PROCEDE ET DISPOSITIF POUR FABRIQUER PAR MOULAGE UN CORPS CYLINDRIQUE DROIT AVEC UN MATERIAU GRANULAIRE LACHE DURCISSABLE ET LEUR APPLICATION A LA FABRICATION D'UN TUYAU

Description

[0001] L'invention concerne la fabrication par moulage d'un corps cylindrique droit à partir d'une composition granulaire durcissable (voir p.ex. les DE-C-207 943 et DE-C-222 448).

[0002] On désigne par « cylindrique droit » la forme engendrée par une droite dite « génératrice » qui se déplace parallèlement à elle-même en suivant une courbe dite « directrice » située dans un plan perpendiculaire à la droite. Cette directrice est circulaire dans le cas le plus simple, mais l'invention n'est pas limitée à ce profil et s'étend à toute forme de directrice.

[0003] Le corps présente donc une section droite constante dans un plan perpendiculaire à la direction de la longueur du corps.

[0004] L'invention s'applique en particulier à la fabrication par moulage d'un tuyau à partir d'une composition cimentaire ou céramique durcissable, sans toutefois être limitée à cette application.

[0005] On a développé au cours de ces dernières années des compositions cimentaires durcissables constituées de matériaux relativement fins et présentant un rapport pondéral eau/ciment très faible, notamment un rapport pondéral inférieur à 0,16.

[0006] Ces compositions présentent des caractéristiques mécaniques très avantageuses.

[0007] La publication US-A-5 545 297 décrit la fabrication d'un tuyau cylindrique droit à partir d'une composition cimentaire dans laquelle on fait passer la composition à l'état pâteux dans la cavité de moulage d'une extrudeuse, avec une pression d'extrusion d'autant plus élevée que la proportion d'eau par rapport au ciment dans la composition est faible.

[0008] La publication EP-A-0 406 612 décrit une technique de fabrication d'un tuyau cylindrique droit dans laquelle on verse progressivement une composition cimentaire granulaire à l'état lâche dans une cavité de moulage verticale ayant la forme du tuyau à obtenir et on la soumet dans la cavité à l'action d'une paroi vibrante engendrant des forces radiales et des forces verticales dirigées vers le haut.

[0009] La présente invention a pour objet une technique de fabrication industrielle par moulage d'un corps cylindrique droit, notamment d'un tuyau, à partir d'une composition granulaire initialement lâche, n'exigeant pas la mise en oeuvre de pressions élevées ou la mise en oeuvre d'une telle paroi vibrante et qui convient néanmoins pour le moulage d'une composition cimentaire durcissable ne contenant qu'une très faible proportion d'eau.

[0010] Selon l'invention, on utilise une cavité de moulage cylindrique droite ayant les dimensions en section droite de la section droite du corps à fabriquer et on alimente cette cavité avec un débit contrôlé de charges successives de la composition à l'état lâche, en sorte qu'à tout moment la composition en place dans la cavité y présente une surface libre et que chaque nouvelle charge se dépose sur une zone de cette surface libre, et on pousse chaque nouvelle charge dans ladite surface pour provoquer une interpénétration de la nouvelle charge et de la composition sous-jacente à ladite surface, au moyen de surfaces de poussée que l'on déplace d'une part selon un mouvement de va-et-vient dirigé vers ladite surface libre et en sens inverse et, d'autre part, selon un mouvement cyclique tel que les surfaces de poussée soient déplacées dans l'étendue de la surface libre, et simultanément pendant le moulage, on réalise un déplacement relatif de la composition moulée et des surfaces de poussée de façon à maintenir sensiblement constante la distance entre le point moyen de la course du mouvement de va-et-vient des surfaces de poussée et ladite surface libre, ledit débit des charges étant contrôlé en sorte que, au cours de chaque cycle, le matériau sur lequel se déposent les charges soit progressivement densifié en profondeur par l'interpénétration cumulative des charges, les conditions étant réglées en sorte que dans l'ensemble des cycles, la densification soit sensiblement homogène dans tout le matériau, et on laisse durcir la composition moulée.

[0011] Avantageusement, on réalise l'interpénétration en sorte qu'à chaque coup élémentaire d'une surface de poussée, la composition sous-jacente soit interpénétrée sur une profondeur au moins égale à cinq fois le diamètre moyen de la classe granulaire des plus gros constituants de la composition.

[0012] Si la composition contient des fibres ou d'autres renforts similaires, les dimensions de ces constituants ne sont pas prises en compte pour la détermination de la profondeur de pénétration.

[0013] Dans une réalisation préférée, on limite la profondeur maximale de pénétration à dix fois ce diamètre moyen.

[0014] Ainsi, dans le cas d'une composition cimentaire contenant des grains de sable qui constituent le plus gros constituant de la composition, les conditions seront réglées de préférence en sorte que l'interpénétration se produise sur une profondeur de 5 à 10 fois le diamètre moyen des grains de sable soit par exemple une profondeur de 1,5 à 3 mm si ce diamètre moyen est 0,3 mm.

[0015] De préférence on dépose des charges de matériau lâche simultanément sur plusieurs zones non jointives de ladite surface libre.

[0016] Bien que le procédé soit de préférence mis en oeuvre de façon continue, c'est-à-dire, en apportant les charges de façon continue, on peut aussi opérer de façon discontinue. Dans des cas particuliers :

• on utilise pour pousser les charges une pluralité de surfaces de poussée séparées ;
• on introduit les charges entre les surfaces de poussée ;
• ledit mouvement cyclique est un mouvement de rotation ;
• on réalise ledit déplacement relatif en évacuant au travers de la cavité de moulage la composition moulée comme dans une filière, au fur et à mesure du moulage ;
• on réalise ledit déplacement relatif en déplaçant les surfaces de poussée, au fur et à mesure que le niveau de la composition moulée s'élève dans la cavité de moulage ;
• on réalise ledit déplacement relatif en déplaçant simultanément une paroi de la cavité de moulage et les surfaces de poussée ;
• on réalise une pression inférieure à la pression atmosphérique pour dégazer les charges avant de les pousser ;
• on réalise un déphasage entre les mouvements de va-et-vient des différentes surfaces de poussée.

[0017] On laisse durcir le matériau avant de démouler ou après démoulage, selon le cas.

[0018] Lorsque l'invention est appliquée à la fabrication d'un corps à partir d'une composition cimentaire, on utilise de préférence une composition constituée de poudres fines, par exemple, une composition telle que la composition de la matrice du béton défini dans la publication FR-A-2 707 625.

[0019] Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, il est préconisé selon l'invention de mettre en oeuvre un dispositif qui comprend :

• un moule qui détermine une cavité de moulage cylindrique droite qui présente une section droite de forme identique à celle du corps à fabriquer et qui s'étend selon un axe perpendiculaire au plan de cette section droite, sur une longueur égale à une fraction ou à la totalité de la longueur du corps à fabriquer ;
• des moyens d'introduction pour introduire un débit contrôlé de charges de la composition lâche en direction de ladite cavité ;
• des moyens de poussée qui déterminent une pluralité de surfaces de poussée séparées réparties autour dudit axe et dirigées vers le plan de la section droite de la cavité de moulage ;
• des moyens de commande pour provoquer un déplacement des surfaces de poussée d'une part selon un mouvement de va-et-vient dirigé selon cet axe et, d'autre part selon un mouvement cyclique autour dudit axe ;
• et des moyens de commande pour réaliser pendant le moulage un déplacement relatif de la composition moulée et des surfaces de poussée, en fonction du débit d'introduction du matériau lâche, de façon à maintenir sensiblement constante la distance entre le point moyen de la course du mouvement de va-et-vient et la surface libre de la composition moulée.

Dans des réalisations préférées :

• les moyens d'introduction sont conçus pour introduire les charges entre les surfaces de poussée ;
• la cavité de moulage constitue une filière à travers laquelle on pousse le matériau moulé ;
• la cavité de moulage est déterminée par un intervalle entre deux parois, l'une de ces parois étant déplaçable avec les surfaces de poussée pour réaliser ledit déplacement relatif ;
• le moule est fixe et les surfaces de poussée sont déplaçables pour réaliser ledit déplacement relatif ;
• les surfaces de poussée sont telles qu'il existe entre elles et les parois qui déterminent la cavité de moulage un intervalle latéral qui permet un dégagement d'une partie du matériau des charges sous l'effet des déplacements des surfaces de poussée ;
• les surfaces de poussée sont précédées dans le sens dudit mouvement cylindrique, par des surfaces inclinées de pré-compactage des charges.

[0020] Les mouvements de va et vient et de déplacement cyclique des surfaces de poussée sont obtenus au choix par tout moyen classique (engrenages motorisés, cames, ressorts de rappel, systèmes bielle/manivelle, etc) qui sont bien connus des mécaniciens et qu'il n'est donc pas nécessaire de décrire ici.

[0021] On décrira ci-après des modes de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention appliqué à la fabrication d'un tuyau, en référence aux figures du dessin joint, sur lesquelles :

• la figure 1 est une coupe axiale schématique d'un dispositif conforme à l'invention réduit à ses parties essentielles ;
• la figure 2 est un schéma qui montre des détails du dispositif de la figure 1, en coupe axiale ;
• les figures 3 et 4 sont des vues en perspective schématiques qui montrent le dispositif de la figure 2, respectivement vu selon une direction oblique à 45° vers le bas (figure 3) et vu selon une direction oblique à 45° vers le haut (figure 4) en partant de l'oeil de l'observateur.
• les figures 5 à 7 sont des schémas de dispositifs selon différentes réalisations de l'invention.

[0022] Le moule représenté sur la figure 1, destiné à la fabrication d'un tuyau cylindrique droit à section droite circulaire, est constitué pour l'essentiel de deux parois cylindriques coaxiales (1), (3) d'axe vertical (2), déterminant entre elles une cavité de moulage annulaire (4) dont les dimensions transversales correspondent aux dimensions transversales du tuyau à fabriquer.

[0023] Au droit de cette cavité est disposé un rotor (5) qui porte une pluralité d'outils de poussée (6) identiques entre eux et séparés par des intervalles constants.

[0024] Des moyens respectifs (non représentés) sont utilisés pour entraîner les outils respectivement selon un mouvement cyclique autour de l'axe (2) de la cavité de moulage, dans le sens de la flèche (8) et suivant un mouvement alternatif selon la flèche (9) parallèlement à l'axe (2) de la cavité de moulage.

[0025] Des moyens schématisés par les flèches (10) sont présents pour introduire entre les outils des charges de matériau lâche. Pour guider les charges vers la surface (S) du matériau déjà moulé, une paroi tronconique (13) est prévue au-dessus de la paroi interne du moule (3).

[0026] Sur les figures 2 à 4, on a représenté des parties du dispositif de la figure 1, à une échelle différente, pour mieux faire apparaître les outils, abstraction faite de leur support commun.

[0027] Les outils sont conformés pour présenter une extrémité inférieure (6a) qui présente une face (11) tournée vers le bas pour pousser le matériau lâche vers la surface libre du matériau déjà en place dans le moule lorsque l'outil est déplacé vers le bas et une face (12) tournée dans le sens de la rotation selon la flèche (8), qui précède la face de poussage dans le mouvement rotatif de l'outil et qui est apte à précompacter la charge de matériau lâche.

[0028] Ces deux faces contribuent à pousser le matériau des charges dans le matériau moulé. De préférence, elles forment ensemble une surface convexe. Elles sont elles-mêmes planes ou bombées.

[0029] Sur la figure 2, on a représenté les outils dans les positions extrêmes basse (traits pleins) et haute (traits interrompus) de leur mouvement de va-et-vient.

[0030] En pratique, le déplacement en va-et-vient des surfaces de poussée est de préférence réglé avec une fréquence de déplacement assez élevée, typiquement de 5 à 50 va et vient par seconde, encore mieux de 10 à 30 va-et-vient par seconde.

[0031] De préférence, il existe entre les outils et les parois de la cavité de moulage un intervalle latéral (T).

[0032] Les figures représentent différentes possibilités pour entraîner les outils et pour réaliser un déplacement relatif entre la matière moulée et les outils au fur et à mesure de l'accroissement de la matière moulée :

• dans le cas de la figure 1, la paroi extérieure (1) du moule est fixe et sa paroi intérieure (3) est déplacée vers le haut pendant le moulage en même temps que les outils. Par exemple, le moule comporte un noyau (17) dont la partie inférieure est conformée pour constituer la paroi (3) du moule, ce noyau portant les outils (6) en sorte que ceux-ci puissent tourner autour du noyau (flèche 8) et s'élever ou s'abaisser (flèche 9) ; le noyau lui-même est déplacé vers le haut (flèche 18) pendant le moulage.
• dans le cas de la figure 5, le moule est progressivement éloigné des outils pendant le moulage dans le sens de la flèche (19), les outils restant fixes (sauf bien entendu leurs deux mouvements fonctionnels de va-et-vient et de rotation).
• dans le cas de la figure 6, le moule fonctionne comme une filière et sa paroi de fond (14) est déplacée (flèche 16) pendant le moulage de façon à maintenir sensiblement constante la distance entre le point moyen de la course du mouvement de va-et-vient des outils et la surface libre (S) du matériau moulé.
• dans le cas de la figure 7, le moule est fixe et les outils sont progressivement entraînés vers le haut pendant le moulage (flèche 20).

Exemple :

[0033] Pour fabriquer un tube en matériau cimentaire, on réalise les opérations suivantes :

• on prépare un matériau lâche, sec et pulvérulent essentiellement constitué par malaxage des constituants suivants (pour 10kg de matériau) :

• 4,5 kg de sable dont la grosseur de grain est de l'ordre de 0,3mm
• 0,9 kg de quartz broyé à une grosseur de grain de 10 micromètres
• 1 kg de fumée de silice (grosseur de particules 0,5 micron)
• 3,1 kg de ciment Portland (grosseur moyenne 15 micromètres)
• 0,1 kg de superplastifiant (à 30% d'extrait sec)
• 0,4 kg d'eau.

[0034] La densité du matériau lâche est comprise entre 1 et 1,5.

- on constitue un moule vertical avec deux parois cylindriques coaxiales ayant respectivement des diamètres de 120 et 100 mm et une paroi de fond, en utilisant la paroi centrale du moule pour porter quatre poussoirs conformés selon l'invention ;

- on verse dans le fond du moule une fraction du matériau lâche jusqu'à y constituer un anneau sur une hauteur de quelques millimètres ;

- on anime chaque outil de poussée d'un mouvement vertical alternatif de 15 coups par seconde sur une course verticale de 10 mm, les mouvements alternatifs étant déphasés chacun d'un quart de cycle, et d'un mouvement rotatif de 1 tour par seconde, tout en alimentant la surface libre avec un débit volumique de 0,2 litre par seconde de matériau lâche et tout en soumettant les outils et la paroi centrale du moule à un déplacement vertical de 3cm/seconde.
On obtient ainsi à chaque tour une couche de 3 cm d'épaisseur dont la densité est de l'ordre de 2,5.

- On laisse durcir le matériau dans le moule et on démoule.

[0035] L'invention n'est pas limitée à cet exemple ni aux réalisations qui ont été décrites.

Revendications

1. Procédé pour la fabrication d'un corps cylindrique droit par moulage à partir d'une composition granulaire lâche durcissable dans une cavité de moulage, dans lequel on utilise une cavité de moulage cylindrique droite ayant les dimensions en section droite de la section droite du corps à fabriquer et on alimente cette cavité avec un débit contrôlé de charges successives de la composition à l'état lâche, dans lequel on réalise cette alimentation en sorte qu'à tout moment la composition en place dans la cavité y présente une surface libre et que chaque nouvelle charge se dépose sur une zone de cette surface libre, et on pousse chaque nouvelle charge dans ladite surface, au moyen de surfaces de poussée que l'on déplace d'une part selon un mouvement de va-et-vient dirigé vers ladite surface libre et en sens inverse et, d'autre part, selon un mouvement cyclique tel que les surfaces de poussée soient déplacées dans l'étendue de la surface libre, et simultanément pendant le moulage, on réalise un déplacement relatif de la composition moulée et des surfaces de poussée, caractérisé en ce qu'on pousse chaque nouvelle charge en sorte qu'à chaque coup élémentaire d'une surface de poussée, la composition sous-jacente soit interpénétrée sur une profondeur au moins égale à cinq fois le diamètre moyen de la classe granulaire des plus gros constituants de la composition, en ce qu'on réalise ledit déplacement relatif de façon à maintenir sensiblement constante la distance entre le point moyen de la course du mouvement de va-et-vient des surfaces de poussée et ladite surface libre, et en ce qu'on contrôle le débit des charges en sorte que, au cours de chaque cycle, le matériau sur lequel se déposent les charges soit progressivement densifié en profondeur par l'interpénétration cumulative des charges, les conditions étant réglées en sorte que dans l'ensemble des cycles cette densification soit sensiblement homogène dans tout le matériau, et on laisse durcir la composition moulée.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on limite la profondeur de pénétration maximale obtenue à chaque coup élémentaire d'une surface de poussée à dix fois le diamètre moyen de la classe granulaire des plus gros constituants de la composition.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel on dépose des charges de matériau lâche simultanément sur plusieurs zones non jointives de ladite surface libre.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel on apporte les charges de façon continue.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel on utilise une pluralité de surfaces de poussée séparées.

6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel on introduit les charges entre les surfaces de poussée.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel on réalise ledit déplacement relatif en évacuant au travers de la cavité de moulage la composition moulée comme dans une filière, au fur et à mesure du moulage.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel on réalise ledit déplacement relatif en déplaçant les surfaces de poussée, au fur et à mesure que le niveau de la composition moulée s'élève dans la cavité de moulage.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel on réalise ledit déplacement relatif en déplaçant simultanément une paroi de la cavité de moulage et les surfaces de poussée.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel on réalise une pression inférieure à la pression atmosphérique pour dégazer les charges avant de les pousser.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel on réalise un déphasage entre les mouvements de va-et-vient des différentes surfaces de poussée.

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 dans lequel on règle le déplacement en va-et-vient des surfaces de poussée à une fréquence de 5 à 50 va-et-vient par seconde.

13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel on règle cette fréquence à 10 à 30 va-et-vient par seconde.

14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 dans lequel ledit mouvement cyclique des surfaces de poussée est un mouvement de rotation.

15. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 14 qui comprend un moule (1,3) qui détermine une cavité de moulage cylindrique droite (4) dont la section droite est de forme identique à celle du corps à fabriquer et qui s'étend selon un axe (2) perpendiculaire au plan de cette section droite, sur une longueur égale à une fraction ou à la totalité de la longueur du corps à fabriquer ; des moyens d'introduction (10) pour introduire un débit contrôlé de charges de la composition lâche en direction de ladite cavité ; des moyens de poussée (6) qui déterminent une pluralité de surfaces de poussée séparées (11) réparties autour dudit axe, dirigées vers le plan de la section droite de la cavité de moulage ; et telles qu'il existe entre elles et les parois qui déterminent la cavité de moulage un intervalle latéral qui permet un dégagement d'une partie du matériau des moyens de commande pour provoquer un déplacement des surfaces de poussée ; des moyens de commande pour provoquer un déplacement des surfaces de poussée d'une part selon un mouvement de va-et-vient (9) dirigé selon cet axe et, d'autre part selon un mouvement cyclique (8) autour dudit axe et des moyens de commande pour réaliser pendant le moulage un déplacement relatif (18 ;19 ;16 ;20) de la composition moulée et des surfaces de poussée, en fonction du débit d'introduction du matériau lâche, de façon à maintenir sensiblement constante la distance entre le point moyen de la course du mouvement de va-et-vient et la surface libre de la composition moulée.

16. Dispositif selon la revendication 15 dans lequel les moyens d'introduction (10) sont conçus pour introduire les charges entre les surfaces de poussée.

17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16 dans lequel la cavité de moulage (4) constitue une filière.

18. Dispositif selon la revendication 15 ou 16 dans lequel la cavité de moulage (4) est déterminée par un intervalle entre deux parois (1,3), l'une de ces parois étant déplaçable avec les surfaces de poussée pour réaliser ledit déplacement relatif.

19. Dispositif selon la revendication 15 ou 16 dans lequel le moule est fixe et les surfaces de poussée (11) sont déplaçables pour réaliser ledit déplacement relatif.

20. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 19 dans lequel les surfaces de poussée (11) sont précédées dans le sens dudit mouvement cylindrique, par des surfaces inclinées (12) de précompactage des charges.

21. Dispositif selon la revendication 20 dans lequel la surface de poussée (11) et la surface inclinée (12) de précompactage forment ensemble une surface bombée ;

22. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 21 dans lequel le moule comporte une paroi tronconique (13) pour guider les charges vers ladite surface libre ;

Claims

1. A method of manufacturing a right cylindrical body by molding a settable loose granular composition in a mold cavity, in which method a right cylindrical mold cavity is used having dimensions in right section equal to the right section of the body to be made, and said cavity is fed with a controlled rate of flow of successive charges of the composition in the loose state, in which said feeding is performed in such a manner that at all times the composition in place in the cavity presents a free surface and each new charge is deposited on a zone of said free surface, and each new charge is thrust into said surface by means of thrust surfaces that are moved both in reciprocating motion directed towards and away from said free surface, and in cyclical motion such that the thrust surfaces are moved over the extent of the free surface, and simultaneously during molding, relative displacement is implemented between the molded composition and the thrust surfaces, the method being characterized in that each new charge is thrust in such a manner that on each individual stroke of a thrust surface, the underlying composition is caused to interpenetrate over a depth that is not less than five times the mean diameter of the grain size of the coarsest ingredients of the composition, in that said relative displacement is performed in such a manner as to maintain a substantially constant distance between said free surface and the mean point of the stroke of the reciprocating motion of the thrust surfaces, and in that the flow rate of said charges is controlled in such a manner that during each cycle the material onto which the charges are deposited becomes progressively densified in depth by the cumulative interpenetration of the charges, conditions being adjusted in such a manner that over all of the cycles, this densification is substantially uniform throughout the material, and the molded composition is allowed to set.

2. A method according to claim 1, in which the maximum penetration depth obtained on each individual stroke of a thrust surface is limited to ten times the mean diameter of the grain size of the coarsest ingredients of the composition.

3. A method according to claim 1 or claim 2, in which charges of loose material are deposited simultaneously on a plurality of non-touching zones of said free surface.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, in which the charges are delivered continuously.

5. A method according to any one of claims 1 to 4, in which a plurality of separate thrust surfaces are used.

6. A method according to claim 5, in which the charges are introduced between the thrust surfaces.

7. A method according to any one of claims 1 to 6, in which said relative displacement is performed by delivering the molded composition through the mold cavity as in a die, as molding progresses.

8. A method according to any one of claims 1 to 6, in which said relative displacement is performed by moving the thrust surfaces as the depth of the molded composition increases in the mold cavity.

9. A method according to any one of claims 1 to 6, in which said relative displacement is implemented by moving simultaneously the wall of the mold cavity and the thrust surfaces.

10. A method according to any one of claims 1 to 9, in which a pressure lower than atmospheric pressure is implemented for degassing the charges prior to applying thrust thereto.

11. A method according to any one of claims 1 to 10, in which a phase offset is implemented between the reciprocating motions of the various thrust surfaces.

12. A method according to any one of claims 1 to 11, in which the reciprocating motion of the thrust surfaces is implemented at a frequency of 5 to 50 go-and-return strokes per second.

13. A method according to claim 12, in which said frequency is set to lie in the range 10 to 30 go-and-return strokes per second.

14. A method according to any one of claims 1 to 13, in which said cyclical motion of the thrust surfaces is rotary motion.

15. Apparatus for implementing a method according to any one of claims 1 to 14, the apparatus comprising a mold (1, 3) defining a right cylindrical mold cavity (4) of right section that is identical in shape to the right section of the body to be made and that extends along an axis (2) perpendicular to the plane of said right section over a length that is equal to a fraction or the entire length of the body to be made; introduction means (10) for introducing a controlled flow of charges of the loose composition into said cavity; thrust means (6) defining a plurality of separate thrust surfaces (11) distributed around said axis and directed towards the plane of the right section of the mold cavity, and such as to ensure that there exists a lateral gap between said surfaces and the walls defining the mold cavity, said gap serving to disengage a fraction of the material from the control means in order to cause the thrust surfaces to move; control means for moving the thrust surfaces both with reciprocating motion (9) directed along said axis, and with cyclical motion (8) about said axis, and control means operative during molding to implement relative displacement (18; 19; 16; 20) between the molded composition and the thrust surfaces as a function of the rate at which the loose material is introduced so as to maintain a substantially constant distance between the free surface of the molded composition and the mean point of the stroke of the reciprocating motion.

16. Apparatus according to claim 15, in which the introduction means (10) are designed to introduce the charges between the thrust surfaces.

17. Apparatus according to claim 15 or claim 16, in which the mold cavity (4) constitutes a die.

18. Apparatus according to claim 15 or claim 16, in which the mold cavity (4) is defined by a gap between two walls (1, 3), one of said walls being displaceable together with the thrust surfaces in order to achieve said relative displacement.

19. Apparatus according to claim 15 or claim 16, in which the mold is stationary and the thrust surfaces (11) are displaceable to implement said relative displacement.

20. Apparatus according to any one of claims 15 to 19, in which the thrust surfaces (11) are preceded in the direction of said cylindrical motion by sloping surfaces (12) for precompacting the charges.

21. Apparatus according to claim 20, in which the thrust surface (11) and the precompacting sloping surface (12) together form a bulging surface.

22. Apparatus according to any one of claims 15 to 21, in which the mold has a frustoconical wall (13) for guiding the charges towards said free surface.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines geraden zylindrischen Körpers durch Formen aus einer losen härtbaren Granulatzusammensetzung in einem Formhohlraum, in welchem ein gerader zylindrischer Formhohlraum verwendet wird, der im Querschnitt die Abmessungen des Querschnitts des herzustellenden Körpers hat, und in welchem diesem Hohlraum ein kontrollierter Mengenstrom aufeinanderfolgender Chargen der Zusammensetzung in losem Zustand zugeführt wird, in welchem diese Zufuhr derart durchgeführt wird, daß die in dem Hohlraum befindliche Zusammensetzung dort jederzeit eine freie Oberfläche aufweist und sich jede neue Charge auf einem Bereich dieser freien Oberfläche ablagert, und jede neue Charge mittels Schiebeflächen in die besagte Fläche geschoben wird, die zum einen gemäß einer Hin-und-Herbewegung in Richtung der besagten freien Oberfläche und in entgegengesetzte Richtung, und zum anderen gemäß einer zyklischen Bewegung derart bewegt werden, daß die Schiebeflächen in den Bereich der freien Oberfläche bewegt werden, und gleichzeitig während des Formens eine Relativbewegung der geformten Zusammensetzung und der Schiebeflächen ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede neue Charge derart geschoben wird, daß bei jedem einzelnen Stoss einer Schiebefläche die darunterliegende Zusammensetzung bis in eine Tiefe durchdrungen wird, die mindestens gleich dem Fünffachen des mittleren Durchmessers der Kornklasse der größten Bestandteile der Zusammensetzung ist, daß die besagte Relativbewegung so ausgeführt wird, daß die Entfernung zwischen dem Wegmittelpunkt der Hin- und Herbewegung der Schiebeflächen und der freien Oberfläche äusserst konstant gehalten wird, und daß der Mengenstrom der Chargen so gesteuert wird, daß im Verlauf von jedem Zyklus das Material, auf welchem sich die Chargen ablagern, durch das zunehmende Eindringen der Chargen schrittweise in der Tiefe verdichtet wird, wobei die Bedingungen so geregelt werden, daß diese Verdichtung in den gesamten Zyklen in dem ganzen Material äusserst homogen ist, und daß die geformte Zusammensetzung aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die maximale Eindringtiefe, die bei jedem einzelnen Stoss einer Schiebefläche erzielt wird, auf das Zehnfache des mittleren Durchmessers der Kornklasse der größten Bestandteile der Zusammensetzung beschränkt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, in welchem Chargen von losem Material gleichzeitig auf mehrere nicht aneinander angrenzende Bereiche der freien Oberfläche abgelagert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem die Chargen kontinuierlich zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem mehrere getrennte Schiebeflächen verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, in welchem die Chargen zwischen den Schiebeflächen eingeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Relativbewegung ausgeführt wird, indem während des Formens die geformte Zusammensetzung schrittweise durch den Formhohlraum wie in einer Düse abgeleitet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Relativbewegung durch Verschiebung der Schiebeflächen in dem Mass ausgeführt wird, in dem die Höhe der geformten Zusammensetzung in dem Formhohlraum ansteigt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Relativbewegung durch gleichzeitige Verschiebung einer Wand des Formhohlraums und der Schiebeflächen ausgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in welchem ein Druck erzeugt wird, der unter dem Atmosphärendruck liegt, um die Chargen zu entgasen, bevor sie vorgeschoben werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem eine Phasenverschiebung zwischen den Hin- und Herbewegungen der unterschiedlichen Schiebeflächen realisiert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem die Hin- und Herverschiebung der Schiebeflächen auf eine Frequenz von 5 bis 50 Hin-und Herbewegungen in der Sekunde eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem diese Frequenz auf 10 bis 30 Hin- und Herbewegungen in der Sekunde eingestellt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in welchem die zyklische Bewegung der Schiebeflächen eine Rotationsbewegung ist.

15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das eine Form (1, 3) umfaßt, die einen geraden zylindrischen Formhohlraum (4) abgrenzt, dessen Querschnitt die gleiche Form hat, wie der des herzustellenden Körpers und der sich über eine Länge, die gleich einem Bruchteil der Länge oder der gesamten Länge des herzustellenden Körpers ist, in Richtung einer zur Ebene dieses Querschnitts senkrechten Achse (2) erstreckt; Einführmittel (10) zur Einführung eines kontrollierten Mengenstroms von Chargen der losen Zusammensetzung in Richtung des Hohlraums; Schiebemittel (6), die mehrere getrennte, um diese Achse verteilte Schiebeflächen (11) definieren, welche in Richtung der Ebene des Querschnitts des Formhohlraums gerichtet sind und so ausgelegt sind, daß zwischen ihnen und den Wänden, die den Hohlraum abgrenzen, ein seitlicher Zwischenraum besteht, der ein Entfernen eines Teils des Materials von den Steuereinrichtungen ermöglicht, um eine Verlagerung der Schiebeflächen auszulösen; Steuereinrichtungen, um eine Verlagerung der Schiebeflächen zum einen gemäss einer Hin- und Herbewegung (9) in Richtung dieser Achse und zum anderen gemäss einer zyklischen Bewegung (8) um diese Achse auszulösen und Steuereinrichtungen, um während des Formens eine Relativbewegung (18; 19; 16; 20) der geformten Zusammensetzung und der Schiebeflächen in Abhängigkeit von dem Einführ-Mengenstrom des losen Materials auszuführen, so dass die Entfernung zwischen dem Wegmittelpunkt der Hin- und Herbewegung der Schiebeflächen und der freien Oberfläche der geformten Zusammensetzung äusserst konstant gehalten wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, in welcher die Einführmittel (10) dazu ausgelegt sind, die Chargen zwischen die Schiebeflächen einzuführen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, in welcher der Formhohlraum (4) eine Düse bildet.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, in welcher der Formhohlraum (4) durch einen Zwischenraum zwischen zwei Wänden (1, 3) definiert ist, wobei eine dieser Wände mit den Schiebeflächen verschoben werden kann, um die Relativbewegung auszuführen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, in welcher die Form unbewegbar und die Schiebeflächen (11) verschiebbar sind, um die Relativbewegung auszuführen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, in welcher den Schiebeflächen (11) in Richtung der zylindrischen Bewegung geneigte Flächen (12) zur Vorverdichtung der Chargen vorausgehen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, in welcher die Schiebefläche (11) und die geneigte Vorverdichtungsfläche (12) gemeinsam eine gewölbte Fläche bilden.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 12, in welcher die Form eine kegelförmige Wand (13) umfasst, um die Chargen in Richtung der freien Oberfläche zu führen.

Dessins