WO1996001176A1 - Procede et dispositif de demoulage d'articles a matrice cimentaire - Google Patents

Procede et dispositif de demoulage d'articles a matrice cimentaire Download PDF

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WO1996001176A1
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shaping
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Inventor
Patrice Girard De Cailleux
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Materiaux De Construction International
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/46—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles using fluid pressure
    • 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
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/10—Moulds with means incorporated therein, or carried thereby, for ejecting or detaching the moulded article
    • B28B7/12—Moulds with means incorporated therein, or carried thereby, for ejecting or detaching the moulded article by fluid pressure, e.g. acting through flexible wall parts or linings of the moulds

Definitions

  • the present invention relates to the field of industrial manufacturing by molding of cement matrix materials. More particularly, it relates to a method and a device intended to facilitate the release of articles shaped into thin plates of the type comprising a hydrated matrix containing cement and sand and reinforced with fibers.
  • Patent application FR-A-2 527 137 discloses a method according to which a wet molded part is held pneumatically in a mold by means of a suction pipe connected to a vacuum source and then, at the chosen moment. , expelled from the mold by inversion of the air current which held it in place.
  • This process intended to produce clay tiles, brings compressed air perpendicular to the surface of the part to be demolded and cannot be transposed to the detachment of thin plates without risk of significant damage.
  • Patent application FR 93-15184 is also known, according to which a dough is extruded in the form of a strip. Which is then cut, then shaped by compression between two plates continuously.
  • the pre-rolled blanks move on rigid supports by means of a first conveyor parallel to a second conveyor comprising, at regular intervals, bases to each of which is a shaping mold.
  • the two conveyors are driven synchronously so that each of the shaping molds comes to cover exactly a blank on its rigid support while conforming the upper surface of said blank and applying irregularities imitating slate, called "slate cleavage".
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device by means of which it is possible to eliminate these difficulties and to separate effectively, reproducibly and continuously, a shaped part from its conformation mold without damage to the article produced.
  • the present invention relates to a device for releasing articles shaped into thin plates of the type comprising a cement matrix using pressurized air introduced between the shaping mold and the shaped product, according to which each of the molds conformation is equipped with at least one channel which crosses the wall thereof and opens out inside the part of the mold forming an impression, this channel cooperating without contact with a means for injecting compressed air by means of a mouth.
  • this channel is provided at its downstream end, that is to say at its end which opens inside the cavity, with a valve which closes it, in its rest position, so to limit circulation in one direction, in particular to allow the passage of compressed air from the air injection means via the aforementioned mouth.
  • the shaping mold is produced by means of all rigid flowable materials, in particular cast iron or aluminum and, in this embodiment, the channel intended for compressed air is a non-deformable conduit resulting from molding or drilling in the mass of the shaping mold.
  • the shaping mold is made of a flexible, flowable material such as, for example, a polyurethane or a silicone.
  • the means for injecting compressed air is constituted by at least one fixed flat nozzle intended to produce an air knife to supply without contact the mouth of the shaping mold during its passage in front of said nozzle.
  • the subject of the present invention is also a process for demolding articles shaped into thin plates, using the above device, within the framework of a continuous manufacturing process regulated on parallel conveyors and comprising the following steps:
  • the air pressure during demolding is less than 1 bar inside the injection means.
  • Fig. 1 shows, in partial section perpendicular to the direction of movement of the conveyors, a conformation mold assembly on a rigid support after pressing a blank, as well as an air injection means.
  • Fig. 2 schematically represents a production line with the compression phases, separation of the upper cavity as well as the compressed air blowing zone in the shaping molds.
  • Fig. 1 shows, in a partial sectional view perpendicular to the displacement plane represented by the arrow F, a support plate 1 and shaping mold 2 assembly after pressing of a blank 5.
  • a fixed compressed air injector 3 is positioned in look and a few centimeters from a groove 4 forming a mouth inside which opens a succession of channels 6 which pass through the wall of said shaping mold 2 to open tangentially to the surface of a cavity forming an imprint inside which is placed the blank 5.
  • the groove 4 forming a mouth is intended to converge the air flow towards the channels 6 by its geometry, in particular with trapezoidal section.
  • the shaping mold 2 made of a flexible material, the latter is mounted in a rigid, non-deformable chassis, which ensures its grip; the channel 6 intended for the compressed air is constituted by a succession of longitudinal slots, produced without removal of material, capable of being partly opened under the action of the compressed air.
  • a flexible valve 7, cut in the wall of the cavity when the latter is made of flexible material, closed in the rest position, is intended to prevent the cement paste from rising in said channel 6 during the compression phase and to then open under compressed air pressure brought by the cooperation, without contact, of the injector 3 with the groove 4 forming a mouth.
  • the valve 7 when the impression is made of a rigid material, the valve 7 is rigid and subject to a spring which keeps it in the closed position.
  • Fig. 2 is a schematic view of the installation for producing articles shaped continuously between a support plate 1, capable of moving on a first conveyor 8, and a shaping mold 2 capable of moving on a second conveyor 9 in a synchronized manner, comprising the demolding device according to the invention.
  • the installation has three distinct successive zones:
  • zone C for separating the shaping mold 2 and a formed article 10 resulting from the compression of the blank 5.
  • Said zone C is the zone of action of the injector 3 by blowing air into the mouths 4 of the shaping molds 2, this area C starting at the end of the area B and extending to the point of complete separation of the pressed article 10 and its imprint formed by the shaping mold 2.
  • zone A there is a blank 5, previously deposited on a support plate 1, itself carried by a conveyor 8 with respect to which it is positioned axially and laterally.
  • Above said conveyor 8 is installed in parallel another conveyor 9 carrying at regular intervals molds of conformation 2.
  • the two conveyors 8 and 9 progress at the same speed and in the same direction, that of the arrows F, so that a shaping mold 2 comes exactly to cover the blank 5 carried by the support plate 1. From this instant, the elements thus assembled progress together.
  • a pressing means 11 presses the shaping mold 2 on the support plate 1 thus molding the blank 5 in its form final 10.
  • the valve 7 (Fig. 1) is kept closed under the force exerted by the cement mass 5 inside the shaping mold 2.
  • the latter opens towards the inside of the cavity under the effect of the air flow which comes to be interposed between the formed article 10 and the cavity of the shaping mold 2 which , during the progression of the conveyors 8 and 9, discovers the molded part 10 which continues its race on its support plate 1 while its conformation mold 2 is ready to conform to other blanks 5 after being reconditioned (cleaning, application and drying of a release agent) and continues its travel on the conveyor 9.
  • the air blowing is maintained until complete separation of the formed article 10 and its shaping mold 2.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de démoulage d'articles conformés en plaques minces utilisant de l'air sous pression introduit entre un moule conformateur et un produit conformé. Le dispositif de démoulage selon l'invention comporte un moyen d'injection d'air comprimé fixe (3) coopérant, sans contact, avec une gorge (4) formant embouchure à l'intérieur de laquelle débouche une succession de canaux (6) traversant la paroi du moule pour conduire l'air jusqu'à l'interface empreinte-article conformé. Le procédé et le dispositif selon l'invention sont particulièrement destinés au démoulage de plaques minces à matrice cimentaire en fabrication continue.

Description

Procédé et dispositif de démoulage d'articles à matrice cimeπtaire.
La présente invention est relative au domaine de la fabrication industrielle par moulage de matériaux à matrice cimentaire. Plus particulièrement, elle concerne un procédé et un dispositif destinés à faciliter le démoulage d'articles conformés en plaques minces du type comprenant une matrice hydratée contenant du ciment et du sable et renforcée par des fibres.
On connaît par la demande de brevet FR-A-2 527 137 un procédé suivant lequel une pièce moulée humide est maintenue pneumatiquement dans un moule par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration raccordée à une source de dépression puis, au moment choisi, expulsée du moule par inversion du courant d'air qui la maintenait en place. Ce procédé, destiné à produire des tuiles en argile, amène de l'air comprimé perpendiculairement à la surface de la pièce à démouler et n'est pas transposable au décollement de plaques minces sans risques de dommages importants.
On connaît également la demande de brevet FR 93-15184 selon laquelle une pâte est extrudée sous forme d'une bande .qui est ensuite tronçonnée, puis conformée par compression entre deux plaques de façon continue. Les ébauches, préalablement laminées, se déplacent sur des supports rigides au moyen d'un premier convoyeur parallèlement à un second convoyeur comportant, à intervalles réguliers, des embases à chacune desquelles est fixé un moule de conformation. Les deux convoyeurs sont entraînés de façon synchronisée de manière que chacun des moules de conformation vienne coiffer exactement une ébauche sur son support rigide tout en conformant la surface supérieure de ladite ébauche et y appliquant des irrégularités imitant l'ardoise, dites "clivage ardoisier". Malgré tous les avantages apportés par ce procédé, il a été constaté qu'en fin de cycle de compression, lorsque les moules de conformation s'éloignent du convoyeur portant la matière conformée sur son support, des difficultés apparaissent au niveau de l'interface matière conformée et moule de conformation. Ces difficultés sont liées : - à la nature du moule de conformation ou de son revêtement interne,
- à la quantité de matière déposée, notamment quand il y a des surépaisseurs, - à l'humidité de la pâte,
- à la complexité du relief imprimé,
- à la pression de conformation appliquée.
Le but de la présente invention est donc de procurer un procédé et un dispositif au moyen desquels il est possible d'éliminer ces difficultés et de désolidariser de façon efficace, reproductible et continue, une pièce conformée de son moule de conformation sans dommage pour l'article produit.
A ces fins, la présente invention a pour objet un dispositif de démoulage d'articles conformés en plaques minces du type comprenant une matrice cimentaire utilisant de l'air sous pression introduit entre le moule conformateur et le produit conformé, selon lequel chacun des moules de conformation est équipé d'au moins un canal qui en traverse la paroi et débouche à l'intérieur de la partie du moule formant empreinte, ce canal coopérant sans contact avec un moyen d'injection d'air comprimé par l'intermédiaire d'une embouchure.
De préférence, ce canal est muni à son extrémité aval, c'est-à-dire à son extrémité qui débouche à l'intérieur de l'empreinte, d'un clapet qui l'obture, dans sa position de repos, de façon à y limiter la circulation dans un seul sens, notamment pour permettre le passage de l'air comprimé provenant du moyen d'injection d'air via l'embouchure précitée.
Le moule de conformation est réalisé au moyen de tous matériaux coulables rigides, notamment la fonte ou l'aluminium et, dans ce mode de réalisation, le canal destiné à l'air comprimé est un conduit indéformable résultant du moulage ou d'un perçage dans la masse du moule de conformation. Selon un autre mode de réalisation, le moule de conformation est constitué par un matériau souple, coulable comme, par exemple, un polyuréthanne ou un silicone.
Le moyen d'injection d'air comprimé est constitué par au moins une buse plate fixe destinée à produire une lame d'air pour alimenter sans contact l'embouchure du moule de conformation lors de son passage devant ladite buse.
La présente invention a encore pour objet un procédé de démoulage d'articles conformés en plaques minces, utilisant le dispositif ci-dessus, dans le cadre d'une fabrication en continu réglée sur des convoyeurs parallèles et comprenant les étapes suivantes :
- Soufflage d'air en continu au travers de buses plates fixes créant une lame d'air perpendiculaire à l'axe de défilement des moules de conformation,
- Admission de l'air, sans contact entre l'embouchure et la buse, dans le moule par le canal et le clapet, lors du passage du moule de conformation devant la lame d'air,
- Passage de l'air dans le canal,
- Ouverture du clapet,
- Introduction de l'air entre la surface interne du moule de conformation et la pièce conformée, - Séparation du moule et de la pièce.
La pression de l'air au cours du démoulage est inférieure à 1 bar à l'intérieur du moyen d'injection.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, sur lesquels :
La Fig. 1 représente, en coupe partielle perpendiculaire au sens .de déplacement des convoyeurs, un ensemble moule de conformation sur support rigide après pressage d'une ébauche, ainsi qu'un moyen d'injection d'air. La Fig. 2 représente schématiquement une ligne de fabrication avec les phases de compression, de séparation de l'empreinte supérieure ainsi que la zone de soufflage d'air comprimé dans les moules de conformation. La Fig. 1 montre, en une vue en coupe partielle perpendiculaire au plan de déplacement représenté par la flèche F, un ensemble plaque-support 1 et moule de conformation 2 après pressage d'une ébauche 5. Un injecteur fixe d'air comprimé 3 est positionné en regard et à quelques centimètres d'une gorge 4 formant embouchure à l'intérieur de laquelle débouche une succession de canaux 6 qui traversent la paroi dudit moule de conformation 2 pour déboucher tangentiellement à la surface d'une cavité formant empreinte à l'intérieur de laquelle est placée l'ébauche 5. La gorge 4 formant embouchure est destinée à faire converger le flux d'air vers les canaux 6 de par sa géométrie, notamment à section trapézoïdale. Selon un mode de réalisation du moule de conformation 2 en un matériau souple, celui-ci est monté dans un châssis rigide, indéformable, qui assure sa préhension ; le canal 6 destiné à l'air comprimé est constitué par une succession de fentes longitudinales, réalisées sans enlèvement de matière, susceptibles de s'entrouvrir sous l'action de l'air comprimé. Un clapet 7 souple, découpé dans la paroi de l'empreinte quand celle-ci est réalisée en matériau souple, fermé en position de repos, est destiné à empêcher la pâte cimentaire de remonter dans ledit canal 6 lors de la phase de compression et à s'ouvrir ensuite sous une pression d'air comprimé amenée par la coopération, sans contact, de l'injecteur 3 avec la gorge 4 formant embouchure. Dans un autre mode de réalisation, lorsque l'empreinte est réalisée en un matériau rigide, le clapet 7 est rigide et assujetti à un ressort qui le maintient en position fermée.
La Fig. 2 est une vue schématique de l'installation pour la réalisation d'articles conformés en continu entre une plaque support 1, susceptible de se déplacer sur un premier convoyeur 8, et un moule de conformation 2 susceptible de se déplacer sur un deuxième convoyeur 9 de manière synchronisée, comportant le dispositif de démoulage selon l'invention.
L'installation comporte trois zones successives distinctes :
- Une zone A d'application d'un moule de conformation 2 sur une ébauche 5 portée par une plaque support 1,
- Une zone B de compression de l'ébauche 5 entre la plaque support 1 et le moule de conformation 2,
- Une zone C de séparation du moule de conformation 2 et d'un article formé 10 résultant de la compression de l'ébauche 5. Ladite zone C est la zone d'action de l'injecteur 3 par soufflage d'air dans les embouchures 4 des moules de conformation 2, cette zone C commençant dès la fin de la zone B et s'étendant jusqu'à l'endroit de complète séparation de l'article pressé 10 et de son empreinte constituée par le moule de conformation 2.
Le fonctionnement de l'installation ainsi décrite est le suivant :
En se référant à la Fig. 2, au niveau de la zone A, se présente une ébauche 5, préalablement déposée sur une plaque support 1, elle-même portée par un convoyeur 8 par rapport auquel elle est positionnée axialement et latéralement. Au-dessus dudit convoyeur 8 est installé parallèlement un autre convoyeur 9 portant à intervalles réguliers des moules de conformation 2. Les deux convoyeurs 8 et 9 progressent à la même vitesse et dans le même sens, celui des flèches F, de façon telle qu'un moule de conformation 2 vienne exactement coiffer l'ébauche 5 portée par la plaque support 1. A partir de cet instant, les éléments ainsi assemblés progressent ensemble. Dans la zone de compression B, un moyen de pressage 11 vient plaquer le moule de conformation 2 sur la plaque support 1 moulant ainsi l'ébauche 5 sous sa forme définitive 10. Au cours de cette opération, le clapet 7 (Fig. 1) est maintenu fermé sous l'effort exercé par la masse cimentaire 5 à l'intérieur du moule de conformation 2. Dès que la pression est relâchée par le moyen de pressage 11, commence dans la zone C la phase de séparation du moule de conformation 2 et de l'article pressé 10, la trajectoire dudit moule de conformation 2 commençant à diverger de celle de la plaque support 1 afin de la soulager du poids de l'équipage mobile qui le supporte. C'est alors qu'agit l'air comprimé amené par au moins un injecteur 3, placé de telle façon qu'il coopère sans contact avec l'embouchure 4 du moule de conformation 2, pour conduire le courant d'air par le canal 6 jusqu'au clapet 7. Ce dernier s'ouvre vers l'intérieur de l'empreinte sous l'effet du flux d'air qui vient s'interposer entre l'article formé 10 et l'empreinte du moule de conformation 2 laquelle, au cours de la progression des convoyeurs 8 et 9, découvre la pièce moulée 10 qui poursuit sa course sur sa plaque support 1 tandis que son moule de conformation 2 se trouve prêt à conformer d'autres ébauches 5 après avoir été reconditionné (nettoyage, application et séchage d'un agent de démoulage) et poursuit sa course sur le convoyeur 9. Le soufflage d'air est maintenu jusqu'à la séparation complète de l'article formé 10 et de son moule de conformation 2.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dispositif de démoulage d'articles conformés en plaques minces, du type comprenant une matrice cimentaire, utilisant de l'air sous pression introduit entre un moule conformateur et un produit conformé, caractérisé en ce que chacun des moules de conformation (2) est équipé d'au moins un canal (6) traversant la paroi dudit moule de conformation (2) et débouchant à l'intérieur de la partie du moule formant empreinte, ledit canal (6) coopérant sans contact par une embouchure (4) avec un moyen d'injection d'air comprimé (3) monté à poste fixe.
2.- Dispositif de démoulage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le canal (6) est muni, à son extrémité aval, d'un clapet (7) obturant, dans sa position de repos, ledit canal (6) et susceptible de s'ouvrir sous la pression de l'air comprimé provenant du moyen d'injection (3) coopérant avec l'embouchure (4) .
3.- Dispositif de démoulage suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule de conformation (2) est réalisé en tous matériaux rigides coulables, notamment la fonte et l'aluminium.
4.- Dispositif de démoulage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le canal (6) est constitué par au moins un conduit indéformable moulé ou percé dans la masse du moule de conformation rigide (2) .
5.- Dispositif de démoulage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moule de conformation (2) est réalisé en un matériau souple, coulable, par exemple un polyuréthanne ou un silicone.
6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le canal (6) est constitué par au moins une fente longitudinale, réalisée sans enlèvement de matière, susceptible de s'entrouvrir sous l'action de l'air comprimé.
7.- Dispositif de démoulage suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le moule de conformation (2) comporte un châssis rigide indéformable assurant sa préhension.
8.- Dispositif de démoulage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'injection d'air comprimé (3) est constitué par au moins une buse plate fixe, destinée à produire une lame d'air et positionnée pour alimenter sans contact l'embouchure (4) du moule de conformation (2) lors de son passage.
9.- Procédé de démoulage d'articles conformés en plaques minces utilisant le dispositif selon les revendications 1 à 8 dans le cadre d'une fabrication en continu sur des convoyeurs parallèles et comprenant les étapes suivantes : - Soufflage d'air en continu au travers de buses plates créant une lame d'air perpendiculaire à l'axe de défilement des moules,
- Admission de l'air, sans contact entre l'embouchure (4) et la buse (3), dans le moule (2) par le canal (6) et le clapet (7) pendant le passage du moule de conformation (2) devant la lame d'air,
- Passage de l'air dans le canal (6),
- Ouverture du clapet (7), - Introduction de l'air entre la surface interne du moule de conformation (2) et la pièce conformée (10) ,
- Séparation du moule et de la pièce.
10.- Procédé de démoulage d'articles conformés en plaques minces selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pression de l'air comprimé à l'intérieur du moyen d'injection (3) est inférieure à 1 bar.
11.- Articles conformés en plaques minces réalisés par le procédé de démoulage selon les revendications 9 et 10.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE679338C (de) * 1934-07-26 1939-08-03 Ludwig Franz Ludowici Pressform fuer Dachziegel
DE1784087A1 (de) * 1968-07-05 1971-07-15 Netzsch Maschinenfabrik Vorrichtung zum Loesen eines keramischen Formlings von seiner Arbeitsform

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R. W. NUFER: "PRESSURE SEPARATION OF CAST GREEN CERAMIC", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 16, no. 9, February 1974 (1974-02-01), pages 2892 *

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