Brevet FR2826345A1 — publié le 20021227

La présente invention concerne une cale d'emballage obtenue par la découpe avec des fils chauffants d'un bloc de matière plastique, notamment de matière plastique expansée. Il existe déjà de telles cales d'emballage, formées d'un volume parallélépipédique rectangle. Ces cales servent à l'emballage de produits très divers, par exemple des plaques ou des éléments de mobilier démontés. Ces cales sont placées autour des bords des produits regroupés et l'ensemble reçoit un film de matière plastique rétractable ou étirable ou encore rubanée. La présente invention a pour but de développer de telles cales offrant une surface d'appui importante avec un volume de matière réduit, tout en étant simples à fabriquer à partir d'un bloc de matière expansée. A cet effet, l'invention concerne une cale d'emballage du type défini ci-dessus caractérisée en ce qu'au moins l'une des faces de la cale a une section formée d'une succession de segments concaves et convexes. On obtient ainsi une face de cale ayant une surface apparente importante, c'est-à-dire la surface inscrite dans le polygone circonscrit à la section de la face de la cale. La face de la cale correspondant à la section formée de la succession de segments concaves et convexes a la forme d'une nappe cylindrique s, c'est-à-dire d'une surface engendrée par une génératrice et s'appuyant sur une courbe. La génératrice qui engendre cette surface est le fil chauffant découpant la face. Selon l'invention, les segments concaves et convexes forment une courbe continue susceptible d'avoir des points angulaires. Cette courbe est, dans le cas le plus simple, une courbe de type sinusoïde. Il peut également s'agir d'une succession de segments de droite formant un profil en dents de scie ou en profil crénelé. De façon avantageuse pour des raisons de fabrication et d'utilisation, deux faces homologues de la cale ont des sections parallèles. Cela facilite la fabrication car la découpe des deux faces à sections parallèles se fait à l'aide de deux fils chauffants parallèles et conservant leur intervalle. L'invention n'exclut pas la fabrication de cales ayant des faces homologues avec des sections antiparallèles ou plus généralement des sections différentes. De façon intéressante, pour réduire le volume de matière, quatre faces c'est-à-dire deux paires de faces homologues ont une section formée de segments concaves et segments convexes. Ces formes peuvent être identiques mais il est également possible de réaliser des sections de formes différentes, d'autant plus que les deux paires de faces homologues sont découpées par des en sembles de fils chauffants différents. Enfin il est également possible que les trois paires de faces de la cale aient des sections formées d'une succession de segments convexes et de segments concaves. Les cales selon l'invention permettent une économie importante de matière tout en ayant la même fonction de calage qu'un emballage puisque ce calage ne dépend pas de la surface totale de la face appliquée contre un objet mais de la répartition de cette surface dans un polygone ou, plus généralement, dans une courbe circonscrite, ayant elle une surface aussi grande que possible. L'invention concerne également un procédé de fabrication de telles cales. Selon ce procédé, on découpe les cales dans un bloc de grandes dimensions en découpant simultanément avec un même fil chauffant les deux faces de deux cales adjacentes dans le bloc, les segments convexes d'une section de l'une des faces correspondant aux segments convexes de la section de l'autre cale et inversement. De manière particulière, on découpe les cales et on les laisse en place dans le bloc après leur découpe et on maintient l'ensemble du bloc assemblé par un emballage pour son stockage ou sa manutention et l'expédition vers l'utilisateur. Les cales au sens de la présente invention sont des volumes inscrits dans un volume à six faces et, en particulier, un parallélépipède notamment un parallélépipède rectangle. Ces volumes sont les plus simples à réaliser. Toutefois l'invention n'exclut pas des volumes à six faces, irréguliers, par exemple des faces inscrites dans un polygone à quatre cotés, irréguliers et, en particulier, un trapèze. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une cale d'emballage selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'une face de cale selon l'invention intégrant différentes formes de contours, - la figure 3 est une vue de face d'une forme simplifiée de cale, - les figures 4,5, 6 sont des vues de face de différentes formes de cales, - la figure 7 est une vue de face de deux cales assemblées particulières, - la figure 8 est une vue en perspective d'un bloc découpé en cales, - les figures 8A, 8B, 8C montrent respectivement les traces de découpes du bloc de la figure 8, pour obtenir différentes formes de faces de cales, - la figure 9 est une vue schématique d'une installation pour la réalisa- tion de cales d'emballage selon l'invention. Description du mode de réalisation préférentiel La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une cale d'emballage inscrite dans un volume parallélépipédique, notamment un parallélépipède rectangle. Cette cale est obtenue par la découpe de ses faces à l'aide de fils chauffants à partir d'un bloc de matière plastique, notamment de matière plastique expansée. Cette cale est destinée à l'emballage de produits. Cette cale 1 comporte une face avant 2 et une face arrière planes bordées de deux faces supérieure 3 et inférieure 4, ondulées ainsi que de deux faces latérales 5,6 également de forme ondulée. Cette figure montre que le parallélépipède dans lequel s'inscrit cette cale est plus grand que le volume réel du bloc. Mais comme pour les cales d'emballage seul importe le contour extérieur, cela permet un gain important de matière pour un même résultat voire un résultat meilleur du fait d'une certaine élasticité liée à la forme du contour. La figure 2, qui est une vue de côté d'une cale analogue à celle de la figure 1, permet de mieux expliciter le mode de réalisation d'une cale d'emballage selon la figure 1. Cette face 20 de la cale a un contour dessiné en traits pleins et une variante de contour dessinée en traits interrompus. Le côté 21 correspondant à la face supérieure de la cale est formé d'une succession de segments convexes 2 la et de segments concaves 21b s'inscrivant autour d'une ligne moyenne 22 rejoignant les sommets 23,24 de ce côté de la face 20. Il serait également possible d'inverser la concavité et la convexité des segments pour aboutir à un contour 21'avec une succession de segments concaves 21 b'et de segments convexes 2 la'. La forme du côté 25 est également composée de la succession d'un segment concave 25b et d'un segment convexe 25a. La forme du côté 26 est, dans cet exemple, parallèle à la forme du côté 21. Ce côté 26 est composé d'une succession de segments concaves et de segments convexes. Enfin dans cet exemple, le côté 27 est formé d'un segment concave suivi d'un segment convexe. Pour ce côté, on a également représenté la forme complémentaire ou symétrique en remplaçant un segment concave par un segment convexe et inversement. Globalement, cette face 20 de la cale s'inscrit dans un rectangle extérieur 28 alors que, du fait de la symétrie des formes convexes/concaves des segments, la surface de la face 20 de la cale correspond à la surface du rectangle 29. Le gain de matière (en pourcentage), si la cale présente deux faces 20, parallèles comme la cale de la figure 1, sera la différence entre la surface des rectangles 28,29 divisée par la surface du rectangle 29. Si les six faces de la cale ont une forme ondulée, le gain de matière pour un même contour extérieur est encore plus important. Pour simplifier la présentation, on a adopté pour les segments convexes et concaves qui alternent et forment le contour de la face 20, un tracé continu, de type sinusoïdal. On peut également envisager un tracé non régulier ou formé de segments de droites ou de segments de toute autre courbe, en alternant toujours des parties concaves et des parties convexes, même si une partie concave ou une partie convexe est formée par une succession de plusieurs morceaux de segments. Dans le cas de la forme de cale représentée à la figure 2 en traits pleins, on a des contours parallèles deux à deux. Le contour supérieur et le contour inférieur de la face 20 sont parallèles, c'est-à-dire équidistants dans la direction verticale . Il en est de même du contour des faces 25,27 équidistants dans la direction horizontale . Dans le cas du tracé en pointillés, les contours des faces ou côtés 21,26 ne sont plus parallèles mais antiparallèles ou symétriques par rapport à l'axe horizontal du pavé. Dans ce cas, le gain de matière par rapport au premier contour reste le même puisqu'une partie concave est chaque fois remplacée par une partie convexe et inversement. Cela correspond à l'hypothèse de segments singuliers. La figure 3 montre une autre variante de forme de la face 30. Cette face 30 a un côté supérieur 31 et un côté inférieur 33, parallèle, formés l'un d'un segment convexe 3 la suivi d'un segment médian concave 31b et d'une partie convexe 31c correspondant sensiblement à la moitié du segment convexe 31 la. Le côté 33 a une forme parallèle à celle du côté 31. Cette forme se compose d'un segment concave 33a et d'un segment convexe 33b suivi d'un segment concave 33c correspondant sensiblement à la moitié du segment concave 33a. Les deux autres côtés 32 et 34 sont parallèles et droits. La face 30 est inscrite dans un rectangle extérieur 35 et les deux côtés 31,33 ont un axe de symétrie 36,37. Le gain de matière de cette cale dont les deux faces homologues 30 sont parallèles planes et les autres faces également parallèles mais avec la forme des contours 31,32, 33,34 tels que dessinés à la figure 3 est alors le suivant : La hauteur Hex est celle du côté du rectangle 35 et la hauteur Hint est la distance séparant les axes de symétrie 36,37. La figure 4 montre une autre forme de face de pavé 40 dont les deux côtés 41,43 homologues sont dentelés et parallèles et les autres côtés 42,44 sont droits. La figure 5 montre une face de cale 50 dont les côtés 51,53 sont formés de segments de droite imitant des ondulations et les côtés 52, 54 sont droits. La figure 6 montre une face de cale 60 de type voisin de la forme de la figure 3 avec des côtés 61,63, ondulés et deux autres côtés 62,64, plats. Enfin la figure 7 montre deux cales 70,80 ayant un côté complémentaire 73,81 alors que les autres côtés 71,72, 74 sont droits. Pour la cale 80, la situation est analogue. Le côté 81 est ondulé alors que les côtés 82,83, 84 sont droits. Les formes de faces de cales décrites ci-dessus peuvent s'appliquer à une face ou à deux faces correspondantes ou à quatre faces ou aux six faces du parallélépipède dans lequel s'inscrit la cale. Ce parallélépipède représenté ci-dessus sous la forme d'un parallélépipède rectangle peut également être un parallélépipède de nature différente. Les figures 8,8A, 8B, 8C montrent schématiquement la réalisation de cales d'emballage selon l'invention. La figure 8 montre un bloc 100C dans lequel ont été découpées des cales 101,102, 103 maintenues assemblées sous la forme d'un bloc. Ces cales ont été découpées par des fils chauffants dans le bloc 100C. L'ensemble n'est pas dérangé par la découpe et reste en place pour être emballé et maintenu réuni par exemple par un film rétractable ou étirable pour être transporté jusque chez l'utilisateur qui défait l'emballage et utilise les cales. La figure 8A montre la trace 200 (TR-VL), horizontale ondulée réalisée par un fil chauffant, vertical, selon l'orientation du bloc de la figure 8 et qui a découpé un contour ondulé 200 autour d'une ligne moyenne 201. Cette ligne moyenne est parallèle à la direction longitudinale du bloc 100C, elle pourrait également être inclinée différemment. De même les excursions du tracé 200 pourraient ne pas être régulières tout au long de la ligne 201. La figure 8B montre la trace 300 (TR-HL) laissée par un fil chauffant horizontal selon l'orientation du bloc de la figure 8. Cette trace 300 s'inscrit autour d'une ligne droite 301. Cette ligne droite 301 est parallèle à la direction longitudinale du bloc 100C. Elle pourrait également être d'une orientation différente. Enfin la figure 8C montre la trace verticale transversale 400 (TR-VR) laissée par un fil chauffant horizontal descendant à travers le bloc 100 maintenu immobile, le fil chauffant décrivant des ondulations autour d'une ligne moyenne verticale 401. De façon analogue aux autres lignes 201,301, la ligne 401 n'est pas nécessairement verticale mais simplement descendante. Pour faciliter les explications des figures 8A, 8B, 8C, on a seulement représenté la trace laissée par un fil chauffant dans le bloc pour un mouvement relatif entre le bloc et le fil chauffant dans la direction longitudinale pour les figures 8A, 8B et verticale pour la figure 8C. Il est évident que le bloc 100C est découpé simultanément par plusieurs fils chauffants qui décrivent un mouvement longitudinal relatif par rapport au bloc combiné à un mouvement transversal pour créer les segments convexes et les segments concaves dans les côtés des cales découpées. La même remarque s'applique au fil horizontal utilisé pour réaliser la trace 400 à la figure 8C. En cas de fil unique, le bloc 100C avancera chaque fois de la longueur que l'on souhaite donner à une cale. Dans le cas de plusieurs fils verticaux séparés d'une distance correspondant à la longueur des cales à réaliser, le bloc 100C sera maintenu immobile comme précédemment pour la découpe transversale selon la figure 8C puis le bloc avancera d'un multiple de pas (suivant le nombre de fils utilisés). Enfin il est à remarquer que toutes les faces de la cale n'ont pas nécessairement des sections formées de segments concaves et de segments convexes car suivant les applications une surface plane peut, le cas échéant, être utile, voire nécessaire. Dans ce cas, on réalise seulement l'une des traces 201, 301,401 ou deux de ces traces. En revenant à la figure 8, on voit que les cales 101 situées au niveau d'une arrête ou d'un côté du bloc 100C ont une arrête droite et deux faces planes. La cale de coin 102 a au moins trois faces planes qui se rejoignent au niveau du coin et enfin, la cale 103 a au moins une face plane, celle du dessus. La figure 9 montre schématiquement un procédé de découpe d'un bloc en cales selon l'invention. La figure 9 montre un poste de découpe longitudinale pour la fabrication de cales d'emballage selon l'invention. A l'entrée, on a un bloc 100 de matière plastique telle que de la mousse, de grande dimension, comme le bloc utilisé traditionnellement pour la fabrication de cales. Ce bloc est transféré à la vitesse V dans un poste de découpe comportant un premier dispositif de découpe E10 muni de fils chauffants 111 servant à découper le plastique. Ces fils chauffants, dont trois seulement sont représentés, sont portés par un châssis 112 mobile dans la direction transversale, horizontale, comme indiqué par la double flèche TH. Cette composante de mouvement transversal se combine à la composante longitudinale V correspondant au déplacement du bloc 100 à travers le dispositif E10. Les fils chauffants laissent ainsi des traces de découpe dans le bloc correspondant à ce mouvement composé. Ces traces peuvent être des traces sinusoïdales, en dents de scie ou une forme de ce type. Le mouvement transversal TH est de préférence centré sur une position moyenne de repos. En sortie du dispositif de découpe E10, on obtient le bloc 100A formé de tranches verticales dont les faces ont un profil correspon- dant au mouvement de coupe des fils chauffants 111. Seules les faces latérales du bloc 100A (dans le sens longitudinal) ne sont pas concernées par ce mouvement de découpe. Ensuite le bloc 100A arrive dans un second dispositif de découpe à fils chauffants E20 comportant un second ensemble de fils chauffants 113 porté par un châssis 114. Ce châssis, immobile dans la direction longitudinale, effectue un mouvement transversal vertical. Par ce mouvement, on coupe les tranches du bloc 100A dans la direction sensiblement perpendiculaire aux faces des tranches pour obtenir des produits coupés s'étendant alors sur toute la longueur du bloc 100A et ayant des faces non planes, correspondant d'une part au mouvement transversal TH du premier dispositif E10 et d'autre part au mouvement du second dispositif de découpe longitudinale E20. Les éléments ainsi coupés, non référencés, restent groupés sous la forme d'un bloc portant la référence 100B. Ensuite ce bloc 100B passe dans un dispositif de découpe transversale E30 qui effectue un mouvement de découpe verticale transversale, le bloc 100B étant en position arrêtée. Ce mouvement est combiné à un mouvement de translation horizontale TH, de va et vient autour de la position centrale. Il en résulte un tracé vertical transversal correspondant à ce mouvement combiné au mouvement de descente B ou de remontée R. Dans l'installation décrite ci-dessus et selon la procédé de l'invention, les fils chauffants d'un seul ensemble peuvent exécuter un mouvement soit transversalement à la direction longitudinale pour les deux premiers ensembles de fils 111,113 soit seulement pour le fil de découpe transversale 114 du troisième dispositif de découpe E30. Les découpes peuvent également être combinées en ce que les dispositifs E10, E20 effectuent des découpes longitudinales combinées respectivement à un mouvement transversal horizontal et à un mouvement transversal vertical alors que le troisième dispositif E30 n'effectue qu'un mouvement de descente ou de remontée, le bloc étant immobile. Suivant la forme des cales à obtenir dans un seul dispositif de découpe E10 ou E20 comportant généralement un ensemble de fils chauffants, cet ensemble peut être réparti en plusieurs groupes, effectuant chacun un mouvement transversal différent des autres. Dans ce cas, le cadre 112 portant les fils 111 est remplacé par autant de cadres avec chaque fois des fils chauffants que l'on souhaite réaliser de formes de traces dans la direction longitudinale avec une découpe suivant une direction verticale. La même possibilité existe pour le deuxième dispositif de découpe E20. Le troisième dispositif de découpe E30 a été représenté schématiquement par un seul fil chauffant 115 porté par un cadre 116. En fait, on peut avoir plusieurs fils chauffants 115 répartis dans la direction longitudinale (direction générale V de déplacement du bloc), et qui correspondent par exemple à l'écartement des cales à réaliser. Cet ensemble de fils multiples peut être commandé en parallèle pour effectuer un simple mouvement de descente D, le bloc 100B étant arrêté. On peut également lui imprimer un mouvement global transversal TA comme s'il s'agissait d'un seul fil. Dans le cas de plusieurs fils, le pas suivant lequel le bloc 100B avancera entre chaque opération de coupe sera égal à la longueur des cales multiplié par le nombre de fils. Le procédé de découpe et le fonctionnement de l'installation décrits ci-dessus permettent de réaliser des cales s'inscrivant dans un volume de parallélépipède rectangle. Cette forme est obtenue par le mouvement transversal TH ou TV qui s'exécute dans une direction orthogonale à la direction de défilement du bloc V. On peut également réaliser des cales s'inscrivant dans un parallélépipède non rectangle principalement pour les faces d'extrémité réalisées par la découpe à l'aide du dispositif de découpe transversale E30. En effet, si pendant le mouvement de descente du fil chauffant 115 on ne maintient pas le bloc 100B immobile mais qu'on lui communique un mouvement, le fil chauffant 115 se déplaçant dans son plan, on aura une face coupée correspondante, inclinée combinée en plus à une ondulation du profil. La figure 7 et les vues de détails des figures 7A-7C montrent le bloc 100C obtenu en sortie du poste de découpe de la figure 9. Les faces extérieures du bloc sont, de préférence, non concernées par la découpe bien que, en principe, il soit également possible de découper ces faces au moins pour les parties en creux qu'il serait possible de réaliser avec des fils chauffants. Comme déjà indiqué, lorsque l'un des postes de découpe n'utilise pas de composante de mouvement relatif autre pour les deux premiers que le mouvement de déplacement relatif du bloc par rapport aux fils chauffants (les fils chauffants ou le bloc) restant immobiles, ou pour le troisième dispositif E30, le bloc restant immobile et le fil chauffant E15 se déplaçant dans le plan vertical, on n'aura pas les mouvements ondulés qui schématisent une trace autre que les traces rectilignes représentées dans chaque cas. REVENDICATIONS 1 ) Cale d'emballage parallélépipédique, obtenue par la découpe avec des fils chauffants d'un bloc de matière plastique notamment de matière plastique expansée, caractérisée en ce que au moins une des faces (2,20) de la cale a un contour (21,25, 26,27) section formée d'une succession de segments concaves et convexes (21a, 21b, 25a, 25b). 2 ) Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que les segments concaves/convexes sont formés par une courbe continue de type sinusoïde ou une succession de segments droite notamment en dents de scie. 3 ) Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux faces homologues ont des contours parallèles (21,26). 4 ) Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux faces homologues ont des contours antiparallèles (21', 26). 5 ) Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux paires de faces homologues ont un contour formé de segments concaves et de segments convexes. 6 ) Cale selon la revendication 1, caractérisée en ce que les trois paires de faces ont un contour formé d'une succession de segments concaves et de segments convexes. 7 ) Procédé de fabrication de cales parallélépipédiques par la découpe à l'aide de fils chauffants d'un bloc de matière plastique notamment de matière plastique expansée, caractérisé en ce qu' on découpe les cales dans un bloc de grandes dimensions en découpant simultanément avec un même fil chauffant les deux faces de deux cales adjacentes dans le bloc, les segments concaves d'une section de l'une des faces de cale correspondant aux segments convexes de la section de l'autre cale et inversement. 8 ) Procédé selon la caractéristique 1, caractérisé en ce qu' on découpe les cales dans un bloc de grandes dimensions mais on laisse les cales en place dans le bloc après découpe et on maintient l'ensemble du bloc assemblé par un emballage pour son expédition vers l'utilisateur.