EP2147779A1 - Vibrating press for the production of construction elements and method for producing construction elements - Google Patents
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- EP2147779A1 EP2147779A1 EP09164162A EP09164162A EP2147779A1 EP 2147779 A1 EP2147779 A1 EP 2147779A1 EP 09164162 A EP09164162 A EP 09164162A EP 09164162 A EP09164162 A EP 09164162A EP 2147779 A1 EP2147779 A1 EP 2147779A1
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Definitions
- the present invention relates to a vibrating press for the production of building elements.
- Vibrating presses are high-speed machines used in automatic production lines and in series of molded building elements such as blocks, pavers, interjoists, slabs, blocks, or curbs.
- the invention finds particular application in the production of building elements based on cement or concrete, and can be applied to other areas where we find the same problems of molding elements.
- a vibrating press of this type is known in particular from the document EP 0 382 653 A1 .
- the vibrating table conventionally comprises a thick metal plate under which are reported the lines of vibrators capable of generating a vibration force.
- the mold is shaped to form the walls of the element to be molded, with means for holding the mold in abutment against a removable molding plate attached to the metal plate of the vibrating table.
- the mold whose bottom or bottom is open, is placed directly on the molding plate.
- the mold whose top is also open, is filled from above by the dispensing means.
- the dispensing means generally consists of a drawer that moves linearly between a first position where a hopper drops fresh product into the drawer, and a second position above the mold where the product flows into the mold at as the drawer moves forward over the mold.
- the translation direction of the slide generally corresponds to the longitudinal direction of the vibrating press.
- the vibrating press also incorporates a compaction presser or pestle, vertically movable and optionally having a grid, being inserted into the interstices of the mold to form the hollow parts of the element to be molded.
- the fresh product to be molded is preferably "dry" concrete, that is to say concrete in a pasty state and having sufficient rigidity to maintain a given shape after removal of the mold and when the freshly formed element rests only on the molding plate.
- the application of a vibration to the concrete during the filling and compacting phases makes it possible to satisfy quality criteria of the construction elements thus produced.
- the elements must be of constant height, have a uniform and uniform compactness of the concrete, as well as a mechanical strength and a certain aspect.
- the vibration mainly unidirectional vertically and from below upwards, is transmitted by the vibrating table to the molding plate by means in particular of the vibrator lines and abutments of the bridge type known in particular from the document EP 1 875 996 A1 .
- the lines of vibrators consist of rotary vibrators feeder, formed of rotating shafts on which are mounted eccentric said weighted or unbalanced.
- the rotating shafts are aligned along horizontal axes and parallel to the direction of movement of the spool valve.
- the weights are arranged at appropriate angles so that, when the vibrators are rotated in opposite directions of rotation and synchronously, they produce a substantially vertical unidirectional vibration force.
- a vibration is a fast movement back and forth from a material point around its equilibrium position.
- the vibratory movements originate from the centrifugal excitation forces created by the rotation of the flyweights.
- the direction of the vibration ensuring optimum efficiency is of the unidirectional and vertical type, it is necessary to analyze the projection of the vibratory force of each line of vibrators on both a vertical axis and a horizontal axis.
- the sum of the vertical projections will create the overall vibration motion.
- the sum of the horizontal projections should ideally vanish to prevent the movement of the vibrating table in the horizontal plane.
- the resulting force is variable with time, it is sinusoidal.
- the vibrating table therefore allows a vibration of given amplitude around a position of equilibrium.
- the latter moves over the mold between a rear portion and a front portion of the mold, before starting its recoil phase.
- the rear part of the mold begins to fill by gravity while the front part will be only a few moments later.
- the drawer first covers the rear portion of the mold and, progressively during its advance, moves the fresh product to the front part.
- the rear portion has been in a filling situation for a longer period of time than the front part.
- the structural elements exiting the mold have a higher rearward density.
- the shape of the mold favors filling at the front, the reverse effect can also occur with a higher density towards the front of the building element.
- the present invention is intended to solve this problem with a vibrating press adapted to promote or slow the filling of the mold fresh product on a rear or front of the mold.
- the present invention therefore proposes to act on the vibration, and thus on its lines of vibrators and on their control, to optimize the filling of the mold and to avoid density dispersions.
- the press according to the invention makes it possible to obtain a different force and vibration effect between the rear and the front of the mold (or between the rear and the front of the vibrating table on which the mold rests) only during the filling phase of the mold, and only if necessary.
- the vibrator lines are transversely aligned relative to the direction of movement of the dispensing means (corresponding to the direction of filling of the mold), certain so-called rear lines extend mainly under the rear part of the mold, while certain other lines say before extend mainly under the front part.
- the vibrator lines each comprise a rotary shaft on which is mounted at least one eccentric of the unbalance type or flyweight.
- This type of vibrator line is also known as unbalanced vibrators.
- control means are designed to control the phase shift in the rotation of the rotary shafts, and corresponding eccentrics, in order to vary the vibrating force between the rear part and the front part of the mold.
- the control means play on the phase shift of the eccentric rotation, between the rear lines and the front lines, to ensure a different vibration force between the rear and the rear. 'before the mold.
- the invention makes it possible to give priority to the vibration at the rear or the front of the mold in order to compensate for the filling defects inherent in the feed means by a displacement at above the mold.
- Such a press may nevertheless lead to the existence of a horizontal vibratory component, or horizontal component of the force centrifugal, which is still low intensity and therefore no adverse effect on the entire press and on the building elements.
- control means are adapted to also allow the vibration movement transmitted by the vibrator lines to said mold to be identical between the rear part and the front part of the mold.
- the press is adapted to print an identical vibration force between the back and the front of the mold.
- the rotary shafts support several eccentric oriented in the same direction and the same direction.
- the dispensing means is movable in translation along a longitudinal axis of the press, and the vibrator lines extend along a transverse axis of the press substantially normal to said longitudinal axis.
- the press is of the type comprising a single vibrating table.
- the particular orientation of the vibrator lines under this single vibrating table makes it possible to control and make the vibrating force between the front and the rear of this table to obtain amplitudes, speeds and accelerations applied to this different table between the front and back.
- This makes it possible to correct or compensate, if necessary, the filling in fresh product to be molded between the front and the back and thus obtain a homogeneous filling.
- the vibrator lines each comprise a rotary shaft on which at least one eccentric of the unbalance or flyweight type is mounted
- the press comprises at least two pairs of vibrator lines, including a rear pair disposed under the rear portion of the vibrator. mold and comprising a first and a second rotating shafts, and a front pair disposed under the front portion of the mold and comprising a third and a fourth rotating shafts.
- the method comprises a step of compacting the product to be molded with a step of controlling the rotation drive of the vibrator lines adapted to allow the vibration movement transmitted by the vibrator lines to said mold to be identical between the part back and the front part of the mold during compaction.
- the axis X indicates the longitudinal direction of the press
- the axis Y indicates the transverse direction of the press, where the two axes X and Y are perpendicular. and horizontal.
- the Z axis it indicates the vertical direction, from bottom to top, of the press.
- the frame 1 consists of a fixed frame anchored to the ground and comprising in particular horizontal and transverse beams 10 on which the vibrating table 2 rests, via elastic suspension studs 21, and vertical beams 11 fixed in the ground.
- the frame 1 further comprises horizontal and longitudinal beams 12 extending under the distribution slide 4, and intended to support conveying means of the molding plates 30.
- the vertical support walls also called wear plates or candles, comprise at least one removable portion so that it can be replaced when worn.
- the vibrating table 2 thus has an upper bearing surface, on which is intended to be placed the molding plate 30 forming support of the mold 3 and the associated eccentric building element.
- the press comprises bridges (not shown) integral with the frame, constituting an abutment limiting the downward movement of the molding plate 30 placed on the vibrating table 2 under the action of a pressure exerted on the mold 3.
- a trigger guard otherwise referred to as a fixed lower abutment, is generally in the form of a horizontal bar extending across the vibrating table 2, above the plate 20, and between the abutment walls.
- this bridge bar is fixed on vertical uprights, especially by means of shims whose thickness to adjust the relative position of the upper surface of the bridges relative to the upper bearing surface of the 2.
- the vertical uprights typically rest on a rigid frame located under the horizontal and transverse beams 10 of the frame 1.
- the present application refers in particular to the EP 1 875 996 A1 and EP 0 382 653 A1 for additional details; the subject of the present application relates more specifically to the lines of vibrators 5 and their rotational drives.
- the retaining plate 14 is a horizontal plate extending to the rear rim 31 of the mold 3; the rear of the mold 3 being defined as the portion of the mold 3 upstream relative to the direction of movement of the slide 4 from the first to the second position, corresponding to the right portion on the figures 1 and 2 .
- the drawer 4 does not empty until it has passed the retaining plate 14. Then, once the drawer 4 exceeds the retaining plate 14, the concrete 3 begins to flow into the mold 3 , and more particularly at the rear of the mold 3, until the drawer 4 reaches the second position where it covers at least completely the top of the mold 3, and in particular the front of the mold 3, and completely fills said mold 3.
- the mold 3 is shaped to form the walls of the element to be molded.
- the mold 3, whose bottom or bottom is open, is placed directly on the molding plate 30.
- the mold 3, whose top is also open, is filled from above, as already described, by the dispensing spool 4.
- the mold 3 has a rear portion 32 and a front portion 33.
- the vibrator lines 5 extend in the transverse direction Y, perpendicular to the longitudinal direction X corresponding to the direction of movement of the drawer 4 , and comprise lines arranged under the rear portion 32, dedicated mainly to the vibration of this rear portion 32, and lines disposed under the front portion 33, dedicated primarily to the vibration of this front portion 33.
- the lines of vibrators 5 are parallel to each other, all the shafts 51 to 54 all extending parallel to the transverse axis Y.
- the eccentrics 55 of the different shafts are all identical, of the same mass and of the same shape.
- the lines of vibrators 5 are identical to each other and are regularly offset relative to each other in the longitudinal direction X.
- On the same shaft, all the eccentrics 55 are oriented in the same direction and the same direction; the eccentrics 55 being integral in rotation with their respective shafts, these eccentrics will remain similarly aligned on their shafts during all phases of life of the vibrating press.
- each shaft is associated with a motor 56 for driving in rotation.
- the motors 56 are arranged along a horizontal and longitudinal beam 12 in which are provided passage zones for traversing the shafts 51 to 54.
- the shafts 51 to 54 are supported by bearings 57 consisting of two longitudinal housings comprising bearings lubricated by bubbling in an oil bath and fixed rigidly under the plate 20 of the vibrating table 2, in particular by means of fixing screws.
- the shafts 51 to 54 comprise several sections interconnected by transmissions 58, in particular a cardan joint disposed linking two shaft sections between the two bearings 57.
- transmissions 58 in particular a cardan joint disposed linking two shaft sections between the two bearings 57.
- the invention is not limited to the shape of the shafts. rotary, nor those of the bearings 57 or transmissions 58 in case of cut-off tree.
- Intermediate housings 60 may each receive two independent shafts mounted on bearings lubricated by an oil bath; the role of these intermediate boxes 60 is to create intermediate bearings receiving jerks retransmitted by the transmissions driving the shafts of vibrators.
- Each shaft 51 to 54 is further connected to a motor 56 by means of transmissions 59 sliding with universal joints connecting the outgoing shaft sections of these housings 60 to the shaft sections located under the vibrating table 2.
- the four motors 56 are electric and each equipped with an electronic system for angular position control, in particular of the resolver or encoder type.
- Each motor 56 is powered by a frequency converter equipped with an electronic positioning card.
- the frequency converter makes it possible to choose the speed of rotation of the motor 56 and thus of the lines 5 or of the shafts 51 to 54 carrying the eccentrics 55.
- the positioning cards are associated with a main control member of the press according to the invention. and, in particular through a specially adapted program, will manage and control the angular position of each of the motors 56 and therefore of each of the lines 5 or shafts 51 to 54.Each motor 56 being angularly managed independently, it will it is possible to combine them differently to allow a distinct vibration movement between the back and the front of the mold 3.
- the rear pair of vibrator lines 5, consisting of the first 51 and second 52 trees, is supposed to act mainly on the rear portion 32 of the mold 3, while the front pair of vibratory lines 5, consisting of the third 53 and fourth 54 shafts, is supposed to act mainly on the front portion 33 of the mold 3.
- the eccentrics of the first shaft 51 are opposed to the eccentrics of the second shaft 52, that is to say that they are all aligned in the same vertical direction Z but in opposite directions; the eccentrics of the first shaft 51 pointing upwards while the eccentrics of the second shaft 52 point downwards.
- the eccentrics of the third shaft 53 are opposed to the eccentrics of the fourth shaft 54, that is to say that they are all aligned in the same vertical direction Z but in opposite directions; the eccentrics of the third shaft 53 pointing downwards while the eccentrics of the fourth shaft 54 point upwards.
- the shafts 51 to 54 are all rotated at the same speed ⁇ and synchronously in opposite directions within each pair of vibrator lines (as already mentioned), so that the different centrifugal forces F1 to F4 from the rotation of the respective shafts 51 to 54 cancel each other out.
- the maximum vertical vibratory force Fz is for example between 20000 and 30000 daN, following the rotation of the four shaft lines 51 to 54, and can be of the order of 24720 daN at a frequency of 70 Hz or 4200 tr / min.
- the shafts 51 to 54 are out of phase with respect to the vertical axis Z at a non-zero angle.
- the introduction of a phase shift, with respect to a starting position of the eccentrics ensuring a zero vertical force makes it possible to control the vibration forces between the rear and the front of the mold 3.
- the rear vibratory force Fzar is different from the vibratory force before Fzav, thus allowing to have a different vibratory movement between the back and the front of the mold. It is thus possible to obtain a greater force on a portion of the vibratory table then giving different amplitudes to this part of table, hence a different behavior of the mold and concrete.
- a horizontal resultant force Fh will also be generated but, of low value, it will have no harmful impact on the mechanical systems or the quality of the products manufactured.
- the vibrating press according to the invention thus makes it possible to differentiate the rear vibratory force from the front vibratory force for a single vibrating table, which makes it possible to compensate for the filling defects related to the advance of the distribution drawer above the mold.
- the rear vibratory force Fzar is equal to the vibratory force before Fzav, thus allowing identical vibratory movement between the rear and the front of the mold.
- Such uniform vibratory movement is desirable especially during the compaction phase following the filling phase of the mold.
- the resulting horizontal force Fh is zero.
- the phase during which it is useful to have a different force between the front and the back of the mold is the filling phase.
- each of the engines rotates at the same speed, including when there is a different force between the front and the back of the mold.
- the vibratory force should not shake the mold too much and it is usually between 11000 and 15000 daN for the table.
- each pair of tree lines develops between 5500 and 7500 daN.
- the permissible difference between the force before Fzav and the rear force Fzar is for example 1000 daN maximum.
- the horizontal force Fh generated is between 400 and 700 daN.
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à une presse vibrante pour la production d'éléments de construction.The present invention relates to a vibrating press for the production of building elements.
Les presses vibrantes sont des machines à grande cadence utilisées dans des chaînes de production automatique et en série d'éléments de construction moulés tels que des blocs, pavés, entrevous, dalles, parpaings, ou bordures. L'invention trouve particulièrement son application dans la production d'éléments de construction à base de ciment ou de béton, et pourra s'appliquer à d'autres domaines où l'on retrouvera les mêmes problématiques de moulage d'éléments.Vibrating presses are high-speed machines used in automatic production lines and in series of molded building elements such as blocks, pavers, interjoists, slabs, blocks, or curbs. The invention finds particular application in the production of building elements based on cement or concrete, and can be applied to other areas where we find the same problems of molding elements.
Dans une réalisation connue, une presse vibrante pour la production d'éléments de construction comporte :
- une table vibrante équipée de plusieurs lignes de vibrateurs espacées les unes des autres et de moyens de contrôle de l'entraînement desdites lignes de vibrateurs,
- un moule disposé sur ladite table vibrante de sorte que les lignes de vibrateurs transmettent un mouvement de vibration audit moule, et
- un moyen de distribution qui permet d'alimenter le moule en produit frais à mouler, ledit moyen de distribution étant déplaçable au-dessus du moule entre une partie arrière et une partie avant du moule,
- a vibrating table equipped with several rows of vibrators spaced from each other and control means for driving said lines of vibrators,
- a mold disposed on said vibrating table so that the vibrator lines transmit a vibration movement to said mold, and
- dispensing means for supplying the mold with fresh product to be molded, said dispensing means being movable above the mold between a rear part and a front part of the mold,
Une presse vibrante de ce type est connue notamment du document
La table vibrante comprend classiquement une plaque métallique épaisse sous laquelle sont rapportées les lignes de vibrateurs aptes à générer une force de vibration.The vibrating table conventionally comprises a thick metal plate under which are reported the lines of vibrators capable of generating a vibration force.
Le moule est conformé pour former les parois de l'élément à mouler, avec des moyens pour tenir le moule en appui contre une plaque de moulage amovible rapportée sur la plaque métallique de la table vibrante. Le moule, dont le bas ou fond est ouvert, est posé directement sur la plaque de moulage. Le moule, dont le haut est également ouvert, est rempli par le haut par le moyen de distribution.The mold is shaped to form the walls of the element to be molded, with means for holding the mold in abutment against a removable molding plate attached to the metal plate of the vibrating table. The mold, whose bottom or bottom is open, is placed directly on the molding plate. The mold, whose top is also open, is filled from above by the dispensing means.
Le moyen de distribution est généralement constitué d'un tiroir qui se déplace linéairement entre une première position où une trémie laisse tomber du produit frais dans le tiroir, et une deuxième position au-dessus du moule où le produit s'écoule dans le moule au fur et à mesure de l'avancée du tiroir au-dessus du moule. La direction de translation du tiroir correspond généralement à la direction longitudinale de la presse vibrante.The dispensing means generally consists of a drawer that moves linearly between a first position where a hopper drops fresh product into the drawer, and a second position above the mold where the product flows into the mold at as the drawer moves forward over the mold. The translation direction of the slide generally corresponds to the longitudinal direction of the vibrating press.
Pour compacter le produit frais dans le moule, la presse vibrante intègre également un presseur ou pilon de compaction, mobile verticalement et présentant éventuellement une grille, venant s'insérer dans des interstices du moule pour former les parties creuses de l'élément à mouler.To compact the fresh product in the mold, the vibrating press also incorporates a compaction presser or pestle, vertically movable and optionally having a grid, being inserted into the interstices of the mold to form the hollow parts of the element to be molded.
Il est également connu d'employer des presses vibrantes, dites presses doubles, comprenant deux tables vibrantes, c'est-à-dire deux tables indépendantes pourvues de leurs propres lignes de vibrateurs. De telles presses doubles présentent de nombreux inconvéneients dont le principal est que la partie centrale du moule se situe à cheval entre les deux tables et subit des vibrations difficiles à maîtriser. Dans la partie centrale du moule correspondant à la zone de proximité des deux tables, il se produit un généralement un basculement désordonné, c'est-à-dire un pivotement des tables, qui entraîne une vibration non homogène sur toute la surface du moule entraînant ainsi des variations de remplissage sur la partie centrale du moule qui sont nuisibles à la qualité finale du produit moulé.It is also known to use vibrating presses, called double presses, comprising two vibrating tables, that is to say two independent tables provided with their own lines of vibrators. Such double presses have many disadvantages, the main one being that the central part of the mold straddles between the two tables and undergoes vibrations that are difficult to control. In the central part of the mold corresponding to the proximity zone of the two tables, there is generally a disordered tilting, that is to say a pivoting of the tables, which causes a non-homogeneous vibration over the entire surface of the mold causing thus filling variations on the central part of the mold which are detrimental to the final quality of the molded product.
La production d'éléments de construction mettant en oeuvre une presse vibrante comprend :
- une phase de remplissage en produit frais du tiroir d'alimentation par une trémie ;
- une phase d'avancée du tiroir qui vient se déplacer linéairement au-dessus du moule afin de remplir ce dernier en produit frais, avec la table vibrante et ses lignes de vibrateurs qui entraînent en vibration la plaque de moulage pendant le remplissage du moule ;
- une phase de recul du tiroir qui retourne dans sa position de départ sous la trémie ;
- une phase de compactage par le presseur, avec la table vibrante et ses lignes de vibrateurs qui entraînent en vibration la plaque de moulage pendant le compactage ;
- une phase de démoulage de l'élément de construction sur la plaque de moulage en levant le moule, l'élément de construction étant maintenu sur la plaque de moulage notamment par le presseur ;
- phase d'évacuation de l'élément de construction, notamment à l'aide d'un convoyeur.
- a phase of filling fresh product of the feed drawer with a hopper;
- a phase of advancement of the drawer which moves linearly above the mold in order to fill it with fresh product, with the vibrating table and vibrator lines which cause the molding plate to vibrate during the filling of the mold;
- a recoil phase of the drawer which returns to its starting position under the hopper;
- a compression phase by the presser, with the vibrating table and vibrator lines which vibrate the molding plate during compaction;
- a demolding phase of the construction element on the molding plate by lifting the mold, the construction element being maintained on the molding plate in particular by the presser;
- evacuation phase of the building element, in particular using a conveyor.
En fin de moulage, avant la phase de démoulage, il est recommandé de supprimer l'effet de vibration avant de retirer le moule afin d'éviter que l'élément fraîchement moulé se désagrège à cause des vibrations.At the end of molding, before the demolding phase, it is recommended to remove the vibration effect before removing the mold to prevent the freshly molded element from falling apart due to vibration.
Le produit frais à mouler est de préférence du béton « sec », c'est-à-dire du béton dans un état pâteux et présentant une rigidité suffisante pour conserver une forme donnée après le retrait du moule et lorsque l'élément fraîchement formé repose seul sur la plaque de moulage.The fresh product to be molded is preferably "dry" concrete, that is to say concrete in a pasty state and having sufficient rigidity to maintain a given shape after removal of the mold and when the freshly formed element rests only on the molding plate.
L'application d'une vibration au béton pendant les phases de remplissage et de compactage permet de satisfaire des critères de qualité des éléments de construction ainsi fabriqués. En particulier, les éléments doivent être de hauteur constante, présenter une compacité régulière et homogène du béton, ainsi qu'une résistance mécanique et un aspect déterminés.The application of a vibration to the concrete during the filling and compacting phases makes it possible to satisfy quality criteria of the construction elements thus produced. In particular, the elements must be of constant height, have a uniform and uniform compactness of the concrete, as well as a mechanical strength and a certain aspect.
La vibration, principalement unidirectionnelle verticale et de bas en haut, est transmise par la table vibrante à la plaque de moulage au moyen notamment des lignes de vibrateurs et de butées du type pontet connus notamment du document
Il est d'usage, ainsi qu'illustré dans le document
Les masselottes sont disposées selon des angles appropriés de façon que, lorsque les vibrateurs sont entraînés en rotation selon des sens de rotation opposés et de façon synchrone, elles produisent une force de vibration sensiblement verticale unidirectionnelle.The weights are arranged at appropriate angles so that, when the vibrators are rotated in opposite directions of rotation and synchronously, they produce a substantially vertical unidirectional vibration force.
Pour rappel, une vibration est un mouvement rapide de va et vient d'un point matériel autour de sa position d'équilibre. Dans le cas des vibrateurs rotatifs à masselotte, les mouvements vibratoires ont pour origine des forces d'excitation centrifuges crées par la rotation des masselottes.As a reminder, a vibration is a fast movement back and forth from a material point around its equilibrium position. In the case of rotary vibrators with flyweights, the vibratory movements originate from the centrifugal excitation forces created by the rotation of the flyweights.
L'équation donnant la valeur de la force centrifuge est la suivante : F = m.ω2.R où
- F est exprimée en N,
- m est la masse de la masselotte en kg,
- ω est la vitesse angulaire de la masselotte exprimée en rad/s, et
- R est la distance du centre de gravité de la masselotte par rapport à son axe de rotation exprimée en m.
- F is expressed in N,
- m is the mass of the weight in kg,
- ω is the angular velocity of the flyweight expressed in rad / s, and
- R is the distance of the center of gravity of the weight relative to its axis of rotation expressed in m.
On constate que pour une masselotte donnée ayant une forme définie, sa masse et la position de son centre de gravité sont figées. Seule la variation de la vitesse de rotation fera varier la force centrifuge.It is found that for a given weight having a defined shape, its mass and the position of its center of gravity are fixed. Only the variation of the rotational speed will vary the centrifugal force.
Ainsi, pour obtenir des forces vibratoires variables ayant des directions et des intensités maîtrisées, il faut assurer une combinaison de plusieurs lignes de masselottes sur une même table vibrante, avec des orientations diverses des masselottes.Thus, to obtain variable vibratory forces having controlled directions and intensities, it is necessary to ensure a combination of several rows of weights on the same vibrating table, with various orientations of the weights.
Or, la direction de la vibration assurant une efficacité optimum est du type unidirectionnel et vertical, il est nécessaire d'analyser la projection de la force vibratoire de chaque ligne de vibrateurs à la fois sur un axe vertical et un axe horizontal. La somme des projections verticales va créer le mouvement de vibration globale. La somme des projections horizontales devrait idéalement s'annuler pour empêcher le mouvement de la table vibrante dans le plan horizontal.However, the direction of the vibration ensuring optimum efficiency is of the unidirectional and vertical type, it is necessary to analyze the projection of the vibratory force of each line of vibrators on both a vertical axis and a horizontal axis. The sum of the vertical projections will create the overall vibration motion. The sum of the horizontal projections should ideally vanish to prevent the movement of the vibrating table in the horizontal plane.
S'agissant d'arbres rotatifs, la force résultante est variable en fonction du temps, elle est de forme sinusoïdale. La table vibrante permet donc une vibration d'amplitude donnée autour d'une position d'équilibre.As rotating trees, the resulting force is variable with time, it is sinusoidal. The vibrating table therefore allows a vibration of given amplitude around a position of equilibrium.
Dans la phase de remplissage du moule et dans la phase de compactage, de nombreux paramètres vont influencer le comportement du produit frais et donc rendre plus ou moins efficace la vibration. Ces paramètres sont entre autres le poids du moule, les dimensions et la forme des éléments à mouler, le type d'élément à mouler faisant appel à un type de béton approprié, la quantité de béton nécessaire,les agrégats utilisés dans le produit frais.In the filling phase of the mold and in the compaction phase, many parameters will influence the behavior of the fresh product and thus make the vibration more or less effective. These parameters include the weight of the mold, the dimensions and shape of the elements to be molded, the type of element to be molded using a suitable type of concrete, the quantity of concrete needed, the aggregates used in the fresh product.
Lors de la phase d'avancée du tiroir d'alimentation, ce dernier se déplace au-dessus du moule entre une partie arrière et une partie avant du moule, avant d'entamer sa phase de recul. Ainsi, la partie arrière du moule commence à se remplir par gravité alors que la partie avant ne le sera que quelques instants plus tard. En effet, le tiroir recouvre d'abord la partie arrière du moule et, progressivement lors de son avancée, déplace le produit frais vers la partie avant. Ainsi, la partie arrière a été en situation de remplissage pendant un laps de temps plus important que la partie avant.During the advance phase of the feed drawer, the latter moves over the mold between a rear portion and a front portion of the mold, before starting its recoil phase. Thus, the rear part of the mold begins to fill by gravity while the front part will be only a few moments later. Indeed, the drawer first covers the rear portion of the mold and, progressively during its advance, moves the fresh product to the front part. Thus, the rear portion has been in a filling situation for a longer period of time than the front part.
De ce fait, les éléments de construction sortis du moule présentent une densité supérieure vers l'arrière. Suivant si la forme du moule favorise le remplissage à l'avant, l'effet inverse peut également se produire avec une densité supérieure vers l'avant de l'élément de construction.As a result, the structural elements exiting the mold have a higher rearward density. Next, if the shape of the mold favors filling at the front, the reverse effect can also occur with a higher density towards the front of the building element.
Ce phénomène d'inhomogénéité est particulièrement présent sur les presses à double capacité pour lesquelles la longueur des moules est très importante dans la direction d'avancée du tiroir d'alimentation. Plus le moule est long dans la direction longitudinale de la presse (correspondant à la direction de déplacement du tiroir) et plus la distribution de produit frais est décalée entre l'arrière et l'avant du moule, et moins la densité de l'élément moulé est homogène selon la direction longitudinale.This phenomenon of inhomogeneity is particularly present on double capacity presses for which the length of the molds is very important in the direction of advance of the feed drawer. The longer the mold is in the longitudinal direction of the press (corresponding to the direction of movement of the drawer) and the more the distribution of fresh product is shifted between the back and the front of the mold, and the less the density of the molded element is homogeneous in the longitudinal direction.
La présente invention a notamment pour but de résoudre cet inconvénient avec une presse vibrante adaptée pour favoriser ou freiner le remplissage du moule en produit frais sur une partie arrière ou avant du moule.The present invention is intended to solve this problem with a vibrating press adapted to promote or slow the filling of the mold fresh product on a rear or front of the mold.
A cet effet, elle propose une presse vibrante pour la production d'éléments de construction comportant :
- une table vibrante équipée de plusieurs lignes de vibrateurs espacées les unes des autres et de moyens de contrôle de l'entraînement desdites lignes de vibrateurs,
- un moule disposé sur ladite table vibrante de sorte que les lignes de vibrateurs transmettent un mouvement de vibration audit moule, et
- un moyen de distribution qui permet d'alimenter le moule en produit frais à mouler, ledit moyen de distribution étant déplaçable au-dessus du moule entre une partie arrière et une partie avant du moule,
- a vibrating table equipped with several rows of vibrators spaced from each other and control means for driving said lines of vibrators,
- a mold disposed on said vibrating table so that the vibrator lines transmit a vibration movement to said mold, and
- dispensing means for supplying the mold with fresh product to be molded, said dispensing means being movable above the mold between a rear part and a front part of the mold,
La présente invention se propose donc d'agir sur la vibration, et donc sur ses lignes de vibrateurs et sur leur contrôle, pour optimiser le remplissage du moule et éviter les dispersions de densité.The present invention therefore proposes to act on the vibration, and thus on its lines of vibrators and on their control, to optimize the filling of the mold and to avoid density dispersions.
Ainsi, la presse selon l'invention permet d'obtenir une force et un effet de vibration différents entre l'arrière et l'avant du moule (ou entre l'arrière et l'avant de la table vibrante sur laquelle repose le moule), et ce uniquement pendant la phase de remplissage du moule, et uniquement si nécessaire.Thus, the press according to the invention makes it possible to obtain a different force and vibration effect between the rear and the front of the mold (or between the rear and the front of the vibrating table on which the mold rests) only during the filling phase of the mold, and only if necessary.
Les lignes de vibrateurs étant alignées de façon transversale relativement à la direction de déplacement du moyen de distribution (correspondant à la direction de remplissage du moule), certaines lignes dites arrière s'étendent principalement sous la partie arrière du moule, tandis que certaines autres lignes dites avant s'étendent principalement sous la partie avant. En contrôlant l'entraînement des lignes arrière relativement à l'entraînement des lignes avant, la presse permet de contrôler la vibration entre l'arrière et l'avant du moule de façon simple et aisée.Since the vibrator lines are transversely aligned relative to the direction of movement of the dispensing means (corresponding to the direction of filling of the mold), certain so-called rear lines extend mainly under the rear part of the mold, while certain other lines say before extend mainly under the front part. By controlling the training of the rear lines relative to the drive of the front lines, the press makes it possible to control the vibration between the back and the front of the mold in a simple and easy way.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, les lignes de vibrateurs comprennent chacune un arbre rotatif sur lequel est monté au moins un excentrique du type balourd ou masselotte.In an advantageous embodiment of the invention, the vibrator lines each comprise a rotary shaft on which is mounted at least one eccentric of the unbalance type or flyweight.
Ce type de lignes de vibrateurs est également connu sous le nom de vibrateurs à balourd.This type of vibrator line is also known as unbalanced vibrators.
Avantageusement, les moyens de contrôle sont conçus pour contrôler le déphasage dans la rotation des arbres rotatifs, et des excentriques correspondants, afin de faire varier la force vibrante entre la partie arrière et la partie avant du moule.Advantageously, the control means are designed to control the phase shift in the rotation of the rotary shafts, and corresponding eccentrics, in order to vary the vibrating force between the rear part and the front part of the mold.
Ainsi, du fait de l'orientation transversale des lignes de vibrateurs, les moyens de contrôle jouent sur le déphasage de la rotation des excentriques, entre les lignes arrière et les lignes avant, pour assurer une force de vibration différente entre l'arrière et l'avant du moule.Thus, because of the transverse orientation of the vibrator lines, the control means play on the phase shift of the eccentric rotation, between the rear lines and the front lines, to ensure a different vibration force between the rear and the rear. 'before the mold.
Selon une caractéristique, la presse comprend au moins deux paires de lignes de vibrateurs, dont :
- une paire arrière disposée sous la partie arrière du moule et comprenant un premier et un deuxième arbres rotatifs, et
- une paire avant disposée sous la partie avant du moule et comprenant un troisième et un quatrième arbres rotatifs.
- a rear pair disposed beneath the rear portion of the mold and including first and second rotating shafts, and
- a front pair disposed under the front portion of the mold and including a third and a fourth rotating shafts.
Les moyens de contrôle peuvent ainsi être conçus pour contrôler :
- le sens et la vitesse de rotation des quatre arbres, et
- le déphasage relatif dans la rotation de chacun desdits quatre arbres, équivalent à l'inclinaison respective du ou des excentriques desdits arbres relativement à une direction principale,
- the direction and speed of rotation of the four trees, and
- the relative phase shift in the rotation of each of said four shafts, equivalent to the respective inclination of the eccentric or eccentric of said shafts relative to a main direction,
Ainsi, en jouant sur les différents paramètres de rotation des quatre arbres, l'invention permet de privilégier la vibration à l'arrière ou à l'avant du moule afin de compenser les défauts de remplissage inhérents au moyen d'alimentation par un déplacement au-dessus du moule.Thus, by varying the different rotation parameters of the four shafts, the invention makes it possible to give priority to the vibration at the rear or the front of the mold in order to compensate for the filling defects inherent in the feed means by a displacement at above the mold.
Une telle presse peut néanmoins conduire à l'existence d'une composante horizontale vibratoire, ou composante horizontale de la force centrifuge, qui reste tout de même de faible intensité et donc sans effet néfaste sur l'ensemble de la presse et sur les éléments de construction.Such a press may nevertheless lead to the existence of a horizontal vibratory component, or horizontal component of the force centrifugal, which is still low intensity and therefore no adverse effect on the entire press and on the building elements.
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de contrôle sont conçus pour :
- orienter le ou les excentriques du premier arbre selon une direction principale (par exemple la direction verticale) et dans un premier sens (par exemple vers le haut), et orienter le ou les excentriques du deuxième arbre selon la même direction principale et dans un deuxième sens (par exemple vers le bas) opposé au premier sens,
- orienter le ou les excentriques du troisième arbre selon la même direction principale et dans le deuxième sens, et orienter le ou les excentriques du quatrième arbre selon la même direction principale et dans le premier sens,
- déphaser le premier arbre d'un premier angle dans un premier sens de rotation (par exemple le sens antihoraire) et déphaser le deuxième arbre du même premier angle dans le même premier sens de rotation,
- déphaser le troisième arbre d'un deuxième angle, distinct du premier angle, dans un deuxième sens de rotation (par exemple le sens horaire) opposé au premier sens de rotation, et déphaser le quatrième arbre du même deuxième angle dans le même deuxième sens de rotation, et ensuite
- permettre la rotation des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres à la même vitesse et de façon synchrone,
- assurer que les premier et troisième arbres tournent selon le deuxième sens de rotation,
- assurer que les deuxième et quatrième arbres tournent selon le premier sens de rotation,
- orienting the eccentric (s) of the first shaft in a main direction (for example the vertical direction) and in a first direction (for example upwards), and orienting the eccentric (s) of the second shaft in the same main direction and in a second direction meaning (for example downwards) opposite to the first direction,
- orienting the eccentric or eccentrics of the third shaft in the same main direction and in the second direction, and orienting the eccentric or eccentrics of the fourth shaft in the same main direction and in the first direction,
- shifting the first shaft by a first angle in a first direction of rotation (for example counterclockwise) and shifting the second shaft by the same first angle in the same first direction of rotation,
- phase shifting the third shaft by a second angle, distinct from the first angle, in a second direction of rotation (for example the clockwise direction) opposite the first direction of rotation, and phase shifting the fourth shaft of the same second angle in the same second direction of rotation, and then
- allow rotation of the first, second, third and fourth trees at the same speed and synchronously,
- ensure that the first and third shafts rotate in the second direction of rotation,
- ensure that the second and fourth shafts rotate in the first direction of rotation,
En outre, les moyens de contrôle sont adaptés pour permettre également que le mouvement de vibration transmis par les lignes de vibrateurs audit moule soit identique entre la partie arrière et la partie avant du moule.In addition, the control means are adapted to also allow the vibration movement transmitted by the vibrator lines to said mold to be identical between the rear part and the front part of the mold.
Ainsi, dans le cas d'un remplissage où ne se pose aucun problème de distribution du produit frais (du fait de la forme du moule ou du produit frais lui-même), ou dans le cas de la phase de compactage qui suit la phase de remplissage du moule, la presse est adaptée pour imprimer une force de vibration identique entre l'arrière et l'avant du moule.Thus, in the case of a filling where there is no problem of distribution of the fresh product (due to the shape of the mold or the fresh product itself), or in the case of the compaction phase that follows the phase When filling the mold, the press is adapted to print an identical vibration force between the back and the front of the mold.
Dans ce cas, les moyens de contrôle sont également conçus pour contrôler :
- le sens et la vitesse de rotation des quatre arbres définis ci-dessus, et
- le déphasage relatif dans la rotation de chacun desdits quatre arbres, équivalent à l'inclinaison respective du ou des excentriques desdits arbres relativement à une direction principale,
- the direction and speed of rotation of the four trees defined above, and
- the relative phase shift in the rotation of each of said four shafts, equivalent to the respective inclination of the eccentric or eccentric of said shafts relative to a main direction,
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de contrôle sont conçus pour :
- orienter le ou les excentriques des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres selon une même direction principale et dans un même sens,
et ensuite - permettre la rotation des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres à la même vitesse et de façon synchrone,
- assurer que les premier et troisième arbres tournent selon le deuxième sens de rotation,
- assurer que les deuxième et quatrième arbres tournent selon le premier sens de rotation opposé au deuxième sens de rotation.
- orient the eccentric (s) of the first, second, third and fourth trees in the same main direction and in the same direction,
and then - allow rotation of the first, second, third and fourth trees at the same speed and synchronously,
- ensure that the first and third shafts rotate in the second direction of rotation,
- ensure that the second and fourth shafts rotate in the first direction of rotation opposite the second direction of rotation.
Selon une caractéristique, les arbres rotatifs supportent plusieurs excentriques orientés selon une même direction et un même sens.According to one characteristic, the rotary shafts support several eccentric oriented in the same direction and the same direction.
Selon une caractéristique, le moyen de distribution est mobile en translation selon un axe longitudinal de la presse, et les lignes de vibrateurs s'étendent selon un axe transversal de la presse sensiblement normal audit axe longitudinal.According to one characteristic, the dispensing means is movable in translation along a longitudinal axis of the press, and the vibrator lines extend along a transverse axis of the press substantially normal to said longitudinal axis.
De façon préférentielle, la presse est du type comprenant une unique table vibrante. Ainsi, l'orientation particulière des lignes de vibrateurs sous cette unique table vibrante permet de contrôler et faire la force vibrante entre l'avant et l'arrière de cette table pour obtenir des amplitudes, vitesses et accélérations appliquées à cette table différentes entre l'avant et l'arrière. Ceci permet ainsi de corriger ou de compenser si nécessaire le remplissage en produit frais à mouler entre l'avant et l'arrière et obtenir ainsi un remplissage homogène.Preferably, the press is of the type comprising a single vibrating table. Thus, the particular orientation of the vibrator lines under this single vibrating table makes it possible to control and make the vibrating force between the front and the rear of this table to obtain amplitudes, speeds and accelerations applied to this different table between the front and back. This makes it possible to correct or compensate, if necessary, the filling in fresh product to be molded between the front and the back and thus obtain a homogeneous filling.
La présente invention concerne également un procédé de production d'éléments de construction comportant les étapes suivantes :
- fournir un moule pour les éléments de construction,
- remplir le moule en produit frais à mouler en utilisant un moyen de distribution déplaçable au-dessus du moule entre une partie arrière et une partie avant du moule,
- transmettre un mouvement de vibration audit moule au moyen d'une table de vibration équipée de plusieurs lignes de vibrateurs espacées les unes des autres,
- entraînement en rotation des lignes de vibrateurs selon des axes respectifs sensiblement transverses à la direction de déplacement du moyen de distribution, et
- contrôle de l'entraînement en rotation desdites lignes de vibrateurs pour permettre que le mouvement de vibration transmis par lesdites lignes de vibrateurs audit moule soit distinct entre la partie arrière et la partie avant du moule.
- provide a mold for the building elements,
- filling the mold with fresh product to be molded using a displaceable distribution means above the mold between a rear part and a front part of the mold,
- transmitting a vibration movement to said mold by means of a vibration table equipped with several lines of vibrators spaced apart from each other,
- driving in rotation of the vibrator lines along respective axes substantially transverse to the direction of movement of the distribution means, and
- controlling the rotational drive of said vibrator lines to allow the vibration movement transmitted by said vibrator lines to said mold to be distinct between the rear portion and the front portion of the mold.
Pour la suite, les lignes de vibrateurs comprennent chacune un arbre rotatif sur lequel est monté au moins un excentrique du type balourd ou masselotte, et la presse comprend au moins deux paires de lignes de vibrateurs, dont une paire arrière disposée sous la partie arrière du moule et comprenant un premier et un deuxième arbres rotatifs, et une paire avant disposée sous la partie avant du moule et comprenant un troisième et un quatrième arbres rotatifs.In the following, the vibrator lines each comprise a rotary shaft on which at least one eccentric of the unbalance or flyweight type is mounted, and the press comprises at least two pairs of vibrator lines, including a rear pair disposed under the rear portion of the vibrator. mold and comprising a first and a second rotating shafts, and a front pair disposed under the front portion of the mold and comprising a third and a fourth rotating shafts.
Dans ce cas, le contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs peut consister à contrôler :
- le sens et la vitesse de rotation des quatre arbres, et
- le déphasage relatif dans la rotation de chacun desdits quatre arbres, équivalent à l'inclinaison respective du ou des excentriques desdits arbres relativement à une direction principale,
- the direction and speed of rotation of the four trees, and
- the relative phase shift in the rotation of each of said four shafts, equivalent to the respective inclination of the eccentric or eccentric of said shafts relative to a main direction,
Afin que le mouvement de vibration transmis par les lignes de vibrateurs au moule soit distinct entre la partie arrière et la partie avant du moule, le contrôle de l'entraînement en rotation peut comprendre les étapes suivantes :
- orienter le ou les excentriques du premier arbre selon une direction principale et dans un premier sens, et orienter le ou les excentriques du deuxième arbre selon la même direction principale et dans un deuxième sens opposé au premier sens,
- orienter le ou les excentriques du troisième arbre selon la même direction principale et dans le deuxième sens, et orienter le ou les excentriques du quatrième arbre selon la même direction principale et dans le premier sens,
- déphaser le premier arbre d'un premier angle dans un premier sens de rotation et déphaser le deuxième arbre du même premier angle dans le même premier sens de rotation,
- déphaser le troisième arbre d'un deuxième angle, distinct du premier angle, dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, et déphaser le quatrième arbre du même deuxième angle dans le même deuxième sens de rotation,
et ensuite - permettre la rotation des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres à la même vitesse et de façon synchrone,
- assurer que les premier et troisième arbres tournent selon le deuxième sens de rotation,
- assurer que les deuxième et quatrième arbres tournent selon le premier sens de rotation.
- orienting the eccentric (s) of the first shaft in a main direction and in a first direction, and orienting the eccentric (s) of the second shaft in the same main direction and in a second direction opposite to the first direction,
- orienting the eccentric or eccentrics of the third shaft in the same main direction and in the second direction, and orienting the eccentric or eccentrics of the fourth shaft in the same main direction and in the first direction,
- shifting the first shaft by a first angle in a first direction of rotation and shifting the second shaft of the same first angle in the same first direction of rotation,
- shifting the third shaft by a second angle, distinct from the first angle, in a second direction of rotation opposite the first direction of rotation, and phase shifting the fourth shaft of the same second angle in the same second direction of rotation,
and then - allow rotation of the first, second, third and fourth trees at the same speed and synchronously,
- ensure that the first and third shafts rotate in the second direction of rotation,
- ensure that the second and fourth shafts rotate in the first direction of rotation.
En outre, le procédé comprend une étape de compactage du produit à mouler avec une étape de contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs adaptée pour permettre que le mouvement de vibration transmis par les lignes de vibrateurs audit moule soit identique entre la partie arrière et la partie avant du moule pendant le compactage.In addition, the method comprises a step of compacting the product to be molded with a step of controlling the rotation drive of the vibrator lines adapted to allow the vibration movement transmitted by the vibrator lines to said mold to be identical between the part back and the front part of the mold during compaction.
Pendant l'étape de compactage, le contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs peut consister à contrôler :
- le sens et la vitesse de rotation des quatre arbres définis ci-dessus, et
- le déphasage relatif dans la rotation de chacun desdits quatre arbres, équivalent à l'inclinaison respective du ou des excentriques desdits arbres relativement à une direction principale,
- the direction and speed of rotation of the four trees defined above, and
- the relative phase shift in the rotation of each of said four shafts, equivalent to the respective inclination of the eccentric or eccentric of said shafts relative to a main direction,
Afin que le mouvement de vibration transmis par les lignes de vibrateurs au moule soit identique entre la partie arrière et la partie avant du moule pendant l'étape de compactage, le contrôle de l'entraînement en rotation peut comprendre les étapes suivantes :
- orienter le ou les excentriques des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres selon une même direction principale et dans un même sens,
et ensuite - permettre la rotation des premier, deuxième, troisième et quatrième arbres à la même vitesse et de façon synchrone,
- assurer que les premier et troisième arbres tournent selon le deuxième sens de rotation,
- assurer que les deuxième et quatrième arbres tournent selon le premier sens de rotation opposé au premier sens de rotation.
- orient the eccentric (s) of the first, second, third and fourth trees in the same main direction and in the same direction,
and then - allow rotation of the first, second, third and fourth trees at the same speed and synchronously,
- ensure that the first and third shafts rotate in the second direction of rotation,
- ensure that the second and fourth shafts rotate in the first direction of rotation opposite the first direction of rotation.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la
figure 1 est une vue de côté d'une partie d'une presse vibrante conforme à l'invention, dans une phase de remplissage en produit frais d'un tiroir d'alimentation ; - la
figure 2 est une vue de côté d'une partie de la presse vibrante illustrée enfigure 1 , dans une phase de remplissage en produit frais d'un moule au moyen du tiroir d'alimentation ; - la
figure 3 est une vue en perspective de la presse vibrante illustrée auxfigures 1 et 2 , montrant plus particulièrement les lignes de vibrateurs ; - la
figure 4 est une vue schématisée de côté des lignes de vibrateurs illustrant deux étapes d'un premier cycle de contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs ; - la
figure 5 est une vue schématisée de côté des lignes de vibrateurs illustrant deux étapes d'un deuxième cycle de contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs ; - la
figure 6 est une vue schématisée de côté des lignes de vibrateurs illustrant trois étapes d'un troisième cycle de contrôle de l'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs ;
- the
figure 1 is a side view of a portion of a vibrating press according to the invention, in a fresh product filling phase of a feed drawer; - the
figure 2 is a side view of a portion of the vibrating press illustrated infigure 1 in a fresh product filling phase of a mold by means of the feed drawer; - the
figure 3 is a perspective view of the vibrating press illustrated infigures 1 and2 , showing more particularly the lines of vibrators; - the
figure 4 is a schematic side view of the vibrator lines illustrating two steps of a first control cycle of the rotational drive of the vibrator lines; - the
figure 5 is a schematic side view of the vibrator lines illustrating two steps of a second control cycle of the rotary drive of the vibrator lines; - the
figure 6 is a schematic side view of the vibrator lines illustrating three steps of a third control cycle of the rotary drive of the vibrator lines;
Selon un mode de réalisation représenté sur les
un châssis 1 ;une table vibrante 2 uniquecomportant une plaque 20 sous laquelle sont fixés des lignes de vibrateurs 5 ;un moule 3 posé sur latable vibrante 2 par l'intermédiaire d'une plaque de moulage 30 ;- un tiroir de
distribution 4 pour remplir le moule 3 en produit frais à mouler ; et - un presseur ou pilon non représenté sur les figures et destiné à compacter le produit frais dans le moule et à pénétrer dans le moule 3 pour permettre d'en extraire les éléments de construction formés sur la plaque de moulage 30.
- a
chassis 1; - a single vibrating table 2 comprising a
plate 20 under which are fixed lines ofvibrators 5; - a
mold 3 placed on the vibrating table 2 by means of amolding plate 30; - a dispensing
spool 4 for filling themold 3 with fresh product to be molded; and - a pressure or pestle not shown in the figures and intended to compact the fresh product in the mold and to enter the
mold 3 to allow the extraction of the construction elements formed on themolding plate 30.
Dans le repère (X, Y, Z), illustré sur différentes figures, l'axe X indique la direction longitudinale de la presse, et l'axe Y indique la direction transversale de la presse, où les deux axes X et Y sont perpendiculaires et horizontaux. Quant à l'axe Z, il indique la direction verticale, de bas en haut, de la presse.In the reference (X, Y, Z), illustrated in different figures, the axis X indicates the longitudinal direction of the press, and the axis Y indicates the transverse direction of the press, where the two axes X and Y are perpendicular. and horizontal. As for the Z axis, it indicates the vertical direction, from bottom to top, of the press.
En outre, le produit frais considéré dans la suite de la demande est du béton, bien que l'emploi d'autres produits frais soit clairement envisageable pour une presse selon l'invention.In addition, the fresh product considered in the remainder of the application is concrete, although the use of other fresh products is clearly conceivable for a press according to the invention.
Le châssis 1 est constitué d'un bâti fixe ancré sur le sol et comportant notamment des poutres horizontales et transversales 10 sur lesquelles repose la table vibrante 2, via des plots de suspension élastique 21, et des poutres verticales 11 fixés dans le sol. Le châssis 1 comporte en outre des poutres horizontales et longitudinales 12 s'étendant sous le tiroir de distribution 4, et destinées à supporter des moyens de convoyage des plaques de moulage 30.The
La table vibrante 2 comportant :
la plaque 20, formée d'une tôle épaisse en acier, et reposant sur les poutres horizontales et transversales 10 du châssis 1 par l'intermédiaire des plotsde suspension élastique 21,- des lignes de vibrateurs 5 du type vibrateur à balourd, comportant des arbres rotatifs 51, 52, 53, 54 sur lesquels sont montés des excentriques 55 générant une force centrifuge, du type balourd ou masselotte, et des moteurs 56 d'entraînement en rotation des lignes de vibrateurs 5 autrement dit des arbres 51, 52, 53, 54 ;
- un ensemble de parois d'appui verticales (non illustrées) parallèles fixées au dessus de la
plaque 20, le bord supérieur de ces parois définissant la surface d'appui supérieure de latable vibrante 2.
- the
plate 20, formed of a thick sheet of steel, and resting on the horizontal andtransverse beams 10 of theframe 1 by means of theelastic suspension studs 21, -
vibrator lines 5 of the unbalanced vibrator type, comprising 51, 52, 53, 54 on which are mountedrotary shafts eccentrics 55 generating a centrifugal force, of the unbalanced or flyweight type, andmotors 56 for driving in rotation ofvibrator lines 5, in other words, 51, 52, 53, 54;shafts - a set of parallel support walls (not shown) parallel fixed above the
plate 20, the upper edge of these walls defining the upper bearing surface of the vibrating table 2.
Les parois d'appui verticales, également appelées plats d'usure ou chandelles, comprennent au moins une partie démontable de façon à pouvoir être remplacée lorsqu'elle est usée.The vertical support walls, also called wear plates or candles, comprise at least one removable portion so that it can be replaced when worn.
La table vibrante 2 présente ainsi une surface d'appui supérieure, sur laquelle est destinée à être posé la plaque de moulage 30 formant support du moule 3 et de l'élément de construction associé excentriques.The vibrating table 2 thus has an upper bearing surface, on which is intended to be placed the
La presse comprend des pontets (non représentés) solidaires du châssis, constituant une butée limitant le mouvement vers le bas de la plaque de moulage 30 posée sur la table vibrante 2 sous l'action d'une pression exercée sur le moule 3. Un pontet, autrement appelée butée inférieure fixe, est généralement réalisé sous la forme d'une barre horizontale s'étendant en travers de la table vibrante 2, au dessus de la plaque 20, et entre les parois d'appui verticales. A ces deux extrémités, cette barre formant pontet est fixée sur des montants verticaux, par l'intermédiaire notamment de cales dont l'épaisseur permettant de régler la position relative de la surface supérieure des pontets par rapport à la surface d'appui supérieure de la table vibrante 2. Les montants verticaux reposent classiquement sur un cadre rigide située sous les poutres horizontales et transversales 10 du châssis 1.The press comprises bridges (not shown) integral with the frame, constituting an abutment limiting the downward movement of the
Concernant les parois d'appui verticales et les pontets, la présente demande renvoie notamment aux documents
Le tiroir de distribution 4 forme un caisson, ouvert en haut et en bas, délimitée par une cloison verticale. Ce tiroir 4 se déplace longitudinalement, c'est-à-dire selon la direction X, pour amener du béton frais à l'intérieur du moule 3 à partir d'un silo de réserve ; le déplacement du tiroir 4 étant illustré par la flèche D aux
- une première position, illustrée en
figure 1 , où le tiroir 4 est disposé sous une trémie (non représentée) qui laisse tomber du béton frais dans le tiroir 4, et où le tiroir 4 est disposé sur une plaque de retenue 14 solidaire du châssis 1, ladite plaque de retenue s'étendant horizontalement jusqu'au rebord arrière du moule 3 afin de retenir le béton dans le tiroir 4, et - une deuxième position, illustrée en
figure 2 , où le tiroir 4 est disposée au-dessus du moule 3, à la vertical de ce dernier, afin que le béton s'écoule par gravité dans le moule 3.
- a first position, illustrated in
figure 1 , where thedrawer 4 is arranged under a hopper (not shown) which drops fresh concrete in thedrawer 4, and where thedrawer 4 is disposed on a retainingplate 14 secured to theframe 1, said retaining plate extending horizontally to the rear edge of themold 3 to hold the concrete in thedrawer 4, and - a second position, illustrated in
figure 2 , where thedrawer 4 is disposed above themold 3, to the vertical of the latter, so that the concrete flows by gravity into themold 3.
La plaque de retenue 14 est une plaque horizontale s'étendant jusqu'au rebord arrière 31 du moule 3 ; l'arrière du moule 3 étant définie comme la partie du moule 3 en amont relativement au sens de déplacement du tiroir 4 de la première à la deuxième position, correspondant à la partie droite sur les
Lors de son avancée pour remplir le moule 3, vers la gauche sur les
Le moule 3 est conformé pour former les parois de l'élément à mouler. Le moule 3, dont le bas ou fond est ouvert, est posé directement sur la plaque de moulage 30. Le moule 3, dont le haut est également ouvert, est rempli par le haut, comme déjà décrit, par le tiroir de distribution 4. Le moule 3 présente une partie arrière 32 et une partie avant 33.The
Pour avoir un mouvement de vibration différent entre la partie arrière 32 et la partie avant 33 du moule 3, les lignes de vibrateurs 5 s'étendent selon la direction transversale Y, perpendiculaire à la direction longitudinale X correspondant à la direction de déplacement du tiroir 4, et comprennent des lignes disposées sous la partie arrière 32, dédiées principalement à la mise en vibration de cette partie arrière 32, et des lignes disposées sous la partie avant 33, dédiées principalement à la mise en vibration de cette partie avant 33.To have a different vibration movement between the
En particulier, les lignes de vibrateurs 5 sont au nombre de quatre, avec deux paires de lignes de vibrateurs 5, dont :
- une paire arrière disposée sous la partie arrière 32 du moule 3 et comprenant
un premier 51et un deuxième 52 arbres rotatifs, et - une paire avant disposée sous la partie avant 33 du moule et comprenant un troisième 53
et un quatrième 54 arbres rotatifs.
- a rear pair disposed under the
rear portion 32 of themold 3 and comprising a first 51 and a second 52 rotating shafts, and - a front pair disposed under the
front portion 33 of the mold and comprising a third 53 and a fourth 54 rotating shafts.
Les lignes de vibrateurs 5 sont parallèles entre elles, tous les arbres 51 à 54 s'étendant tous parallèlement à l'axe transversale Y. Les excentriques 55 des différents arbres sont tous identiques, de même masse et de même forme. Les lignes de vibrateurs 5 sont identiques entre elles et sont régulièrement décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction longitudinale X. Sur un même arbre, tous les excentriques 55 sont orientés dans la même direction et le même sens ; les excentriques 55 étant solidaires en rotation de leurs arbres respectifs, ces excentriques resteront pareillement alignés sur leurs arbres pendant toutes les phases de vie de la presse vibrante.The lines of
Comme illustré en
Les arbres 51 à 54 sont supportés par des paliers 57 constitués de deux carters longitudinaux comportant des roulements lubrifiés par barbotage dans un bain d'huile et fixés rigidement sous la plaque 20 de la table vibrante 2, notamment au moyen de vis de fixation.The
Les arbres 51 à 54 comportent plusieurs tronçons reliés entre eux par des transmissions 58, notamment un joint de cardan disposées liant deux tronçons d'arbre entre les deux paliers 57. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme des arbres rotatifs, ni à celles des paliers 57 ou des transmissions 58 en cas d'arbre tronçonné.The
Des boîtiers intermédiaires 60 peuvent recevoir chacun deux arbres indépendants montés sur roulements lubrifiés par bain d'huile ; le rôle de ces boîtiers intermédiaires 60 étant de créer des paliers intermédiaires recevant les à-coups retransmis par les transmissions entraînant les arbres de vibrateurs.
Chaque arbre 51 à 54 est en outre relié à un moteur 56 par l'intermédiaire de transmissions 59 coulissantes à joints de cardan reliant les tronçons d'arbre sortants de ces boîtiers 60 aux tronçons d'arbre situés sous la table vibrante 2.Each
Les quatre moteurs 56 sont électriques et équipés chacun d'un système électronique de contrôle angulaire de position, notamment du type résolveur ou codeur. Chaque moteur 56 est alimenté par un variateur de fréquence équipé d'une carte électronique de positionnement. Le variateur de fréquence permet de choisir la vitesse de rotation du moteur 56 et donc des lignes 5 ou des arbres 51 à 54 portant les excentriques 55. Les cartes de positionnement sont associées à un organe de contrôle principal de la presse conforme à l'invention et, par le biais notamment d'un programme spécialement adapté, vont gérer et contrôler la position angulaire de chacun des moteurs 56 et donc de chacune des lignes 5 ou arbres 51 à 54.Chaque moteur 56 étant géré angulairement de façon indépendante, il va être possible de les combiner différemment pour permettre d'obtenir un mouvement de vibration distinct entre l'arrière et l'avant du moule 3.The four
Avec une presse vibrante selon l'invention, plusieurs mouvements de vibration sont possibles en jouant sur le déphasage ou non des différéents arbres 51 à 54.With a vibrating press according to the invention, several vibration movements are possible by adjusting the phase shift or not of the
Pour la suite de la description et bien qu'il s'agisse d'une table vibrante 2 unique, la paire arrière de lignes de vibrateurs 5, constituée des premier 51 et deuxième 52 arbres, est supposée agir principalement sur la partie arrière 32 du moule 3, tandis que la paire avant de lignes de vibrateurs 5, constituée des troisième 53 et quatrième 54 arbres, est supposée agir principalement sur la partie avant 33 du moule 3.For the following description and although it is a single vibrating table 2, the rear pair of
A l'intérieur de chaque paire de lignes de vibrateur, respectivement arrière et avant, les arbres tournent dans des sens opposés, en l'occurrence :
- le premier arbre 51 tourne dans le sens positif (correspondant au sens horaire sur les
figures 4 à 6 ) tandis que le deuxième arbre 52 tourne dans le sens négatif (correspondant au sens antihoraire sur lesfigures 4 à 6 ) ; et - le troisième arbre 53 tourne dans le sens positif tandis que le quatrième arbre 54 tourne dans le sens négatif.
- the
first shaft 51 rotates in the positive direction (corresponding to the clockwise direction on theFigures 4 to 6 ) while thesecond shaft 52 rotates in the negative direction (corresponding to the counterclockwise direction on theFigures 4 to 6 ); and - the
third shaft 53 rotates in the positive direction while thefourth shaft 54 rotates in the negative direction.
Sur la
Autrement dit, à l'instant t=0 initial du premier cycle, les excentriques du premier arbre 51 sont opposés aux excentriques du deuxième arbre 52, c'est-à-dire qu'ils sont tous alignés selon une même direction verticale Z mais dans des sens opposés ; les excentriques du premier arbre 51 pointant vers le haut tandis que les excentriques du deuxième arbre 52 pointent vers le bas. De même, à l'instant t=0 initial du premier cycle, les excentriques du troisième arbre 53 sont opposés aux excentriques du quatrième arbre 54, c'est-à-dire qu'ils sont tous alignés selon une même direction verticale Z mais dans des sens opposés ; les excentriques du troisième arbre 53 pointant vers le bas tandis que les excentriques du quatrième arbre 54 pointent vers le haut.In other words, at the initial time t = 0 of the first cycle, the eccentrics of the
Ensuite, les arbres 51 à 54 sont tous entraînés en rotation, à la même vitesse ω et de façon synchrone, dans des sens opposés à l'intérieur de chaque paire de lignes de vibrateurs (ainsi que déjà mentionné), de sorte que les différentes forces centrifuges F1 à F4 issues de la rotation des arbres 51 à 54 respectifs s'annulent.Then, the
En conclusion, lors de ce premier cycle, lorsque les excentriques sont par paire opposées aux deux autres, qu'ils tournent à la même vitesse, quelque soit cette vitesse de rotation, les projections verticales des composantes de la force vibratoire F1 à F4 de chaque ligne d'arbre 51 à 54 s'opposent. Au final, on obtient une force résultante nulle et donc aucun mouvement de vibration au niveau de la table vibrante 2.In conclusion, during this first cycle, when the eccentrics are in pairs opposite to the other two, they rotate at the same speed, whatever the speed of rotation, the vertical projections of the components of the vibratory force F1 to F4 of each
Sur la
Ensuite, les arbres 51 à 54 sont tous entraînés en rotation, à la même vitesse ω et de façon synchrone, dans des sens opposés à l'intérieur de chaque paire de lignes de vibrateurs (ainsi que déjà mentionné), de sorte que :
- les composantes verticales, en Z, des forces centrifuges F1 à F4 issues de la rotation des arbres 51 à 54 respectifs sont égales avec
- F1z = F2z = F3z = F4z = F.cos (ωt) où pour rappel F = m.ω2.R pour les arbres 51 à 54 dont les excentriques sont tous identiques ; et
- les composantes horizontales, en X, de ces mêmes forces centrifuges F1 à F4 s'annulent avec
- the vertical components, in Z, of the centrifugal forces F1 to F4 resulting from the rotation of the
respective shafts 51 to 54 are equal to- F1z = F2z = F3z = F4z = F.cos (ωt) where for return F = m.ω 2 .R for the
shafts 51 to 54 whose eccentrics are all identical; and
- F1z = F2z = F3z = F4z = F.cos (ωt) where for return F = m.ω 2 .R for the
- the horizontal components, in X, of these same centrifugal forces F1 to F4 are canceled with
Ainsi, les composantes verticales s'additionnent pour ensemble constituer une force verticale résultante Fz=4.F.cos (ωt).Thus, the vertical components add together to form a resulting vertical force Fz = 4.F.cos (ωt).
La force verticale vibratoire maximale Fz est par exemple comprise entre 20000 et 30000 daN, suite à la rotation des quatre lignes d'arbre 51 à 54, et peut être de l'ordre de 24720 daN à une fréquence de 70 Hz soit 4200 tr/mn.The maximum vertical vibratory force Fz is for example between 20000 and 30000 daN, following the rotation of the four
En conclusion, lors de ce deuxième cycle, lorsque les excentriques sont tous orientés dans la même direction et le même sens, les composantes verticales s'ajoutent et on obtient, au final, une force résultante de vibration maximale. A chaque fréquence donnée par le variateur correspond un effort différent du fait de la relation F = m.ω2.R.In conclusion, during this second cycle, when the eccentrics are all oriented in the same direction and the same direction, the vertical components are added and we finally obtain a resultant force of maximum vibration. At each frequency given by the variator corresponds a different effort due to the relation F = m.ω 2 .R.
Sur la
Dans un deuxième temps t1, les arbres 51 à 54 sont déphasés par rapport à l'axe vertical Z selon un angle non nul. Comme décrit ci-dessous, l'introduction d'un déphasage, relativement à une position de départ des excentriques assurant une force verticale nulle, permet de contrôler les forces de vibration entre l'arrière et l'avant du moule 3.In a second time t1, the
Les déphasages introduits à l'instant t1 sont les suivants :
- le premier arbre 51 est déphasé d'un angle δ1 dans le sens négatif, opposé à son sens de rotation ultérieur ;
- le deuxième arbre 52 est déphasé d'un angle δ1 également dans le sens négatif, correspondant à son sens de rotation ultérieur ;
- le troisième arbre 53 est déphasé d'un angle δ2 dans le sens positif, correspondant à son sens de rotation ultérieur ;
- le quatrième arbre 54 est déphasé d'un angle δ2 dans le sens positif, opposé à son sens de rotation ultérieur.
- the
first shaft 51 is out of phase with an angle δ1 in the negative direction, opposite to its subsequent direction of rotation; - the
second shaft 52 is out of phase by an angle δ1 also in the negative direction, corresponding to its subsequent direction of rotation; - the
third shaft 53 is out of phase by an angle δ2 in the positive direction, corresponding to its subsequent direction of rotation; - the
fourth shaft 54 is out of phase by an angle δ2 in the positive direction, opposite to its subsequent direction of rotation.
Ensuite, les arbres 51 à 54 sont tous entraînés en rotation, à la même vitesse ω et de façon synchrone, dans des sens opposés à l'intérieur de chaque paire (ainsi que déjà mentionné), de sorte que :
- les composantes verticales, en Z, des différentes forces centrifuges F1 à F4 sont respectivement
et - les composantes horizontales, en X, des différentes forces centrifuges F1 à F4 sont respectivement
et
- the vertical components, in Z, of the different centrifugal forces F1 to F4 are respectively
and - the horizontal components, in X, of the different centrifugal forces F1 to F4 are respectively
and
La force verticale résultante de la rotation des premier 51 et deuxième 52 arbres, dite force vibratoire arrière Fzar, agissant principalement sur la partie arrière du moule, présente la relation suivante :
La force verticale résultante de la rotation des troisième 53 et quatrième 54 arbres, dite force vibratoire avant Fzav, agissant principalement sur la partie avant du moule, présente la relation suivante :
La force horizontale globale Fh résultante de la rotation des arbres 51 à 54 présente la relation suivante :
Si les angles de déphasage δ1 et δ2 sont différents, alors la force vibratoire arrière Fzar est différente de la force vibratoire avant Fzav, permettant ainsi d'avoir un mouvement vibratoire différent entre l'arrière et l'avant du moule. Il est ainsi possible d'obtenir une force plus importante sur une partie de la table vibratoire donnant alors des amplitudes différentes à cette partie de table, d'où un comportement différent du moule et du béton. Par contre, une force résultante horizontale Fh va aussi être générée mais, de faible valeur, elle n'aura pas d'incidence néfaste ni sur les systèmes mécaniques ni sur la qualité des produits fabriqués.If the phase shift angles δ1 and δ2 are different, then the rear vibratory force Fzar is different from the vibratory force before Fzav, thus allowing to have a different vibratory movement between the back and the front of the mold. It is thus possible to obtain a greater force on a portion of the vibratory table then giving different amplitudes to this part of table, hence a different behavior of the mold and concrete. On the other hand, a horizontal resultant force Fh will also be generated but, of low value, it will have no harmful impact on the mechanical systems or the quality of the products manufactured.
La presse vibrante selon l'invention permet ainsi de différencier la force vibratoire arrière de la force vibratoire avant pour une seule table vibrante, ce qui permet de compenser les défauts de remplissage liés à l'avancée du tiroir de distribution au-dessus du moule.The vibrating press according to the invention thus makes it possible to differentiate the rear vibratory force from the front vibratory force for a single vibrating table, which makes it possible to compensate for the filling defects related to the advance of the distribution drawer above the mold.
Si les angles de déphasage δ1 et δ2 sont égaux, alors la force vibratoire arrière Fzar est égale à la force vibratoire avant Fzav, permettant ainsi d'avoir un mouvement vibratoire identique entre l'arrière et l'avant du moule. Un tel mouvement vibratoire uniforme est souhaitable notamment lors de la phase de compactage qui suit la phase de remplissage du moule. En outre, dans ce cas la force résultante horizontale Fh est nulle.If the phase shift angles δ1 and δ2 are equal, then the rear vibratory force Fzar is equal to the vibratory force before Fzav, thus allowing identical vibratory movement between the rear and the front of the mold. Such uniform vibratory movement is desirable especially during the compaction phase following the filling phase of the mold. In addition, in this case the resulting horizontal force Fh is zero.
Il est à noter que la phase au cours de laquelle il est utile de disposer d'une force différente entre l'avant et l'arrière du moule est la phase de remplissage. Pour obtenir un mouvement de vibration efficace du moule, il faut créer une amplitude de mouvement sur le moule via la table sans avoir une fréquence trop importante : à titre d'exemple, il est souhaitable d'obtenir une fréquence de l'ordre de 50 à 60 Hz pour une plaque de moulage en bois et 60 à 65 Hz pour une plaque de moulage métallique. Pour rappel, quelle que soit la phase, chacun des moteurs tourne à la même vitesse, y compris lorsqu' on a une force différente entre l'avant et l'arrière du moule.It should be noted that the phase during which it is useful to have a different force between the front and the back of the mold is the filling phase. To obtain an effective vibration movement of the mold, it is necessary to create an amplitude of movement on the mold via the table without having too much frequency: for example, it is desirable to obtain a frequency of the order of 50 at 60 Hz for a wooden molding board and 60 to 65 Hz for a metal molding board. As a reminder, whatever the phase, each of the engines rotates at the same speed, including when there is a different force between the front and the back of the mold.
La force vibratoire ne doit pas trop secouer le moule et on se situe habituellement entre 11000 et 15000 daN pour la table.The vibratory force should not shake the mold too much and it is usually between 11000 and 15000 daN for the table.
Ainsi, chaque paire de lignes d'arbre développe donc entre 5500 et 7500 daN. La différence admissible entre la force avant Fzav et la force arrière Fzar est par exemple de 1000 daN au maximum. Dans ces conditions, la force horizontale Fh générée se situe entre 400 et 700 daN.Thus, each pair of tree lines develops between 5500 and 7500 daN. The permissible difference between the force before Fzav and the rear force Fzar is for example 1000 daN maximum. Under these conditions, the horizontal force Fh generated is between 400 and 700 daN.
Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés à la presse vibrante selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où par exemple d'autres formes d'excentriques peuvent être réalisées, où le nombre de lignes de vibrateurs peut être augmenté afin de tenir compte de la longueur du moule en intégrant plusieurs paires de lignes de vibrateurs et en jouant sur les déphasages entre ces paires de lignes, où le moyen de distribution peut être distinct du tiroir mobile tout en créant le même phénomène d'inhomogénéité dans le remplissage du moule.Of course the implementation example mentioned above is not limiting in nature and other details and improvements can be made to the vibrating press according to the invention, without departing from the scope of the invention where for example other forms of eccentrics can be realized, where the number of vibrator lines can be increased to take into account the length of the mold by integrating several pairs of vibrator lines and playing on the phase shifts between these pairs of lines, where the dispensing means can be distinct from the movable drawer while creating the same phenomenon of inhomogeneity in the filling of the mold.
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