Brevet FR2126980A1 — publié le 19721013

L'invention est destinée de préférence à la fabrication de tubes et d'objets de ciment armé de fibres,tel que celui dénommé dans le commerce "fibrociment",qui soient des corps de révolution, à partir de pâtes fluides composées principalement de ciment,de 5 fibres et d'eau. Jusqu'à présent, la fabrication de tubes à résistance élevée à la pression interne,à l'aplatissement et à la flexion n'était possible que dans les machines qui formaient le tube par enroulement d'une couche mince unitaire sur un mandrin métallique. Dans 10 les produits ainsi obtenus, les caractéristiques de résistance élevée s'accompagnaient d'un état lisse des surfaces intérieures. Les machines pour fabriquer ces produits ont un coût élevé qui se répercute sur le prix du produit obtenu. C'est pourquoi on a imaginé d'autres procédés de fabrication, sans qu'il ait été pos-15 sible de parvenir aux qualités techniques obtenues par le système traditionnel, mentionné ci-dessus et connu sous le nom de procédé MAZZA, cela étant dû principalement au fait que ces autres procédés n'ont pas pu donner lieu à une orientation appropriée des fibres à l'intérieur du produit, d'après les efforts auxquels celui-20 ci doit être finalement soumis. Dans les systèmes connus, par exemple par injection,dans lesquels la pâte est introduite dans les intervalles ménagés entre le moule et le noyau muni ou non d'une gaine élastique, l'orientation des fibres varie depuis une orientation complètement axiale 25 jusqu'à l'absence complète de direction, les fibres étant disposées au hasard, sans ordre ni méthode, " Totum révolutum", selon que la pâte pénètre dans le moule en régime laminaire ou turbulent. Le but de la présente invention est d'orienter les fibres des produits fibreux agglomérés, fabriqués dans un moule à noyau 3C intérieur métallique, avec ou sans gaine élastique, et alimenté avec des pâtes fibreuses. Cette orientation des fibres est produite en faisant tourner le noyau et/ou le moule à une vitesse et dans des sens réglables, pendant toute la durée de la pénétration de la pâte. En effet, si l'on fait tourner le noyau tant que 35 dure la pénétration de la pâte dans la cavité de moulage, on crée un frottement entre noyau et pâte ou entre moule et pâte. Si c'est le moule qui tourne, ce frottement aura tendance à imprimer à la pâte un mouvement de rotation autour du moule extérieur ou du noyau intérieur, en fonction du temps et du nombre 40 de tours que ce moule atteint. On peut abréger le temps 71 40181 2 2126980 et réduire le nombre de tours en donnant au noyau une surface extérieure à profils convexes et concaves eh direction longitudinale, profils qui repoussent la pâte, l'obligeant h se mettre rapidement en mouvement autour du moule - ou vice versa, c'est-5 «-dire que le moule comporte une surface intérieure à profils convexes et concaves en direction longitudinale, profils qui poussent la pâte, la forçant à se mettre rapidement en mouvement autour du noyau avec, en conséquence, une orientation des fibres du fait du sens de rotation et de la vitesse. Or, la vitesse et 10 le sens de rotation doivent conserver une relation déterminée pour que l'on obtienne des produits dans lesquels les résistances à la pression interne, à l'aplatissement, à la flexion et la résilience soient entre elles dans des rapports appropriés ou dans lesquels, au contraire, on fait pencher les caractéristiques 15 techniques dans une mesure appropriée, d'après l'effort auquel le produit doit être soumis. Dans le cas où l'on veut améliorer la résistance à la flexion, on peut y parvenir au moyen d'un léger mouvement de va-et-vient axial du noyau ou du moule, dont la surface extérieure ou intérieure respectivement présente des 20 profils concaves et convexes. Sous l'effet de la rotation du noyau, les profils convexes qu'ils présentent vont modeler la pièce qui se forme à l'intérieur du moule, adhérant au tissu filtrant sous l'action de la pression de la pâte elle-même et comprimée par les profils con-25 vexes, au fur et à mesure que son épaisseur approche de la densité appropriée. Le frottement des profils convexes du noyau contre la surface intérieure de la pièce donne un aspect fini à cette surface, tandis que c'est la surface extérieure qui subit cette finition lorsque c'est le moule qui tourne. 30 Au noyau ou au moule rotatif métallique peut adhérer, par dépression, un matériau élastique qui présente, à l'état de repos, la forme de l'article à fabriquer et dont le périmètre est approximativement le même que celui du noyau ou du moule. Si l'on cherche à obtenir une nlus grande compacité, on peut termi-35 ner la fabrication par un gonflage de cette gaine élastique. Si l'on désire que le corps de révolution ait des surfaces intérieures extrêmement lisses, semblables à un poli, on peut y parvenir en maintenant la rotation du noyau, pendant le gonflage de la gaine élastique, pendant une période déterminée et 40 en l'accompagnant ou non d'un léger mouvement de va-et-vient. 71 40181 3 2126980 Il convient de mentionner que le procédé ci-dessus décrit, par lequel on parvient à l'orientation des fibres lors de la fabrication de pièces de révolution façonnées à l'intérieur d'un moule, peut être mené à bien avec un type quelconque de machine 5 ou de combinaison d'éléments mécaniques, pourvu que soient remplies les conditions exigées par le procédé; mais en particulier, celui-ci pourra être réalisé avec la machine qui fait également l'objet de l'invention et dont il va maintenant être question. Cette machine, qui fait également l'objet de l'invention, se 10 compose essentiellement d'un noyau qui, en tournant sur un axe à l'intérieur d'un moule, du type normalement utilisé dans la fabrication de ces matériaux, oriente les fibres. Dans ces conditions, la constitution du noyau est conçue spécialement à cette fin, c'est-à-dire qu'elle favorise la rotation de la pâte et, 15 en même temps, des fibres que contient celle-ci. Le noyau se compose de deux parties principales : un axe ou noyau central creux et une chemise en un élastomère. L'axe ou noyau central creux, comportant quelques trous, présente des profils concaves qui sont destinés à faire tourner la pâte, selon 20 ce qui sera expliqué ci-après. Ces profils concaves et convexes sont longitudinaux, c'est-^-dire qu'ils sont formés tout au long de l'axe. La chemise en élastomère remplit deux fonctions en se dilatant : la compression et la déshydratation de la pâte. Le mode de fonctionnement de ce noyau va maintenant être exposé. 25 Le noyau est situé h l'intérieur d'un moule du type de ceux qui sont normalement utilisés dans la fabrication de cette catégorie de matériaux. Entre le noyau et le moule est ménagé un intervalle oui est empli de pâte fibreuse (par exemple : amiante, ciment, eau et additions quelconques); au moment où cette 30 pâte commence ?. entrer dans le moule, on établit le vide à l'intérieur du noyau et, dans ces conditions, la chemise d'élastomère s'adapte r. la forme du noyau, laissant apparaître les profils concaves et convexes de ce dernier. En même temps que les opérations de remplissage avec la pâte et d'établissement du vide à 35 l'intérieur du noyau, on fait tourner celui-ci. Dans ces conditions, les profils convexes servent de palettes agitatrices de la pâte, laquelle est projetée tangentiellement contre les parois du moule, les fibres que contient la pâte étant orientées dans le sens de rotation, ce qui donne en outre naissance à la formation 40 du corps nue l'on fabrique, à base de l'agglomération de pelli 71 40181 4 2126980 cules successives de pâte. Lorsqu'on a fini d'introduire la quantité de pâte nécessaire pour la fabrication du corps voulu, on injecte de l'air sous pression dans le noyau, d'où il résulte que la chemise d'élastomère se dilate et comprime la pâte qui, 5 sous l'effet de cette pression, est compactée et déshydratée, l'eau étant expulsée o travers les parois du moule, bien que le noyau continue à tourner, ce qui donne lieu à une surface intérieure lisse du corps fabriqué. On ouvre ensuite le moule, on extrait le noyau et on retire le corps fabriqué. 10 Bien que le moule soit du type normalement utilisé pour la fabrication de tels produits, il convient d'indiquer sommairement comment il est constitué, pour mieux faire comprendre ce qui a été décrit. Il se compose d'une carcasse d'enveloppe, munie de perfora-15 tions, sur la surface intérieure de laquelle s'adapte une plaque perforée qui sert d'appui au tissu filtrant. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à 20 des modes de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication. La machine représentée sur la fig. 1 est conçue pour la fabrication de produits decdment armé de fifcres et compcrte le moule 1 qui peut être séparé en deux parties, une partie supérieure 25 amovible et une partie inférieure fixée sur une table 2. Les demi-moules comportent des rebords 3 (fig. 2) qui sont assemblés au moyen d'étriers 4 qui sont déplacés au moyen d'un système de pistons 5, de bielles et de barres 6. L'ouverture et la fermeture des demi-moules sont effectuées au moyen de cylindres et de 30 leviers 7. L'alimentation en pâte s'effectue en 8 par les deux extrémités du moule. Le mouvement de rotation du noyau est produit par un moteur 9. Le gonflage et le dégonflage du noyau se produisent par la conduite 10. Le mode de fonctionnement est le suivant, en supposant au départ que le moule est ouvert et que 35 le noyau est placé à l'intérieur. On commence par fermer le moule 1 au moyen de ses systèmes de fermeture 7 et d'assujettissement 5 et 6; à la suite de quoi, on procède simultanément à l'introduction de la pâte par les conduites d'alimentation 8, à l'établissement du vide à l'inté-40 rieur du noyau en aspirant l'air par la conduite 10 et à la mise 71 40181 5 2126980 en rotation au moyen du moteur 9. Ces opérations sont effectuées jusqu'à ce que la cavité délimitée par le moule et le noyau soit emplie de pâte. Cela étant effectué, on procède au gonflage du noyau par la conduite 10, tout en maintenant le mouvement de ro-5 tation pendant un certain temps. Après avoir arrêté la rotation du noyau, on cesse d'injecter de l'air sous pression à l'intérieur du noyau et on procède à l'ouverture du moule 1 et à l'extraction du produit fabriqué. Le mode de fonctionnement du noyau est illustré par les 10 fig. 2 et 3. Sur la fig. 2, le noyau 11 est représenté à l'état de dépression, le vide ayant été établi par la conduite 10 (voir fig. 1). Etant donné que l'âme du noyau 11 comporte des perforations 12 à l'intérieur des renfoncements, la gaine ou chemise d'élastomère 13 épouse parfaitement les profils concaves et con-15 vexes de cette âme. Etant donné que le noyau 11 tourne au moment du remplissage de la pâte 14, il se produit une orientation des fibres 15 tandis qu'elles se déposent sur les parois du moule 1, lequel est formé d'une carcasse d'enveloppe qui est munie de perforations 17 et sur la surface intérieure de laquelle s'adapte 20 une plaque perforée qui sert de support au tissu filtrant 18. La phase suivante, c'est-à-dire celle de compression et de déshydratation de la pâte, est illustrée sur la fig. 3. Elle débute par le gonflage du noyau, par injection d'un fluide sous pression par la conduite 10 (fig. 1). Le fluide sous pression traverse 25 les trous 12 et dilate la gaine ou chemise 13, laquelle comprime et déshydrate la pâte 14 qui a pris la forme du moule, ce qui donne naissance à un corps qui est formé par l'accumulation de couches de pâte à fibres orientées 15. Lors de la compression, l'eau s'échappe à l'extérieur par les perforations 17 de la car-30 casse. Etant donné que le mouvement de rotation du noyau se produit simultanément, il en résulte un lissage de la surface intérieure 16 du corps formé. La caractéristique fondamentale du procédé est le noyau, tel que représenté en coupe sur la fig. 4. On peut observer 35 l'âme 11 qui présente des perforations 12 pour l'extraction ou l'injection de fluide sous pression en vue d'adapter ou de dilater la gaine ou chemise d'élastomère 13. Les profils concaves ou convexes peuvent être formés directement sur l'âme 11 ou par adjonction de corps appropriés à celle-ci, tels que 19. 71 40181 6 2126980 -REVENDICATIONS— 1.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation des fibres, caractérisé par le fait que la pâte située entre le noyau et le moule est soumise à un mou- 5 vement de rotation, sous l'effet d'un mouvement giratoire imprimé au noyau ou au meule pendant l'alimentation en pâte. 2.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation des fibres selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mouvement de rotation de la pâte 10 est favorisé par des profils convexes ou concaves du noyau ou du moule rotatif. 3.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation des fibres selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pâte est comprimée et sa sur- 15 face est lissée par les profils convexes ou concaves du noyau ou du moule en rotation. 4.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation des fibres selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le noyau ou le moule rotatif, muni de 20 profils convexes, comporte une gaine élastique qui adhère à celui ci lors de l'établissement d'un vide. 5.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation des fibres selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la compression de la pâte est produi- 25 te au moyen d'une gaine élastique, gonflable sous pression, que comporte le noyau ou moule muni de profils convexes et concaves, cette gaine adhérant intimement au noyau sous l'effet de la dépression. 6.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de 30 fibres avec orientation des fibres selon la revendication 4,carac térisé par le fait que le périmètre de la gaine élastique est approximativement égal au périmètre de la surface extérieure du noyau ou du moule à profils convexes et concaves. 7.- Procédé pour la fabrication de tubes de ciment armé de fi 35 bres avec orientation des fibres selon la revendication 3,caractérisé par le fait que le noyau ou moule peut tourner avec la gaine élastique dilatable pendant un certain temps,avec ou sans mouvement de va-et-vient. 8.- Machine pour la fabrication de tubes de ciment armé de fi 40 bres avec orientation des fibres,utilisant un moule composé de 71 40181 7 2126980 deux moitiés solidement unies qui peuvent être séparées l'une de 1'autre,logeant intérieurement un noyau métallique à gaine élastique,caractérisée par le fait que la surface du noyau est munie de profils convexes et concaves qui sont inscrits dans la 5 surface circulaire de la gaine élastique ,laquelle adhère à cette surface sous l'effet du vide. 9.- Machine pour la fabrication de tubes de ciment armé de fibres avec orientation ds fibres,utilisant un moule composé de deux moitiés solidement unies qui peuvent être séparées l'une de 10 l'autre, logeant intérieurement un noyau à gaine élastique,caractérisée par le fait qu'il est prévu des moyens pour imprimer un mouvement de rotation au noyau à l'intérieur du moule autour de l'axe commun, afin que les profils convexes du noyau forcent plus rapidement la pâte à suivre les mouvements que la rotation lui 15 imprime.