Brevet FR2642354A3 — publié le 19900803

FR 2642354 A3 19900803 FR 9001318 A 19900201 4 t2642354 Procédé et dispositif pour la fabrication d'une ébauche, en particulier en forme d'assiette, à partir de granulés L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication d'une ébauche, en particulier en forme d'assiette, à partir de granulés pulvérulents, en particu- lier en matière céramique, du genre dans lequel les granulés sont versés dans un espace. creux de moulage qu'ils remplis- sent et qui est ménagé entre un outil de moulage supérieur et un outil de moulage inférieur,' en étant soumis ensuite à une compression. La demande de brevet allemand publiée après examen n 22 47 626 décrit un dispositif pour le moulage par compression isostatique de matériau en poudre. Sur un plateau tournant est prévu un poste de remplissage o la poudre est amenée en quantités calibrées à un espace creux de moulage et soumise à une vibration pour que la réparti- tion soit régulière. La poudre est ensuite comprimée dans un autre poste. Un procédé pour la compression isostatique d'une poudre est décrit dans la demande de brevet allemand publiée avant examen n' 35 17 494. On remplit un moule de poudre tout en le secouant. Le-taux de compactage doit être ici élevé, afin de simplifier la compression isostatique qui suit. Lorsque la poudre présente des granulométries diffé- rentes, son compactage par vibration présente l'inconvénient que, lors de la vibration, elle peut me sédimenter dans le moule selon les diverses granulométries. La demande de brevet allemand publiée avant examen n' 26 30 355 décrit un outil de pressage destiné à la fabri- cation d'ébauches céramiques à partir d'une masse pulvéru- lente. Pour remplir l'espace creux de moulage, il est prévu un sabot de remplissage qui s'étend en forme d'entonnoir autour de l'outil de moulage supérieur. L'espace creux de moulage est ainsi rempli depuis son bord. Dans le cas de la fabrication de très grandes assiettes, il n'est pas certain que la masse pulvérulente s'écoule aussi jusqu'au centre de l'espace creux de moulage. De ce fait, il est propose de faire basculer le moule. Ceci semble coûteux en ce qui concerne la machine, et défavorable quant à la régularité de la répartition de la poudre. Dans le dispositif de la demande de brevet allemand publiée avant examen n' 36 40 567 qui est également prévu pour la fabrication d'assiettes, la masse pulvérulente n'est introduite qu'en un endroit de la périphérie de l'espace creux de moulage. Une fermeture qui fonctionne comme un tiroir rotatif est censée éviter les différences de compac- tage et les dépenses supplémentaires de nettoyage. Le brevet allemand n' 31 01 236 décrit un dispositif dans lequel la masse de moulage susceptible de s'écouler est aspirée dans l'espace creux de moulage à travers une ouverture centrale de l'outil de moulage supérieur. Ceci nécessite un dispositif d'aspiration par le vide qui est coûteux. La. demande de brevet allemand publiée avant examen n' 31 28 347 montre une pièce de fermeture pour l'ouverture d'amenée de la matière. Le but de l'invention est de proposer un procédé et un dispcsitif du genre spécifié au début dans lesquels l'espace creux de moulage est rempli de granulés de manière régulière sans qu'il faille aspirer ces granulés dans l'espace creux de moulage ou qu'il faille les soumettre à une vibration dans cet espace creux de moulage. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on charge les granulés de manière continue ou discontinue dans une chambre de répartition située au-dessus de l'outil de moulage supérieur, par le fait que les granulés s'écoulent dans l'espace creux de moulage à travers au moins un passage ménagé dans l'outil de moulage supé- rieur, par le fait que, pendant l'écoulement des granulés dans l'espace creux de moulage, on fait tourner l'outil de moulage superieur par rapport à l'outil de moulage inférieur autour d'un axe central vertical Jusqu'à ce que l'espace creux de moulage soit rempli de granulés, l'ensemble de la surface de moulage de l'outil de moulage inférieur étant, pour l'essentiel, balayé par le passage, et par le fait que l'on presse ensuite les outils de moulage l'un vers l'autre afin de précompacter les granulés. Le dispositif selon l'invention, du genre spécifié - au début, est caractérisé par le fait que l'outil de moulage supérieur constitue le fond d'une chambre de répartition qui reçoit les granulés et dont le volume est nettement supé- rieur à celui de l'espace creux de moulage ménagé entre l'outil de moulage supérieur et l'outil de moulage infé- rieur, par le fait que l'outil de moulage supérieur comporte au moins un passage à travers lequel les granulés s'écoulent depuis la chambre de répartition dans l'espace creux de moulage, et par le fait que l'outil de moulage supérieur et l'outil de moulage inférieur peuvent être entraînés en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe central vertical, de sorte que, lors de la rotation, le passage ou l'ensemble des passages, respectivement, balaye complète- ment, pour l'essentiel, la surface de moulage de l'outil de moulage inférieur. ' Grâce à l'invention, l'espace creux de moulage est rempli de granulés de manière régulière. Ce remplissage a lieu grâce au fait que les granulés s'écoulent simplement dans l'espace creux de moulage depuis la chambre de réparti- tion dans laquelle ils sont en excès. Au cours de cet écoulement, on fait tourner l'outil de moulage supérieur autour de l'axe central vertical, grâce à quoi les granulés se répartissent régulièrement dans l'espace creux de moulage. Le passage ou l'ensemble des passages, respective- ment, s'étend ici depuis l'axe central vers la périphérie de la surface de moulage. Aucune ségrégation notable des granulés en fonction de leur granulométrie n'intervient lors de ce remplissage, de sorte que l'on obtient une répartition regulière des granulés dans l'ébauche. Comme le remplissage de l'espace creux de moulage a lieu par écoulement, il est superflu de soumettre les outils de moulage à des vibrations ou d'aspirer les granulés par le vide dans l'espace creux de moulage. Lorsque l'espace creux de moulage est dans l'état o les granulés s'y écoulent - donc avant le pressage -, il présente déjà les contours de l'ébauche souhaitée, indépendanmment de la hauteur ou, respectivement, de la distance des outils de moulage. L'ensemble du contour est ainsi rempli de manière régulière lors de l'écoulement. Il est aussi avantageux que la quantité de granulés dont on remplit l'espace creux de moulage ne doive pas être calibrée, puisque l'écoulement cesse de lui-même lorsque l'espace creux de moulage est rempli. Apres le remplissage de l'espace creux de moulage, on serre l'un contre l'autre les deux outils de moulage de la quantité voulue, de sorte que les granulés sont compactés en conséquence et que l'on obtient l'ébauche avec l'épais- seur de paroi souhaitée. Cette ébauche conserve suffisamment sa forme pour qu'elle puisse être soumise à un traitement ultérieur. Elle peut être transportée vers une autre presse dans laquelle elle est amenée à sa compacité définitive. Il n'est pas nécessaire de prévoir ici une presse isostatique, laquelle est coûteuse à cause de la membrane flexible qui est alors nécessaire. Il est aussi possible de compacter suffisamment l'ébauche entre l'outil de moulage supérieur et l'outil de moulage inférieur pour qu'elle puisse être cuite ensuite sans nécessiter une autre compression. L'invention se prête à la fabrication d'ébauches pour de la vaisselle, et aussi, en particulier, pour des grandes assiettes, ou pour d'autres objets moulés apparte- nant au domaine de la céramique technique. La description qui va suivre, et qui- ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle do:t être lue en regard des dessins annexes, parmi lesquels: La figure 1 montre une vue de côté schématique d'une presse selon l'invention; La figure 2 représente une vue partielle de cette presse lorsque les outils de moulage sont pressés l'un contre l'autre; et: La figure 3 montre une vue en coupe prise selon la ligne III-III de la figure 2. Deux colonnes 2 sont guidées en coulissement vertical sur un bâti 1. Ces colonnes 2 sont poussées vers le haut dans leur position de départ au moyen de ressorts de compression 3. Une console supérieure 4 et une console inférieure 5 sont fixées sur les colonnes 2. Une tige de piston 6 attaque la console supérieure 4. Un arbre creux 7 est monté tournant sur la console inférieure 5 au moyen d'un palier à billes 8. L'axe central vertical de l'arbre creux 7 est désigné par M. A l'extrémité supérieure de la console 5, une roue d'entraînement 9 est fixee à l'arbre creux 7. Au bas de l'arbre creux 7 est fixé un cylindre 10. L'intérieur de ce dernier constitue une chambre de répartition 11 destinée à recevoir des granulés en matière céramique. Le bas de la chambre de répartition Il est fermé par un fond qui est constitué par un outil de moulage supérieur 12. Dans l'exemple de réalisation, l'outil de moulage supérieur 12 est divisé horizontalement en deux parties qui sont reliées entre elles de manière amovible (figures 1 et 2). La chambre de répartition 11 comporte plusieurs ouvertures 13 à sà partie supérieure. Au-dessus de celles-ci se trouve une chape annulaire 14 qui peut coulisser sur la console inférieure 5 et qui est posée sur le cylindre 10. Ce dernier peut tourner par rapport à la chape 14 autour de l'axe central M. Une conduite d'amenée des granulés 15 débouche dans la chape 14. Deux tubes d'évacuation de l'air 16 sont en outre raccordés à la chape 14. L'outil de moulage supérieur 12 comporte un passage constitué par une fente de déversement 17 qui s'étend transversalement dans la partie inférieure de l'outil de moulage supérieur 12 (voir la figure 3). La chambre de répartition 11 se rétrécit en forme d'entonnoir vers la fente de déversement 17 dans la partie supérieure de l'outil de moulage supérieur 12 (figures 1 et 2). Il peut aussi suffire que la fente de déversement 17 s'étende radialement depuis l'axe central x vers la périphérie de l'outil de moulage supérieur 12. Plusieurs passages peuvent aussi être prévus à la place de la fente de déversement 17. Un tiroir 18 est associé à la fente de déversement 17. Ce tiroir 18 est fixé à une bielle 19 qui passe à travers l'arbre creux 7. La bielle 19 peut coulisser au moyen d'un dispositif 20 à cylindre et piston qui est disposé dans la console supérieure 4, de telle manière que le tiroir 18 ouvre ou ferme la fente de déversement 17. Cette dernière est munie sur l'un de ses côtés d'une surface oblique 21. Pour améliorer l'écoulement, cette surface oblique 21 est située pour partie sur l'un des côtés du tiroir 18 ou de la fente de déversement 17, respectivement, et pour partie sur l'autre côté du tiroir 18 (figure 3). Sur la figure 1, le tiroir 18 est représenté dans sa position o il est poussé vers le haut. La fente de déversement 17 est alors ouverte. Le tiroir 18 repose sur une surface latérale 22 de la fente de déversement 17, de sorte qu'il accompagne une rotation de l'outil de moulage supérieur 12 autour de l'axe central M. La surface latérale 22 est à chaque fois située sur le côté de la fente de déversement 17 qui fait face à la surface oblique 21. Sur la figure 2, le tiroir 18 est représenté dans la position dans laquelle il ferme la fente de déversement 17 en étant aligné avec la face inférieure 23 de l'outil de moulage supérieur 12. Le tiroir 18 n'est pas représenté sur la figure 3. Au-dessous de l'outil de moulage supérieur 12 est disposé un outil de moulage inférieur 24 qui est monté dans un logement 25. Ce dernier peut coulisser dans la direction horizontale H. Un espace creux de moulage 26 est ménage entre les outils de moulage supérieur 12 et inférieur 24, et il pràsente une svmetrie de revolution autour de l'axe central M. Si l'ébauche à fabriquer dans l'espace creux de moulage 26 est une assiette, l'outil de moulage supérieur 12 présente le contour de la face supérieure de l'assiette et l'outil de moulage inférieur 24 présente le contour de la face inférieure de l'assiette. De préférence, l'outil de moulage supérieur 12 est monté de manière interchangeable sur le cylindre 10, et l'outil de moulage inférieur 24 l'est dans le logement 25, afin de pouvoir convertir le dispositif de manière simple à d'autres formes d'assiettes. Le mode de fonctionnement du dispositif qui a été décrit est sensiblement le suivant. Des granulés secs et pulvérulents, par exemple en une matière céramique oxydée, sont amenés à la chambre de répartition 11 par la conduite d'amenée des granulés 15. La chambre de répartition 11 est largement remplie de granulés. L'air et la poussière s'échappent par le tube d'évacuation d'air 16. Le volume de la chambre de répartition 11 est nettement supérieur à celui de l'espace creux de moulage 26. Il y a donc dans la chambre de répartition 11 nettement plus de granulés que cela n'est nécessaire pour une ébauche. Après que l'on a remonté le tiroir 18, la fente de déversement 17 est ouverte, de sorte que des granulés peuvent alors s'écouler depuis la chambre de répartition il dans l'espace creux de moulage 26 en passant par la sur-face -25 oblique 21. Simultanément, la roue d'entraînement g est entraînée, de sorte que l'arbre creux 7, le cylindre 10 et l'outil de moulage supérieur 12 avec la fente de déversement 17 tournent autour de l'axe central-. La fente de déversement 17 balaye alors la surface de moulage F de l'outil de moulage inférieur 24, de sorte que l'ensemble de l'espace creux de moulage 26 est rempli régulièrement de granulés. Dans le cas de la conformation de la fente de déversement 17 selon la figure 3, cette fente 17, après une rotation de 180', a balayé une fois toute la surface de moulage F. Si la fente de déversement 17 présente seulement une dimension telle qu'elle s'étende radialement de l'axe central X vers la périphérie de l'outil de moulage supérieur 12, toute la surface de moulage F est balayée une fois après une rotation de 360'. A la place d'une seule fente de déversement 17, on peut aussi prévoir plusieurs passages répartis radialement sur l'outil de moulage supérieur 12. L'important est ici que. ces passages soient répartis de telle manière que, lors d'une rotation de l'outil de moulage supérieur 12, l'ensemble de la surface de moulage F soit arrosé de granulés aussi régulièrement que possible. Dans la position selon la figure 1, il existe entre les bords 27, 28 des outils de moulage 12, 24 une distance a qui est dimensionnée de telle manière qu'elle corresponde à la valeur du précompactage ultérieur des granulés. Lorsque l'espace creux de moulage 26 est rempli de granulés selon la figure 1, on fait coulisser le tiroir 18 par l'intermédiaire de la bielle 19 au moyen du dispositif à cylindre et piston, de telle manière qu'il ferme la fente de déversement 17 et qu'il soit aligné avec la face inférieure 23. On actionne ensuite la tige de piston 6, de sorte que la console supérieure 4, les colonnes 2 et la console inférieure 5 se déplacent vers le bas. De ce fait, le cylindre 10, et avec lui l'outil de moulage supérieur 12, sont poussés vers le bas. L'outil de moulage supérieur 12 comprime ainsi les granulés qui se trouvent dans l'espace creux de moulage 26 Jusqu'à l'épaisseur souhaitée pour l'ébauche. La pression de serrage est par exemple de 63 N/cm= ou 6,3 kp/cm2. La position finale est atteinte lorsque le bord 27 de l'outil de moulage supérieur 12 a parcouru le traJet qui avait été fixé par réglage. Des particules de matière peuvent en outre arriver par une fente S dans un espace creux 29. Elles en sont constamment évacuées par aspiration par une tubulure de raccordement 30. Le logement 25, et avec lui l'outil de moulage inferieur 24 et l'ébauche qui se trouve dans celui-ci, sont ensuite déplacés dans la direction H vers un autre poste de traitement. On peut ensuite pousser sous l'outil de moulage supérieur 12 un autre logement 25 muni d'un outil de moulage inférieur 24. Au moyen des ressorts de compression 3, les colonnes 2 reviennent dans leur position de départ avec les deux consoles 4, 5. Les opérations qui viennent d'être décrites se répètent alors. Le remplissage de la chambre de répartition 11 peut être réalisé de manière continue ou discontinue. De préfé- rence, on remplit la chambre de répartition 11 de manière continue. Le remplissage a lieu en outre de telle manière que la quantité de granulés qui est disponible dans la chambre de répartition Il soit toujours supérieure à celle qui est nécessaire pour le remplissage de l'espace creux de moulage 26. Dans l'exemple de réalisation décrit, l'outil de moulage supérieur 12 tourne autour de l'axe central M. Toutefois, il serait également possible de faire tourner l'outil de moulage inférieur 24 autour de l'axe central M, l'outil de moulage supérieur i2 restant fixe. Dans ce cas aussi, la surface de moulage F est balayée par la fente de déversement 17. Comme traitement ultérieur de l'ébauche fabriquée dans le dispositif décrit, on peut réaliser une autre opération de pressage sous une pression qui est supérieure à celle exercée par le dispositif décrit et qui est par exemple de 3.000 N/cm2 ou 300 kp/cm2. Comme l'ébauche fabriquée dans le dispositif décrit présente déjà le contour du produit fini, pour l'essentiel, et que sa forme est relativement stable, l'opération de pressage suivante peut être réalisée dans une simple presse. - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour la fabrication d'une ébauche, en parti- culier en forme d'assiette, à partir de granulés pulvéru- lents, en particulier en matière céramique, les granulés étant versés dans un espace creux de moulage qu'ils remplis- sent et qui est ménagé entre un outil de moulage supérieur et un outil de moulage inférieur, et étant soumis ensuite à une compression, caractérisé par le fait que l'on charge les granulés de manière continue ou discontinue dans une chambre de répartition (11) située au-dessus de l'outil de moulage supérieur (12), par le fait que les granules s'écoulent dans l'espace creux de moulage (26) à travers au mains un passage (17) ménagé dans l'outil de moulage supérieur (12), par le fait que, pendant l'écoulement des granulés dans l'espace creux de moulage (26) , on fait tourner l'outil de moulage supérieur (12) par rapport à l'outil de moulage inférieur (24) autour d'un axe central (x) sensiblement vertical Jusqu'à ce que l'espace creux de moulage (26) soit rempli de granulés, l'ensemble de la surface de moulage (F) de l'outil de moulage inférieur (24) étant, pour l'essentiel, balayé par le passage (17), et par le fait que l'on presse ensuite les outils de moulage (12, 24) l'un vers l'autre afin de précompacter les granulés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on ferme le passage (17?) avant le précompactage des granulés. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on amène l'ébauche à une autre presse après le précompactage. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'outil de moulage supérieur (12) constitue le fond d'une chambre de répartition (11) qui reçoit les granulés et dont le volume est nettement supérieur à celui de l'espace creux de moulage (26) ménagé entre l'outil de moulage supérieur (12) et l'outil de moulage inférieur passages, respectivement, balaye complètement, pour l'essen- tiel, la surface de moulage (F) de l'outil de moulage infé- rieur (24).- 5. Dispositif selon la revendication 4, -caractérisé par le fait que l'outil de moulage supérieur (12) peut être amené à tourner autour de l'axe central de moulage inférieur (24) reste fixe lors de la rotation. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le passage est constitué par une fente de déversement (17) qui s'étend depuis l'axe central (M) vers la périphérie de l'outil de moulage supé- rieur (12). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la fente de déversement (17) s'étend transversalement dans l'outil de moulage supérieur (12). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 a 7, caractérisé par le fait que la fente de déversement (17) comporte une surface oblique (21). 9..Dispositif selon la revendication 8, ca- ractérisé par le fait que la surface oblique (21) est située pour partie sur l'un des côtés de la fente de déversement (17) et pour partie sur l'autre. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait qu'un tiroir (18) est prévu pour fermer la fente de déversement (17) 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le tiroir (18) tourne avec l'outil de moulage supérieur (12). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé. par le fait que la chambre de répartition (11) est située à l'intérieur d'un cylindre (10) auquel est fixé l'outil de moulage supérieur (12). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le cylindre (10) est monté tournant sur un arbre creux (7) que l'on peut faire tourner au moyen d'une roue d'entraînement (9). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'une bielle (19) destinée à actionner le tircoir 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé par le fait que l'arbre creux (7) est monté tournant sur une console (5) qui peut coulisser verticalement pour réaliser le déplacement de pressage de l'outil de moulage supérieur (12).