EP0012675B1 - Installation de moulage de produits en béton - Google Patents

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EP0012675B1
EP0012675B1 EP19790400978 EP79400978A EP0012675B1 EP 0012675 B1 EP0012675 B1 EP 0012675B1 EP 19790400978 EP19790400978 EP 19790400978 EP 79400978 A EP79400978 A EP 79400978A EP 0012675 B1 EP0012675 B1 EP 0012675B1
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concrete
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vibrations
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Michel Gravier
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TUYAUX BONNA Ste
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TUYAUX BONNA Ste
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/02—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds
    • B28B21/10—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means
    • B28B21/14—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means vibrating, e.g. the surface of the material
    • B28B21/16—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles by casting into moulds using compacting means vibrating, e.g. the surface of the material one or more mould elements

Definitions

  • the present invention relates to an installation for molding concrete products.
  • the invention relates more particularly to the molding of concrete pipes.
  • the vibration phase of concrete not only facilitates the placement of dry concrete inside the molds, but also and above all improves the compactness of the molded concrete, in particular by expelling the air contained therein.
  • the vibration phase is therefore an essential phase in the product molding operation. Its speed depends on the productivity of the entire production line and its efficiency depends on the quality of the products obtained.
  • the vibration of the concrete is obtained either internally using needle actuators embedded in the concrete, or externally using vibrating tables used essentially for small dimensions, or using external vibrators fixed on the mold wall and producing vibrations by means of eccentric rotating weights.
  • the action in depth in the concrete of these vibrators is generally quite limited.
  • a vibrator is fixed to the external wall of the mold; also, under these conditions, it is out of the question to be able to vibrate uniformly the mass of concrete contained in the mold, and only the area near which the vibrator is located will be subjected to vibrations of sufficient intensity, while any distant area from the location of the vibrator will receive only strongly attenuated vibrations, which leads to a heterogeneity of the compactness of the concrete, and this all the more that the pipe and the mold are longer.
  • FR-A-904.373 describes a molding installation comprising a concrete mold, means for vibrating the mold and floating supports of the mold on which it rests freely. Such an installation cannot provide an identical vibration at all points of the molded product since each point of the vibrated mass moves in an arc of a circle relative to the non-vibrating point or fixed point 4. The amplitude of the vibrations is therefore proportional between the point considered and the fixed point.
  • FR-A-1.004.441 provides for interposing vibrating means between a reaction block and a concrete mold. Such an installation cannot also provide an identical vibration at all points of the molded product since the amplitude of the vibrations differs, for example, between two opposite sides of the mold.
  • At least one of the two amplitude and frequency parameters of the vibration is not adjustable, which leads to lengthening the time of the vibration operation to obtain an acceptable quality of the product, this being particularly sensitive with the external vibrators vibrating in an anarchic manner and generating quite different vibrations at various points of the molds.
  • the vibrators currently used are very noisy and make working conditions particularly difficult.
  • the object of the invention is therefore essentially to propose an installation for molding vibrated concrete products which makes it possible to standardize the vibrations at all points in the mass of the concrete, this standardization of the vibrations leading to better compactness and greater homogeneity of the molded products.
  • the solution proposed according to invention consists in shaking the mold and the concrete which it contains so that by shaking the assembly, all the points of the mold are animated by the same movement simultaneously and consequently subjected to unidirectional vibrations and perfectly identical in all concrete mass points.
  • the molding installation comprises, in a manner known per se, a concrete mold means for vibrating the concrete and mold supports on which it rests freely, said installation further comprising a reaction mass, the means for vibrating the concrete being vibrating hydraulic cylinders, which are interposed between the reaction mass and the mold against which they rest, the amplitude and frequency of their vibrations being adjustable independently of one another.
  • the supports on which the mold rests freely can be constituted by suspension means attached to a lifting device or even horizontal cradles resting on the ground.
  • the installation shown is an installation for molding cylindrical concrete pipes.
  • This installation comprises a cylindrical mold 1 suspended vertically by means of tie rods 2 from a support 3 attached to a conventional lifting device such as a traveling crane or a crane not shown.
  • the installation further comprises a reaction mass 4, for example of reinforced concrete, supporting at its upper part a mobile carriage 5 carrying an arm 6 which extends above the mold 1 and carries at its end a cover. closure 7 which covers the upper part of the mold and serves to introduce the concrete into the latter via a supply duct 8 also carried by the arm 6.
  • a reaction mass 4 for example of reinforced concrete, supporting at its upper part a mobile carriage 5 carrying an arm 6 which extends above the mold 1 and carries at its end a cover. closure 7 which covers the upper part of the mold and serves to introduce the concrete into the latter via a supply duct 8 also carried by the arm 6.
  • gussets are fixed, intended to allow the attachment by means of quick couplers, respectively 11 and 12, of rods of cylinders 13 and 14 whose bodies are supported and are fixed to the reaction mass 4.
  • the jacks 13 and 14 ensuring the junction between the reaction mass 4 and the mold mounted floating under the support 3 are hydraulic vibrating jacks supplied in synchronism by a hydraulic unit not shown.
  • the amplitude and frequency of their vibrations are adjustable independently of one another by acting in a known manner on the flow rate and on the pressure of the supply fluid.
  • the synchronized tremors generated by the two cylinders 13 and 14 cause the phase vibration of the mold 1 and of the filling concrete it contains, the whole vibrating unit.
  • This result can be obtained, on the one hand, thanks to the fact that the mold 1 is suspended floating under the support 3, which allows it to vibrate freely, and thanks to the fact that the vibrations are generated and maintained by hydraulic vibrating jacks capable of developing considerable efforts during very short time intervals in the form of rapid pulses.
  • the entire mass of concrete introduced into the mold is thus shaken in depth, which contributes to its compaction at the bottom of the mold and to obtaining a high and homogeneous compactness in all points of the molded product.
  • the vibration parameters are substantially identical in all points of the mold, which leads to the manufacture of products. of better quality, homogeneous and reproducible.
  • the mold is arranged vertically and suspended under a support hung on a bridge or a crane, but obviously the mold can also be arranged horizontally and simply placed on cradles leaving it all freedom to vibrate, the vibrating jacks then taking support on the one hand on the ground and on the other hand under the mold which they make jump in synchronism.

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Description

  • La présente invention concerne une installation de moulage de produits en béton.
  • L'invention concerne plus particulièrement le moulage de tuyaux en béton.
  • On connaît l'importance de la phase de vibration du béton dans l'opération de moulage de produits en béton tels que des tuyaux. La vibration du béton permet non seulement de faciliter la mise en place des bétons secs à l'intérieur des moules, mais également et surtout d'améliorer la compacité du béton moulé, notamment en expulsant l'air compris dans celui-ci. La phase de vibration est donc une phase essentielle dans l'opération de moulage du produit. De sa rapidité dépend la productivité de toute la ligne de fabrication et de son efficacité dépend la qualité des produits obtenus.
  • Or, on sait qu'il existe une relation entre la qualité du produit en béton vibré et la fréquence, l'amplitude et le temps de vibration dudit produit au cours du moulage. En particulier, la fréquence des vibrations doit être adaptée à la granulométrie du béton moulé. En outre, il importe que le produit moulé en béton soit vibré « à coeur et non pas superficiellement, de telle sorte que la compacité du béton soit sensiblement la même dans toute la masse moulée.
  • Pour obtenir le meilleur résultat dans le temps le plus court possible, il est donc primordial de pouvoir régler, en fonction de la composition du béton, à la fois l'amplitude et la fréquence des vibrations, et ceci de manière indépendante.
  • Or, par les méthodes connues et utilisées actuellement, la vibration du béton est obtenue soit de manière interne à l'aide de pervibrateurs à aiguilles noyés dans le béton, soit de manière externe à l'aide de tables vibrantes utilisées essentiellement pour des produits de petites dimensions, ou à l'aide de vibrateurs externes fixés sur la paroi du moule et produisant les vibrations au moyen de masselottes tournantes excentrées. L'action en profondeur dans le béton de ces vibrateurs est généralement assez limitée.
  • L'état de la technique dans ce domaine particulier est illustré notamment dans le brevet des US-A-3.584.356 qui divulgue une installation où le vibrage du béton est obtenu à l'aide de vibrateurs fixés à la partie inférieure et à la partie supérieure du moule. Avec ces vibrateurs, il est impossible de vibrer uniformément la totalité du béton contenu dans le moule, d'autant plus que ledit moule n'est pas libre latéralement mais retenu par des traverses, ce qui amortit localement les vibrations. De même, dans l'installation décrite dans le FR-A-1.138.855, un vibrateur est fixé sur la paroi extérieure du moule ; aussi, dans ces conditions, il est hors de question de pouvoir vibrer uniformément la masse de béton contenue dans le moule, et seule la zone près de laquelle se trouve le vibrateur sera soumise à des vibrations d'intensité suffisante, tandis que toute zone éloignée de l'emplacement du vibrateur ne recevra que des vibrations fortement atténuées, ce qui entraîne une hétérogénéité de la compacité du béton, et ceci d'autant plus que le tuyau et le moule sont plus longs.
  • De même, dans l'installation décrite dans le US-A-3.047.929, le vibrage est assuré par des vibrateurs fixés à la partie basse et à la partie haute de la paroi du moule ; le béton situé à ces niveaux privilégiés sera parfaitement vibré alors que les zones intercalaires ou celles situées à l'opposé de ces vibrateurs seront nettement moins bien vibrées, conduisant ainsi à une hétérogénéité dans la masse du tuyau formé.
  • Le FR-A-904.373 décrit une installation de moulage comprenant un moule à béton, des moyens pour vibrer le moule et des supports flottants du moule sur lesquels il repose librement. Une telle installation ne peut pas procurer une vibration identique en tous points du produit moulé puisque chaque point de la masse vibrée se déplace en arc de cercle par rapport au point non vibrant ou point fixe 4. L'amplitude des vibrations est donc proportionnelle entre le point considéré et le point fixe.
  • Le FR-A-1.004.441 prévoit d'intercaler des moyens vibrants entre un massif de réaction et un moule à béton. Une telle installation ne peut pas également procurer une vibration identique en tous points du produit moulé puisque l'amplitude des vibrations diffère par exemple, entre deux côtés opposés du moule.
  • Par conséquent, avec les moyens utilisés actuellement, au moins l'un des deux paramètres amplitude et fréquence de la vibration n'est pas réglable, ce qui conduit à allonger le temps de l'opération de vibration pour obtenir une qualité acceptable du produit, ceci étant particulièrement sensible avec les vibrateurs externes vibrant de manière anarchique et engendrant des vibrations assez différentes en divers points des moules. En outre, les vibrateurs utilisés actuellement sont très bruyants et rendent les conditions de travail particulièrement pénibles.
  • L'invention a donc essentiellement pour but de proposer une installation de moulage de produits en béton vibré qui permet d'uniformiser les vibrations en tous points de la masse du béton, cette uniformisation des vibrations conduisant à une meilleure compacité et à plus grande homogénéité des produits moulés.
  • Contrairement à la technique classique qui consiste à fixer des petits vibrateurs en des endroits particuliers du moule ou encore à noyer dans le béton des éléments vibrants, ce qui conduit à une répartition hétérogène des vibrations dans la masse du béton, la solution proposée selon l'invention consiste à secouer le moule et le béton qu'il contient de telle sorte qu'en agitant l'ensemble, tous les points du moule sont animés d'un même mouvement simultanément et soumis par conséquent à des vibrations unidirectionnelles et parfaitement identiques en tous points de la masse du béton. Avec une telle installation on obtient une maîtrise parfaite de la fréquence, ce qui permet de choisir ladite fréquence des vibrations et de s'écarter au maximum de la fréquence de résonance du moule et du béton qu'il contient avec pour conséquences avantageuses de réduire considérablement les nuisances, d'améliorer les conditions de travail et d'éliminer les risques de rupture du moule.
  • Selon l'invention, l'installation de moulage comprend, de manière connue en soi, un moule à béton des moyens pour vibrer le béton et de supports du moule sur lesquels il repose librement, ladite installation comprenant en outre un massif de réaction, les moyens pour vibrer le béton étant des vérins hydrauliques vibrants, qui sont intercalés entre le massif de réaction et le moule contre lesquels ils s'appuient, l'amplitude et la fréquence de leurs vibrations étant réglables indépendamment l'une de l'autre.
  • Les supports sur lesquels le moule repose librement peuvent être constitués par des moyens de suspension accrochés à un appareil de levage ou encore des berceaux horizontaux reposant sur le sol.
  • Grâce au fait que les moyens d'accrochage ou de support du moule laissent celui-ci libre de tressauter, qu'un massif de réaction parfaitement rigide sert d'appui et que des vérins vibrants sont intercalés entre le massif de réaction et le moule et s'appuient sur le premier pour secouer le second, on obtient une agitation rapide et unidirectionnelle du moule qui provoque un tassement du béton et une vibration homogène en tous points dans la masse de celui-ci. Ceci permet de réduire le temps de vibration, d'obtenir une meilleure compacité et une grande homogénéité des produits moulés ainsi qu'une parfaite reproductibilité de ces produits, et permet d'éviter les fréquences de résonance susceptibles de détruire à la fois les moules et l'installation.
  • L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif et représenté par le dessin unique annexé.
  • L'installation représentée est une installation de moulage de tuyaux cylindriques en béton. Cette installation comporte un moule cylindrique 1 suspendu verticalement par l'intermédiaire de tirants 2 à un support 3 accroché à un appareil de levage classique tel qu'un pont roulant ou une grue non représenté.
  • L'installation comporte en outre un massif de réaction 4, par exemple en béton armé, supportant à sa partie supérieure un chariot mobile 5 porteur d'un bras 6 qui s'étend au-dessus du moule 1 et porte à son extrémité un couvercle de fermeture 7 qui coiffe la partie haute du moule et sert à introduire le béton dans ce dernier par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée 8 également porté par le bras 6.
  • A la partie basse et à la partie haute de l'enveloppe cylindrique extérieure du moule 1, sont fixés des goussets, respectivement 9 et 10, destinés à permettre l'accrochage au moyen d'attaches rapides, respectivement 11 et 12, de tiges de vérins 13 et 14 dont les corps prennent appui et sont fixés sur le massif de réaction 4.
  • Les vérins 13 et 14 assurant la jonction entre le massif de réaction 4 et le moule monté flottant sous le support 3 sont des vérins vibrants hydrauliques alimentés en synchronisme par une centrale hydraulique non représentée. L'amplitude et la fréquence de leurs vibrations sont réglables indépendamment l'une de l'autre en agissant de manière connue sur le débit et sur la pression du fluide d'alimentation.
  • Les secousses synchronisées engendrées par les deux vérins 13 et 14 entraînent la vibration en phase du moule 1 et du béton de remplissage qu'il contient, l'ensemble vibrant en bloc. Ce résultat peut être obtenu, d'une part, grâce au fait que le moule 1 est suspendu flottant sous le support 3, ce qui lui permet de vibrer librement, et grâce au fait que les vibrations sont engendrées et entretenues par des vérins vibrants hydrauliques capables de développer des efforts considérables pendant des intervalles de temps très brefs sous la forme d'impulsions rapides.
  • Toute la masse du béton introduite dans le moule se trouve être ainsi secouée en profondeur, ce qui contribue à son tassement au bas du moule et à l'obtention d'une compacité élevée et homogène en tous points du produit moulé. Les paramètres de vibration sont sensiblement identiques en tous points du moule, ce qui conduit à la fabrication de produits . de meilleure qualité, homogènes et reproductibles.
  • En outre, le montage flottant du moule qui est suspendu sous le support 3 et les attaches rapides 11 et 12 des vérins sur l'enveloppe externe dudit moule permettent de réduire au maximum les temps de manutention. L'installation de moulage décrite ci-dessus est utilisée de la façon suivante :
    • Le moule 1 vide suspendu sous le support 3 par l'intermédiaire des tirants 2 est transporté au moyen d'un engin de manutention quelconque tel qu'une grue ou un portique roulant à proximité du massif de réaction 4, de telle sorte que les tiges des deux vérins 13 et 14 puissent être fixées rapidement sur les deux goussets 9 et 10 à l'aide des attaches rapides 11 et 12.
    • Le bras 6 porteur du couvercle 7 est ensuite avancé de telle sorte que ledit couvercle vienne coiffer l'extrémité ouverte supérieure du moule 1. On envoie ensuite le béton par l'intermédiaire du conduit 8 qui débouche dans le couvercle 7 et on déclenche le fonctionnement des vérins vibrants 13 et 14 pour qu'ils agitent en phase le moule 1 pendant son remplissage. Lorsque le moule est rempli et que l'opération de vibration est terminée, les tiges des deux vérins vibrants 13 et 14 sont décrochées des goussets 9 et 10 du moule, tandis que le couvercle 7 est soulevé par le bras 6 qui s'efface vers l'arrière de manière à libérer le moule 1 qui est enlevé ,tandis qu'un nouveau moule vide vient prendre sa place. Grâce à l'utilisation de vérins vibrants, il est possible de régler rapidement et de manière indépendante la fréquence et l'amplitude des secousses vibratoires de manière à les ajuster en fonction de la composition du béton, ces réglages permettant de réduire les temps de vibration à la durée strictement nécessaire à l'obtention du résultat optimum. Outre le gain de temps à la fois sur l'opération elle-même et sur la manutention, l'invention permet d'améliorer les conditions de travail par le fait que le niveau de bruit est considérablement réduit et que les réglages sont facilités.
  • Bien entendu, la portée de l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation décrit précédemment, mais elle s'étend au contraire à toutes les variantes qui ne différeraient que par des détails.
  • C'est ainsi que, dans l'exemple décrit précédemment, le moule est disposé verticalement et suspendu sous un support accroché à un pont ou à une grue, mais bien évidemment le moule peut aussi être disposé horizontalement et simplement posé sur des berceaux lui laissant toute liberté pour vibrer, les vérins vibrants prenant alors appui d'une part sur le sol et d'autre part sous le moule qu'ils font tressauter en synchronisme.
  • En résumé, l'invention procure les avantages suivants :
    • - sur le produit : meilleure compacité, plus grande homogénéité, reproductibilité accrue ;
    • - sur la productivité : temps de vibration réduit, réduction également des temps de manutention ;
    • - sur la machine : permet d'éviter les fréquences de résonance, donc les fréquences de destruction des moules et de l'installation ;
    • - sur les conditions de travail : diminution du bruit, facilité de réglage à partir du poste de commande, entretien très faible.

Claims (3)

1. Installation de moulage comprenant un moule (1) à béton, des moyens pour vibrer le béton, et des supports du moule sur lesquels il repose librement, caractérisée en ce qu'elle comprend un massif de réaction (4), en ce que les moyens pour vibrer le béton sont des vérins hydrauliques vibrants (13, 14), l'amplitude et la fréquence de leurs vibrations étant réglables indépendamment l'une de l'autre, et en ce que lesdits vérins sont intercalés entre le massif de réaction (4) et le moule (1) contre lesquels ils s'appuient.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les supports sur lesquels le moule (1) repose librement sont constitués par des moyens de suspension flottants (2) accrochés à un appareil de levage (3).
3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les supports sur lesquels le moule (1) repose librement sont des berceaux horizontaux.
EP19790400978 1978-12-07 1979-12-06 Installation de moulage de produits en béton Expired EP0012675B1 (fr)

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EP0012675A1 EP0012675A1 (fr) 1980-06-25
EP0012675B1 true EP0012675B1 (fr) 1983-06-01

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EP19790400978 Expired EP0012675B1 (fr) 1978-12-07 1979-12-06 Installation de moulage de produits en béton

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