Brevet FR2669571A1 — publié le 19920529

PROCEDE ET MACHINE DE MOULAGE DE PRODUITS DECORATIFS EN MATERIAUX A BASE DE BETON, ET NOTAMMENT DE BALUSTRES. L'invention concerne un procédé et une machine de moulage de produits décoratifs en matériaux à base de béton, et notamment de balustres. La fabrication des balustres est actuellement réalisée à la main. La technique utilisée consiste à remplir de béton à faible teneur en eau un moule à balustres et à effectuer simultanément un pilonnage manuel du matériau. Cependant, le temps de confection d'une balustre est relativement long, variant de trente minutes à une heure et, en outre, la pose d'une armature centrale se révèle très délicate en raison de la difficulté de son centrage. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un procédé de moulage de produits décoratifs en matériaux à base de béton, notamment de balustres, permettant de mécaniser entièrement la fabrication de ces produits et en un temps très court relativement à la fabrication manuelle. Ce procédé est en effet caractérisé en ce qu'il consiste à - positionner une semelle inférieure formant la base du moule du produit à réaliser sur un chevalet vibrant, - mettre en position un moule du produit à réaliser en le fermant au niveau bas sur ladite semelle inférieure, - alimenter progressivement en béton le moule par son ouverture supérieure, par exemple, à l'aide d'un moyen convoyeur de matériau de moulage et à effectuer un pilonnage ou compactage simultané du matériau dans le moule à l'aide d'une tige verticale à tête appropriée mue verticalement par un moyen de vérin, - dès que le moule est rempli de matériau, à interrompre l'alimentation ainsi que le pilonnage ou compactage, et à positionner une plaque supérieure sur le moule de manière à former la partie supérieure du moule, - à venir en pression sur la dite plaque supérieure à l'aide d'un moyen de vérin jusqu'à la positionner à la hauteur de-produit désirée, - à retirer cette plaque, - à ouvrir le moule puis le nettoyer, - et à évacuer le produit moulé en appui par sa semelle inférieure sur un chemin de convoyage de sortie. Pour la fabrication de balustres, la mise en vibration du chevalet vibrant n' est utilisée que partiellement, par exemple, pendant quelques secondes après le remplissage du pied de balustre dans le moule, puis interrompue, tandis que le compactage ou pilonnage se poursuit. L'opération de pilonnage est effectuée par à-coups par un moyen de vérin pneumatique à pression différentielle selon la hauteur et le volume de remplissage, ceci en vue d'obtenir une répartition uniforme du matériau au sein du moule. Si nécessaire, on peut prévoir à la fin du remplissage du moule et avant le positionnement de la plaque supérieure de moulage, 1 incorporation d'une armature verticale de renforcement, cette dernière étant enfoncée verticalement par un moyen de vérin adéquat et avec un guidage approprié. Naturellement, toutes les phases de ce procédé se déroulent automatiquement par l'intermédiaire d'une machine conçue à cet effet et le processus total n'excède pas trois à quatre minutes. L'invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre du procédé précité. Celle-ci comporte un ensemble de moulage monté mobile verticalement sur un bâti fixe, cet ensemble étant constitué essentiellement par un cadre mobile portant au moins un moule et ses éléments actionneurs d'ouverturefermeture ainsi que des moyens de compactage ou pilonnage supérieurs, un chevalet vibrant monté à la base du bâti à l'aplomb du moule, un bras de positionnement de la semelle inférieure sur ledit chevalet et un bras manipulateur de la dite plaque supérieure du moule solidaires du bâti, un tapis (9)de convoyage du matériau de moulage monté mobile horizontalement de l'ouverture supérieure du moule à une position de retrait de l'ensemble de moulage, une trémie d'alimentation dudit tapis, un organe de nettoyage du moule, par exemple, à brosse et à jet d'air, un chemin de convoyage du produit moulé et un bras d'évacuation du produit à la sortie du moule sur ce chemin. Naturellement, l'élément de pose de l'armature peut être ajouté et utilisé selon le produit à mouler. Avec une telle machine, on obtient des balustres de bel aspect de surface et imitant parfaitement la pierre naturelle. L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une machine de moulage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de face cette machine, et - la figure 3 est une vue de dessus de cette machine avec coupe au niveau des moules. Comme représenté sur la figure 1, la machine de moulage selon l'invention comprend essentiellement un bâti central 1 muni d'un ensemble de moulage 3 à deux moules 5, mobile verticalement sur ce bâti, un chevalet vibrant inférieur 7, un tapis d'alimentation 9 en matériau de moulage en amont, mobile horizontalement, et un chemin de convoyage 11 du produit moulé en aval. L'ensemble de moulage, plus particulièrement visible sur les figures 2 et 3, comporte deux moules latéraux 5 montés sur un cadre mobile 13 qui coulisse verticalement sur quatre colonnes 15 à chacun de ses coins. Ce cadre est mû par un vérin central 17 fixé au bâti. Les moules sont constitués chacun de deux demi-coquilles 19 en résine qui sont montées mobiles horizontalement sur ce cadre, par un système de glissière sur deux colonnes latérales 21. Chacune des demi-coquilles 19 est mue sous l'action de son vérin propre 23 fixé au cadre. Le moule gauche (figure 3) est représenté en position ouverte et le moule droit en position fermée. A la partie supérieure du cadre, sont disposés verticalement au droit de chaque moule un vérin hydraulique 25 servant au compactage et un vérin pneumatique 27 dont la tige est plus particulièrement équipée d'une tête de pilonnage. Ces vérins peuvent être translatés horizontalement au moyen de vérins 49pour être positionnés respectivement sur leur ligne de travail au dessus du moule. Sur le cadre, légèrement au dessus du moule, solidaire d'un montant vertical latéral de ce cadre, se trouve un bras 29 de manipulation d'une plaquette supérieure 31 de fermeture de la partie haute du moule.Ce bras coulisse verticalement sur un élément de colonne latéral 33 et est monté rotatif permettant ainsi le dégagement de l'ouverture du moule lorsqu'il n'est pas utilisé. Un second bras de manipulation identique est prévu symétriquement par rapport au plan médian de la machine pour l'autre moule. Sur chacun des montants médians du cadre est monté un dispositif 35 de guidage des tiges d'armature de renforcement à incorporer au matériau si nécessaire. Ce dispositif comporte une te te électromagnétique 37 de profil adapté pour assurer un guidage vertical parfait de l'armature tandis qu'elle est enfoncée par son extrémité supérieure par le vérin hydraulique supérieur 25 Solidairement au bâti et en partie basse, on trouve les deux bras manipulateurs 39 de la semelle inférieure 41 de chacun des moules. Ces bras sont mûs horizontalement chacun par un vérin 43 pour amener la semelle sur le chevalet vibrant et s'en dégager après exécution. Le fonctionnement de la machine est à présent décrit pour un cycle de fabrication d'une balustre. Le moule est choisi en conséquence et le matériau est à base de béton à faible teneur en eau. Le cycle débute avec la mise en position d'une semelle 41 au niveau de la partie inférieure du moule 5. Cette manoeuvre est réalisée par le bras manipulateur 39 à vérin double effet. La semelle est amenée sur le chevalet vibrant 7 puis le bras se retire à une position de repos. Le cadre 13 du système de moulage est ensuite descendu, étant guidé par ses quatre colonnes 15 sous l'action du vérin central 17 jusqu'à une position basse où le moulage peut commencer. Le moule 5 est alors fermé sur la semelle 41 par rapprochement central de ses demi-coquilles 19 mues par leur vérin hydraulique 23. Le tapis d'alimentation 9 alimenté lui-même par une trémie de matériau 45 est avancé jusqu'à venir au dessus du moule (en trait mixte) puis mis en fonctionnement. Le tapis 47 de la trémie alimentant le tapis 9 est également mis en fonctionnement déchargeant progressivement sur ce dernier le matériau de moulage (à base de béton et à faible teneur en eau). Le compactage ou le pilonnage est alors mis en fonctionnement tandis que le matériau de moulage est introduit dans le moule, le vérin pneumatique de pilonnage 27 (ou hydraulique 25) ayant préalablement été centré par les vérins de translation 49 du système à la position adéquate correspondante (axe du moule). Lorsque le pied de moule 51 est rempli, le système de vibration du moule solidaire du chevalet 7 est mis en action pendant un temps déterminé (quelques secondes) de façon à ce que tous les angles de cette partie soient bien remplis. Le remplissage du moule se poursuit jusqu'à atteindre la partie haute. A un certain niveau haut qui peut être déterminé par la hauteur de pilonnage (altitude de pénétration inférieure de la tête de pilonnage dans le moule), reflétant assez bien le degré de remplissage du moule, l'alimentation en matériau est interrompue. Les deux tapis 9 et 47 s'arretent et le tapis d'alimentation 9 revient à sa position initiale de repos. Le bras manipulateur 35 de l'armature de renforcement est mis en service et positionne la tige d'armature métallique (non représentée) verticalement en position centrée au dessus du moule. Le vérin hydraulique de compactage 25 est amené en position au dessus de l'armature et l'enfonce dans l'élément moulé. Ce bras s'escamote (par rotation) puis le bras manipulateur 29 de la plaque supérieure entre en action. I1 positionne la plaque 31 au-dessus du moule. Le vérin hydraulique 25 est utilisé à nouveau pour enfoncer la plaque 31 à la hauteur désirée. Ce faisant, il assure le compactage de la partie supérieure du produit moulé à la forme souhaitée et à la longueur définitive. Le vérin 25 revient alors en position de repos, de même que le bras manipulateur 29 qui revient avec la plaque à sa position initiale. Le moule 5 s'ouvre. Le cadre mobile 13 est alors élevé avec les demi-coquilles 19 écartées. Le produit moulé 53 maintenu en appui sur sa semelle 41 est alors évacué sur le chemin de convoyage amont 11 à l'aide d'un bras extracteur 55 mû par vérin. Ce bras revient en position de repos simultanément, et le moule se ferme pour être nettoyé à l'aide d'une brosse tournante 57 accompagnée de jets d'air comprimé. Le moule s'ouvre ensuite, prêt pour un nouveau cycle. De nombreuses variantes de réalisation peuvent entrer dans le cadre de l'invention. Ainsi, au lieu d'un pilonnage du matériau moulé par vérin pneumatique, on peut également effectuer un compactage progressif à plus haute pression par le vérin hydraulique selon le produit à réaliser. La machine a été représentée dans l'exemple avec deux modules de fabrication, mais elle peut naturellement en comporter d'autres, identiques ou non pour réaliser plusieurs lignes du produit. Le produit fabriqué peut être de forme variable, rond, carré, rectangulaire ou avoir d'autres formes non géométriques. Le matériau utilisé peut également être de nature variable, en béton traditionnel, plâtre etc.. ou tout autre matériau pouvant être moulé. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage de produits décoratifs en matériaux à base de béton, notamment de balustres, caractérisé en ce qu'il consiste à - positionner une semelle inférieure (41) formant la base du moule du produit à réaliser sur un chevalet vibrant (7), - mettre en position un moule (5) du produit à réaliser en le fermant au niveau bas sur ladite semelle inférieure, - alimenter progressivement en matériau le moule (5) par son ouverture supérieure, par exemple, à l'aide d'un moyen convoyeur de matériau de moulage (9) et à effectuer un pilonnage ou compactage simultané du matériau dans le moule à l'aide d'une tige verticale à tête appropriée mue verticalement par un moyen de vérin (25,27), - dès que le moule est rempli de matériau, à interrompre l'alimentation ainsi que le pilonnage ou compactage, et à positionner une plaque supérieure (31) sur le moule de manière à former la partie supérieure du moule, - à venir en pression sur la dite plaque supérieure à l'aide d'un moyen de vérin (25,27) jusqu'à la positionner à la hauteur de produit désirée, - à retirer cette plaque, - à ouvrir le moule puis le nettoyer, - et à évacuer le produit moulé en appui par sa semelle inférieure (41) sur un chemin de convoyage de sortie (11). 2. Procédé de moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en vibration du chevalet vibrant (7) n'est utilisée que partiellement, par exemple, pendant quelques secondes après le remplissage du pied de balustre (51) dans le moule, puis interrompue, tandis que le compactage ou pilonnage se poursuit. 3. Procédé de moulage selon l'une des revendications 1, 2, caractérisé en ce que l'opération de pilonnage est effectuée par à-coups par un moyen de vérin pneumatique (27) à pression différentielle selon la hauteur et le volume de remplissage, ceci en vue d'obtenir une répartition uniforme du matériau au sein du moule. 4. Procédé de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise à la fin du remplissage du moule et avant le positionnement de la plaque supérieure de moulage (31), l'incorporation d'une armature verticale de renforcement, cette dernière étant enfoncée verticalement par un moyen de vérin adéquat (25,27) et avec un guidage approprié. 5. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble de moulage (3) monté mobile verticalement sur un bâti fixe (i) , cet ensemble étant constitué essentiellement par un cadre mobile (13) portant au moins un moule (5) et ses éléments actionneurs (23) d'ouverture-fermeture ainsi que des moyens de compactage ou pilonnage supérieurs (25,27), un chevalet vibrant (7) monté à la base du bâti à l'aplomb du moule, un bras (39) de positionnement de la semelle inférieure (41) sur ledit chevalet et un bras manipulateur (29) de la dite plaque supérieure (31) du moule solidaires du bâti, un tapis (9) de convoyage du matériau de moulage monté mobile horizontalement de l'ouverture supérieure du moule à une position de retrait de l'ensemble de moulage, une trémie (45) d'alimentation dudit tapis (9) , un organe de nettoyage du moule, par exemple à brosse (57) et à jet d'air, un chemin de convoyage (11) du produit moulé (53) et un bras (55) d'évacuation du produit à la sortie du moule sur ce chemin. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un élément (35) de pose d'une armature de renforcement au sein du produit à réaliser. 7. Machine selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le moule (5) est constitué de coquilles complémentaires mobiles (19) aptes à s' ouvrir et se fermer. 8. Machine selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la plaque supérieure (31) du bras (29) est destinée à être enfoncée pour compacter la partie supérieure du produit moulé à la forme souhaitée et à sa longueur définitive. 9. Machine selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte une brosse tournante (57) ainsi qu'un dispositif à jet d'air comprimé destinés à nettoyer le moule à la fin de chaque cycle de moulage. 10. produit de moulage obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4.