| JP03146310 | MANUFACTURE OF CONCRETE |
| JP10291098 | POWDER COMPACTING DIE |
| JP04367398 | ROTARY TYPE POWDER COMPRESSION MOLDING MACHINE |
TAXONERA, Sylvain (59 rue Nationale, Les Roches de Condrieu, Les Roches de Condrieu, F-38370, FR)
ANDRE, Jean-François (Chemin des Vernes, Villette de Vienne, F-38200, FR)
TAXONERA, Sylvain (59 rue Nationale, Les Roches de Condrieu, Les Roches de Condrieu, F-38370, FR)
| REVENDICATIONS 1. Dispositif de compaction par vibrotassage, pour le formage de blocs carbonés moulés notamment, comprenant au moins un moule (1) de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales supérieure et inférieure, apte à être amoviblement solidarisé à une table vibrante (2), constituant le fond du moule et apte à être soumise à des vibrations par des moyens d'actionnement (5), une masse pressante (3) apte à être introduite axialement dans le moule (1) par la face ouverte supérieure du moule (1), un couvercle (13) apte à fermer avec étanchéité ladite face ouverte supérieure du moule (1) et un dispositif de contre-pression (12) comportant des moyens expansibles positionnés entre ledit couvercle (13) et la masse pressante (3) déplaçable axialement dans le moule (1), les moyens expansibles comprenant au moins un empilage (16) d'au moins deux vérins gonflables (17a, 17b) coopérant avec des moyens de guidage (18) des déformations et courses desdits vérins (17a, 17b) sensiblement parallèlement à la direction axiale d'introduction et déplacement de la masse pressante (3) dans le moule (1) caractérisé en ce que les moyens expansibles sont constitués de deux empilages (16) ou ensembles d'empilages (16) identiques l'un à l'autre et indépendants l'un de l'autre, de vérins gonflables (17), lesdits empilages (16) ou ensembles d'empilages étant montés symétriquement excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe vertical central (VV) du couvercle (13), de la masse pressante (3) et du moule (1), le dispositif de contre-pression (12) étant dépourvu de tout empilage (16) de vérins (17) central coaxial audit axe vertical central (VV) du moule (1), et les moyens de guidage (18) des vérins (17) de chaque empilage (16) étant propres audit empilage (16) et guidant les courses et déformations des vérins (17) dudit empilage (16) selon un axe sensiblement vertical (XX), latéralement excentré par rapport audit axe vertical central (VV). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque empilage (16) de vérins (17) comporte au moins un vérin supérieur (17a) et un vérin inférieur (17b), l'extrémité supérieure du vérin supérieur (17a) et l'extrémité inférieure du vérin inférieur (17b) étant solidaires respectivement du couvercle (13) et de la masse pressante (3), et les extrémités respectivement inférieure du vérin supérieur (17a) et supérieure du vérin inférieur (17b) étant solidaires d'un organe de liaison (28) desdits moyens de guidage (18), qui coulisse le long d'une colonne de guidage (29) coaxiale audit axe (XX) sensiblement vertical excentré dudit empilage (16). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans chaque empilage (16) ledit organe de liaison (28) consiste en une couronne annulaire de guidage (28) coulissant le long de la colonne de guidage (29) correspondante. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le flanc radial intérieur de ladite couronne annulaire de guidage (28) comporte une bague de glissement et d'usure (38) entourant ladite colonne de guidage (29). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, pour au moins un empilage (16), la colonne de guidage (29) est solidaire du couvercle (13) et s'étend dans un trou borgne cylindrique (30) pratiqué dans la masse pressante (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, pour au moins un empilage (16) la colonne de guidage (29) est solidaire de la masse pressante (3) et s'étend dans un chapeau (40) monté avec étanchéité sur le couvercle (13). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque vérin (17a, 17b) est un vérin pneumatique comportant un corps en caoutchouc vulcanisé de forme globalement annulaire. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le flanc radial extérieur de chaque vérin (17) comporte au moins une circonvolution, à l'état non totalement gonflé du vérin. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que chacune des extrémités inférieure et supérieure de chaque vérin (17a, 17b) comporte un bourrelet (19) de section transversale sensiblement circulaire replié axialement et radialement vers l'extérieur du vérin et vers la paroi radiale respectivement inférieure et supérieure dudit vérin (17a, 17b). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque vérin (17a ; 17b), deux clames annulaires de bridage (20,26 ; 27,35) comportant chacune une rainure annulaire (21) apte à recevoir l'un respectivement des deux bourrelets (19) d'un vérin (17a, 17b) et solidarisables respectivement sur le couvercle (13) ou la masse pressante (3), et sur un organe de liaison (28). 11. Dispositif de contre-pression pour dispositif de compaetion par vibrotassage, pour le formage de blocs carbonés moulés notamment, comprenant au moins un moule (1) de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales supérieure et inférieure, apte à être amoviblement solidarisé à une table vibrante (2) constituant le fond du moule (1) et apte à être soumise à des vibrations par des moyens d'actionnement (5), une masse pressante (3) apte à être introduite et déplaçable axialement dans le moule (1) par sa face ouverte supérieure du moule (1), et un couvercle (13) apte à fermer avec étanchéité ladite face ouverte supérieure du moule (1), ledit dispositif de contre- pression comportant des moyens expansibles positionnés entre ledit couvercle (13) et ladite masse pressante (3), et comprenant au moins un empilage (16) d'au moins deux vérins gonflables (17a, 17b) coopérant avec des moyens de guidage (18) des déformations et courses des vérins (17a, 17b) sensiblement parallèlement à la direction axiale d'introduction et déplacement de la masse pressante (3) dans le moule (1), l'extrémité supérieure du vérin supérieur (17a) et l'extrémité inférieure du vérin inférieur (17b) dudit empilage (16) étant solidaires respectivement du couvercle (13) et de la masse pressante (3), caractérisé en ce que les moyens expansibles sont constitués de deux empilages (16) ou ensembles d'empilages (16) identiques l'un à l'autre, et indépendants l'un de l'autre, de vérins gonflables (17), lesdits empilages (16) ou ensembles d'empilages étant montés symétriquement excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe vertical central (VV) du couvercle (13), de la masse pressante (3) et du moule (1), le dispositif de contre-pression (12) étant dépourvu de tout empilage (16) de vérins (17) central coaxial audit axe vertical central (VV) du moule (1), et les moyens de guidage (18) des vérins (17) de chaque empilage (16) étant propres audit empilage (16) et guidant les courses et déformations des vérins (17) dudit empilage (16) selon un axe sensiblement vertical (XX), latéralement excentré par rapport audit axe vertical central (VV) 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de guidage (18) de chaque empilage (16) comportent pour chaque paire de vérins (17a, 17b) adjacents dudit empilage (16), un organe de liaison (28) des deux vérins (17a, 17b) de ladite paire, ledit organe de liaison coulissant le long d'une colonne de guidage (29) desdits moyens de guidage (18), les extrémités respectivement inférieure du vérin supérieur (17a) et supérieure du vérin inférieur (17b) de ladite paire de vérins étant solidaires dudit organe de liaison (28). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de liaison (28) est une couronne annulaire de guidage (28) coulissant le long de la colonne de guidage (29), sensiblement parallèle à la direction de déplacement de ladite masse pressante (3) dans le moule (1). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le flanc radial intérieur de la couronne annulaire de guidage (28) comporte une bague de glissement et d'usure (38). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que chaque vérin (17a, 17b) est un vérin pneumatique comportant un corps en caoutchouc vulcanisé de forme globalement annulaire. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le flan radial extérieur de chaque vérin (17a, 17b) comporte au moins une circonvolution, à l'état non totalement gonflé du vérin. 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que chacune des extrémités inférieure et supérieure de chaque vérin (17a, 17b) comporte un bourrelet (19) de section transversale sensiblement circulaire replié axialement et radialement vers l'extérieur du vérin et vers la paroi radiale respectivement inférieure et supérieure dudit vérin ( 17a, 17b). 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque vérin, deux clames de bridage (20,26 ; 27,35) comportant chacune une rainure annulaire (21) apte à recevoir l'un respectivement des deux bourrelets (19) d'un vérin (17a, 17b) et solidarisables respectivement sur le couvercle (13) ou la masse pressante (3) et sur l'organe de liaison (28). |
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de compaction par vibrotassage, particulièrement destiné au formage de blocs carbonés moulés à partir d'une pâte de brai liquide et de coke concassé, pour réaliser des électrodes, en particulier des anodes, pour l'électrolyse de l'aluminium, et équipé d'un dispositif de contre-pression.
ARRIERE PLAN DE L 1 INVENTION
On connait des dispositifs de compaction par vibrotassage comprenant essentiellement un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire monté amovible sur une table vibrante constituant le fond du moule et une masse pressante apte à être introduite axialement dans ledit moule par une extrémité supérieure du moule. La table vibrante est solidarisée à un châssis par l'intermédiaire de moyens de suspension et est soumise à des vibrations selon une direction sensiblement verticale, selon l'axe du moule, sous l'effet de moyens d'actionnement en vibration.
C'est le cas, notamment, du brevet US 3,767, 351 qui décrit un dispositif pour fabriquer des blocs, et plus particulièrement des anodes-blocs, à partir de granulés. Le dispositif est constitué d'une table montée sur ressorts et sur laquelle est fixé un moule. Sous la table à secousses se trouvent au moins deux pièces rotatives à balourds qui sont montées et entrainées en rotation de façon à ce que les composantes horizontales des oscillations qu'elles génèrent dans la table, s'annulent. La rotation des pièces à balourds provoque une oscillation sensiblement harmonique et verticale de la table à secousses, les granulés introduits dans le moule étant ainsi comprimés par vibrations sous la forme d'un bloc compact. Afin d'améliorer la compression, ce type de dispositif est usuellement équipé d'un système de mise sous vide et d'un dispositif dit de contre-pression.
Un tel dispositif connu, représenté aux figures 1 et 2a de la présente demande, est alors essentiellement constitué d'un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire 1 d'axe sensiblement vertical, déplaçable verticalement, et monté de manière amovible sur une table vibrante 2, et d'une masse pressante 3. Après introduction dans le moule 1 d'une pâte 4 composée de brai liquide et de coke concassé, le mélange pâteux est compacté sous l'effet du martèlement de la masse pressante 3. A cet effet, des arbres balourdes 5 tournent en sens opposés et induisent une excitation dans la table 2 qui prend alors un mouvement sinusoïdal vertical. Usuellement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 permettant de limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage du dispositif.
L'extrémité inférieure de la masse pressante 3, dite empreinte 8, pénètre à l'intérieur du moule 1 pour donner la forme du dessus du bloc moulé. Sous l'effet des déplacements verticaux que la table 2 communique à la pâte 4, la masse pressante 3 rebondit sur le dessus du bloc en cours de formation.
Ledit moule 1 est classiquement monté sur des guides 9a, coulissant verticalement dans des manchons 2a solidaires de la table 2, et est actionné par des vérins hydrauliques 10 liés par l'extrémité libre de leur tige au moule 1 et par l'extrémité inférieure de leur cylindre à la table 2, lesdits vérins hydrauliques 10 assurant les fonctions de bridage du moule 1 sur la table 2 et de démoulage, en soulevant le moule 1 au dessus de la table 2 pour permettre l'enlèvement latéral d'un bloc moulé du dessus de la table 2.
Par ailleurs, le dispositif de compaction comporte un système de mise sous vide de l'intérieur du moule 1 et un dispositif dit de contre-pression 12 solidaire d'un couvercle 13 fermant avec étanchéité la partie supérieure du moule 1 grâce à des mécanismes 15 de fermeture amovible du couvercle 13 sur le moule 1 (voir figure 1), le couvercle 13 étant déplaçable verticalement avec la masse pressante 3 par rapport au moule 1 par des moyens extérieurs 11 tels un treuil ou un vérin hydraulique avec tige de suspension, associés au système de mise sous vide du moule 1, et assujettis à une charpente (non représentée), en étant guidé par des guides verticaux 9b du couvercle 13 dans les manchons Ib solidaires du moule 1. Ledit couvercle 13 assure l'étanchéité du moule 1 et procure un appui au dispositif de contre-pression 12 qui repousse la masse pressante 3 vers la pâte 4 et la table 2. Le dispositif de contre-pression 12 comprend des dispositifs expansibles, généralement des vérins pneumatiques 14, qui sont installés entre le couvercle 13, contre lequel ils prennent appui, et la masse pressante 3, qu'ils repoussent vers le bas. Ces vérins pneumatiques 14 ont leurs fonds supérieur et inférieur respectivement solidarisés au couvercle 13 et à la masse pressante 3 et sont gonflés avec de l'air comprimé pendant tout ou partie de la phase de compactage, la source d'air comprimé n'étant pas représentée sur les figures.
De cette manière, une force verticale dirigée vers le bas est générée sur la masse pressante 3 lors de ladite phase de compactage. Cette force s'oppose, d'une part, au rebond de la masse pressante 3 sur la pâte 4, et d'autre part, augmente l'énergie développée à l'impact de la masse pressante 3 sur ladite pâte 4. Ce dispositif de contre-pression 12 permet d'améliorer significativement les résultats d'une compaction et de stabiliser les mouvements de la masse pressante 3 lors du compactage.
La figure 2a montre un dispositif de contre-pression 12 déjà réalisé, constitué de deux vérins pneumatiques 14 disposés symétriquement de part et d'autre de la tige 11 de suspension de la masse pressante 3 et du couvercle 13.
Toutefois, les courses nécessaires aux vérins pneumatiques 14 du dispositif de contre-pression 12, c'est-à-dire la différence entre la hauteur en extension maximale et la hauteur en rétraction maximale desdits vérins 14, dépassent les capacités des vérins pneumatiques standards.
La course nécessaire aux vérins pneumatiques 14 correspond essentiellement à la somme, d'une part, de la réduction de hauteur de la masse de pâte 4 entre son état brut et son état tassé, et, d'autre part, de la différence de hauteur entre les blocs moulés les plus hauts et les plus bas que l'on veut former. Afin de procurer une course suffisante, il est connu d'empiler au moins deux vérins pneumatiques 14, pour que l'addition de leurs courses respectives permette d'atteindre l'extension maximale recherchée.
Néanmoins, ce type d'empilage de vérins pneumatiques présente l'inconvénient d'être instable et de subir un flambage sous la charge à partir d'une certaine hauteur critique. On entend par "flambage", le phénomène par lequel la ligne moyenne des vérins pneumatiques empilés dévie de la ligne droite verticale. Sous l'effet de ce phénomène de flambage, les vérins pneumatiques deviennent asymétriques et génèrent des poussées latérales particulièrement nuisibles à l'efficacité de compactage du dispositif.
Dans des réalisations connues, selon les figures 2b et 2c, le dispositif de contre- pression 12 est composé respectivement de trois ou un empilement(s) de vérins pneumatiques 14, chaque empilement comprenant un vérin supérieur et un vérin inférieur.
L'extrémité haute du vérin supérieur est fixée au couvercle 13 et son extrémité basse à l'extrémité haute du vérin inférieur. L'extrémité basse du vérin inférieur est fixée sur la masse pressante 3. Dans l'espace réduit disponible entre le couvercle 13 et la masse pressante 3, la réalisation comportant trois empilages (figure 2b) dont un central et deux latéraux disposés de part et d'autre de l'empilage central, a pour avantage de multiplier l'effort transmis à la masse pressante 3. La réalisation comportant un seul empilage central (figure 2c) est évidemment moins performante, surtout qu'une partie de la surface de pression est perdue pour laisser le passage à la tige de suspension 11. Les extrémités axiales centrales ou adjacentes des deux vérins 14 d'un empilage sont reliées entre elles par une pièce de jonction, soit une couronne annulaire 12a entourant la tige de suspension 11 dans la réalisation comportant un seul empilage (figure 2c), soit une plaque de liaison 12b commune aux trois empilages dans le cas de la figure 2b. La couronne 12a et la plaque 12b sont munis d'une bague de guidage cylindrique 12c coulissant le long de la tige de suspension 11 : ainsi le flambage des empilements de vérins 14 est contrecarré. Dans la réalisation comprenant trois empilages, on constate cependant que, si la plaque 12b guidée sur la tige de suspension 11 ne peut pas se déplacer dans un plan horizontal, elle est libre de tourner autour de cette même tige. Les vérins 14 des deux empilages latéraux ont finalement toute liberté de flamber. En l'absence de moyens supplémentaires pour empêcher la plaque 12b de tourner autour de la tige de suspension 11, les empilages latéraux flambent et les membranes 17 des vérins pneumatiques 14 viennent au contact des parois du couvercle 13 et s'usent. Un autre inconvénient de ces réalisations est la masse des organes de liaison 12a ou 12b et de guidage 12c : sous l'effet des accélérations générées par la machine de vibrotassage, ces organes de liaison et de guidage subissent des déplacements importants, notamment lorsque la pression d'air comprimé à l'intérieur des vérins 14 est faible. Les vérins pneumatiques 14 sont ainsi inutilement sollicités et leur durée de vie est réduite.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'un des buts de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de compaction par vibrotassage avec un dispositif de contre-pression de conception simple et peu onéreuse, comportant des moyens procurant de grandes extensions au dispositif de contre-pression en supprimant le flambage tout en limitant ou en n'augmentant pas l'encombrement des vérins pneumatiques. Un autre but de l'invention est de faciliter la maintenance du dispositif de compaction par vibrotassage en proposant un dispositif de contre-pression ne nécessitant pas ou peu d'entretien, facile à installer ainsi qu'à démonter, et avantageusement accessible de l'extérieur. A cet effet, et conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de compaction par vibrotassage, pour le formage de blocs carbonés moulés notamment, comprenant au moins un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales supérieure et inférieure, apte à être amoviblement solidarisé à une table vibrante, constituant le fond du moule et apte à être soumise à des vibrations par des moyens d'actionnement, une masse pressante apte à être introduite axialement dans le moule par la face ouverte supérieure du moule, un couvercle apte à fermer avec étanchéité ladite face ouverte supérieure du moule et un dispositif de contre- pression comportant des moyens expansibles positionnés entre ledit couvercle et la masse pressante déplaçable axialement dans le moule, les moyens expansibles comprenant au moins un empilage d'au moins deux vérins gonflables coopérant avec des moyens de guidage des déformations et courses desdits vérins sensiblement parallèlement à la direction axiale d'introduction et déplacement de la masse pressante dans le moule, caractérisé en ce que les moyens expansibles sont constitués de deux empilages ou ensembles d'empilages identiques l'un à l'autre et indépendants l'un de l'autre, de vérins gonflables, lesdits empilages ou ensembles d'empilages étant montés symétriquement excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe vertical central du couvercle, de la masse pressante et du moule, le dispositif de contre-pression étant dépourvu de tout empilage de vérins central coaxial audit axe vertical central du moule, et les moyens de guidage des vérins de chaque empilage étant propres audit empilage et guidant les courses et déformations des vérins dudit empilage selon un axe sensiblement vertical, latéralement excentré par rapport audit axe vertical central.
Avantageusement, chaque empilage de vérins comporte au moins un vérin supérieur et un vérin inférieur, l'extrémité supérieure du vérin supérieur et l'extrémité inférieure du vérin inférieur étant solidaires respectivement du couvercle et de la masse pressante, et les extrémités respectivement inférieure du vérin supérieur et supérieure du vérin inférieur étant solidaires d'un organe de liaison desdits moyens de guidage qui coulisse le long d'une colonne de guidage coaxiale audit axe sensiblement vertical excentré dudit empilage.
Ainsi, chaque organe de liaison relie l'un à l'autre deux vérins adjacents de l'empilage en les guidant le long de la colonne de guidage. Dans un mode de réalisation pratique, de chaque empilage, ledit organe de liaison consiste en une couronne annulaire de guidage coulissant le long de la colonne de guidage correspondante, et, de préférence, le flanc radial intérieur de la couronne annulaire de guidage comporte une bague de glissement et d'usure entourant ladite colonne de guidage. Pour au moins un empilage, la colonne de guidage peut être solidaire du couvercle et s'étendre dans un trou borgne cylindrique pratiqué dans la masse pressante, ou en variante solidaire de la masse pressante, et s'étendre dans un chapeau monté avec étanchéité sur le couvercle. Avantageusement de plus, chaque vérin est un vérin pneumatique comportant un corps en caoutchouc vulcanisé de forme globalement annulaire. Dans ce cas, le flanc radial extérieur de chaque vérin peut comporter au moins une circonvolution, à l'état non totalement gonflé du vérin. Chacune des extrémités inférieure et supérieure de chaque vérin peut comporter un bourrelet de section transversale sensiblement circulaire replié axialement et radialement vers l'extérieur du vérin et vers la paroi radiale respectivement inférieure et supérieure dudit vérin, auquel cas le dispositif peut avantageusement comporter pour chaque vérin, deux clames annulaires de bridage comportant chacune une rainure annulaire apte à recevoir l'un respectivement des deux bourrelets d'un vérin et solidarisables respectivement sur le couvercle ou la masse pressante, et un organe de liaison.
L'invention a également pour objet un dispositif de contre-pression pour dispositif de compaction par vibrotassage, pour le formage de blocs carbonés moulés notamment, comprenant au moins un moule de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales supérieure et inférieure, apte à être amoviblement solidarisé à une table vibrante constituant le fond du moule et apte à être soumise à des vibrations par des moyens d'actionnement, une masse pressante apte à être introduite et déplaçable axialement dans le moule par sa face ouverte supérieure du moule, et un couvercle apte à fermer avec étanchéité ladite face ouverte supérieure du moule, ledit dispositif de contre-pression comportant des moyens expansibles positionnés entre ledit couvercle et ladite masse pressante, et comprenant au moins un empilage d'au moins deux vérins gonflables coopérant avec des moyens de guidage des déformations et courses des vérins sensiblement parallèlement à la direction axiale d ' introduction et déplacement de la masse pressante dans le moule, l'extrémité supérieure du vérin supérieur et l'extrémité inférieure du vérin inférieur dudit empilage étant solidaires respectivement du couvercle et de la masse pressante, caractérisé en ce que les moyens expansibles sont constitués de deux empilages ou ensembles d'empilages identiques l'un à l'autre, et indépendants l'un de l'autre, de vérins gonflables, lesdits empilages ou ensembles d'empilages étant montés symétriquement excentrés latéralement de part et d'autre de l'axe vertical central du couvercle, de la masse pressante et du moule , le dispositif de contre-pression étant dépourvu de tout empilage de vérins central coaxial audit axe vertical central du moule, et les moyens de guidage des vérins de chaque empilage étant propres audit empilage et guidant les courses et déformations des vérins dudit empilage selon un axe sensiblement vertical, latéralement excentré par rapport audit axe vertical central.
Avantageusement, le dispositif de contre-pression présente en outre, l'une au moins des caractéristiques suivantes : - les moyens de guidage de chaque empilage comportent pour chaque paire de vérins adjacents dudit empilage, un organe de liaison des deux vérins de ladite paire, ledit organe de liaison coulissant le long d'une colonne de guidage desdits moyens de guidage, les extrémités respectivement inférieure du vérin supérieur et supérieure du vérin inférieur de ladite paire de vérins étant solidaires dudit organe de liaison ; l'organe de liaison est une couronne annulaire de guidage coulissant le long de la colonne de guidage, sensiblement parallèle à la direction de déplacement de ladite masse pressante dans le moule ; le flanc radial intérieur de la couronne annulaire de guidage comporte une bague de glissement et d'usure ; chaque vérin est un vérin pneumatique comportant un corps en caoutchouc vulcanisé de forme globalement annulaire ; le flan radial extérieur de chaque vérin comporte au moins une circonvolution, à l'état non totalement gonflé du vérin ; - chacune des extrémités inférieure et supérieure de chaque vérin comporte un bourrelet de section transversale sensiblement circulaire replié axialement et radialement vers l'extérieur du vérin et vers la paroi radiale respectivement inférieure et supérieure dudit vérin ; et le dispositif comporte, pour chaque vérin, deux clames de bridage comportant chacune une rainure annulaire apte à recevoir l'un respectivement des deux bourrelets d'un vérin et solidarisable respectivement sur le couvercle ou la masse pressante et sur l'organe de liaison.
BREVE DESCMPTION DES DESSINS
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, du dispositif de compaction par vibrotassage conforme à l'invention et du dispositif de contre-pression qui l'équipe, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : " la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de eompaction par vibrotassage de l'art antérieur, dont le couvercle et la masse pressante sont soulevés au dessus du moule solidarisé sur la table vibrante ;
• la figure 2a est une vue en coupe frontale du dispositif de eompaction par vibrotassage représenté sur la figure 1, et équipé d'un premier exemple de dispositif de contre-pression de l'art antérieur, à deux vérins pneumatiques montés de part et d'autre de la tige de suspension du couvercle et de la masse pressante, et représentés en position de rétraction maximale ;
1 la figure 2b est une vue en coupe frontale d'un second exemple de dispositif de contre-pression de l'art antérieur, comportant trois empilages de vérins pneumatiques ; dont un empilage central entre deux empilages latéraux, représentés en position de rétraction maximale sur la demi-vue de gauche, et en position d'extension maximale sur la demi -vue de droite.
" la figure 2c est une demi- vue en coupe frontale d'un troisième exemple de dispositif de contre-pression de l'art antérieur, comportant un seul empilage central de vérins pneumatiques, en position de rétraction maximale ;
" les figures 1 à 2c étant déjà décrites ci-dessus ;
" la figure 3 est une vue en coupe frontale du couvercle et de la masse pressante munis d'un dispositif de contre-pression conforme à l'invention ; " la figure 4a est une vue en coupe frontale de la moitié de droite du dispositif de contre-pression représenté sur la figure 3;
" la figure 4b est une vue en coupe partielle agrandie du détail IVb de la figure 4a, et
" la figure 5 est une vue en coupe frontale de la moitié de droite d'une variante d'exécution du dispositif de contre-pression conforme à l'invention et selon les figures 3 et 4a.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
On décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un dispositif de contre-pression pour dispositif ou machine de eompaction par vibrotassage vertical pour le formage de blocs anodiques moulés notamment à partir d'une pâte composée de brai liquide et de coke concassé. Néanmoins, le dispositif de contre-pression suivant l'invention peut être adapté à tout autre dispositif de compaction par vibrotassage vertical, à partir de granulés ou de toute autre machine sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Comme déjà décrit ci-dessus, en référence à la figure 1, la machine de formage d'anodes par vibrotassage selon l'invention comprend, de manière usuelle, un moule 1, de forme générale parallélépipédique de section transversale rectangulaire, ouvert à ses deux faces horizontales opposées qui sont sa base et sa face supérieure, et fixé amoviblement sur une table vibrante 2, constituant le fond du moule 1, et une masse pressante 3 destinée à être engagée dans le moule 1 par la face supérieure du moule 1, et supportée sous un couvercle 13, qui se fixe amoviblement sur l'extrémité supérieure du moule 1 pour en assurer la fermeture étanche. Ladite machine comporte par ailleurs deux arbres balourdes 5 tournant en sens opposés et induisant une excitation dans la table 2, qui prend alors un mouvement sinusoïdal vertical. Accessoirement, la table 2 est installée sur une suspension élastique 6 destinée à limiter les transmissions vibratoires au sol 7 et/ou au voisinage du dispositif. Par ailleurs, la machine comporte des moyens de verrouillage 15 du couvercle 13 sur le moule 1, ledit couvercle 13 étant apte à coiffer le moule 1 avec étanchéité.
De plus, la machine comporte un système de déplacement vertical du couvercle 13 et de la masse pressante 3 avec une tige de suspension 11 , et combiné à un système (non représenté en détail) de mise sous vide du moule 1 fermé par le couvercle 13.. En référence à la figure 3, l'extrémité inférieure de la masse pressante 3 comporte un évidement 8 dit "empreinte" correspondant à la forme de la surface supérieure de l'anode à réaliser.
La machine suivant l'invention comporte un dispositif de contre-pression 12 positionné contre la face inférieure du couvercle 13 et la face supérieure de la masse pressante 3. Ledit dispositif de contre-pression 12 comprend des moyens expansibles constitués de deux empilages 16, identiques l'un à l'autre et totalement indépendants l'un de l'autre, de vérins gonflables annulaires 17, identiques les uns aux autres, coopérant avec des moyens de guidage 18 propres à chaque empilage 16, et indépendants les uns des autres, lesdits empilages 16 de vérins gonflables annulaires 17 s'étendant de part et d'autre de la tige 11 de suspension ou de déplacement vertical, en étant disposés excentrés latéralement et symétriquement l'un de l'autre par rapport à l'axe vertical central V-V du moule 1 et de l'ensemble masse pressante 3 - couvercle 13, qui est l'axe longitudinal et vertical de la tige de suspension 1 1.
Le dispositif de contre-pression 12 est donc dépourvu de tout empilage central de vérins gonflables annulaires coaxiaux atour de l'axe centre V-V du moule 1 et de la masse pressante 3.
En référence aux figures 3, 4a et 4b, chaque empilage 16 de vérins 17 comporte un premier vérin dit supérieur 17a et un second vérin dit inférieur 17b, chaque vérin 17a, 17b consistant en un vérin pneumatique comportant un corps en caoutchouc vulcanisé de forme globalement annulaire. De préférence, le flanc radial extérieur de chaque vérin 17a, 17b comporte au moins deux circonvolutions, séparées l'une de l'autre par un pli du corps radialement vers l'intérieur du vérin, afin d'augmenter la course de chaque vérin 17a, 17b, quand il est gonflé au maximum.
On observe que les vérins pneumatiques 17a, 17b sont alimentés en air par une source d'air comprimé non représentée sur les figures. Toutefois, il est bien évident qu'il est possible de substituer aux dits vérins pneumatiques 17a, 17b tout autre type de vérin gonflable ou de vérin souple de forme de révolution autour de l'axe vertical XX de l'empilage considéré , excentré latéralement vis-à-vis de l'axe central vertical VV du moule 1 , et gonflé par un fluide quelconque tel que de l'air, de l'eau, de l'huile, du glycol, ou similaires.
Par ailleurs, les vérins pneumatiques respectivement supérieur 17a, et inférieur 17b peuvent comporter, sur leurs faces supérieure et inférieure, un flasque métallique annulaire pour leur fixation respectivement contre la face inférieure du couvercle 13 et contre la face supérieure de la masse pressante 3, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
En référence aux figures 4a et 4b, dans chacun des deux empilages 16, les extrémités respectivement inférieure et supérieure de chaque vérin 17a, 17b comportent un bourrelet 19 de section transversale sensiblement circulaire et replié axialement et radialement vers l'extérieur du vérin et vers la paroi radiale respectivement inférieure et supérieure dudit vérin 17a, 17b, en direction du flanc extérieur de ce dernier.
Le bourrelet 19 supérieur du vérin supérieur 17a est solidarisé contre la face inférieure d'une plaque amovible 22 du couvercle 13 par une clame de bridage 20 consistant en une pièce annulaire plate qui comporte le long de son bord radial interne une rainure 21 annulaire concave apte à recevoir ledit bourrelet 19. Cette clame de bridage 20 est fixée contre la face inférieure de la plaque amovible 22 par des vis 23 coopérant avec des trous lisses 24 pratiqués dans la plaque amovible 22 et des trous taraudés 25 dans la clame de bridage 20, les trous lisses 24 de la plaque amovible 22 s'étendant au droit des trous taraudés 25 de la clame de bridage 20. Le bourrelet 19 inférieur du vérin supérieur 17a et le bourrelet 19 supérieur du vérin inférieur 17b sont solidarisés par des clames de bridage 26 et respectivement 27 aptes à être solidarisées par vissage à un organe de liaison consistant en une couronne annulaire 28 dite de guidage coulissant autour et le long d'une colonne cylindrique 29 dite de guidage, solidaire, par exemple par soudage, de la face inférieure de la plaque amovible 22 du couvercle 13. Chacune des deux colonnes de guidage 29 s'étend sensiblement verticalement depuis la face inférieure de la plaque 22 du couvercle 13 dans un trou borgne 30 cylindrique pratiqué dans la masse pressante 3, l'axe vertical XX de chaque colonne 29 étant ainsi sensiblement parallèle à l'axe vertical central VV et donc à la direction axiale verticale de déplacement de la masse pressante 3 dans le moule 1, mais excentré latéralement par rapport à l'axe central VV, les deux axes XX des colonnes 29 étant symétriques de part et d'autre de l'axe VV.
Chaque couronne annulaire de guidage 28 comporte, le long de son bord radial externe, un épaulement supérieur 31 et un épaulement inférieur 32 annulaires aptes à recevoir respectivement la clame 26 de bridage du bourrelet inférieur 19 du vérin supérieur 17a et la clame 27 de bridage du bourrelet supérieur 19 du vérin inférieur 17b. Lesdites clames de bridage et 27 sont fixées sur la couronne annulaire de guidage 28 au moyen de vis 33 coopérant avec des trous lisses et taraudés pratiqués respectivement dans les clames de bridage 26 et 27 et dans la couronne annulaire de guidage 28, au niveau des épaulements 31 et 32. Le bourrelet inférieur 19 du vérin inférieur 17b est fixé sur une platine annulaire 34, entourant sensiblement coaxialement la colonne 29 et le trou borgne 30, au moyen d'une clame de bridage 35 annulaire comportant également une rainure concave apte à recevoir le bourrelet 19 dudit vérin 17b, et maintenue contre la platine 34 par des vis telles que 23 traversant la platine 34 et vissées dans des trous taraudés de la clame 35. Ladite platine annulaire 34 est solidarisée contre la face supérieure de la masse pressante 3 par des vis 36.
Par ailleurs, la couronne annulaire de guidage 28 comporte des trous traversants 37 s'étendant à l'aplomb des vis 36 de fixation de la platine annulaire 34 afin de faciliter la maintenance du dispositif de contre-pression 12. En effet, les deux empilages 16 de ce dernier sont accessibles depuis l'extérieur (au dessus du couvercle 13) en démontant la plaque amovible 22 du couvercle 13 et en dévissant les vis 23 de fixation de la clame de bridage 20 du bourrelet supérieur 19 du vérin supérieur 17a. De cette manière, il est possible de dévisser la platine annulaire 34, les vis 36 de fixation de cette dernière étant accessibles au travers des trous traversants 37 de la couronne annulaire de guidage 28. On peut ainsi aisément démonter l'ensemble du dispositif de contre-pression 12 ou seulement l'un ou l'autre des deux empilements 16 de vérins 17 pour le remplacer, si nécessaire.
De manière particulièrement avantageuse, le flanc radial intérieur de la couronne annulaire de guidage 28 comporte une bague de glissement et d'usure 38 afin de faciliter le coulissement de ladite couronne annulaire de guidage 28 le long de la colonne verticale de guidage 29 correspondante tout en évitant une usure prématurée du flanc intérieur qui conduirait à un jeu entre la couronne annulaire de guidage 28 et la colonne verticale de guidage 29.
On observe que le montage du dispositif de contre-pression 12 suivant l'invention permet d'éviter tout phénomène de flambage des empilages 16 de vérins 17 sous la charge de la masse pressante 3 quelle que soit la hauteur d'extension des vérins 17 atteinte. On entend par "hauteur", la distance entre la face supérieure de la masse pressante 3 et la face inférieure du couvercle 13. Ainsi, la force dirigée vers le bas, exercée par les vérins 17 sur la masse pressante 3, reste orientée verticalement selon la direction axiale de déplacement de la masse 3 dans le moule 1.
On observe également que le diamètre extérieur de la colonne de guidage 29 et par conséquent le diamètre intérieur de la couronne annulaire de guidage 28 sont choisis les plus grand possibles pour réduire la masse de ladite couronne 28. Ainsi le dispositif de contre-pression 12, suivant l'invention n'interagit pas avec les vibrations du système d'actionnement 5 du dispositif de compaction.
Selon une variante d'exécution du dispositif de contre-pression suivant l'invention, en référence à la figure 5, ce dernier comporte, de la même manière que précédemment, deux empilages 16 de vérins pneumatiques annulaires 17a, 17b coopérant avec des moyens de guidage 18 constitués d'une couronne annulaire 28, reliant le vérin pneumatique supérieur 17a et le vérin pneumatique inférieur 17b et coulissant le long d'une colonne cylindrique verticale dite colonne de guidage 29, les deux empilages 16 étant identiques, l'un à l'autre, indépendants l'un de l'autre, excentrés et symétriques de part et d'autre de l'axe central vertical VV.
Cette variante d'exécution se distingue du dispositif de contre-pression décrit précédemment par le fait que chaque colonne de guidage 29 d'axe XX sensiblement vertical est solidaire de la face supérieure de la masse pressante 3 et s'étend au travers d'un trou 39 pratiqué dans la plaque amovible 22 du couvercle 13. De plus, chaque colonne 29 s'étend avantageusement dans un chapeau 40 fixé avec étanchéité sur la plaque 22 du couvercle 13, autour du trou 39.
Dans cet exemple particulier de réalisation, la colonne de guidage 29 fait saillie vers l'extérieur de la plaque 22, par une partie logée dans ce chapeau 40 du couvercle 13.
Toutefois, il est bien évident que la colonne de guidage 29 peut s'étendre dans un trou borgne pratiqué dans le couvercle 13, ledit couvercle 13 présentant alors, au moins localement, une épaisseur supérieure ou égale à la course nécessaire aux vérins pneumatiques 17a et 17b.
Il va de soi que la machine de compaction par vibrotassage doit comporter plusieurs empilages 16 de vérins identiques et indépendants les uns des autres, et montés symétriquement excentrés de part et d'autre de l'axe central du moule, et que chaque empilage 16 peut comporter plus de deux vérins pneumatiques en fonction des capacités de course de chaque vérin pneumatique 17, la machine étant dépourvue de tout empilage coaxial à l'axe central vertical du moule.
Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de décrire ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.
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