Brevet FR2225255A1 — publié le 19741108

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de corps en céramique, notamment de corps en forme de plaque avantageusement de tuiles, pour permettre à ces dernières lors du séchage de conserver une grande stabilité e forme, elle s'applique également à des dispositifs servant à 11 exécution de ce procédé. les procédés connus de ce type sont le pressage de pièces mouléeiséchéeZ formée dans des boudinneuses à l'aide de presse à bras où le pressage avec séchage sur des presses à former un boudin avec un taux d'humidité diminué. Dans ces deux procédé, l'origine de la stabilité de forme insuffisante" à savoir la rétraction de la pièce brute de céramique au cours du séchage, et partiellement supprimé par le fait que l'humidité de la matière lors de la compression est maintenue à un taux très faible. La contraction de séchage la plus importante de 6 à 10 % est atteinte notamment lorsque la tenaur de eau de malaxage est importante, généralement elle s'élève à 15-25% .En cas de faible teneur en eau de malaxage, la contraction ne correspond qu'à une fraction des valeurs préalablement indiquées. les inconvénients dans le procédé de pressage consécutif réside notamment dans le processus de pressage complémentaire nécessaire sur des presses à bras, les inconvénients du pressage avec séchage réside dans la nécessité de disposer de forces importantes et dans l'usure des machines et par ailleurs dans l'insuffisante stabilité de forme malgré tout constatée. Dans les procédés connus, la pièce brute pressée, plastique est déposée sur des cassis , des socles, des convoyeurs à bande, des galets ou analogues, par lesquels elle est amenée au dispositif de séchage. Etant donné que l'air de séchage ne peut pas atteindre aussi facilement la aurface inférieure d'appui de la pièce brute que les autres surfaces de cette dernière, notamment sa face supérieure, la partie supérieure de la pièce brute sèche plus rapidement, commence à se contracter et devient dure, tandis que de cette manière la partie inférie ure encore plastique est comSrimde,et rétrécit . Lorsqu'au cours de la poursuite du processus de séchage, la partie inférieure se rétracte aussi, la couche supérieure déjà durcie ne peut plus être comprimée si bien que la partie inférieure est beaucoup trop raccourcie.Il en résulte que les corps de céramique lors du séchage définitif se cibbent vers le bas au niveau de lana rebords et tEndait à se bomber au milieu . Cette déformation est particulièrement importante pour les corps plats en forme de plaque étant donné que dans ce cas la partie inférieure longue à sécher est relativement grande. Pour les corps cubiques, la déformation est faible. Une déformation complémentaire peut également se produire en cas de cuisson des pièces brutes de céramique étant donné que les conditions d'un ramollisement de la matière ainsi que d'une rétraction irrégulière à la cuisson sont donnés. Pour assurer une résistance de formel meilleure possible, on rassemble dans un procédé connu, deux ou plusieurs corpsprésentant la forme désirée avec des emplacements de ruptures théoriques en un corps de forme cubique et on les presse en même temps dans un boudin, puis après le séchage ou la cuisson on les divise en des éléments séparés présentant la forme voulue. La symétrie la plus juste possible de la section assemblée favorise L#conservation de forme lors du séchage et de la cuisson.Ce procédé est par exemple utilisé pour la fabrication de plaque à intervalle dans lesquelles des montants intermédiaires sont retirés à titre de chutesou pour les coffrages de briques pour appuisde fenêtre Un inconvénient de ce procédé est le fait que pour diviser les corps assemblés, il est nécessaire de prévoir une autre phase de travail et que de nombreuses sections ne peuvent pas Astre adaptées et réunies en des sections plus grandes. D'autres procédés d'amélioration de la stabilité de forme au cours de la fabrication réside dans le fait que les surfaces d'appui de la pièce brute sur le châssis présente approximativement des formes de lignegoude pointtou encore que pendant le processus de séchage on les inverse , si bien quela circulation d'air chaud et le séchage de la partie inférieure des pièces brutes sont améliorés. n est commun à tous ces procédés que la stabilité de la forme reste insuffisante et que les colts sont très éMFés pour les améliorer. Il est précisé par la norme DIN 456 " tuile" suivant laquelle par exemple la torsion des tuiles plates (dimensions 155x375 mm), premier choix, est -de 6 mm et que la torsion des briques creuses(dimensions 235 x 430 mm) pouvait mBme être de 12 mm, montrent à quel point il est difficile d'obtenir une certaine stabilité de forme lors de la fabrication d'éléments de céramique. La présenteXnvention a pour but d'améliorer considérablement la stabilité de forme , notamment en torsion, en flexion longitudinale et en section transversale de corps de céramique fabriqués sur des presses à former un boudin, sans nécessiter de techniques de fabrication importantes et coûteuses et ceci quelles que soient les origines du manque de stabilité de forme. La solution proposée par l'invention réside dans le fait que dans la filière ou la sortie de la filière ou après avoir quitté la filière, le boudin de céramique encore plastique reçoit une certaine tension initiale. Dans un mode de réalisation du procédé conforme à l'invention, le boudin est soumis à une précontrainte à une de ses extrémités et dans un autre mode de réalisation à une colzakte de torsion autour de son axe longitudinal . Un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé conforme à l'invention prévoit que l'on effectue après la précontrainte à une extrémité, une e9nX te de torsion. Les deux précontraints sont donc appliquées au boudin par le procédé caforme à l'invention. La précontrainte appliquée au boudin conformément à l'invention s'oppose à une déformation non désirée.Dsas la pratique, cette précontrainte peut par exemple Aetre produite par le fait que le boudin de céramique à la sortie de la filière est incurvé vers le haut en direction longit udinale donc dans direction opposée au cintrage qui se produirait lors du séchage lorsque la précontrainte n'est pas exercée En plus des origines précitées pour l'absence de stabilité de forme des éléments de céramique Ira du séchage, il en existe d'autres, par exemple une répartition assymétrique ou irrégulière de la vitesse du boudin à la sortie de la filière par une configurat;;ion inappropriée de cette dernière ou de la tete de la presse. Une autre origine fréquemment observée de l'absence -de stabilité de forme réside dans le fait que pour la fabrication de boudin, on utilise exclusivement des presses à vis sans fin dans lesquelles la torsion appliquée par la vis au boudin de céramique est enmagasinéedans cette dernière sous forme de précontrainte élastique et entraîne la formation d'une torsion du corps de céramique lors du séchage. Ceci se répercute particulièrement fortement pour les corps en forme de plaque qui sont ensuite tordus ou déformés par torsion après le séchage dans le sens de la rotation de la vis.Le manque de stabilité de forme dû auxraiso précitées donc la déformation en torsion des corps de céramique fabriqués dans des boudineuses peut être fortement réduit par le mode de réalisation du procédé conforme à l'invention , de manière très avantageuse et sans grande complication technique, dans lequel le boudin reçoit une précontrainte en torsion autour de son axe longitudinal. Cette précontrainte s'oppose à la torsion non désirée amenée par la vis de la presse et elle compense cette dernière. Dans la pratique, cette précontrainte peut être obtenue par le fait que le boudin de céramique en sortant de la filière reçoit une torsion autour de son axe longitudinal et ceci en opposition auxmouvements ae torsion qui se formeraient lors du séchage si la précontrainte n'avait pas été exercée. L'invention sera mieux comprise et d'autre buts caractéristiques détails et avantages de celle-ci apparaltrod plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 montre dans une vue de coté un élément de céramique obtenu par un boudineuse qui repose sur un petit châssis 2 et dont les catés sont incurvés versle haut après le séchage. - la figure 2 montre dans le sens du boudin deux plaques à intervalles qui sont reliées entrent-elles par des montants intermédiaires 4 et forment un élément commun se rapprochant plus de la forme du cube que de la forme d'une seule plaque à intervalle 3 - la figure 3 montre un élément formé de deux coques 6 dans le sens du boudin; - la figure 4 montre dans une vue de côté la position inclinée de la filière 9 par rapport à la tette de la vis de la presse. -la figure 5 montre un dispositif servant à l'exécution du procédé conforme à l'invention; - la figure 6 montre dans une vue en coupe transversale une filière pour le dispositif oonforme à l'invention; - la figure 7 montre un dispositif servant à l'exécution du procédé conforme à l'invention dans lequel la filière est gauchie suivant un certain angle sur la tette de la vis de la presse; - la figure 8 montre un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif conforme à l'invention; - la figure 9 montre une filière dans le sens du boudin ont la section d'entréeesttournée par rapport à la section de sortie; - la figure 10 montre une filière comportant des freins symétriques par rapport au centre;; - la figure 11 montre un autre mode de réalisation d'un dispositif servant à l'exécution du procédé conforme à l'invention. Les- dispositifs nécessaires à l'exécution du procédé suivant l'invention peuvent par ailleurs dans presque tous les cas être montés sur des machines ou des filières déjà existantes sans aucune difficultés. le corps 1 de céramique montré à la figure 1 repose sur un chassies 2 et ses rebords sont incurvés vers le haut. A la figure 2, les plaques à intervalles 3 reliées par des montants intermédiaires es 4 forment un élément de forme sensiblement plus cubique que de plaque. Le-chssis de séchage 2 empêche dans ce cas également le séchage de la partie inférieure de plaque. Les montants intermédiaires 4 sont découpés des deux côtés aux emplac & nts de cassure assignés 5, de manière à être éliminés après la cuisson lors de la séparation le corps montré à la figure 3 formé de de.ux coques 6 présente des emplacements de rupture théorique 5 0 la rection formée des deux coques est non seulement symétrique par rapport à l'axe de hauteur 7 mais également par rapport à l'axe transversal 8. A la figure 4, dans une vue de c8té, on voit comment la filière 9 est inclinée d'un angle 10 surla tête Il de la vis de la presse. le boudin de céramique 12 s'étend sur une voie de roulement 13 de forme courbe vers le convoyeur 14 sur lequel on réalise une précontrainte de pression dans la zone inférieure 15 du boudin par le redressage de ce dernier ainsi qu'une précontrainte de traction dans la zone supérieure 16 dudit boudin. Un mode de réaBBation particulièrement avantageux du procédé conforme à l'invention peut être réalisé sur un dispositif tel que celui qui est montré à la figure 4. On voit dans une vue de côté comment la filière 9 est montée avec un certain angle 10 incliné sur la tête Il . Le boudin de céramique 12 passe sur une voie de roulement 13 courbe vers le plateur à convoyeur 14 sur lequel par redressage du boudin dans la zone inférieure 15 ce dernier reçoit une contrainte de compression et dans la zone supérieure 16 une précontrainte de traction. Le boudin est donc incurvé plastiquement sur la trajectoire courbe et amené sur la table à convoyeur à bande du dispositif de coupage. Par le redressage suivant du boudin sur le plateau formé des convoyeurs , on produit dans la zone inférieure du boudin une précontrainte de compression et dans la zone supérieure de ce dernier une précontrainte de traction qui s'oppose, lors du séchage, au cintrage vers le haut non désiré - des éléments fabriqués. L'importance de la précontrainte peut être modifiée en changeant l'angle d'inclinaison de la filière et en faisant vaier l'incurvation du boudin sur la trajectoire courbe, si bien que lton peut fabriquer des corps de céramique cintrés vers le haut en plus des éléments ceintrés vers le bas ou droit. L'angle d'inclinaison nécessaire pour obtenir la meilleure stabilité de forme ou l'incurvation nécessaire du boudin peuvent être facilement déterminés par quelques essais de production. Dans un autre mode de réalisation pour ltexécution duquel on utilise le dispositif montré à la figure 5. la voie de roulement incurvée a été totalement supprimée et le boudin est directement pliée à sa sortie de la filière incurvée 9, ce qui revient à une trajectoir incurvée arrondie courte mais dont la courbe estirès accentuée. Ce dispositif est montré à la figure 5 dans une vue de côté et l'on voit plus particulièrement comment le boudin 12 immédiatement à la sortie de la filière 9 marque un léger pli 17. Un autre mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé conforme à l'invention peut Astre réalisé à l'aide d'une filière qui est montrée en coupe transversale à la figure 6. Il s'agit dans ce cas dtune filière 9 dans laquelle l'angle d'entrée inférieure 18 est plus grand que l'angle d'entrée supérieure 19. Dans ce cas, la précontrainte du boudin est produite dans la filière ellemeAme. Dans la configuration particulière de la filière, le boudin de matière est déplacé plus rapidement en bas qu'en haut. On obtient un effet analogue lorsque l'on diminue la vitesse du boudin à la partie supérieure par freinage. Les freins qui doivent s'étendre sur toute la largeur de la filière sont réglable si bien que la précontrainte ou le réglage précis des freins nécessaires pour obtenir une grande stabilité de forme peuvent être déterminés par quelques essais de production. Sur le dispositif de la figure 6, par le frein réglable 20, l'effet de l'angle d'entrée 19 supérieur le plus petit peut Astre augmenté par réglage. Une autre manière de produire la précontrainte du boudin dans la filière est obtenue lorsque la filière est disposés sur la tête de la vis de la presse en étant décentrée, si bien que la pression de compression et la vitesse du boudin de matière sont asymétriques dès l'entrée dans la filière. D'une manière correspondante, on peut produire une précontrainte autour de l'axe transversal du boudin et il est également possible d'opérer une précontrainte latérale autour de l'axe de hauteur et une précontrainte transversale autour de l'axe longitudinal du boudin. A la figure 7, on a montré un dispositif servant à l'exécution du procédé conforme à l'invention dans lequel une filière 21 est montée sur la tête 23 de la vis de la presse en étant inclinée 'ou en étant tournée suivant un certain angle. Un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé conforme à l'invention peut être obtenu à l'aide d'un dispositif tel que représenté à la figure .8. Ce dessin montre dans une vue de c8té une tête 24 de vis de presse avec une filière 25 tournée ou inclinée, le boudin étant indiqué en 28 et les rouleaux 26 constituant une portion de la trajectoire de roulement également montés inclinée. A partir du rouleau 27, la voie de roulement est horizontale et le boudin n'est plus ~ tordu. Le boudin est donc tordu autour de son axe longitudinal, de manière plastique, sur une voie de roulement montée avec une certaine torsion hélicoïdale correspondante, puis il est amené au plateau formé de convoyeur à bande du découpeur.Le dressage consécutif (sans torsion) du boudin produit dans ce dernier une précontrainte élastique en torsion qui agit contre le cintre non désirée lors du séchage ou compense la torsion produite par la vis. l'importance de la précontrainte peut etre modifiée en faisant varier l'angle de rotation de la filière et en changeant la rotation du boudin (angle de rotation par unité de longueur du boudin), si bien que l'angle de rotation nécessaire pour obtenir des plaques les plus planes possibles et l'importance de la torsion du boudin peuvent etre facilement déterminés par quelques essais de production. La figure 9 montre une filière dans le sens du boudin dont la section d'entrée 29 est tournée par rapport à la section de sortie 30. LaXprécontrainte du boudin est réalisée dans la filière elle-même. Etant donné que les axes de la section d'entrée de la filière sont décalés par rapport aux axes de la section de sortie, le boudin de matière reçoit sa torsion dans la filière. La figure 10 montre une filtre 31 dans le sens du boudin qui comprend des freins 32 montés symétriques par rapport au centre. Par ces freins montés inclinés réglables qui sont prévus symétriquement au centre de manière à ce que la section de sortie soit décalée ou tournée, on obtient un effet similaire. Un autre mode de réalisation du procédé conforme à l'invention peut être obtenu à l'aide du dispositif montré à la figure 11. Ce dispositif comporte en avant de l'entrée de la filtre 33 une palette de guidage 34 produisant la torsion. La torsion produite par la vis est donc compensée par une ou plusieurs palettes de guidage agissant en opposition avant l'entrée dans la filière. Les avantages du procédé conforme à l'invention résideidans le fait que la stabilité de forme des élément de céramique peut être considérablement amélioréetavec des frais minimes. Ainsi, avec ce procédé, on peut par exemple fabriquer sans aucune difficulté des plaques de céramique présentant en dimension 220x380 mm dont la section longitudinale et transversale est inférieure à 0,5 mm et dont la déformation en torsion n'est que de 0,5 mm .Par rapport à ces donnés, la tortion permise pour les queues de castor de premier choix d'après la norme DIN 456 est de 6 mn, pour les tuiles plates (dimension 235 x 400 mm) elle est de 12 mm, sibLen que l'on constate directement l'absence de stabilité de forme dA auxprocédésde fabrication appliqués jusqu'à présent. les dispositifs décrits et nécessairesà l'application du procédé conforme à l'invention présentetpar 'ailleurs l'avantage que dans presque tous les cas , ils peuvent être adaptés à des machines et filières déjà en service. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons , si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T S O N S 1. Procédé de fabrication de corps de céramique tournés dans des boudineuses, avantageusement de tuiles présentant une stabilité de forme accrue , caractérisé en ce que dans la filière ou à la sortie de la filière ou après avoir quitté la filière, le boudin plastique de céramique reçoit une précontrainte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boudin reçoit une précontrainte d'un seul côté. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boudin reçoit une précontrainte en torsion autour de son axe longitudinal. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une précontrainte appliqués sur un seul côté au boudin est suivi d'une précontrainte en tosion. 5. Procédé de fabrication d'un corps ou élément selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la filière est inclinée d'un certain angle par rapport à la teAte de la vis de la presse et en ce qu'entre le plateau formé de convoyeur et la filière,on a prévu une voie de roulement courbe. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la voie courbe précitée est disposée immédiatement après la filière. 7. Dispositif de fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par une filière dont l'angle d'entrée inférieure est supérieure à l'angle d'entrée supérieure. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' au niveau de l'angle d'entrée supérieur le plus petit on a disposé un frein réglable. 9. Dispositif servant à la fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par une filière qui est montée en étantinclinée ou tournée suivant un certain angle sur la tête de la vis de la presse. 10. Dispositif de fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête de la vis de la presse est équipée d'une filière montée inclinée ou tournée et en ce que la voie de roulement sur une première portion comporte des rouleaux montés tournés et sur une seconde portion des rouleaux disposés horizontalement 11. Dispositif servant à la fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section d'entrée de lafilièrseat montée tournée par rapport à la section de sortie. 12. Dispositif servant à la fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la filière est équipéed'un frein monté incliné symétrique par rapport au centre. 13. Dispositif de fabrication d'un corps selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'en avant de la sortie de la filière,on a disposé une palette de guidage produisant une torsion du boudin.