Brevet FR2172852A1 — publié le 19731005

La présente invention concerne les machines de projection de sable pour la fabrication de noyaux ou de moules de fonderie, et notamment les dispositifs pour le remplissage forcé de châssis de moulage ou de boites à noyaux avec une matière de moulage. L'invention peut être appliquée avec un maximum d'efficacité à la fabrication de noyaux ou de moules de longueur importante et de forme compliquée, quand le volume du réservoir recevant la matière de moulage doit être important et quand, par conséquent, il est nécessaire d'utiliser plusieurs soupapes de commande de l'admission dans ledit récipient de l'air fourni par une source d'air comprimé pour le remplissage forcé des chassis ou des boites à noyaux avec la matière de moulage. La qualité du remplissage des châssis ou des boites à noyaux dépend dans ces conditions de la simultanéité de l'admission de l'air dans le réservoir contenant la matière de moulage. Le dispositif proposé assure justement cette simultanéité. Actuellement, on connaît une machine pour la fabrication de moules ou de noyaux de fonderie par remplissage forcé de châssis ou de boîtes à noyaux avec une matière de moulage (voir certificat d'auteur d'invention URSS NO 149.543, cl. 31b 15/24), machine comprenant un dispositif pour le remplissage forcé des châssis ou des boites à noyaux, constitué par un réservoir comportant une tuyère et recevant la matière de moulage, ce réservoir étant mis périodiquement en communication avec une source d'air comprimé pour le transfert forcé de la matière demoul2ge dans le asssA. oii la boute à noyaux per l'termed'iaire d'au moins une soupape comprenant une chambre de pression communiquant avec la source d'air comprimé.Dans cette chambre est placée une tige creuse portant un obturateur servant à fermer l'orifice d'admission mettant en communication la chambre de pression avec le réservoir rempli de matière de moulage. A l'autre bout de la tige est fixé un piston qui est déplacé dans un vérin dans les deux sens par l'air comprimé. Ce piston est muni d'un ressort du côté opposé à celui de l'orifice d'admission. La tige est réalisée creuse, ce qui permet d'éliminer la pression résiduelle régnant dans le réservoir. Le canal d'échappe ment de la tige est obturé par un piston commandé muni d'un élément d'étanchéité. Dans les soupapes ainsi conçues, l'obturateur fermant l'orifice d'admission est serré contre les bords de cet orifice par la pression de l'air comprimé se trouvant dans la chambre de pression. Etant donné que, de plus, le ressort agit dans le même sens, que l'air comprimé, l'effort qui doit etre appliqué pour permettre l'ouverture de l'obturateur doit etre supérieur à l'effort de pression total exercé par l'air comprimé et le ressort, d'où la nécessité d'employer une commande à grande puissance pour déplacer la tige portant l'obturateur, la puissance de cette commande devant être d'autant plus importante que le diamètre de l'orifice d'admission à fermer est plus grand. De plus, dans le cas où plusieurs soupapes de type connu sont montées sur un seul réservoir, il est extrêmement difficile de réaliser l'ouverture simultanée de ces soupapes pour assurer une bonne qualité du remplissage des châssis ou des boites à noyaux, car les différences entre lesdits efforts de serrage entraînent des temps d'ouverture différents, ce qui rend nécessaire un tarage des ressorts et un choix approprié de soupapes dont les moments de résistance sont égaux. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précités. Il s'agissait donc de réaliser un dispositif assurant le remplissage forcé de chassis de moulage ou de boites à noyaux avec une matière de moulage, et dans lequel, au cas où il serait pourvu de deux ou plusieurs soupapes, celles-Oi seraient conçues de manière à assurer l'admission instantanée et simultanée dans le réservoir, de l'air fourni par la source d'air comprimé, ledit dispositif étant en outre conçu de façon à permettre l'actionnement de l'organe de fermeture de la soupape ou des soupapes à l'aide d'une commande de puissance notablement inférieure à-celle des soupapes connues. Ces problèmes sont résolus du fait que dans un dispositif pour le remplissage forcé de châssis de moulage ou de boites à noyaux avec une matière de moulage, du type comprenant un réservoir à tuyère recevant la matière de moulage et mis en communication périodiquement avec une source d'air comprimé pour le transfert forcé de la matière de moulage dans le châssis ou la boîte à noyaux par l'intermédiaire d'une soupape comportant une chambre de pression communiquant en permanence avec ladite source, selon l'invention, il y a dans la chambre de pression de soupape une chambre de transition reliée directement au réservoir contenant la matière de moulage, et pourvue d'orifices d'admission la mettant en communication périodique avec la chambre de pression et susceptibles d'être obturés par un organe de fermeture, ladite-/chambre de transition contenant une chambre d'échappement comportant un orifice d'admission et communiquent en permanence avec l'atmosphère, ladite chambre d'échappement étant mise périodiquement en communication avec la chambre de transition. au moment où les orifices d'admission de la chambre de transition sont fermés. Il est avantageux d'utiliser, en tant qu'organe de fermeture un ensemble constitué par des obturateurs fixés rigidement sur une tige de manoeuvre, l'un desdits obturateurs étant disposé dans la chambre de transition, entre l'un de ses orifices d'admission et l'orifice d'admission de la chambre d'échappement, l'autre obturateur étant situé dans la chambre de presson, de manière que les deux obturateurs puissent ouvrir simultanément les orifices d'admission de la chambre de transition et que, quand ceux-ci sont ouverts, l'un des deux obturateurs ferme l'orifice d'admission de la chambre d' échappement. La présence dans la chambre de pression d'une chambre de transition avec deux orifices d'admission susceptibles d'être fermés par un organe de fermeture constitué par une tige sur laquelle sont rigidement fixés deux obturateurs, dont l'un, situé dans la chambre de pression, est serré contre l'un des orifices d'admission de la chambre de transition sous l'action de la pression de l'air se trouvant dans la chambre de pression, tandis que l'autre est situé dans la chambre de transition de façon que l'effort exercé par la pression de l'air soit dirigé dans le sens opposé à celui de l'effort agissant sur le premier obturateur, assure l'équilibrage statique de l'organe de fermeture et par conséquent l'effort nécessaire au déplacement de ce dernier doit etre juste suffisant pour surmonter les forces de frottement quel que soit le diamètre des orifices d'admission à obturer. Il est avantageux de fixer à un bout de la tige de manoeuvre un piston se déplaçant dans le cylindre d'un vérin pneumatique, dans la chambre sans tige duquel est maintenue en permanence une pression suffisante pour assurer l'ouverture instantanée de l'organe de fermeture quand l'effort de sens contraire exercé sur l'autre bout de la tige est supprimé. Pour une meilleure compréhension de l'invention, un exemple non limitatif de réalisation est décrit dans ce qui suit à l'aide des dessins annexés qui représentent: - la figure 1, un dispositif pour le remplissage forcé de châssis ou de boîtes à noyaux avec une matière de moulage (vue de devant en coupe longitudinale); - la figure 2, le schéma de principe de la soupape employée dans le dispositif de la figure 1; - la figure 3, une vue schématique de la même soupape au moment de l'admission de l'air comprimé dans le réservoir contenant la matière de moulage (avec arrachement suivant la ligne de symétrie). Le dispositif comprend un réservoir 1 (figure 1) recevant la matière de moulage 2, dont l'appoint est réalisé périodiquement à,partir d'une trémie 3, travers les couvertures de chargement 4. A la partie inférieure du réservoir est montée une tuyère 5 interchangeable, sur laquelle est serrée la boîte à noyaux (ou le châssis de moulage)6 au moyen d'un vérin 7. Bur les surfaces latérales du réservoir sont prévues des lumières d'admission 8, auxquelles sont raccordées des soupapes 9 assurant l'admission de l'air comprimé provenant d'une source 10 e ge remplissage forcé de la boite à noyaux 6 avec la matière de moulage 2. La soupape 9 comprend une chambre de pression 11 (figure 2) communiquant en permanence avec la source 10 d'air comprimé (sur figure 2 , le sens d'admission de l'air comprimé est montré par la flèche A). A l'intérieur de la chambre il est ménagée une chambre de transition 12 communiquant directement avec le réservoir 1 et comportant deux orifices d'admission 13 susceptibles d'être fermés par un organe de fermeture ou au contraire ouverts pour assurer la mise en communication périodique de la chambre 12 avec la chambre 11. A l'intérieur de la chambre de transition 12 est ménagée une chambre d'échappement 14 communiquant em permanence avec l'atmosphère par une lumière 15. La chambre 14 possède un orifice d'admission 16 par lequel elle est mise périodiquement en communication avec la chambre de transition 12. L'organe de fermeture précité est constitué par une tige de manoeuvre 17 sur laquelle sont fixés rigidement des obturateurs 18 et 19, dont l'un, l'obturateur 18, se trouve dans la chambre de pression 11, et l'autre, l'obturateur 19, se trouve dans la chambre de transition 12, dans laquelle il est placé entre les orifices d'admission 13 et 16 de la chambre 12 et de la chambre 14 respectivement. La présence de deux orifices d'admission dans la chambre de transition et l'utilisation d'un organe de fermeture comportant deux obturateurs fixés rigidement sur une tige, assurent l'équilibrage statique de cet organe, grace au fait que les obturateurs sont sollicités par des forces de sens contraires exercées par la pression de l'air comprimé se trouvant dans la chambre de pression. Ceci donne la possibilité de réaliser l'ouvertùre de l'organe de fermeture en n'appliquant que des efforts insignifiants permettant seulement de surmonter les forces de frottement. Pour la fermeture des orifices d'admission 13, la tige 17 de l'organe de fermeture est déplacée par l'air comprimé admis périodiquement par un distributeur d'air 20 dans la chambre 21 sans tige d'un vérin 22. Le déplacement inverse de la tige, cbBt-à-dire l'ouverture des orifices d'admission 13 (figure 3), est assuré par un vérin pneumatique 23, dont le piston 24 est solidaire de la tige 17. La chambre 25 sans tige du vérin 23 est maintenue en permanence sous pression par l'air comprimé fourni par la conduite d'air comprimé 26. La superficie du piston 24 du vérin 23 est choisie de telle manière que l'effort développé par le vérin 23 sous l'action de l'air comprimé soit suffisant pour surmonter les forces de frottement et lie paw 4 e l'organe de fermeture. La superficie du piston 27 du vérin 22 est choisie de telle manière que l'effort développé par ce vérin sous l'action de l'air comprimé admis dans la chambre 21 sans tige, soit sufEisamment plus grand que l'effort développé par le vérin 23 pour que soit assuréela déformation des joints d'étanchéité des obturateurs de l'organe de fermeture et par conséquent la fermeture étanche des orifices 13. La soupape décrite plus haut, grâce à l'équilibrage statique de l'organe de fermeture, qui est sollicité par une poussée axiale de sens opposé à l'effort principal assurant la fermeture des orifices d'admission, permet l'ouverture instantanée de ces orifices dès que l'effort principal n'est plus exercé. Il devient en outre possible de monter plusieurs soupapes comme celle décrite, pour assurer l'admission simultanée de l'air comprimé dans le réservoir contenant la matière de moulage. Ceci améliore le processus de remplissage de la boite à noyaux avec la matière de moulage, ce qui est particulièrement important pour les gros noyaux de forme compliquée. Le dispositif faisant l'objet de l'invention fonctionne de la façon suivante. Pour faire fonctionner le dispositif on commence par le mettre en communication avec la conduite d'alimentation en air comprimé et par le brancher sur le réseau d'alimentation électrique. On assure la communication avec la conduite d'alimentation 26 en ouvrant le robinet 28. Le distributeur d'air 20 doit être alors en position "échappement", c'est-à-dire que son tiroir 29 doit suivant la figure 2 occuper sa position extrême gauche, assurant le serrage des obturateurs de la soupape contre les bords des orifices d'admission 13. Ensuite, en régime de réglage, on introduit dans le réservoir I la matière de moulage 2 à partir de la trémie 3. Ces opérations préliminaires étant achevées, on met le dispositif en cycle automatique. La boîte à noyaux 6 est alors serrée par le vérin 7 contre la tuyère 5 du réservoir 1 et le registre 30 est fermé.Ensuite est appliqué un signal de commande assurant le déplacement du tiroir 29 du distributeur d'air 20 vers sa position droite (suivant la figure 3), c'est-àdire la position mettant la chambre 21 sans tige du vérin 22 des deux soupapes en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire du distributeur 20 L'effort du vérin 23, appliqué en permanence, déplace alors l'organe de fermeture pour ouvrir les orifices d'admission 13. L'air comprimé venant de la source 10 passe à travers les orifices d'admission 13 ouverts pour arriver dans le réservoir t d'où elle chasse la matière de moulage 2,3aqllo11e sort à travers l'orifice de la tuyère 5 pour remplir de force (par soufflage) la boite à noyaux 6.A la fin du soufflage, dont la durée est contrôlée automatiquement par un relais, un signal provoque le déplacement du tiroir du distributeur 20 vers sa position extrême gauche, c'est-à-dire la position assurant le serrage des obturateurs des soupapes contre les bords des orifices d'admission 13 et la mise en communication du réservoir 1 avec l'atmosphère par l'intermédiaire de l'orifice d'admission 16, ce qui ramène à zéro la pression résiduelle régnant dans le réservoir 1. La boite à noyaux 6 est ensuite abaissée par le vérin 7, puis elle est démontée pour l'enlèvement du noyau (ou du moule) fini. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui na été donné qu'à titre d'exemple. Enparticulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. - R E V E N D I C A T I O N S - 1.- Un dispositif pour le remplissage forcé de châssis de moulage ou de boites à noyaux avec une matière de moulage, du type comprenant un réservoir muni d'une tuyère et recevant la matière de moulage, ledit réservoir étant mis périodiquement en communication avec une source d'air comprimé pour le transfert forcé de la matière de moulage dans le châssis de moulage ou la boite à noyaux par l'intermédiaire d'au moins une soupape comportant une chambre de pression communiquant en permanence avec la source d'air comprimé, caractérisé en ce que dans la chambre de pression de la soupape est ménagée une chambre de transitlon communiquant directement avec le réservoir contenant la matière de moulage et pourvue de deux des orifices d'admission susceptibles d'etre obturés par un organe de fermeture ou au contraire ouverts pour mettre la chambre de transition en communication périodique avec la chambre de pression et en ce que dans ladite chambre de transition est ménagée une chambre d'échappement comportant un orifice d'admission et communiquant en permanence avec l'atmosphère, ladite chambre d'échappement étant mise périodiquement en communication avec la chambre de transition dès que les orifices d'admission de la chambre de transition sont fermés. 2.- Un dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'organe de fermeture précité est constitué par deux obturateurs rigidement solidaires d'une tige de manoeuvre et dont l'un se trouve dans la chambre de transition, entre l'un des orifices d'admission de celle-ci et l'orifice d'admission de la chambre d'échappement, tandis que l'autre obturateur se trouve dans la chambre de pression, les deux obturateurs servant à ouvrir respectivement et simultanément les orifices d'admission de la chambre de transition, l'un desdits obturateurs fermant l'orifice d'admission de la chambre d'échappement lorsque les orifices d'admission de la chambre de transition sont ouverts. 3.- Un dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige de manoeuvre précitée comporte à l'une de ses extrémités un piston mobile dans le corps d'un vérin pneumatique et auquel est appliquée en permanence la pression de la source d'air- comprimé.