Brevet FR2157708A1 — publié le 19730608

La présente invention concerne un appareil pour le conditionnement de la cire. La cire utilisée dans les opérations d'injection destinées à la production de modèles pour moulage à la cire doit autre exempte d'air car, dans le cas contraire, on obtient des modèles présentant sur leur surface des bulles d'air qui seront reproduites dans le moule et le rendront inacceptable. En général, les appareils de fusion actuellement utilisés ne sont pas propres à assurer une bonne préparation de la cire. La fusion de la cire s'effectue habituellement dans des cuves chauffées ouvertes sur l'atmosphère libre, ce qui entraine l'aération et la contamination de la cire. Pendant l'opération de fusion, la cire est habituellement agitée par des agitateurs rotatifs qui présentent le grave inconvénient d'introduire de l'air dans la cire liquide.Le transfert de La cire liquide de l'appareil de fusion au réservoir d'alimentation de la machine d'injection de la cire s'effectue habituellement par utilisation d'une poche, qui entrarne de nouveaux problèmes d'aération lorsque la cire est versée dans la poche et, ensuite de la poche dans le réservoir d'injection. Un but de l'invention est d'éliminer ces difficultés et de produire une cire liquide exempte d'air, ainsi que de transférer cette cire au réservoir d'une machine d1injec- tion de la cire dans cet état. Dans ce but, l'invention vise un appareil pour le conditionnement de la cire dans le réservoir d'une machine d'injection de cire, réservoir qui est de forme cylindrique et qui est équipé d'un piston ajusté à joint étanche à l'intérieur du réservoir et de moyens permettant d'imprimer à ce piston un mouvement alternatif à l'intérieur du réservoir, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une cuve étanche à l'air, faite d'une matière bonne conductrice de la chaleur, qui présente une ouverture pour l'introduction de la cire solide et un couvercle démontable au moyen duquel on peut fermer l'ouverture à joint étanche à l'air, des moyens placés en position relative de transmission de la chaleur par rapport à la cuve pour chauffer la cire contenue dans cette cuve, des moyens à l'abri du contact de l'air et propres à agiter la cire à l'intérieur de la cuve, des moyens de mise sous vide comprenant une entrée qui communique avec la partie supérieure de la cuve, un passage chauffé qui établi la communication entre la partie inférieure de la cuve et la partie supérieure du réservoir de la machine dtinåection, et un robinet qui commande l'écoulement de la cire dans ledit passage chauffé de telle sorte que l'on peut placer la cire solide dans la cuve, fermer la cuve, faire fondre la cire à l'intérieur de la cuve et la maintenir sous agitation dans cette cuve, évacuer pratiquement la totalité de l'air de la cuve et de la cire-contenue dans cette dernière par l'action dès moyens de mise sous vide, ouvrir le robinet, faire descendre le piston dans le réservoir pour engendrer une dépression dans la partie supérieure de ce réservoir et faire couler la cire fondue de la cuve dans le réservoir à travers ledit passage chauffé et en l'absence d'air, après quoi on peut refermer le robinet au cours du fonctionnement de la machine d'injection de la cire. Selon une réalisation particulière de l'invention, l'appareil tel que défini ci-dessus est de plus caractérisé en ce que la cuve est équipée d'ailettes placées en position relative propre à la transmission de la chaleur par rapport à la paroi cylindrique de la cuve et qui font saillie radialement vers l'intérieur sur cette paroi, et en ce que les moyens d'agitation de la cire comprennent un arbre monté axialement dans la cuve et qui porte des palettes en saillie radiales vers l'extérieur et qui tournent vers l'arbre, les palettes étant construites et agencées de manière à se déplacer entre les ailettes, et des moyens propres à entrainer l'arbre en rotation. La description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, donnés surtout à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe centrale d'un appareil de fusion de la cire suivant l'invention, associé à une coupe d'un appareil d'injection de cire destiné à transférer la cire liquide d'un appareil de fusion au réservoir d'injection Sans in traduction d'air dans la cire la figure 2 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe à la même échelle que la figure 2 prise suivant ligne 3-3 de la figure s et représentant la construction de la cuve de fusion sans son agitateur, et les figures 4, 5 et 6 sont respectivement une vue en e- lévation une vue de dessus et une vue en élévation à plus grande cenelle de l'une des pales de l'agitateur dela figure 1, à plus grande échelle que ceste taure. Le côté droit de la figure 1 est une coupe de l,appareil de conditionnement de la cire suivant l'invention. Une cuve 10 en matiere bonne conductrice de la chaleur, par exemple en aluminium, de forme générale cylindrique, ouverte à son extrémité inférieure et à son extrémité supérieure et comportant des ailettes 11 en forme de segment comme représenté à la Figure 3. Les ailettes 11 sont solidaires de sa paroi et sont aisposées par paires diamétralement opposées, qui s'etendent vers l'interieur ce la cuve 10 dans une airection généralement horizontale et se terminent pdr des bords parallèles il a en retrait par raport a l'axe de la cuve, ces paires d'ailettes étant agencées à ces niveaux espacés sur l'axe vertical de la cuve la figure 1 représentant cinq niveaux c'ailettes. A chaque niveau d'une paire d'ailettes rl, la partie centrale de la cuve présente une ouverture 12' de forme générale rectangulaire, com- me on le voit clairement sur la figure 3.Ainsi outil ressortira de la suite, les palettes de l'agitateur sont alignées ver ticalement le long d'un arbre porteur et les dimensions externes des palettes de l'agitateur sont telles que l'arbre porteur puisse être inséré avec ses palettes dans la cuve 10 par un mouvement longitudinal, étant entendu que la vue en plan de la palette d'agitateur de la figure 5 est à plus grande échelle que la vue de l'ouverture 12 de la figure 3. Le fond de la cuve est fermé à joint étanche à l'air par un fond 12 constitué par une pièce de fonderie et l'extrémité supérieure de ceS te cuve est fermée par une plaque supérieure 13 et par un couvercle 14 qui est monté sur une charnière 15 et muni d'une poignée 16 au moyen de laquelle on peut le manipuler.Le couvercle est maintenu fermé à joint étanche au moyen d'une presse 17 qui est vissée dans une ferrure 18 montée pour pivoter autour d'un pivot vertical 19. Le joint formé par la plaque supérieure 13 est fermé hermétiquement par une garniture annulaire 13a et une autre garniture peut etre interposee éventuellement entre le couvercle supérieur 14 et le bord supérieur de la cuve 10. Des moyens appropriés sont prévus pour faire fondre la cire contenue dans la cuve 10. Les moyens représentés comprennent des éléments chauffants électriques 20 présentant la forme de ceintures qui sont ajustées étroitement sur la surface externe de la cuve 10 et qui sont munis d'une source d'énergie électrique non représentée. Les organes de réglage habituels peuvent être prévus pour maintenir la température au niveau désiré voulu, mais ces dispositifs ne sont pas représentés sur le dessin parce qu'ils ne font pas partie de l'invention. Le dispositif suivant l'invention est équipé de moyens permettant d'agiter la cire fondue dans la cuve-lO sans introduire d'air dans la cire. La figure 1 représente une pièce de fonderie d'un seul tenant, de préférence en aluminium, qui porte cinq jeux de palettes 21. Chaque palette comprend deux bras, la partie 21a située d'un côté du centre étant inclinée dans un sens par rapport à la verticale et la partie 21b de l'autre côté de l'axe étant inclinée dans le sens opposé par rapport à la verticale. Comme on le voit sur la figure 6, l'angle d'inclinaison est d'environ 300 sur la verticale, mais cet angle n'est pas d'une valeur critique pour l'invention. L'agitateur est claveté en 22 sur un arbre vertical 23 qui est monté pour tourner concentriquement à la cuve 10.Un support d'arbre 24 comprena un tube vertical soucié à son extremité inférieure sur une collerette 25 qui est boulonnée sur l'élement 12 par des vis 26. Le support 24 traverse un perçage vertical 27 de l'agitateur et une bague 28 en nylon ou autre matière analogue ferme hermétiquement le joint entre le perçage 27 et le support 24. montre l'extrémité supérieure du support 24 et l'arbre 23 est interposée une bague d'étanchéité 28. Une bague d'étanchéité torique 30 est interposée entre la collerette 25 et l'élément 12 pour empêcher la cire de s'écouler ce haut en bas et d'atteindre les éléments d'entralnement sous-jacents.Un palier de butée 31 est encastré dans l'élément 12 et disposé contre un épaulement approprié de l'arbre 23. Un autre palier de butée 32 est interposé entre l'extrémité supérieure de l'agitateur et la surface inférieure de la plaque supérieure 13. Un autre palier 32 entoure l'extrémité supérieure de l'arbre 23 pour lui servir de portée dans la plaque supérieure 13. Les moyens destinés à entrainer l'arbre 23 en rotation comprennent un moteur 33 qui entraine l'arbre vertical 35 par l'intermédiaire d'engrenages abrités dans un carter 34. Des moyens sont prévus pour fixer le moteur 33 et le carter d'engrenages 34 à la face inférieure du bossage 12a de ltélément 12 mais ces moyens ne sont pas représentés sur le dessin car ils ne font pas partie de l'invention. Des moyens, non représentes sont également prévus pour alimenter le moteur 33 en énergie électrique. Un accouplement 36 est intercalé entre 1' arbre 35 et l'extfémité inférieure de l'arbre 23. Cet accouplement 36 est constitué par un embrayage capable de glisser en cas de surcharge. L'appareil suivant l'invention comporte des moyens destinés à dégazer la cire à I'intrieur de la cuve 1ç. Dans la forme de réalisation représentée, ces moyens comprennent une pompe à vide 37 montée sur une ferrure appropriée 38 et qui est reliée par un tube 39 à un orifice 4G qui déboucne dans la partie supérieure de la cuve 10. Il va de soi que lorsque la cire est entièrement fondue dans la cuve 10, elle se trouve fréquemment à une température supérieure au niveau de température souhaitable pour l'opération d'injection.S'il est nécessaire de refroidir la cire à l'aide de moyens externes, on prévoit une enveloppe isolante 41 qui entoure l'ensemble de la cuve 10 et qui est espacée radialement à l'extérieur de jeux d'ailettes de refroidissement 42, dont six sont représentées sur le dessin, qui font saillie radialement vers l'exterieur sur la surface externe de la cuve 10 et qui font corps avec cette surface. Un ventilateur 43 est monté sur une ferrure appropriée 44 et communique par un tube 45 avec l'extrémité inférieure de l'enveloppe 41.Un jet d'air froid est donc refoulé de bas en haut entre la cuve 10 et ltenveloppe externe 41 pourvue des ailettes 42 et s'échappe à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 41, ce qui améliore l'effet de refroidissement qui est transmis des ailettes 42, à travers le métal de la cuve et les ailettes 11 en saillie vers l'intérieur, pour refroidir rapidement la cire et la ramener à la tempérauture désirée. L'ensemble de la construction représentée dans la moitié droite de la figure 1 est monté sur un bâti approprié 46 qui est adapté pour prendre appui sur le sol. Le fond de la cuve 1G présente une ou plusieurs sorties de cire fondue, dont deux sont représentées en 47 et 47'. Il va de soi que les sorties peuvent être prévues en tout nombre voulu. A chacune des sorties 47 et 47' est prévu un filtre 48 et 48' destiné à éviter la pénétration de toute contamination dans l'appareil d'injection de la cire. Chacune de ces sorties de décharge est reliée par un tuyau flexible chauffé approprié indiqué en traits mixtes en 49 et 49', pour conduire la cire fondue à une machine d'injection de la cire. Cette machine d'injection de la cire, représentée sur le côté gauche de la figure 1 est analogue à celle décrite dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique n* 3 535 743, auquel on peut se reporter s'y nécessaire. Il suffira d'indiquer ici que cette machine comporte un réservoir de cire 50 dans lequel la cire est injectée en 51, à la partie supérieure du réservoir sous la commande d'un robinet 52 en arrivant par le tuyau 49 ou 49'. Pour l'injection, la cire est mise sous pression par un piston 53 qui est ajusté à joint étanche contre la surface interne du réservoir 5G à su partie inférieure et qui est propulsé de bas en haut par un fluide sous pression introduit au moyen d'une conduite 54.Le réservoir contient dans sa partie supérieure une buse 55 d'injection de la cire qui présente une ouverture 56 constamment en communication avec la cire contenue dans le réservoir 50. L'extrémité de gauche du passage 56 est contrôlé par un embout mobile 57 formant valve à tiroir, embout qui est pourvu d'un passage interne 58 susceptible de relier le passage 56 à l'extérieur lorsque l'embout est enfoncé à l'encontre d'un ressort 59.Pour effectuer une injection, l'embout 57 de la buse est is en communication avec l'entrée d'un moule et un moyen moteur 60 relié à l'extrémité de droite de la buse 55 déplace l'ensemble de cette buse, à l'exception de l'embout 57 vers la gauche de sorte que l'orifice 58 se déplace avec l'embout 57, vers la droite par rapport à la buse 55, jusqu'à ce que la cire puisse pénétrer à travers le passage 56 et l'orifice 58 pour être éjectée à travers l'embout 57 de la buse, qu'elle traverse en s'écoulant par un passage central 57a. Le dispositif 61 est un agitateur qui est aminé d'un mouvement vertical alternatif par un moyen moteur 62. Le fonctionnement de l'appareil suivant l'invention est maintenant facile à comprendre à la lumière de la description donnée ci-dessus. Lorsque la plaque supérieure 13 est enlevée et que le couvercle 14 est en position d'ouverture, oh introduit de la cire en vrac dans la cuve 10 et on met les éléments chauffants sous tension de manière que la cire commence à fondre rapidement, du fait que la chaleur est transmise radialement vers l'intérieur par les ailettes fragmentées 11. On met le moteur 33 en action pour entrainer l'arbre 23 par l'intermédiaire des éléments 34, 35 et 36, et de façon à entrainer en rotation les palettes 21 de l'agitateur. Après avoir rempli convenablement la cuve 10 de cire, on ferme la plaque supérieure 13 et on la fixe par des vis 13b, après quoi on ferme le couvercle 14 et on le serre au moyen ae la presse à vis 17. On met la pompe à vide 37 en marche pour dégager la cire contenue dans la cuve 10 pendant qu'on élève la température de cette cire et en même temps qu'on agite continuellement. Lorsque la cire est entièrement fondue, on la laisse se refroidir à une température appropriée pour l'injection, ou bien on favorise ce refroidissement en mettant en marche le ventilateur 43 pour faire circuler de l'air de refroidissement à l'intérieur de lten- veloppe 41, et, par l'intermédiaire des ailettes 42 et 11, refroidir la cire contenue dans la cuve 10 au niveau voulu. Cette température est indiquée par un instrument approprié qui est immergé dans la cire contenue dans la cuve 10 (non représenté sur le dessin).Pour remplir le réservoir 50 de l'appareil d' injection, on place le piston 53 en position haute sous l'effet de la pression de la source 54 et on le met en contact avec la face inférieure de l'agitateur 61. On ouvre ensuite le robinet 52 et on met le verin 62 en action pour refouler l'agitateur 61 vers le bas, au moyen de la tige de piston 61a. Cette manoeuvre refoule 53 vers le bas, le passage 54 étant alors ouvert pour laisser le fluide sous pression s'évacuer à ce moment de la zone située au-dessous du piston 53. De cette façon, le piston 53 engendre une aspiration suffisante pour induire un courant de cire fondue de la cuve 10 dans le réservoir de cire 50 à travers les conduites 47, 49, le robinet 52 et le conduit 51 sans introduire d'air dans la masse de cire. Lorsque le réservoir 50 est suffisamment rempli, on referme le robinet 52. Grâce à l'installation suivant l'invention, la cire fondue est exempte d'air à l'intérieur de la cuve 10 et elle est transférée au réservoir de cire 50 de l'appareil d'injection sans addition d'air, de sorte qu'on dispose de cire entièrement dégazée pour l'injectér dans le moule à travers l'embout 57 de la buse. - R # V # N D I C A T I O N S - 1 - Appareil pour le conditionnement de la cire dans le réservoir d'une machine d'injection de cire, réservoir qui est de forme cylindrique et qui est équipé d'un piston ajusté à joint étanche à l'intérieur du réservoir et de moyens permettant d'primer à ce piston un mouvement alternatif à l'intérieur du réservoir, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une cuve étanche à l'air, faite d'une matière bonne conductrice de la chaleur, qui présente une ouverture pour l'in troduction de la cire solide et un couvercle démontable au moyen duquel on peut fermer l'ouverture à joint étanche à l'air, des moyens placés en position relative de transmission de la cha leur par rapport à la cuve pour chauffer la cire contenue dans cette cuve, des moyens à l'abri du contact de l'air et propres à agiter la cire à l'intérieur de la cuve, des moyens de mise sous vide comprenant une entrée qui communique avec la partie supérieure de la cuve, un passage chauffé qui établi la communication entre la partie inférieure de la-cuve et la partie supérieure du réservoir de la machine d'injection, et un robinet qui cormande l'écoulement de la cire dans ledit passage chauffé de telle sorte que l'on peut placer la cire solide dans la cuve, fermer la cuve, faire fondre la cire à l'intérieur de la cuve et la maintenir sous agitation dans cette cuve, évacuer pratiquement la totalité de l'air de la cuve et de la cire contenue dans cette dernière par l'action des moyens de mise sous vide, ouvrir le robinet, faire descendre le piston aans le réservoir pour enendurer une dépression dans la partie supérieure de ce rcservoir et faire couler la cire fondue de la cuve dans le réservoir à travers ledit passage chauffé et en l'absence d'air, après quoi on relut reformer le robinet au cours du fonct onnement de la machine d'injection de la cire. 2 - pareil suivant la revendication i, caractérisé en ce que la cuve est équipe o'ailettes placées en position relative propre à la transmission de la chaleur par rapport à la paroi cylindrique de la cuve et qui font saillie rauialement vers l'intérieur sur cette paroi, et en ce que les moyens d'agitation de la cire comprennent un arbre monté axialement dans la cuve et qui porte des palettes en saillie radiales vers 1' extérieur et qui tournent vers l'arbre, les palettes etant cons truites et agencées de manière à se déplacer entre les ailettes, et des moyens propres à entrainer l'arbre en rotation. 3 - Appareil suivant la revenaication 2, catactérisé en ce que les ailettes présentent la forme de segments de cercles et sont disposées par pare de deux ailettes qui font saillie à peu près horizontalement vers l'intérieur sur la paroi cylin- drique de la cuve en des positions diamétralement opposées, et se terminent par des bords parallèles situés en retraits de 1' axe de la cuve, les paires d'ailettes étant disposées à des niveaux espacés verticalement dans ladite cuve, les palettes des moyens d'agitation de la cire étant alignées verticalement sur la longueur de l'arbre et étant prévues à raison d'une pour chaque intervalle entre deux paires d'ailettes situées à des niveaux successifs, les palettes étant de dimensions propres à passer entre les bords parallèles des paires d'ailettes lorsqu' on introduit l'arbre dans la cuve par un déplacement axial.