Brevet FR2598187A1 — publié le 19871106

La présente invention concerne une technique de verrouillage, sans collage ni agraphage, d'un assemblage, à base de carton ondulé, ou tout autre produit similaire, tel que l'"AKILUX" (Fig.l), qui est un profilyextrudé polypropylène, dont la structure est voisine de celle d'un carton ondulé, ou telle que des cartons compacts. L'industrie du carton est dominée depuis des années par la fabrication de caisses destinées a faire des groupages de transport. Ces caisses sont de type "caisse américaine", caisse trois pièces å rabat ou couvercle. Pour fabriquer des caisses, on part d'une plaque de carton que l'on découpe d'abord, puis que l'on plie et assemble. L'assemblage de ces caisses, leur fermeture, utilise, soit le collage, soit le banderollage papier ou film plastique adhésif, soit l'agraphage. De plus en plus, avec l'augmentation des cadences, on a cherché a supprimer, chaque fois que cela était possible, les accessoires d'assemblage qui sont la cause de la complication des channes et on les a remplacées par des découpes spéciales, adaptées a chaque problème, ét utilisant au mieux l'anisotropie des caractéristiques mécaniques du matériau employé.Cesdécoupes permettent, lors du montage de la caisse, de verrouiller des assemblages sans utiliser, ni agraphes, ni colle, ni papier collant, ni film adhésif. D'une façon générale, ces solutions sont destinées a des emballa- ges, et on a cherché l'efficacité avant l'esthétique, et, souvent, les assemblages laissent apparaître des ouvertures disgracieuses. Parallèlement, l'emploi d'un profilé de polypropylène extrudé a rendu quasiment indispensable l'emploi d'assemblages a base de découpes. En effet, le collage est difficile et l'emploi d'agraphes ou de ruban adhésif doit être limité à ce qui est strictement nécessaire, car c'est un matériau cher qui sert pour des applications autres que l'emballage, telles que présentoirs, casiers de stockage, cartables... Le produit est livré à plat, non monté, et, comme c'est l'utilisateur final qui fait le montage, il faut qu'il puisse le réaliser sans utiliser d'accessoires. On peut, bien sBr, faire le montage en usine, mais, à ce moment-la, on crée un volume coûteux et fra gille à transporter, puisqu'il est vide. On peut aussi monter en usine des accessoires tels que boutions pression, qu'il est ensuite simple d'assembler, malheureusement, c'est une opération croûteuse. La présente invention propose un mode d'assemblage comprenant un verrouillage sortant directement de la découpe de la plaque, sans qu'il soit nécessaire de faire, ensuite, quelque reprise que ce soit. La figure 1 représente un fragment plaque de matériau type "A KILUX". La figure 2 représente une vue de profil d'une plaque fléchie sous l'action d'une charge linéaire (36). La figure 3 représente la vue de profil d'une plaque après flambagel sous l'action d'une charge linéaire; en pointillé, nous avons représenté le profil de la plaque juste avant son flambage, avec un rayon de fléchissement critique. La figure 4 montre les pièces d'assemblage constituées une languette (3) et-d'une fente (19) suivant l'invention, avec assemblage par translation. La figure 5 montre un détail de via fente (19) et son prolongement (16). La figure 6 montre un cas extreme de prolongement (16) de la fente (19). La figure 7 montre un double système de verrouillage suivant l'in- Invention. La figure 8 montre '4Iouble verroutllage avec un double guidage central suivant l'invention. La figure 9 montre un verrouillage suivant l'invention avec assemblage par rotation. La figure 10 montre la déformation de l'ekcroissance (43) pendant la phase d'assemblage. La plaque (Fig. 1) est définie par une ou plusieurs couches de ma tériaux -rigides, compacts ou alvéolaires, limitée par deux plans parallèles (41) et (42) dont la distance représentant son épaisseur (40) est de l'ordre de 1% a l%o de sa plus grande dimension. Comme nous l'avons dit précédemment, le -cartonondulé, 1'"AKILUX" , le carton compact ou la feuille de PVC rigide, répondent à ce critère, mais la liste des matériaux simples ou composites qui peuvent etre employés n'est pas limitative. La plaque prise en considération est suffisamment rigide pour qu'el- le puisse se déformer par élasticité jusque un certain seuil au delà duquel il y a déformation permanente. Ai on place la plaque (35), (Fig. 2) sur deux supports (33) et (34) parallèles, et qu'on applique une charge progressive perpendiculai re au plan de la plaque et répartie suivant une ligne parallèle (36) telle des supports, on obtient d'abord un fléchissement de de la plaque qui prend la forme d'un cylindre dont les génératrices sont parallèles à la ligne de cherge. Nous considérons le rayon de courbure moyen (37) de la plaque fléchie au point d'application de la charge (36) :il a une valeur qui diminue quand la charge augmente, puis, a un moment donné, il y a flambage de la plaque. Nous appellerons rayon de flexion critique (38),(Fig. 3) dans une direction donnée, en l'occurence celle de la ligne de charge (36), le rayon minimum audessousauquel il ya flambage (39) de la plaque. Nous considérons d'une part, (Fig. 4), une plaque (1) d'épaisseur "el", dans laquelle nous voulons ancrer, perpendiculairement une autre plaque (2), d'épaisseur "e2" munie d'une languette d'ancrage (3). Cette languette a une forme sensiblement rectangulaire comprenant notamment une découpe latérale rectiligne (4) d1une longueur de l'ordre de 10 fois l'épaisseur "el". t'autre découpe latérale comporte un profil particulier comprenant une excroissance (43), (Fig. 4), une rampj53faiblement inclinée de l'ordre de 25 à 35 X par rapport à la découpe (4), une rampe (6) inversée par rapport à la rampe (5) et fortement inclinée superieureå 150% par rapport à la découpe (4); enfin, une découpe (7), parallèle à (4) pour terminer la languette (3) et la raccorder à la plaque (2) La largeur (8) dé la languette (3), å son extrémité est inférieure ou égale à la largeur (g) entre les découpes (7) et (4).La longueur (13) du segment (7) est choisie supérieure ou égale à rre 1 riz Dans la plaque (1), nous faisons, d'une part, une fente (19) de largeur (11) égale à "e2" et de longueur (12) égale à la largeur (9) de la languette. Cette fente est destinée à recevoir la languette (3). L'extrémité (14) de la fente servira de guide à la découpe rectiligne (4). Par contre, l'extrémité (15) ne permet pas le passage de la rampe (5). On prévoit donc de prolonger l'extrémité (15) par une fente (16) comme indiqué Fig. 5. Suivant un mode de réalisation, la fente (16) est formée de dey rocs de cercle (17) et (18) concentriques, distants de "e2", dont le rayon moyen est supérieur au rayon critique de la plaque C2), suivant une direction parallèle à la découpe (4); les deux cercles (17) et (18) ont leur centre disposé de telle sorte qu'ils sont respectivement tangents à chaque bord de la fente (19) et que le point de contact (20) des cercles soit à une distance telle du. bord (15) que le cercle (18) le coupe environ en son milieu. Lorsque nous présentons perpendiculairement au plan (1) (Fig.10) la languette (3)enface de la fente (19), la découpe (4) s'applique sur le bord (14) qui constitue un guidage, la rampe (5) vient se positionner à hauteur de l'extrémité (15). Si nous exerçons languette une pression perpendiculaire au plan (1) sur la /le bord (15) fléchit etfta rampe (5) s'engage dans la fente (16); et la faible pente de la rampe (5) joue un role démultiplicateur pour proyoquer le fléchissement progressif de l'excroissance qu'elle forme.Au fur et à mesure que la languette s'enfonce, la déformation s'accentue sans qu'il y ait flambage, puisqu'on n'atteint pas le rayon critique (38).A l'extrémité (21) de la rampe (5) on se trouve pratiquement en contact avec l'extrémité (22) de la fente (16). PUIS, quand,on aborde la rampe (6), l'excroissance repar elasticité vient rapidement vers sa position initiale, le bord (15) venant alors en contact avec la découpe (7). A ce moment-lå,le système est verrouillé; lorsqu'on veut faire le chemin inverse, on;n'a plus l'effet démultiplicateur du fait de la pente, et on obtient un effet de retenue.Dans la pratique, la fente (16) peut etre d'une largeur inférieure à "e2" dans la mesure où la plaque (1) a une souplesse suffisante pour permettre le passage de la languette (.3) par fléchissement des bords. La fente (16) peut meme être réduite à un simple trait de découpe (23), -(Fig. 6), partant dans l'anale de l'extrémité (15), son extrémité (24) étant conssupérieure à titué un trait de découpe de longueur / e2 perpendiculaire à t23). L'intéret du système es-t. que lorsque la fente (23) est. refermée après avoir laissé passer les rampes (5) et (6), on re trouez une surface continue. De même, la fente (16) n'est pas obligatoirement constituée d'arcs de cercle tangents, dans la mesure où les bords de la fente (19), l'extrémité (15) et les bords de (16) sont susceptibles de se déformer plus ou moins en fonction des pressions exercées par la languette (3) de manière à ce que cette dernière puisse fléchir dans la zone des rampes sans que jamais les rayons de courbure puissent passer endessous des rayons critiques (38) Nous avons décrit languette (3) pénétrant dans la fente suivant un mouvement rectiligne perpendiculaire au plan (1). On peut remarquer qu'il n'y a pas de retenue du côté (14) et qu'il pourrait etre intéressant, pour certaines applications-, d'avoir la même retenue, comme le montre la figure 7. On notera, cependant, que, si. la languette est mal guidée, on risque d'avoir des diffi cultés pour enfoncer la languette, qui se mettra de travers. I1 est préférable, dans certains cas, d'avoir un double guidage can. tral, comme le montre la figure 8. On a étudié jusqu'a maintenant lé cas d'une languette que l'on enfonce d'une manière rectiligne. On peut imaginer que la lan guette pénètre dans la fente (19) suivant untrajectoire circu laire dont l'axe de rotation (30) est perpendiculaire à l'axe de la fente (19), (Fig. 9). La découpe de guidage (25) est un arc de cercle centré au centre de rotation (30), la rampe t26) est une fraction de spirale s'é- s'é- lorgnant du centre de rotation (30) tandis que la rampe (27) s'en rapproche rapidement jusqu'à retondre la découpe (28) qui est un arc de cercle (31) centré en (30),le point (29) extrémité de la rampe (26) étant lui-meme situé a l'intérieur ou sur le cercle (31). D'une façon générale, on admettra (Fig.4),pour la languette,une longueur totale (10) au sommet de l'excroissance supérieure à la largeur (9) d'une valeur d'environ 2a4 "e2". I1 en est de même dans le cas d'un encastrement en rotation;le sommet (32)(Fig.9) de la rampe (26) est aussi à une distance de 2à4 "e2" de l'arc de cercle (31), REVENDICATIONS 1 - Assemblage de deux plaques perpendiculairement l'une à l'au tre, caractérisé en ce que la plaque (1) comporte une fente rec tiligne (19) prolongée dans une de ses extrémités (15) par une fente (16) ayant une direction générale différente, de longueur égale ou supérieure a la largeur de l'excroissance (43), en ce que la plaque (2) possède une languette (3) dont l'un des cotés comporte une excroissance (43) formée d'une rampe (5) à faible pente et d'une rampe (6) de directIon inverse à forte pente, de manière à ce que lors de l'enfoncement de la languette (3) dans la fente (19) de l'excroissance (43) gracie au guidage de l'extré mité (14) sur la découpe (4) soit d'abord fléchie dans sa zone élastique par action de la fente 16) sur la rampe (5) qui joue un effet démultiplicateur, puis ensuite relâchée lors du passage de la rampe (6) qui constitue, en fin d'enfoncement de la lan guette, la retenue de l'assemblage, en ce que le profil de la fente (16) est déterminé en fonction des rigidités de chacune des plaques pour que, lors du passage de l'excroissance (43) à travers la fente, les rayons de flechissement critique (38) ne soient jamais atteints. 2 - Assemblage suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la rampe (5) a une pente de 25 a 35 X, la rampe (.6) a une pente inverse supérieure å à 150 X par rapport à la découpe de guidage C4), en ce que l'excroissanoe (43) a une hauteur de l'or dre de 2 a 4 fois l'épaisseur "e2" de la languette (3), en ce que l'extrémité (24) de la fente (23) a une longueur supérieure à "e211. 3 - Assemblage suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la languette possède deux excrois sances (43) et que la fente C19) possède deux fentes (16) pro longeant les extrémités (14) et (15).