Brevet FR2639034A1 — publié le 19900518

C&le de conditionnement de type découpé, machine de découpe pour une telle caie et procedé d'utilisation d'une telle câle. La présente invention concerne une cale de conditionnement de type découpé, machine de découpe pour une telle c&le et procédé d'utilisation d'une telle cale. Elle trouve application dans le domaine de l'emballage. plus particulièrement de pièces fragiles dont la fragilité est déterminée. Dans l'art antérieur, on connaît un certain nombre de possibilités de calages d'un objet fragile dans une caisse en carton par exemple. Ainsi, on connaît une solution qui consiste à protéger les coins d'un produit à emballer dans une caisse en disposant aux angles du produit des coins en polystyrène expansé. D'autres 1S matériaux sont utilisés également. Une telle solution permet d'une part d'écarter le produit emballé des parois de la caisse d'emballage, et d'autre part d'amortir dans une certaine mesure des chutes du paquet constitué. Selon une autre solution, on enveloppe le produit entre au moins deux coques moulées en matériau souple. L'ensemble du produit et des coques de protection est introduit à l'intérieur de la caisse d'emballage. Ces solutions de l'art antérieur présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, le procédé d'emballage, c'est-à-dire la suite des opérations permettant d'introduire un produit et son calage à l'intérieur d'une caisse d'emballage, est difficilement automatisable du fait des assemblages complexes et multiples qu'exigent les calages de l'art antérieur. Dans la demande de brevet h088.00879 du 26 janvier 1988 déposée au nom du présent demandeur, on a décrit un procédé d'emballage et un nouveau type de cales tout à fait propres à 1. permettre une robotisation de l'emballage. Dans cette demande, on a aussi décrit le moyen de réduire notablement le coût de l'emballage dans le cas d'objets fragiles et euxmêmes relativement couteux. En particulier, la présente invention et l'invention décrite dans la demande précitée ne présentent que peu d'avantages dans le cas de produits en vrac, de peu de valeur et de fragilité réduite ou indifférente. La présente invention permet d'améliorer les possibilités de l'emballage. En effet, elle concerne une cale de conditionnement en mousse découpée, caractérisée en ce qu'elle entoure au moins partiellement le produit à emballer, des charnières étant constituées par des découpes de formes déterminées. La présente invention concerne aussi une machine de découpe de mousse spécialement adaptée mais non exclusivement à la formation de charnières selon l'invention. Une machine de découpe selon l'invention comporte un organe de coupe monté sur un dispositif de déplacement rectiligne, lui-même monté sur un dispositif pouvant basculer autour d'un axe. L'invention concerne aussi un procédé d'utilisation d'une cale selon l'invention. En effet, pour emballer un produit, une câle découpée selon l'invention est disposée en face d'un conformateur d'emballage dont elle est séparée par une enveloppe d'emballage non formée. Le produit à emballer est ensuite déposé sur la cAle et l'ensemble cale-produit vient au contact de l'enveloppe non formée. Enfin. l'ensemble produit- cAle-enveloppe est formé dans le conformateur et l'ensemble fermé. D'autres avantages et caractéristiques selon la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures qui sont: - es figures 1 à 4: des modes de réalisation selon l'invention de cales découpées, - 'a figure 5: un scenéma permettant de décrire le procédé d'utilisation selon l'invention, - les figures 6 à 7: des modes de réalisation selon l'invention de câles découpées, - la figure b: un schéma représentant une machine de découpe selon l'invention. A la figure 1, on a représenté trois vues d'une première câle selon l'invention. Les deux vues a et b sont des vues de face et de côté de la câle dépliée seule. La vue c est une vue de face d'une partie de la coupe de l'ensemble câle, produit et emballage. Dans la vue a, la câle 1 comporte une fente 2 destinée à former charnière lors du pliage de la câle pendant l'opération d'emballage. Dans ce mode de réalisation, une fente comporte une première section verticale 4 et une seconde section horizontale 5 de façon à constituer une fente en T. I1 existe donc une charnière de ce genre à chaque zone de pliage prévue. Sur la vue b qui est une coupe selon 6 de la câle seule, on constate qu'une câle selon l'invention comporte une gorge 7 creusée dans la masse de la câle et visible en 7 sur la vue a en traits interrompus. Cette gorge est destinée à recevoir le produit à caler. Sur la vue b, on constate aussi que la base 8 de la câle est de section réduite. Cette disposition non obligatoire présente l'avantage de permettre l'empilage des câles formées selon l'invention avant leur utilisation dans le procédé d'emballage. On permet ainsi d'économiser un fort volume de stokage sur les lieux de manutention avant le conditionnement des produits. Une telle disposition est donc particulièrement avantageuse dans le cas de l'emballage de produits fabriqués en masse. L'ensemble des câles en mousse découpées, emboitées les unes dans les autres, peut aussi être comprimé dans un conteneur qui permet ainsi de réduire encore plus le volume de stokage. A la vue c de la figure 1, la câle 1 est visible en coupe installée dans la caisse en carton 9. Une telle caisse comporte cinq faces assemblées de façon permanente par emboitage de découpes ou collage des bords de recouvrement et deux ou quatre rabats. Le produit i5 est installé dans la gorge 7 et, ainsi qu'on le verra plus loin dans la description, est déposé directement avec la c&le I dans la caisse en carton 9. En disposant convenablement le carton par la face portant les rabats de iS fermeture, les charnières comme la charnière 2, permettent de plier la c&le en quatre pans. Les dimensions respectives de la gorge 7, du produit i5, des pans 12 et 13 et de la caisse 9, permettent de disposer en appui sur les faces verticales de la caisse 9 les pans 12 et 13 de la câle découpée. Il est clair qu'un quatrième pan non représenté ici, peut être disposé aprés le pan 12 de façon à être rabattu par les rabats , il et à ceinturer entièrement le produit 15. A cette fin, une troisième cnarnière doit être pratiquée dans un supplément de longueur de câle. Une fois les rabats fermés, on constate qu'en une seule opération l'ensemble câle-produit-caisse peut être fermée et utilisée en manutention. On remarque aussi que la forme de la charnière en T joue un rôle particulier dans le calage. Ainsi, les bords 4a et 4b de la partie verticale 4 de la charnière 2 se sont écartées à 90' l'un de l'autre. Il en découle qu'une portion importante des coins de la caisse d'emballagecomme le coin 16, sont entièrement dégarnis de mousse. Ainsi, l'énergie de tout choc sur les coins (ce qui est la situation la plus probable au cours d'une chute dûe à une erreur de manipulation) n'est pas transmise au produit emballé par l'intermédiaire de la câle. On remarque aussi que la longueur 18+19 de la barre horizontale du T est équilibrée au dessin, c'est à dire que la longueur 18 de la partie gauche du T est égale à la longueur 19 de la partie droite du T. Si l'on désire augmenter la longueur d'appui du pan 13 sur la face en regard de la caisse en carton 9, il faut que la longueur 18 soit raccourcie pour iC la charnière 3 limitant le pan 13 à droite et que la longueur correspondante 18 de la charnière 2 limitant le pan 13 à gauche soit allongée. A la limite, les fentes charnières peuvent affecter la forme d'un L inversé ou d'un gama grec. A la figure 2, on a représenté trois vues a, de face, b. de coté d'une câle découpée selon l'invention et c, de face mais pliée dans une caisse vue en coupe partielle. La câle comporte une gorge 21 percée dans l'épaisseur 20 de la matière qui la compose. A la vue a on a représenté un nouveau dessin de charnière constitué de deux barres horizontales 22, 23 inégales ou non, disposées de part et d'autre d'une barre verticale 24. Les trois barres sont obtenues par une découpe de la matière avec le plus souvent un enlèvement de matière. Ainsi, quand la câle est dépliée, elle comporte des fentes vides de matière aux droits des charnières que les fentes constituent elles-mêmes. A la vue c. la cale est représentée repliée, une fois installée dans le contenant 26. Un contenant peut être une caisse en carton. La coupe de la vue c permet de constater que le coin du produit dépasse dans la zone occupée par la charnière composée des fentes 22 et 23. La fente 24 s'est élargie en une zone vide 25 dans laquelle le coin correspondant du produit conditionné peut se placer sans difficuités. On remarque que l'asymétrie du dessin relativement aux longueurs 27 et 28 de câle en contact avec les parois du contenant sont causées par les différences de longueur des fentes horizontales 22 et 23. Cette asymétrie peut être exploitée dans certaines applications o l'on désire que les longueurs en contacts de la câle et du contenant ne soient pas égales sur les quatre faces. A la figure 3, on a représenté une câle en trois vues a, b, c o10 comme précédemment mais la fente est ici constituée par une découpe volumique de matière et non plus une découpe relativemernt linéaire comme c'était le cas aux figures i et 2. La charnière est ici constituée par une découpe en trois passes d'un outil le long de lignes 32, 33. 34. Il est clair que d'autres enlèvements de matière peuvent être pratiqués en particulier en deux passes selon deux arcs de courbe concoaves dont les centre de courbures sont à peu près confondus ou, à tout le moins, disposes à proximité du centre de pliage de la charnière désirée. De même. la profondeur de la découpe, ou la distance qui sépare le fond de la gorge 31 qui doit recevoir le produit à caler et la partie la plus proche de la fente peut être réglée selon les désirs de l'utilisateur. En particulier, si l'on désire que le coin du produit à caler ne soit pas dégarni de mousse de calage, la partie la plus proche de la fente (36 au dessin) dirigée vers la gorge 31 ne débouche pas à l'intérieur de celle-ci. A la figure 4, on a représenté en deux vues a et b un emballage propre à réaliser le conditionnement selon le concept de l'invention en cale découpée. Sur un carton épais 40. on dépose par une fixation comme un collage une câle découpée 41. Cette câle est collée sur le carton par la face. externe 42 de sa partie rétrécie 42. Le carton comporte aussi des rabats 44 à 47 sur lesquels aucune partie de câle 41 n'est fixée. Le carton 40 est découpée en forme de croix de façon à E constituer après pliage: S urn fond 48. S quatre faces latérales 49 à 52. une face supérieure ouverte fermable par les rabats 44 à 47. Les bords de chacun de ces panneaux de carton sont o10 légérement prolongés par des parties pliables non représentées au dessin de façon à venir se disposer sur le coté interne du panneau voisin quand le montage est refermé. Ces bords portent des moyens de fixation comme des découpes à emboitement ou une couche de colle déposée juste avant l'opération de pliage. i5 Deux panneaux comme le panneau 52 et le panneau 48 sont raccordés l'un à l'autre par des parties linéaires plus étroites marqué à la vue a par des traits courts quand ils sont visibles, qui forment des amorces de pliage. A la figure 5, on a représenté une étape de réalisation du procédé de conditionnement qui met en oeuvre l'invention. Un conformateur 55 est vue en coupe. Il comporte une cavité 56 dont la forme est celle de la caisse que l'on désire obtenir. Au dessus de cette cavité 56. on trouve une section de chargement 57 en forme de trémie ou de forme conique à travers laquelle est introduit l'ensemble de conditionnement. La câle 58 et son carton 59 qui est destiné, une fois conformé, à lui servir de contenant. sont amenés par un automate (robot, bras manipulateur ou dispositif de transfert non représenté au dessin) au dessus de la zone de chargement 57. L'ensemble est positionné de façon à ce que les zones charnières 60 et 61 soient chacune en regard des faces verticales 62 et 63 de la cavité 56 du conformateur 55. Puis, un second automate amène au dessus de la câle le produit 64 à conditionner. Pour celà, l'automate dépose le produit 64 dans la gorgoe 65 creusée dans la câle 58 ern position exacte désirée, ici entre les deux charnières 60 et 61 qui iimitenty- sur la câle le fond de l'emballage. Par gravité et frottements. l'ensemble produit 64-câle 58 et carton 59 descend dans la zone de chargement 57 puis dans la cavité de conformation 56 du conformateur 55. Au cours de cette descente selon la flèche 70. les charnières et 61 s'ouvrent progressivement, les faces latérales 66 et 68 du produit étant progressivement insérées dans la gorge 65 qui court tout le long de la cale, les côtés de la cale se refermant selon les flèches 71 et 72 par le glissement sur les faces 62 et 63 de la cavité 56 du conformateur 55. Enfin l'emballage atteint sa position. de repos, la face inférieure 48 du contenant reposant sur la face basse de la cavité 56. Les deux charnières 60 et 61 sont alors ouvertes. Mais la charnière 75 est encore fermée, la face 54 du carton d'emballage étanty encore dressée verticalement hors du conformateur. Pour terminer l'opération de conditionnement il faut rabattre la face 54 de l'emballage sur la face supérieure 69 du produit 64. Pour celà. il faut un automate qui vienne exercer une force de rabattement selon la flèche 74 sur la face 54, ce qui a pour effet de plier la charnière 73 en position ouverte et d'insérer la face supérieure 69 du produit 64 dans la gorge 65 de la cale 58. Enfin les rabats du colis sont fermés et fixés par un moyen autocollant par exemple. La description porte sur une introduction de l'ensemble cAle- produit par gravité et donc dans une direction verticale. mais cette disposition n'est pas exclusive. il est possible aussi d'utiliser un automate de transfert qui introduit l'ensemble dans son contenant. Si le colis comporte un moyen de préhension, il est alors aisé de l'extraire par, un robot ou un bras manipulateur du conformateur 55. S On remarque que l'opération est entièrement automatisablé, rapide et sure. A la figure 6, on a représenté un autre mode de réalisation selon deux vues a et b à deux moments de l'exécution du procédé de l'invention. La c&le 80 à la vue a comporte deux charnières 81 et 82 en forme de "7" réciproques. A la vue b, on a représenté une coupe partielle d'un colis constitué avec une telle câle. Le produit 83 est installé dans iS la gorge de la cale et le tout est dans un contenant rigide 84. On remarque que la forme des charnières a pour effet de permettre que la face 85 de la câle en contact avec le fond 86 du contenant soit élargie par rapport aux autres cales. Comme la face du fond est la plus sollicitée en usage normal, il est avantageux d'augmenter la quantité de mousse de calagó à cet endroit. A la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation d'une câle découpée selon l'invention. En effet. dans certaines applications, il est souhaitable que les coins de l'emballage ne soient pas dégarnis de matière de façon à conserver une forme régulière malgré des manipulations agressives. A cette fin, la câle 86 comporte des charnières comme les charnières 87 et 88 qui affectent la forme de coins. Chaque coin comporte une pointe 89 et un corps 90 qui se raccorde au reste de la câle 86 par deux découpes 91 et 92. Les découpes sont fines et terminées par une sphère 93 ou 94 qui évite que la fente linéaire ne se propage dans la masse de la câle. A4 la vue b, on a représenté la même câle ô6 installée dans son contenant 95. Les deux charnières 86 et 89 occupent les coins de l'emballage conformé. Pour obtenir ce résultat, l'angle du coin 89 doit avoir la valeur de celui ou coin de l'emballage, ici 90 . De plus, pour obtenir un effet de garnissage complet, la hauteur excédentaire 1 du corps relativement au fond 96 de la câle doit avoir pour valeur au moins 2ia si a est la largeur du corps. Une valeur juste égale permet d'occuper l'espace libre et une valeur un peu supérieure permet de travailler avec une légère compression des coins de l'emballage. A la figure 8, on a représenté un schéma d'une machine de coupe particulièrement apte à découper les charnières des cales selon l'invention. On sait déjà couper les mousses de polyetylène avec des fils vibrants par exemple comme le fil 100 monté sur un bâti 101. Ce bâti 101 est monté sur un statif 102 par l'intermédiaire d'un organe 103 permettant le pivotement du bâti 101. Cette rotation avec un rayon de grande amplitude permet de réaliser les parties horizontales des découpes comme la partie 3 de la charnière 2 de la figure 1. Le statif 102 peut glisser le long de rails 104 et 105 de façon à permettre une translation verticale du fil 100 et de réaliser une découpe verticale comme celle 4 pour la charnière 2 de la figure 1. On réalise ainsi à moindre frais une machine à 1 seul degré de liberté avec une commande minimale pour la taille des charnières selon l'invention. REVENDICATIONS. i. Câle de conditionnement en mousse découpée, caractérisée en ce qu'elle entoure au moins partiellement le produit emballer, des charnières étant constituées par des découpes de formes déterminées dans au moins une partie de l'épaisseur de la cale. 2. Câle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière est constituée par une fente en Té dont la barre verticale est perpendiculaire au plan du fond de la cale. 3. Cale selon la revendication 2, caractérisée en ce que la barre horizontale du Té débouche au moins en partie dans la gorge pratiquée sur la cale pour réaliser le calage du produit. 4. Cale selon la revendication 3, caractérisée en ce que la barre horizontale du Té est en deux parties disposées à des hauteurs différentes dans l'épaisseur de la cale. 5. Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière est constituée par un enlèvement de matière dans l'épaisseur de la cale du coté externe de la courbure de la cale une lois celle-ci pliée. 6. Cale selon la revendication 1. caractérisée en ce que la charnière est constituée par une forme en "7" destinée à répartir de manière préférentielle de la matière de la cale vers l'un au moins des coins de l'emballage. 7. Cale selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux charnières (81, 82) disposées symétriquement de part et d'autre d'un coté (84) de la cAle. 8. Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière est constituée par au moins une excroissance (90) ii séparée du reste de la câle par au moins une fente (91), de façon à venir remplir un coin (87) de l'emballage. 9. Machine de découpe pour fabriquer une câle dans un mat.ériau compact selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de coupe (100) monté sur un dispositif de déplacement rectiligne (102), lui- même monté sur un dispositif (103) pouvant basculer autour d'un axe. o10 10. Procédé d'utilisation d'une cale selon l'une des revendications i à 9, caractérisé en ce qu'il consiste pour emballer un produit: - à disposer une cale découpée selon l'invention en face d'un !5 conformateur d'emballage dont elle est séparée par une enveloppe d'emballage non formée, - le produit à emballer est ensuite déposé sur la cale, - puis l'ensemble cale-produit vient au contact de l'enveloppe non formée. - enfin, l'ensemble produit-câle-enveloppe est formé dans le conformateur et l'ensemble ferme.