Brevet FR2114977A1 — publié le 19720707

En fonderie, dans le domaine du moulage 2'en coquille" par gravité et basse pression, on connatt une machine dans laquelle la partie supérieure du moule est solidaire d'une tête mobile, qui pivote autour d'un axe horizontal. Cette disposition n'est pas de nature à permettre l'obtention d'une précision satisfaisante de pièces moulées, notamment du fait d'un léger soulèvement possible de ladite tête mobile. sous l'action des efforts dûs à la pénétration du matériau sous basse pression dans le moule. Par ailleurs, il arrive parfais que les chocs, engendrés B.la fermeture du moule en fin de basculement de ladite tête mobile, soient à l'origine du bris de. certains noyaux fragiles, tels que les noyaux en sable. En outre, dans les machines à tête basculantes autour d'un axe horizontal, d'une part la capacité de démoulage vertical est limitée du fait même de la limitation de la rotation de la tête, d'autre part, aucune possibilité d'adaptation de meca- nismes pour déplacements inclinés supplémentaires vers le centre du basculement n'existe. Enfin, on constate également que, dans la plupart des machines connues, les opérations de manutention sont généralement indépendantes les unes des autres. C'est ainsi que l'enlèvement de la partie supérieure du moule, l'extraction de la pièce moulée et son transfert en dehors du moule et la.descente des noyaux en sable dans le moule, noyaux assemblés ou non, sont faits à l'aide de moyens de manutention souvent indépendants les uns des autres et même du bâti de la machine, manuellement ou à l'aide ce palans ou d'autres engins mécaniques ou pneumatiques. Cette disposition est évidemment défavorable en ce qui concerne le bon enchatnement des différentes opérations. L'invention entend: remédier aux inconvénients précités et propose à cet effet une nouvelle machine à couler par gravité et sous faible pression. L'invention a donc pour objet une machine à couler en coquille" par gravité et sous faible pression, constituée par un bâti supportant la partie inférieure d'un moule par des moyens connus, et par une tAete mobile, qui est montée pivotante sur le bAati et à laquelle est attelée la partie supérieure dudit moule. Dans cette machine, l'axe de pivotement de la texte mobile est sensiblement vertical. En outre, le support de fixation de la partie supérieure du moule est avantageusement monté à coulissement sensibement vertical sur la structure de la tête mobile. Cette machine comporte en outre avec avantage au moins un bras de manutention, qui est monté à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical. Préférentiellement, cette machine comporte également deux bras de manutention, chacun d'eux monté à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, cependant que lesdits bras sont munis d'un dispositif de commande unique, qui leur est commun. Lorsque la machine comporte deux bras, ceux-ci sont, soit solidaires l'un de l'autre et montés à pivotement autour d'un axe unique, soit montés à pivotement autour de deux axes distincts. Enfin, il est intéressant que la commande des pivotements, respectivement, de la tête mobile et du ou des bras de manutention, soit une commande à séquences, connue en elle-mme. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires ainsi que leurs avantages apparattront, au cours de la description de réalisations données ci-dessous à titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif-et non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels: - les figures 1, 2 et 3 sont des vues en plan d'une même machine à couler par gravité et basse pression conforme à l'invention, au cours de trois phases de travail distinctes; - les figures la, 2a et 3a sont des vues en élévation de la machine déjà représentée en regard, respectivement, des figures 1, 2 et 3; - les figures 4 et 4a sont des vues, respectivement, en plan et en élévation d'une variante de la machine représentée en regard des figures 1 et la. En regard des figures 1 et la, on remarque qdune machine conforme à l'invention est constituée par un bâti 1, sur lequel la partie inférieure 2a d'un moule est fixée, notamment par des presses 3 de maintien en position. On rappelle à ce sujet qu'un moule ou coquille comporte généralement une semelle, ainsi que deux paires de chapes étagées. La semelle est fixée sur le bâti, cependant que les presses assurent le déplacement horizontal des chapes. Par commodité de langage, on ne se référera par la suite qu'à la partie inférieure du moule. Un tête mobile 4, conformée en l'espèce en un "col de cygne", est montée à rotation sur le bâti 1 autour d'un axe vertical 5. La tête 4 comporte un bras 6a sur lequel un support 7 est monté à coulissement vertical, en étant, pour ce faire, attelé à un vérin 8. Le support 7 est par ailleurs muni des outils de préhension 9, au moyen desquels la partie supérieure 10a du moule, qui est complémentaire de la partie inférieure 2a, est fixée sur la tête mobile 4. Bien entendu, la transmission ces fluides de commande généralement des types oléo-pneumatiques, dans la tête mobile 4, est assurée par un joint tournant, connu en soi, au niveau du tourillonnement de ladite tête mobile sur le bâti 1. On note également que deux bras lla et 12a, en l'espèce solidaires ltun de l'autre, sont également montés à rotation sur le bâti 1 autour d'un axe vertical 13. Chacun de ces bras est muni d'outils de préhension et de manutention, respectivement 17a et 18a, qui sont susceptibles, au cours de la rotation des bras, d'être situés à l'aplomb de deux supports, 14 et 15, et de la partie inférieure 2a du moule. Dans l'ensemble représenté, les supports 14 et 15 sont distincts du bâti 1; cette disposition n'est cependant pas impérative. Par ailleurs, selon ce qui sera explicité plus loin, des noyaux 16a sont disposés sur le support 15 et sont susceptibles d'être saisis par les outils de préhension 17a du bras lla, cependant que la pièce, qui vient d'être moulée, et est encore disposée dans la partie inférieure 2a du moule, est susceptible d'être saisie par les outils de préhension du bras 12a, lorsque cesdits outils sont effectivement disposés à l'aplomb des éléments correspondants. On indiquera uniquement pour mémoire que la texte mubile 4 et les bras lla et 12a sont attelés à des moyens de réglage de leur orientation angulaire respective, constitués, de manière connue, par exemple par un pignon attelé à une crémaillère, qui est elle-même attelée à un vérin de commande de sa translation. Par ailleurs, la machine est munie, de manière également connue en soi, d'un dispositif de remplissage du moule en matériau de coulée sous forme fluide, constitué, par exemple, par une louche auxiliaire de versage, mais qui n'a pas été représenté pour ne pas surcharger les dessins. On précisera maintenant la nature des trois configurations qui sont représentées respectivement en regard des figures 1 et la, 2 et Ra, 3 et 3a. En regard des figures 1 et la, la machine est dans la disposition qui correspond, d'une part, au maintien du moule en position fermée, le bras 6a maintenant la partie supérieure 10a dudit moule en appui sur la partie inférieure 2a, d'autre part, à la saisie, par les outils 17a du bras lldes noyaux 16a disposés sur le support 15. Les outils 18a du bras 12a ne retiennent alors aucune pièce. Le matériau de coulée est versé SOUS forme fluide dans le moule assemblé. En regard des figures 2 et 2a, on a représenté la machine après soulvement de la partie supérieure du moule et rotation du bras correspondant en 6b, ladite partie supérieure étant alors disposée en lOb. Dans le m & e temps, les deux autres bras ont eux mes pivoté, de sensiblement quatre-vingt-dix degrés d'arc, de manière à occuper respectivement les positions llb et 12b. Les outils de préhension correspondants, pour les outils 18b du bras 12b, saisissent la pince qui vient d'8tre ioulée et est encore disposée dans la partie inférieure 2a du moule, pour les outils 170 du bras llb, maintiennent les noyaux 16b qu'ils ont précédem- ment saisis. Enfin, en regard des figures 3 et 3a, on a représenté la machine après soulèvement de la pièce moulée et rotation des bras en llc et 12e. Une partie inférieure 2a de moule est de nouveau disposée sur le bâti 1. La rotation des bras est de l'ordre de quatre-vingt-dix degrés d' arc, ce qui a permis de disposer ces deux bras à l'aplomb, respectivement, le bras llc, de la partie inférieure 2a, qui est sur le bâti 1, et le bras 12c, du support 14.La pièce, qui vient autre moulée, est déposée en 2c encore contenue dans la partie inférieure du moule correspondant, sur le support 14, au moyen des outils de préhension 18c, cependant que les noyaux précédemment saisis sont déposés en 16c pour les outils 17c dans un logement prévu à cet effet dans la partie inférieure 2a vide d'un moule, qui a été disposée sur le bâti 1. Pendant cette phase de travail, le bras 6b a conservé la position qu'il occupait déjà dans la configuration des figures 2 et 2a. La nouvelle phase de travail correspondra aux rotations amenant, respectivement, le bras 6b de nouveau en 6a, et les bras llc et 12e en lla et 12a. On sera alors dans la configuration dans laquelle une nouvelle coulée est effectuée. En regard des figures 4 et 4a, on a représenté une variante à la machine représentée aux figures 1 et la. On retrouve les mêmes constituants, à ceci près que les bras lla et 12a ne sont plus directement solidaires, sont montés à rotation sur le bâti 1 autour d'axes verticaux distincts 19 et 20, et sont susceptibles d'êtredl'aplomb de deux supports 21 et 22, analogues aux supports 14 et 15 précités. On notera par ailleurs que, quelque soit le mode de réalisation envisagé, les rotations des bras 6a, lla et 12a, ou, 6a, 19 et 20, sont combinées au moyen d'un dispositif de commande à séquences, connu en lui-même, de manière qu'elles se succèdent dans 11 ordre désiré, sans perte de temps. Le mode de fonctionnement des machines conformes à l'invention va maintenant être donné en regard des figures 1 à 3, et la à 3a. En regard, tout d'abord, des figures 1 et la, on remarque que la tête mobile 4 n'est plus soumise à un basculement, comme dans les machines antérieures, mais à un pivotement. Autrement dit, le choc, provoqué antérieurement par le basculement au moment de la fermeture du moule, est évité. De ce fait, on évite également les bris antérieurement constatés de noyaux fragiles, notamment de noyaux en sable, ainsi, d'ailleurs,que les inconvénients classiques dus aux chocs mécaniques. Par ailleurs, la limitation de la capacité de démoulage vertical et l'impossibilité d'adaptation de mécanismes pour déplacements inclinés supplémentaires vers le centre de basculement, qui étaient le lot des machines antérieures, sont supprimées dans les machines conformes à l'invention, du fait même du montage à pivotement autour d'un axe vertical de la texte mobile 4. Mais on remarque également que le mode de montage de la tête mobile 4 sur le bâti 1 interdit tout soulèvement de la partie supérieure lOa du moule sous l'effet de la pression dans le moulage basse pression. On évite donc non seulement le bris des noyaux fragiles, mais aussi les imprécisions de moulage, qui se seraient produites si, avec les machines antérieures, on avait tenté une adaptation desdites machines à la coulée sous basse pression, oar alors il se serait produit un léger déplacement relatif des deux parties 2a et lOa du moule. Par ailleurs, le déplacement de rotation autour de l'axe vertical 5 de la tête mobile 4 permet de disposer sur cette tête mobile des broches de moulage, verticales ou inclinées, dont les courses respectives ne sont pas limitées, contrairement aux broches qui équipaient les machines connues avant l'invention, dont la tette mobile basculait, oe qui interdisait, sous peine d'interférence entre les broches et le bSti 1, l'utilisation de broches de course importante. Enfin, on peut encore rappeler que, dans les machines antérieures, lors de l'ouverture du moule, la partie supérieure du moule se trouvait sensiblement dans une position verticale, sur le côté de l'emplacement de la partie inférieure dudit moule. Cette disposition rendait le travail pénible de l'ouvrier, du fait de la chaleur rayonnante, et provoquait de plus un refroidissement hétérogène de la partie supérieure du moule. Dans le cas de la nouvelle machine qui a été décrite, aucune source de chaleur autre que celle de la partie inférieure du moule ne gêne l'ouvrier, cependant que la partie supérieure se refroidit naturellement et de façon homogène. On remarquera enfin que la présence des deux bras lla et 12a permet d'effeotuer plusieurs opérations simultanément, telles que, par exemple, le dépôt sur le support 14 de la pièce 2c et la mise en place dans la partie inférieure 2a du moule des noyaux 16c, ce qui est une disposition qui permet l'obtention d'un bon rendement global de fonctionnement de la machine. Mais, on précisera aussi que la mise en place des noyaux 16c par des moyens mécaniques et automatiques assure une précision des positions des dits noyaux inconnue à ce jour, et donc une précision du moulage, qui est judicieusement combinée avec la précision déjà obtenue au moyen du montage d pivotement de la tête mobile 4. De plus, un gain de temps supplémentaire est constitué lors de la rotation de la tête mobile 4, les outils de préhension 9 achevant leur remontée pendant ladite rotation. En bref, la machine proposée apporte des amElio- rations sensibles dans les domaines de la précision de moulage, du rendement global, de l'endurance de la machine et de l'agré- ment de travail de l'ouvrier. L'invention ntest pas limitée aux réalisations qui viennent d'être décrites, mais encouvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1. Machine à couler "en coquille" constituée par un bati supportant la partie inférieure d'un moule, et par une tête mobile, qui est montée pivotante sur le b ti et à laquelle est attelée la partie supérieure dudit moule, l'axe de pivotement de la tête mobile étant sensiblement vertical, cependant que le support de fixation de la partie supérieure du moule est monté à coulissement sensiblement vertical sur la structure de la tête mobile, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un bras de manutention, qui est monté à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical. 2. Machine à couler selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux bras de manutention, chacun d'eux monté à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, cependant que lesdits bras sont munis d'un dispositif de commande unique, qui leur est commun. 3. Machine à couler selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux bras de manutention sont solidaires l'un de l'autre et sont montés à pivotement autour d'un axe unique. 4. Machine à couler selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux bras de manutention sont montés à pivotement autour de deux axes distincts. 5. Machine à couler selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que la commande des pivotements, respectivement, de la tete mobile et du ou des bras de manutention, est une commande à séquences, connue en elle-même.