Brevet FR2463669A1 — publié le 19810227

La présente invention se rapporte à la fabrication d'objets en plâtre essentiellement en forme de plaque, et plus précisément à la coulée sur une sole de coulée mobile en translation, d'un mélange de plâtre et d'eau contenu dans un réservoir sans fond po- sé sur ladite sole de coulée. Il est connu par la demande 7803475 de constituer les pa- rois latérales avant et arrière du réservoir à l'aide de deux pla- ques, et les parois de c8té à l'aide de bandes latérales mobiles qui défilent comme la sole de coulée et qui prennent appui sur les extrémités des plaques avant et arrière. On alimente le réservoir par des tubes traversant la plaque avant, débouchant dans le ré- servoir et produisant des jets de mélange approximativement hori- zontaux dirigés à contre sens du sens d'avancement de la sole de coulée. La plaque avant est soulevée légèrement de façon à ména- ger une fente de coulée entre son arête inférieure et la sole de coulée. Pour éviter une prise en masse au sein même du produit contenu dans le réservoir et sur les parois dudit réservoir, on introduit le mélange par les tubes d'alimentation avec une certai- ne vitesse de façon à créer une agitation dans le réservoir et on fait vibrer les plaques avant et arrière à l'aide de vibreurs montés sur les plaques mêmes et lorsqu'on doit disposer des ren- forts à l'intérieur des produits qu'on fabrique, on s'arrange dans certains cas pour introduire lesdits renforts en les faisant frotter sur l'une et/ou l'autre des plaques avant et arrière du réservoir, ou tout du moins sur leurs arêtes inférieures. Dans la mesure o on règle la hauteur des tubes d'alimentation, la vitesse d'arrivée du mélange, l'écartement entre les deux plaques avant et arrière du réservoir, pour bien avoir comme cela est décrit dans la demande précitée, des jets immergés mais provoquant des lignes d'agitation visibles en surface, dans la mesure o ces lignes d'a- gitation exécutent au moins un trajet aller de la plaque avant à la plaque arrière, et un trajet retour en revenant jusqu'à la pla- que avant, forment des boucles accolées couvrant toute la surface du réservoir, dans la mesure o on vibre les plaques avant et ar- rière, il ne se produit pas de dépôt pouvant entraîner des prises en masse et le dispositif de coulée,. encore appelé par la suite tête de coulée, fonctionne sans intervention. Cependant si la tête de coulée n'est pas réglée au mieux, il y a quelques écla- boussures et il peut se former des dépôts, essentiellement sur la plaque arrière, à proximité de la surface libre du mélange, en particulier entre les boucles d'agitation et dans les angles du réservoir, dépôts qui nécessitent un certain nettoyage, sans tou- tefois obligation d'arrêt de la coulée, d'autant plus fréquent que le réglage est mauvais, par exemple toutes les deux ou trois heu- res. Des têtes de coulée, même avec l'inconvénient d'un bon régla- ge à effectuer ou l'inconvénient d'un nettoyage périodique de la plaque arrière, ayant une soixantaine de centimètres de large don- nent satisfaction. Mais lorsque les dimensions augmentent, le principal problème est de maintenir les plaques en vibration, en particulier la plaque arrière sur laquelle se font principalement les dépôts. Pour pouvoir se passer des vibrations, il faut renou- veler la paroi arrière préférentiellement de façon continue sans perturber la coulée et l'agitation. Une solution pour cela est de l'intégrer dans une surface plus importante qu'on déplace pério- diquement ou en continu, de façon à présenter en face du réser- voir une portion de surface différente. Dans un mode de réalisa- tion cette surface est matérialisée par une plaque plane qu'on coulisse face au réservoir de coulée. Dans d'autres modes de réa- lisation la surface est courbe et on la fait tourner pour présen- ter face au réservoir une portion différente. La portion mise horsservice est nettoyée en attendant d'être représentée en face du réservoir pour jouer à nouveau le rôle de paroi arrière. Cette surface courbe peut être un tambour tournant d'axe vertical, soit avec un diamètre égal à la largeur de la sole coulée et pre- nant alors appui sur les bandes latérales au cours de leur trajet soit avec un diamètre plus grand et prenant alors appui sur les seules extrémités des bandes latérales. Dans l'art antérieur, on a également prévu de renforcer les produits fabriqués et on a proposé d'introduire un renfort en amont du réservoir et sous ledit réservoir, guidé par un introduc- teur de renfort ayant la forme soit d'un volet incurvé, soit d'un bourrelet arrondi. Cet introducteur de renfort peut être attaché à la base de la plaque arrière du réservoir, ou indépendant, et dans ce cas fixé en amont du réservoir. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, on combine les opérations de renouvellement de la plaque arrière, de nettoyage de la plaque arrière et de guidage du renfort, en cons- tituant la surface courbe dont la plaque arrière est une portion, par un rouleau cylindrique, d'axe horizontal perpendiculaire à la direction d'avancement de la sole de coulée, de la largeur de la- dite sole de coulée. Ce cylindre est entraîné en rotation, le ren- fort qu'on désire disposer dans le produit coulé est introduit en appui sur sa portion inférieure, il frotte dessus et la nettoie. Préférentiellement le cylindre est-entraîné en rotation dans le sens inverse du sens de progression du renfort entraîné par le produit coulé. La vitesse de rotation du rouleau, ou éventuelle- ment la fréquence et l'angle de rotation lorsque la rotation est discontinue, est telle que un point de sa surface en contact a- vec le mélange liquide de plâtre et d'eau est mis hors de contact du mélange et nettoyé, en un temps tel que le plâtre déposé en ce point n'a pas le temps de faire prise. En outre, dans la mesure o un renfort peut être introduit à l'intérieur du réservoir, on donne à fa plaque avant une forme bombée avec axe de bombage horizontal perpendiculaire à la direc- tion d'avancement de la sole de coulée et on introduit ce renfort en appui sur cette surface bombée. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en réfé- rence aux dessins qui représentent fig. 1: une tête de coulée avec plaque arrière coulissante fig. 2: une vue de dessus d'une variante de tête de coulée selon l'invention fig. 3 une vue de dessus d'une seconde variante selon l'in- vention fig. 4 une vue de dessus d'une forme préférée de réalisa- tion d'une tête de coulée selon l'invention. fig. 5: une vue de côté de la tête de coulée montrée sur la figure 3 fig. 6: un moyen d'étanchéité utilisable avec la tête de coulée des figures 3 et 4 fig. 7: une vue de côté de la plaque avant. La figure 1 montre une installation de coulée d'un mélange liquide de plâtre et d'eau essentiellement. Le mélange peut compor- ter d'autres substances telles que des accélérateurs ou des retar- dateurs de prise, des éléments de renfort tels que des fibres cou- pées, des charges, des tensio-actifs, des fluidifiants, des résines, des mousses, etc..., dont il ne sera plus fait mention par la suite. Le mélange sera seulement appelé mélange de plâtre et d'eau, bien qu'il puisse en plus comporter ces substances dont une liste non exhaustive est donnée ci-dessus. L'installation de coulée compor- te une sole de coulée 1 horizontale, mobile en-translation dans le sens de la flèche F, deux bandes latérales 2 et 3 tournant cha- cune autour de deux galets 4 et 5 et formant des rebords verticaux à la sole de coulée, une paroi avant 6 en forme de plaque vertica- le perpendiculaire à la direction d'avancement de la sole 1 et une plaque arrière 7 parallèle à la paroi avant 6, en appui par ses sur extrémités/les bandes latérales 2 et 3. Conformément à l'invention la plaque arrière 7 est composée d'au moins deux portions 7a et 7b disposées côte à côte, aptes chacunes à former la paroi arrière du réservoir de coulée. Cette plaque 7 est montée coulissante dans deux glissières 8 et 9 verticales. Périodiquement, on glisse la plaque 7 dans ses glissières de façon à mettre hors service la por- tion fermant le réservoir, par exemple la portion 7a, et à la rem- placer par la portion 7b. La portion 7a est alors nettoyée et elle est prête pour être à nouveau mise en service à la place de la portion 7b. Avantageusement, les glissières sont suffisamment hautes pour permettre un ajustement des positionnements en hauteur de la plaque 7. La plaque 7 peut avoir son arête inférieure recouverte par un bourrelet 10, ou peut porter un volet incurvé, dirigé à l'extérieur du réservoir pour guider l'introduction d'un renfort dans le produit qu'on fabrique. La figure 2 montre une tête de coulée du même type mais dans laquelle la paroi arrière du réservoir est un tambour cylindrique 11 à axe 12 vertical, dont le diamètre est égal à la largeur de la sole de coulée 1. Le cylindre i1 est en contact par ses deux géné- ratrices diamétralement opposées avec les bandes latérales 2 et 3 et il possède sur sa face inférieure un joint 13 qui assure l'étan- chéité avec la sole de coulée 1. L'axe 12 du cylindre 11 est équipé d'un pignon 14 relié par une chaine 15 à un moteur d'entraînement en rotation 16. Des moyens de nettoyage de la surface du cylindre 11, tels un racleur 17 et/ou une pomme d'arrosage d'eau 18 dé- barassent le cylindre des dépôts de plâtre. Préférentiellement ces moyens sont placés pour agir sur la portion de cylindre mouillée de plâtre qui vient juste de sortir du réservoir, c'est-à-dire près du côté droit quand le cylindre tourne dans le sens de la flèche I. L'axe 12 de ce cylindre 11 est disposé à l'intérieur et au bout de la sole de coulée, de façon à ce que l'avant du cylindre, qui fait office de paroi arrière du réservoir de coulée, repose sur la sole 1. Avantageusement ce cylindre est suspendu par son axe, et il peut alors être entièrement situé au-dessus de la sole de coulée mobile. En outre, ce montage avantageux permet l'introduction d'un renfort dans le produit, à proximité de la surface inférieure, en le faisant arriver sous le tambour 11. A cet effet, comme dit dans la demande française numéro 7803475 déjà citée, un introducteur de renfort 19, indépendant-en forme de barreau horizontal et transversal, ou de volet incurvé sera disposé à l'arrière du tambour 11. Comme dit également dans cette demande française, la plaque avant 6 est surmontée d'un vi- brateur 20 et elle est traversée par des tubes 21 d'alimentation en mélange. Avec ce type de tambour, dès que le renfort devra être situé dans l'épaisseur du produit, c'est-à-dire ailleurs qu'à pro- ximité immédiate de la face inférieure, il sera préférable de l'in- troduire soit à l'intérieur du réservoir, soit en aval du réservoir. Comme également montré sur cette figure 2, la paroi avant 6 du réservoir de coulée peut être incurvée pour que l'énergie par unité de volume de mélange contenu dans ledit réservoir et apportée par les jets au travers des tubes d'alimentation 21, soit sensiblement la même au centre et sur les bords du réservoir. On pourra égale- ment obtenir le même équilibrage d'énergie, sans incurver la paroi avant 6 et en la conservant plane, en augmentant la section ou le nombre des tubes d'alimentation 21 par les bords de ladite plaque. Dans une variante de réalisation montrée figure 3, le tambour 11 prend appui sur les extrémités des bandes latérales 2 et 3 et il est de diamètre plus important permettant d'avoir un réservoir de surface pratiquement rectangulaire, mieux agité par les jets d'ali- mentation que le réservoir précédent avec deux coins en pointe, ad- jacents au tambour. Dans ces deux variantes de réalisation, les tambours 11 sont d'épaisseur sensiblement égale à la hauteur de la plaque avant, et au moins suffisamment épais pour contenir le mélange sans déborde- ment. Ces cylindres 11 sont montés sur glissière pour qu'on puisse ajuster leur écartement par rapport à la plaque avant. Ils sont situés à une distance de la plaque avant telle que les réglages faits dans le cas d'une plaque arrière fixe et plane ne soient pas modifiés. L'explication de ces réglages sera donnée plus loin. Dans l'une et l'autre variante, le cylindre 11 est entraîné en rotation, soit de façon continue, soit de façon discontinue, à une vitesse telle qu'un point de sa surface en contact avec le mé- lange de plâtre à un instant donné soit sorti du réservoir et nettoyé par les moyens de nettoyage 17 et 18 avant que le plâtre qui s'y est déposé ait eu le temps de faire prise, soit des temps de l'ordre de 2 mn pour un plâtre sans modificateur de prise. Dans une réalisation plus avantageuse de l'invention, mon- trée dans les figures 4 à 6, la surface courbe dont la paroi arrière du réservoir de coulée est une portion, est un rouleau cylindrique 22 à axe 23 horizontal, de longueur égale à la dis- tance entre les bandes latérales 2 et 3 de façon que l'étanchéité entre lesdites bandes et le cylindre soit réalisée. L'axe de ce cylindre tourne dans des paliers 24 montés sur des glissières 25 doubles, orientées dans les deux directions verticale et horizon- tale de façon à permettre le réglage en hauteur et le réglage de la distance par rapport à-la plaque avant. L'axe de ce rouleau 22 est relié à un moteur 26 susceptible de l'entraîner en rotation. En outre, comme montré sur la figure 6, une pièce d'étanchéité 27 ayant sensiblement la forme d'un prisme dont la surface supérieure est concave, peut être ajoutée et glissée à l'arrière du rouleau 22. Cette pièce d'étanchéité 27 est montée sur des glissières horizontales 28 permettant son positionnement correct. Le rouleau 22 a un diamètre suffisamment important pour que son axe puisse passer au-dessus des bandes latérales 1 et 2, de façon à être soutenu et entraîné par le moteur 26. Un diamètre de l'ordre de cm sera courant. Il pourra s'agir d'un rouleau en fer, en acier,-+ en matière plastique, etc., de préférence une matière peu poreuse et dure. Comme montré sur la figure 7, on peut donner à la plaque avant une forme bombée avec un axe de bombage ou une génératrice de la forme bombée, horizontale et perpendiculaire à la direction d'avancement de la sole de coulée. Cette forme bombée de la plaque avant peut être envisagée avec toutes les variantes de paroi arrière: une paroi plane, une paroi en tambour à axe vertical ou une paroi en rouleau à axe horizontal. Dans ce cas, le rouleau 29 de stockage du renfort 30 qu'on introduit à l'intérieur du réser- voir est disposé de façon telle que ledit renfort 30 frotte sur la surface de ladite plaque avant 6, c'est-à-dire en avant de la plaque avant ou au moins à l'aplomb de celle-ci. Pour régler une tête de coulée telle que celle montrée sur les figures 4 à 7, on procède de la façon suivante. On règle d'abord la hauteur du rouleau 22 par rapport à la sole de coulée 1 par ajustement de la position des paliers 24 sur les glissières verticales 25. La génératrice inférieure du rouleau 22 doit se trouver à une distance de la sole de coulée égale à la hauteur à laquelle on désire positionner le renfort dans l'épaisseur du produit. Pour régler la distance entre le tambour arrière 11 ou le rouleau arrière 22 et la plaque avant 6, on procède comme s'il s'agissait d'une plaque arrière plane et fixe. C'est-à-dire qu'une fois fixé le débit d'alimentation en mélange pour fabriquer des produits en plaques d'une épaisseur donnée à la vitesse choisie dé la sole de coulée, on détermine le nombre de tubes d'alimentation susceptibles de produire une agitation sur toute la largeur de la tête de coulée, on détermine la section des tubes d'alimentation et des tuyaux en amont pour que la vitesse du mélange soit une vi- tesse n'autorisant pas les dépôts, c'est-à-dire supérieure à cm/son crée la fente de coulée sous la plaque avant 6, on règle la distance plaque avant/rouleau ou tambour arrière pour avoir un niveau de mélange stable dans le réservoir de coulée et des jets d'alimentation immergés. Des distances entre la plaque avant et l'axe du rouleau, de l'ordre de 10 cm se rencontreront fré- quemment. On introduit ensuite les renforts et on dispose les rouleaux de stockage de renforts de façon que les renforts balayent bien les surfaces qu'ils sont-chargés de nettoyer. Ainsi, on fait passer un renfort 31 sous le rouleau 22 puis sous la plaque avant 6-.-Le renfort entraîné par la coulée se tend. On dispose le rouleau de stockage 32 de renfort 31 de façon à ce que le renfort 31 enroule au minimum 1/4 et de préférence 1/3 du rouleau arrière 22. Ainsi dans la portion la plus reculée possible du rouleau de stockage 32 de renfort 31, le renfort descendra verticalement jusqu'au contact avec le rouleau 22. Si le rouleau arrière 22 est espacé de la sole de coulée et si une fuite de mé- lange se produit, on avancera la pièce d'étanchéité 27 sous le rouleau 22 pour arrêter cette fuite. On constate qu'avec un rou- leau 22 de 30 cm de diamètre, espacé de 6 mm de la sole de coulée, sous lequel passe un mat de fils continus enchevêtrés de 2,5 mm d'épaisseur à l'état libre, avec des vitesses de sole de coulée de 1,50 m à 3 m/mn, il ne se produit pas de fuite. La fuite n'appa- rait que si l'on augmente l'espace de 1 ou 2 mm. On règle ensuite la vitesse de rotation du rouleau 22 ou du tambour 11. On s'arrange pour qu'un point du rouleau ne reste pas dans le plâtre ou recouvert de plâtre sans être nettoyé plus d'un temps de l'ordre de 2 mn, correspondant au temps nécessaire pour que le plâtre commence sa prise. Ainsi, pour un rouleau arrière de 30 cm de diamètre, une hauteur de mélange d'environ 15 mm dans Ie réservoir, une vitesse périphérique comprise entre 1 cm/mn et cm/mn conviendra, et une vitesse de l'ordre de 3 cm sera couramment choisie. La vitesse de rotation ne devra pas être trop élevée pour ne pas perturber la coulée. Si la rotation est séquentielle, onf effectuera des rotations environ toutes les minutes, d'un-ang&le tel que les contraintes déjà énoncées soient respectées. Ensuite, de la même façon, si l'on désire introduire un renfort supplémentaire 30 à l'intérieur du réservoir entre la plaque avant et le rouleau ou le tambour arrière, lorsque la plaque avant est bombée, on s'arrange pour que le renfort tendu depuis son rouleau de stockage 29 frotte sur la totalité de la surface de plaque avant en contact avec le mélange. Dans la mesure o on utilise pour renforcer les plaques de plâtre, un mât de fils de verre continus, enchevêtrés, enfermé entre deux grilles de fils de verre à grandes mailles, 0,5 mm par exemple, c'est une des grilles de fils de verre qu'on choisira d'introduire en contact avec la plaque avant bombée. Ainsi, du fait de la taille importante des mailles, l'alimentation par les tubes 21 et l'agitation dans le réservoir ne seront pas perturbées. En outre, si ces grilles sont constituées de fils orthogonaux soudés les uns aux autres, avec tous les fils de "chaîne" entière- ment d'un côté du plan médian de la grille, et tous les fils de "trame" entièrement de l'autre côté de ce même plan, on choisira de mettre en contact avec la paroi avant bombée ceux des fils qui seront le plus transversaux à la direction de défilement desdites grilles, ou autrement dit le plus parallèles au plan de la sole de coulée, pour favoriser le nettoyage de cette paroi. Ce dispositif de coulée a été décrit en prenant comme exemple un mélange à base de plâtre mais il est utilisable aussi pour couler des produits évolutifs autres que le plâtre et à fortiori des produits moins évolutifs ou non évolutifs. RE V E N D I CATI ON S 1 - Dispositif de coulée sur une sole de coulée mobile en translation, d'un mélange liquide de plâtre et d'eau essentielle- ment à partir d'un réservoir sans fond posé sur ladite sole de cou- lée, contenant le mélange à couler, et muni d'une fente de coulée adjacente à la sole de coulée sous la paroi avant du réservoir, caractérisé en ce que la paroi arrière du réservoir est une portion d'une surface plus grande que ladite paroi arrière, cette surface étant déplaçable par rapport au réservoir de façon à présenter face au réservoir une portion différente. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface plus grande est une plaque plane ayant au moins la dimension de deux parois arrières de réservoir juxtaposées, main- tenue appuyée contre les parois latérales du réservoir, montée cou- lissante par rapport au dit réservoir dans un sens tel que par cou- lissement la portion de la plaque plane face au réservoir, et qui joue le r8le de paroi arrière, puisse être mise hors service et si- multanement remplacée par la portion de plaque qui lui est juxtapo- sée. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface plus grande est la surface latérale d'un cylindre en contact avec les parois latérales du réservoir de coulée. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre est à axe vertical, sa paroi latérale étant en ap- pui sur les parois latérales du réservoir. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre a comme diamètre la largeur de la sole de coulée 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre a un diamètre supérieur à la largeur de la sole de coulée. 7 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre à son axe horizontal, perpendiculaire à la direc- tion de translation de la sole de coulée, ledit cylindre étant en contact avec les parois latérales du réservoir par ses bases. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que un renfort destiné à renforcer le produit fabriqué est disposé sur toute la largeur de la sole de coulée, en contact avec une par- tie de la surface latérale du cylindre sortie du réservoir. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le renfort enroule au moins 1/4 du cylindre. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le cylindre est monté tournant dans des paliers déplaçables sur des doubles glissières verticales et horizontales. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'une pièce d'étanchéité ayant la forme d'un prisme avec la surface supérieure concave vient se glisser à l'arrière du cylindre et sous lui, pour éviter toute fuite de mé- lange. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un moteur relié à la surface à laquelle appartient la paroi arrière du réservoir, l'entraîne en déplacement. 13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moteur est un moteur entraînant les surfaces selon l'un des modes suivants: entraînement continu, entraînement séquentiel. 14 - Dispositif de coulée sur une sole de coulée mobile en translation, d'un mélange liquide de plâtre et d'eau essentielle- -20 ment à partir d'un réservoir sans fond posé sur ladite sole de cou- lée, contenant le mélange à couler, et muni d'une fente de coulée adjacente à la sole-de coulée sous la paroi avant du réservoir, ca- ractérisé en ce que la paroi avant du réservoir est bombée avec un axe de bombage horizontal perpendiculaire à la direction d'avance- ment de la sole de coulée. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la paroi avant du réservoir est bom- bée, avec un axe de bombage horizontal perpendiculaire à la direc- tion d'avancement de la sole de coulée. 16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15 caractérisé en ce qu'un renfort destiné à renforcer le produit fabriqué est disposé de façon à prendre appui sur l'arête inférieure de ladite plaque avant et à frotter sur sa surface bom- bée.