Brevet FR2789009A1 — publié le 20000804

Procédé de moulage de traverses en béton et machine pour la mise en oeuvre du procédé Les traverses de chemin de fer modernes sont, chacune, constituées de deux blochets en béton armé, destinés à supporter les rails, reliés par une entretoise métallique dont les extrémités sont noyées dans les blochets. Pour fabriquer chaque traverse, on dispose, à la distance voulue, deux moules de formation des deux blochets et on y coule le béton après avoir io placé des armatures et les deux extrémités de l'entretoise dans les deux moules respectifs. En pratique, on fabrique simultanément plusieurs traverses, avec deux rangées de moules. Chaque moule est alimenté en béton, chacun, par une goulotte de sortie d'une trémie, dans laquelle un mécanisme, tel qu'une vis sans fin, fait descendre du béton jusqu'à remplissage du moule. Cette opération de remplissage représente un pourcentage relativement important du temps de cycle de moulage et limite donc la cadence de production des traverses. En outre, la maintenance des vis d'alimentation est relativement lourde. La présente invention vise à réduire ces contraintes. A cet effet, l'invention concerne tout d'abord un procédé de moulage d'une pluralité de traverses comportant chacune deux blochets, en un matériau du type béton, reliés par une entretoise, procédé dans lequel on dispose des moules de formation de blochet en deux rangées, on prend des entretoises et on introduit leurs deux extrémités dans deux moules des deux rangées et on coule le matériau à travers des ouvertures de coulée des moules, avant de démouler les traverses, procédé caractérisé par le fait que, pour chaque rangée de moules, on masque les zones entourant les ouvertures de coulée et on effectue ensuite une coulée globale des blochets de la rangée à partir d'une conduite commune de coulée. 2 2789009 Ainsi, le béton, pour reprendre cet exemple, peut être déversé en vrac pour remplir en une seule fois les moules, cela sans mécanisme compliqué et donc sans maintenance lourde, tout risque de passage de béton à côté des moules étant évité. De préférence, on repousse dans les moules, à travers leurs ouvertures de coulée, le béton répandu hors des zones non masquées. L'invention concerne aussi une machine de moulage d'une pluralité de io traverses comportant chacune deux blochets, en un matériau à couler du type béton, reliés par une entretoise, dans laquelle on peut disposer des moules en rangées, et comprenant des moyens d'alimentation des moules en matériau à couler à travers leurs ouvertures de coulée, machine caractérisée par le fait qu'elle comporte, pour chaque rangée de moules, une table d'encadrement des ouvertures de coulée des moules qui peut être interposée entre les moules et une conduite de coulée commune aux moules de la rangée. Ainsi, après la coulée, le béton répandu sur la table peut être repoussé dans les moules. Avantageusement, la table d'encadrement est une table vibrante. Avantageusement encore, chaque conduite de coulée et la table d'encadrement sont montées mobiles sur le châssis de la machine, entre une position de coulée et une position de démoulage par retournement des moules. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel: - la figure 1 représente en perspective une machine de moulage de traverses à blochets en béton pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, et - la figure 2 est une vue latérale en coupe de moules. 3 2789009 La machine représentée en perspective, de fabrication de traverses de chemin de fer à base de béton armé, comporte deux pluralités de moules, référencés 1, 3 et 2, 4, disposées selon deux rangées parallèles opposées et s'étendant dans la direction de fuite de la perspective de la figure 1, qui représente aussi la future direction des rails, une fois les traverses fabriquées et mise en place sur le terrain. Les deux rangées sont espacées horizontalement de la distance prévue pour former des traverses de longueur voulue. La machine présente globalement une symétrie spéculaire par rapport à un plan vertical perpendiculaire à la direction d'extension des traverses, horizontale sur la figure 1. La description relative à l'un des côtés de la machine est donc aussi valable pour le côté symétrique. De même, les moules 1-4 sont identiques d'une traverse à l'autre. Chaque paire de moules opposés 1, 2 de même que 3, 4 correspond donc à une traverse. Chaque moule 1 - 4 comporte, outre un fond, quatre parois latérales (fig. 2), allant en s'évasant légèrement depuis le fond, parois dont les bords libres délimitent une ouverture de coulée 11, 21, 31, 41, opposée au fond et donc tournée vers le haut lors du remplissage par gravité des moules 1-4. Les moules 1 et 3, respectivement 2 et 4, sont solidarisés entre eux par une plaque de haut verticale, respectivement 25 et 45, traversée par un axe 26, respectivement 36, porté par le châssis 59 de la machine (représenté symboliquement), pour permettre le retournement des moules 1 - 4 pour le démoulage. L'alimentation en béton des deux rangées de moules 1, 3 et 2, 4 est assurée par gravité, depuis la partie haute de la machine, par deux conduites ou goulottes communes respectives 53, 54 d'amenée de béton reliées à la partie basse de deux trémies respectives 51 et 52, ellesmêmes constituant le fond d'une trémie globale 5. Chaque goulotte 53, 54 a ici une section rectangulaire et une extension, selon la ligne de fuite de la figure 1, atteignant presque celle de la paire de moules 1, 3 ou 2, 4 qu'elle alimente. Comme, dans cet exemple, il est prévu de démouler localement les blochets, par rotation sur place des moules 1-4, les deux goulottes 53, 54 4 2789009 sont montées mobiles par rapport au châssis 59 entre deux positions pour, dans une position fonctionnelle de coulée, guider le béton des trémies respectives 51, 52 vers les moules 1, 3 et 2, 4 de la rangée associée à la goulotte 53, 54 considérée et, dans une position de retournement des moules 1-4 rétractée par rapport aux moules associés 1, 3 et 2, 4, pour libérer, au-dessus des moules 1-4, un volume ou hauteur suffisant pour permettre le retournement des moules 1 - 4 autour des axes 26, 36. Précisément, les goulottes 53, 54 sont montées pivotantes sur les trémies 51, 52 respectives par des joints ou soufflets articulés 55, 56, avec des axes théoriques de pivotement perpendiculaires ici au plan de la figure 1. Des vérins 57, 58, reliés d'un côté à un point fixe du châssis 59 et, de l'autre, respectivement aux goulottes 53 et 54, assurent le pivotement de celles-ci, dans un plan parallèle à celui de la figure 1 dans cet exemple, par commande d'un actionneur non représenté. Un pivotement vers l'avant de la figure 1 aurait pu de même être prévu. En variante, les goulottes 53, 54 pourraient être articulées aux trémies 51, 52 respectives selon des axes de pivotement verticaux, leur embouchure basse étant décalée verticalement par rapport à l'axe de pivotement de leur embouchure haute, afin de décrire un arc de cercle horizontal pour occuper leur position fonctionnelle au-dessus des moules 1-4 et pour s'en écarter en libérant le volume au-dessus des moules 1-4. Dans un cas comme dans l'autre, les trémies 51, 52, et en particulier leur orifice de raccordement aux goulottes 53, 54, peuvent en outre occuper une position horizontalement décalée, par rapport aux moules 1-4, selon la direction de fuite des rangées de moules 1, 3 et 2, 4, afin de laisser un accès sans entrave à la zone surplombant les moules 1-4. Les goulottes 53, 54 ont une section suffisante pour distribuer le béton sur l'ensemble des ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41 des moules de la rangée considérée, ouvertures 11, 21, 31 ayant environ 70 cm de long et cm de large. Bien que représentés écartés dans un but de clarté sur la figure 1, les moules 1, 3 et 2, 4 d'une même rangée sont ici adjacents, si 2789009 bien que leurs ouvertures de coulée comme 11, 31 ont des bords en regard quasi jointifs. Entre l'embouchure inférieure des goulottes 53, 54, distribuant le béton, et les moules 1 - 4 de chaque rangée peut être interposée, en position horizontale, une table 60 d'encadrement des moules 1-4. La table d'encadrement 60, métallique, présente donc, à ce niveau, une bande de métal, de couverture de joint entre les moules 1 - 4, qui, de par sa faible largeur entre moules 1, 3 ou 2, 4 d'une même rangée, élimine tout risque d'accumulation importante de béton frais sur elle. La table 60 est montée pivotante sur le châssis 59, autour d'un axe horizontal 65, parallèle à la direction d'extension des traverses. Elle est représentée en position verticale, non fonctionnelle, et comporte quatre lumières 61, 62, 63, 64 qui, une fois la table 60 rabattue, selon la flèche F1, au-dessus des moules 1 - 4, occupent les positions représentées en lignes en pointillés, qui démasquent uniquement les ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41 des moules 1 -4. Comme l'illustre la vue en coupe verticale du moule 1 de la figure 2 selon la flèche II de la figure 1, l'ouverture de coulée 11, (31), permet le remplissage du moule 1 par coulée du béton provenant de la goulotte 53, (54), correspondante. La table 60 est alors disposée à un niveau juste au- dessus de celui des bords supérieurs des moules 1 - 4 et les lumières ou ouvertures 61 - 64, de taille légèrement inférieure à celle des ouvertures 11, 21, 31, 41, sont disposées en regard de ces ouvertures 11, 21, 31, 41. La table 60 forme ainsi un masque pour les zones entourant, dans un plan horizontal, les ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41, et empêche ainsi tout passage de béton à côté des moules 1 - 4, entre eux et autour d'eux. Dans une variante non représentée, il peut être prévu des déflecteurs encadrant les ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41 c'est-à-dire que les ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41 de la table 60 comportent des zones de bord, ou versants, inclinées sur l'horizontale en direction de l'ouverture 11, 21, 31, 41 considérée. Cela forme à chaque fois un cône ou entonnoir de rappel du béton vers l'ouverture de coulée 11, 21, 31, 41 6 2789009 du moule 1 - 4 et assure ainsi le remplissage complet du moule en assurant, en même temps, un autonettoyage de la table 60. En plus ou à la place, il peut être prévu que la table 60 soit une table vibrante pour en décoller le béton qui aurait pu s'y accumuler, et ainsi en particulier le faire migrer vers les ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41. Que cela soit effectué automatiquement comme ci-dessus ou manuellement, il est préférable, après coulée, de repousser dans les moules 1-4, à travers leurs ouvertures de coulée 11, 21, 31, 41, le béton répandu hors des zones non masquées par la table 60. Il est prévu, au-dessus des moules 1 - 4, deux pistons, non représentés, solidaires chacun d'une rangée de plaques de pressage montées mobiles sur le châssis 59, pour tasser le béton une fois celui-ci déversé dans les moules 1 - 4. Le procédé de fabrication des traverses va maintenant être expliqué plus en détails. Il comporte les étapes suivantes 1 - garnissage des moules 1-4 par des armatures métalliques et mise en place d'une entretoise 19, 39 pour chaque paire de moules 1, 2 et 3, 4, 2 - mise en place de la table d'encadrement 60 au-dessus des moules 1 - 4, 3 - mise en position fonctionnelle des goulottes 53, 54, 4 - coulée du béton, - dégagement des goulottes 53, 54, 6 - tassement du béton par les plaques de pressage, 7 - dégagement de la table d'encadrement 60, 7 2789009 8 - démoulage par retournement des moules 1-4, et évacuation. 1.- Garnissage des moules Les moules 1-4 étant dans leur position de repos, leurs ouvertures comme 11, 21, 31, 41 étant tournées vers le haut, on place dans chaque moule 1- 4, de façon classique, près du fond, un treillis métallique soudé en le posant provisoirement sur des pattes de fixation rétractables, non représentées, traversant les parois de moule 1-4. L'entretoise horizontale 19, (39), correspondante est ensuite mise en place, ses deux tronçons d'extrémité pouvant descendre dans les deux moules 1, 2 associés grâce à la présence de deux échancrures respectives formées dans les parois transversales de ceux-ci tournées l'une vers l'autre. Enfin, un second treillis métallique soudé est de même mis en place en partie haute des moules 1-4. Chaque moule 1-4 permet ainsi de former une poutre en béton armé, ou blochet, destinée à résister aux charges d'écrasement transmises par le rail qu'elle portera. L'entretoise 29, en forme de cornière métallique, est solidaire des deux blochets et les maintient donc à l'écartement voulu. 2.- Mise en place de la table d'encadrement 60 La mise en place de la table 60 peut intervenir avant mise en position fonctionnelle des goulottes 53, 54, en mettant ou laissant celles-ci en position écartée. Cette mise en place de la table 60 s'effectue ici par pivotement (flèche F1) autour de l'axe 65 de liaison au châssis 59, axe 65 situé au niveau du bord arrière de la machine sur la fig. 1. La table 60 forme un volet rabattable sous l'action de vérins, non représentés, volet mobile entre une position rétractée pour le retournement des moules 1-4, sensiblement verticale par exemple, libérant le volume au-dessus des moules 1, - 4, et une position fonctionnelle rabattue de coulée, sensiblement horizontale, juste au-dessus des moules 1 - 4. 8 2789009 En variante, il pourrait être prévu que la table 60 se déplace en translation dans son plan horizontal, par glissement ou roulement sur des pistes, afin de quitter sa position de coulée au-dessus des moules 1 - 4 lorsqu'il faut retourner ceux-ci pour les démouler, à la fin des opérations. Dans cette variante, la table 60 peut donc être mise en position fonctionnelle après le positionnement fonctionnel des goulottes 53, 54 au-dessus des moules 1 - 4. 3.- Mise en place des goulottes Ensuite, les deux goulottes 53, 54 sont mises dans leur position de coulée, si elles n'y étaient pas, au- dessus respectivement des deux rangées 1, 3 et 2, 4, la table 60 étant interposée comme expliqué. 4.- Coulée du béton La table 60 et les goulottes 53, 54 étant en position fonctionnelle, des vérins non représentés ouvrent alors, pendant une durée déterminée, deux panneaux de fermeture, non représentés, de sortie des goulottes 53, 54, ce qui a pour effet de provoquer le déversement en vrac d'une quantité déterminée de béton frais provenant des trémies 51, 52. Ce béton traverse les ouvertures 61 - 64 de la table 60 et les ouvertures de coulée en regard 11, 21, 31, 41 des moules 1-4 et remplit ainsi ceux-ci. La table 60 empêche le béton qui l'atteint de tomber entre les moules 1 4 ou autour de ceux-ci. Comme indiqué plus haut, la table 60 peut être soumise à des vibrations et/ou comporter des cônes de récupération du béton, pour le faire tomber dans les moules 1-4. Une opération, manuelle ou automatique, de raclage ou brossage de la table 60 dans le même but est également envisageable, avant la manoeuvre de retrait de la table 60. 5.- Dégagement des goulottes 53. 54 Les goulottes 53, 54 sont escamotées par action des vérins 57, 58 pour passer à leur position écartée et ainsi libérer en particulier l'accès aux ouvertures 11, 21, 31, 41 des moules 1-4. 9 2789009 6.- Tassement du béton Les moules 1-4 sont soumis à des vibrations pour compacter le béton, pendant la coulée et après. Ce dernier est ensuite tassé pour terminer le compactage. Le tassement du béton est effectué par les deux rangées de plaques de pressage sensiblement de la taille des ouvertures 11, 31 et 21, 41 des moules 1-4. 7.- Dégagement de la table d'encadrement 60 Une fois le béton tassé, les plaques de pressage sont relevées et ainsi écartées du dessus des moules 1-4 et il en est de même de la table 60, qui peut d'ailleurs être rappelée en position verticale avant de tasser le béton. On libère ainsi le volume au-dessus des moules 1-4, pour leur retournement et le démoulage. 8.- Démoulage et évacuation des traverses Une plaque d'évacuation pour chacune des traverses, non représentée, est alors posée sur chaque paire de moules associés 1, 2 et aussi 3, 4. On fait ensuite pivoter les moules 1 - 4 autour des axes 26, 36, avec les plaques d'évacuation, pour démouler les traverses avec leurs blochets ainsi formés. Les plaques d'évacuation sont ensuite extraites de la machine et posées sur des glissières de convoyeurs conduisant à un four de séchage du béton, dans lequel s'effectue la prise de celui-ci. 2789009 REVENDICATIONS 1.- Procédé de moulage d'une pluralité de traverses comportant chacune deux blochets, en un matériau du type béton, reliés par une entretoise (19, 39), procédé dans lequel on dispose des moules de formation de blochet en deux rangées (1, 3; 2, 4), on prend des entretoises (19, 39) et on introduit leurs deux extrémités dans deux moules (1, 2; 3, 4) des deux rangées et on coule le matériau à travers des ouvertures de coulée des moules (11, 31), avant de démouler les traverses, procédé caractérisé par le fait que, pour chaque rangée de moules (1, 3; 2, 4), on masque les zones entourant les ouvertures de coulée (11, 31; 21, 41) et on effectue ensuite une coulée globale des blochets de la rangée à partir d'une conduite commune de coulée (53; 54). 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel, après coulée, on repousse dans les moules (1-4), à travers leurs ouvertures de coulée (11, 21, 31, 41), le béton répandu hors des zones non masquées. 3.- Machine de moulage d'une pluralité de traverses comportant chacune deux blochets, en un matériau à couler du type béton, reliés par une entretoise, dans laquelle on peut disposer des moules (1-4) en rangées, et comprenant des moyens d'alimentation des moules (1-4) en matériau à couler à travers leurs ouvertures de coulée (11, 21, 31, 41), machine caractérisée par le fait qu'elle comporte, pour chaque rangée de moules, une table (60) d'encadrement des ouvertures de coulée (11, 21, 31, 41) des moules (1 - 4) qui peut être interposée entre les moules et une conduite de coulée (53; 54) commune aux moules (1, 3; 2, 4) de la rangee. 4.Machine selon la revendication 3, dans laquelle les tables d'encadrement (60) est une table vibrante. 5.- Machine selon l'une des revendications 3 et 4, dans laquelle les conduites de coulée (53, 54) sont montées pivotantes sur le châssis (59) de la machine, entre une position de coulée et une position de démoulage par retournement des moules (1-4). il 2789009 6.- Machine selon l'une des revendications 3 à 5, dans laquelle la table d'encadrement (60) est montée mobile sur le châssis (59) de la machine, entre une position de coulée et une position de démoulage. 7.- Machine selon l'une des revendications 3 à 6, dans laquelle il est prévu des plaques de pressage du matériau dans les moules (1-4) montées mobiles sur le châssis (59) de la machine.