<Desc/Clms Page number 1>
MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Procédé et dispositifs pour la fabrication de corps creux en béton ou analogues, par vibro-centrifugation" la Société dite : SOCIETE CONTINENTALE ET COLONIALE DE CONSTRUCTION, Société Anonyme, 18-20, Place de Louvain, BRUXELLES.
La fabrication de tuyaux, poteaux et autres objets creux en béton ou autres matières plastiques, selon les procédés usuels de centrifugation, présentent non seulement l'inconvénient de nécessi- ter l'emploi d'un mélange à centrifuger contenant une quantité importante d'eau et des graviers ou ballast de petites dimensions, afin de lui donner la plasticité indispensable, mais aussi d'exiger une vitesse angulaire élevée des moules en vue de réaliser un serrage énergique du béton ou analogue. Il en résulte, d'une part, une forte réduction de la résistance du. béton et, d'autre part, une construction onéreuse des machines et moules utilisés pour la centrifugation.
Dans le but d'obvier à ces inconvénients, il a été proposé d'appliquer au moule en rotation, ou même à toute la machine à centrifuger, des vibrations ou des saltations radiales ou longitudinales, de manière à vibrer le béton, au cours de sa centrifugation, sous l'effet des vibrations qui lui sont transmises depuis l'extérieur du moule. Cette fabrication de corps creux par vibro-centrifugation a effectivement permis d'éliminer les susdits inconvénients, et a notamment rendu possible de limiter la vitesse de rotation du moule à la vitesse nécessaire pour maintenir le béton ou analogue en contact avec la paroi intérieure du moule, pendant la fabrication de l'objet creux.
Dans ce système connu, le moule et toute la machine sont toutefois forcément soumis à des vibrations énergiques, et partant dangereuses, dont l'amortissement ne peut d'ailleurs pas être envisagé, puisque c'est le moule même qui sert à transmettre au béton ou analogue les vibrations qui lui sont imprimées de l'extérieur. La construction du moule et de la machine doit donc être très robuste, et par conséquent coûteuse, tandis que l'importan-
<Desc/Clms Page number 2>
ce de leur niasse exige l'emploi de puissants moyens de vibration et entraîne une dépense d'énergie exagérée par rapport à celle qui est strictement nécessaire pour réaliser la vibration de la masse de béton ou analogue.
L'invention permet de supprimer ces désavantages grâce au fait que, pendant la centrifugation, les vibrations sont appliquées directement à la matière à vibrer, par l'intérieur du moule en rotation.
Selon l'invention, cette vibration est réalisée à l'aide d'un appareil vibratoire qui est mis en contact direct avec le béton ou analogue, à l'intérieur du moule, cet appareil comportant essen- tiellement un cylindre vibrant ou un mandrin vibrant, de diamètre inférieur ou égal au diamètre intérieur de l'objet à fabriquer, lequel cylindre ou mandrin, peut s'étendre sur toute la longueur de l'objet ou sur une partie seulement de cette longueur, un mouve- ment longitudinal par rapport au moule devant lui être imprime dans ce dernier cas, au cours de l'opération de vibration.
La mise en vibration du cylindre ou du mandrin peut être réalisée à l'aide de dispositifs vibratoires quelconques (axes à balourds, appareils magnétiques, pneumatiques ou mécaniques) placés à l'intériour du cylindre ou du mandrin, ou à l'une ou aux deux extrémités de celui-ci.
Pour permettre l'introduction de l'appareil vibratoire dans le moule, celui-ci présentera au moins une extrémité ouverte. Cette introduction peut se faire à la main, ou à l'aide d'un système de suspension quelconque, tel qu'un palan, un chariot ou tout autre moyen adéquat.
On comprendra que le système de vibration par l'intérieur évite l'inconvénient de soumettre le moule et la machine à des vibrations dangereuses. De plus, il est possible de garantir complètement la machine contre les vibrations en munissant de bandages élastiques, de préférence pneumatiques, les galets de roulement sur lesquels est monté le moule rotatif.
Par ailleurs, grâce au fait que les vibrations sont appliquées directement au béton, on peut utiliser des vibrateurs plus légers et la dépense d'énergie est pratiquement réduite à celle effectivement nécessaire pour la vibration du béton ou analogue. Comme la vibration provoque toujours un appel de laitance à la surface soumise à la vibration, cette laitance se trouvera, dans le cas de l'invention, à la surface intérieure du corps creux, où elle contribuera avec la plus grande efficacité à l'imperméabilisation de ce corps.
A simple titre démonstratif, deux exemples de réalisation de
<Desc/Clms Page number 3>
l'invention se trouvent décrits ci-aprés avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel
Fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale d'une machine équipes d'un appareil vibratoire selon l'invention,
Fig. 2 montre une vue en coupe suivant la ligne II-II de fig. 1,
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'une machine équipée d'un autre appareil vibratoire selon l'invention,
Fig. 4 est une vue en coupesuivant la ligne IV-IV de Fig. 3, et
Fig. 5 est une vue de détail à plus grande échelle.
Dans l'exemple illustré en Figs. 1-2, la machine à centrifuger comporte deux trains de galets A montés sur un châssis B. Un moule C, placé, sur ces galets, est animé d'un mouvement de rotation suffisant pour que le béton ou autre matière plastique D, qui est introduite par une des extrémités libres du moule, avant ou après la mise en rotation de celui-ci, soit projetée sur la paroi intérieure du inouïe et y reste adhérer. L'appareil de vibration comporte un cylindre vibrant E qui est soutenu par une chape F fixée à un chariot G monté sur rails. Ce cylindre est introduit dans le moule par une de ses extrémités et est mis en contact avec le béton à serrer.
Le cylindre vibrant E peut également être soutenu à chacune de ses extrémités par un chariot monté sur rails. Dans ce cas, la chape F sera supprimée. Lors du déplacement ou de 1''enlèvement d'un moule sur la machine à centrifuger, le cylindre vibrant sera détaché d'un des chariots et sera dégagé de l'intérieur du moule en reculant l'autre chariot.
La pression de contact, qui est très faible au débuta peut être augmentée graduellement jusqu'à obtention du serrage voulu du béton*. A cet effet on peut, soit régler la position du cylindre E par rapport au moule C, soit varier l'écartement entre les axes des galets A, de façon à régler la position du moule par rapport au cylindre. Ce dernier réglage est aisé lorsqu'un des trains de galets est monté à coulissement sur le châssis B.
La vibration peut être poussée jusqu'à provoquer un afflux de laitance à la surface intérieure du tuyau, suffisant pour y former une couche de mortier de ciment dont l'épaisseur peut être réglée à volonté en prolongeant plus ou moins la vibration, et qui contribue grandement à augmenter l'étanchéité de la paroi du tuyau.
La vitesse de rotation pendant et après la vibration peut être réglée de manière à donner une compacité optimum au béton.
<Desc/Clms Page number 4>
Le cylindre e peut être fixe sur son axe H. Il peut également êtrs monté librement sur celui-ci, afin d'être entraîne en rotation par le contact avec la matière D. Par suite de la résistance offerte par le cylindre, il peut, dans les deux cas, se produire une certaine accumulation locale de matière devant le cylindre, tandis qu'il faut également craindre une déviation de l'axe du cylindre par rapport à la génératrice du moule. Il importe donc que, aans les deux alternatives envisagées ci-dessus, ce cylindre soit guidé à ses deux extrémités.
Ces inconvénients peu vent être cuites en imprimant une rotation propre au cylindre E, de façonà lui donner une vitesse périphérique qui est égale à ou légèrement différente de celle de/la surface intérieure de la matière D.
Dans le premier cas, aucun déplacement superficiel de la matière ne peut se produire, tandis qu'en donnant au cylindre une vitesse périphérique quelque peu plus grande ou plus petite, on réalise un certain lissage mécanique de la paroi intérieure du corps creux.
Les moyens moteurs indispensables à la mise en vibration et à la mise en rotation du cylindre E peuvent être disposés sur le chariot G.
Dans l'exemple illustré, le cylindre vibrant s'étend sur toute la longueur de l'objet à vibrer. On peut également utiliser un cylindre dont la longueur est nettement plus faible que celle du moule. Dans ce cas, il suffit d'imprimer un mouvement de va et vient au chariot G, de manière à faire agir le cylindre vibrant successivement sur tous les points de la surface intérieure de l'objet en cours de fabrication.
Dans la forme de réalisation illustrée en Figs. 3-5, la machine comporte deux poupées I de quatre galets J chacune, qui supportent le moule K, dans lequel le béton ou analogue L est introduit par une de ses extrémités libres. L'appareil vibratoire est constitué par un mandrin vibrant !il, qui est fixé au chariot N par l'intermédiaire d'un joint élastique 0, ce chariot comportant les moyens de mise en vibration du mandrine ge dernier présente un diamètre extérieur égal au diamètre intérieur final de l'objet à fabriquer.
L'extrémité libre du mandrin a une forme conique ou similaire, afin de faciliter son introduction dans l'espace annulaire existant au contre du moule avant serrage du béton. La vibration du mandrin facilite son introduction à l'intérieur du corps en formation, au fur et à mesure du serrage du béton, comme indiqué eu Fig. 50
En déplaçant le chariot N, guidé par des rails, on imprime au
<Desc/Clms Page number 5>
mandrin M un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du tuyau ou analogue en cours de fabrication. Le mandrin est également maintenu en vibration pendant son extraction finale, afin de faciliter celle-ci.
Ce mandrin M pourrait avoir une longueur active plus faible que l'objet à fabriquer; dans ce cas, sa partie voisine du chariot aurait un diamètre moindre et serait reliée à l'extrémité active par un raccord tronconique. Il pourrait également être monté librement sur son axe ou recevoir une rotation propre comme le cylindre décrit à l'exemple précédent.
De même, il pourra être soutenu à chacune de ses extrémi- tés par un chariot monté sur rails et détaché d'un de ces chariots lors du placement ou de l'enlèvement d'un moule.
Il pourra être prévu des mandrins de divers diamètres, qui seront introduits successivement dans un morne tuyau en fabrication au fur et à'mesure du serrage de la. matière.
Le mandrin montré en Figs. 3-5 convient plus spécialement à la fabrication d'objets de petit diamètre, tandis que le cylindre selon Figs. 1-2 convient surtout à la fabrication de tuyaux de grand diamètre.
Il va de soi que l'appareil vibratoire peut être réalisé sous de multiples formes constructives différentes. On peut utiliser simultanément plus d'un vibrateur, notamment pour la confection d'objets de grande longueur, par exemple deux vibrateurs introduits par-les deux extrémités du moule.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTIVE MEMORY in support of a patent application "Process and devices for the manufacture of hollow concrete or similar bodies, by vibro-centrifugation" the Company known as: CONTINENTAL AND COLONIAL CONSTRUCTION SOCIETY, Société Anonyme, 18 -20, Place de Louvain, BRUSSELS.
The manufacture of pipes, posts and other hollow objects in concrete or other plastic materials, according to the usual centrifugation processes, not only have the drawback of requiring the use of a centrifuge mixture containing a large quantity of water. and small-sized gravel or ballast, in order to give it the indispensable plasticity, but also to require a high angular speed of the molds in order to achieve an energetic clamping of the concrete or the like. This results, on the one hand, in a strong reduction in the resistance of. concrete and, on the other hand, expensive construction of the machines and molds used for centrifugation.
In order to obviate these drawbacks, it has been proposed to apply to the rotating mold, or even to the entire centrifuge machine, vibrations or radial or longitudinal saltations, so as to vibrate the concrete, during its centrifugation, under the effect of vibrations transmitted to it from outside the mold. This manufacture of hollow bodies by vibro-centrifugation has effectively made it possible to eliminate the aforementioned drawbacks, and in particular made it possible to limit the rotational speed of the mold to the speed necessary to keep the concrete or the like in contact with the interior wall of the mold. , during the manufacture of the hollow object.
In this known system, the mold and the whole machine are however necessarily subjected to energetic vibrations, and therefore dangerous, the damping of which can moreover not be envisaged, since it is the mold itself which is used to transmit to the concrete. or the like, the vibrations imparted to it from the outside. The construction of the mold and the machine must therefore be very robust, and consequently expensive, while the importance of
<Desc / Clms Page number 2>
This mass requires the use of powerful vibrating means and results in an exaggerated expenditure of energy compared to that which is strictly necessary to achieve the vibration of the mass of concrete or the like.
The invention makes it possible to eliminate these disadvantages by virtue of the fact that, during centrifugation, the vibrations are applied directly to the material to be vibrated, from the inside of the rotating mold.
According to the invention, this vibration is carried out with the aid of a vibratory device which is brought into direct contact with the concrete or the like, inside the mold, this device essentially comprising a vibrating cylinder or a vibrating mandrel. , of diameter less than or equal to the internal diameter of the object to be manufactured, which cylinder or mandrel, can extend over the entire length of the object or over only a part of this length, a longitudinal movement with respect to the mold to be printed on it in the latter case, during the vibration operation.
The vibration of the cylinder or mandrel can be achieved using any vibratory devices (unbalanced axes, magnetic, pneumatic or mechanical devices) placed inside the cylinder or mandrel, or one or more two ends of it.
To allow the introduction of the vibratory device into the mold, the latter will have at least one open end. This introduction can be done by hand, or using any suspension system, such as a hoist, a trolley or any other suitable means.
It will be understood that the system of vibration from the inside avoids the drawback of subjecting the mold and the machine to dangerous vibrations. In addition, it is possible to completely guarantee the machine against vibrations by providing elastic tires, preferably pneumatic, the track rollers on which the rotary mold is mounted.
On the other hand, by virtue of the fact that the vibrations are applied directly to the concrete, lighter vibrators can be used and the energy expenditure is practically reduced to that actually required for the vibration of the concrete or the like. As the vibration always causes a call for laitance on the surface subjected to the vibration, this laitance will be, in the case of the invention, on the interior surface of the hollow body, where it will contribute most effectively to the waterproofing. of this body.
For demonstration purposes only, two examples of
<Desc / Clms Page number 3>
the invention are described below with reference to the accompanying schematic drawing, in which
Fig. 1 shows a view in longitudinal section of a machine fitted with a vibratory device according to the invention,
Fig. 2 shows a sectional view along the line II-II of FIG. 1,
Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a machine equipped with another vibratory device according to the invention,
Fig. 4 is a view in section following the line IV-IV of FIG. 3, and
Fig. 5 is a detail view on a larger scale.
In the example illustrated in Figs. 1-2, the centrifuge machine has two sets of rollers A mounted on a frame B. A mold C, placed on these rollers, is driven with a sufficient rotational movement so that the concrete or other plastic D, which is introduced through one of the free ends of the mold, before or after it is rotated, is projected onto the inner wall of the unheard of and remains adherent to it. The vibration apparatus comprises a vibrating cylinder E which is supported by a yoke F fixed to a carriage G mounted on rails. This cylinder is introduced into the mold by one of its ends and is brought into contact with the concrete to be clamped.
The vibrating cylinder E can also be supported at each of its ends by a carriage mounted on rails. In this case, the clevis F will be removed. When moving or removing a mold on the centrifuge machine, the vibrating cylinder will be detached from one of the carriages and will be released from inside the mold by reversing the other carriage.
The contact pressure, which is very low at the start, can be gradually increased until the desired concrete tightening is obtained *. To this end, it is possible either to adjust the position of the cylinder E relative to the mold C, or to vary the spacing between the axes of the rollers A, so as to adjust the position of the mold relative to the cylinder. This last adjustment is easy when one of the roller trains is slidably mounted on the frame B.
The vibration can be pushed to cause an influx of laitance to the inner surface of the pipe, sufficient to form a layer of cement mortar, the thickness of which can be adjusted at will by prolonging the vibration more or less, and which contributes greatly to increase the tightness of the pipe wall.
The speed of rotation during and after the vibration can be adjusted so as to give optimum compactness to the concrete.
<Desc / Clms Page number 4>
The cylinder e can be fixed on its axis H. It can also be freely mounted on it, in order to be driven in rotation by contact with the material D. As a result of the resistance offered by the cylinder, it can, in both cases, there is a certain local accumulation of material in front of the cylinder, while it is also necessary to fear a deviation of the axis of the cylinder with respect to the generatrix of the mold. It is therefore important that, aans the two alternatives considered above, this cylinder is guided at its two ends.
These drawbacks can be cured by imparting a specific rotation to the cylinder E, so as to give it a peripheral speed which is equal to or slightly different from that of / the interior surface of the material D.
In the first case, no surface displacement of the material can occur, while by giving the cylinder a somewhat greater or less peripheral speed, a certain mechanical smoothing of the inner wall of the hollow body is achieved.
The motor means which are essential for setting the cylinder E into vibration and rotating can be placed on the carriage G.
In the example illustrated, the vibrating cylinder extends over the entire length of the object to be vibrated. It is also possible to use a cylinder whose length is significantly shorter than that of the mold. In this case, it suffices to impart a back and forth movement to the carriage G, so as to cause the vibrating cylinder to act successively on all the points of the interior surface of the object being manufactured.
In the embodiment illustrated in Figs. 3-5, the machine comprises two dolls I of four rollers J each, which support the mold K, in which the concrete or the like L is introduced by one of its free ends. The vibratory apparatus consists of a vibrating mandrel! It, which is fixed to the carriage N by means of an elastic seal 0, this carriage comprising the means for setting the last mandrel to vibrate has an outside diameter equal to the diameter final interior of the object to be manufactured.
The free end of the mandrel has a conical shape or similar, in order to facilitate its introduction into the annular space existing against the mold before the concrete is clamped. The vibration of the mandrel facilitates its introduction inside the forming body, as the concrete is clamped, as indicated in Fig. 50
By moving the carriage N, guided by rails, we print at the
<Desc / Clms Page number 5>
mandrel M reciprocating within the pipe or the like during manufacture. The mandrel is also kept in vibration during its final extraction, in order to facilitate this one.
This mandrel M could have an active length which is shorter than the article to be manufactured; in this case, its part adjacent to the carriage would have a smaller diameter and would be connected to the active end by a frustoconical connection. It could also be mounted freely on its axis or receive its own rotation like the cylinder described in the previous example.
Likewise, it may be supported at each of its ends by a carriage mounted on rails and detached from one of these carriages during the placement or removal of a mold.
Mandrels of various diameters may be provided, which will be introduced successively into a dismal pipe being manufactured as and when the tightening of the. matter.
The mandrel shown in Figs. 3-5 is more especially suitable for the production of small diameter objects, while the cylinder according to Figs. 1-2 is most suitable for making large diameter pipes.
It goes without saying that the vibratory apparatus can be produced in many different constructive forms. More than one vibrator can be used simultaneously, in particular for making objects of great length, for example two vibrators introduced by the two ends of the mold.