Brevet FR2016832A1 — publié le 19700515

I1 existe une grande diversité de produits manufacturés auxquels on ne demande pas une grande résistance et une grande résilience, mais simplement, d'une façon générale, un poids spécifique élevé. Dans les cas où ces produits ont des formes simples et peuvent être obtenus à l'état fini dans un moule, ils sont faits de béton qui est coulé dans un coffrage classique. S'ils ont des formes simples et, en particulier, des sections horizontales constantes et des surfaces supérieures et inférieures pratiquement planes, ils sont moulés par compression sous une presse. Ces derniers produits ont, en comparaison de ceux obtenus dans des coffrages, une resistance et un poids spécifique supérieurs, certainement dûs à la pression exercée par la presse et à une moindre porosité. Si, cependant, on voulait obtenir des produits manufacturés ayant les caractéristiques décrites, mais dotés de formes complexes et qui, en particulier, ne pourraient entre obtenus à l'étant fini en une seule opération par moulage par compression, on serait obligé, en l'état actuel de la technique, de recourir à des moulages métalliques, lesquels peuvent être obtenus dans toutes les formes et peuvent, de plus, être manufacturés de manière ê ce que l'on puisse exécuter sur eux des opérations d'ajustage, d'acèvement, de finissage et autres. Par contre, on ne peut agir sur les produits de conglomérat de ciment, une fois coules et comprimés, sans courir le risque de les rompre ou d'en abimer la forme. La raison pour laquelle il n'est pas possible d'obtenir sous presse des objets finis de toutes les formes est que le mélange de liant (ciment) et de matières inertes comprimé dans un moule ne se comporte pas comme un liquide parfait, c'est-à-dire que le principe de Pascal ne lui est paa applicable; autrement dit, la pression exercée en un point ne se transmet pas avec une égale intensité à toute la masse ou à toute la cavité du moule. Un autre problème qui doit entre résolu dans le moulage par compression des produits manufacturés de conglomérat de ciment est que les produits ainsi moulés par compression acquièrent leurs propriétés mécaniques en séchant et que pendant la période comprise entre le moment du démoulage et la fin du séchage ils nécessitent une structure de support. Pour cette raison, la technique actuelle ne permettait de mouler par compression, en conglomérat de ciment, que les produits ayant une surface inférieure rigoureusement plane et pouvant Btre facilement soutenue. Tout cela exigeait, jusqu'à présent, des procédées, des machines et des moules n'ayant que des applications très limitées. Il laxiste, d'autre part, de nombreux-autres produits manufacturés qu'il serait utile et avantageux de réaliser en conglomérat de ciment, mais qui, en l'état actuel de la technique, ne peuvent 1titre parce qutils ont des formes qui ne sont pas réalisables par les procédés, les machines et les moules classiques. Un cas typique de produits manufacturés pouvant entre exécutés en conglomérat de ciment, mais qui posent les problèmes dont il vient entre parlé, problèmes encore irrésolus par la technique actuelle, est celui des contrepoids des machines à laver ménagè- res, c'est-à-dire les contrepoids accouplés au tambour contenant le linge, lesquels sont en forme de couronne, diune épaisseur inconstante et pourvus de deux trous pour leur fixation sur le tambour. La présente invention, partant de principes tout à fait différents, propose le moyen de fabriquer des produits manufactu rés composés de liant et de matières inertes, def-orms très variées et complexes, à l'état fini dans toutes leurs parties, c'est-à-dire prêts å être montés et mis en oeuvre, sans qufil soiit-nécessaire dtexécater sur eux des opérations mécaniques. En efet, la présente invention est fon-dée sur le princi pe consistant à mouler le produit par compression sur un support dont la surface supérieure constitue la surface inférieure de la cavité du moule, surface de préférence la plus accidentée du moule. Ce support est fait dans un matériau suffisamment rigide, de telle sorte que le complexe produit-support puisse subir sans dommage, le produit surtout, les opérations successives de démoulage* de séchage et/ou de dépose sur un support approprié. Ce n'est que lorsque le produit manufacturé a acquis sa consistance finale ou une consistance telle qu'il puisse être soumis aux manipulations ultérieures qu'il peut être séparé de son support; ce dernier est ensuite remis en cycle, c'est-à-dire remis en place sur le fond du moule pour l'opération de moulage par compression suivante. Le problème du démoulage est ainsi résolu, en ce que le support est sollicité plut8t que le produit et qu'il est possible d'utiliser des moules ayant des cavités complexes.Mais le support ne permet pas seulement de démouler des pièces moulées complexes il permet aussi la transmission de la pression dans toute las masse du mélan ge pendant tout le cycle de moulage, c'est-à-dire pendant le passage d'une consistance souple à la consistance rigide du produit fini. En d-'autres termes, le mélange versé se comporte pratiquement comme un fluide. Ceci se produit parce que la surface accidentée du moule se situe en bas, aux points auxquels le matériau accède par gravité, afin que la cavité du moule soit pleine de mélange, avant que la pression n'agisse sur la masse, De cette manière, il ne se produit pas de déplacements essentiels dans la masse, mais seulement un amas par rapprochement réciproque des particules. Cette particularité est très importante, parce que la fluidité du mélange dépend de la quantité d'eau présente et que la possibilité de faire abstrais tion de la fluidité conférée par l'eau permet de choisir la quantité eau, la qualité des matières inertes et la granulométrie des agrégats en fonction de considérations telles que la résistance des produits obtenus, le poids spécifique, etc...La fluidité limitée favorise, d'autre part, la prise définitive des particules, qui ne sont plus perturbées par les écoulements suivants. L'eau ajoutée peut & re celle essentiellement nécessaire et qui participe à la réaction chimique, sans qusil y ait excès d'eau, et la porosité, si la granulométrie a été bien étudiée, est pratiquement nulle. Pour mieux expliquer les caractéristiques de la présente invention, on se réfère aux d-essins, lesquels représentent une forme de réalisation pratique, de manière schématique et uniquement à titre indicatif. La fig. 1 est~une vue en coupe d'un produit manufacturé du type facilement réalisable par le procédé objet de la présente invention. La fig. 2 représente un moule réalisé suivant le principe directeur de la présente invention, ouvert et pr & à Qtre mis sous la presse. La fig. 3 représente le moule de la fig. 2, mais après l'insertion dans le moule du support selon la présente invention. La fig. 4 représente le moule des fig. 2 et 3, mais après chargement du mélange dans le moule. La fige 5 représente le moule des fig. 2, 3 et 4 au moment où le mélange est comprimé. La fig. 6 représente le moule ouvert des fig0 2, 3, 4 et 5 et le produit manufacturé après son démoulage. La fig. 7 représente, an perspective, le produit manufacturé de la fig. 1 au moment où il est séparé du support, lui-meme représenté en perspective. La fig. 8 représente, vue de face, une machine pour l'application du procédé selon l'invention, dont les phases so représentées pour l'essentiel aux fig. 2 à 6. La fig. 9 représente la machine de la fig. 8 vue en plan. La fig. 10 représente la machine des fig. 8 et 9 vue de profil. La fig. 11 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la machine, correspondant à la position de démoulage, ctest-à- dire au plan passant par la ligne XI - XI de la fig. 8. 8n veut réaliser un prpduit manufacturé 8, essentielle- ment en forme de couronne, ayant une surface inférieure 88 profilée et traversé par deux trous ll' ( fig; I et 7 Y On a choisi ce produit manufacturé particulier, non pour montrer une application spéciale, mais pour représenter un produit manufacturé achevé typique de ceux qu'il est possible de réaliser par la méthode et les moyens selon la présente invention.Naturellement, on peut, par le procédé en question, mouler par compression tous pro duits plus simples que celui-ci et aussi les produits plus complexes, jusqu'à un certain point, dans la limite des possibilités des moules qui peuvent être construits en respectant une technique relevant de ce qui a été dit et de ce qui suit. Le moule se compose toujours d'au moins deux parties : une partie essentiellement concave 20, généralement inférieure, et une partie essentiellement mâle 21, généralement supérieure0 La cavité 22 du moule 20 est plus profonde que l'épaisseur du produit 8 fini. En effet, elle doit avoir une profondeur telle que son volume corresponde exactement au volume du mélange non comprimé équivalent au volume du mélange compressé du produit fini, Si, comme dans le cas présent, le produit manufacturé doit etre creux en quelque partie, par exemple au centre en 23, on prévoit, dans la cavité du moule, une protubérance 23t et, lui correspondant sur la partie mâle 21, on pratique une concavité 23".A la vérité, pour n'importe quel trou traversant la pièce, qU'il soit au centre en 23 ou à la périphérie en llto on a le choix entre deux solutions : la première est celle qui vient d'etre décrite, la seconde celle qui va être expliquéeci-après. Pour pratiquer deux trous lît dans le produit manufacturé, il est possible, en effet, de. faire émerger, du fond de la cavité du moule, des broches 11 verticales, logées de manière à coulisser axialement dans les trous 24 faits spécialement dans le fond du moule, et sollicitées veis le haut, chacune par un ressort propre 12, jusqu'aupoint de déplacement-maximum vers le haut, -au moins jusqu'à une cote supérieure à,celle du niveau de remplissage du moule 20 - avec le matériau comprimé. Au fond du moule 20 sont pratiqués également deux ouaplus de deux trous 9t dans chacun desquels est logé un éjecteur 9 qui, en position normale, obture chaque trou 9'.Le moule (fig. 2) est complété (fig. 3) par un support 1, dont la surface supérieure 1t constitue, en fait, la surface inférieure du moule. A ce point, il faut remarquer que puisqu'il doit etre séparé de la partie restante 20 du moule, ce support peut avoir extérieurement une forme quelconqus et, parsuite, une épaisseur non constante. Il pourrait, éventuellement, constituer le fond entier du moule 20. Le moule étant -préparé avec cas caractéristiques, on peut dès lors commencer le cycle de production. I1 est opportun que la cavité 22 du moule ait une capacité telle que, étant remplie jusqu'au plan supérieur du moule de mélange non comprimé, elle contienne suffisamment de matériau pour faire place au produit fini.Dans ces conditions, il est opportun que la protubérance 23 et le sommet des broches 11 soient à la même'hauteur que la surface supérieure du moule 20. En effet, de cette manière, on a l'avantage de pouvoir remplir le moule par gravité, -en le -faisant -passersouS une trémie 4 ouverte, à effleurer. La phase suivante du procédé consiste précisément à remplir la cavité 22 du moule 28 de mélange 8' non comprimé ( fig. 4 ). La phase qui suit consiste à comprimer le mélange 8' au moyen de la partie supérieure 21 du moule. Pendant cette opération, la partie supérieure 21 entre dans Ta cavité -22 du moule, c' est-à-dire dans l'espace libéré par le mélange 8' que l'on comprime. -Conjointement, la protubérance- 23 entre~dans la concavité 23". En même temps, les broches 11 sont poussées vers le bas en opposition avec le ressort 12 (fig. 5). Les diverses conditions de temps, dè permànence -de.la-pression et de son intensité seront réglées, suivant le cas, par rapport aux liants et aux matières inertes particuliers utilisés et aux caractéristiques du produit fini désiré Après avoir exercé la pression prescrite pendant le temps également prescrit, le moule 20 21 est ouvert et le produit mabufacturé B démoulé. L'opération de démoulage est exécutée en agissant sur la support 1 de manière à le soulever, par exemple au moyen des éjecteurs 9 (fig. 6). Le produit ainsi obtenu sur le support 1 est aiguillé vers le séchage, puis dès qu'il a atteint sa résistance propre- est séparé du -support lo Le procédé décrit ci-dessus peut etre appliqué avec tout dispositif convenable. Cepdndant, dans l'état actuel des connaissances et de l'expérience, il est préférable de l'utili- ser avec une machine du type représenté aux fig. 8 à ll et qui fait l'objet de la présente invention0 Pour Btre plus précis, il est à remarquer que, surtout en ce qui regarde le produit en cours de moulage par compression, le moule et le support, il n'y a pas correspondance formelle entre ce qui est représenté aux fig. 1 à 7 et ce qui est représenté aux fig. 8 à llo I1 y a, cependant, une correspondance fondamentale. C'est pourquoi on a utilisé pour les pièces ayant la même fonction sur les diverses figures le même chiffre de référence. En se référant aux fig. 8 à 11, on décrit maintenant très sommairement une forme possible d'exécution pratique de la machine destinée à l'application du procédé. Le chiffre 2 indique le chariot porte-moule qui, pendant la phase de déplacement le portant sous le cylindre de pression, sous l' action du piston pneumatique 3, se charge de matériau 8' ( non représenté ) sXécoulant d; la trémie 4 disposée avec son orifice de sortie 40 ouvert. Comme il a été dit, la trémie 4 contient le mélange de ciment 8' ( non représenté ) légèrement humide, lequel constitue le corps 8 du produit manufacturé. Le chiffre 5 indique la prisse proprement dite et le chiffre 6 identifie I'élément de pression mobile constitué par deux cylindres, l'un coaxial à l'autre, le premier, à grande section, effectuant la compression du produit, le second, à petite section ( non représenté ), servant uniquement au rappel de l'élément de pression. Le chiffre 7 indique l'unité hydraulique qui a la mission de fournir lthuile sous pression actionnant la presse. A la fig. 11, le chiffre 8 indique le produit manufacturé déjà comprimé et prêt à etre-démoulé grâce à la pouqsée vers le haut pouvant entre exervée sur le support 1 par les éjecteurs 9 reliés, par l'intermédiaire 90, à la tige 18 du piston ( non représenté ), généralement du type pneumatique. Les broches 11, supportées élastiquement à la base par les ressorts 12, permettent de pratiquer directement dans le produit manufacturé a, par exemple un contrepoids, les trous 11 servant à l'insertion des vis destinées à fixer la pièce. La machine représentée aux fig. 8 à 11 applique le procédé comme suit. Aux fig. B et 9, le moule 20 monté sur le chariot 2 est encore vide et sur le fond du moule est disposé le support 1. En actionnant une servo-commande spéciale 6, laxe 3t du piston ( non représenté ) monté sur le cylindre 3 tire le chariot 2 ou le moule 28, monté sur le chariot, sous la presse 5, sur le plateau 6 de laquelle est montée la partie mâle 21 du moule. En passant sous la trémie 4, c'est-à-dire sous lXorifice 40 de sortie ouvert de celle-ci, la cavité 22 du moule 20 est remplie de con glomérat de ciment. Lorsque le moule 20 arrive sous la presse 5, le piston 6 de celle-ci dament équipé de la partie 21 complémentaire du moule comprime le mélange de ciment. Puis le moule s'ouvre et le chariot 2 retourne à sa position de départe Sur le chemin du retour, il passe de nouveau sous la trémie 4, mais ltorifice 40 de celle-ci est fermé. Le chariot 2, avec le moule 20 contenant le produit manufacturé 8, parvient à sa position de départ, où les éjecteurs, en se soulevant, agissent sur le support 1 ( figO 11), en exécutant ainsi, en substance, la phase représentée à la fig. 6. Etant donné que l'invention a été décrite et représentée simplement à titre indicatif et non limitatif, il va de soi que l'on peut apporter de nombreuses modifications à son ensemble et à ses détails, sans pour cela s'écarter des principes fondamentaux sur lesquels est fondée la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage par compression de produits manufacturés de conglomérat de ciment ayant un corps creux dans l'une de ses parties et/ou une surface ondulée ( non plane ) normale à l'axe de compression, dans lequel le mélange de liant et de matières inertes suffisamment hydraté et ayant la consistance d'un mélange de particules solides, de préférence de granulométries différentes, est chargé dans un moule et comprimé, caractérisé en ce que le remplissage de la cavité du moule et la pression exercée par la surface de la partie du moule qui comprime le mélange sont effectués de manière à ce que les particules qui composent le mélange se massent, durant la compression, par un déplacement dans une direction sensiblement parallèle à la irection d'avance de 11 élément de pression et dans le même sens, afin de réaliser, dans la cavité du moule, une masse granulaire qui se comporte essentiellement suivant le principe de Pascal. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conditions pour que la masse granulaire se comporte essentiellement suivant le-principe de Pascal sont de situer la surface du moule, qui doit engendrer la surface ondulée du produit manufacturé, de manière à ce qu'elle constitue le fond de la cavité du moule, et de tourner la surface opposée, pratiquement plane, du produit manufacturé, vers l'élément de pression du moule, ayant ainsi la forme complémentaire de cette dernière. 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracte risé en ce que le versement du mélange, dans la phase de remplissage du moule, et la compression du mélange, ont lieu sur un élément mobile rigide, dont la surface supérieure constitue la surface du fond de la cavité du moule, et en ce que le démoulage du produit manacuré se produit en sollicitant exclusivement ledit élément mobile horszde la la cavité du moule, et en chaque ledit élément mo- bile accompagne le produit manufacturé jusqu'à ce que celui-ci ait obtenu une auto-con-sistance suffisante, ou aussi longtemps qu'il n aura pas été placé sur un autre support, pour entre ensuite appelé à constituer le fond du moule pour un nombre de cycles de moulage indéfini. 4. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le remplissage de la cavité du moule est exécuté en faisant coincider par déplacement du chariot sur lequel le moule est monté dans une rection sensiblement horizontale, réciproquement ouverture ontre ouverture, la cavité du moule et une trémie, afin d'obtenir remplissage avec translation simultanée de la cavité du moule à n auteur du plan supérieur du moule. 5. Procédé de moulage par compression de produits manufacturés de conglomérat de ciment ayant un .ou plusieurs trous les traversant, avec axe parallèle à la direction de la compression, selon toutes les revendications précédentes, caractérise en ce que, lorsque le remplissage du moule dans la cavité du moule est effectué, un noyau s'élève dans toute sa-hauteur pour chaque trou devant être pratiqué, noyau de section pratiquement constante et de forme et de dimensions égales à celles du trou, et en ce que pendant la compression, entre chaque noyau émergeant du fond et la surface de pression, il se forme un périmètre de fermeture mobile avec la sur place de pression. 6. Moule pour le moulage par compression de produits ma- nufacturés de conglomérat de ciment, caractérisé en ce qu'il est apte à l'application du procédé selon les revendications 1 à 5. 7. Moule suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps creux aménageant la cavité propre du moule, dont le fond est constitué par un élément amovible sous lequel on peut faire agir un ou plusieurs éjecteurs qui le soulèvent au moins jusqu'au plan supérieur du moule, et par une partie du moule apte à pénétrer dans la cavité du moule et qui constitue la surface de pression dudit moule. 8. Moule pour la production de produits manufacturés de conglomérat de ciment ayant un ou plusieur trous les traversant avec axe parallèle à la direction de la compression, caractérisé en ce que de son fond émergent des noyaux ou des tiges, autant que de trous, dont le sommet, le moule étant décomprimé, est au niveau du plan supérieur du moule ou, de toute façon, au-dessus du plan de remplissage maximum du moule. 9. Moule suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les noyaux ou tiges aptes à créer les trous dans la produit manufacturé sont mobiles axialement et sont sollicités constamment vers la position d'élévation maximum, par exemple par des ressorts. 10. Moule suivant la revendication 89 caractérisé en ce que la partie du moule présentant la surface de pression a une cavité correspondant à chaque noyau ou tigee 11. Machine pour le moulage par compression de produits manufacturés de conglomérat de ciment, caractérisée en ce qu'elle est apte à l'application du procédé suivant las revendications 1 à 5 avec les moules selon les revendications 6 à 10. 12. Machine suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen mobile porte-moule sur lequel est montée la partie du moule portant la cavité, une station dtinsertion du fond ou support du moule, une station de chargement du matériau, une station de compression et d'ouverture du moule et une station d'éjection ou de démoulage du produit manufacturé, ledit moyen mobile étant apte à transporter le moule successivement auxdites stations. 13o Machine suivant les revendications 11 et 12, caractérisée en ce que les stations où sont exécutées les phases du procédé sont réparties sur un trajet rectiligne et en ce que le moyen porte-moule accomplit un mouvement rectiligne avec arrêt momentané à chaque station 14. Machine suivant les revendications 11 et 12, caractérisée an ce que les stations où sont exécutées les phases du procédé sont réparties sur un trajet circulaire et en ce que le moyen porte-moule, pouvant porter plusieurs moules, accomplit un mouvement circulaire avec arrêt à chaque station0 15. Produit manufacturé, en partiwulier contrepoids, de conglomérat de ciment, caractfiris an ce qu'il est obtenu par le procédé suivant les revendications 1 à 5, et/ou avec les moules selon les revendications 6 à 18, et/ou- avec la machine selon les revendications 11 à 14o 16. Produit manufacturé suivant la revendication 15, earactérisn en ce qu'il est fait uniquement de liant, suffisamment hydraté, et de matières inertes, et présente des trous qui le traversent.