Brevet FR2201143A1 — publié le 19740426

L'invention est relative à un procedé pour la fabrication d'un moule en sable destiné à la coulée d'un matériau en fusion, ainsi qu a un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les procédés de moulage au sable connus, généralement utilisés pour le moulage de la fonte et de l'acier, le moule est constitué, le plus souvent, de deux parties séparées par un joint : un dessous, ou demi-moule inférieur, dans lequel se trouve la partie principale de ltempreinte de l'objet à fabriquer, et un dessus de moule, ou demi-moule supérieur, qui sert de fermeture et qui comprend aussi une empreinte. Ces empreintes sont obtenues à partir d'un modèle de la partie correspondante de l'objet à fabriquer. Un modèle se présente sous la forme d'une plaque de bois sur laquelle est reproduit, généralement en bois moulé, le relief d'une partie de l'objet à fabriquer. Si l'on veut réaliser, par exemple, l'empreinte destinée au demimoule inférieur, on réalise autour du modèle de la partie principale de l'objet à fabriquer un châssis que l'on remplit à l'excès de sable de fonderie. On tasse ce sable à l'aide d'un plateau que l'on vient appliquer sur la face supérieure du chassies. Si l'on retire le modèle, le sable tassé conserve son empreinte avec le chassis qui le contient, il constitue le demi-moule inférieur. Le demi-moule supérieur est réalisé de la meme façon, à partir du modèle de l'objet à fabriquer. Mais il faut alors prévoir un orifice de remplissage du moule en matériau fondu. A cet effet, dans les procédés connus, on place dans le sable, avant tassage, une matrice destinée à ménager, après tassage, uneempreinte en forme d'entonnoir cylindrique ou cônique, qui reçoit le matériau en fusion et le conduit vers l'intérieur du moule. Cette matrice est, naturellement, extraite après tassage du sable. Lorsque les deux demi-moules sont terminés, ainsi que les "chappes" ou moules intermédiaires éventuels, on assemble le moue de façon queles empreintes reconstituent la forme de l'objet à fabriquer. Le moule fermé est alors empli du matériau en fusion par l'intermédiaire de l'entonnoir du demi-moule supérieur. On a constaté que, lorsque le matériau en fusion est coulé dans cet entonnoir conique, par action des forces de Coriolis, il entre enrotation au contact de la paroi et tourbillonne, en entraînant dans le moule des grains de sable et des bulles d'air. Il s'en suit de nombreux rebuts dus à de très graves défauts dans les pièces, tels que points durs et soufflures. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en évitant le tourbillonnement du métal pendant la coulée. Pour ce faire, on prévoira que le matériau en fusion versé.entre en contact avec une surface brisée, afin qu'il descende par gravité sans tourner. L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un moule destiné à la coulée d'un matériau en fusion, moule contenu dans un châssis inférieur et un châssis supérieur superposés, consistant à former l'empreinte du moule dans le châssis inférieur et le châssis supérieurau moyen de sable tassé sur un modèle, procédé caractérisé par le fait que lton aménage dans le sable du ch ssis supérieur un accès au moule pour le matériau, le dit accès présen tant1 au niveau de l'introduction du matériaujune section polygonale. L'invention se rapporte également à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-clessustcaractérisé en ce qu'il est constitué par une matrice de godet de coulée en forme d'entonnoir à section polygonale. L'invention sera meux comprise si l'on se réfère aux figures suivantes, relatives à une forme d'exécution non limitative d'un dispositif destiné à concrétiser le procédé selon l'invention - la figure la est une vue de dessous du dispositif; - la figure lb est une coupe lb - lb du dispositif - les figures 2a à 2f représententfischématiquement,les différentes phases de la confection du demi-moule supérieur. La figure 16 représente, en 1, la matrice de godet de coulée qui donne à l'entonnoir de coulée une forme pyramidale. Cette matrice de godet de coulée est en forme de tronc de pyramide régulière d'axe vertical et de bases hexagonales, par exemple. La grande base 2, horizontale, constitue la face supérieure du dispositif. La petite base 3, horizontale également, est reliée par des cnngés aux six côtés trapézoldaux 4 à 9 (voir figure la) du tronc de pyramide. Elle est percée axialement suivant un cylindre de révolution 10 qui débouche à l'intérieur de la matrice 1 sur un volume 11. Ceci constitue un mode d'exécution du dispositif selon l'invention. Toute forme de godet de coulée donne satisfaction si elle présente des arêtes permettant d'éviter la formation d'un mouvement tourbillonnaire, et par consé quint si elle présente une section polygonale. La figure lb montre également en 13 la matrice de descente de coulée, qui se présente sous la forme d'un cylindre vertical coulissant parfaitement dans le perçage 10. La base inférieure de la matrice de descente de coulée est percée axialement d'un trou borgne taraudé 14, dans lequel est vissé un tenon de longueur quelconque permettant de donner à la descente de coulée une longueur variable suivant la forme de l'empreinte à donner au moule. La base supérieure de la matrice de descente de coulée 13 est également percée axialement d'un trou borgne cylindrique 15, dans lequel une rondelle 16 est fixée horizontalement à laide d'une vis 17. Cette rondelle 16 sert d'appui à l'extrémité inférieure d'un ressort à boudin 18 travaillant à la compression. L'extrémité supérieure de ce ressort , logeedans le vciime 11, prend appui sur une rondelle 19 fixée axialement sur la fal:e dressée 12 à l'aide d'une vis 20. La longueur du ressort 18 est tell que, celui-ci étant au repos, la matrice de descente de coulée 13 reste engagée dans la matrice de godet de coulée 1. Son rôle sera meux compris si l'on se réfère à la figure 2, qui montre le fonctionnement du dispositif au cours de la confection d'un demi-moule supérieur. La figure 2a montre en 21 le fond du moule, portant le modèle 22, et le châssis supérieur 23 qui cnnstitue avec le fond 21 un récipient 24 ouvert à sa partie supérieure 25. Le dispositif décrit plus haut, constitué d'une matrice de godet de coulée 1 coulissant sur une matrice de descente de coulée 13, est tenu en position verticale par l'intermédiaire du tenon 26 vissé dans la partie inférieure de la matrice de descente de coulée 13, dans le prolongement de -celle-ci. Ce tenon est encastré à sa partie inférieure dans un orifice 27 du fond 21 du récipient 24. Il pourra être également simplement posé sur le fond. La longueur du tenon 26 est telle que la différence verticale de niveau entre la face supérieure 2 de la matrice de godet de coulée 1 et la face supérieure 25 du moule soit inférieure au débattement vertical de la matrice de godet de coulée 1 sur la matrice de descente de coulée 13. A la figure 2b, le sable 28 est versé dans le récipient 24, dont il déborde. I1 recouvre le modèle 22 et le dispositif selon l'invention 1, 13, 26. A la figure 2c, le plateau 29 de la machine à tasser descend pour venir s'appliquer sur la face 25 du récipient 24, en tassant le sable 28 et en comprimant le dispositif. La matrice de godet de coulée 1 coulise sur la matrice de descente de cbulée 13 et imprime dans le table tassé 28 un entonnoir de section hexagonale 30, dans le cas de l'exemple non limitatif illustré ici. Lorsque le plateau 29 de la machine remonte, figure 2d, la matrice de godet de coulée 1 est repoussée vers le haut par le ressort 18 et laisse son empreinte 30 dans le sable tassé 28. Le débattement vertical de la matrice de godet de coulée 1 sur la matrice de descente de coulée 13 doit être suffisant pour que le mouleur puisse alors saisir le dispositif 1, 13, 26 par sa partie supérieure et le retirer du sable tassé sans détériorer la surface decelui-ci, y laissant imprimés le godet de coulée 30 et la descente de coulée 14. On ôte ensuite le fond 21 du récipient 24 et le modèle 22 le sable 23 tassé 28 se maintient dans le cEs et conserve l'empreinte 32 du modèle 22 le demi-moule supérieur 33 est prêt à l'usage. A la figure 2f, on a couvert le demi-moule inférieur 34 du demi-moule supérieur 33 et l'on verse le matériau en fusion 35 à l'intérieur du moule 36 par le godet de coulée 30 et la descente de coulée 31 imprimés dans le sable. La suppression des mouvements tourbillonnaires élimine de nombreux rebuts. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un moule destiné à la coulée d'un matériau en fusion, moule contenu dans un chassis inférieur et un chassies supérieur superposés, consistant à former l'empreinte du moule dans le chassies inférieur et le chassis supérieur au moyen de sable tassé sur un modèle, caractérisé par le fait que l'on aménage dans le sable du châssis supérieur, un accès au moule pour le matériau, le dit accès présentant au niveau de l'introduction du matériau une section polygonale. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est cnnstitué par une matrice de godet de coulée en forme d'entonnoir à section polygonale. 3) Dispositif selon revendication 2, caractérisé par le fait que l'entonnoir est prolongé par une matrice de descente de coulée cylindrique. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que des tenons peuvent être fixés dans le prolongement de la matrice de descente de coulée. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la matrice de descente de coulée est mobile élastiquement par rapport à la matrice de godet de coulée. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend - une matrice de godet de coulée en forme de pyramide tronquée symétrique par rapport à un axe vertical, présentant 1) une grande base horizontale, qui est la face supérieure de la matrice, en forme de polygone régulier, 2) une surface latérale constituée de surfacesplanes adjacentes en forme de trapèze isocèle, 3) une petite base horizontale percée d'un conduit ayant pour axe l'axe vertical de la matrice et une longueur inférieure à la dimension verticale de celle-ci, - une matrice de descente de coulée, d'axe vertical, coulissant librement dans le conduit de la matrice de godet de coulée, - un ressort de compression placé axialement entre la partie supérieure de la matrice de descente de coulée et la paroi terminale du conduit cylindrique, - des dispositifs d'appui et de maintien en position du ressort. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs d'appui et de maintien en position du ressort comportent - un trou borgne percé axialement dans lapartie supérieure de la matrice de descente de coulée, - une rondelle d'appui de l'extrémité inférieure du ressort, placée horizontalement dans le trou borgne, - une vis solidarisant cette rondelle et la matrice de descente de coulée, - une rondelle d'appui de l'extrémité supérieure du ressort, - une vis solidarisant cette rondelle et la matrice de godet de coulée. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que la partie inférieure de la matrice de descente de coulée présente axialement un trou borgne taraudé pour le vissage d'un tenon.