FR2555637A1 - Method for injecting and expanding an insulating material in a construction element and machine for the implementation of this method - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE POUR INJECTER ET EXPANSER UN MATERIAU ISOLANT DANS UN ELEMENT
DE CONSTRUCTION ET MACHINE POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE .
La présente invention concerne un procédé pour injecter et expanser un matériau isolant dans un élément de construction comportant une paroi extérieure et une paroi intérieure séparées par des cloisons de liaison reliant les deux parois entre elles et définissant au moins une alvéole destinée à contenir ledit matériau isolant.METHOD FOR INJECTING AND EXPANDING AN INSULATING MATERIAL IN AN ELEMENT
CONSTRUCTION METHOD AND MACHINE FOR IMPLEMENTING THIS METHOD.
The present invention relates to a method for injecting and expanding an insulating material into a building element comprising an outer wall and an inner wall separated by connecting partitions connecting the two walls together and defining at least one cell intended to contain said insulating material .
Elle concerne également une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé.It also relates to a machine for implementing this method.
On connait déjà différents procédés pour effectuer la mise en place d'un matériau isolant à l'intérieur d'un élément de construction préfabriqué ou moulé sur place. Généralement le matériau isolant conçu sous forme de bloc ou de plaque est réalisé en usine et rapporté sur l'élément de construction, cette opération pouvant être effectuée en usine ou sur le terrain. Toutefois on connaît également un procédé consistant è injecter et à expanser un matériau isolant en vrac, notamment du polystyrène préexpans6, que l'on injecte dans l'espace séparant deux plaques d'un matériau rigide, par exemple en béton précontraint, et qui est destiné à assurer la liaison latérale entre les deux plaques.Various methods are already known for carrying out the installation of an insulating material inside a prefabricated or molded construction element. Generally the insulating material designed in the form of a block or a plate is produced in the factory and attached to the construction element, this operation can be carried out in the factory or in the field. However, there is also known a process consisting in injecting and expanding a loose insulating material, in particular pre-expanded polystyrene6, which is injected into the space separating two plates of a rigid material, for example of prestressed concrete, and which is intended to ensure the lateral connection between the two plates.
Toutefois, il n'est. guère connu de réaliser une brique en terre cuite et un hourdis dans les alvéoles desquelles on injecte et expanse directement un matériau isolant tel que du polystyrène préexpansé. Les briques à perforations verticales et à parois minces ne sont en général pas suffisamment résistantes pour supporter les contraintes qu'elles doivent subir au moment de l'injection du matériau isolant et surtout au moment de l'expansion de ce dernier
La présente invention se propose de pallier cet inconvénient et de combler cette lacune en proposant un procédé tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que l'on introduit ledit élément de construction dans un moule, en ce que l'on entoure ledit élément d'une ceinture expansible, en ce que l'on expanse ladite ceinture pour exercer sur lesdites parois d'élément de construction une pression déterminée#, en ce que l'on injecte le matériau isolant dans ledit moule et notamment à l'intérieur de ladite alvéole, en ce que l'on expanse ce matériau isolant, en ce que l'on ramène ladite ceinture expansible dans son état initial et en ce que l'on extrait ledit élément de construction dudit moule.However, it is not. little known to make a terracotta brick and a slab in the cells of which one injects and expands directly an insulating material such as pre-expanded polystyrene. Bricks with vertical perforations and thin walls are generally not strong enough to withstand the stresses which they must undergo at the time of the injection of the insulating material and especially during the expansion of the latter.
The present invention proposes to overcome this drawback and to fill this gap by proposing a method as mentioned above, characterized in that said building element is introduced into a mold, in that it surrounds said element. of an expandable belt, in that one expands said belt to exert on said walls of building element a determined pressure #, in that one injects the insulating material in said mold and in particular inside said cell, in that one expands this insulating material, in that one returns said expandable belt in its initial state and in that one extracts said construction element from said mold.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite ceinture comporte au moins un boyau gonflable et l'on injecte de préférence dans ce boyau de l'air comprimé à une pression suffisante pour compenser les pressions exercées sur les surfaces intérieures des parois de l'élément de construction au moment de la phase d'expansion du matériau isolant.According to a preferred embodiment, said belt comprises at least one inflatable hose and preferably compressed air is injected into this hose at a pressure sufficient to compensate for the pressures exerted on the interior surfaces of the walls of the element of construction during the expansion phase of the insulating material.
Ce procédé s'applique particulièrement bien à la réalisation d'une brique comportant une paroi extérieure protectrice pourvue de perforations verticales multiples séparées par un réseau de cloisons fines, une seconde paroi intérieure portante, également pourvue d'un réseau de cloisons fines et des cloisons de liaison reliant ladite première paroi à ladite seconde paroi en définissant plusieurs alvéoles dont la section est sensiblement plus importante que celle desdites perforations verticales, ces alvéoles traversant la brique de part en part.Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, on introduit la brique dans un moule conçu pour que le matériau isolant injecté et expansé dans ce moule forme un bloc unitaire composé d'éléments intérieurs remplissant lesdites alvéoles, d'un élément extérieur prenant appui sur un des côtés extérieurs de la brique et d'une plaque reliant les éléments intérieur et extérieur, cette plaque ayant une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur de la couche de mortier séparant deux rangées superposées de briques.This method is particularly applicable to the production of a brick comprising a protective outer wall provided with multiple vertical perforations separated by a network of fine partitions, a second load-bearing interior wall, also provided with a network of fine partitions and partitions. connecting connecting said first wall to said second wall by defining several cells whose cross section is substantially larger than that of said vertical perforations, these cells crossing the brick right through. According to a particularly advantageous embodiment, the brick is introduced into a mold designed so that the insulating material injected and expanded in this mold forms a unitary block composed of interior elements filling said cells, an exterior element resting on one of the exterior sides of the brick and a plate connecting the elements inside and outside, this plate having a thickness substantially equal to the thickness of the layer of mortar separating two superimposed rows of bricks.
Le matériau isolant que l'on injecte dans le moule comporte de préférence des billes de polystyrène expansé et lton complète le cycle d'expansion de ces billes à l'aide de vapeur d'eau chauffée.The insulating material which is injected into the mold preferably comprises expanded polystyrene beads and the expansion cycle of these beads is completed using heated water vapor.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une table de travail et des organes de transfert pour amener les éléments de construction bruts sur la table de travail, un moule amovible et des moyens pour disposer ce moule en position autour dudit élément de construction, une ceinture expansible logée à l'intérieur du moule et des moyens pour provoquer l'expansion de cette ceinture afin d'exe#- cer sur les parois de l'élément de construction une pression déterminée, des moyens pour injecter le matériau isolant en vrac dans le moule et des moyens pour provoquer son expansion, des organes pour retirer le moule et des moyens pour évacuer les éléments de construction à la fin de ce processus.The machine according to the invention is characterized in that it comprises a work table and transfer members for bringing the raw construction elements onto the work table, a removable mold and means for placing this mold in position around said construction element, an expandable belt housed inside the mold and means for causing the expansion of this belt in order to exe # - cer on the walls of the construction element a determined pressure, means for injecting the insulating material in bulk in the mold and means for causing its expansion, members for removing the mold and means for evacuating the building elements at the end of this process.
Selon une forme de réalisation préférée, le moule se compose d'une partie fixe inférieure comprenant ladite table de travail sur laquelle les éléments de construction bruts sont transférés et une partie mobile su périeure contenant ladite ceinture expansible.According to a preferred embodiment, the mold consists of a fixed lower part comprising said work table onto which the raw construction elements are transferred and a movable part on the top containing said expandable belt.
Cette ceinture expansible comporte avantageusement au moins un boyau connecté à une source d'air comprimé. Ce boyau est de préférence constitué par une structure textile présentant une grande résistance et qui est rendue étanche par un revêtement intérieur en un élastomère et résistant aux températures élevées.This expandable belt advantageously comprises at least one hose connected to a source of compressed air. This hose is preferably constituted by a textile structure having a high resistance and which is sealed by an inner coating of an elastomer and resistant to high temperatures.
La présente invention et ses principaux avantages seront mieux compris en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel
La figure 1 représente une vue schématique en élévation de la machine selon l'invention, et
La figure 2 représente une vue an coupe horizontale à travers la partie supérieure du moule au cours du processus d'injection et d'expansion du matériau isolant.The present invention and its main advantages will be better understood with reference to the description of an exemplary embodiment and the attached drawing in which
FIG. 1 represents a schematic elevation view of the machine according to the invention, and
FIG. 2 represents a view in horizontal section through the upper part of the mold during the process of injection and expansion of the insulating material.
En référence à la figure 1, la machine 10 décrite ci-dessous se compose essentiellement d'un chassis dont la partie inférieure 11 porte d'une part la partie inférieure fixe 12 du moule et d'autre part une structure à colonnes 13 qui porte la partie supérieure mobile 14 du moule. La surface supérieure de la partie fixe 12 du moule constitue une table de travail 15 sur laquelle sont amenés les éléments de construction 16, tels que par exemple une brique à perforations verticales et à alvéoles qui sont destinées à recevoir un matériau isolant ou des hourdis ou tout autre matériau similaire. Les éléments de construction 16 peuvent être positionnés manuellement ou amenés par un système de transfert automatique tels que par exemple un guide à rouleau 17, un ruban transporteur, etc ...With reference to FIG. 1, the machine 10 described below essentially consists of a chassis, the lower part 11 of which carries on the one hand the fixed lower part 12 of the mold and on the other hand a column structure 13 which carries the movable upper part 14 of the mold. The upper surface of the fixed part 12 of the mold constitutes a work table 15 on which the building elements 16 are brought, such as for example a brick with vertical perforations and with cells which are intended to receive an insulating material or slabs or any other similar material. The construction elements 16 can be positioned manually or brought in by an automatic transfer system such as for example a roller guide 17, a conveyor belt, etc.
La partie supérieure mobile 14 du moule est montée sur un chariot 18 susceptible de se déplacer verticalement le long des colonnes 13 sous l'action d'un vérin hydraulique ou pneumatique 19 dont le corps est porté par une traverse 20 fixée entre les extrémités supérieures des colonnes 13.The movable upper part 14 of the mold is mounted on a carriage 18 capable of moving vertically along the columns 13 under the action of a hydraulic or pneumatic cylinder 19, the body of which is carried by a cross member 20 fixed between the upper ends of the columns 13.
L'intérieur de la partie supérieure 14 du moule est de préférence tapissé sur au moins ses deux grandes surfaces latérales d'une ceinture 21 expansible, de préférence constituée par au moins un boyau gonflable raccordé à une source d'air comprimé (non représentée). La ceinture gonflable se compose de préférence de segments de tuyaux constitués par une structure textile particulièrement résistante rendue étanche par un revêtement intérieur en un élastomère résistant aux hautes températures. Elle peut être réalisée à l'aide d'un seul tronçon tapissant trois parois ou les quatre parois intérieures de la partie supérieure 14 du moule ou en plusieurs tronçons séparés et éventuellement alimentés indépendamment. Le but de cette ceinture expansible est de permettre d'exercer sur les parois extérieures de l'élément de construction une pression destinée à compenser la pression exercée sur les parois intérieures de l'élément de construction au moment de l'injection et de l'expansion du matériau isolant.The interior of the upper part 14 of the mold is preferably lined on at least its two large lateral surfaces with an expandable belt 21, preferably consisting of at least one inflatable hose connected to a source of compressed air (not shown) . The inflatable belt preferably consists of segments of pipes formed by a particularly resistant textile structure sealed by an inner coating of an elastomer resistant to high temperatures. It can be carried out using a single section lining three walls or the four interior walls of the upper part 14 of the mold or in several separate sections and possibly supplied independently. The purpose of this expandable belt is to allow to exert on the outer walls of the building element a pressure intended to compensate for the pressure exerted on the inner walls of the building element at the time of injection and expansion of the insulating material.
Un bac 22 contenant une réserve de matières premières est monté sur la traverse 20. Deux tuyaux souples 23 reliant le réservoir 22 à deux éléments tubulaires 24 portant des buses d'injection (non représentées) permettent d'injecter les billes de polystyrène préexpansé à l'intérieur du moule.A tank 22 containing a reserve of raw materials is mounted on the cross-member 20. Two flexible pipes 23 connecting the tank 22 to two tubular elements 24 carrying injection nozzles (not shown) make it possible to inject the polystyrene beads pre-expanded to the inside the mold.
Etant donné que l'expansion des billes de polystyrène préexpansé s'effectue à l'aide de vapeur surchauffée, la machine est de préférence raccordée par un conduit 25 à une cbaudière génératrice de vapeur (non représentée). L'alimentation en air comprimé utilisé à la fois pour injecter les billes de polystyrène préexpansé et pour gonfler la ceinture expansible, est schématiquement représentée par la ligne 26.Since the expansion of the pre-expanded polystyrene beads is carried out using superheated steam, the machine is preferably connected by a conduit 25 to a steam generator (not shown). The compressed air supply used both to inject the pre-expanded polystyrene beads and to inflate the expandable belt, is schematically represented by line 26.
La figure 2 représente une vue en coupe à travers la partie supérieure 14 du moule contenant un élément de construction 16. Dans ce cas, l'élément de construction est constitué par une brique destinée à la réalisation d'une construction de maçonnerie isotherme verticale, et comportant une première paroi extérieure protectrice 30 pourvue de perforations verticales multiples 31 séparéèspar un réseau de cloisons fines 32. Elle comporte également une seconde paroi intérieure portante 33 également pourvue de perforations verticales 34 séparées par un réseau de cloisons fines 35. La paroi extérieure protectrice et la paroi intérieure portante sont séparées par des cloisons de liaison 36 définissant des alvéoles 37.Le moule 14 est conçu de telle manière qu'il se forme un bloc unitaire de polystyrène expansé remplissant à la fois les alvéoles 37, formant une bande verticale localisée dans l'évidement latéral 38 de la brique et une bande horizontale reliant entre elles la surface supérieure de cette bande verticale et des blocs logés dans les alvéoles 37. Pour éviter la rupture des parois latérales relativement fragiles de la brique, le moule, ou du moins sa partie supérieure 14 est tapissée sur au moins trois côtés de la ceinture gonflable 21 qui peut être réalisée d'une pièce ou en trois tronçons alimentés en air comprimé par une ou plusieurs alimentations 39.FIG. 2 represents a view in section through the upper part 14 of the mold containing a building element 16. In this case, the building element is constituted by a brick intended for the realization of a vertical isothermal masonry construction, and comprising a first protective external wall 30 provided with multiple vertical perforations 31 separated by a network of fine partitions 32. It also comprises a second bearing internal wall 33 also provided with vertical perforations 34 separated by a network of fine partitions 35. The protective external wall and the load-bearing interior wall are separated by connecting partitions 36 defining cells 37. The mold 14 is designed in such a way that a unitary block of expanded polystyrene forms, filling both the cells 37, forming a localized vertical band. in the lateral recess 38 of the brick and a horizontal strip connecting the upper surface of this vertical strip and blocks housed in the cells 37. To avoid breaking the relatively fragile side walls of the brick, the mold, or at least its upper part 14 is lined on at least three sides of the inflatable belt 21 which can be produced in one piece or in three sections supplied with compressed air by one or more supplies 39.
Il est bien entendu que le moule doit être adapté à la forme de l'élément de construction à traiter. A cet effet, la partie supérieure du moule est interchangeable pour présenter une structure adaptée à la forme et aux dimensions de l'élément de construction. It is understood that the mold must be adapted to the shape of the building element to be treated. For this purpose, the upper part of the mold is interchangeable to present a structure adapted to the shape and dimensions of the building element.
Bien que cette machine ait été décrite en référence à un dessin illustrant une forme de réalisation particulière, elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation mais peut subir différentes modifications et se présenter sous diverses variantes évidentes pour l'homme de l'art. Although this machine has been described with reference to a drawing illustrating a particular embodiment, it is not limited to this embodiment but can undergo different modifications and come in various variants obvious to those skilled in the art .
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