FR2669571A1 - Process and machine for moulding decorative products made of concrete-based materials and especially balusters - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET MACHINE DE MOULAGE DE PRODUITS DECORATIFS EN
MATERIAUX A BASE DE BETON, ET NOTAMMENT DE BALUSTRES.PROCESS AND MACHINE FOR MOLDING DECORATIVE PRODUCTS INTO
MATERIALS BASED ON CONCRETE, IN PARTICULAR BALUSTERS.
L'invention concerne un procédé et une machine de moulage de produits décoratifs en matériaux à base de béton, et notamment de balustres. The invention relates to a method and a machine for molding decorative products made of concrete-based materials, and in particular balusters.
La fabrication des balustres est actuellement réalisée à la main. La technique utilisée consiste à remplir de béton à faible teneur en eau un moule à balustres et à effectuer simultanément un pilonnage manuel du matériau. Cependant, le temps de confection d'une balustre est relativement long, variant de trente minutes à une heure et, en outre, la pose d'une armature centrale se révèle très délicate en raison de la difficulté de son centrage. The balusters are currently produced by hand. The technique used consists of filling a baluster mold with low water concrete and simultaneously pounding the material manually. However, the time for making a baluster is relatively long, varying from thirty minutes to an hour and, moreover, the installation of a central frame is very delicate because of the difficulty of centering it.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un procédé de moulage de produits décoratifs en matériaux à base de béton, notamment de balustres, permettant de mécaniser entièrement la fabrication de ces produits et en un temps très court relativement à la fabrication manuelle. The invention aims to remedy these drawbacks and proposes a process for molding decorative products made of concrete-based materials, in particular balusters, making it possible to fully mechanize the manufacture of these products and in a very short time relative to manual manufacture.
Ce procédé est en effet caractérisé en ce qu'il consiste à
- positionner une semelle inférieure formant la base du moule du produit à réaliser sur un chevalet vibrant,
- mettre en position un moule du produit à réaliser en le fermant au niveau bas sur ladite semelle inférieure,
- alimenter progressivement en béton le moule par son ouverture supérieure, par exemple, à l'aide d'un moyen convoyeur de matériau de moulage et à effectuer un pilonnage ou compactage simultané du matériau dans le moule à l'aide d'une tige verticale à tête appropriée mue verticalement par un moyen de vérin,
- dès que le moule est rempli de matériau, à interrompre l'alimentation ainsi que le pilonnage ou compactage, et à positionner une plaque supérieure sur le moule de manière à former la partie supérieure du moule,
- à venir en pression sur la dite plaque supérieure à l'aide d'un moyen de vérin jusqu'à la positionner à la hauteur de-produit désirée,
- à retirer cette plaque,
- à ouvrir le moule puis le nettoyer,
- et à évacuer le produit moulé en appui par sa semelle inférieure sur un chemin de convoyage de sortie.This process is in fact characterized in that it consists of
- position a lower sole forming the base of the mold of the product to be produced on a vibrating easel,
- positioning a mold of the product to be produced by closing it at the low level on said lower sole,
- gradually supply concrete to the mold through its upper opening, for example, using a conveyor means for molding material and to carry out simultaneous pounding or compacting of the material in the mold using a vertical rod with appropriate head moved vertically by means of a jack,
- as soon as the mold is filled with material, to interrupt the feeding as well as the pounding or compaction, and to position an upper plate on the mold so as to form the upper part of the mold,
- coming into pressure on said upper plate using a jack means until it is positioned at the desired product height,
- to remove this plate,
- to open the mold then clean it,
- And to evacuate the molded product in support by its lower sole on an exit conveying path.
Pour la fabrication de balustres, la mise en vibration du chevalet vibrant n' est utilisée que partiellement, par exemple, pendant quelques secondes après le remplissage du pied de balustre dans le moule, puis interrompue, tandis que le compactage ou pilonnage se poursuit. For the manufacture of balusters, the vibration of the vibrating bridge is used only partially, for example, for a few seconds after filling the base of the baluster in the mold, then stopped, while compaction or pounding continues.
L'opération de pilonnage est effectuée par à-coups par un moyen de vérin pneumatique à pression différentielle selon la hauteur et le volume de remplissage, ceci en vue d'obtenir une répartition uniforme du matériau au sein du moule. The shelling operation is carried out in spurts by means of a pneumatic cylinder at differential pressure according to the height and the filling volume, this in order to obtain a uniform distribution of the material within the mold.
Si nécessaire, on peut prévoir à la fin du remplissage du moule et avant le positionnement de la plaque supérieure de moulage, 1 incorporation d'une armature verticale de renforcement, cette dernière étant enfoncée verticalement par un moyen de vérin adéquat et avec un guidage approprié. If necessary, provision may be made at the end of the filling of the mold and before the positioning of the upper molding plate, 1 incorporation of a vertical reinforcing frame, the latter being inserted vertically by means of an adequate jack and with appropriate guidance. .
Naturellement, toutes les phases de ce procédé se déroulent automatiquement par l'intermédiaire d'une machine conçue à cet effet et le processus total n'excède pas trois à quatre minutes. Naturally, all the phases of this process take place automatically via a machine designed for this purpose and the total process does not exceed three to four minutes.
L'invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre du procédé précité. The invention also relates to a machine for implementing the aforementioned method.
Celle-ci comporte un ensemble de moulage monté mobile verticalement sur un bâti fixe, cet ensemble étant constitué essentiellement par un cadre mobile portant au moins un moule et ses éléments actionneurs d'ouverturefermeture ainsi que des moyens de compactage ou pilonnage supérieurs, un chevalet vibrant monté à la base du bâti à l'aplomb du moule, un bras de positionnement de la semelle inférieure sur ledit chevalet et un bras manipulateur de la dite plaque supérieure du moule solidaires du bâti, un tapis (9)de convoyage du matériau de moulage monté mobile horizontalement de l'ouverture supérieure du moule à une position de retrait de l'ensemble de moulage, une trémie d'alimentation dudit tapis, un organe de nettoyage du moule, par exemple, à brosse et à jet d'air, un chemin de convoyage du produit moulé et un bras d'évacuation du produit à la sortie du moule sur ce chemin. This comprises a molding assembly mounted vertically movable on a fixed frame, this assembly essentially consisting of a movable frame carrying at least one mold and its opening / closing actuator elements as well as upper compacting or pounding means, a vibrating easel mounted at the base of the frame directly above the mold, an arm for positioning the lower sole on said easel and a manipulator arm for said upper plate of the mold secured to the frame, a conveyor belt (9) for conveying the molding material mounted horizontally movable from the upper opening of the mold to a position for withdrawing the molding assembly, a hopper for supplying said mat, a member for cleaning the mold, for example, by brush and air jet, a conveying path of the molded product and an evacuation arm of the product at the outlet of the mold on this path.
Naturellement, l'élément de pose de l'armature peut être ajouté et utilisé selon le produit à mouler. Naturally, the fitting element of the frame can be added and used depending on the product to be molded.
Avec une telle machine, on obtient des balustres de bel aspect de surface et imitant parfaitement la pierre naturelle. With such a machine, we obtain balusters with a nice surface appearance and perfectly imitating natural stone.
L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une machine de moulage conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue de face cette machine, et
- la figure 3 est une vue de dessus de cette machine avec coupe au niveau des moules.The invention is illustrated below using an embodiment and with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a schematic elevation view of a molding machine according to the invention,
FIG. 2 is a front view of this machine, and
- Figure 3 is a top view of this machine with section at the molds.
Comme représenté sur la figure 1, la machine de moulage selon l'invention comprend essentiellement un bâti central 1 muni d'un ensemble de moulage 3 à deux moules 5, mobile verticalement sur ce bâti, un chevalet vibrant inférieur 7, un tapis d'alimentation 9 en matériau de moulage en amont, mobile horizontalement, et un chemin de convoyage 11 du produit moulé en aval. As shown in FIG. 1, the molding machine according to the invention essentially comprises a central frame 1 provided with a molding assembly 3 with two molds 5, movable vertically on this frame, a lower vibrating easel 7, a conveyor belt supply 9 of upstream molding material, movable horizontally, and a conveying path 11 of the downstream molded product.
L'ensemble de moulage, plus particulièrement visible sur les figures 2 et 3, comporte deux moules latéraux 5 montés sur un cadre mobile 13 qui coulisse verticalement sur quatre colonnes 15 à chacun de ses coins. Ce cadre est mû par un vérin central 17 fixé au bâti. Les moules sont constitués chacun de deux demi-coquilles 19 en résine qui sont montées mobiles horizontalement sur ce cadre, par un système de glissière sur deux colonnes latérales 21. The molding assembly, more particularly visible in FIGS. 2 and 3, comprises two lateral molds 5 mounted on a movable frame 13 which slides vertically on four columns 15 at each of its corners. This frame is moved by a central jack 17 fixed to the frame. The molds each consist of two resin half-shells 19 which are mounted movable horizontally on this frame, by a slide system on two lateral columns 21.
Chacune des demi-coquilles 19 est mue sous l'action de son vérin propre 23 fixé au cadre. Le moule gauche (figure 3) est représenté en position ouverte et le moule droit en position fermée. A la partie supérieure du cadre, sont disposés verticalement au droit de chaque moule un vérin hydraulique 25 servant au compactage et un vérin pneumatique 27 dont la tige est plus particulièrement équipée d'une tête de pilonnage. Ces vérins peuvent être translatés horizontalement au moyen de vérins 49pour être positionnés respectivement sur leur ligne de travail au dessus du moule. Sur le cadre, légèrement au dessus du moule, solidaire d'un montant vertical latéral de ce cadre, se trouve un bras 29 de manipulation d'une plaquette supérieure 31 de fermeture de la partie haute du moule.Ce bras coulisse verticalement sur un élément de colonne latéral 33 et est monté rotatif permettant ainsi le dégagement de l'ouverture du moule lorsqu'il n'est pas utilisé. Un second bras de manipulation identique est prévu symétriquement par rapport au plan médian de la machine pour l'autre moule. Sur chacun des montants médians du cadre est monté un dispositif 35 de guidage des tiges d'armature de renforcement à incorporer au matériau si nécessaire. Ce dispositif comporte une te te électromagnétique 37 de profil adapté pour assurer un guidage vertical parfait de l'armature tandis qu'elle est enfoncée par son extrémité supérieure par le vérin hydraulique supérieur 25
Solidairement au bâti et en partie basse, on trouve les deux bras manipulateurs 39 de la semelle inférieure 41 de chacun des moules. Ces bras sont mûs horizontalement chacun par un vérin 43 pour amener la semelle sur le chevalet vibrant et s'en dégager après exécution.Each of the half-shells 19 is moved by the action of its own jack 23 fixed to the frame. The left mold (Figure 3) is shown in the open position and the right mold in the closed position. At the upper part of the frame, are arranged vertically to the right of each mold a hydraulic cylinder 25 used for compaction and a pneumatic cylinder 27 whose rod is more particularly equipped with a ramming head. These jacks can be translated horizontally by means of jacks 49 to be positioned respectively on their working line above the mold. On the frame, slightly above the mold, integral with a vertical upright of this frame, is an arm 29 for handling an upper plate 31 for closing the upper part of the mold. This arm slides vertically on an element side column 33 and is rotatably mounted thus allowing the opening of the mold opening when not in use. A second identical handling arm is provided symmetrically with respect to the median plane of the machine for the other mold. On each of the central uprights of the frame is mounted a device 35 for guiding the reinforcing reinforcement rods to be incorporated into the material if necessary. This device comprises an electromagnetic head 37 with a profile adapted to ensure perfect vertical guidance of the armature while it is pressed in by its upper end by the upper hydraulic cylinder 25
In solidarity with the frame and in the lower part, there are the two manipulator arms 39 of the lower sole 41 of each of the molds. These arms are moved horizontally each by a jack 43 to bring the soleplate to the vibrating bridge and to disengage from it after execution.
Le fonctionnement de la machine est à présent décrit pour un cycle de fabrication d'une balustre. Le moule est choisi en conséquence et le matériau est à base de béton à faible teneur en eau. The operation of the machine is now described for a manufacturing cycle of a baluster. The mold is chosen accordingly and the material is based on concrete with low water content.
Le cycle débute avec la mise en position d'une semelle 41 au niveau de la partie inférieure du moule 5. The cycle begins with the positioning of a sole 41 at the bottom of the mold 5.
Cette manoeuvre est réalisée par le bras manipulateur 39 à vérin double effet. La semelle est amenée sur le chevalet vibrant 7 puis le bras se retire à une position de repos.This operation is carried out by the manipulator arm 39 with double-acting cylinder. The sole is brought to the vibrating bridge 7 then the arm is withdrawn to a rest position.
Le cadre 13 du système de moulage est ensuite descendu, étant guidé par ses quatre colonnes 15 sous l'action du vérin central 17 jusqu'à une position basse où le moulage peut commencer. The frame 13 of the molding system is then lowered, being guided by its four columns 15 under the action of the central jack 17 to a low position where the molding can begin.
Le moule 5 est alors fermé sur la semelle 41 par rapprochement central de ses demi-coquilles 19 mues par leur vérin hydraulique 23. The mold 5 is then closed on the sole 41 by central approximation of its half-shells 19 moved by their hydraulic cylinder 23.
Le tapis d'alimentation 9 alimenté lui-même par une trémie de matériau 45 est avancé jusqu'à venir au dessus du moule (en trait mixte) puis mis en fonctionnement. Le tapis 47 de la trémie alimentant le tapis 9 est également mis en fonctionnement déchargeant progressivement sur ce dernier le matériau de moulage (à base de béton et à faible teneur en eau). Le compactage ou le pilonnage est alors mis en fonctionnement tandis que le matériau de moulage est introduit dans le moule, le vérin pneumatique de pilonnage 27 (ou hydraulique 25) ayant préalablement été centré par les vérins de translation 49 du système à la position adéquate correspondante (axe du moule). The feed belt 9 itself fed by a hopper of material 45 is advanced until it comes above the mold (in phantom) and then put into operation. The belt 47 of the hopper supplying the belt 9 is also put into operation progressively discharging onto the latter the molding material (based on concrete and with low water content). The compaction or the ramming is then put into operation while the molding material is introduced into the mold, the pneumatic ramming cylinder 27 (or hydraulic ram 25) having previously been centered by the translation cylinders 49 of the system in the corresponding appropriate position. (axis of the mold).
Lorsque le pied de moule 51 est rempli, le système de vibration du moule solidaire du chevalet 7 est mis en action pendant un temps déterminé (quelques secondes) de façon à ce que tous les angles de cette partie soient bien remplis. When the mold base 51 is filled, the vibration system of the mold secured to the bridge 7 is put into action for a determined time (a few seconds) so that all the angles of this part are well filled.
Le remplissage du moule se poursuit jusqu'à atteindre la partie haute. A un certain niveau haut qui peut être déterminé par la hauteur de pilonnage (altitude de pénétration inférieure de la tête de pilonnage dans le moule), reflétant assez bien le degré de remplissage du moule, l'alimentation en matériau est interrompue. Les deux tapis 9 et 47 s'arretent et le tapis d'alimentation 9 revient à sa position initiale de repos. The filling of the mold continues until it reaches the upper part. At a certain high level which can be determined by the pounding height (lower penetration altitude of the pounding head in the mold), reflecting fairly well the degree of filling of the mold, the material supply is interrupted. The two belts 9 and 47 stop and the feed belt 9 returns to its initial rest position.
Le bras manipulateur 35 de l'armature de renforcement est mis en service et positionne la tige d'armature métallique (non représentée) verticalement en position centrée au dessus du moule. Le vérin hydraulique de compactage 25 est amené en position au dessus de l'armature et l'enfonce dans l'élément moulé. Ce bras s'escamote (par rotation) puis le bras manipulateur 29 de la plaque supérieure entre en action. I1 positionne la plaque 31 au-dessus du moule. Le vérin hydraulique 25 est utilisé à nouveau pour enfoncer la plaque 31 à la hauteur désirée. Ce faisant, il assure le compactage de la partie supérieure du produit moulé à la forme souhaitée et à la longueur définitive. Le vérin 25 revient alors en position de repos, de même que le bras manipulateur 29 qui revient avec la plaque à sa position initiale. The manipulator arm 35 of the reinforcing reinforcement is put into service and positions the metal reinforcing rod (not shown) vertically in the centered position above the mold. The hydraulic compacting cylinder 25 is brought into position above the frame and pushes it into the molded element. This arm retracts (by rotation) then the manipulator arm 29 of the upper plate comes into action. I1 positions the plate 31 above the mold. The hydraulic cylinder 25 is again used to push the plate 31 to the desired height. In so doing, it compacts the upper part of the molded product to the desired shape and to the final length. The jack 25 then returns to the rest position, as does the manipulator arm 29 which returns with the plate to its initial position.
Le moule 5 s'ouvre. Le cadre mobile 13 est alors élevé avec les demi-coquilles 19 écartées. Le produit moulé 53 maintenu en appui sur sa semelle 41 est alors évacué sur le chemin de convoyage amont 11 à l'aide d'un bras extracteur 55 mû par vérin. Ce bras revient en position de repos simultanément, et le moule se ferme pour être nettoyé à l'aide d'une brosse tournante 57 accompagnée de jets d'air comprimé. The mold 5 opens. The movable frame 13 is then raised with the half-shells 19 apart. The molded product 53 held in abutment on its sole 41 is then removed on the upstream conveying path 11 using an extractor arm 55 driven by a jack. This arm returns to the rest position simultaneously, and the mold closes to be cleaned using a rotating brush 57 accompanied by jets of compressed air.
Le moule s'ouvre ensuite, prêt pour un nouveau cycle. The mold then opens, ready for a new cycle.
De nombreuses variantes de réalisation peuvent entrer dans le cadre de l'invention. Many variant embodiments may fall within the scope of the invention.
Ainsi, au lieu d'un pilonnage du matériau moulé par vérin pneumatique, on peut également effectuer un compactage progressif à plus haute pression par le vérin hydraulique selon le produit à réaliser. Thus, instead of pounding the molded material by pneumatic cylinder, it is also possible to carry out progressive compaction at higher pressure by the hydraulic cylinder according to the product to be produced.
La machine a été représentée dans l'exemple avec deux modules de fabrication, mais elle peut naturellement en comporter d'autres, identiques ou non pour réaliser plusieurs lignes du produit. The machine has been shown in the example with two manufacturing modules, but it can naturally include others, identical or not, for producing several product lines.
Le produit fabriqué peut être de forme variable, rond, carré, rectangulaire ou avoir d'autres formes non géométriques. The manufactured product can be of variable shape, round, square, rectangular or have other non-geometric shapes.
Le matériau utilisé peut également être de nature variable, en béton traditionnel, plâtre etc.. ou tout autre matériau pouvant être moulé. The material used can also be of variable nature, in traditional concrete, plaster etc. or any other material which can be molded.
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