Brevet FR2156417A1 — publié le 19730601

L'invention est relative à un dispositif pour l'équilibrage des masses dons les procédés de moulage par centrifugation en coquilles à revêtement de sable, qui permet de fabriquer des corps moulés de contours dissymétriques et présentant des passages compliqus. Comme on le sait, la fabrication de pièces compliquées présentant la symétrie de révolution, comportant des passages et des contours dissymétriques, se trouve limitée par les forces massiques qui se produisent dans le procédé de moulage par centrifugation. Des contours et des passages de ce genre ne pouvaient être qu'amorcés ou il était, dans le cas des pièces de grandes dimensions, absolument impossible d'en tenir compte. I1 en résultait qu'il fallait ensuite se livrer à un travail d'usinage par enlèvement de copeaux extrêmement croûteux, pour donner à ces pièces des contours conformes aux dessins. Des tentatives de dépasser ces limites ont conduit à des rebuts de pièces. Bien que, par le mode de construction des machines de moulage par centrifugation, les forces massiques, qui interviennent, puissent être, dans une mesure limitée, mattri- sées, il était impossible jusqu'à présent de combattre d'une manière efficace l'action de ces forces massiques sur la structure de la texture de la masse moulée et, dans l'état actuel de la technique, on ne savait pas le faire. De même on ne connaît pas de systèmes automatiques d'équilibrage des masses, pour de telles machines de moulage par cen trifugation Des essais, visant à obtenir cet Xquilibrage de masses à 11 aide de masses fixes, n'étaient pas usuels. A un tel équilibrage de masses spécifiques, on doit aussi reprocher qu'il n'agit pas automatiquement. - L'invention a donc pour but de réaliser un système d'équilibrage des masses, agissant automatiquement, pour machines de moulage par cen4;rifugation en coquilles à revêtement de sable, qui assure à coup sûr une marche régulière de la machine et concourt ainsi à la constitution d'une texture impeccable du matériau constituant la pièce moulée qui permet, à l'aide du procédé de moulage par centrifugation, de fabriquer des pièces de grandes dimensions, à contours dissymétriques et présentant des passages, pièces qui devaient jusqu'à présent être coulées en moules fixes. Le problème posé par l'invention consiste donc à réa liser un dispositif qui, automatiquement, provoque un équilibrage de masses, lors du procédé de moulage par centrifugation en ccquillesà revêtement de sable, dans les régions où la masse coulée fait défaut et qui, grâce à des éléments agissant d'une manière progressive,remédie au balourd qui se produit. La solution conforme à l'invention prévoit que l'équilibrage de la dissymétrie de distribution des masses de la matière en fusion (c'est-à-dire de son balourd) s'effectue à l'intérieur du moule à centrifugation, au cours du remplissage de ce moule, par l'intermédiaire de cavités d'équilibrage communiquant avec des conduits d'arrivée, lesquelles cavités sont disposées dans le revêtement de sable de la coquille dans les régions où la matière coulée fait défaut et sont remplies de manière continue et progressive au cours du processus de moulage. Conformément à l'invention, les cavités d'équilibrage, qui sont disposées dans le revêtement de sable de la coquille, sont réalisées à l'aide de récipients en tôle et/ou de matériaux servant à former des mode les et susceptibles de brûler sans résidus, ou encore au moyen de modèles servant à imprimer leur forme, au revêtement de sable du moule. La disposition des cavités d'équilibrage est réalisée de préférence le plus loin possible de l'axe, dans la région où la masse coulée fait défaut et peut, en cas de moulage de précision, être adaptée à la forme de la partie de la pièce de fonderie à mouler par centrifugation. La section des conduits d'arrivée est choisie de telle manière que la masse coulée puisse s'écouler, sans rencontrer d'obstacles, dans les cavités d'équilibrage. En même teMps les conduits d'arrivée ont pour rôle de produire un effet d'étranglement constant qui assure l'arrivée de la masse coulée à l'intérieur des cavités d'équilibrage, en fonction de l'équilibrage de masses exigé, pendant toute la durée du processus de moulage. En outre la forme de la section des conduits d'arrivée est telle que les contrepoids formés peuvent être séparés, sans diminuer sa qualité, de la pièce moulée, c'est-à-dire que leur section est inférieure à celle des cavités d'équilibrage. De plus les hauteurs auxquelles débouchent les conduits d'arrivée sont telles que la masse coulée ne pénètre dans les cavités d'équilibrage que lorsque l'équilibrage de masse assuré par la matière constituant le moule dans la région où la masse coulée fait défaut n' plus d'effet. L'tell libraye du balourd dû à des dissymétries de masse de la pièce moulée est, pour la régularité de rotation de la tête de centrifugation, pour la réduction de l'usure des gilets porteurs et pour le libre déroulement du processus de cristallisution a0 cours de la solidifcation dirigée, lorsqu'il s'agit de fabriquer des pièces de fonderie lourdes par le procédé de moulage par centrifugation, une nécessité absolue qui peut être assurée par la solution conforme à l'invention. Il y a lieu encore de souligner que les cavités d'équilibrage selon l'invention n'empêchent pas l'extraction des récipients annulaires intermédiaires hors de la coquille, lesquels peuvent être séparés de la pièce moulée sans difficulté. En outre l'invention offre l'avantage que les masses qui parviennent à l'intérieur des cavités d'équilibrage peuvent être utilisées pour un contrôle du matériau, ce qui permetd'éviter de prévoir des prélèvements supplémentaires d'échantillons. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple illustratif mais nullement limitatif de réalisation, en se référant au dessin unique annexé qui représente en coupe transversale une tête de centrifugation 1, montée sur des galets de roulement 7, équipée d'une coquille Z à revêtement de sable 3 et contenant une pièce moulée par centrifugation 4. Comme on peut le voir, la pièce moulée 4 représentée ici est un corps de constitution dissymétrique. su cours du moulage par centrifugation de tels corps il se produit, sous l'action du manque unilatéral de masse coulée, un balourd considérable. Ce balourd a une influence de terminante sur la constitution de la texture. Il peut donner lieu à des désintégrations de la texturne, à la formation de retassures et de défauts analogues. an outre l'ensemble de la machine a mouler par centrifugation est soumis à des contraintes extrêmement élevées qui entraînent une forte usure et mettent en péril la sécurité de fonctionnement. Dans l'exemple de réalisation considéré, la production d'un balourd est empêchée par le fait que, dans les régions où la masse coulée fait défaut, on a prévu des cavités d'équilibrage 5 qui, par l'intermédiaire de conduits d'arrivée 6, communiquent avec l'espace intérieur de la tête de centrifugation. Lors de l'introduction de la masse coulée destinée à former la pièce mculée 4, cette masse commence par remplir les régions, à l'intérieur du revêtement de sable 3 qui sont les plus éloignées de l'axe. Pendant ce temps, la partie du revêtement de sable 3 qui fait saillie à l'intérieur de la pièce moulée 4 agit comme masse d'équilibrage de la masse coulée à surface continue qui se trouve en face. Lorsque la masse coulée passe par dessus la partie sable lante du revêtement de sable 3,cet effet d'équilibrage de masse disparaît. Il est ensuite assuré par les cavités d'équilibrage 5, à l'intérieur desquelles la masse coulée parvient à travers les conduits d'arrivée 6. Le rétrécïssement de section ou la faible section du conduit d'arrivée 6 a pour effet d'empêcher que la masse pxvue pour l'équilibrage de masses n'entre pas en jeu d'une manière brusque, mais qu'elle croisse de manière continue pendant tout le processus d moulage. Les cavites d'équilibrage, compte tenu de l'espacement de leur milieu d'avec l'axe sont agencées par rapport à la masse moulée qui fait défaut, de manière que les forces massiques qui prennent naissance se trouvent annihilées. Le commencement de l'action de l'équilibrage de masse au moyen des cavités d'équilibrage 5 peut être en outre réglé par le choix de l'emplacement d'entrée des conduits d'arrivée 6. Plus les embouchures des conduits d'arrivée 6 sont éloignées du centre de la tête de centrifugation, plus l'équilibrage de masse produit par les cavités d'équilibrage entre en jeu tardivement. En outre l'invention permet, ce qui n'a pas été représenté sur la figure, d'adapter les cavités d'équilibrage 5 au profil des régions à mouler qui peuvent se présenter sous forme de rétreints ou de passages sur la pièce moulée 4. Les cavités d'équilibrage 5 peuvent être constituées aussi bien par des récipients de tôle que par des matériaux servant à la constitution de modèles et brûlant sans résidus ou encore être obtenus par un libre moulage. En outre les masses moulées extraites des cavités d'équilibrage 5 peuvent être utilisées pour des essais de laboratoire. Des essais pratiques ont pleinement démontré l'efficacité du procédé conforme à l'invention, par exemple pour la fabrication de chemises de cylindres de moteurs à deux temps. -REVENJICATIONS- 1. Dispositif pour l'équilibrage des masses dans les procédé dés de moulage par centrifugation en coquilles à revêtement de sable, de corps moulés ayant des contours dissymétriques et présentant des passages, ces corps devant être obtenus avec une grande précision dimensionnelle, lequel dispositif est caractérisé en ce que dans le revêtement de sable (3) de la coquille (2), il est prévu, dans la région où la masse coulée fait défaut, des cavités d'équilibrage (5) qui communiquent, par l'intermédiaire de conduits d'arrivée (6) avec l'espace intérieur libre de la tête de centrifugation (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités d'équilibrage (5) sont obtenues par moulage au moyen de modèles, ou sont constituées par des récipients de tôle et/ou encore par des matières destinées à la constitution de modèles et brulant sans résidus. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section des conduits d'arrivée (6) est déterminée de telle manière que, pendant la durée du processus de moulage, il se produise un remplissage, proportionnel à la quantité de matière introduite, des cavités d'équilibrage (5) et par conséquent un équilibrage des masses. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les hauteurs auxquelles débouchent les conduits d'arrivée, dans l'espace intérieur libre de la tête de centrifugation (1), sont disposées de telle manière que l'équilibrage de masses, par suite du remplissage des cavités d'équilibrage (5) ne se produit que lorsque ltéquilibrage de masses sous l'action du matériau constituant le moule dans la région où la masse roulée fait défaut, cesse d'être efficace.