Brevet FR2934515A1 — publié le 20100205

La présente invention concerne un système d'extrusion de matériau céramique comprenant un entonnoir ou cône d'alimentation classique et un moule destiné à recevoir le matériau dont sera constitué le produit céramique, tel qu'une brique. L'invention a pour objet de proposer des cônes d'alimentation spéciaux ainsi que des moules d'extrusion qui permettent d'obtenir des pièces céramiques présentant une résistance homogène sur toute leur extension de même qu'une configuration totalement uniforme. 10 Actuellement, les systèmes d'extrusion de matériau céramique destinés à produire des briques, par exemple, se basent sur une machine équipée d'une vis sans fin qui conduit l'argile jusqu'à un entonnoir ou cône d'alimentation, qui reçoit ladite argile provenant de la machine, et d'un moule à 15 une ou plusieurs sorties qui donne la forme au produit final qui est la brique. En fait, les moules d'extrusion actuels ont des sorties, des formes et des degrés d'inclinaison d'entrée de l'argile différents mais les séparations entre les pièces ou groupes de pièces à obtenir (briques ou groupes de 20 briques) n'atteignent en aucun cas 100 mm entre elles, ce qui provoque des problèmes dans le produit final, les briques, qui peuvent se résumer comme suit : 1. Du fait que la machine amène l'argile au moyen d'une vis sans 25 fin jusqu'à l'entonnoir ou cône d'alimentation, celui-ci reçoit l'argile de telle façon qu'il n'y a pas assez de pression au centre de la vis sans fin. La conséquence en est que l'argile a pris la forme de l'entonnoir quand elle arrive dans le moule mais la compaction de la terre est moins importante au centre que sur les côtés. 30 2. Lorsque le moule reçoit l'argile dans les conditions indiquées, la fabrication se fait de manière à corriger ce défaut, sans y parvenir, une des raisons étant que la séparation entre les briques est très petite et donc que les cloisons de séparation ne peuvent pas être très profondes. L'effet de la 35 compaction qui vient déjà de l'entonnoir n'est pas corrigé car, conformément à la fabrication du moule, le frottement est beaucoup plus élevé sur les côtés5 qu'au centre, de sorte que le produit final ou la brique est obtenu avec une compaction de l'argile qui est très supérieure aux extrémités à celle atteinte au centre. 3. Les moules classiques et dotés des séparations actuelles sont fabriqués avec différents degrés d'inclinaison, la zone de compaction de l'argile étant plus longue aux extrémités qu'au centre car la largeur de la séparation centrale ne permettait pas de prolonger la cloison de séparation jusqu'à l'intérieur de l'entonnoir de la plaque du moule avec la même hauteur et avec les mêmes degrés d'inclinaison que ceux des parois de l'entonnoir, ce qui entraîne tous les problèmes précités, la masse de l'argile subissant un frottement plus important dans les parois des extrémités que dans les cloisons intérieures du moule. 4. Une conséquence de ce qui a été dit aux deux points précédents est que la résistance mécanique des briques ou des pièces est plus grande sur les côtés qu'au centre car, du fait que la compaction des parties centrales est moindre, le retrait au séchage est plus important, ce qui fait que la charge sur le plateau est plus faible au centre que sur les côtés, avec le risque de chute de la charge dans le four et celui de former automatiquement des paquets. 5. Dans le domaine de l'extrusion, l'argile servant à fabriquer les briques est constituée de terre et d'eau de sorte que, quand elle arrive dans le moule avec plus d'humidité dans la section de sortie dudit moule, le centre avance davantage ; en revanche, lorsque l'humidité diminue dans la section de sortie, l'argile avance davantage sur les côtés, ce qui traduit en problèmes réels, tient au fait que lorsque les sorties de l'argile sont en deux ou plusieurs blocs dans le sens horizontal, en fonction de l'humidité de la masse les briques avancent plus sur les côtés qu'au centre et de ce fait sortent tordues ; cela se remarque peu quand la section transversale de la brique est de petites dimensions mais, quand elle dépasse par exemple 400 mm, les problèmes s'accentuent et les problèmes sont d'autant plus importants que la section transversale est de grandes dimensions.35 6. Dans les moules dotés de cloisons de séparation étroites, les réglages par le biais des freins correspondants ne peuvent se faire que dans le sens vertical, au moyen de freins verticaux peu efficaces. Le système d'extrusion de matériau céramique proposé a été conçu pour résoudre les problèmes précités, en se basant sur une solution simple mais efficace. L'invention concerne un système d'extrusion de matériau céramique, utilisant l'avance, par une vis sans fin d'une machine, de l'argile ou du matériau céramique jusqu'à un entonnoir ou cône d'alimentation servant à remplir un moule correspondant dans lequel les pièces céramiques sont produites, ledit moule comportant un, deux ou plusieurs orifices permettant de former des groupes de pièces céramiques, combinée à des grilles disposées dans le côté de sortie des orifices, caractérisé en ce que le système d'extrusion comprend des plaques correspondant au moule présentant une séparation entre leurs différents orifices qui permet de monter des freins de régulation de la masse dans un sens horizontal. De plus, ce système comprend des parois qui délimitent chacun des orifices du moule présentent entre elles la même inclinaison et la même hauteur, assurant ainsi une homogénéité de la masse entrante et donc des pièces céramiques obtenues. De plus, le ou les cônes d'alimentation par lesquels la masse servant à produire les pièces céramiques pénètre dans le moule, indépendamment des dimensions et de la forme dudit moule, comportent un ou plusieurs séparateurs qui permettent de répartir la masse de sortie dudit cône ou entonnoir d'alimentation en parties égales pour toutes les sorties prévues jusqu'au moule. Ainsi, une première caractéristique de nouveauté fondamentale de l'invention est que les sorties correspondantes des groupes de briques à produire sont espacées les unes des autres, avec une séparation non inférieure à 140 mm, et les cloisons centrales que comportent les moules classiques sont transformées en parois identiques aux parois latérales dans le système de l'invention, ce qui évite d'avoir des cloisons de séparation de moindre hauteur. Une autre caractéristique de nouveauté est que les cônes d'alimentation, en plus d'avoir des dimensions modifiées pour s'adapter à la nouvelle sortie du moule, seront dotés d'une ou plusieurs séparations disposées à l'intérieur dont la finalité est de répartir l'argile sortant du cône d'alimentation en parties égales pour toutes les sorties prévues, l'argile perdant le sens de rotation imparti par la vis sans fin, ainsi que de faire en sorte que la compaction de l'argile soit plus importante au centre de l'entonnoir. Grâce aux caractéristiques mentionnées, il est possible d'obtenir les avantages et les performances suivantes : Le moule peut être fabriqué en faisant en sorte que les cônes et les cloisons intérieures qui partent de la séparation centrale aient la même longueur et les mêmes degrés d'inclinaison que les parois latérales du moule. Grâce à la séparation plus large dans le moule de l'invention, il est possible de réguler selon un mode horizontal très efficace au moyen de freins horizontaux, contrairement à ce qui se fait avec les systèmes classiques, dans lesquels la régulation ne peut se faire que dans le sens vertical, ce qui s'avère en outre peu efficace. L'argile ayant la même distance tout au long de l'entonnoir jusqu'à la sortie du produit et donc la même zone de frottement sur les côtés et au centre, le profil d'écoulement est identique sur tout le parcours, ce qui permet d'obtenir une masse homogène dans toute la pièce, tant au centre qu'aux extrémités, avec un degré de compaction et un équilibre de l'humidité similaires, ce qui a pour effet de normaliser la résistance de la pièce ou brique et d'égaliser les retraits. Par suite de ce qui vient d'être dit et du fait de l'homogénéité des caractéristiques de toutes les briques fabriquées, la charge sur le plateau reste totalement droite, contrairement à ce qui se produit dans les systèmes classiques, dans lesquels la différence de compaction se traduit par des retraits différents et, au séchage, la charge présente des différences dimensionnelles et la résistance des briques est moindre au centre que sur les côtés, de sorte que, lors de l'empilage des briques obtenues avec les systèmes classiques, la somme des différences précitées donne des empilages très défectueux. De même, on a constaté que plus la séparation entre les briques est grande, plus l'effet de l'écoulement de l'argile dû à la différence d'humidité est corrigé, ce qui permet d'éviter le problème de torsion des briques à gauche ou à droite. D'autre part, il est à souligner que lorsque les séparations entre les briques ou groupes de briques atteignent une largeur de 140 mm, le fait de pouvoir réaliser le moule avec des inclinaisons égales et de même longueur, tant au niveau de ses parois latérales et extérieures qu'au niveau des parois centrales dans la séparation entre les orifices de sortie des différents groupes de briques, permet de stabiliser l'écoulement et d'égaliser les variations de masse, de sorte qu'il y a d'autant moins de variations au niveau de la sortie d'extrusion que la séparation est grande. Pour compléter la description faite ci-après et afin de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention suivant un exemple de réalisation préféré de la présente invention, il est joint en tant que partie intégrante de la présente description un ensemble de dessins purement illustratifs et non limitatifs, sur lesquels : Les figures 1 et 2 sont des vues de face et de l'arrière d'un cône d'alimentation conforme à l'objet de l'invention, qui incorpore une séparation intermédiaire. Les figures 3 et 4 sont des vues de face et de l'arrière similaires 30 aux figures 1 et 2 mais sur lesquelles le cône d'alimentation est doté de deux séparations. La figure 5 est une vue d'un moule comportant deux orifices de sortie, avec les freins incorporés, le tout conforme à l'objet de l'invention. 35 La figure 6 est une vue du moule correspondant au côté d'entrée de la masse ou du produit. La figure 7 est une vue en perspective du mode d'empilage de pièces céramiques, concrètement des briques, obtenues grâce au système d'extrusion de l'invention, montrant un stockage pour le transport de briques produites au moyen de moules qui fabriquent trois groupes de trois briques. Comme le montrent les figures décrites ci-dessus, concrètement en se reportant à la figure 1, on peut voir que l'entonnoir ou cône d'alimentation 1 qui fait partie du système d'extrusion de matériau céramique de l'invention, et dont l'entonnoir ou cône d'alimentation 1 est destiné à recevoir le matériau céramique provenant d'une vis sans fin d'une machine afin de le transférer dans le moule correspondant, présente la particularité, en plus d'avoir des dimensions différentes de celles des cônes d'alimentation classiques pour l'adapter à la nouvelle sortie du moule correspondant, de comprendre un séparateur 2, défini à l'intérieur dudit cône 1, qui détermine des parties égales pour toutes les sorties prévues afin que l'argile perde le sens de rotation imparti par la vis sans fin de la machine, ce qui évite en outre que la compaction de l'argile soit inférieure au centre par rapport aux côtés. Les figures 3 et 4 représentent un cône d'alimentation 1' doté d'une paire de séparateurs 2', avec la même finalité et les mêmes fonctions que celles décrites ci-dessus, de façon que le cône d'alimentation, quelles que soient ses dimensions et ses caractéristiques, pourra comporter dans tous les cas une, deux ou plusieurs séparations telles que celles décrites, c'est-à-dire être doté d'un, deux ou plusieurs orifices de sortie. Quant au moule d'extrusion correspondant, il comprend une plaque 3 avec des orifices 3' pour la fixation aux cônes ou entonnoirs d'alimentation 1 ou 1', les figures 5 et 6 montrant la séparation 4 des orifices, représentée dans le cas présent pour l'obtention ou la fabrication de deux groupes de briques, à raison de cinq briques dans chaque groupe, la séparation 4 étant disposée entre lesdits deux groupes. Comme on peut le voir sur la figure 6, sur laquelle la plaque du moule 3 est vue du côté entrée de la masse ou de l'argile, les quatre parois latérales 7 qui forment les orifices 6 correspondant à chaque groupe de briques ont la même hauteur et le même degré d'inclinaison, dans le but d'obtenir des groupes de briques homogènes. En se basant sur les caractéristiques décrites, il est possible de disposer des freins horizontaux 8 sur tous les côtés de la sortie de chaque orifice 6 afin de réguler la masse à l'intérieur du moule, ce qui assure une efficacité maximale de la régulation, contrairement à ce qui se produit généralement lorsque, du fait de la séparation minimale entre les groupes de briques, il n'est pas possible de disposer au milieu des freins horizontaux et qu'au contraire il est nécessaire de disposer des freins verticaux, avec la perte d'efficacité qui en résulte. Pour finir, en se reportant à la figure 7, on peut voir un exemple de stockage pour le transport d'un moule qui fabrique trois groupes de trois briques 9, six groupes 11 étant disposés sur un plateau 10 ; on peut voir que l'empilage reste parfaitement droit, précisément grâce à l'homogénéité et à la perfection prismatique des différentes briques qui forment les groupes adéquatement empilés.20 REVENDICATIONS1. Système d'extrusion de matériau céramique, utilisant l'avance, par une vis sans fin d'une machine, de l'argile ou du matériau céramique jusqu'à un entonnoir ou cône d'alimentation servant à remplir un moule correspondant dans lequel les pièces céramiques sont produites, ledit moule comportant un, deux ou plusieurs orifices permettant de former des groupes de pièces céramiques, combinée à des grilles disposées dans le côté de sortie des orifices, caractérisé en ce que le système d'extrusion comprend des plaques (3) correspondant au moule présentant une séparation (4) entre leurs différents orifices (6) qui permet de monter des freins de régulation (8) de la masse dans un sens horizontal. 2. Système d'extrusion de matériau céramique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des parois (7) qui délimitent chacun des orifices (6) du moule présentant entre elles la même inclinaison et la même hauteur, assurant ainsi une homogénéité de la masse entrante et donc des pièces céramiques obtenues. 3. Système d'extrusion de matériau céramique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les cônes d'alimentation (1 - 1') par lesquels la masse servant à produire les pièces céramiques pénètre dans le moule, indépendamment des dimensions et de la forme dudit moule, comportent un ou plusieurs séparateurs (2 - 2') qui permettent de répartir la masse de sortie dudit cône ou entonnoir d'alimentation (1 - 1') en parties égales pour toutes les sorties prévues jusqu'au moule.