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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Procédé et dispositifs pour la fabrication de corps creux en béton ou analogues, par vibro-centrifugation" la Société dite : SOCIETE CONTINENTALE ET COLONIALE DE CONSTRUCTION, Société Anonyme, 18-20, Place de Louvain, BRUXELLES.
La fabrication de tuyaux, poteaux et autres objets creux en béton ou autres matières plastiques, selon les procédés usuels de centrifugation, présentent non seulement l'inconvénient de nécessi- ter l'emploi d'un mélange à centrifuger contenant une quantité importante d'eau et des graviers ou ballast de petites dimensions, afin de lui donner la plasticité indispensable, mais aussi d'exiger une vitesse angulaire élevée des moules en vue de réaliser un serrage énergique du béton ou analogue. Il en résulte, d'une part, une forte réduction de la résistance du. béton et, d'autre part, une construction onéreuse des machines et moules utilisés pour la centrifugation.
Dans le but d'obvier à ces inconvénients, il a été proposé d'appliquer au moule en rotation, ou même à toute la machine à centrifuger, des vibrations ou des saltations radiales ou longitudinales, de manière à vibrer le béton, au cours de sa centrifugation, sous l'effet des vibrations qui lui sont transmises depuis l'extérieur du moule. Cette fabrication de corps creux par vibro-centrifugation a effectivement permis d'éliminer les susdits inconvénients, et a notamment rendu possible de limiter la vitesse de rotation du moule à la vitesse nécessaire pour maintenir le béton ou analogue en contact avec la paroi intérieure du moule, pendant la fabrication de l'objet creux.
Dans ce système connu, le moule et toute la machine sont toutefois forcément soumis à des vibrations énergiques, et partant dangereuses, dont l'amortissement ne peut d'ailleurs pas être envisagé, puisque c'est le moule même qui sert à transmettre au béton ou analogue les vibrations qui lui sont imprimées de l'extérieur. La construction du moule et de la machine doit donc être très robuste, et par conséquent coûteuse, tandis que l'importan-
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ce de leur niasse exige l'emploi de puissants moyens de vibration et entraîne une dépense d'énergie exagérée par rapport à celle qui est strictement nécessaire pour réaliser la vibration de la masse de béton ou analogue.
L'invention permet de supprimer ces désavantages grâce au fait que, pendant la centrifugation, les vibrations sont appliquées directement à la matière à vibrer, par l'intérieur du moule en rotation.
Selon l'invention, cette vibration est réalisée à l'aide d'un appareil vibratoire qui est mis en contact direct avec le béton ou analogue, à l'intérieur du moule, cet appareil comportant essen- tiellement un cylindre vibrant ou un mandrin vibrant, de diamètre inférieur ou égal au diamètre intérieur de l'objet à fabriquer, lequel cylindre ou mandrin, peut s'étendre sur toute la longueur de l'objet ou sur une partie seulement de cette longueur, un mouve- ment longitudinal par rapport au moule devant lui être imprime dans ce dernier cas, au cours de l'opération de vibration.
La mise en vibration du cylindre ou du mandrin peut être réalisée à l'aide de dispositifs vibratoires quelconques (axes à balourds, appareils magnétiques, pneumatiques ou mécaniques) placés à l'intériour du cylindre ou du mandrin, ou à l'une ou aux deux extrémités de celui-ci.
Pour permettre l'introduction de l'appareil vibratoire dans le moule, celui-ci présentera au moins une extrémité ouverte. Cette introduction peut se faire à la main, ou à l'aide d'un système de suspension quelconque, tel qu'un palan, un chariot ou tout autre moyen adéquat.
On comprendra que le système de vibration par l'intérieur évite l'inconvénient de soumettre le moule et la machine à des vibrations dangereuses. De plus, il est possible de garantir complètement la machine contre les vibrations en munissant de bandages élastiques, de préférence pneumatiques, les galets de roulement sur lesquels est monté le moule rotatif.
Par ailleurs, grâce au fait que les vibrations sont appliquées directement au béton, on peut utiliser des vibrateurs plus légers et la dépense d'énergie est pratiquement réduite à celle effectivement nécessaire pour la vibration du béton ou analogue. Comme la vibration provoque toujours un appel de laitance à la surface soumise à la vibration, cette laitance se trouvera, dans le cas de l'invention, à la surface intérieure du corps creux, où elle contribuera avec la plus grande efficacité à l'imperméabilisation de ce corps.
A simple titre démonstratif, deux exemples de réalisation de
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l'invention se trouvent décrits ci-aprés avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel
Fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale d'une machine équipes d'un appareil vibratoire selon l'invention,
Fig. 2 montre une vue en coupe suivant la ligne II-II de fig. 1,
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'une machine équipée d'un autre appareil vibratoire selon l'invention,
Fig. 4 est une vue en coupesuivant la ligne IV-IV de Fig. 3, et
Fig. 5 est une vue de détail à plus grande échelle.
Dans l'exemple illustré en Figs. 1-2, la machine à centrifuger comporte deux trains de galets A montés sur un châssis B. Un moule C, placé, sur ces galets, est animé d'un mouvement de rotation suffisant pour que le béton ou autre matière plastique D, qui est introduite par une des extrémités libres du moule, avant ou après la mise en rotation de celui-ci, soit projetée sur la paroi intérieure du inouïe et y reste adhérer. L'appareil de vibration comporte un cylindre vibrant E qui est soutenu par une chape F fixée à un chariot G monté sur rails. Ce cylindre est introduit dans le moule par une de ses extrémités et est mis en contact avec le béton à serrer.
Le cylindre vibrant E peut également être soutenu à chacune de ses extrémités par un chariot monté sur rails. Dans ce cas, la chape F sera supprimée. Lors du déplacement ou de 1''enlèvement d'un moule sur la machine à centrifuger, le cylindre vibrant sera détaché d'un des chariots et sera dégagé de l'intérieur du moule en reculant l'autre chariot.
La pression de contact, qui est très faible au débuta peut être augmentée graduellement jusqu'à obtention du serrage voulu du béton*. A cet effet on peut, soit régler la position du cylindre E par rapport au moule C, soit varier l'écartement entre les axes des galets A, de façon à régler la position du moule par rapport au cylindre. Ce dernier réglage est aisé lorsqu'un des trains de galets est monté à coulissement sur le châssis B.
La vibration peut être poussée jusqu'à provoquer un afflux de laitance à la surface intérieure du tuyau, suffisant pour y former une couche de mortier de ciment dont l'épaisseur peut être réglée à volonté en prolongeant plus ou moins la vibration, et qui contribue grandement à augmenter l'étanchéité de la paroi du tuyau.
La vitesse de rotation pendant et après la vibration peut être réglée de manière à donner une compacité optimum au béton.
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Le cylindre e peut être fixe sur son axe H. Il peut également êtrs monté librement sur celui-ci, afin d'être entraîne en rotation par le contact avec la matière D. Par suite de la résistance offerte par le cylindre, il peut, dans les deux cas, se produire une certaine accumulation locale de matière devant le cylindre, tandis qu'il faut également craindre une déviation de l'axe du cylindre par rapport à la génératrice du moule. Il importe donc que, aans les deux alternatives envisagées ci-dessus, ce cylindre soit guidé à ses deux extrémités.
Ces inconvénients peu vent être cuites en imprimant une rotation propre au cylindre E, de façonà lui donner une vitesse périphérique qui est égale à ou légèrement différente de celle de/la surface intérieure de la matière D.
Dans le premier cas, aucun déplacement superficiel de la matière ne peut se produire, tandis qu'en donnant au cylindre une vitesse périphérique quelque peu plus grande ou plus petite, on réalise un certain lissage mécanique de la paroi intérieure du corps creux.
Les moyens moteurs indispensables à la mise en vibration et à la mise en rotation du cylindre E peuvent être disposés sur le chariot G.
Dans l'exemple illustré, le cylindre vibrant s'étend sur toute la longueur de l'objet à vibrer. On peut également utiliser un cylindre dont la longueur est nettement plus faible que celle du moule. Dans ce cas, il suffit d'imprimer un mouvement de va et vient au chariot G, de manière à faire agir le cylindre vibrant successivement sur tous les points de la surface intérieure de l'objet en cours de fabrication.
Dans la forme de réalisation illustrée en Figs. 3-5, la machine comporte deux poupées I de quatre galets J chacune, qui supportent le moule K, dans lequel le béton ou analogue L est introduit par une de ses extrémités libres. L'appareil vibratoire est constitué par un mandrin vibrant !il, qui est fixé au chariot N par l'intermédiaire d'un joint élastique 0, ce chariot comportant les moyens de mise en vibration du mandrine ge dernier présente un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur final de l'objet à fabriquer.
L'extrémité libre du mandrin a une forme conique ou similaire, afin de faciliter son introduction dans l'espace annulaire existant au contre du moule avant serrage du béton. La vibration du mandrin facilite son introduction à l'intérieur du corps en formation, au fur et à mesure du serrage du béton, comme indiqué eu Fig. 50
En déplaçant le chariot N, guidé par des rails, on imprime au
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mandrin M un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du tuyau ou analogue en cours de fabrication. Le mandrin est également maintenu en vibration pendant son extraction finale, afin de faciliter celle-ci.
Ce mandrin M pourrait avoir une longueur active plus faible que l'objet à fabriquer; dans ce cas, sa partie voisine du chariot aurait un diamètre moindre et serait reliée à l'extrémité active par un raccord tronconique. Il pourrait également être monté librement sur son axe ou recevoir une rotation propre comme le cylindre décrit à l'exemple précédent.
De même, il pourra être soutenu à chacune de ses extrémi- tés par un chariot monté sur rails et détaché d'un de ces chariots lors du placement ou de l'enlèvement d'un moule.
Il pourra être prévu des mandrins de divers diamètres, qui seront introduits successivement dans un morne tuyau en fabrication au fur et à'mesure du serrage de la. matière.
Le mandrin montré en Figs. 3-5 convient plus spécialement à la fabrication d'objets de petit diamètre, tandis que le cylindre selon Figs. 1-2 convient surtout à la fabrication de tuyaux de grand diamètre.
Il va de soi que l'appareil vibratoire peut être réalisé sous de multiples formes constructives différentes. On peut utiliser simultanément plus d'un vibrateur, notamment pour la confection d'objets de grande longueur, par exemple deux vibrateurs introduits par-les deux extrémités du moule.