Brevet FR2424777A1 — publié le 19791130

La présente invention concerne le domaine de la fonderie et a notamment pour objet une installation pour la fabrication de noyaux de fonderie, en particulier à partir de mélanges fluides qui sont injectés dans des boites à noyaux chauffées. L'invention peut être utilisée dans les usines de matériels sanitaires, de constructions mécaniques, de constructions électriques, d'automobiles et d'autres branches de l'industrie, fabriquant des produits en grandes séries et en masse. On connaît de plus en plus le procédé et le matériel élaborés en URSS pour la fabrication de noyaux de fonderie avec des mélanges fluides qui sont ingectés dans des boîtes à noyaux chauffées. Le procédé et le matériel élaborés permettent d'obtenir des noyaux à canal intérieur naturel assurant une évacuation efficace des gaz au cours de la coulée. On connatt-aussi une machine pour la fabrication de noyaux avec des mélanges fluides. Cette mabhine comprend un mécanisme de préparation du mélange, constitué par unmélangsr continu et un dispositif d'alimentation de ce mélangeur en constituants du mélange, une chambre de dosage, un obturateur avec une ebbou- chure conique ouvrante monoeuvrée par un vérin pneumatique, un vérin d'injection avec un piston-plongeur, un vérin de compression supplémentaire avec un piston-plongeur de compression supplémentaire, un élévateur et une table élévatrice. Ote machine fonctionne de la façon suivante : Le mélange fluide débité par le mélangeur arrive dans la chambre de dosage et la remplit, puis l'ouverture du mélangeur est obturée par un registre spécial. L'obturateur est mis par un vérin pneumatique dans une position où l'embouchure conique qui lui est fixée se trouve dans l'alignement de la chambre de dosage. Le diamètre supérieur de l'embouchure conique correspond au diamètre de la chambre de dosage, et son diamètre inférieur, au diamètre de l'orifice d'injection de la boîte à noyaux. La boîte à noyaux chauffée est serrée par la table contre l'embouchure qui est fermée. Le piston d'injection est déplacé en descente par le vérin d'injection et injecte le mélange dans la boîte à noyaux. L'injection achevée, le mélange est comprimé additionnellement dans la boîte à noyaux par le piston-plongeur de compression supplémentaire, qui est actionné par le vérin de compression supplémentaire. Le diamètre du piston-plongeur de compression supplémentaire est un peu plus petit que le diamètre de l'orifice d'injec- tion de la boîte à noyaux, aussi peut-il entrer dans l'embouchure conique. Après fermeture étanche, la boîte à noyaux est transférée au poste de séchage, tandis qu'une nouvelle boîte à noyaux est placée sur la table. L'obturateur est ramené en position initiale, les coquilles de l'embouchure s'ouvrent et les restes du mélange tombent sur l'élévateur, qui les ramène au mélangeur. Les vérins d'injection et de compression supplémentaire font remonter leurs pistons-plongeurs jusqu'à la position initiale, le registre spécial démasque l'ouverture du mélangeur et le mélange remplit à nouveau la chambre de dosage. Le diamètre de la chambre de dosage est, en règle générale, de plusieurs fois plus grand que celui de l'orifice d'injection de la boîte à noyaux, ce qui rend nécessaire une augmentation notable de la hauteur de 1'embouchure conique, de sorte que cette embouchure est fortement surdimensionnée en volume. I1 s'ensuit une augmentation de la quantité de mélange à débiter pour la fabrication des noyaux, car le piston d'injection n'entre pas dans l'embouchure conique. La partie du mélange restée dans l'embouchure perd ses propriétés technologiques et ne peut être utilisée pour remplir la boîte à noyaux suivante ; avant l'injection suivante, elle doit être évacuée.Squs l'effet de la pression, le mélange, ayant perdu sa fluidité, adhère fortement aux parois de l'embouchure, et celle-ci ne peut en etre débarrassée sans recourir à des dispositifs de nettoyage spéciaux. La conception décrite de l'embouchure, se composant de deux moitiés manoeuvrées par des vérins, est de réalisation et d'utilisation compliquées, tout en ne garantissant pas l'élimination complète des restes du mélange. En outre, en cas de- pénétra- tion de restes de mélange dans le plan de joint, il se forme dans l'embouchure fermée une fente par laquelle le mélange peut s'échapper lors de linjectionz te mélange resté dans l'embouchure entrave l'injection du mélange frais dans la boîte à noyaux et, de plus, peut pénétrer sous forme de grumeaux dans la boîte à noyaux et altérer ainsi la qualité du noyau. L'utilisation, dans la machine connue, d'un élévateur en tant que mécanisme pour le retour au mélangeur des restes de mélange inutilisés lors de l'injection ne fait que compliquer la conception et ne résout pas le problème posé. Ceci est dû au fort pouvoir collant du mélange, aboutissant inévitablement à un enrobage de l'élévateur et à sa mise hors d'usage rapide. Les glissières dans lesquelles coulisse le registre sont noyées par le mélange quand le registre est en position haute. Cette circonstance affecte la fiabilité de l'obturation de l'ouverture du mélangeur et empeche d'obtenir une coupure complète de -la communication entre la chambre de dosage et le mélangeur. Encore un inconvénient de la machine considérée consiste en ce qu'elle comporte un obturateur mobile, auquel est fixée l'embouchure. Quand le mélange est injecté à travers l'orifice d'injection de la boîte à noyaux, dont la section est de plusieurs fois plus petite que celle de la chambre de dosage, la pression monte dans la chambre de dosage et tend à refouler le mélange dans tous les interstices, y compris ceux qui existent entre la chambre de dosage et l'obturateur. Le mélange est également entrai- né dans ces interstices à partir de la chambre de dosage lors du déplacement de l'obturateur et de l'embouchure en position de trabail. Le mélange remplissant les interstices durcit rapidement à l'air, ainsi que sous l'action du rayonnement thermique émis par les boîtes à noyaux chauffées.Il s'ensuit un coinçage périodique de l'obturateur, l'arrêt de la machine et la nécessité d'exécuter un nettoyage pour débarrasser les surfaces frottantes des adhérences de mélange durci. Le recours à une compression supplémentaire dans la machine connue ne donne aucun effet favorable ; non seulement il complique la conception et abaisse la cadence opératoire, mais il provoque aussi un serrage excessif des portées1 rendant difficile l'obtention de vides dans ces parties du noyau et leur mise en communication avec l'atmosphère à l'aide de poinçons. Outre ce qui vient hêtre indiqué, il convient de citer parmi les inconvénients de la machine l'absence de solutions techniques qui permettraient de régler dans une plage étendue la dose de mélange fluide (le volume de la chambre de dosage), ainsi que de fabriquer sans changement d'outillage des noyaux de poids très différents (de deux fois et plus). Sans réglage de la dose de mélange, il est impossible d'obtenir des noyaux de qualité d'un poids prédéterminé quelconque, de stabiliser le poids des noyaux et la dimension du canal naturel, de réduire pratiquement à zéro les déchets de mélange. Sans réglage de la dose de mélange dans une plage étendue, les possibilités de la machine et la gamme (en poids) de noyaux qu'elle peut fabriquer sont restreintes. Pour faire passer la machine de la fabrication d'un type de noyau à un autre il faut changer l'outillage, c'est-à-dire une série d'organes (chambre de dosage, piston-plongeur d'injection, etc.) de la machine, le jeu complet de boîtes à noyaux, ce qui nécessite un temps prolongé. L'impossibilité de fabriquer simultanément des noyaux différents avec la machine implique une augmentation importante du nombre de boîtes à noyaux dont doit disposer l'atelier. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé pour cela de créer une installation pour la fabrication de noyaux de fonderie à partir de mélanges fluides, par injection de ces mélanges dans des boîtes à noyaux chauffées, dont la conception serait telle qu'elle assurerait un accroissement de la fiabilité et du rendement, la stabilisation du poids des noyaux et de la dimension du cana naturel, l'augmentation de la gamme (en poids) des noyaux, la réduction du nombre de boîtes à noyaux dont doit disposer l'atelier et la possibilité de fabriquer simultanément des noyaux de poids très différents, ainsi que la possibilité de nettoyer efficacement la chambre de dosage et l'embouchure et de supprimer les déchets de mélange. La solution consiste en ce que, dans l'installation pour la fabrication de noyaux de fonderie à partir de mélanges fluides, du type comprenant un chassis porteur sur lequel sont montés un mélangeur et un actionneur pour les mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage, une chambre de dosage dans laquelle est placé un piston-plongeur d'injection, une embouchure cylindrique fixée à la partie inférieure de la chambre de dosage et réalisée sous la forme d'un empilage d'éléments mutuellement solidaires, dans lequel est incorporé un registre, et un vérin de registre, d'après l'invention l'actionneur des mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage est un vérin à double course dont la tige intérieure est accouplée au pistonplongeur d'injection, et la tige extérieure, à la chambre de dosage, laquelle est constituée par des parties assemblées entre elles, une rainure horizontale étant ménagée entre celles-ci pour la mise en place d'un registre supplémentaire comportant une ouverture et commandé par un actionneur individuel. I1 est avantageux de monter sur la tige intérieure un dispositif pour le réglage de la position du piston-plongeur d'injection, et d'incorporer dans le flasque supérieur de l'actionneur des mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage un dispositif pour le réglage de la position de cette chambre, dont la partie supérieure comporte une ouverture pour l'accès au dispositif de réglage de la position du pistonplongeur d'injection. L'idée essentielle de l'invention consiste en ce qui suit Le mélange fluide venant du mélangeur remplit le volume utile de la chambre de dosage, dont la valeur est déterminée par la position des deux registres, ainsi que par les dispositifs de réglage. Si la chambre de dosage doit avoir un grand volume, le registre supérieur est ouvert en permanence. Si, par contre, la chambre de dosage doit avoir un petit volume, c'est le registre inférieur qui est ouvert en permanence. L'actionneur du mécanisme d'injection exécute sa première course ; la tige extérieure descend ; la chambre de compression obture l'ouverture du mélangeur et l'embouchure est serrée contre la boîte à noyaux. Le mélange remplissant la chambre de dosage est ainsi isolé du mélange se trouvant dans le mélangeur. Le registre en service durant ce cycle est déplacé de façon que l'axe de son ouverture soit mis en coincidence avec l'axe de la chambre de dosage. L'actionneur du mécanisme d'injection exécute sa seconde eourse ; la tige intérieure avec le piston-plongeur d'injection se déplace en descente et injecte dans la boîte à noyaux le mélange se trouvant dans la chambre de dosage1 de telle façon que tout le mélange se trouvant dans la chambre de dosage et dans l'embouchure en soit cemplètement chassé.Ceci fait, la chambre de dosage et le piston-plongeur d'injection remontent a leur position initiale, la boîte à noyaux est hermétiquement ferméeet évacuée du poste d'injection, tandis que le registre en service obture la chambre de dosage1 laquelle est remplie par la portion suivante de mélange à travers l'ouverture du mélangeur. La mise en service du registre correspondant, lorsque l'installation passe de la fabrication d'un type de noyau à un autre, s'effectue au pupitre de commande, quand cela est nécessaire à la production. La mise en service de tel ou tel registre, dans le cas de fabrication simultanée de noyaux de poids différents par l'installation, s'effectue de la façon suivante. La boîte à noyaux pour la fabrication de noyaux de faible poids agit par son ergot dtidentification sur un capteur qui met en service le registre supérieur pour le cycle en cours. La dose de mélange chargée dans ce cas dans la chambre de dosage est petite. Les boîtes à noyaux pour la fabrication de noyaux de grand poids agissent par leur ergot d'identification sur un capteur qui met en service le registre inférieur pour le cycle en cours. La dose de mélange chargée dans ce cas dans la chambre de dosage est grande. S'il devient nécessaire d'interdire le remplissage de la chambre de dosage par le-mélange, on arrête la chambre de dosage à sa position basse, à laquelle elle continue d'obturer l'ouverture du mélangeur. Le réglage du volume utile de la chambre de dosage pour la petite dose s'effectue à laide du dispositif de réglage situé sur la tige intérieure et dans le flasque supérieur de l'actions neur déplaçant la chambre de dosage et la chambre d'injection. Le réglage du volume utile de la chambre de dosage pour la grande dose s'effectue indépendamment du réglage précédent, par déplacement vertical du registre inférieur, obtenu en sélectionnant des éléments d'embouchure d'épaisseur appropriée, de telle façon que le volume total de la chambre de dosage et de la partie d'embouchure située au-dessus-du registre satisfasse aux conditions requises. L'application de l'installation faisant l'objet de l'invention permet d'accroître la fiabilité, de simplifier la conception, d'augmenter la cadence mpératoire, de stabiliser au maximum le poids des noyaux et la dimension de leur canal interne, de fabriquer sans changement dToutillage des noyaux de poids très différents, ainsi que de fabriquer simultanément- en régime automatique des noyaux différents dans un flux de production unique, et de réduire fortement le nombre de boîtes à noyaux dont doit disposer l'atelier. La grande précision de réglage du volume utile de la chambre de dosage permet de réduire à zéro les déchets de mélange et d'assureur au cours de l'injection l'auto-nettoyage de l'ensemble constitué par la chambre de dosage et l'embouchure. L'inventiqn sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin unique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel il représente une vue d'ensemble, en coupe, de l'installation proposée pour la fabrication de noyaux. L'installation comprend un chassis porteur 1, sur lequel sont montés un mélangeur -2 et un actionneur 3 pour les mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage. L'actionneur 3 comporte une tige extérieure 4 et une tige intérieure 5. La tige 4 est accouplée à la chambre de dosage 6, et la tige 5, au piston-plongeur 7 placé dans la chambre de dosage 6. La chambre de dosage6se compose d'une partie supérieure 8 et d'une partie inférieure 9 assemblées lune à l'autre et entre lesquelles est ménagée une rainure pour la mise en place d'un registre supplémentaire 10. Ce registre a une ouverture ll et est actionné par un vérin 12. A la partie inférieure 9 de la chambre de dosage 6 est fixée une embouchure 13 réalisée sous forme d'un empilage dtélé- ments solidaires entre eux, dans lequel est incorporé un registre 14 actionné par un vérin 15. Le mélangeur 2 a une ouverture e sortie 16 et un support 17 contre lequel est serré en permanence la paroi de la chambre de dosage 6, dans laquelle sont ménagées des ouvertures 18. Dans le châssis I est fixée une chape 19 avec des rouleaux 20 assurant le guidage de la chambre de dosage 6. Pour le réglage de la position du piston-plongeur d'injection 7, il est prévu un dispositif 21 monté sur la tige 5. Pour le réglage de la position de la chambre 6, il est prévu sur le flasque 22 de l'actionneur 3 un dispositif 23. Une ouverture 24 permet l'accès au dispositif 21. Le mélange est injecté à travers l'orifice 25 de la boîte à noyaux 26, qui porte un ergot d'identification 27 ou 28 agissant sur un capteur 29 ou 30, respectivement. L'installation conforme à l'invention fonctionne de la façon suivante Le mélange fluide débité par le mélangeur 2 passe à travers les ouvertures 16 et 18 et remplit le volume utile de la chambre de dosage 6, dont la valeur est déterminée par la position des registres 10 et 14, ainsi que par les dispositifs de réglage 21 et 23. Si la chambre de dosage doit avoir un grand volume utile, le registre 10 occupe en permanence une position dans laquelle l'axe de son ouverture est en confidence avec l'axe de la chambre de dosage 6. Le réglage dudit grand volume s'effectue par deplacement vertical du registre 14, obtenu par un choix approprié de l'épaisseur des éléments de l'embouchure 13, de telle façon que le volume total de la chambre de dosage et de la partie de l'em- bouchure 13 située au-dessus du registre 14 satisfasse aux conditions requises. Si, par contre, la chambre de dosage 6 doit avoir un faible volume utile, ctest l'axe de l'ouverture du registre 14 qui coïncide en permanence avec l'axe de la chambre de dosage. Le réglage dudit faible volume s'effectue indépendamment du premier réglage, par action combinée des dispositifs de réglage 21 et 23. L'actionneur 3 du mécanisme d'injection exécute sa pre mière course ; la tige 4 descend ; la chambre de compression 6 obture l'ouverture 16 du mélangeur 2 et l'embouchure 13 est serrée contre la boîte à noyaux 26. Le mélange remplissant la chambre de dosage 6 est ainsi isolé du mélange se trouvant dans le mélangeur 2. Le registre en service est déplacé par son vérin jusqu'à la position où l'axe de son ouverture est en colncidence avec l'axe de la chambre de dosage. L'actionneur 3 du mécanisme d'injection exécute sa seconde course ; la tige 5 avec le pistonplongeur d'injection 7 se déplace en descente et injecte dans la boite à noyaux 26, à travers son orifice 25, le mélange se trouvant dans la chambre de dosage 6.Ceci fait, la chambre de dosage 6 et le piston-plongeur d'injection 7 remontent en position initiale, la boîte à noyaux 26 est hermétiquement fermée et évacuée du poste d'injection, tandis que le registre en service obture la chambre de dosage 6, laquelle est remplie par la portion suivante de mélange à travers l'ouverture 18 du mélangeur. S'il devient nécessaire d'interdire immédiatement le remplissage de la chambre de dosage 6, on envoie à partir du pupitre de commande un signal qui arrete la chambre de dosage 6 en position basse, dans laquelle elle continue à obturer l'ouverture 16 du mélangeur 2, tandis que le régime de marche automatique de l'installation continue. La mise en service du registre voulu, quand llinstalla- tion passe de la fabrication d'un type de noyaux à la fabrication d'un autre type, s'effectue au pupitre de commande, selon les besoins de la production. Si l'installation fabrique simultanément des noyaux de poids différents, la mise en service de tel ou tel registre s'effectue automatiquement, de la façon suivante La boîte à noyaux pour la fabrication de noyaux de faible poids agit par son ergot d'identification 27 sur le capteur 29, lequel met en service le registre 10 pour le cycle en cours. Dans ce cas, la chambre de dosage 6 se remplit d'une faible dose de mélange. La boîte à noyaux pour la fabrication de noyaux de grand poids agit par son ergot d'identification 28 sur le capteur 30, qui met en service le registre 14 pour le cycle en cours. Dans ce dans, la chambre de dosage 6 se remplit d'une grande dose de mélange. Du fait qu'aussi bien le grand volume utile de la chambre de dosage que le petit peuvent être réglés indépendamment et avec une grande précision, tout le mélange admis dans la chambre de dosage peut être injecté sans reste dans la boite à noyaux. Le piston-plongeur d'injection 7 parcourt alors tout le système chambre de dosage - embouchure, en le nettoyant à chaque cycle. L'application de l'installation décrite permet d'accroître la cadence opératoire, d'améliorer la qualité des noyaux de simplifier la conception, de fabriquer sans changement d'outillage des noyaux de poids très différents, ainsi que de fabriquer simultanément en régime automatique des noyaux différents dans un flux de production unique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICBTIOS 1. Installation pour la fabrication de noyaux de fonderie à partir de mélanges fluides, du type comprenant un châssis porteur sur lequel sont montés un mélangeur et un actionneur pour les mécanismes d'injection et de déplacement d'une chambre de dosage dans laquelle est incorporé un piston-plongeur d'injection, une ambouchure cylindrique fixée à la partie inférieure de la chambre de dosage et réalisée sous la forme d'un empilage d'éléments solidaires entre eux, dans lequel est incorporé un registre, et un vérin pour l'actionnement dudit registre, caractérisée en ce que l'actionneur des mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage est un vérin à double course comportant une tige intérieure rigidement liée au pistonplongeur d'injection et une tige extérieure rigidement liée à la chambre de dosage, celle-ci étant constituée de parties assemblées entre elles et entre lesquelles est ménagée une rainure horizontale dans laquelle est monté un registre supplémentaire pourvu d'une ouverture et commandé par un actionneur indépendant. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que sur la tige intérieure est monté un dispositif pour le réglage de la position du piston-plongeur d'injection, et que dans le flasque supérieur de l'actionneur des mécanismes d'injection et de déplacement de la chambre de dosage est incorporé un dispositif pour le réglage de la position de cette chambre, la partie supérieure de celle-ci comportant une ouverture pour l'accès au dispositif de réglage de la position du piston-plongeur d'injection.