Brevet FR2311613A1 — publié le 19761217

La présente invention concerne un injecteur de sable pour ioules pour la réalisation de noyaux de fonderie. Peur la production en série de noyaux de fonderie, on a déjà utilisé des moules, ou caisses, ou noyaux, normalement nontés sur des presses, le sable étant projeté à l'intérieur desdits moules au Moyen d'un puissant jet d'air, de manière à obtenir un tassement complet et homogène i l'intérieur des moules. Les injecteurs de sable connus et utilisés pour ce genre d'opération comportent des éloquents stationnaires réunis dans un ensemble fixe unique, ledit ensemble fixe comportant une trémie supérieure de chargement, un réservoir situé au-dessous de cette trémie et destiné à recevoir une quantité dosée de sable, ladite trémie et ledit réservoir étant orientés dans une direction axiale par rapport au plan de fermeture des demi-oules, un accuu- lateur d'air comprimé étant positionné en dehors dudit axe et uni audit réservoir par des éléments de commande d'étanchéité laissant passer de temps en temps un puissant jet d'air, afin de lancer le sable à l'intérieur du ioule. L'envoi du sable de la trémie dans le réservoir s1effec- tue à travers une ouverture dans une grille permettant la coxmu- nictation entre ces deux éléments. Une telle disposition présente divers inconvénients. Bn premier inconvénient est de à la position de 1'accumulateur d'air compris par rapport au réservoir de sable qui comporte des conduits tortueux de rauification et l'impossibilité d'augmenter les sections de passage, ce qui se traduit par d'im- portantes pertes de charge qui doivent astre compensées par une plus grande distension de l'accuiulatecr et une augmentation i- portante de la pression. Un second inconvénient est dû au fait que l'accès aux éléments internes demande le déientage presque complet de l'in- jecteur de sabla, avec de nombreux temps morts pour le nettoyage et la manutention de ladite toto. Un autre inconvénient est dO encore à la séparation dif fiche du sable des parois du réservoir, du fait que le jet d'air comprimé est guidé de manière à frapper d'abord l'espace interne du réservoir lui-même, et ensuite un espace vide périphérique prévu entre la paroi pleine du réservoir et un filet plus interne de retenue du sable, de manière à faire ainsi passer un courant d'air à travers ledit espace vide pour la séparation du sable lui-mFme. Il est évident que le choc par le jet d'air sur la masse de sable comprime ledit sable contre le filet de retenue, et en retarde par conséquent la séparation. Un autre inconvénient est dû au filet rigide mettant en communication la trémie et le réservoir, ledit filet, ou grille, en plus du fait de s'enrayer par entassement des conduits par le sable, est soumis à de continuelles poussées de pression duos au jet d'air comprimé heurtant le réservoir ce qui entraine une usure des garnitures d'étanchéité de la grille elle-sême. La présente invention a pour objet de concevoir un injecteur de sable permettant de remédier auxdits inconvénients du fait qu'elle offre une perte très réduite de la puissance du jet d'air comprimé, tant par la disposition des passages que par leur ampleur, qu'elle permet également un accès rapide aux organes internes sans demander aucune opération de démontage, et permet enfin un guidage du jet d'air dans de meilleures conditions pour la séparation du sable des parois du réservoir. Selon une caractéristique de la présente invention, l'injecteur de sable comporte un accumulateur d'air stationnaire disposé au-dessus du moule et présentant des passages d'air sur son fond, passages dirigés vers le bas, un raccord inférieur dans lequel débouchent lesdits passages d'air, ledit raccord étant disposé co-axialement au-dessous dudit accumulateur d'air et dirigé vers le bas, des éléments de guidage commandés prévus dans ledit raccord et disposés sur ledit fond et destinés à fermer et ouvrir à volonté lesdits passages d'air et i guider le jet d'air, un réservoir disposé au-dessous dudit accumulateur d'air et dudit raccord mobile entre une position au-dessous d'une trémie de chargemment où il reçoit le sable dosé et une position co-axiale avec ledit accumulateur et avec le moule, où son ouverture supérieure s'accouple en étanchéité avec ledit raccord pour recevoir le jet d'air libéré par lesdits éléments de guidage cossandésss et des éléments de pression co-axiaux convenables pour assurer le mai n- tien entre le raccord et le réservoir et entre ledit réservoir et le moule et destinés à résister i la contre-poussée de l'air comprimé pendant le jet Seioii une autre caractéristique de la présente invention, les déments de commande d'étanchéité interceptant les passages d'air du fond de l'accumulateur sont constitués par lesdits passages formés par des trous verticaux prévus sur ledit fond et disposés le long d'une ligne circonférentielle, un tampon annulaire étant prévu pour fermer et ouvrir ensemble lesdits trous verticaux, les éléments de commande dudit tampon étant destinés à maintenir ledit tampon en position de fermeture par une poussée supérieure à la poussée exercée sur'ledit tampon par la pression de l'air à l'intérieur dudit accumulateur, lesdits éléments de commande étant constitués par un vérin hydraulique ou pneumatique. Selon une autre caractéristique, ledit tampon annulaire est porté par les extrémités des bras d'un élément cruciforme s'étendant à partir d'un moyeu central et qui est monté couitîs- ment sur la tige dudit vérin, Selon une autre caractéristique de la présente invention, ledit raccord porte en saillie un diaphragme muni au moins d'une couronne flexible pénétrant sur une certaine partie à 1 'intérieur du réservoir et qui est orientée dans une direction transversale par rapport à l'axe dudit réservoir, ladite couronne s'étendant par son bord dans le voisinage direct dune lame perforée revotant la paroi pleine du réservoir et établissant entre ladite lame et ladite paroi un espace vide, ladite couronne flexible fléchissant vers le bas lorsqu'elle reçoit le jet d'air comprimé en pleine pression.Par l'utilisation de cette disposition selon la présente invention, les éléments co-axiaux de pression de l'ensemble fixe accumulateur-réservoir-moule permettent de déplacer dans une direction axiale ledit accumulateur pour permettre une élévation suffisante pour extraire du réservoir ledit diaphragme ensemble aux parties intérieures du vérin afin de permettre un déplacement du réservoir par rapport à la trémie de chargement. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple un mode de réalisation de l'injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie selon l'invention. Sur ces dessins t Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale de l'injecteur de sable et, Fig. 2 est une vue en coupe schématique d'une presse pour la formation de noyaux de fonderie sur laquelle est monté l'injec teur de sable représenté à la fig. 1 En se référant auxdites figures on voit que l'accumulateur d'air comprimé 1 est alimenté au moyen d'un conduit 2. Le fond 3 de l'accumulateur 1 est muni d'une série de trous verticaux 4 distribués tout au long d'une circonférence0 Au-dessous du fond 3 est prévu un raccord soudé 5 ouvert vers le bas et présentant au bas dudit raccord une ouverture 6 conique amincie vers l'extérieur. Sur le fond entourant ladite ouverture 6 est appliquée une garniture d'étanchéité 7 fermée par un anneau périphérique 8. L'ouverture 6 s'ouvre sur un réservoir inférieur 9 destiné à contenir le sable, le bord supérieur dudit réservoir étant maintenu contre la garniture 7. Sur le fond 3 est fixé un cylindre 10 co-axial par rapport à l'ensemble décrit ci-dessus et présentant une robuste partie extrême 11. A l'intérieur dudit cylindre est prévu un piston 12 formant avec ledit cylindre 10 un vérin à effet simple, alimenté par de l'air comprimé à travers un conduit 13. Sur le piston 12 s'appuie un élément cruciforme 14 dont les bras partent d'un moyeu central 15 co-axial au piston 12 et présentant des extrémités libres 16 recourbees vers le bas de façon à porter un tampon annulaire 17 dont la circonférence moyenne coincide sensiblement avec la circonférence se trouvant en regard des axes des trous verticaux 4, de sorte que lesdits tam- pons annulaires 17 peuvent assurer la fermeture desdits trous verticaux 4 lorsque le piston 12 est poussé vers le haut, Les bras de l'élément cruciforme 14 pénètrent dans des fentes 18 respectives prévues sur le cylindre 10, lesdites fentes se prolongeant jusqu'au bord supérieur du cylindre 10 de sorte que l'élément cruciforme 14 peut être amené vers le haut en faisant pénétrer lesdits bras dans les fentes 18 respectives. Le piston 12 est composé de deux parties 12' et 12" séparées entre elles par une garniture élastique 19 destinée à permettre un certain jeu entre lesdites parties et leur installation indépendante dans ledit cylindre 10. La partie supérieure 12' est, de plus, guidée par une tige co-axiale 20 pénétrant dans un trou borgne 21 pratiqué dans le fond 3 de l'accumulateur 1, ladite tige traversant le moyeu 15 de l'élément cruciforme 14 et étant entouré d'un ressort 22 qui est destiné i coopérer avec le moyeu 15 de manière i séparer l'élément cruciforme 14 dudit fond 3. De cette manière, même si des infiltrations de sable, des grippages ou d'autres phénomènes similaires tendent à mettre le piston dans une position excentrique, on serait certain que la partie supérieure 12' serait toujours guidée sans excentricité, assurant l'adhérence totale et homogène du tampon annulaire 17 contre les trous verticaux 4 de passage de l'air. Comme on le voit également à la fig. 1 la partie extrême Il du cylindre 10 pénetre à l'intérieur du réservoir 9 de manière à présenter, au-dessous du bord dudit réservoir, un diaphragme transversal présentant une couronne périphérique 24 constituée d'un matériau flexible tel que le caoutchouc ou une autre matière élastique, résistant à l'action liante du sable. Cette couronne flexible est convenable à dévier initialement le jet d'air com- primé, comme il sera précisé par la suite, et est convenable à empêcher le reflux de l'air comprimé et du sable vers le haut. Le bord périphérique de la couronne flexible 24 se trouve presque en contact avec une paroi perforée 25 revetant intErieu- rement la paroi pleine du réservoir 9 et séparée de celle-ci de manière à former un espace cylindrique vide 26. La paroi perforée 25 est, à son tour, revêtue d'une grille 27 à mailles fines con venable. à retenir les grais de sable les empochant de passer dans l'espace vide 26. Le bord de la couronne flexible 24 se trouve à l'int*- rieur du réservoir 9 à un niveau tel qu'elles dépassera d'une certaine hauteur une partie de ladite paroi perforée 25. Comme n le voit à la fig. 2, la pressc portant 2;'injoo- teur dd sable présente un b & i présentant deux parois latérales verticales 28 et 29 réunies à leurs parties supérieures par une traverse 30. on notera que ledit b ti est représenté ici en une vue en coupe frontale schématique et il est donc clair que ledit bâti s'étend également en profondeur, c'est-à-dire perpendiculai remuent au plan du dessin, de sorte que les deux parois latérales verticales 28 et 29 sont chacune composées de, au moins deux montants verticaux réunis entre eux par des éléments d'armature convenablement disposés, et il est également entendu que la traverse 30 est composée dcau moins deux éléments horizontaux paral lèles délimitant entre eux des espaces suffisants pour le passage et le soutien des éléments portés pai: ladite traverse. La traverse 30 porte l'accumulateur 1 de sorte que le raccord 5, la partie extrême Il du cylindre 10 et la couronne flexible 24 font saillie en dessous de ladite traverse. Au voisinage de l'accumulateur 1, la traverse 30 porte également une trémie 31 faisant également saillie au-dessous de la traverse et qui est séparée de l'accumulateur par un interaxe L prédéterminé. Entre les parois 28 et 29 est tendu une première paire de poutrelles horizontales parallèles 32 dont une seule est visible ici, l'autre étant cachée. Le réservoir de sable 9 et un dispositif éventuel de gazéification 34 déjà connu en soi et utilisé dans le cas du procédé de durcissement à froid du sable sont facilement soutenus sur lesdits montants 32 au moyen de manchons 33. Le réservoir de sable 9 et le dispositif 34 sont solidaires entre eux et présentant le même écartement L que la trémie 31 et l'accumulateur 1. Un vérin hydraulique ou pneumatique 35 i double effet porté par la paroi 29 et ayant sa tige située entre les montants 32 est destiné à'déplacer l'ensemble réservoir-dispositif de gazéification de la position décrite à la fig. 2, où le réservoir de sable 9 est placé sous la trémie 31 et le dispositif de gazéification 34 sous l'accumulateur 1 dans une position où ledit réservoir est placé au-dessous de l'accumulateur 1 comme représenté à la fig. 1 et le dispositif 24 est déplacé en dehors et vice-versa. Il est évident que la phase de remplissage du réservoir de sable s'effectue en même temps que la phase de gazéification, donc le déplacement du réservoir de sable n'a en aucune manière une influence quelconque sur chaque cycle d'opérations. Une autre paire de montants 36 est prévue à un niveau plua bas pour porter les éléments porte-moules 37 et 38, chacun portant un demi-moule 39 et 40 dont la réunion s'effectue sur un plan vertical en passant par l'axe de l'injecteur de sable. Au moins l'un desdits porte-moules est mobile le long des montants 36 et il est amené par un vérin spécial 41 à partir de la position de fermeture indiquée dans une position d'ouverture nécessaire pour l'extraction de la pièce moulée selon la technique usuelle. A un niveau plus bas est prévue une bande transporteuse 42 destinée à évacuer les pièces extraites du moule. L'accumulateur 1 est muni de moyens qui permettent son déplacement à partir d'une position stable supérieure dans laquelle les parties entrant dans le réservoir de sable 9 sont portées à un niveau plus élevé que ledit réservoir pour permettre le déplacement latéral dans une position abaissée dans laquelle lesdites parties se réunissent dans le réservoir, ou entrent dans le réservoir comme représenté à la fig. 1. Lesdits moyens d'élévation sont, par exemple, constitués d'un vérin hydraulique 43 dont la tige se termine par une fourche 44 qui embrasse l'accumulateur 1 et dont les branches sont fixes en 45 sur un angle d'une plaque de fer rectangulaire 49. Cette plaque présente une fente 49' qui s'étend en arc de cercle d'au moins 90- et dans laquelle coulisse un pivot 46 porté par l'accumulateur 1. De plus, la plaque 49 est fixée à un support fixe 48 au moyen d'un pivot 47 de sorte qu'elle peut pivoter autour de ce pivot 470 Par ledit pivotement la fente 49' tourne de 90' dans un sens ou dans l'autre en soulevant l'ensemble de l'injecteur de sable, ou bien en l'abaissant, à l'exception naturellement du réservoir. Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant Dans un premier temps, le réservoir de sable 9 se trouve dans la position représentée à la fig. 2, position où il est chargé d'une dose de sable. En même temps l'accumulateur 1 est soulevé, comme representé à la fig. 2, et est alimenté d'air comprimé. Ces opérations terminées, le réservoir 9, au moyen d'un vérin 35, est porté en axial alignement/avec l'injecteur de sable. A ce moment, le vérin 43 est actionné provoquant l'abaissement de l'injecteur de sable et exerce à travers la fente 49' une pression vers le bas qui commande la réunion étanche entre le raccord 5 et le réservoir 9 et entre ledit réservoir et le moule 39 et 40 situe en dessous de ce dernier et qui est déjà fermé De plus, la pression exercée empêche l'écartement des éléments ainsi réunis sous la poussée interne due à la pression d'injection. La réunion effectuée, le conduit 13 se trouve en position de déchargement, ledit conduit 13 alimentant le cylindre 10 dont le piston 12 est brusquement pousse en position d'ouverture soit par la poussée de l'air comprimé dans l'accumulateur 1 sur le tampon annulaire 17, soit par son propre poids, soit encore par l'action du ressort 23. L'air accumulé dans l'accumulateur 1 s'échappe à travers les trous verticaux 4 et trouve un large passage tant à l'intérieur dudit tampon annulaire 17 qu'à l'extérieur dudit tampon et arrive au conduit du réservoir 9. Sur ledit conduit la couronne flexible 24 constitue d'abord un obstacle qui dévie l'air, le contraignant à traverser la partie la plus élevée de la paroi perforée 25 et à parcourir l'espace vide 26 de manière à pénétrer dans le sable par les côtés et à commencer une action de séparation dudit sable de la grille de retenue. En un deuxième temps la pression de l'air contraint ladite couronne flexible 24 à fléchir vers le bas permettant ainsi le passage direct de l'air, de sorte que le sable est lancé ou "tiré dans le moule. L"opération d'injection étant terminée, la partie extrime 11 remonte et le réservoir 9 est déplacé en direction du poste de chargement0 La description qui précède montre les avantages de la présente invention0 Le premier avantage est celui de la communication directe entre l'accumulateur d'air et le réservoir de sable. Ainsi, conjointement à l'utilisation du tampon annulaire, il offre un large passage au jet d1air exempt de passages tortueux, ce qui pernlet de réduire la pression et de réaliser ainsi une économie d'énergie et de puissance. La communication directe entre l'accumulateur et le réservoir évite les inconvénients dus à la grille qui, précédemment, était destinée à intercepter le passage entre le tampon et le réservoir. De plus, comme on l'a vu ci-dessus, la couronr.e flexible assure la double fonction de contrôler le jet a'air et de retenir le reflux du sable0 La possibilité de déplacement du réservoir et la disposition des éléments commandés dans le raccord rend, de plus, lesdits éléments immédiatement accessibles avec une importante éco nomie de temps dans les opérations de nettoyage et de manutention0 L'injecteur de sable selon l'invention est donc, non seulement beaucoup plus simple que les injecteurs connus, mais encore permet une exécution plus rapide des cycles de travail avec une importante augmentation de la production. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ici mais on pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie dans lequel le sable dosé dans un réservoir est lancé dans le moule au moyen d'un jet d'air provenant d'un accumulateur, caractérisé en ce qu'il comprend un accumulateur d'air stationnaire disposé au-dessus du moule et présentant des passages d'air pratiqués dans son fond et dirigés vers le bas, un raccord inférieur dans lequel débouchent lesdits passages d'air, ledit raccord étant disposé co-axialement au-dessous dudit accumulateur et dirigé vers le bas, des éléments de guidage commandés prévus dans ledit raccord et disposés sous ledit fond, convenables à fermer et à ouvrir à volonté lesdits passages d'air et à guider le jet d'air, un réservoir disposé au-dessous dudit accumulateur et dudit raccord, mobile entre une position au-dessous d'une trémie de chargement, d'où il reçoit le sable dosé, et une position co-axiale avec ledit accumulateur et avec le moule et dans laquelle son ouverture supérieure s'unit en étanchéité avec ledit raccord pour recevoir le jet d'air libéré par lesdits moyens de guidage commandés, et des moyens de pression co-axiaux destinés à assurer l'étanchéité entre le raccord et le réservoir et entre ledit réservoir et le moule, et à résister à la contrepoussée de l'air pendant le jet. 2.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit raccord porte en saillie un diaphragme muni au moins d'une couronne flexible pénétrant sur une certaine partie à lin- térieur du réservoir et orientée dans une direction transversale par rapport à l'axe dudit réservoir, ladite couronne flexible s'étendant par son bord au voisinage direct d'une lamelle perforée revotant la paroi pleine du réservoir et établissant entre ladite lamelle et ladite paroi un espace vide, ladite couronne fléchissant lorsqu'elle reçoit le jet d'air comprimé en pleine pression. 3.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de commande d'étanchéité interceptant les passages d'air au fond de l'accumulateur sont constitués par lesdits passages formés par des trous verticaux prévus dans ledit fond et disposés le long d'une ligne circonférentielle un tampon annulaire étant prévu pour fermer et ouvrir l'ensemble desdits trous, les éléments commandés dudit tampon étant destinés à maintenir ledit tampon en position de fermeture par une pression convenable supérieure à la poussée exercée sur ledit tampon par la pression de l'air à l'intérieur dudit accumulateur. 4.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que lesdits éléments de commande sont constitués par un vérin hydraulique ou pneumatique. 5.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que ledit vérin fait saillie au-dessous dudit raccord pour pénétrer partiellement dans le réservoir et soutenir par sa partie inférieure le diaphragme muni d'une couronne flexible. 6.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit tampon annulaire est porté par les extrémités des bras d'un élément cruciforme s'étendant à partir d'un moyeu central, ledit moyeu étant monté sur la tige dudit vérine 7. Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le piston dudit vérin est composé de deux parties séparées entre elles par des éléments élastiques qui en permettent une mise en place inaépendante à l'intérieur du cylindre, la partie du piston orientée vers la tige étant guidée axialement par l'engagement de ladite tige dans un trou axial. 8.- Injecteur de sable pour moules pour la réalisation de noyaux de fonderie suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de pression agissant sur l'accumulateur pour assurer l'étanchéité avec ledit réservoir et entre le réservoir et le moule permettent également à déplacer en direction verticale ledit accumulateur pour le soulever et pour ainsi permettre un déplacement en direction latérale du réservoir.