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Système de compression pour matériaux libres en général, et particulièrement bloqueurs et formateurs mécaniques à pres- sions alternées à haute fréquence.
Il est bien connu que le mécanisme de compression en forme ou moule ou autre d'une matière donnée libre, homogène ou hétérogène, consiste à amener les grains à glisser les uns sur les autres dans le sens de la gravité au point de leur fai- re atteindre le meilleur ajustement en vainquant leur résistance par l'emploi partiel ou total des forces de compression sui- vantes : a) force de gravité des grains de la matière : cetteforce maxima dans les couches inférieures, sur lesquelles pèse le res- te de lamatière, est presque nulle à la surface. b) tension capillaire qui se crée entre les surfaces des grains en fonction du degré d'humidité de la matière et de son dosage volumétrique.
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c) Compression à laquelle peut être soumise la matière: normalement à caractère continu connu dans les presses hydrau- liques,ou alternée comme dans les systèmes à pilons actionnés à la main ou mécaniquement.
La vibration, pour en revenir au système de compression le plus représentatif et le plus voisin de celui objet de l'invention, est un système qui exploite les seules forces de gravité et de tension capillaires réduisant simultanément la résistance interne de la matière par l'action lubrifiante des mouvements vibrateurs transmis.
Par conséquent, la vibration trouve son propre champ d'application dans le traitement de la matière, par exemple, béton, où la teneur d'eau et le dosage volumétrique et quan- titatif (granulométrie) peuvent être plus appropriés: l'effi- cacité de la vibration est en fait minime dans le traitement des matières trop "sèches" surtout pour les produits de petite épaisseur où, par-dessus tout, la force de gravité ne peut avoir un effet suffisant.
Pour élargir le champ d'application de la vibration, pour obvier aux exigences propres des forces de compression dis- ponibles, ou vice-versa pour complèter les systèmes de com- pression à simple "compression", qui par leur mécanisme même ne se prêtent qu'au traitement des matières et produits à faible résistance interne ou de petite épaisseur, on est arri- vé à combiner la vibration avec la compression, ce qui revient à dire à exploiter toutes les forces de compression dont on dispose : la force de gravité, la tension capillaire, l'action "lubrifiante" de la vibration et de la compression de: manière à obtenir, en dernière analyse, outre les hauts degrés de compression des produits, également une plus grande rapidité de travail, grâce au développement produit par la compression.
Certains constructeurs ont résolu le problème d'une des manières suivantes:
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a/ en mettant sur la matière en vibration un poids tel qu'il comble la déficience de la force de gravité dans les couches supérieures et en augmente l'efficacité. b/ en comprimant la matière, simultanément ou successi- vement à la vibration,par l'action continue d'un pressage hy- draulique ou à air comprimé ou mécanique quelconque.
Chacun des systèmes a résolu le problème, mais pas complètement, surtout pour ce qui concerne la complexité de la solution mécanique qui rend les machines encombrantes et lourdes.
Le système à "compressionsalternées à haute fréquence" ob- jet du présent brevet résoud complètement le problème de la simultanéité des opérations de vibration et de compression avec l'efficacité et la simplicité mécanique maxima. à
Le système est basé sur le principe de transmettre/la ma- tière à comprimer une succession de pressions d'intensité et de fréquence adéquates, à titre d'exemple 60 préssions de 1500 Kg à la seconde de manière à soumettre la matière pendant la durée du processus de compression, durée d'environ 10 se- condes, à une compression totale de 600 pressions successives de 1500 Kg. chacune et à une vibration, transmise par propagation de l'action pressante d'une fréquence égale à celle de l'alter- nance des pressions, c'est-à-dire d'environ 3600 vibrations à la minute.
Pour rendre plus clair le procédé de compression objet de l'invention, il est rappelé l'alternance des pressions exercée par les pilons d'un bloqueur ordinaire à pilons, qui peut se définir système à pressions alternées à faible fréquen- ce, si faible toutefois qu'elle ne peut transmettre aucun ef- fet vibratoire.
Il est rappelé encore au sujet de l'efficacité dé l'al- ternance des pressions et de leur intensité, c'est-à-dire, indépendamment des effets vibratoires transmis, l'action maè nuelle de l'ouvrier qui, pour enfoncer un clou dans un morceau de bois, le soumet à une succession de coups de marteau d'in-
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tensité beaucoup inférieure à celle qui serait nécessaire pour obtenir le même résultat avec un seul coup ou, pis encore, avec une pression continue.
La forme adoptée de préférence pour obtenir l'alternance des pressions, alternance @ qui peut également être obtenue par l'emploi de cames, bielles, vibrateurs électromagnétiques, hydrauliques, à air comprimé, etc., est celle de l'emploi des vibrateurs à direction unique V, faits de manière à transmet- tre une force F (résultante des forces centrifuges F1-F2 des excentriques R en rotation d'intensité de 10 à 20 fois plus grande, à titre d'orientation, que celle qui serait nécessaire pour la simple vibration) avec effets qui s'alternent à chaque tour des excentriques R, c'ést-à-dire à la fréquence de leur vitesse de rotation.
Dans le système également adopté de préférence pour transmettre les pressions à la matière (voir fig. 3) c'est-à- dire pour procéder à sa compression, les forces alternées F sollicitent la matière M contenue dans le moule S à se compri- mer à chaque alternance contre la plaque d'arrêt C,qui, devant constamment former résistance aux forces alternées F, suivra en s'abaissant, avec un système quelconque, la contraction pro- gressive de la matière jusqu'au refus de compression (position de la plaque d'arrêt sur la figure correspondant à la contrac- tion finale (f) de la matière.
Conformément aux exigences d'application de la vibration la plus orthodoxe, le système permet l'ajustage automatique de l'intensité et de la fréquence des vibrations transmises, de manière à permettre la réduction d'intensité correspondant au progrès de la compression (une énergie graduelle moindre étant nécessaire pour l'ajustement des grains) et l'augmenta- tion de la fréquence nécessaire pour valoriser au maximum les effets de la tension capillaire :
ressorts A, en fait, à la descente de la plaque d'arrêt C se contractent en limitant
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l'intensité et l'amplitude des oscillations (amplitude - au lieu de fréquence - étant donnée l'affinité des résultats dans le cas spécifique) de quantités exactement correspondantes à la réaction que la matière oppose à sa compression en fonction de ses caractéristiques et de son degré de compressibilité.
En outre, pour vérier l'intensité de la force alternée appliquée F, quand c'est nécessaire, les vibrateurs V ont un mécanisme particulier qui permet la régulation en deux intensi- tés différentes, une maxima et une minima : mécanisme consis- te à employer des excentriques doubles, faits de manière à pou- voir prendre, si on invertit le sens de la rotation, deux posi- tions différentes correspondant à deux excentricités différen- tes, et par conséquent à une intensité de vibration maxima et une minima respectivement pour des excentriques accouplés ou séparés dans un écartement angulaire donné.
En particulier, la variabilité de l'intensité de la force développée F a son application spécifique dans la fabrication des carreaux où la partie grasse du ciment et la granulation a besoin d'une intensité réduite F, de manière à être simplement "vibrée" (ajustement des grains en vue de l'agglomération)-, ex- pulsion des bulles d'air et remonte de l'eau en excès à la sur- face) tandis que le tout, avec l'ajoute de la partie maigre de sable et de ciment constituant le fond, doit être intensément comprimé, exigeant ainsi l'intensité maxima F et le fonction- nement spécifique pour pression alternée.
La forme donnée de préférence aux bloqueurs et formateurs mécaniques à pressions alternées à haute fréquence, objet de l'invention, ainsi que le procédé d'application y relatif, sont indiqués ci-après à titre d'exemple et non limitatif.
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La matière chargée au moyen de la caisse de chargement K dans le moule S est comprimée contre la plaque d'arrêt C par le mouvement alterné du plan de travail P, produit par les os- cillations du vibrateur à une direction V selon le principe expliqué ci-dessus, dans lequel :
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a/ le vibrateur V est appliqué sous les tronçons compris I de manière que dans le vide puisse se produire le mouvement d'entrée et de sortie des organes mâles ou mandrins N relatifs aux produits troués ou creux. b/ la descente de la plaque d'arrêt C est obtenue par l'em- ploi de deux bras 2 articulés en 3, de manière à tourner de 90 degrés et à pouvoir s(abaisser de la position verticale de repos (position qui permet le passage de la caissette K pour le chargement du moule S) à la position horizontale de travail, dans laquelle, agissant sur le levier L (levier de pression) la plaque d'arrêt est accrochée par les crochets 4, et c des- cend en provoquant la compression progressive de la matière dans le moule S :
actionnant le levier L, les deux cames antérieures H et les deux cames postérieures H', reliées aux premières par le tirant 5, tournent, en abaissant graduellement et en position exactement horizontale les crochets 4 et les attaches 6-7 et par conséquent la plaque d'arrêt C.
2 - Démoulage
Le démoulage est indépendant de la machine, c'est-à-dire qu'il se fait séparément directement à terre ou sur des plan- ches ou de toute façon sur un plan quelconque suffisamment ni- velé : l'unique opération inhérente au démoulage à exécuter au bloqueur est celle de l'extraction au moyen du levier 0, des organes mâles ou mandrins N (pour les produits troués ou creux).
Tout bloqueur est régulièrement pourvu de deux moules S à fixer chacun avec un système de blocage rapide 8, au plan de travail P : qu'un des moules est sur le bloqueur pour le démoulage du produit, l'autre est au démoulage de manière que, avec deux hommes seulement, les opérations de moulage et de démoulage se font simultanément sans les pertes de temps des systèmes ordinaires à moules fixés à la machine où l'opéra- tion de démoulage doit suivre celle du moulage.
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Une autre possibilité avantageuse qu'offre le système spé- cial de démoulage est celle de démouler même sur des tablettes de ciment, avec les avantages suivants: a/ les tablettes étant constituées en ciment, sont très économiques, elles coûtent environ un dixième de celles cons- tituées en bois. b/ étant constituées en ciment, elles ne se déforment et ne se détériorent pas. Elles ne subissent aucune sollicitation, elles ne se cassent pas. c/ les tablettes sont de fabrication très simple, plei- nes, sans aucune nécessité de précision dans les dimensions: il suffit qu'elles soient planes à la surface d'appui des blocs. d/ un même type de tablettes de dimensions adéquates sert à n'importe quel type de bloc. e/ une production horaire même plus élevée que celle du système classique ci-dessus indiqué.
3 - Moules
Les moules sont faits de manière à permettre le démoulage instantané, facile et rapide. Ils sont composés exclusivement des quatre parois latérales (donc sans fond, le fond étant remplacé pendant le moulage par le plan P du blmqueur).
Quand on enlève le moule du bloqueur et qu'on le porte au démoulage, le produit ne s'échappe pas du dessous du moule grâce à la compression exceptionnelle de la matière, compression qui fait adhérer si fortement le produit aux parois du moule, que rien ne s'en échappe. a/ Pour procéder au démoulage, il suffit d'éliminer l'adhé- sion aux parois latérales: à cet effet, pour démouler on a re- cours à une manoeuvre des plus simples consistant à déplacer au moyen des manettes G, légèrement les pivots E des charniè- res B (fig. 6) de manière à amener dans leddites charnières les parties opportunément baissées des pivots E et à permettre un jeu I de quelques millimètres aux parois du moule :
parois pourront ainsi être éloignées de la surface du produit, ce qui élimine l'adhésion.
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Le démoulage se produit en posant sur la surface supérieure du produit une plaque d'extraction à poignée D (fig. 7) qui par son propre poids (et éventuellement une légère pression de la main de l'ouvrier) suffira à maintenir le produit en place ce qui permet d'enlever le moule(en le tirant à soi vers le haut): le moule se referme ensuite en abaissant les manettes G et on le renvoie au bloqueur pour continuer le 3.eu des opérations de moulage et de démoulage. b/ Interchangeabilité des moules :
plan P de travail, le plan T qui porte les âmes ou les mandrins N et la plaque d'arrêt C sont interchangeables tandis que la caissette de char- gement K et le plan de chargement Z sont réglables de manière que n'importe quel moule et produit correspondant de dimensions non inférieures au plan de travail P peut être employé et pro- duit.
4 - Moteur (fig. 2) Il peut être électrique ou à explosion : les deux cas la commande se fait par la pédale Q.
La puissance du moteur nécessaire n'est pas très élevée même si elle est largement calculée:
HP2 pour le moteur électrique et HP3 pour le moteur à explosion.
En utilisant comme forces de pression les forces centri- fuges des masses excentriques en rotation à grande vitesse on a obtenu facilement des intensités très élevées : puissance absorbée par les masses excentriques en question a été réduite ultérieurement en les ayant fait fonctionner comme volant grâce à leur dessin et poids favorables.
Fonctionnement.
I - Construction des produits (moulage) a/ Chargement du moule : vers soi la caissette K de chargement (remplie au préalable à la main ou mécaniquement) de manière à l'amener à se superposer au moule S et presser la
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pédale Q de manière que les effets vibratoires tr-ansmis provo- quent le remplissage immédiat du moule et en même temps y ajus- tent la matière M. b/ Le chargement terminé (peu de secondes après le commen- cement) lâcher la pédale et repousser la caissette dans la posi- tion de départ, de manière que le mouvement de retour nivelle la matière dans le moule.
Abaisser la plaque d'arrêt C, agir sur le levier de pres- sion L, en le tirant vers soi, et presser en même temps la pé- dale jusqu'à ce que la plaque d'arrêt soit descendue dans le moule au niveau désiré (niveau correspondant à la hauteur voulue du produit). c/ Lâcher la pédale et après quelques instants, afin que les oscillations du plan de travail P soient complètement étein- tes, tourner en sens contraire le levier de pression et renver- ser la plaque d'arrêt C. d/ Libérer des arrêts latéraux 8 le moule et en extraire les organes mâles ou mandrins N (quand il y en a) en manoeu- vrant le levier d'extraction 0 ;
ensuite par les manettes ad hoc le moule, et,l'ayant enlevé du plan de la machine, l'avan- cer vers le démoulage. e/ placer l'autre moule sur le plan de travail de la ma- chine, le bloquer avec les arrêts latéraux, insérer les organes mâles et répéter les opérations indiquées à la lettre a/.
2 - Démoulage des produits.
Poser le moule sur le plan de démoulage (terrains, planches ou tablettes en ciment) et y placer la plaque d'extraction D : ensuite lever les deux manettes G reliées aux pivots E et aux charnières B de manière à supprimer l'adhésion du produit aux parois et enlever le moule en le tirant à soi vers le haut.
Si, au début, on rencontrait un peu de résistance, aider le mouvement en poussant avec les pouces sur la plaque d'ex- traction D. Le produit démoulé est laissé non placé, et le moule, après que les manettes G ont été abaissées, est reporté à la ma- chine, pour continuer le jeu des opérations de moulage et de dé- moulage.