à mi-distance des lamelles extérieures pendant tout le mouvement de pliage. c) Un système de vérins (31) permettant de faire rentrer et de sortir du système extérieur les lames (3G) du système intérieur. d) Un système de vérins (38) permettant d'actionner un système de poussoirs-ventouses (37) destiné à repousser puis à aspirer les volets (2). 5 - Machine pour faire les boîtes à deux soufflets seulement, conformément à la revendication 4 mais caractérisée en ce que le système intérieur se réduit à une seule lame (30) située à ml-distance des lamelles centrales du système extérieur. La lamelle (SO) est supportée par un vérin alternatif qui permet à cette lame de rentrer et de sortir du système extérieur. Enfin, l'axe médian (23) situé sur la 6arbre(25) est fixe par rapport à cette barre 6 - Machine à façonner les boîtes ne comportant qu'un seul soufflet, conçue conformément à la revendication 4, mais caractérisée en ce qu'elle ne comprend que trois lamelles extérieures, dont les deux ex trêmes avec redans (29) et une lame centrale (26). Le système intérieur est supprimé.