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INTERNATIONAL YTONG-STABALITE CO. LTD., résidant à LONDRESo
PROCEDE DE DECOUPAGE DES MASSES PLASTIQUES.
Pour fabriquer les pierres poreuses artificielles il y a lieu de préparer d'abord une masse d'un matériau contenant de la silice, par exem- ple des cendres schisteuses ou de la marne siliceuse et d'un matériau conte- nant de la chaux, par exemple de la chaux vive, de la chaux non cuite, cer- taines matières pouzzolaniques ou ciment mettant de la chaux en liberté en se décomposant. On broie ces matériaux à l'état de division extrêmement fine et on les mélange avec de l'eau, en y ajoutant ensuite un métal, par exemple de l'aluminium en poudre, qui réagit avec la chaux en formant de l'hydrogène gazeux. On moule la masse dans des moules de grandes dimensions, dans les- quels elle augmente de volume du fait du dégagement du gaz en forme de bulles et en même temps prend une consistance plastique.
Cette augmentation de volu- me a été aussi appelée "foisonnement" et cette expression sera utilisée plus loin. Puis, on découpe la masse de consistance plastique de façon à obtenir des pierres de dimensions déterminées, ou de formes ou de dimensions voulues.
Puis, on fait durcir la masse à la consistance de la pierre, généralement par durcissement dit à la vapeur dans un autoclave dans lequel elle subit pendant une durée d'environ dix à vingt heures l'action de la vapeur sous une pression de 8 à 10 atmosphèreso Le découpage de la masse en pierres de formes et de dimensions voulues a donné lieu à des difficultés considérables, car cer- taines conditions relatives à la nature de la surface des pierres doivent ê- tre remplies pour que les matériaux de construction ainsi fabriqués conser- vent leurs bonnes qualités.
Plus récemment, il a été de pratique courante de découper les pierres au moyen de "couteaux" lisses qu'on faisait pénétrer de haut en bas dans le matériau par un mouvement en zig-zag, en faisant pénétrer d'abord une extrémité du couteau de haut en bas jusqu'à une certaine profon- deur, puis l'autre extrémité et ainsi de suite jusqu'à ce qu'on arrive au fond.
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Puis, on faisait repasser le couteau à travers la masse.
Mais on a constaté que les pierres ainsi découpées avec des cou- teaux avaient une surface lisse sur laquelle le plâtre adhère très mal. De plus, la masse qui, avant que le couteau n'y pénètre, se trouvait dans la rainure de coupe, a été refoulée dans le matériau, en le rendant ainsi plus compact au voisinage de la coupe et en formant ainsi une couche épaisse d'une matière plus compacte. Cette couche peut faire naître dans des conditions défavorables une tension interne dans le matériau,par exempleà la suite de mouvements provoqués par un froid intense, suffisante pour que la couche se détache et s'écaille et que, par suite, la solidité de la construction en soit fâcheusement affectée.
Divers essais ont été effectués ensuite en vue de trouver un pro- cédé approprié de découpage de la masse à la dimension des pierres artificiel- les qu'on désire, et on a finalement constaté que le moyen qui convient le mieux au découpage de la masse consiste à effectuer ce découpage au moyen de scies d'une forme de construction spéciale. On a ainsi obtenu avec ces scies des surfaces de coupe de la masse rugueuses et irrégulières sur lesquelles le mortier et le plâtre adhèrent très facilement.
Un inconvénient de l'emploi des scies de ce type consiste dans l'obligation de faire ressortir les scies de la coupe et, pendant ce mouve- ment, elles rabattent les lamelles qui se forment dans une certaine mesure au cours de l'action de la scie. Etant donné que pendant ce mouvement la masse est plastique et continue à durcir, les lamelles risquent de se casser à leur base et, par suite, de se détacher plus tard. Il est évident que, quoique les scies soient très avantageuses pour découper la masse, elles ne constituent pas le meilleur moyen d'effectuer le découpage.
Suivant un autre procédé connu, on découpe les masses plastiques mais non du béton léger, en les sciant au moyen d'une chaîne d'un fil double torsadé ou d'un ruban formé de trois fils ou plus tressés à la manière d'un panier ordinaire, etc., et il a été également préconisé, lorsqu'on emploie un fil double torsadé, de disposer des éléments coniques en forme de dents de scie entre les deux fils, les pointes des éléments étant dirigées dans les deux sens à partir du fil torsadé. Cependant, les essais de sciage du béton léger avec ces dispositifs n'ont pas donné de résultats satisfaisants. Ces mauvais résultats paraissent dus au fait que la masse plastique a une certai- ne tendance à se coller au fil et, par suite, à le suivre dans son mouvement.
Elle forme ainsi en quelque sorte une couverture autour de la scie en en fai- sant diminuer l'efficacité et rendant lisse la surface de coupe. Pour cette dernière raison, le pouvoir adhérent du béton léger pour le mortier et le plâtre n'est pas satisfaisant.
On a aussi cherché à découper le béton léger par le mouvement transversal d'un seul fil lisse, mais cette solution n'est pas non plus sa- tisfaisante, car le fil a une certaine tendance à exécuter la coupe dans une direction inclinée et, par suite, des dispositifs très compliqués sont néces- saires pour obtenir un mouvement régulier des fils dans un plan unique. Ce- pendant, malgré ces dispositifs compliqués, on n'obtient pas une sécurité suffisante. De plus, il n'est pas possible avec un seul fil lisse d'arriver jusqu'au fond du moule sans supporter le fil en plusieurs points, ce qui don- ne lieu à certaines difficultés étant donné que ces supports doivent descen- dre dans la masse et exercent un effet nuisible sur les pierres artificielles.
Si le fil n'est pas supporté en plusieurs points, il prend une forme bombée d'un bord à l'autre de la masse et il reste en dedans de cet arc une portion non coupée de la masse.
Or, l'invention est basée sur l'idée qu'on peut remédier à toutes ces difficultés en effectuant le découpage au moyen d'une scie formée par un fil unique de préférence de grosseur constante, qui comporte en certains points espacés des éléments en forme de dents. Ces éléments en forme de dents peuvent consister en pointes fixées par soudure, palettes ou bouts de
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fil de courte longueur, ainsi qu'en briques, granules, billes, etc., montées sur le fil et soudées ou fixées de toute autre manière sur lui. On a consta- té finalement qu'on obtenait de bons résultats en formant sur le fil métalli- que une série de noeuds en saillie ordinaire ou de coudes de frottement.
D'une manière générale, la meilleure solution consista à disposer les éléments en dents de scie sous forme circulaire symétrique autour du fil étant donné que s'ils ne sont pas disposés de cette manière, ils risquent de prendre une position inclinée sous l'action de la scie, en diminuant ainsi la résistance pendant cette action et, par suite, en rendant la surface de coupe plus lisse.
On a supposé au cours de tous les essais antérieurs que l'action de la scie doit s'exercer par un mouvement horizontal de la scie dans un sens ou peut être un mouvement de va-et-vient, en faisant avancer simultanément la scie dans le sens vertical de haut en bas. On a aussi supposé qu'il était impossible de découper la masse en donnant à la scie un mouvement dans un sens ou un mouvement de va-et-vient dans le sens horizontal et en la faisant avan- cer simultanément dans une autre direction horizontale, de préférence perpen- diculaire à la première, car la masse se trouvant au-dessus de cette coupe horizontale aurait provoqué par son propre poids la fusion ou la soudure des deux parties coupées. Tel est le cas également lorsque les surfaces de deux cotés de la coupe sont suffisamment lisses.
Cependant, il est résulté des essais effectués suivant l'invention que cette fusion ou soudure des deux parties de chaque coté de la coupe ne se produit pas si la coupe s'effectue suivant l'invention. Au contraire, il est très facile, une fois la masse dur- cie à la vapeur, de séparer les deux parties l'une de l'autre* en les cassant lorsqu'elles ont été obtenues par le procédé suivant l'invention.
Ce point est particulièrement important lorsqu'il s'agit de fa- briquer des plaques minces et surtout des plaques résistant aux armatures en pierre artificielle poreuse, car ces plaques ont toujours été fabriquées jusqu'à présent sur champ; ce qui donne lieu à certains inconvénients.
Parmi ces inconvénients, on peut dire que ces plaques, si elles sont très grandes, subissent des pressions différentes dans le moule dans leurs portions inférieure et supérieure respectives et, par suite, ces por- tions ne sont pas uniformes dans une seule et même plaque moulée sur champ.
Une fois la plaque montée horizontalement, il en résulte que sa porosité n'est pas la même dans sa portion de gauche et dans sa portion de droite.
Le montage de l'armature donne lieu également à des difficultés lorsque les plaques sont moulées sur champ. Enfin, on a constaté qu'il n'est pas possi- ble de mouler des plaques d'une hauteur quelconque à volonté en les moulant sur champ, car le poids de la masse impose une certaine restriction à leurs dimensions. Or, il est possible de leur donner de plus grandes dimensions sans aucun des inconvénients précités en les moulant en position horizontale et en les découpant par le procédé suivant l'invention.
De même lorsqu'il s'agit de mouler des briques ou des pierres artificielles plus grandes dites pierres en béton à gaz, dont les dimensions généralement de 20 x 25 x 50 centimètres, l'invention présente certains avan- tages. On a constaté qu'il est avantageux de donner aux moules une hauteur correspondant au plus long coté de la pierre, c'est-à-dire de 50 centimètres dans le cas considéré. Il en résulte qu'une fois les pierres détachées de la masse dans le moule, les quatre cotés verticaux ont une surface rugueuse, ainsi que la surface supérieure qui a été obtenue en grattant l'exès de la masse une fois le foisonnement terminé. Mais la surface inférieure de la pierre qui a été moulée directement sur le fond du moule est lisse.
Il est possible suivant l'invention de donner au moule un supplément de hauteur, par exemple de 1 centimètre, et de couper ensuite une couche mince de 1 cen- timètre d'épaisseur au fond du moule en obtenant ainsi une surface rugueuse sur les six faces de la pierre, qui permet au mortier et au plâtre d'adhérer convenablement sur les pierres.
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Il doit donc être bien entendu que la masse dans le moule peut être découpée suivant l'invention dans les trois dimensions, c'est-à-dire dans les deux dimensions verticales perpendiculaires entre elles et dans la dimension horizontale.
Il doit être également entendu qu'il est nécessaire d'abaisser les quatre ou au moins deux parois latérales du moule avant la coupe, pour ménager une place suffisante à la scie des deux cotés de la coupe. Cepen.- dant, il en résulte que la masse perd ainsi son support formé par des côtes du moule et on a constaté qu'en combinaison avec les efforts qui prennent naissance sous l'action de la scie dans les parties de la masse cette cir- constance a certaines conséquences fâcheuses.
En effet, le frottement entre la scie et les portions découpées de la masse plastique est si considérable que ces portions ont une certaine tendance à suivre le mouvement de la scie et, par suite, à cesser d'être en contact avec le fond du moule.
Cet inconvénient est atténué mais non complètement supprimé en employant les fils lisses avec éléments en dents de scie suivant l'invention.
Ce perfectionnement n'est cependant-pas suffisant, car on a constaté que les blocs ont toujours tendance à sortir du moule surtout lorsque la masse plas- tique moulée a été sciée dans un sens et qu'on la scie dans l'autre sens, de sorte que les portions détachées sont beaucoup plus petites et, par suite, sont plus légères.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on remédie aussi à cet inconvénient en partageant la scie en deux groupes au moins, et en disposant les scies dans ces groupes de façon que leur mouvement s'exé- cute en phases différentes. Il convient en particulier de partager la ma- chine à scier en deux groupes de scies dont les mouvements sont décalés en phase de 180 , c'est-à-dire que lorsque le mouvement des scies d'un groupe est dirigé dans un sens, celui des scies de l'autre est dirigé exactement en sens opposé, et de faire en sorte que les mouvements des deux groupes de scies changent de sens simultanément.
Si l'on considère que les scies de deux en deux font partie d'un premier groupe et de deux en deux font partie du second groupe, il est évi- dent que chaque portion détachée subit d'un coté un frottement dont le sens est de nature à provoquer son soulèvement au-dessus du fond du moule, mais en même temps de l'autre coté l'action d'une force qui tend à la maintenir en place dans le bloc. La résultante des forces est donc nulle et même si un couple de rotation prend naissance on a constaté dans la pratique qu'il ne provoque pas de mouvement de rotation appréciable des éléments du bloc.
Ce procédé de découpage des masses plastiques a encore d'autres avantages. En effet, on a constaté depuis assez longtemps que le moule dans son ensemble à tendance à prendre un mouvement de vibration ou de va-et-vient en combinaison avec le groupe de scies, si ce groupe ne contient que plusieurs scies en mouvement parallèle. Il résulte de cette tendance que les scies ris- quent dans une certaine mesure de couper dans une direction inclinée du fait du mouvement de vibration du moule et pour se prémunir contre ce risque il est nécessaire de prévoir un dispositif de blocage très efficace et coûteux, maintenant en place le moule et son contenu.
Ce dispositif de blocage donne lieu en outre à une certaine perte de temps, car il est nécessaire de bloquer le moule avant de commencer à scier, mais après que le moule a été amené dans sa position au-dessous de la machine à scier, opération qui prend un certain temps.
Si on adopte cette dernière forme de réalisation de l'invention, il n'existe plus d'efforts latéraux s'exerçant sur le moule dans son ensemble, ni sur les différentes portions détachées dans le moule, et, par suite, il est devenu possible d'augmenter la vitesse d'avancement des scies en réalisant ainsi une nouvelle économie de temps. Cette augmentation de la vitesse d'a-
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vancement résulte de la possibilité d'agumenter la vitesse de scies elles- mêmes dans la direction de sciage. Par exemple des essais effectués suivant l'invention ont montré qu'il est possible de quadrupler la vitesse des scies par rapport à la valeur antérieurement considérée comme un maximum, et ces essais ont donné d'excellents résultats.
En augmentant la vitesse des scies en même temps qu'on augmente leur vitesse d'avancement, qu'on peut même augmenter davantage que la premiè- re , on augmente la rugosité indispensable de la surface du trait de scie, sans aucun risque de modifier les dimensions, par exemple du fait que les scies coupent dans une direction inclinée ou pour toute autre raison. En ce qui concerne la fabrication des éléments détachés destinés à la construction, il est extrêmement important que leurs surfaces soient rugueuses, ainsi qu'il a été dit, et plus la surface est rugueuse, meilleure est l'adhérence du plâtre ou du mortier sur les pierres.
Un autre avantage du procédé décrit ci-dessus de découpage con- siste dans la possibilité suivant l'invention de partager le contenu du mou- le d'une autre manière que jusqu'à présento Par exemple, les procédés anté- rieurs connus et appliqués n'ont pas permis de découper le contenu d'un mou- le en plaques minces et parallèles, telles qu'elles conviennent à certaines applications et de les partager ensuite en portions plus petites au moyen d'une ou peut être de deux coupes, perpendiculaires entre-elles et à la pre- mière coupe, car les portions détachées étaient trdp légères et par consé- quent suivaient le mouvement des scies. Mais ce procédé de découpage est possible suivant l'invention.
Sur le dessin ci-joint :
La fig. 1 représente une installation convenant à l'application du procédé décrit ci-dessus ;
La fig, 2 représente une portion de la scie suivant la fig. 1 avec coupe partielle.
Pour simplifier la description, on supposera que l'installation ne comporte que deux machines à scier, quoique dans la pratique il en existe évidemment un grand nombre. Ces deux scies consistent en deux fils 10 et 11 qui comportent des éléments en dents de scie d'un type quelconque, par exem- ple de celui qui est représenté sur la fig. 2 et qui est décrit plus loin.
Les fils 10 et 11 sont guidés sur des galets 13, 14 et 15, mon- tés sur des arbres 16 et 17, montés de leur coté sur des bâtis 18 et 19. Ces bâtis sont combinés entre eux et avec deux paires de guides 20,21 et 22,23, qui contiennent chacun une vis faisant descendre les bâtis d'un mouvement cor- respondant au mouvement d'avancement des scies 10 et 11.
Le mouvement des scies est obtenu en fixant une de leurs extré- mités à un tambour 24, de façon qu'elles s'enroulent d'un quart de tour en- viron sur le tambour, mais en sens inverses. L'arbre 25 du tambour 24 est combiné avec un bras 26 actionné par une bielle 27 dont l'autre extrémité est articulée excentriquement sur un disque 28 commandé par l'arbre moteur 29 de la machine. Enfin, l'arbre moteur 29 est accouplé par l'intermédiaire d'une transmission comportant des roues dentées 30-31 et 32'-33' ainsi que des roues dentées 32"-33" avec les arbres respectifs 34 et 35 du dispositif d'avancement. Ces arbres sont filetés de façon à provoquer le mouvement d'a- vancement.
Une transmission semblable d'accouplement des arbres avec les gui- des 22 et 23 a été supprimée pour rendre la figure plus claire, mais est é- vidente pour les spécialistes.
La tension des scies 10 et 11 qui convient est obtenue en attachant les extrémités de ces scies éloignées du tambour 24 à des tiges respectives 36 et 37 qui sont fixées sur des pignons 38 et 39 mobiles dans les cylindres res- pectifs 40 et 41. Les cylindres 40 et 41 communiquent entre eux par un tuyau 42 qui est fixé sur eux en avant des pistons 36 et 37.
Le tuyau 42 communique aussi par un autre tuyau 43 avec une source de fluide
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sous pression, par exemple de l'air comprimé, non représentée.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante:
Lorsque l'arbre 29 de la machine commence à tourner sous l'action du moteur de commande, de disque excentrique 28 fait tourner le tambour 24 pendant un quart de tour environ dans un sens, puis dans l'autre sens et ainsi de suite. Les scies 10 et 11 attachées sur le tambour reçoivent ainsi le mou- vement de va-et-vient voulu, mais il y a lieu de remarquer que l'une des scies ou un groupe de scies reçoit toujours un mouvement en opposition de phase avec celui de l'autre scie ou de l'autre groupe de scies. Les scies reçoivent la tension nécessaire par la source d'air comprimé arrivant par le tuyau 43.
Cette tension est également répartie sur les deux scies, étant donné que, grâce à la présence du tuyau 42 la quantité d'air comprimé sortant d'un des cylindres est égale à celle qui est consommée par l'autre, la pression ne su- bissant aucune variation sous l'effet du mouvement des pistons. Au contrai- re, il a morne été constaté qu'une certaine résistance s'exerçant sur le flui- de sous pression dans le tuyau 42 peut être avantageuse pour le bon fonction- nement des scies.
En même temps que les scies reçoivent un mouvement de va-et-vient de la manière indiquée ci-dessus, un mouvement d'avancement approprié est transmis au dispositif d'avancement, du fait que l'arbre 29 fait tourner les vis respectives 34 et 35 par l'intermédiaire des transmissions dentées 30-31 et 32-33 (ainsi que les vis correspondantes des guides 22 et 23), le disposi- tif de guidage avec les arbres 16 et 17 des galets 12 à 15 recevant ainsi un mouvement de haut en bas à une vitesse déterminée.
Or, il est évident que les fils 10 et 11 peuvent être d'un type quelconque approprié décrit ci-dessus. Mais on a constaté que la forme spé- ciale de ces fils de la fig. 2 est très avantageuse. Sur cette figure, le fil lisse et uni 44, par exemple en acier, sert de support aux éléments de la scie. Ce fil a été aplati à la presse ou au poinçon en des points 45 uni- formément espacés. Puis on pose sur ces portions aplaties 45 des petits bouts de tube 46. Puis on lamine ces bouts de tube à un diamètre plus petit, de façon qu'ils entourent étroitement les portions aplaties 45 du fil 44, ainsi que l'indique le coté droit de la fig. 2.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée au dispositif de commande mécanique représenté ci-dessus à titre d'exemple de réalisation de l'invention. En premier lieu, il convient de remarquer qu'on peut faire en sorte avec avantage de disposer un plus grand nombre de scies attachées alternativement en bas et en haut du tambour 24, de façon que le mouvement des scies de deux en deux soit dirigé vers la gauche de la figure pendant que le mouvement des autres scies est dirigé vers la droite. De même, le dispositif d'avancement et le dispositif faisant acquérir aux scies la ten- sion nécessaire peuvent être construits de plusieurs manières différentes, tout en restant conforme au principe de l'invention.
Ln dispositif de tension des scies, pneumatique ou éventuellement hydraulique, a le grand avantage de faire acquérir à toutes les scies la même tension et de permettre en même temps de faire varier cette tension suivant les besoins -u cours de l'opération de sciageo En particulier, il peut être avantageux, un instant avant que les scies sortent de la masse, de faire di- minuer la tension des fils pour diminuer ainsi la tendance de ces scies à dé- tacher des portions de la masse à la surface supérieure.
Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, le sciage s'ef- fectue pendant le mouvement horizontal avec mouvement d'avancement vertical.
Mais il est évident qu'on peut modifier les différentes directions du mouve- ment de sciage lui-même, ainsi que du mouvement d'avancement à volonté. De plus, le sciage tel qu'il est décrit s'effectue par un mouvement de va-et- vient. Quoique par ce mouvement on obtienne une surface plus rugueuse et, par suite, de meilleure qualité des portions détachées résultant du sciage, le sciage peut aussi s'effectuer par un mouvement dirigé dans le messe sens
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suivant l'invention.