Brevet FR3092092A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : « Flan rainé pour former une boîte » Domaine technique [0001] La présente invention a pour objet un flan rainé à base polygonale délimitée par des lignes de pliage pour former et fermer une boîte et des lignes de pliage pour déplier la boîte et former une assiette avec un bord rabattu autour du marli. [0002] L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un flan rainé tel que défini ci-dessus. [0003] ETAT E LA TECHNIQUE [0004] Il existe de multiples façons de plier des flans, en général de carton ou d'une matière assimilable au carton, pour former des boîtes, notamment des bonbonnières, des boîtes pâtissières et autres. [0005] Mais ces boîtes ne peuvent se déplier de manière esthétique. Généralement, il faut couper une ou plusieurs arêtes pour pouvoir déplier la boîte dans le cas où le contenu de la boîte est fragile et ne peut s'extraire directement par le haut. [0006] BUT DE L'INVENTION [0007] La présente invention a pour but de développer un flan miné pour la réalisation d'une boîte à usage unique d'emballage de type boîte pâtissière ou boîte recevant une portion alimentaire ou autre produit de ce type, et qui puisse non seulement servir de boîte pour envelopper le produit et permettre son transport mais également pouvoir se déplier de manière esthétique et reproduire l'effet et l'usage d'une assiette. [0008] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0009] A cet effet, l'invention a pour objet un flan rainé à base polygonale, délimitée par des lignes de pliage pour former et fermer la boite et des lignes de pliage pour déplier la boite et former une assiette avec un bord rabattu autour du marli, comprenant : [0010] une base polygonale, régulière, bordée par des lignes de pliage (lignes de base) des côtés de la boîte, formés par des secteurs délimités chacun par deux rayons de pliage issus des sommets du polygone délimitant la base, et dans lesquels est répété le même tracé de minage, [0011] une ligne de pliage (ligne de crête) formant par pliage, l'arête d'une facette latérale de la boîte, cette ligne de crête perpendiculaire à la ligne de base à une de ses extrémités, coupant en un point d'intersection une ligne de pliage délimitant le haut du côté de la boîte à une distance correspondant à la hauteur de la boîte, [0012] la ligne de crête se poursuivant à partir du point d'intersection par un prolongement incliné vers le rayon de pliage passant par la deuxième extrémité de la ligne de base, [0013] et par pliage de la boîte, les lignes de pliage forment des arêtes en saillie vers l'extérieur de la boîte et la ligne brisée forme une ligne brisée en saillie vers l'extérieur 2 de la boîte, [0014] la partie du flan comprise entre les lignes formant une facette de la boîte, [0015] la partie de la section comprise entre la ligne de pliage et le contour formant le dessus de la boîte avec des plis en écailles, [0016] flan comprenant en outre deux lignes de pliage, droites, issues du point d'intersection de la ligne de crête et de ligne de pliage et coupant les segments des rayons en des points débordant du secteur au-delà de leur intersection avec la ligne de pliage et se prolongeant dans les deux secteurs adjacents, [0017] et au dépliage de la boîte, la couronne extérieure au tracé polygonal passant par l'alternance des points d'intersection est rabattue pour former des facettes, [0018] les prolongements des lignes de pliage au-delà des points d'intersection formant des arêtes, et [0019] les prolongements des lignes au-delà des points d'intersection formant des sillons entre les facettes ainsi délimitées. [0020] Ce flan miné a l'avantage de permettre de former une boîte pour recevoir un objet ou un produit. Cette boîte peut se déployer en forme d'assiette ou de plat, avec un bord rabattu, servant de présentoir ou d'assiette pour consommer le produit alimentaire de la boîte. Cette réalisation est particulièrement simple puisque le flan est seulement miné. [0021] Selon une caractéristique avantageuse, le flan a un contour circulaire ou polygonal dont les points d'intersection avec les rayons de pliage sont situés sur un cercle centré sur le centre du polygone de la base. [0022] L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un flan rainé et notamment d'un flan rainé selon les lignes de pliage et sur lequel on effectue un pré-pliage du flan pour amorcer les plis et favoriser le repliage du flan en forme de boîte et aussi son dépliage en forme d'assiette à bord rabattu. [0023] Suivant une caractéristique avantageuse du procédé, on effectue le pré-pliage du flan rainé en appuyant le flan rainé sur une matrice dont la forme correspond à la forme dépliée ou presque dépliée du flan en forme d'assiette à bord rabattu. [0024] Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé, on distribue les flans rainés à l'état pré-plié, en piles, ce qui permet à l'utilisateur, sur le lieu de vente, d'avoir déjà une amorce de pliage lorsqu'il place le produit à emballer sur la base du flan pour ensuite le replier et le fermer. Brève description des dessins [0025] 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 : [0026] [fig.1] montre un flan rainé avec des lignes de pliage pour former une boîte ou déplier la boîte et obtenir une assiette à bord rabattu, 3 [0027] [fig.1 À] est une vue de détail d'un secteur du flan miné de la figure 1, [0028] [fig.2À] est une vue du flan miné de la figure 1 mettant en évidence les lignes de pliage du flan pour obtenir une boîte, [0029] [fig.2B] est une vue du flan miné mettant en évidence les lignes de pliage pour déplier la boîte et former une assiette, [0030] [fig.3À] est une vue de détail d'un secteur de flan miné et des lignes de pliage et de dépliage, [0031] [fig.3B] est une vue de détail d'un secteur de flan miné et de parties de secteurs voisins de part et d'autre mettant en évidence les mouvements de pliage du flan, [0032] [fig.3C] est une vue d'une partie de flan miné mettant en évidence les lignes de pliage du bord rabattu, [0033] [fig.4] est une vue en perspective d'une assiette obtenue par dépliage de la boîte selon le dépliage de la boîte, [0034] [fig.5] est une vue de dessus du flan déplié en assiette à bord rabattu, [0035] [fig.6] est une vue en perspective de dessus montrant l'étape de pliage du dessus de la boîte, [0036] [fig.7] est une vue de côté de la boîte à l'état non encore verrouillé, et [0037] [fig.8] est une vue de dessus de la boîte à l'état verrouillé. [0038] DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATTON DE L'INVENTION [0039] L'invention a pour objet une boite pliante obtenue par le pliage d'un flan rainé F et qui se déplie en une assiette avec un fond bordé d'un marli formé par une couronne à facettes engendrées par des lignes de pliage. Le marli a un bord en dents de scie autour duquel est rabattue une pallie de la couronne formant la bordure à facettes délimitées par des sillons et des crêtes. [0040] Pour simplifier la description du flan F et des lignes de pliage, ces lignes seront décrites en fonction d'une part, du pliage pour former la boîte et d'autre part, du dépliage pour former l'assiette. Par convention, l'expression « ligne de pliage » est synonyme de segment de pliage ; cette expression se rapporte chaque fois à un segment de droite autour duquel se fait un pliage/dépliage de la boîte ou du flan. [0041] Par définition, le côté intérieur du flan de carton est le dessus ou coté intérieur de la boîte/assiette. Le côté extérieur du flan est le dessous ou côté extérieur de la boîte/ assiette. [0042] La boîte et le flan F ont une symétrie de rotation. Les lignes de pliage correspondent à un motif répété sur le flan autour de son centre O. Le motif est un secteur SECT délimité par deux lignes de pliage RP dont le prolongement géométrique passe par le centre O ; ces lignes sont répétées de façon symétrique en rotation, ce qui permet de limiter la description à celle des lignes de pliage d'un secteur SECT et des interactions d'un secteur SECTn avec un secteur adjacent amont SECTn-F1 ou aval SECTn-1. Sauf exception, les références des lignes de pliage du secteur décrit ne sont pas complétées par le numéro d'ordre (n, n+1) ou (n-1) du secteur concerné. [0043] Selon la vue en plan de la figure 1, le flan F est formé d'une base polygonale BS dont les côtés LB sont les lignes de pliage de base entre le fond (hase BS) et les côtés à facettes de la future boîte, ce qui réalisera le dessus et les moyens de verrouillage par encliquetage des parties du dessus pour que la boîte reste fermée et conserve sa structure de boîte. Les secteurs SECT issus des lignes de hase LB sont délimités de chaque côté par des lignes de pliage (rayons de pliage) RP qui sont les bissectrices des angles des sommets SO de la hase BS. [0044] Le secteur SECT est divisé par une ligne de pliage LP, parallèle à la ligne de hase LP, à une distance (h) de celle-ci. Cette ligne de pliage LB constitue le bord supérieur de la boîte pliée ; elle sera partiellement pliée et couverte par la ligne de pliage LP du secteur voisin pour former la boîte. [0045] Chaque secteur SECT est subdivisé par une ligne de crête CR issue d'un sommet SO (premier sommet S01) du polygone de la hase BS. Cette ligne de crête CR est perpendiculaire à la ligne de hase LB. [0046] L'intersection SI de la ligne de crête CR et de la ligne de pliage LP constitue un point de jonction de lignes de pliage. Ce point de jonction SI est appelé sommet intérieur SI pour des raisons qui apparaîtront ensuite. [0047] La ligne de crête CR se poursuit par une ligne de pliage S ou prolongement, re- joignant le bord par exemple circulaire C du flan F au point PEX. [0048] La figure 1A montre le détail des lignes de pliage d'un secteur SECT. Le secteur SECT est délimité par les deux rayons de pliage RP1, RP2 passant par le centre O du polygone de la base BS et par les sommets SOI, SO2 à l'extrémité de la ligne de base du segment de base du côté de la ligne de base LB. Les lignes RP, RP1, RP2 sont les bissectrices des angles aux sommets 501, SO2 de la base BS. Ces lignes coupent le bord C du flan F au point PRPI, PRP2. Selon l'exemple représenté, le contour C du flan est un cercle mais il pourrait également avoir une autre forme ayant une symétrie circulaire. [0049] Le prolongement S (SAO) est un secteur de droite, incliné par rapport à la ligne de crête CR de sorte que la combinaison de ces deux segments de droite CR+S forme une ligne brisée. [0050] Le prolongement est incliné d'un angle A par rapport à la ligne de pliage LP, du côté tourné vers le sommet SO2 ou le rayon de pliage RP2 passant par ce sommet SO2 qui est le sommet de la ligne de base LB dont n'est pas issue la ligne de crête CR, celle-ci passant par le premier sommet SOI. [0051] Selon un exemple particulièrement avantageux, l'angle d'inclinaison *0 est le même que celui du rayon S01/0 de la hase BS avec la ligne de hase LB. Dans ce cas, le rayon S01/0 est aussi la projection du prolongement SAO lorsque la boîte est refermée. [0052] La longueur C du prolongement SAO est de préférence au moins égale à la longueur R du rayon 50/0 de sorte que l'extrémité PEX, lorsque la boîte est refermée, se trouve au-dessus du centre O ou se projette sur celui-ci. Dans ce cas, l'extrémité PEX est aussi la médiatrice du segment LB. [0053] En pratique, les relations dimensionnelles doivent tenir compte des irrégularités in- évitables, induites par les pliages du flan F même si ces lignes sont rainées avec une grande précision. [0054] Dans l'exemple de ce prolongement SAO, il est préférence que la longueur Y soit lé- gèrement supérieure au rayon R pour que le point PEX dépasse le centre du dessus de la boîte (ce centre non représenté se projette sur le centre 0 de la hase BS de sorte que l'on peut utiliser la référence 0 pour désigner ce centre du dessus). Le léger dépassement favorise l'imbrication des extrémités des plis représentées par les points PEX à la manière du chevauchement comme celui d'un obturateur à iris. [0055] L'inclinaison A est de préférence au plus égale à AO pour éviter un chevauchement trop important au centre du dessus. Dans tous les cas, cet angle A ne peut pas dépasser 90° car sinon on ne pourrait replier. [0056] La figure lA montre également un autre prolongement SA1, incliné dans la même direction d'un angle Al . La projection du prolongement Sel ne passe plus par le centre 0 mais est tangente à un petit cercle centré sur le centre O. Les plis formant le dessus de la boîte et qui sont repliés les uns sur les autres successivement d'un secteur à l'autre laissent une ouverture figurée par le cercle ; ces lignes sont tangentes à ce cercle. [0057] Comme cela sera expliqué ensuite, pour fermer le dessus de la boîte et le verrouiller par imbrication des plis bordés par les lignes S. il faut que les lignes S repliées, rabattues, passent près du centre 0 ou sur celui-ci. [0058] Les lignes de pliage de la figure 2A sont les lignes utilisées pour le pliage de la boîte. La longueur C de cette ligne S est de préférence légèrement supérieure au rayon R du polygone de base BS pour former, après pliage, le dessus couvrant la boîte avec une forme légèrement convexe, de façon à passer par écrasement à une forme légèrement concave, verrouillant le pliage après être passée par le plan contenant le bord supérieur de la boîte. Cela correspond à deux positions stables passant par une position métastable. [0059] Pour le pliage, les rayons de pliage RP forment des sillons vers l'intérieur et des crêtes ou arêtes en relief à l'extérieur. [0060] La ligne de crête CR et son prolongement S forment des arêtes en saillie vers l'intérieur. 6 [0061] Par construction, comme déjà expliqué, la ligne de crête CR étant issue d'un sommet 50, c'est-à-dire de l'une des extrémités du côté LB du secteur, le prolongement S sera incliné vers la ligne LB qui passe par l'autre extrémité (autre sommet 50) du segment de pliage LB. Le secteur SECT est donc divisé en deux parties non égales par la ligne brisée (CR+S). Cette dissymétrie se répète dans le même sens sur l'ensemble du flan du fait de sa symétrie de rotation, la forme des différents secteurs étant la même. [0062] Les lignes dont certaines sont mises en évidence à la figure 2A (pour ne pas surcharger la figure) sur le tracé du flan F de la figure 1 sont les lignes de pliage nécessaires au pliage du flan pour former la boîte. Ainsi, après avoir relevé les secteurs SECT autour de chacune des lignes de base LB, on forme les sillons sur les lignes RP et les crêtes sur les lignes brisées composées de la ligne de crête CR et de son prolongement S (CR+S). Par la dissymétrie des lignes de pliage d'un secteur, le pliage du flan se fait dans un certain sens de rotation imposé par cette dissymétrie. Dans le cas du tracé du flan selon la figure 1 (et les figures suivantes), le pliage final sera orienté dans le sens des aiguilles d'une montre. [0063] En considérant un secteur quelconque SECTn, l'intersection de la ligne brisée (CR+S) et de la ligne de pliage LP de ce secteur SECTn, est le sommet intérieur Sin. [0064] Pour refermer les plis sur le rayon RP issu du même sommet SO que la ligne CR, on place le sommet Sin sur la ligne LBn-1 en amont. L'inclinaison nécessaire de la ligne S (puisque définie dans cet exemple comme ligne rejoignant l'extrémité de la ligne de crête CR sur la ligne de pliage LP et l'intersection de la médiatrice de la ligne de base LB et du contour C), impose que le sommet SIn se déplace sur le sommet Sin-1 sur le quadrangle du secteur SECTn-1 délimité par le prolongement des deux rayons RP et de la ligne LP de sorte que ce quadrangle est tiré vers l'intérieur de la future boîte. De plus, le fait de mettre le sommet Shi sur le sommet SIn-1 fait que nécessairement le point PEXn se met sur le point PEXn-1. [0065] En pratique, le sommet Sin n'arrive d'abord qu'à proximité du sommet SIn-1 aussi longtemps que le repliage n'est pas total pour tous les secteurs car les lignes de pliage du flan imposent un rayon de pliage ou de couronne minimum lié à la matière (carton) du flan. [0066] 11 en est ainsi de tous les secteurs SECT dont les parties appartenant à la couronne in- térieure Cint forment la paroi latérale de la boîte. Les lignes LP sont au-dessus des lignes de base LB et comme elles sont plus longues, les plis formés par les lignes RP constituent des arêtes qui dépassent des côtés de la boîte en formant des nervures inclinées. Les parties de la couronne extérieure Cex s'imbriquent successivement comme des écailles et se chevauchent en formant le dessus non encore verrouillé de la boîte (figure 6). Les points PEXn de tous les secteurs se rapprochent et coïncident presque à la fin de cette phase. On a ainsi un aspect analogue à celui d'un obturateur à 7 iris d'un objectif d'appareil photo. [0067] Le dessus de la boîte ainsi assemblée est de forme convexe après cette première phase de pliage. Il suffit alors d'appuyer pour faire passer les plis de la couronne extérieure formant le dessus, sous le plan du bord supérieur de la boîte pour obtenir un dessus légèrement concave, mis en compression et verrouillé par le passage d'un état métastable entre deux états stables. [0068] A l'état verrouillé, les points PRP d'intersections de la ligne RP et du contour C se chevauchent, comme les écailles autour du centre géométrique du dessus de la boîte puisque les longueurs sont légèrement surdimensionnées pour que les extrémités autour des points PRP s'arcboutent (figure 8). [0069] La figure 2B montre des exemples de lignes de dépliage de la boîte pour former une assiette à bord rabattu au-delà du marli, ces lignes étant tracées sur le flan F en explicitant les lignes en plusieurs endroits du flan représenté. [0070] Le rayon de pliage RP est divisé en deux parties par un point SE formant un sommet extérieur : le segment intérieur RPa allant jusqu'au sommet SO et un segment extérieur RPb allant jusqu'au contour C. Au dépliage, le segment intérieur RPa et le segment extérieur RPb forment des sillons mais ne sont plus alignés ; le segment extérieur RPb est rabattu vers le bas, c'est-à-dire vers le plan contenant la base BS. [0071] Les deux sommets extérieurs SE du secteur SECT sont traversés par deux lignes de pliage LI, Ml issues du sommet intérieur ST ; ces lignes de pliage se poursuivent chacune dans les secteurs voisins. [0072] Les lignes LI, Ml sont elles-mêmes subdivisées en deux parties L11, L12 et MI M12 au sommet SE. Les sommets SE sont ainsi traversés chacun par les deux lignes LI, MI, ce qui n'est pas représenté dans tous les tracés de la figure 2B. [0073] Après dépliage et rabattement du bord à facettes, les lignes LI, MI sont des lignes brisées dont les deux segments ne sont plus alignés ; ils ne le sont que pour le pliage de la boîte et son dépliage jusqu'au rabattement du bord. [0074] La figure 2B met également en évidence les facettes délimitées dans chaque secteur SECT. [0075] Les figures 3A, 3B explicitent le pliage du flan F au niveau d'un secteur dans le cas d'un prolongement S incliné d'un angle a qui est égal au demi-angle au sommet SO du polygone entourant la base BS. [0076] Le tracé de la figure 3B est limité à celui des lignes de pliage alors que le tracé de la figure 3A montre également les lignes de dépliage dans ce même exemple. [0077] La figure 3B montre par des flèches courbes, le rabattement de l'extrémité PEXn+l du prolongement Sn+1 sur le point PEXn du secteur SECTn et le rabattement du sommet SIn+I sur la ligne de pliage LPn. La position rabattue est explicitée par le losange pour le rabattement du sommet SIn+l et pour le tracé en développement en 8 traits interrompus du rabattement de la ligne brisée CRn+1 et Sn+1 sur le secteur SECTn. [0078] La figure 3C met plus en évidence le rabattement du bord extérieur à facettes, limité à la représentation d'une partie du flan F sachant que le rabattement se fait de préférence lorsque la boîte est largement ouverte. [0079] La partie du flan F, autour de la base BS, peut se subdiviser en une couronne in- térieure Cint comprise entre le polygone formé par les segments LB et le polygone formé par les segments LP. [0080] La couronne extérieure Ccx est délimitée entre le polygone des segments LP et le contour C. Mais cette subdivision qui correspond surtout au repliage du flan F pour former une boîte ne s'applique pas exactement au dépliage pour former l'assiette car la limite est alors faite par le tracé en dents de scie passant par l'alternance des sommets SI/SE. Ce tracé délimite avec le polygone de base BS, le bord intérieur de l'assiette, composé des facettes Sl, S2, des sillons RPa et de l'arête CR alors que la partie au-delà de ce tracé SI/SE est le bord extérieur rabattu autour de ce tracé et formé par les facettes S3, 54, 55, S6 et les sillons RPh, S et les arêtes L11, Mll et le contour C. [0081] Comme déjà indiqué, le contour circulaire de l'exemple représenté peut également être un contour polygonal à condition que les extrémités PEX des prolongements S soient sur un cercle et que la longueur f des prolongements S réponde à la condition déjà développée ci-dessus. [0082] La vue en perspective de la figure 4 montre le flan F déployé en assiette à bord rabattu autour du marli et représenté en vue de dessus à la figure 5. [0083] La vue en perspective de la figure 6 montre le repliage de la couronne extérieure Cex avec les plis sur les prolongements S et l'imbrication des plis. [0084] La figure 7 est une vue de côté de la boîte en phase de repliage correspondant à la figure 6. [0085] La figure 8 est une vue de dessus de la boîte verrouillée, montrant l'indication des plis comme des écailles ou encore comme l'iris du diaphragme d'un objectif photographique [0086] En résumé, le flan F comporte : [0087] des lignes de pliage RP, LB, LP, CRS pour former/fer-mer la boîte, [0088] des lignes de dépliage RPa, RPb, Ll, LII, L12, MI, MI I, M12 et des sommets ex- térieurs SE pour former le bord rabattu à facettes. [0089] Les flans F rainés selon l'invention sont de préférence des flans de carton dont la surface intérieure de la future boîte est munie d'un revêtement étanche dans le cas où surtout la boîte est destinée à recevoir un produit alimentaire qui peut être humide. [0090] Les flans sont rainés selon les motifs de la figure 1. 9 [0091] Pour faciliter le repl iagc et le dépliage des flans, il est avantageux de les pré-plier ou d'amorcer les plis en mettant les flans en une forme en trois dimensions en comprimant le flan plat, rainé, sur un modèle qui correspond sensiblement à la forme dépliée du flan en assiette. [0092] Les flans ainsi pré-pliés se replieront facilement pour former la boîte et ensuite il sera facile de les déplier et de rabattre le contour extérieur. [0093] Pour conserver ce pré-pliage, il est avantageux de diffuser les flans rainés et pré-pliés aux utilisateurs, c'est-à-dire à des surfaces de vente, sous forme de piles de flans pré-pliés, présentation qui n'augmente que de façon négligeable le volume d'une pile de flans rainés et facilite leur utilisation. [0094] NOMENCLATURE [0095] BS Base polygonale [0096] LB Ligne de base/segment de pliage [0097] SO Sommet [0098] LP Ligne de pliage [0099] RP Rayon de pliage [0100] PRP Intersection de la ligne RP du contour C [0101] RPa Segment intérieur du rayon de pliage [0102] RPb Segment extérieur du rayon de pliage [0103] CR Ligne de crête perpendiculaire à la ligne de base [0104] S Prolongement de la ligne de crête/prolongement [0105] PEX Extrémité du prolongement S/intersection avec le contour circulaire C [0106] C Contour circulaire [0107] Cex Couronne extérieure [0108] Cint Couronne intérieure [0109] O Centre du polygone de la base [0110] LI Grande ligne [0111] LI1 Segment intérieur de la grande ligne [0112] LI2 Segment extérieur de la grande ligne [0113] MI Petite ligne [0114] MI1 Segment intérieur de la petite ligne [0115] M12 Segment extérieur de la petite ligne [0116] SI Sommet intérieur [0117] SE Sommet extérieur [0118] SI Grande facette du marli [0119] S2 Petite facette du marli [0120] S3 [0121] S4 [0122] S5 [0123] S6 11 [Revendication I]