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PRESSE POUR LA FABRICATION DE PIECES CERAMIQUES MOULEES OU PIECES
ANALOGUES.
Dans la fabrication de pièces moulées par exemple pour la confection de pierres réfractaires, il est difficile, notamment si l'on doit obtenir une forte compression du mélange primitif en grains,de chasser de la pièce moulée complètement ou en quantité assez grande, 1?air contenu dans la matière première., Lair enfermé dans la pièce mou- lée non seulement augmente la porosité mais s9accumule dans certaines zones en formant des cavités en relation entre elles, qui se manifestent dans le produit fini par des couches de fissures plus ou moins grandes.
Lexpulsion de 1-'air de la masse moulée pendant l'opéra- tion de compression dépend9 dans une très large mesure, de la durée de la compression proprement dite. Par suite, les presses à exécution ra- pide de 1?opération de compression ont plus fortement tendance à former des couches dans la pièce moulée que les presses à fonctionnement lent.
Les presses à marche rapide ont, au point de vue économique., le grand avantage d'une production beaucoup plus importante par unité de temps.
Si 1?on étudie de plus près 1?opération de compression dans une presse rapide, on remarquera que, par exemple dans le cas d'une com- pression de la masse moulée de 170 mm à 100 mm, il suffit pendant la plus grande partie du déplacement du poinçon de forces relativement pe- tites. Ainsi la pression de compression monte, par exemple,pendant le pressage de la masse moulée de 170 à 110 mm seulement d9environ 14 t pour une presse donnée:, tandis que pendant la compression ultérieure de la masse de 110 mm à 100 mm de hauteur de la pièce moulée ladite pression de compression peut monter jusqu9à environ 135 t.
L'air s'é-
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chappe de la masse lâche d'abord assez facilement. Mais, l'expulsion de 1?air devient de plus en plus difficile à mesure que la compression augmente et nécessite alorsdans certaines circonstances,un temps con- sidérable9 en comparaison des conditions existant au commencement de l'opération de pressage.
En raison de considérations économiques, il est en soi évi- dent que 1?on ne peut améliorer le procédé de pressage en augmentant sa durée totale. On a au contraire reconnu qu9on peut obtenir une amélio- ration relativement importante en augmentant la durée du pressage pendant des tranches déterminées de 1?opération totale de pressage.
Le point essentiel relativement à la diminution des occlu- sions d9air et de la facilité d9expulsion de celui-ci réside dans les limites de valeur de la pression de pressage au passage de la pression relativement basse à la pression maximum nécessaire pour obtenir la com- pression finale.
On a trouvé qu'un ralentissement de la vitesse de pressage dans ces limites facilite 1?expulsion de l'air existant encore dans la masse moulée, dune manière si considérable que les couches de fissures peuvent pratiquement être complètement évitées. Cependant la masse mou- lée contient encore en fait certains occlusions d'aira Toutefois9cel- les-ci augmentent simplement la porosité sans relâcher la structure de la pièce moulas.
L'invention basée sur les constatations précédentes suit donc l'idée directrice de laisser la compression et l'expulsion de 1-'air de la masse moulée pratiquement indépendantes par rapport à la durée totale de la compression, mais dexécuter la répartition du temps de pressage aux différents étages de pressage dune autre manière que jus- qu'à présent.
Selon l'invention, on obtient en principe ce résultat en disposant., sur le chemin daction entre le poinçon de pressage qui pé- nètre dans le moule (ou les poinçons de pressage qui pénètrent dans le moule, dans le cas où il sagit d9une presse pourvue de plusieurs poin- çons supérieurs et inférieure) et Isolément de pression, par exemple la vis de pressagequi charge le ou lesdits poinçons, un dispositif élastique, et en associant à celui-ci une butée fixe ou organe analogue qui limite sa compression, de telle sorte que les forces de pression soient transmises au commencement de Inaction de compression par l'in- termédiaire du dispositif élastique intercalé,
et au contraire vers la fin de la compression directement sans l'intermédiaire du dispositif élastique.
On supposera, pour expliquer plus en détail 1?invention, que l'on doit, par exemplefabriquer une pièce moulée de 100 mm de hauteur. La masse de moulage doit donc être introduite dans le moule de presse sur une hauteur de 170 mm. S'il sagit alors d'une presse non pourvue d'un dispositif élastique conforme à l'invention sur le che- min selon lequel le poinçon exerce la pression, l'opération de pressage proprement dite commence au moment où le poinçon supérieur s9applique sur la masse de moulage ; se termine après que la vis de pressage a parcouru 70 mm et après un temps correspondant à ce déplacement.
Pendant ce temps de courte durée ladite vis atteint sa plus grande vi- tese et exerce sa plus grande force.
Si la même pièce de moulage est fabriquée sur une presse selon 1?invention équipée seulement avec un dispositif élastique sur le chemin de pression du poingon inférieurla pièce cède vers le bas, au commencement de l'application du poinçon supérieur sur la masse de moulage en fonction de la force élastique. Après le parcours d'une course d'élasticité réglable, par exemplé de 40 mm, le poingon s'ap- puie solidement sur sa butée. La masse de moulage est à ce moment com- primée par la force élastique et est alors maintenant seulement com-
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primée à 100 mm par le poinçon supérieur qui continue à se déplacer vers le bas.
La durée du pressage de la masse de moulage jusqu'à l'applica- tion du poinçon inférieur est donc prolongée du temps nécessaire à'la com- pression du ressort et l'air peut s'échapper de cette masse plus longtemps pendant un espace de temps correspondant. En outre, la compression de la masse a lieu plus lentement jusqu'à la fermeture des zones de bordure'-de la pièce moulée alors pratiquement étanches à l'air9 ce qui facilite éga- lement l'échappement de l'air.
La pièce moulée acquiert une compression préalable et subit une expulsion d'air préalable sous Inaction de la force du dispositif élastique et l'on n'a plus besoin,au contraire de ce qui se passe dans le fonctionnement des presses connues d'expulser au moment de la compression finale cet air qui a été chassé en plus,et les deux poinçons de pressage se déplacent rigidement l'un par rapport à l'autre pendant cette compression finale avec la plus grande force d'action de la vis de pressage.
Si conformément à l'idée directrice de l'invention un dispo- sitif élastique est aussi disposé sur le chemin de pressage entre le poin- gon supérieur et l'élément qui exerce sur lui la pression, par exemple la vis de pressage, le fonctionnement se produit alors selon le même pro- cessus que celui décrit pour le poinçon inférieur. En choisissant de ma- nière différente la force élastique sur les poinçons supérieur et infé- rieur, on peut obtenir une autre division de l'opération de pressage et une autre répartition du temps de pressage en plusieurs étages.
L'invention prévoit aussi de monter élastiquement les moules dans lesquels pénètrent les deux poinçons de pressage. Il se produit dais ce cas,après l'application du poinçon supérieur par exemple, sur la boite du moule, un mouvement relatif additionnel entre la paroi du moule et la masse de moulage, et ce mouvement facilite l'échappement des occlusions d'air hors de la masse.
En outre, il est avantageux,pendant l'opération de compres- sion proprement dite qu'il se produise un mouvement relatif entre les pa- rois du moule et la pièce moulée, pour permettre l'échappement de l'air. le long desdites parois pendant toute la durée de l'opération de compres- sion. Ce mouvement relatif a lieu jusqu'à la fin de l'opération de com- pression si le dispositif élastique du poinçon inférieur a plus de force que la presse à vis au moment de l'application du collet du poinçon supé- rieur sur la boite du moule,dans le cas présent par exemple à peu près 14 t.
Si la force élastique du poinçon supérieur est différente de celle du poinçon inférieur, le commencement du mouvement relatif de la boite du moule est provoqué et avancé dans le temps par le dispositif élasti- que du moule,ce qui facilite dans une mesure avantageuse l'expulsion de l'air de la masse moulée.
Un autre avantage du mouvement relatif réside dans une com- pression uniforme de la pierre sur toute sa hauteur, la force du disposi- tif élastique du poinçon inférieur jouant dans ce cas un rôle important.
Leapplication de l'invention permet de fabriquer des pièces moulées de porosité beaucoup plus faible que jusqu'à présent et sans for- mation de couches de fissures, même sur des presses rapides et d'utiliser aussi les avantages spécifiques de ces presses à la fabrication de pièces moulées présentant des propriétés qui jusqu'à présent ne pouvaient être pratiquement obtenues qu'avec des presses à marche lente.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemples représente une presse à vis conforme à l'invention pour la fabrication de pierres moulées.
Sur ce dessin : La fig. 1 est une vue partie en élévation,partie en coupe de la presse.
La fig. 2 est une vue latérale de ladite presse.
La presse à vis représentée sur le dessin comprend un bâti 1
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entre les montants 2 duquel peut se déplacer verticalement Isolement de pressage 3,sur lequel se trouvent montés les deux poinçons supérieurs 4.
L'élément de pressage 3 est relié à la vis de pressage 5, qui porte à son extrémité supérieure la roue de frottement usuelle 6.- La vis 5. com- porte,à la manière connue, ùn pas de vis qui tourne dans des filets de vis que possède la traverse centrale du bâti. L'élément 3 est maintenu par des tiges de guidage 8 qui portent le palier 9 de la roue de frotte- ment 6.
Sur un arbre 11 qui est monté sur des bras 10 dirigés vers le bas et qui peut être déplacé axialement à l'aide d'un système de tiges de manoeuvre 12, sont disposés les deux plateaux à friction 13, 14, qui viennent en action alternativement. Par exemple Inaction du plateau 13 sur la roue 6 fait déplacer la vis de pressage 5 vers le bas et Inaction de la roue 14 fait déplacer ladite vis en sens opposé. La commande de 1?arbre 11 est obtenue par une poulie à courroie 15.
L'élément de pressage 3 a une forme de cadre. Il comporte quatre boulons 16 déplaçables longitudinalement, qui portent à la partie inférieure une plaque 18 sur laquelle sont disposés les poigons infé- rieurs 4. Les boulons 16 sont pourvus chacun d'un collet 19. Entre le collet 19 et la traverse supérieure du cadre 3 sont disposés des ressorts de compression 20. Sur le dessin, ces ressorts sont des ressorts à bou- din, cependant on peut avantageusement selon 1-'invention employer d'au- tres ressorts d'un genre quelconque, par exemple des ressorts à anneaux.
Si les ressorts 20 sont comprimés d'une certaine quantité, la plaque à poinçons 18 s9appuie contre le côté inférieur du cadre 3. A ce moment les forces de pression sont transmises directement par ledit cadre 3 à la plaque de pression 18 et aux poinçons 4.
Le moule 21 est mobile verticalement sur le bâti de la ma- chine grâce à des ressorts 22.
Par le bas sengagent dans les cavités du moule les poinçons inférieurs 23 portés par une tige 24 qui, de son côté, s'appuie sur le massif de fondation 25 par 1?intermédiaire d'un dispositif élastique 26.
Sur la plaque 27 du système élastique sont soudées quatre douilles de guidage 28. La course des ressorts 26 est limitée par la rencontre des supports 34 des poinçons inférieurs avec le socle du bâti 1. La pla- que élastique inférieure 27 est soutenue sur le massif de manière régla- ble par la tige de support 30.
Si après avoir rempli le moule avec la matière de moulage on déplace vers le bas la vis de pressage 5, les poinçons 4 s'abaissent hors de la position montréesur le dessin et compriment la matière de moulage dans le moule 21. Après un certain déplacement, la plaque 18 vient s'appuyer sur le bord supérieur 31 de la boite du moule et entrai- ne celle-ci vers le bas. Alors les poinçons inférieurs 23 pénètrent dans le moule jusqu'à ce que celui-ci vienne en contact avec la partie inférieure du cadre 32 de sa boite.
Selon le réglage des ressorts 20 et 26,il se produit à ce moment ou même déjà avant une compression des- dits ressorts, jusqu'à ce que la plaque 18 sappuie sur l'élément de pressage supérieur 3 et que le support 34 des poinçons inférieurs ren- contre le socle du bâti 1. A partir de ce moment, se produit de maniè- re directe la compression ultérieure de la masse de moulage, par suite sans l'intermédiaire des ressorts 20 et 26, jusqu9à ce que le moule vien- ne en contact par la partie supérieure 33 de son cadre avec la pièce inférieure 32 et que 1-'opération de pressage prenne fin.
Lorsque l'opération de pressage est terminée, on échange les plateaux 13, 14 et l'on soulève la vis de pressage à l'aide du pla- teau 14 et l'on retire ensuite la pièce moulée finie du moule, à la ma- nière connue, en soulevant la tige 2 ¯4.et, par suite, les poinçons infé- rieurs 23.
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Dans cette opération les poinçons de pressage ne se lèvent cependant pas par à-coups en raison du dispositif élastique, mais ils maintiennent encore, avec une force élastique décroissante, la pièce mou- lée sous pression, de telle sorte que les restes d'air comprimé pouvant encore exister peuvent s'échapper sans projeter la pièce.
Un autre avantage important du dispositif élastique consiste en ce que la presse travaille dune manière sensiblement plus douce et plus calme, de telle sorte que les pièces de ladite presse ne sont pas soumises à des chocs dus à des à-coups et sont considérablement ménagées ce qui évite de fréquentes réparations par suite de l'usure plus faible.
Les dispositifs élastiques qui doivent être disposés sur le chemin sur lequel agit le poinçon peuvent être de différentes sortes.
Au lieu des ressorts à boudin montrés sur le dessin, on peut, dans certains cas, utiliser avec avantage des ressorts d'un autre genre, de préférence des ressorts à tampon, à plateaux ou à anneaux. En outre, il est possi- ble d'avoir recours à des systèmes pneumatiques ou hydrauliques, ou cé- dant élastiquement comme des ressorts, ou aussi à des corps déformables élastiquement, par exemple des systèmes de tampons en caoutchouc.
Au lieu d9qbtenir le mouvement de l'élément de pressage par des vis, on peut éventuellement dans ce but utiliser aussi des leviers coudés, des excentriques, des commandes à manivelle, etc. et dans certai- nes conditions également une commande pneumatique ou hydraulique à grande accélération de Isolément de pressage.
REVENDICATIONS.
1) Presse à vis ou analogues pour la fabrication de pièces moulées pour la confection de pierres réfractaires et autres produits, caractérisée en ce que sur le chemin, ou s'exerce la pression entre le poinçon de pressage pénétrant dans le moule et 1-'élément de pression qui agit sur lui, on intercale un dispositif élastique et une butée fixe, qui limite la compression de ce dispositif et par lesquels sont transmises au poinçon les forces de pression nécessaires vers la fin de la compres- sion.
2) Presse à vis ou analogue selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comporte un poinçon supérieur et un poinçon infé- rieur mobiles, et en ce que le dispositif élastique est monté sur le che- min d'action du poinçon supérieur et du poinçon inférieur.