Brevet FR2395795A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne les objets moulés et leur procédé de fabrication. On connaft de nombreux objets dont la forme utilitaire, esthétique ou simplement traditionnelle, comprend des reliefs et des creux. Lorsque ces objets doivent être réalisés en une matière moulable (matière synthétique, fonte, alliage, etc. .), la présence de ces reliefs et creux pose des problèmes difficiles dès que l'on vise une production industrielle en série par opposition au travail artisanal. On sait en effet que toute matière moulée crée sur la pièce elle-même des appendices qui résultent du durcissement de la matière dans les orifices par lesquels elle est introduite dans le moule. Ces appendices que l'on appelle "attaques de coulée" ou 1'carottes?: sont parasites à l'objet lui-m8me et doivent donc être éliminés. Par ailleurs, un moule doit être fermé de toutes parts, à llexception dee orifices d'introduction de matière, au moment du moulage, puis être ouvert pour permettre le retrait de 11 objet moulé. Un moule comprend par conséquent au moins deux parties qui doivent s'appliquer l'une contre l'autre selon un "plan de joint" et l'on prend garde de donner aux surfaces en contact une planéité et une régularité aussi parfaites que possible. Malgré cela, la jonction des pièces n'est jamais irréprochable, surtout lorsque la matière et la méthode choisies impliquent une pression importante de la matière qui tend, alors, à pénétrer dans le moindre interstice. On peut dire que dans presque tous les cas, il se produit des bavures à I1 endroit du plan de joint. Ces bavures peuvent être insignifiantes avec des moules de haute précision et des matières synthétiques qui, même après démoulage et 3efroidissement, restent assez tendres et souples pour n'être pas gênantes. Ce n: est pas le cas des objets moulés en matières dures. Ainsi, par exemple, on ne peut pas tolérer de bavures sur un objet en métal tel que la fonte car elles constitueraient des pointes et des arêtes coupantes qui rendraient dangereuses les manipulations de l'objet. C'est pourquoi, après moulage, il faut, d'une part, retirer les appendices (d'un volume relativement important) et, d'autre part, lisser la partie de l'objet moulé qui a été formée au droit du plan de joint, pour l'ébarber. Naturellement, il faut faire de même aux endroits où les appendices adhéraient à l'objet car, lorsqu'on les casse ou qu'on les coupe, on crée des irrégularités aussi gênantes que les bavures. D'autre part, certains objets à mouler ont une forme telle que le plan de joint se trouve, précisément, au droit de la partie qui doit créer les reliefs et les creux. Après démoulage, on doit donc retirer les appendices et ébarber la pièce à l'endroit ou elle est vulnérable et irrégulière. Cette opération qui devrait n'être qu'accessoire par comparaison au moulage proprement dit, prend alors une très grande importance. Il faut,en effet, faire preuve d'une grande adresse manuelle et utiliser des meules de petites dimensions pour ébarber soigneusement chaque relief et chaque creux. On comprend que ces opérations sont si difficiles, aléatoires, longuets et conteuses qu'il s'avère impossible de fabriquer de tels objet selon des méthodes industrielles rapides, rationnelles, voire automatiques. La présente invention a pour but d'apporteur utile solution nouvelle a ce problème grâce à un objet moulé dont-h conception conduit à un procédé de fabrication particulièrement simple et économique. A cet effet, l'invention concerne un objet moulé,du type comprerlard au moins une partie qui est munie de reliefs et/ou de creux, caractérisé ec 5e qu'il comporte un bourrelet lisse et continu auquel se raccordent les reliefs etlou creux. Suivant une caractéristique de l'invention, les reliefs et/ou les creux s'étendent vers un bord de l'objet et le bourrelet lisse et continu est situé à proximité immédiate de ce bord. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le bourrelet llsse et continu est constitué par une lèvre située à la périphérie extérieure du bord Suivant une variante, dans le cas où l'objet est substantiellement creux3 le bourrelet lisse et continu est constitué par une lèvre située à la périphérie intérieure du bord. Suivant une autre variante, le bourrelet lisse et continu est constitué par un prolongement supérieur du bord. L'invention concerne également un procédé pour l'obtention d'un objet tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'on introduit la matière constitutive del'objet à l'état fluide dans un moule par au moins un orifice débouchant, dans le moule, au droit de la forme dudit moule devant créer le bourrelet afin que les appendices de matière qui restent solidaires de l'objet brut après son démoulage soient reliés uniquement à ce bourrelet, on démoule ensuite 1' objet, on retire les appendices de matière, puis l'on finit éventuellement l'objet en ébarbant le bourrelet, par exemple en le meulant. Selon une caractéristique de l'invention, on utilise un moule en au moins deux parties amovibles susceptibles de s'appliquer l'une contre l'autre selon un plan de joint prévu au droit de la forme du moule devant créer le bourrelet. L'invention sera mieux comprise par la description détaillée qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, et la Fig. 2 est une vue en perspective dlun objet suivant l'invention qui, ici, est constitué par un récipient. En se reportant tout d'abord à la Fig. 1 > on voit un moule comprenant une partie supérieure 1 et une partie inférieure 2 délimitant entre elles une cavité de moulage 3 et assemblées l'une contre l'autre suivant un plan de joint 4. La cavité de moulage 3 comprend une zone supérieure plane 5 en forme de disque qui communique à sa périphérie avec une zone de forme générale tronconique 6 délimitée entre des surfaces ondulées en regard des parties 1 et 2 du moule. Ces surfaces ondulées doivent créer des reliefs et creux alternés sur la paroi du récipient moulé. La partie supérieure 1 du moule comprend deux canaux verticaux 7, 8 disposés de facon diamétralement opposée par rapport à la cavité de moulage 3 et constituant des orifices pour l'introduction de métal en fusion.Les canaux 7, 8 communiquent chacun, par un petit conduit horizontal 9, avec un canal périphérique 10 ménagé dans les parties supérieure 1 et inférieure 2 du moule et qui prolonge vers l'erXtérieur la zone 6 dans un plan parallèle au plan moyen de la zone 5. Le canal 10 présente un contour lisse et continu, dépourvu d'ondulations. Pour la fabrication du récipient représenté à la Fig. 2, on coule donc le métal en fusion, par exemple de la fonte, dans les canaux 7, 8 et ce métal se répand dans la cavité de moulage 3 en passant par les conduits 9. On laisse ensuite refroidir le métal en fusion, puis on démoule le récipient par séparation des deux parties du moule. A ce stade, on obtient donc le récipient 11 représenté à la Fig. 2 et qui comporte un fond 12, une paroi latérale 13 présentant des ondulations définissant des reliefs et des creux alternés et un bourrelet périphérique 15 dépourvu d'ondulations et prolongeant extérieurement le bord supérieur de la paroi latérale 13. Cependant, immédiatement-après cette opération de démoulage, le bourrelet périphérique 15 présente des bavures ;non représentées) dûes à des infiltrations de métal en fusion suivant le plan de joint 4 et qui font saillie vers 1' extérieur dans le plan du bord supérieur du récipient 11, ainsi que deux "attaques de coulée" 16 représentées en traits mixtes résultant d'une solidification du métal coulé dans les deux conduits 9. Pour assurer la finition du récipient moulé, on casse ensuite les deux attaques de coulée 16 sensiblement dans le prolongement de la périphérie du bourrelet 15, puis on procède à l'ébarbage de ce dernier, au moyen d'une meule. C'est à ce stade de finition du récipient que la présence du bourrelet périphérique 15 se révèle d'un grand intérêt, car la cassure des attaques de coulée 16 sensiblement suivant un arc de cercle de grand diamètre, ainsi que 1' ébsrbase du bourrelant 15 suit un contour circulaire sont beaucoup plus faciles à mener à bien que sis en l'absence du bourrelet 15, ces mêmes opérations devaient être effectuées en suivant les ondulations ou cannelures de la paroi latérale 13.En effet, si les attaques de coulée 16 portaient sur plusieurs ondulations ou cannelures, il est évident qu'au moment de la cassure, il serait difficile, voire impossible, de conserver les ondulations et un nombre considérable de rebuts seraient inévitables, D'autre part, en l'absence du bourrelet 15, 1'ébarbage devrait être effectué avec une petite meule passée à la main, ce qui demanderait un temps incompatible avec les impératifs d'une production en grande série. Au eontraire, avec le bourrelet du récipient suivant I'invention, l'ébarbage peut être effectué au moyen d'une grosse meule fixe et, si nécessaire, cette opération peut même être mécanisée. La présence du bourrelet périphérique 15 permet donc d'abai sser le prix de revient unitaire d'un objet en métal moulé et comprenant des reliefs et des creux, particulièrement dans le cas d'une production en grande série, grâce au gair de temps et donc de coût de main d'oeuvre réalisé sur l'opération d'ébarbage et à l'élimination ou la quasi élimination des rebuts dQs à une cassure incorrecte des attaques de coulée. On voit que l'objet décrit ici à titre d'exemple est un récipient ouvert à sa partie supérieure et à paroi circulaire substantiellement tronconique. Cette forme dicte l'emplacement du plan de joint, là où il est représenté. De même, pour assurer le démoulage avec un moule simple, le bourrelet 15 doit se situer, à la manière d'une lèvre, à la périphérie extérieure du bord. Mais > avec des moules à noyaux mobiles, on peut concevoir des objets à contre-dépouille de sorte qu'il est possible de prévoir le bourrelet sous forme d'une lèvre située à la périphérie intérieure du bord. Dans ce cas, les canaux 8 doivent être prévus dans la partie 2 du moule et les conduits horizontaux 9 doivent déboucher dans la direction de la périphérie au lieu de déboucher dans la direction du centre, comme représenté. Il est clair que le choix de cette solution suppose des contraintes que l'on n 'accepte que pour des raisons impérieuses. En revanche, il existe des formes, pour d'autres objets, qui sont telles que le bourrelet intérieur est acceptable sans complications excessives. Dans l'exemple représenté, le bourrelet 15 est prévu latéralemer et vers l'extérieur. Pour qu'il remplisse correctement le roule qui esb le sien, et qui a été décrit plus haut, il faut qu' il s'étende au moins jusqu'au droit du point des reliefs qui est le plus excentrique par rapport à l'objet. De même, dans le cas envisagé précédemment d'un bourrelet intérieur, celui-ci doit s'étendre ali moins jusqu'au droit du point des reliefs qui est le plus proche du centre de l'objet. L'expression "au moins" signifie qusil peut dépasser ce point, c'est-à-dire, en I'occurence, avoir un diamètre un peu supérieur ou inférieur à celui du cercle circonscrit aux ondulations. Par ailleurs, dans les deux cas le sommet du bourrelet doit être à un niveau au moins égal à celui des ondulations afin que celles-ci se raccordent au bourrelet de manière continue et que latéralement, aussi bien que verticalement, le bourrelet dépasse ou, au minimum, soit tangent au point le plus extérieur des ondulations. La condition essentielle à respecter est que les attaques de coulée et les bavures soient situées sur le bourrelet et jamais sur les reliefs et/ou les creux eux-mêmes. Pour d'autres objets, le bourrelet 15 peut être constitué par un prolongement supérieur du bord. Mais, dans le cas du récipient décrit, il faut de toute façon qu'ils'interpose entre les ondulations et l'endroit où se créent les attaques de coulée ainsi que les bavures. I1 faut donc qu'il s'étende latéralement puisqu'ici, précisément, les reliefs et les creux se situent latéralement par rapport au plan moyen de la paroi tronconique. Pour d'autres objets, le bourrelet peut être situé non plus sur un bord mais en pleine face quand l'objet n'a pas réellement de bord. I1 peut, par exemple, s'agir d'objets entièrement convexes, mais munis de reliefs et de creux tels que des sphéroides cannelées, etc... Le bourrelet est alors situé au droit du plan de joint, à la manière d'un grand cercle ou équateur. I1 ressort de la description ci-dessus que l'invention fournit des objets moulés ayant des formes pleines ou creuses, régulières ou irrEgulières, munies de reliefs et/ou de creux et, cela, par des moyens simples compatibles avec les nécessités industrielles d'une production en série. L'invention n'est donc pas limitée au seul exemple représenté mais couvre toutes les variantes décrites ou qui en déeaulent. REVENDICATIONS 1. - Objet moulé, du type comprenant au moins une partie qui est munie de reliefs et/ou de creux, caractérisé en ce qu'il comporte un bourrelet lisse et continu auquel se raccordent les reliefs et/ou creux. 2. - Objet moulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les reliefs et/ou les creux s'étendent vers un bord de objet et en ce que le bourrelet lisse et continu est situé à proximité immédiate de ce bord. 3. - Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bourrelet lisse et continu est constitué par une lèvre située à la périphérie extérieure du bord. 4. - Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le cas oW l'objet est substantiellement creux, le bourrelet lisse et continu est constitué par une lèvre située à la périphérie intérieure du bord. 5. - Objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bourrelet li sse et continu est constitué par un prolongement supérieur du bord. 6. - Objet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lèvre s'étend au moins jusqulau droit du point des reliefs qui est le plus excentrique par rapport à l'objet. 7. - Objet selon la revendication 4, caractérisé en ce que la lèvre s'étend au moins jusqu'au droit du point des reliefs qui est le plus proche du centre de l'objet. 8. - Objet selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le sommet du bourrelet est à un niveau au moins égal à celui du sommet des reliefs et/ou des creux, ceus-ci se raccordant au bourrelet de manière continue. 9. - Procédé de fabrication d'un objet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,- caractérisé en ce que l'on introduit la matière constitutive de l'objet à l'état fluide dans un moule par au moins un orifice débouchant, dans le moule au droit de la forme dudit moule devant creer le bourrelet afin que les appendices de matière qui restent solidaires de l'objet brut après son démoulage soient reliés uniquement à ce bourrelet, on démoule ensuite l'objet, on retire les appendices de matière, puis l'on finit éventuellement l'objet en ébarbant le bourrelet, par exemple en le meulant. 10. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on utilise un moule en au moins deux parties amovibles susceptibles de s'appliquer l'une contre l'autre selon un plan de joint prévu au droit de la forme-du moule devant créer le bourrelet.