Brevet FR2414987A1 — publié le 19790817

la présente invention concerne un procédé pour créer dans un corps en céramique, lors de la fabrication de son ébauche par coulée de barbotine, un espace creux, notamment un espace creux fermé ou en contre-dépouille. En outre, l'invention concerne ur dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé,et enfin des applications de ce dispositif et du procédé. Lors de la mise en oeuvre du procédé de coulée de barbotine on remplit d'une barbotine composée de la matière première préparée un moule absorbant en plStre. Par suite de l'absorption de l'eau de la barbotine par la paroi du moule, il se dépose sur celle-ci une couche solidifiée de barbotine. Cette couche constitue la paroi de ltébauche creuse. La barbotine excédentaire qui se trouve encore dans le moule en est déversée, après quoi on ouvre le moule et on en retire l'ébauche. Celle-ci est alors séchée, reçoit généralement une glaçure et est finalement cuite pour former le corps en céramtedésiré. Une ébauche de forme complexe requiert un moule comportant un noyau sur lequel il se dépose également une couche de matière solide qui forme une partie de la paroi de ltébauche. Etant donné que ce dépôt ne peut se former que Jusqu'd une certaine épaisseur, on utilise des noyaux également pour produire une épaisseur de paroi plus forte; les dépits formés sur la paroi. du moule proprement dit et sur le noyau se rejoignent alors et font corps l'un avec l'autre. Toutefois, plus la forme et plus la structure du moule sont complexes, plus il devient difficile, aux endroits concernés, de retirer de l'intérieur de l'ébauche la barbotine excédentaire. Cette difficulté réduit considérablement les possibilités de mouler les formes désirées, d'autant plus que ltévacuation de la barbotine excédentaire doit, pour des raisons de fabrication, ne requérir que des manipulations simples par exemple un simple basculement du moule. En outre, les moules deviennent compliquds d'un point de vue mécanique : ils doivent par exemple contenir des parties mobiles (poussoirs en plâtre). Ces parties mobiles, qui doivent pouvoir titre retirées, limitent encore de manière décisive la liberté des formes que l'on peut donner aux espaces creux, car elles ne permettent pas de produire de tels espaces comportant des parties en contre-dépouille. le but de l'invention est d'élargir les possibilités de donner des formes diverses à des corps en cdrarlque obtenus notamment par coulée de barbotine, qu'il s'agisse du moulage purenent en creux, du moulage mixte en creux et à noyau, ou du moulage entièrement à noyau, toaten en supprinant la rétention de barbotine excédentaire méme dans des parties creuses de forme complexe. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit de mouler dans l'ébauche, à l'endroit de la partie en creux à mouler, un noyau qui a) a sensiblement la forme de cette partie, b) acconpagne le retrait de l'ébauche lors de son séchage, puis c) est détruit par chauffage. De préférence, l'invention prévoit de détruire le noyau par la cuisson de l'ébauche. Le noyau peut titre fabriqué en toute forme désirée par exemple en matière synthétique expansée, telle que le polystyrène Certes, c'est toujours la paroi du moule de coulée de barbotine qui détermine en premier lieu la forme de 11 espace creux, mais le noyau élargit considérablement le champ des possibilites. nasse qui forme l'ébauche, c'est-à-dire la couche qui se dépose, est comme auparavant le résultat de l'effet d'aspl- ration qu'exerce la paroi du moule sur cette masse, et la couche forme a une épaisseur essentiellement déterminée et linitée. Par conséquent la forme de l'espace creux résulte, de ce point de vue, de celle de la paroi du moule; elle ne peut titre nodifiée par le noyau que dans d'étroites limites, à savoir au détriment de l'épaisseur de la couche déposée; cette épaisseur est de toute façon déjà limitée et est le plus souvent tout à fait nécessaire.Dans certains cas et en certains endroits ceci peut avoir, dans le cadre de l'invention, son importance par exemple pour régler une épaisseur de paroi avec une grande précision ou pour, en des endroits déterminés du moulage, par exemple à une arête ou dans un angle, là où le dépit se fait habituellement particulièrement épais, pouvoir élargir l'espace creux dans une mesure qui est certes faible mais qui est décisive, ou encore pour permettre de réaliser un espace creux en con're-dépouille. Mais la fonction essentielle du noyau utilisé dans le procédé de coulée de barbotine estnustement là où, méne sans lui, il n'y a pas de masse déposée formant l'ébauche, à savoir dans la profondeur de l'espace creux. Il supprime le problème d'avoir à éliminer de cet espace un excédent de barbotine, en ce sens qu'in n'y laisse pas pénétrer du tout de barbotine. Dane son principe, cette fonction du noyau selon l'invention n'exige aucunement qu'il participe à la forme à donner à la paroi de l'espace creux. Il suffit que le noyau commence seulement là où la couche de dépit, y compris une zone de transition, se termine d'elle-mtme, et il pourrait mme encore subsister entre eux une pellicule de barbotine, si la quantité de barbotine concernée peut ensuite disparat- tre simplement par séchage lors du séchage de l'ébauche.Ceci différencie le noyau utilisé conformément à l'invention dans la coulée de barbotine des noyaux connus utilisés aussi dans d'autres procédés de coulée et gui dans touts les cas ont une surface extérieure qui s ert à donner la forme voulue et qui de plus, dans le procédé de coulée de barbotine, doit recevoir un dépit de barbotine. On peut cependant aussi, selon Itinven tion, laisser le noyau délimiter 13 couche de ddpôt qui, à partir de la paroi du moule, augmente d'épaisseur cn direction du noyau, afin d'être tout à fait sdr qu'il ne subsistera aucun reste de barbotine, si petit soit-il. On peut aussi mouler des espaces creux ayant des formes qui étaient exclues auparavant, notamment des formes creuses fermées, parce que le reste de barbotine n'aurait pu s'en écouler que partiellament, voire pae du tout. Sont en outre posei- bles maintenant des espaces creux en contre-dépouille qui étaient exclus parce que l'on n'aurait pu en extraire le noyau nécessaire à former l'espace creux. Il en résulte des possibilités à longue portée pour produire plus simplement des articles améliorés. L'emploi de pièces en polystyrène qui disparaissent par brûlage dans dee corps en céramique est connu depuis longtemps par les brevets ou demandes de brevets DE 1 126 302, 1 253 132, 1 278 322, 1 771 526, et 2 421 849. Dans tous ces textes le polystyrène ne sert cependant qu'à produire des structures poreusee de natures les plus diverses et est, dans ce but, introduit dans les masses sous forme drinnombrables petites particules réparties au hasard, et non pas sous orme d'un noyau de moulage individuel ayant une forme et une disposition bien définies.L'utilisation d polystyrène pour des corps d'évidement thermo-destructibles disposés en des endroits définis est connue par la demande de brevet dtinvention publiée sous le nO DE 1 942 215. Il s'agit toutefois dans cette demande de brevet du cas d'utilisation relativement très simple et grossier consistant à ménager des trous dans des pierres en béton poreux traité à la vapeur, et il s'agit simplement, dans le but de s' épargner ltextraction, de remplacer par du polystyrène, sans en changer la conception, des corps d'évidement en métal ou en bois qui partent de la surface extérieure. te problème que résoud la présente invention, à savoir l'é- largissenent.des possibilités, sous différents aspects, de la conception d'espaces creux dans des moulages en céramique à réaliser par le procédé compliqué de coulée de barbotine auquel est inhérent le problème de 11 élimination de la barbotine excé- dentaire,est tout aussi éloigné de l'enseignement de la demande de brevet DE 1 942 215 que la solution que l'invention apporte à ce problème en proposant de faire usage d'un noyau de coulée dont la surface extérieure n'a pas nécessairement à assurer une fonction de moulage. Afin que lors du séchage le noyau su tre le retrait de l'é- bauche et ne la fasse pas éclater, on peut faire usage d'un noyau qui, gracie au choix du matériau qui le compose, notamment au choix des granulométries avant pansion1 et/ou par formation au préalable d'un espace creux dans le noyau ou par découpe ultérieure et/ou par un traitement qui en diminue la résistance mécanique, par exemple un pétrissage ou un assouplissement par flexions répétées, puisse titre comprimé sous l'action d'une force inférieure à la résistance à la rupture du matériau dont est composée l'ébauche qui comprime le noyau lors du retrait dt au séchage. Une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'ir.- vention consiste en ce que pour produire un espace creux vitrifié on applique la masse de glaçure sur le noyau d'où elle sera ensuite transférée à l'ébauche. Toutefois, pour réaliser cela, il faut que pendant la coulée la couche de dépit augmente d'épasseur jusqu'd venir bien au contact de la masse de glaçyre présente sur le noyau, afin que la colle qui est contenue dans cette masse et qui est soluble en eau assure l'adhérence à la paroi de l'ébauche. Lors du séchage cette adhérence se trou vera renforce et supportera le retrait de Itébauche puise la destruction ultérieure du noyau, sans effet nuisible sur la surface à vitrifier. Pour séparer la masse de glaçure du noyau on peut appliquer sur celui-ci un agent qui favorise c cette séparation, par exemple un acide faible, de préférence de l'acide citrique, Cet agent peut en outre tout d'abord communiquer au matériau dont est composé le noyau l'adhérence qui le plus souvent lui fait défaut pour que la masse de gla çure adhère lui, La liaison céramique proprenent dite entre la couche de glaçure et la couche moulée s'effectue lors de la cuisson de l'ébauche. Cette nouvelle technique ouvre, elle aussi, de nouvelles possibilités. C'est ainsi qu'on peut envisager de ne 1' appli- quer que dans un but de vitrification, ou esentiellement dans ce but, c'est-à-dire en des endroits du moulage qui, en fait, ne requerraient aucunement la mise en oeuvre d'un noyau selon l'invention; elle peut titre déterminante dans la décision de nettre en oeuvre ce noyau. L'invention ntest pas cependant lié. au transfert de la glaçure par le noyau. On peut en effet aussi détruire le noyau avant la cuisson de l'ébauche, par un traitement modéré à la chaleur, par exemple au moyen d'air chaud, puis appliquer la glaçure de la manière habituelle. Comme dispositif pour mettre en oeuvre le procédé l'invention propose un moule de coulée de barbotine dans lequel un noyau peut, au moyen d'un assemblage par enfoncement, titre fixé à une partie supérieure de celui-ci, la direction de l'en- foncement étant celle suivie par ladite partie du moule et l' ébauche lors du démoulage. La fixation du noyau au moule se défait donc d'elle-me lors du démoulage, sans aucune opération particulière. Elle est malgré tout assez solide pour que le noyau soit retenu de façon suffisamment store en dépit de la force de poussée ascensionnelle non négligeable qu'il développe dans a barbotine.La fixation du noyau à une partie supérieure du moule mérite la préférence, en ce sens que cette poussée ascensionnelle agit dans le sens qui tend à retenir le noyau enfoncé dans ladite partie. Cet assemblage par enfoncement se trouve de préférence en un endroit où la paroi de l'ébauche doit avoir un évidement (par exemple à l'endroit d'une vidangez, ou peut avoir un évidement, et les parties de l'assemblage par enfoncement sont constituées directement par le noyau et la partie du moule, le téton d'assemblage étant solidaire du noyau et le trou qui lui correspond étant ménagé dans la dite partie du moule, ou vice versa. Etant donné que le noyau est de toute façon en un matériau souple, on assure ainsi de manie simple un bon coincement.Dans le cas où une liaison par enfoncement est nécessaire en un endroit où la paroi de l'ébauche ne doit avoir aucun évidement, on peut ancrer dans la partie du moule correspondante un goujon qui traversera l'épaisseur de la paroi et pénétrera dans une creusure correspondante du noyau; le trou laissé par le goujon dans la paroi de l'ébauche pourra autre obturé ultérieurement. S'il s'agit d'uh noyau conpliqué, celui-ci pourra titre fixé au moyen de trois assemblages par en forcement non disposés en ligne. Le procédé et le dispositif selon l'invention sont particulièrement avantageux pour produire l'évidement du trop-plein d'un lavabo, ou autre bassin analogue, le répartiteur d'eau d'une cuvette de W.C., l'anse creuse et/ou le bec verseur d' une pièce de vaisselle creuse, les extrémités creuses de figures ou obJets décoratifs, ou un renforcement par formation d'une chambre creuse, notamment dans la zone de raccordement entre le bac d'un évier et l'égouttoir de oelui-ci. L'invention est avantageuse aussi dans le cas de la porcelaine électrique, le procédé selon l'invention pouvant, dans cette application, éviter la présence de zones critiques de garnitures. Les possibilités d'application de l'invention vont cependant bien au-delà de celles indiquées ci-dessus. L' invention va mamntenant titre décrite plus en détail à l'aide de deux exemples d'exécution illustrés au dessin; sur celui-ci - la figure l est une vue en coupe longitudinale au travers d'un évier, - la figure 2 est une vue de levier selon la fig.l mais par le dessous, - la figure 3 est une vue en coupe, suivant la ligne III III tracée sur la fiv.2 de l'ébauche dévier se trouvant encore dans le moule, et - la figure 4 est une vue en coupe partielle verticale de l'ébauche d'un autre évier encore contenue dans son moule. Un évier 1 comportant une cuve ou bac 2 et une desserte ou égouttoir 3 présente, à l'endroit indiqué par la flèche 4, un risque de cassure. Afin de renforcer l'égouttoir 3, deux caissons plats 5 pourvus de creusures sont venus de moulage au-deseoup de lui. Ces caissons 5 sont produits de la manière suivante : Un moule 9 de coulée de barbotine, constitué par une coquille inférieure 7 et une coquille supérieure 8, forme de la façon habituelle, par sa coquille inférieure 7 le côté supérieur et par sa coquille supérieure 8 le cdté inférieur de l'ébauche de l'évier. La coquille supérieure 8 comporte deux empreintes de moulage 10 correspondant aux deux caissons 5 à mouler.Dans chacune de ces deux empreintes 10 est disposé un noyau 11 en une matière souple à base de polystyrène expan sé. Ce noyau est fixé à la coquille supérieure 8 au moyen de tétons 12 introduits à force dans des trous 13 ménagés dans cette coquille, jusqu'à ce qu'un épaulement 14 de ces tétons rencontre la paroi de la coquille. A cet épaulement fait suite un tronçon de plus grand diamètre 15 qui maintient le noyau Il à distance de la paroi de la coquille supérieure 8. Après que lton a rempli le moule de barbotine une pre mièvre fois suivie de plusieurs remplissages d'appoint, pas une alimentation non représentée au dessin, une couche solidifiée de solides se forme sur la paroi de la coquille inférieure 7 et de la coquille supérieure 8, par suite de l'aspiration de 1' eau de la barbotine par le moule qui absorbe cette eau. Cette couche de solides remplit pratiquement complètement l'espace libre dans le moule autour du noyau 11, de 8 ortie qu'il ne subsiste aucun reste gênant de barbotine et qu'ainsi il nty a pas à éliminer un tel reste, ce qui, dans le cas présent, serait pratiquenent impossible à effectuer.Les trous 17 (fig.2) fornés dans la matière 16 de 11 ébauche par les tron çons de téton 15 ne sont pas gtnants, étant donne que ces trous se trouvent au-dessous de évier. Lorsque l'on sépare la coquille supérieure 8 de la coquille inférieure 7 et que l'on démoule ainsi 11 ébauche, le trou 13 se détache de lui-même du téton 12. Le noyau Il disparate lors de la cuisson de l'ébauche. La variante consistant à garnir les caissons 5 selon la technique connue est considérablenent moins facile et plus coOp tueuse. L'exemple dSexéeui on de l'invention illustré à la fig.4 corcerne la fabrication d'un évier de cuisine à double bac, à l'endroit de celui-ci où se trouve le puits de débordement (trop-plein). La vue en couped essinée passe par la cloison intermédiaire 17 et les vidanges 18 des deux bacs. On'utilise un moule composé diane coquille inférieure 19 et d'une coquille supérieure 20 entre lesquelles est placé, dans le puits de débordement à former, un noyau souple 21 en polystyrène expansé. Ce noyau est fixé à la coquille supé riewre 20 du moule à barbotine de la façon suivante : Au droit des deux vidanges 18 le noyau 21 remplit l'es- pac entre la coquille inférieure 19 et la coquille supérieure 20, sur toute la hauteur de cet espace. Les deux douilles 22 sont engagées avec serrage sur des tétons 23 formés sur la coquille supérieure 20 du moulue.Au sommet de la cloison inter nédiaire 17 un goujon 24 légèrement conique en une matière inoxydable fait saillie sur la coquille supérieure 20 du moule et pénètre, là encore avec serrage, à travares l'épaisseur de la cloison, dans un évidenent 25 au noyau 21. Comme dans le premier exemple d'exécution il se dépose là aussi, après un premier remplissage du moule suivi de plusieurs remplissages d'appoint, sur la paroi de ce moule, une couche solidifiée 26 qui forme l'ébauche d'évier remplissant l'espace compris entre d'une part la coquille inférieure 19 et la coquille supérieure 20, d'autre part le noyau 21, sans excédent de barbotine qui poserait des problèmes. Lorsque, lors du démoulage, la coquille supérieure 20 est éloignée de la coquille inférieure 19 et de l'ébauche, les tétons 25 et le goujon 24 sortent d'eux-ntmes respectivement des douilles 22 et de l'évidement 25 du noyau 21. Le trou 28 laissé par le goujon 24 dans la paroi 26 de l'ébauche est bouché avec de la meme matière, mais de consistance plastique, et est ainsi obturé. Pour que l'eau puisse s'écouler par le haut lorsque le bac de l'évier est plein, on découpe alors dans l'ébauche démoulée des fentes d1dvacuation 27. Lorsque durant 1 cuisson le noyau 21 disparaît, une couche de glaçure préalablement appliquée eur 1 lui se reporte sur la paroi 26 de l'ébauche. Cette glaçure peut autre préparée avec le même encollage et la m8ne viscosité que d'habitude et Outre appliquée sur une solution d'acide citrique pré valablement appliquée sur le noyau sur lequel on l'a laissé sécher, cette application de glaçure pouvant se faire par enduction, trempage ou de toute autre manière connue analogue, après quoi on laisse également sécher cette glaçure. De cette manière il est très facile de produire l'espace creux complet constitué par le puits de débordement et les évacuations. REVENDICATIONS 1. Procédé pour créer dans un corps en céramique, lors de la confection de son ébauche par coulée re barbotine, un espace creux, notamment un espace creux fermé ou en contre dépraîlle, ce procédé étant remarquable en ce qu'il consiste à mouler dans l'ébauche, à l'endroit de la partie creuse à créer, un noyau qui a sensiblement la forme de cette partie, accompagne le retrait de l'ébauche lors de son séchage et est détruit par chauffage. 2. Procédé selon la revendication 1, remarquable en ce que le noyau est détruit par la cuisson de l'ébauche. 3. Procédé selon la revendication i ou 2, remarquable en ce qu'il est fait usage d'un noyau en une matière synthétique expansée, de préférence en polystyrène. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, remarquable en ce qu'il est fait usage d'un noyau qui, par le choix du matériau qui le compose, notamment le choix des granulométries avant expansion, et/ou la formation d'un espace creux dans le noyau et/ou un traitement ulté- rieur qui en diminue la résistance mécanique, peut être comprimé sous l'action d'une force inférieure.à la résistance à la rupture du matériau dont est composée l'ébauche qui comprime le noyau lors du retrait dd au séchage. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que pour produire un espace creux vitrifié on applique la masse de glaçure sur le noyau d'où elle est ensuite tranférée à l'ébauche. 6. Procédé selon la revendication 5, remarquable en ce que l'on applique ffi noyau, avant la masse de glaçure, un agent qui favorisera la séparation ultérieure de la masse de glaçure du noyau. 7. Procédé selon la revendication 6, remarquable en ce que l'on utilise comme agent séparateur un acide faible, de préférende de l'acide citrique. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce qu'il comporte un moule de coulée de barbotine (9;19;20) dans lequel un noyau (ll;21) peut,au,moyen d'un assemblage par enfoncement, titre tixé à une partie (8;20) de ce moule, de préférence à une partie supérieure de celui-ci, la direc tion de l'enfoncement étant celle suivie par la dite partie (8t20) de ce moule et l'ébauche (16;26) lors de son démoulage. 9. Dlepositif selon la revendication 8, remarquable en ce que l'assemblage par enfoncement est prévu en un endroit où la paroi de l'ébauche doit avoir un évidement(22,23 ou 18) ou peut avoir un évidement (12,13), et en ce que les parties (12, 13; 22,23) de l'assemblage par enfoncement sont constituées directement par le noyau (17,21) et la partie du moule (8;20) dons laquelle est repu le noyau. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, remarquable en ce que l'assemblage par enfoncement est situé en un endroit où la paroi de l'ébauche ne doit avoir aucun évidement et est formé avec une goupille (24) qui est ancrée dans la partie du moule correspondante, traverse ltépaisseur de la paroi (26) et pénètre dans une creusure (25) correspondante du noyau (21), le trou (28) laissé par cette goupille (24) pouvant être ob turé ultérieurement e 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, remarquable en ce que le noyau (21) peut ttre fixé par trois assemblages par enfoncement (22,23; 24,25) disposés en triangle. 12. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ou du dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, pour produire l'évidement du tropplein d'un lavabo, le distributeur d'eau d'une cuvette de W.C., l'anse creuse et/ou le bec verseur d'une pièce de vain- selle creuse, des extrémités creuses de figures ou objets décoratifs, ou un renfoncement par formation d 'une chambre creuse, notamment dans la zone de raccordement entre le bac d'un évier et l'égouttoir de celui-ci.