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"Presse"
L'invention concerne une presse, en particulier une presse destinée à la fabrication de bloc à base de terre, comprenant un vérin de compression agencé pour se déplacer dans un espace de moulage et des moyens pour obturer l'espace de moulage durant la compression.
Une telle presse est connue du brevet US PS 4.534. 721. Pour fabriquer un bloc, on remplit au préalable l'espace de moulage d'un mélange à base de terre, de ciment et d'eau. Le mélange est ensuite comprimé. Durant cette compression, l'espace de moulage est obturé.
Avec la presse connue cette obturation est réalisée par un second vérin placé au-dessus du premier.
Un désavantage du dispositif connu est qu'il ne peut être rendu mobile facilement. La superposition de deux vérins de compression relativement lourds a pour conséquence que le centre de gravité de la presse connue est situé relativement haut. De ce fait, la presse connue n'est donc pas conçue pour être montée sur un châssis mobile.
L'invention a pour but de réaliser une presse qui puisse être montée sur un châssis mobile sans pour autant gêner la mobilité de ce châssis.
A cette fin, une presse suivant l'invention est caractérisée en ce que les moyens pour obturer l'espace de moulage comprennent un clapet et un verrou destiné à verrouiller le clapet durant la compression, une première respect. une seconde commande d'ouverture et de fermeture du clapet étant centralisée autour du vérin de compression.
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L'utilisation du clapet et du verrou permet de ne pas devoir utiliser deux vérins superposés. Le centre de gravité de la presse suivant l'invention est situé sensiblement plus bas comparé à celui de la presse connue puisqu'il n'y pas superposition de vérins. Les commandes du verrou et du clapet étant centralisées autour du vérin de compression, une grande partie de la masse est centralisée autour du centre de gravité, luimême situé à une hauteur compatible avec celle d'un châssis mobile. Ceci permet donc de monter la presse suivant l'invention sur un châssis mobile sans pour autant gêner la mobilité du châssis.
Une presse mobile est un outil très pratique dans des régions difficilement accessible aux moyens de transport courants pour marchandises. La presse mobile permet de faire les blocs sur le chantier de construction et d'éviter ainsi leur transport. Dans les pays en voie de développement, dans lesquels l'infrastructure routière et la présence de moyens de transport adéquats et en nombre suffisant posent parfois de gros problèmes, la presse mobile offre une solution avantageuse puisqu'au lieu de transporter de grandes quantités de blocs on amène la presse sur place.
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Une première forme de réalisation préférentielle d'une presse suivant l'invention est caractérisée en ce que lesdites commandes sont formées par d'autres vérins. Ceci permet d'appliquer d'une façon fiable de grandes forces sur le clapet et le verrou, ces forces étant nécessaires à la finalité de la presse.
De préférence, les tiges des autres vérins sont agencées pour se déplacer sensiblement dans le même sens que la tige du vérin. Ceci facilite la centralisation de la masse autour du centre de gravité.
Une deuxième forme de réalisation préférentielle d'une presse suivant l'invention est caractérisée en ce que ledit clapet est monté en articulation par
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rapport à l'espace de moulage. Le montage en articulation contribue à la centralisation de la masse tout en étant une solution parfaitement compatible à l'utilisation d'un vérin de commande.
Une troisième forme de réalisation préférentielle d'une presse suivant l'invention est caractéri- sée en ce que le moyen de transport pour amener la matière à mouler vers l'espace de moulage est agencé pour faire effectuer au moins deux mouvements d'aller et de retour au tiroir lors d'une même opération de vidange de la matière à mouler dans l'espace de moulage. On parvient ainsi à tasser la masse introduite dans l'espace de moulage et à faire sauter d'éventuels ponts de terre sans devoir utiliser des outils additionnels.
De préférence, les parois de l'espace de moulage et la tête du vérin sont modulables. Ceci permet de fabriquer différents types de blocs avec la même presse. Lorsque la presse est montée sur un châssis mobile, ceci offre l'avantage de pouvoir fabriquer sur place et avec la même presse tous les types de blocs nécessaires à la construction d'une maison ou d'un autre logement.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide des dessins qui illustrent un exemple de réalisation d'une presse suivant l'invention.
La figure 1 illustre une presse suivant l'invention montée sur un châssis mobile.
La figure 2 illustre les circuits hydrauliques de commande du clapet et du verrou.
Les figures 3 et 4 illustrent le fonctionnement différentiel du circuit hydraulique qui commande le vérin de compression.
La figure 5 est un organigramme illustrant le fonctionnement de la presse suivant l'invention.
La figure 6, respectivement 7, illustre le poinçon pour la fabrication d'un bloc standard, respectivement d'un bloc d'angle.
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Dans les dessins, une même référence a été attribuée à un même élément ou à un élément analogue.
La presse suivant l'invention est montée sur un châssis 1 muni de roues 15, ce qui rend le châssis mobile. De préférence, le châssis est tractable, mais il va de soi qu'il peut également être pourvu de moyens pour entraîner les roues et d'en faire ainsi un véhicule autonome.
La presse comporte un vérin 2 de compression monté dans le corps 3 de la presse. Le vérin de compression est agencé pour se déplacer dans un espace 10 du moulage. Le corps de presse fait de préférence partie intégrante du châssis 1, ce qui permet, d'une part, de gagner du poids et, d'autre part, d'abaisser le centre de gravité de l'ensemble. Le corps de presse peut ainsi descendre jusqu'à environ 10 cm du sol sans gêner la mobilité du châssis. La suspension du châssis peut ainsi également être directement reliée au corps de la presse, ce qui permet de bien absorber et répartir le poids qu'exerce la presse sur le châssis.
Un tiroir 6 disposé sur la partie supérieure de la presse permet le remplissage de l'espace de moulage d'un mélange de terre, de ciment et d'eau. Le tiroir exécute un mouvement de va-et-vient afin d'amener le mélange depuis un lieu de remplissage vers l'espace de moulage. Le tiroir est par exemple déplacé à l'aide de moyens hydrauliques ou pneumatiques. Afin de permettre un remplissage convenable de l'espace de moulage et de faire sauter d'éventuels ponts de terre qui se seraient formés durant le remplissage de l'espace de moulage, le tiroir exécute de préférence au moins deux mouvements aller-retour sur au moins une partie de sa trajectoire.
Lorsque le tiroir est déplacé à l'aide de moyens hydrauliques, ceci est réalisé par exemple en inversant au moins deux fois successivement, durant une même opération
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de remplissage, le sens suivant lequel l'huile circule dans le vérin qui commande le mouvement du tiroir.
Le tiroir, qui sert également à déplacer les blocs fabriqués à l'aide de la presse, est situé à une hauteur (bras d'homme) de travail normale, ce qui permet d'économiser des moyens mécaniques pour évacuer les blocs fabriqués.
La presse comporte également un clapet 7 monté en articulation autour d'un axe 8 et commandé par un premier vérin 9. Le verrouillage du clapet 7 est assuré par un verrou 11 commandé par un second vérin 12.
Les premier et second vérins sont de préférence à commande hydraulique et, à cette fin, la presse comporte un réservoir 13 d'huile, également monté sur le châssis 1. L'alimentation en huile des vérins est contrôlée par une unité 14 de commande.
Comme illustré à la figure 1, le vérin 2 de compression est entouré de colonnes, de préférence quatre colonnes. Le premier 9, respectivement le second 12, vérin est monté en articulation par l'intermédiaire d'un support 16, respectivement 17 sur une première 4, respectivement une seconde 5, colonne. Le montage du premier et du second vérin sur les colonnes permet de centraliser la masse autour du centre de gravité. De plus, l'utilisation du clapet 7 et du verrou 11 permet de limiter la hauteur de la presse et donc également de centraliser la masse autour du centre de gravité. Cette centralisation de la masse permet à son tour le montage de la presse sur le châssis 1 mobile. En effet, un centre de gravité situé trop haut par rapport au sol poserait un problème de tenue de route du châssis.
Le montage d'une presse sur un châssis mobile a donc nécessité une reconsidération de la construction de la presse même.
Les lignes d'action du vérin 1 de compression ainsi que celles du premier 9 et second 12 vérin sont rapprochées l'une de l'autre et opèrent sensiblement
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dans la même direction, ce qui contribue également à la centralisation de la masse. De plus, ce rapprochement des lignes d'action permet d'éviter que de fortes torsions soient imposées au châssis lors du fonctionnement de la presse.
Le réservoir 13 d'huile, lorsqu'il est rempli, représente un poids considérable. Son montage au centre du châssis est avantageux pour la mobilité du châssis car il contribue également à la centralisation de la masse.
La tige du vérin 2 de compression a un diamètre relativement important, par exemple de 180 mm. Ceci permet d'éviter l'emploi de colonnes de guidage, le guidage du poinçon étant effectué par le guidage du vérin qui reprend la rotation imposée à celui-ci par l'asymétrie du bloc lors de la fabrication de ce dernier. Cette dimension relativement importante du vérin favorise également l'équilibre de la presse.
Les différents vérins sont de préférence formés par des vérins hydrauliques commandés par des distributeurs 17,19, 20,21 et 22 à trois positions et à quatre voies comme illustré à la figure 2. Les vérins 2,9, 12 et 18 sont montés en parallèle sur une conduite 26 de pression en provenance du réservoir et une conduite 27 de retour.
Le vérin 18 du tiroir est commandé par le distributeur 17. Lorsque le tiroir doit être déplacé depuis l'endroit du chargement vers l'espace de moulage, le distributeur 17 est branché dans la position comme indiquée à la figure 2. L'huile sera pompée à partir du réservoir par la conduite 26 et le distributeur 17 vers l'espace 18-1 du vérin 18. L'huile présente dans l'espace 18-2 s'écoulera par le distributeur 17 et la conduite 27 vers le réservoir. Le vérin 18 se déplacera dans le sens indiqué par le flèche 23.
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Pour obtenir un mouvement de va-et-vient du tiroir, il suffit de commuter le distributeur 17 dans une position où les flèches 24,25 sont parallèles l'une à l'autre pour ainsi injecter brièvement de l'huile dans l'espace 18-2 afin de déplacer le vérin dans le sens contraire à la flèche 23.
A part leur mouvement de va-et-vient, les vérins 2,9 et 12 sont commandés d'une façon analogue à celle décrite pour le vérin 18 du tiroir. La commande des distributeurs est, par exemple, gérée à l'aide d'électro-aimants commandés par la centrale 14.
Le vérin 2 de compression opère selon un mode de fonctionnement appelé fonctionnement différentiel et qui sera décrit à l'aide des figures 3 et 4. Dans un premier temps de la compression où le vérin 2 doit exercer peu de force, les distributeurs 21 et 22 sont branchés, comme indiqué à la figure 3. L'huile en provenance du réservoir est amenée par la conduite 26, le distributeur 21 et la conduite 28 vers l'espace 2-1 du vérin 2.
L'huile présente dans l'espace 2-2 circule alors par la conduite 29, les distributeurs 21 et 22 vers le point de jonction 30 dans la conduite 28. On augmente ainsi le débit d'huile injectée dans l'espace 2-1. Toutefois ceci relie l'un à l'autre les espaces 2-1 et 2-2 et il y aura donc la même pression côté tige du vérin qu'au fond du vérin 2. La pression au fond du vérin agit sur la surface du piston supérieure à celle côté tige. La force exercée au fond du vérin sera donc supérieure à celle exercée côté tige, ce qui provoquera la sortie de la tige hors du vérin. En renvoyant l'huile au fond du vérin (espace 2-1), la pompe doit envoyer moins d'huile au vérin, ce qui permet un gain de temps et de vitesse de déplacement du vérin.
Lorsque le vérin de compression doit exercer une grande force de compression sur la matière à compresser, une force supérieure doit être appliquée au
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fond du vérin qui n'est que difficilement réalisable par le fonctionnement différentiel. Ainsi, à partir d'un certain moment durant la compression, le distributeur 22 sera commuté. Ce moment de commutation est, par exemple, déterminé en mesurant la pression statique à l'intérieur de l'espace 2-1 ou en mesurant la position de la tige du vérin. Lorsque la pression statique atteint une certaine valeur, par exemple 140 bar, ou lorsque la tige atteint une certaine position, par exemple 2/3 de sa course, le distributeur 22 est commuté dans la position indiquée à la figure 4.
Ainsi l'huile, qui est évacuée de l'espace 2-2, circulera par la conduite 29, le distributeur 21, la conduite 31, le distributeur 22 et la conduite 32, vers la conduite 27 de retour. L'espace 2-1 est alors uniquement alimenté par de l'huile sous pression en provenance du réservoir, ce qui permet d'appliquer une plus grande force sur le vérin 2. Dans le cas de la fabrication de blocs à base de terre, une force d'à peu près 1000 KN est appliquée.
Un exemple du fonctionnement de la presse suivant l'invention sera maintenant décrit à l'aide de l'organigramme repris à la figure 5. L'exécution de ces différentes étapes est gérée par l'unité de commande 14 qui, à cette fin, est équipée d'un microprocesseur ou d'une unité logique programmable.
40. STRT. : est le démarrage d'une opération de com- pression.
41. P STB ? : L'unité de commande vérifie si : a) la tige du vérin 2 de compression se trouve bien en position supérieure ; b) le clapet 7 se trouve en position ver- ticale ; c) le verrou 11 se trouve en retrait vis- à-vis du clapet pour ne pas gêner le clapet lorsque ce dernier se fermera ;
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d) le tiroir 6 d'alimentation se trouve en retrait vis-à-vis de l'espace de mou- lage.
42. RESR : Ceci est une étape dite de restauration où, suite à la constatation d'une situa- tion anormale lors de l'étape 41, l'unité de commande va tenter de remédier à cette situation, par exemple en actionnant le distributeur qui commande le vérin de l'é- lément où la situation anormale a été constatée.
43. VER ? : L'unité de commande vérifie si la tenta- tive de remédier à la situation anormale a réussi. Si tel est le cas l'étape 41 est reprise pour continuer la vérification.
Au cas où il n'a pas été possible d'y re- médier un signal d'alarme (44 ALM) est produit et le fonctionnement de la presse est arrêté (45 STP).
Les étapes 42 et 43 peuvent le cas échéant être optionnelles.
46. MVTR : Le distributeur 17 est commandé afin d'ac- tionner le vérin 18 du tiroir 6 et amener la matière à compresser dans l'espace de moulage.
47. TR BC ? : Le mouvement du tiroir est surveillé afin de contrôler s'il ne se bloque pas en cours de route et s'il revient en position de chargement. Ceci est par exemple réa- lisé à l'aide d'un détecteur de fin de course qui est surveillé par l'unité de commande 14. Dès que le tiroir est ac- tionné, l'unité de commande vérifie son mouvement. Ainsi, l'unité de commande vérifie pendant des période de par exemple
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5/10 de seconde, l'indication fournie par le ou les détecteurs de fin de course.
Cette indication est alors comparée à l'indication qualifiée de normale. Lors- que l'unité de commande constate une ano- malie (47, N), un signal d'alarme (44, ALM) est produit, suivi d'un arrêt (45, STP) de la presse. On empêche ainsi une détério- ration de la presse due à un mauvais fonc- tionnement de l'un de ses organes.
48. MV. V2 : Lorsque le tiroir se trouve au-dessus de l'espace de moulage les distributeurs 21 et 22 sont actionnés afin de permettre à la tige du vérin 2 de descendre jusqu'à une hauteur de remplissage définie par exemple par un interrupteur de positionne- ment.
49. V2HR ? : L'unité de commande 14 vérifie si la tige du vérin descend bien jusqu'à ladite hau- teur de remplissage. Ceci est par exemple réalisé en surveillant le déclenchement de l'interrupteur de positionnement par la tige du vérin 2. Lorsque l'unité de com- mande ne reçoit pas ce signal endéans une période prédéterminée (49, N) un signal d'alarme est produit (44, ALM) suivi d'un arrêt (45, STP) de la presse.
50. CM CL : La commande du tiroir ayant normalement (47, Y) mené au remplissage de l'espace de moulage, le clapet 7 sera maintenant acti- vé. A cette fin, le distributeur 20 sera commuté en une position permettant à la tige de vérin 9 de sortir. Le clapet, qui est en position verticale (comme indiqué en pointillé à la figure 1) lorsqu'il est ouvert, va maintenant, à cause du mouve-
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ment de la tige du vérin 9, pivoter autour de l'axe 8 pour obturer l'espace de mou- lage.
51. CL H ? : L'unité de commande vérifie si le clapet est en position horizontale. Ceci est par exemple réalisé à l'aide d'un interrupteur qui est enclenché lorsque le clapet est fermé et qui envoie alors un signal"cla- pet clos" à l'unité de commande. Lorsque l'unité de commande ne reçoit pas ce si- gnal endéans un temps prédéterminé (51, N), un signal d'alarme est produit (44, ALM) suivi d'un arrêt (45, STP) de la presse.
52. CM VR : Le verrouillage du clapet 7 est réalisé à l'aide du distributeur 19 et du vérin 12.
Le mouvement du vérin 12 fait pivoter le verrou 11 en direction du clapet pour ain- si verrouiller ce dernier.
53. VR F ? : L'unité de commande vérifie si le verrou 11 verrouille convenablement le clapet.
Ceci est par exemple réalisé à l'aide d'un détecteur de position du verrou ou de la tige du vérin 12. La production d'un si- gnal d'alarme (44, ALM) suivi d'un arrêt (45, STP) de la presse sont les conséquen- ces d'un mauvais verrouillage.
54. MVP P : Le vérin 2 de compression est activé pour exécuter la compression de la matière et ainsi former un bloc.
55 P P ? : L'unité de commande vérifie, par exemple à l'aide d'un détecteur de fin de course, le mouvement du vérin de compression.
56 OP VR : C'est le déverrouillage du verrou 11 après que la compression ait eu lieu.
57. VR O ? : L'unité de commande vérifie si le verrou
11 se déverrouille normalement.
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58. 0P CL : Le clapet 7 est ramené en position verti- cale afin d'ouvrir l'espace de moulage et permettre l'évacuation du bloc qui vient d'être fabriqué.
59. CL O ? : L'unité de commande vérifie le mouvement d'ouverture du clapet.
60. PE : Le vérin 2 de compression éjecte le bloc qui vient d'être produit et prend sa posi- tion de départ pour le cycle suivant.
61. STP ? : L'unité de commande vérifie si la presse doit être arrêtée.
Pour permettre de fabriquer différents blocs a l'aide de la presse suivant l'invention, l'espace de moulage est modulable. La figure 6 illustre un exemple de réalisation d'un poinçon inférieur utilisé pour fabriquer un bloc SBB standard. Le poinçon comporte une plaque 61 de base destinée à être fixée sur la tête du vérin de compression. Sur cette plaque de base sont vissées quatre chandelles 62,63, 64 et 65 qui supportent une plaque supérieure 66 sur laquelle sont fixées des masselottes 67 et 68. Les chandelles servent à reprendre les efforts appliqués par le vérin de compression.
La figure 7 illustre les composants qui forment l'intérieur de l'espace de moulage lorsque des blocs d'angle doivent être fabriqués. Dans cet exemple, il n'y a que deux chandelles 64 et 65. Des voiles 69 et 70, reliant la plaque de base 61 à la plaque supérieure 71, servent également à reprendre les efforts appliqués par le vérin de compression. La plaque 71 supérieure est pourvue d'une ouverture 72 circulaire qui caractérise le bloc d'angle.