Brevet FR2642355A1 — publié le 19900803

PRESSE A VIBRATIONS POUR MOULAGE DE PRODUITS EN BETON La présente invention concerne les chaînes de fabrication automatiques de produits moulés en béton vibré, et plus particulièrement les presses à vibrations pour moulage de produits tels que des produits en béton, dans lesquelles le poste de démoulage se situe à la verticale et au-dessus du poste de vibrations. De telles presses sont habituelle- ment utilisées pour la fabrication de parpaings ou de pavés. Dans les presses actuellement connues à vibrations pour moulage de produits en béton, on utilise la combinaison des éléments suivants: - une table vibrante, composée d'une tôle épaisse sous laquelle est fixé un ensemble d'entraînement en vibration comportant au moins deux vibrateurs motorisés à balourds, d'axes horizontaux et animés en rotation selon des sens de rotation opposés; les balourds génèrent une force de vibration résultante unidirectionnelle sensiblement verticale; la table vibrante est reliée à un bâti par une liaison élastique; - une surface supérieure de table vibrante, conformée pour recevoir et supporter une plaque amovible de moulage; - un moule, conformé pour former les parois du produit à mouler; - un support mobile de moule, portant le moule avec interposition d'organes élastiques, pour le déplacer entre une position relevée dans laquelle le moule est écarté de la table vibrante et une position de moulage dans laquelle le moule est en appui contre la surface supérieure de la plaque amovible de moulage elle-même posée sur la table vibrante; un présseur avec grille, mobile verticalement, venant s'insérer dans des interstices de la face supérieure du moule, pour former les parties creuses du produit à mouler; - des moyens d'amenée des produits frais à mouler, tels qu'une canalisation d'amenée et des organes d'obturation, pour amener le produit frais depuis un silo de réserve. Pendant le remplissage du moule en produit frais, les organes de vibration entraînent en vibration la table vibrante et le moule. En fin de moulage, il est indispensable de supprimer l'effet de la vibration avant de retirer le moule, à défaut de quoi le produit en béton frais moulé se désagrégerait immédiatement. Dans les presses connues, on arrête alors les dispositifs rotatifs de production de vibrations, et, après l'arrêt complet, on retire le moule et l'on évacue les produits moulés. De tels dispositifs connus présentent de nombreux inconvé- nients, et notamment: - les moteurs subissent des opérations fréquentes de démarrage; - pour éviter des temps d'attente très longs, il est nécessaire de freiner violemment les moteurs en fin d'étape de moulage, et les moteurs subissent alors des arrêts brutaux; - - l'installation doit être surdimensionnée en puissance, pour supporter les démarrages et arrêts fréquents; - la consommation d'énergie est importante - les régimes transitoires lors des accélérations et des freinages des moteurs de vibrateurs introduisent des pointes d'intensité de vibration; - les structures connues introduisent des transmissions de vibrations dans le chissis et les organes de la presse elle-même; - les vibrations importantes nécessitent de prévoir un génie civil important et onéreux; - les démarrages et les arrêts introduisent des pertes de temps dans le cycle de fabrication. La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients des presses de moulage connues, en proposant une nouvelle structure dans laquelle il n'est plus nécessaire d'arrêter les éléments rotatifs générateurs de vibrations en fin de moulage pour supprimer l'effet des vibrations sur le moule, et il n'est plus nécessaire de relancer les éléments vibratoires rotatifs pour appliquer les vibrations sur le moule. On peut alors utiliser des organes rotatifs générateurs de vibrations entraînés à vitesse constante, un seul démarrage étant nécessaire lors de la mise en route de l'installation, un seul arrêt étant nécessaire en fin de fonctionnement de l'installation, la vitesse des organes rotatifs générateurs de vibrations pouvant être maintenue constante pendant toute la durée d'utilisation de l'installation, sans modification lorsque l'on passe d'une première opération de moulage à une opération successive de moulage. Il en résulte une réduction importante de la puissance des moteurs d'entraînement en rotation des organes générateurs de vibra- tions, puisque les moteurs ne subissent plus des démarrages et arrêts fréquents. Il en résulte également une diminution sensible de la consommation d'énergie électrique pour entretenir les vibrations. La suppression des régimes transitoires entre deux opérations de moulage diminue sensiblement les pointes d'intensité vibratoire apparaissant dans l'installation. La nouvelle conception est telle que la structure elle-même de la presse, hormis les organes de moulage, ne subit aucune vibration importante. En conséquence, les organes mécaniques de la presse supportent des sollicitations vibratoires quasiment négligeables, et subissent moins de fatigue. Le génie civil peut être réduit par rapport aux solutions classiques. Un avantage particulièrement important de la présente invention est le gain de temps, par suppression des cycles d'accélération et de freinage des organes générateurs de vibrations. L'invention permet en outre d'entretenir de manière quasi- instantanée une vibration sensiblement constante du moule pendant l'opération de vibrage. I1 en résulte une meilleure répartition du béton dans le moule. On a en effet pu constater que, dans les dispositifs connus, la répartition du béton dans le moule présente certaines irrégularités, qui semblent être supprimées par la présente invention. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la presse à vibrations pour moulage de produits en béton selon l'invention reprend les organes essentiels des presses connues, mais répartit ces organes de façon à pouvoir désolidariser l'ensemble vibrant et l'ensemble de moulage l'un par rapport à l'autre à tout moment, et inversement. Pour cela, selon l'invention, les organes sont assemblés en deux familles: - une première famille formée par une table vibrante et ses moyens d'entraînement en vibration; - une seconde famille formée par un moule et son support, un presseur, des moyens d'amenée de produit frais à mouler; - la première famille est portée par un premier châssis commun - la seconde famille est portée par un second châssis commun; - des moyens sont disposés pour déplacer en mouvement relatif le premier châssis commun de première famille d'organes et le deuxième châssis commun de seconde famille d'organes l'un par rapport à l'autre entre une première position de contact dans laquelle la plaque amovible de moulage est en contact et supportée par la table vibrante, contre laquelle elle est maintenue élastiquement en appui, et une seconde position de démoulage dans laquelle la plaque amovible de moulage est portée par des organes de portage solidaires du second châssis commun de seconde famille d'organes de sorte que, dans la seconde position de démoulage, la plaque amovible de moulage est séparée de la table vibrante et n'est plus soumise aux vibrations. De préférence, dans la première position de contact dans laquelle la plaque est en contact et supportée par la table vibrante, des butées inférieures fixes limitent le mouvement de la plaque amovible de moulage vers le bas, de sorte que ladite plaque amovible de moulage repose sur lesdites butées inférieures fixes pendant une première portion du cycle de vibration, et repose sur la table de vibration pendant une seconde portion du cycle de vibration. De cette façon, les butées inférieures fixes de limitation de mouvement de la plaque amovible de moulage déterminent une position fixe de plaque amovible de moulage à partir de laquelle la table vibrante imprime les oscillations de vibration à ladite plaque amovible de moulage. Cette structure améliore considérablement la régularité des vibrations imprimées au moule, et améliore la qualité des produits moulés obtenus. Dans un mode de réalisation préféré, le premier chassis commun de première famille d'organes est un bâti fixe, ancré au sol, et le second chassis commun de deuxième famille d'organes est un châssis mobile par rapport au bâti fixe; des actionneurs sollicitent le second châssis commun entre deux positions distinctes correspondant respective- ment aux deux positions de plaque amovible de moulage définies ci- dessus. Ainsi, le déplacement de la plaque amovible de moulage par rapport à la table vibrante est réalisé par déplacement du second chassis commun mobile par rapport au premier chassis commun fixe. La transmission du mouvement du second châssis commun mobile à la plaque amovible de moulage peut être réalisée de manière simple, en prévoyant des traverses de levage, solidaires du second châssis mobile, disposées de telle manière que, en position basse du second châssis mobile la plaque amovible de moulage repose sur la table vibrante et est alors séparée des traverses de levage, et, en position de levage ou de démoulage, la plaque amovible de moulage est portée par les traverses de levage et est alors séparée de la table vibrante. De préférence, des butées d'appui inférieures limitent le mouvement du second châssis mobile vers le bas, de façon à fixer la position relative des organes pendant la vibration. En outre, il est avantageux de prévoir des butées d'appui supérieures précises et fixes pour limiter le déplacement du second châssis mobile vers le haut, et pour définir ainsi une position précise en hauteur de la plaque amovible de moulage par rapport à un convoyeur de sortie. Cette disposition permet d'évacuer les produits après démoulage en évitant la production de chocs lors du transfert. Selon un autre mode de réalisation, la seconde famille d'organes est montée sur un second châssis fixe, ancré dans le sol, tandis que la première famille d'organes est montée sur un premier châssis mobile entre deux positions respectives correspondant aux deux positions définies de la plaque amovible de moulage par rapport à la table vibrante. Dans ce mode de réalisation, il est avantageux de prévoir des moyens de verrouillage du premier châssis mobile en position haute et en position basse, par rapport au sol. - D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisa- tion particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue générale de face d'une presse selon la présente invention en position de vibrage; - la figure 2 est une vue générale de face de la presse selon l'invention en position de démoulage; - la figure 3 est une vue générale de côté d'une presse selon l'invention; - la figure 4 est une vue partielle de face représentant le détail des liaisons des différents organes en position de vibration; et - la figure 5 est une vue partielle de face représentant le détail de liaison des différents organes en position de démoulage. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la presse à vibrations selon l'invention comprend un premier châssis commun 1 constitué d'un bâti fixe ancré sur le sol 2, et portant une table vibrante 3 et ses moyens d'entraînement en vibration. La table vibrante 3 est composée d'une tôle épaisse 4, reliée au premier châssis 1 par des suspensions élastiques 5. Deux vibrateurs 6 et 7 rotatifs à balourds, montés selon deux axes horizontaux, sont portés sous la tôle 4 comme le représentent les figures, et sont sollicités en rotation par un moteur électrique 8 auquel ils sont reliés par une transmission mécanique autorisant les oscillations de l'ensemble vibrant. Des chandelles 9, surmontant la tôle épaisse 4, définissent la surface supérieure 10 de la table vibrante, destinée à recevoir et à supporter une plaque amovible de moulage 11. Les vibrateurs 6 et 7 sont synchronisés, et entraînés en rotation selon des sens de rotation opposés. Les balourds sont disposés selon des angles appropriés, de façon que, lorsque les vibrateurs 6 et 7 sont entraînés en rotation, ils produisent une force de vibration sensiblement verticale unidirectionnelle. Dans le mode de réalisation représenté, la table vibrante comprend en outre des butées inférieures fixes 12, solidaires du premier châssis 1, dont la surface supérieure est disposée dans un plan horizontal 100 définissant une position intermédiaire du plan supérieur de table vibrante lors de l'entraînement en vibration de la tôle épaisse 4. Ainsi, lors de l'entratnement en rotation des vibrateurs 6 et 7, le plan supérieur 10 se déplace verticalement selon l'amplitude de vibration, de part et d'autre du plan horizontal 100 défini par les extrémités supérieures des butées 12 fixes. Pendant une partie du cycle de vibration, la plaque amovible de moulage 11 est ainsi portée par les butées inférieures fixes 12; pendant l'autre partie de cycle de vibration, la plaque amovible de moulage 11 est portée par les chandelles 9 de la table vibrante. La presse selon l'invention comprend en outre un second châssis commun 13, mobile verticalement par rapport au premier châssis fixe 1. Dans le mode de réalisation représenté, le second châssis commun 13 est articulé selon un axe de rotation horizontal fixe 14 disposé à l'arrière du dispositif, et est déplacé par des actionneurs 15 et 16 tels que des vérins. Ainsi, le second châssis commun 13 peut prendre deux positions significatives, à savoir une première position de vibrage représentée sur la figure 1 permettant le vibrage du béton à mouler, et une seconde position représentée sur la figure 2 permettant le démoulage du béton vibré. Le second châssis commun 13 comprend un support mobile 17 sur lequel peut être adapté un moule 170 conformé pour former les parois du produit à mouler. Le support mobile 17 est composé de deux chariots 18 et 19 latéraux et de deux liaisons élastiques 20 et 21. Les chariots 18 et 19 coulissent verticalement sur des guides verticaux 22 et 23 du second châssis commun 13, et sont entraînés par des vérins 24 et 25 selon un mouvement relatif par rapport au second châssis commun 13. Au cours de ce mouvement, le support mobile de moule 17 se déplace entre deux positions principales, une position de moulage dans laquelle le support mobile 17 est abaissé à proximité de la table vibrante'3, et une position de retrait dans laquelle le support mobile de moule 17 est relevé, pour permettre le démoulage et l'évacuation des produits moulés. Le second châssis commun 13 comprend en outre un presseur 26, porté par un chariot 27 coulissant sur les. guides verticaux 22 et 23 du second châssis commun 13, et actionné verticalement par un vérin 28. Le presseur 26 porte une grille 29 conformée pour venir s'insérer, en position basse du chariot 27, dans des interstices prévus en paroi supérieure du moule 170, pour presser les parties pleines des éléments à mouler. Selon l'invention, le second châssis commun 13 comprend en outre deux traverses 30 et 31 formant organes de portage, disposées de part et d'autre de la table vibrante 3 et selon des positions telles que, en position basse du second chassis 13, les traverses 30 et 31 sont au-dessous du plan 100 défini par les butées inférieures 12 de table vibrante, et, en position haute du second châssis commun 13, les traverses 30 et 31 sont au-dessus du plan supérieur limite occupé par la surface supérieure 10 de table vibrante lors de ses vibrations verticales, les traverses 30 et 31 portant alors la plaque amovible de moulage 11. Des moyens d'amenée de produit frais à mouler, représentés sur la figure 3, permettent d'amener le béton frais à l'intérieur du moule à partir d'un silo de réserve. Pour cela, une trémie 32 laisse tomber le béton frais dans un caisson-tiroir 33 muni d'un agitateur 34. Après remplissage, le caisson-tiroir 33 est déplacé et amené sur le moule 170. Le béton s'écoule dans le moule. On ramène ensuite le caisson-tiroir 33 sous la trémie 32. Dans les modes de réalisation dans lesquels le second châssis 13 est relativement léger, il peut s'avérer utile de prévoir des moyens pour verrouiller le second châssis commun 13 lorsque celui-ci est en position basse, évitant ainsi l'effet de vibrations transmises par les liaisons élastiques 20 et 21. Toutefois, le second châssis commun 13 devrait, dans la plupart des cas, être suffisamment lourd pour que les transmissions de vibrations deviennent totalement négligeables, et il ne sera alors pas nécessaire de prévoir des moyens de verrouillage du second châssis commun 13 en position basse. De préférence, la position basse du second châssis commun 13 doit être déterminée avec assez de précision, car elle définit notamment la pression exercée par les chariots 18 et 19 sur le support mobile 17 de moule par l'intermédiaire des liaisons élastiques 20 et 21. Une pression trop forte risque d'étouffer les vibrations produites par la table vibrante 3; une pression trop faible risque de produire des décollements intempestifs du moule par rapport à la plaque amovible de moulage 11. On prévoit pour cela des butées d'appui inférieures fixes contre lesquelles vient porter le second châssis commun 13 en position basse. Il est également nécessaire de prévoir des moyens pour rendre précise la position de la plaque amovible de moulage 11 lors de l'évacuation des produits moulés. Cette position est définie par la position des traverses 30 et 31 qui portent alors la plaque amovible de moulage 11. Il est donc utile de prévoir des butées hautes limitant le mouvement du second châssis commun 13 vers le haut. On réalise ainsi une évacuation sans chocs des produits moulés. Eventuellement, les butées hautes sont assorties de moyens d'amortissement, pour éviter le choc métal sur métal en bout de course du second châssis 13. Le fonctionnement du dispositif est décrit ci-dessous. En début de période de fonctionnement, le moteur électrique 8 est alimenté par une source d'énergie électrique, et entraine en rotation les vibrateurs 6 et 7. La rotation est maintenue pendant toute la période de fonctionnement, selon une vitesse sensiblement constante qui détermine l'amplitude et la fréquence de vibration. La vibration de la table vibrante 3 s'effectue selon une direction sensiblement verticale. Le second châssis 13 est initialement en position relevée, telle que représentée sur la figure 2. Dans cette position, on amine une plaque amovible de moulage 11 en appui sur les traverses 30 et 31 du second châssis commun mobile 13. On abaisse le moule 170, porté par le support mobile 17 de moule, en actionnant les vérins 24 et 25. Le moule 170 est alors maintenu en appui élastique sur la surface supérieure de plaque amovible de moulage 11, par les liaisons élastiques 20 et 21. Dans cette position, on amène le béton frais, par les moyens d'amenée de produit frais à mouler, jusque dans le moule 170 posé sur sa plaque amovible de moulage 11. On abaisse alors le second châssis commun 13, par les actionneurs 15 et 16, pour l'amener en position basse représentée sur la figure 1. Dans cette position, les traverses 30 et 31 libèrent la plaque amovible de moulage 11, qui repose alors sur la table vibrante 3, tantôt sur les chandelles 9, tantôt sur les butées inférieures fixes 12. Dans son mouvement de descente, la plaque amovible de moulage 11 est accompagnée par le support mobile de moule 17 et les chariots 18 et 19. Les vibrations produites par les vibrateurs 6 et 7 sont alors transmises à la plaque amovible de moulage 11 et au moule, ainsi qu'au produit contenu dans le moule. On abaisse le presseur 26, par actionnement du vérin 28, pour amener la grille 29 dans le moule. Sous l'effet des vibrations, la grille 29 pénètre progressive- ment dans le moule en comprimant le béton. Lorsque la grille 29 est descendue à une cote prédéterminée, on estime que les vibrations sont suffisantes et on soulève le second châssis commun 13 par les actionneurs 15 et 16. Les traverses 30 et 31 soulèvent alors l'ensemble formé par la plaque amovible de moulage 11, le support mobile 17 de moule et le moule 170 qui est supporté, ainsi que les chariots 18 et 19, jusque dans la position haute représentée sur la figure 2. Dans cette position, la plaque amovible de moulage 11 n'est plus au contact de la table vibrante 3, et l'on peut démouler les produits en soulevant le moule 170 et le presseur 26 par actionnement des vérins 24, 25 et 28 sollicitant les chariots 18 et 19 vers le haut. Les produits moulés sont alors évacués par un dispositif d'évacuation non représenté. Le mode de réalisation représenté sur les figures est avanta- geux car les vibrations produites par les vibrateurs 6 et 7 se transmettent d'une part aux éléments à vibrer posés sur la plaque amovible de moulage 11, et d'autre part au premier châssis fixe 1. Le premier châssis fixe 1, relié à la table vibrante par les suspensions élastiques 5, est relativement facile à ancrer dans le sol, de sorte que le génie civil à prévoir est très réduit. Les vibrations ne sont pratiquement pas transmises au second châssis commun 13, du fait de la présence des liaisons élastiques 20 et 21 entre le moule et les organes d'actionnement du moule. Le caractère fixe du premier châssis 1 simplifie la réalisation du dispositif. On peut toutefois, sans sortir du cadre de la présente invention, prévoir un second mode de réalisation dans lequel le second chassis commun 13 est maintenu fixe par rapport au sol, les mouvements relatifs entre le second châssis 13 et le premier châassis 1 étant assures par des mouvements du premier chassis commun 1 lui-même par rapport au sol. Dans ces conditions, les vibrations introduites par les vibrateurs 6 et 7 portés par le premier chassis 1 conduisent à prévoir des moyens de verrouillage en position du premier châssis mobile 1, d'une part en position haute et d'autre part en position basse du premier chassis mobile 1. Ces moyens de verrouillage évitent l'appari- tion de vibrations parasites sur le premier châssis mobile 1 dans l'une et l'autre de ses positions limites. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisa- tions qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Presse à vibrations pour moulage de produits tels que des produits en béton, comprenant: - une table vibrante (3), avec des moyens d'entraînement en vibration, reliée à un bâti (1) par une liaison élastique (5), - une surface supérieure (10) de table vibrante (3) destinée à supporter une plaque amovible de moulage (11), - un support mobile de moule (17), portant un moule (170) avec interposition d'organes élastiques (20, 21), pouvant admettre une position relevée de démoulage dans laquelle le moule et le support de moule (17) sont séparés de la plaque amovible de moulage (11) pour libérer les produits moulés et une position abaissée de moulage avec le moule maintenu en appui sur la face supérieure de la plaque amovible de moulage (11), - un presseur (26) avec une grille (29), mobiles verticalement et sollicités par des moyens d'actionnement (28), la grille (29) venant s'insérer dans les interstices du moule, - des moyens d'amenée de produit frais à mouler, caractérisée en ce que: - les organes d'entraînement en vibration sont assemblés en une première famille comprenant la table vibrante (3) et ses moyens d'entraînement en vibration (6, 7), - les autres organes sont assemblés en une seconde famille comprenant le moule et son support mobile de moule (17), le presseur (26), les moyens d'amenée de produit frais à mouler, la première famille d'organes est portée par un premier châssis commun (1) , - la seconde famille d'organes est portée par un second châssis commun (13), - des moyens d'entraînement (15, 16) sont prévus pour déplacer en mouvement relatif le premier chassis (1) de première famille d'organes et le deuxième châssis (13) commun de seconde famille d'organes l'un par rapport à l'autre entre une première position de contact dans laquelle la plaque amovible de moulage (11) est en contact et supportée par la table vibrante (3), contre laquelle elle est maintenue élastiquement en appui, et une seconde position de démoulage dans laquelle la plaque amovible de moulage (11) est séparée de la table vibrante (3) et est portée par des organes de portage (30, 31) solidaires du second châssis commun (13) de seconde famille d'organes. 2 - Presse à vibrations selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des butées inférieures fixes (12) de limitation de mouvement de la plaque amovible de moulage (11). 3 - Presse à vibrations selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que: - le premier châssis commun (1) de première famille d'organes est un bâti fixe ancré dans le sol, - le second châssis commun (13) portant la seconde famille d'organes est mobile par rapport au premier bâti fixe (1) et est entraîné par des actionneurs (15, 16) pour amener le second châssis (13) en deux positions correspondant respectivement aux deux positions de plaque amovible de moulage (11) par rapport à la table vibrante (3). 4 - Presse à vibrations selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les organes de portage sont constitués de traverses de levage (30, 31), solidaires du second châssis commun (13) mobile, disposées de façon que, en position basse du second châssis commun (13) la plaque amovible de moulage (11) repose sur la table vibrante (3) et est séparée des traverses de levage (30, 31), et, en position de levage du second châssis commun (13) la plaque amovible de moulage (11) est portée par les traverses de levage (30, 31) et est séparée de la table vibrante (3). - Presse à vibrations selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de verrouillage du second châssis commun (13) en position basse dudit châssis. 6 - Presse à vibrations selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des butées d'appui inférieures définissant la position d'appui du second châssis commun (13) en position basse, pour déterminer la position relative des organes pendant l'étape de vibrage. 7 - Presse à vibrations selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des butées hautes pour limiter la course du second châssis commun (13) vers le haut, définissant de manière précise la position de la plaque amovible de moulage (11) par rapport à un convoyeur de sortie lors de l'évacuation des éléments moulés. 8 - Presse à vibrations selon la revendication 7, caractérisée en ce que les butées hautes sont associées à des moyens d'amortissement pour éviter les chocs métal sur métal. 9 - Presse à vibrations selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le second châssis commun (13) est fixe et ancré au sol, et en ce que le premier châssis commun (1) est mobile entre deux positions respectives correspondant aux deux positions de la plaque amovible de moulage (11) par rapport à la table vibrante (3). - Presse à vibrations selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de verrouillage du premier châssis commun (1) mobile dans sa position haute et dans sa position basse.