Brevet FR2161806A1 — publié le 19730713

La présente invention se rapporte aux machines de moulage par centrifugation et plus particulièrement, elle concerne une centrifugeuse pneumatique perfectionnée pour le moulage de pièces ou d'articles notamment en alliages non ferreux utilisés par exemple en bijouterie. Actuellement dans la technique, il existe plusieurs types de machines de moulage par centrifugation, telles que des centrifugeuses adaptées pour mouler des alliages non ferreux bien spécifiques, c'est-8-dire que chaque centrifugeuse a une vitesse invariable et bien déterminée de rotation qui ne peut convenir que pour certains alliages. Par ailleurs, ces centrifugeuses sont en général conçues pour des moules devant avoir une hauteur ou épaisseur déterminée et, de ce fait, elles ne peuvent accepter que des moules dont la hauteur peut très peu varier. D'autre part, ces centrifugeuses pour la plupart ne comportent pas de moyen de refroidissement du moule ou de système de freinage de rotation, ce qui, on le conçoit, réduit considérablement leur rendement.En résumé, chacune de ces centrifugeuses de la technique antérieure présente au moins un de ces inconvénients, qui est néfaste à une utilisation efficace et à un rendement élevé. En conséquence, c'est un des principaux objets de la présente invention de fournir une machine de moulage par centrifugation, sous forme d'une centrifugeuse perfectionnée dont la conception élimine la majeure partie des inconvénients présentés par les centrifugeuses connues. C'est un autre objet de la présente invention de fournir une telle centrifugeuse comportant des moyens de serrage pneumatique du moule, autorisant des variations dans la hauteur des moules utilisés, des moyens agencés pour permettre de faire varier la vitesse de rotation en fonction de la masse d'alliage métallique devant être moulé, des moyens conçus pour freiner rapidement la rotation du moule et l'immobiliser après coulage de l'alliage, ainsi que des moyens pour assurer une ventilation tendant å refroidir plus rapidement le moule de même que les autres composants exposés à la chaleur dégagée par ce dernier. Selon la présente invention, une telle machine de moulage par centrifugation sous forme d'une centrifugeuse pneumatique comprend un arbre vertical entraîné en rotation par des moyens moteurs à variation de vitesse et traversé longitudinalement par un passage à fluide sous pression, un plateau rotatif fixé à l'extré- mité supérieure de l'arbre et supportant une sole d'assise de moule, cette sole et le plateau rotatif dérinissant entre eux un vérin en communication avec le passage à fluide, un plateau supérieur de recouvrement de moule verrouillable sur le plateau rotatif et comportant un trou de coulée, des moyens de freinage de la rotation et d'immobilisation du plateau rotatif et de ses organes associés, l'ensemble des moyens et des divers organes étant enfermés dans un coffre comportant un couvercle avec trou de coulée en correspondance à celui du plateau supérieur et des moyens de ventilation. De manière plus spécifique et selon l'invention, les divers organes et moyens mentionnés précédemment, constituant la centrifugeuse ont des caractéristiques de construction qui sont les suivantes a) l'arbre vertical est tourillonné dans deux paliers espacés, l'un étant situé à la partie supérieure proche du plateau rotatif et sous celui-ci, l'autre étant situé à la partie inférieure et associé à un roulement de butée sur lequel un épaulement de 11 arbre s'appuie ; cet arbre comporte en outre à son extrémité côté butée, un raccord tournant mettant en communication une arrivée de fluide sous pression, tel que de l'air comprimé par exemple, avec le passage intérieur de l'arbre communiquant avec le vérin intérieur au plateau rotatif ; cet arbre porte en outre clavetée sur lui une poulie à diamètre d'entrainement variable d'une transmission à courroie du type "variateur de vitesse de rotation" commandée par une autre poulie à diamètre d'entratnement variable fixée sur un moteur et commandée par un volant manivelle situé à l'ex- térieur du coffre. b) le plateau rotatif comporte un évidement central borgne formant la chambre à fluide du vérin en communication avec le passage de l'arbre, et plusieurs pattes de support et de fixation du plateau supérieur, fixées de manière équidistante à sa périphérie. c) la sole d'assise de moule est plane à sa surface supérieure et comporte du côté inférieur un moyeu s'ajustant à glissement dans l'évidement du plateau rotatif, cet ajustement étant rendu étanche au fluide sous pression au moyen d'un joint torique ; ce moyeu comporte en outre, dans son côté inférieur un évidement central borgne constituant la naissance supérieure de la chambre à fluide du vérin. d) le plateau supérieur comporte à sa périphérie des er gots correspondant aux pattes de support du plateau rotatif et s'enga- geant dans des fentes ouvertes de ces pattes, ces fentes étant situées à une hauteur déterminée pour fournir un espace suffisant entre le plateau supérieur et la sole d'assise du moule pour loger librementcelui- ci avant le soulèvement pneumatique de la sole par lequel le moule se trouve pressé contre le dessous du plateau supérieur et forme bloc avec celui-ci, la sole et le plateau rotatif; ce plateau supérieur comporte en outre un trou de coulée central en communication avec un entonnoir de coulée fixé sur le dessus de ce plateau. e) les moyens de freinage de la rotation et d'immobilisation du plateau rotatif et de ses organes associés sont constitués par un châssis portant des garnitures de friction agissant sur la poulie de l'arbre vertical et commandé par une pédale à l'exté- rieur du coffre. f) le coffre est constitué d'une partie supérieure sous forme sensiblement d'une cuve à couvercle traversée au fond par l'arbre vertical et renfermant le plateau rotatif et tous ses organes supérieurs associés, et d'une partie inférieure constituant une enceinte renfermant les autres organes de commande et de transmission motrice de la centrifugeuse ; la cuve incorpore dans sa paroi les moyens de ventilation qui sont constitués par une ouverture de cette paroi située au niveau du plateau rotatif et du moule, distribuée en deux parties contigues par un volet déflecteur intérieur à la cuve et agencé de manière qu'une de ces parties d'ouverture accepte une entrée d'air de refroidissement et que l'autre partie d'ouverture serve d'évacuation pour l'air réchauffé brassé par l'ensemble rotatif lorsqu'il est en rotation au cours d'une opération de moulage ; le couvercle de la partie supérieure comporte un conduit de coulée situé pour pénétrer 1'entonnoir de coulée du plateau supérieur, ce conduit étant lui-ime alimenté par un entonnoir de coulée fixé sur ce couvercle ; la cuve comporte en outre latéralement à l'extérieur un cadre de support pour reposer le plateau supérieur lorsque le moule doit eAtre extrait de la centrifugeuse et l'enceinte supporte la manivelle de commande du dispositif variateur de vitesse de rotation, la pédale de commande du dispo sitar de freinage, un dispositif actionné par le couvercle lors de sa fermeture et commandant la mise en marche du moteur de la transmission, ainsi que simultanément, au moyen d'une valve, la levée du vérin sous l'action du fluide sous pression. On doit noter que de préférence la transmission de com mande de rotation est agencée pour fournir des vitesses de rotation à l'arbre vertical comprises dans la gamme de 180 à 500 tours par minute. Par ailleurs, on doit noter également que, bien qu'ils ne fassent pas partie de l'invention, les moules utilisés sont constitués de préférence en matière élastique, genre élastomère, caoutchouc, néoprène, silicone, caoutchouc fioré. D'autres caractéristiques de ltinvention apparattront de la description suivante d'un mode de réalisation, pour 1 'ins- tant préféré, d'une centrifugeuse pneumatique de moulage, représentée dans le dessin ci-joint dans lequel La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective de la centrifugeuse, selon l'invention. La figure 2 est une vue d'ensemble de la centrifugeuse de la figure 1, vuescusun aSreat et avec son couvercle ouvert et le plateau supérieur reposant sur son support, lors d'une attente de mise en place d'un moule. La figure 3 est une coupe verticale de la centrifugeuse, prise suivant l'arbre vertical, la cuve supérieure et l'enceinte inférieure du carénage du coffre ayant été omises pour faciliter la compréhension. Comme on le remarque en se référant à ces figures, la centrifugeuse, selon l'invention et dans ce mode de réalisation, est constituée d'un arbre vertical 1 tourillonné dans des paliers supérieur 2 et inférieur 3, supporté par un roulement de butée 4, commandé en rotation par une transmission 5 à courroie sous forme d'un dispositif variateur de vitesse, et supporte fixé à lui à son extrémité supérieure un plateau rotatif 6 destiné à supporter un moule M. Cet arbre 1 est traversé longitudinalement par un passage 7 à fluide sous pression, alimenté à la partie inférieure au moyen d'un raccord tournant 8 relié à une source S de fluide sous pression (non représentée), et débouchant à la partie supérieure en communication avec un dispositif formant vérin 9 intérieur au plateau rotatif 6.Ce plateau rotatif est de forme circulaire et comporte un évidement central borgne 10 acceptant à ajustement glissant le moyeu inférieur 11 d'une sole circulaire 12 d'assise du moule M. L'ajustement glissant est rendu étanche au moyen d'un joint torique 13 si bien que l'espace entre le dessous du moyeu 11 de la sole et le fond de l'évidement 10 du plateau rotatif constitue, en coopération avec une cavité inférieure 14 au moyeu 11, la chambre à fluide du dispositif de vérin. La sole 12 est de diamètre légèrement inférieur à celui du plateau rotatif 6 pour coulisser librement entre des pattes 15 de support et de fixation du plateau supérieur 16 recouvrant le moule.Ces pattes sont fixées à la périphérie du plateau rotatif et chacune comporte une encoche 17 dans laquelle un ergot 18 du plateau supérieur peut être engagé et bloqué en position au moyen d'une vis de serrage 19 traversant la tête de patte. Le plateau supérieur 16 est de forme circulaire, de diamètre sensiblement égal à-celui de la sole 12 et comporte en outre un trou 20 de coulée central communiquant avec un entonnoir de coulée 21 fixé sur son dessus. Comme on le remarque plus particulièrement dans la figure 3, un châssis de frein 22 est prévu pour s'appliquer sur la face latérale supérieure de la poulie menée 23 de la transmission, fixée à l'arbre vertical ; ce châssis de frein 22 comporte des patins de friction 24 et est commandé par une pédale 25 extérieure au coffre de carénage 26 de la centrifugeuse (visible sur les figures 1 et 2). On doit noter que, comme représenté dans ces figures 1 et 2, le coffre de carénage 26 est constitué de deux parties asso ciées, une partie supérieure sous forme d'une cuve 27 munie d'un couvercle 28 monté sur charnières, dont le fond est traversé par l'arbre vertical 1 et qui renferme le plateau rotatif 6 et ses organes supérieurs associés, une partie inférieure sous forme d'une enceinte 29 montée sur pieds renfermant la partie sous plateau rotatif de l'arbre de rotation, les divers organes de la transmission de rotation, le dispositif de freinage, les diverses commandes associées, et comportant entre autres des ouvertures pour le passage de la pédale de commande du frein, de l'axe de commande avec volant de manoeuvre 30 extérieur, du dispositif de variation de viterse de rotation et pour la fixation d'un organe détendeur 31 de la pression du vérin, d'un cadran 32 de manomètre et d'un boiter électrique 33 de commande "marche-arrêt't du moteur électrique d'entraSnement de la transmission 5. Par ailleurs, le couvercle 28 de la cuve est muni d'un conduit inférieur 34 de coulée situé pour venir s' engager dans l'entonnoir de coulée 21 du plateau supérieur lorsque ce couvercle est rabattu au moment d'une opération de moulage par centrifugation, ce conduit étant en communication avec un entonnoir de coulée 35 fixé sur le dessus du couvercle.La cuve comporte en outre, pratiquée dans une de ses parois, une ouverture 36 distribuée en deux parties par un volet déflecteur 37, cet agen cement constituant un dispositif de ventilation servant au refroidissement du moule et des organes associés, de l'air frais entrant dans une des parties alors que l'air réchauffé, brassé par les organes en rotation, s'évacue par l'autre partie, lors d'une opération de moulage. A noter que, par ailleurs, un support 38 est prévu latéralement à la cuve 27 pour reposer le plateau 16 démonté. On comprendra maintenant facilement le fonctionnement d'une telle centrifugeuse. En effet, celle-ci étant dans lrétat représenté dans la figure 2, un moule M est déposé sur la sole 12 alors immobile ainsi que le plateau rotatif 6 ; puis le plateau supérieur 16 est mis en place au-dessus du moule, ses ergots 18 étant engagés dans les encoches des pattes 15 du plateau rotatif et bloqués en position par les vis de serrage 19 ; le couvercle 28 est alors rabattu et verrouillé sur la cuve 27, cette manoeuvre commandant d'une part la valve (non représentée) de mise sous pression de fluide du vérin 9, lequel soulève la sole qui presse le moule entre elle et le plateau supérieur (à cette position, le plateau rotatif, la sole, le moule et le plateau supérieur constituent un seul bloc pouvant entre mis en rotation) et,d'autre part, la mise en marche du moteur de la transmission de rotation, la vitesse de celle-ci pouvant être alors réglée au moyen du dispositif de variation de vitesse en agissant sur le volant 30, en fonction de l'alliage à mouler, la centrifugeuse étant prête pour une opération de coulée ; l'alliage en fusion peut être alors déversé dans l'entonnoir 35 de coulée du couvercle ; après refus d'alliage par le moule, le rotation est arrêtée par coupure du moteur et action sur la pédale 25 de frein ; le couvercle 28 peut alors être ouvert, après avoir supprimé la pression dans le vérin, et le plateau supérieur 16 peut être démonté pour extraire le moule M. On doit comprendre qu un autre moule peut être mis immédiatement en place pour recommencer les opérations précédentes et réaliser une nouvelle coulée. On conviendra que cette centrifugeuse pneumatique appDrte de nombreux avantages par rapport aux centrifugeuses connues et en particulier, fournit une économie de main d'oeuvre, une grande rapidité de manoeuvre ainsi qu' une grande facilité et un rendement élevé de fabrication d'articles moulés par centrifugation. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible-de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Machine de moulage par centrifugation sous forme d'une centrifugeuse, caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre vertical entraîné en rotation par des moyens moteurs à variation de vitesse et traversé longitudinalement par un passage à fluide sous pression, un plateau rotatif fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre et supportant une sole d'assise de moule, cette sole et le plateau rotatif définissant entre eux un vérin en communication avec le passage à fluide, un plateau supérieur de recouvrement de moule verrouillable sur le plateau rotatif et comportant un trou de coulée, des moyens de freinage de la rotation et d'immobilisation du plateau rotatif et de ses organes associés, 11 ensemble des moyens et des divers organes étant enfermés dans un coffre comportant un couvercle avec trou de coulée en correspondance à celui du plateau supérieur et des moyens de ventilation. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisen ce que l'arbre vertical est tourillonné dans deux paliers espacés, l'un étant situé à la partie supérieure proche du plateau rotatif et sous celui-ci, l'autre étant situé à la partie inférieure et associé à un roulement de butée sur lequel un épaulement de l'arbre s'appuie. 3 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisésen ce que l'arbre vertical comporte à son extrémité côté butée, un raccord tournant mettant en communication une arrivée de fluide sous pression, tel que de l'air comprimé par exemple, avec un passage intérieur de l'arbre communiquant avec le vérin intérieur au plateau rotatif. 4 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'arbre vertical porte clavetée sur lui une poulie à diamètre d'entrainement variable d'une transmission à courroie du type variateur de vitesse de rotation" commandée par une autre poulie à diamètre d' entrainement variable fixée sur un moteur et commandée par un volant manivelle situé à l'exté- rieur du coffre. 5 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau rotatif comporte un évidement central borgne formant la chambre à fluide du vérin en communication avec le passage de l'arbre, et plusieurs pattes de support et de fixation du plateau supérieur, fixées de manière équidistante à sa périphérie. 6 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 5, caractérisée en ce que la sole d'assise de moule est plane à sa surface supérieure et comporte du côté inférieur un moyeu s'ajustant à glissement dans 1'évidemment du plateau rotatif, cet ajustement étant rendu étanche au fluide sous pression au moyen d'un joint torique ; ce moyeu comporte en outre dans son côté inférieur un évidement central borgne constituant la naissance supérieure de la chambre à fluide du vérin. 7 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau supérieur comporte à sa périphérie des ergots correspondant aux pattes de support du plateau rotatif et s'engageant dans des fentes ouvertes de ces pattes, ces fentes étant situées à une hauteur déterminée pour fournir un espace suffisant entre le plateau supérieur et la sole d'assise du moule pour loger librement celui-ci avant le soulèvement pneumatique de la sole par lequel le moule se trouve pressé contre le dessous du plateau supérieur et forme bloc avec celui-ci, la sole et le plateau rotatif; ce plateau supérieur comporte en outre un trou de coulée central en communication avec un entonnoir de coulée fixé sur le dessus de ce plateau. 8 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de freinage de la rotation et d'immobilisation du plateau rotatif et de ses organes associés sont constitués par un châssis portant des garnitures de friction agissant sur la poulie de l'arbre vertical et commandé par une pédale à 11 extérieur du coffre. 9 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le coffre est constitué d'une partie supérieure sous forme sensiblement d'une cuve à couvercle traversée au fond par l'arbre vertical et renfermant le plateau rotatif et tous ses organes supérieurs associés, et d'une partie inférieure constituant une enceinte renfermant les autres organes de com- mande et de transmission motrice de la centrifugeuse. 10 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 9, caractérisée en ce que la cuve incorpore dans sa paroi les moyens de ventilation qui sont constitués par une ouverture de cette paroi située au niveau du plateau rotatif et du moule, distribuée en deux parties contigUes par un volet déflecteur intérieur à la cuve et agencé de manière qu'unie de ces parties d'ouverture accepte une entrée d'air de refroidissement et que l'autre partie d'ouverture Serve d'évacuation pour l'air réchauffé brassé par 11 ensemble rotatif lorsqu'il est en rotation au cours d'une opération de moulage. 11 - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le couvercle de la partie supérieure est agencé pour actionner lors de sa fermeture un dispositif commandant la mise en marche du moteur de la transmission ainsi que simultanément, au moyen d'une valve, l'admission du fluide sous pression dans le vérin et, comporte en outre, un conduit de coulée situé pour pénétrer ltentonnoir de coulée du plateau supérieur, ce conduit étant lui-meme alimenté par un entonnoir de coulée fixe sur ce couvercle ; la cuve comporte en outre latéralement à ltextérieur un cadre de support pour reposer le plateau supérieur lorsque le moule doit être extrait de la centrifugeuse et l'enceinte supporte la manivelle de commande du dispositif variateur de vitesse de rotation, la pédale de commande du dispositif de freinage, un organe détendeur de la pression du vérin avec un manomètre associé et un bottier à boutons nmarche-arrêt" pour la commande du moteur de la transmission, afin d'agir manuellement en cas de défaillance du dispositif actionné par la fermeture du couvercle.