Brevet FR2397250A1 — publié le 19790209

La réalisation de pièces par la méthode de coulée par gravité en coquille, c'est-à-dire dans un moule délimitant intérieurement une empreinte négative affectant en creux la forme de la pièce à réaliser, est connue depuis longue date et se trouve fréquemment mise en oeuvre pour des pièces présentant un volume relativement faible et une conformation peu complexe. Si un tel procédé donne eninéral satisfaction pour de telles pièces, il en va tout autrement lorsque les pièces à réaliser présentent un volume relativement important etlou sont d'une forme complexe, c'est-à-dire faisant intervenir à l'intérieur du moule de coulée une empreinte à plusieurs chambres communicantes mais s'étendant selon des plans ou des axes différents, En effet, dans un tel cas, la qualité de la pièce produite dépend du remplissage du moule, dont la complexité de sfructure, ainsi que les différents éléments le constituant représentent, dans de nombreux cas, un obstacle à un tel remplïsutre inconvénient réside également dans le fait que généralement de tels moules sont constitués de plusieurs éléments destinés à faciliter la réalisation de l'empreinte interne qutils doivent délimiter et aussi à permettre le démoulage pratique de la pièce réalisée. On conçoit que cette exigence implique la nécessité de disposer les différents éléments constitutifs mobiles relativement, de manière à pouvoir les écarter ou les éloigner l'un de l'autre, mais aussi à pouvoir les rassembler dans une position de référence commune bien déterminée dans laquelle ils représentent alors le moule définitif déterminant l'empreinte de la pièce à produire. L'impératif de guidage relatif qui découle d'une telle structure oblige généralement à adopter une disposition prédéterminée fixe de l'ensemble des éléments constitutifs du moule, de sorte que ce dernier test que rarement disposé dans la position la plus favorable à un remplissage dans les meilleu- res conditions par gravité de la matière en fusion coulée dans les différentes chambres ou cavités de l'empreinte en creux. L'objet de l'invention est de résoudre les inconvénients ci-dessus en créant une machine pour la coulée par gravité en coquille de matière en fusion, notamment de métal, permettant de réaliser dans les meilleures conditions possibles la coulée d'une pièce de volume important et/ou de structure complexe, meme dans les cas qjA les différents éléments constitutifs du moule définissant l'empreinte d'une telle pièce sont en un nombre important ou relativement important et doivent etre guidés relativement de manière à permettre > soit leur déplacement, soit leur association lors d'une phase de coulée. L'objet de l'invention permet de réaliser, à cadence de travail élevée, des pièces coulées de structure complexe en éliminant totalement le risque de défaut interne dans la masse, tel que des vides, des cavités et aussi de déformations résultant d'un remplissage effectué dans de mauvaises conditions en laissant subsister à l'intérieur du moule, soit des cavités non com blées, soit des poches de gaz non évacuées. L'objet de l'invention présente l'avantage supplémentare de rendre possible l'asservissement relatif des différentes fonctions nécessaires de manière à rendre possible un fonctionnement entièrement automatique. Conformément à ltinvention, la machine pour la coulée en coquille par gravité de matière en fusion, notamment de métal, est caractérisée en ce qu'elle comprend un bati fixe supportant un châssis qui est monté basculant sur un axe horizontal et qui supporte, d'une part, les différents éléments constitutifs d'un moule de coulée, d'autre part, des organes moteurs d'entracement en déplacement relatif desdits éléments de moule et, par ailleurs, un bloc de coulée délimitant une poche de réception de matière en fu- sion communiquant en permanence avec l'intérieur du moule de coulée. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une perspective montrant la machine selon l'invention. La fig. 2 est une perspective illustrant une autre position caractéristique de fonctionnement de la machine. En référence à la fig. 1, la machine selon l'invention comprend un bâti 1 fixé par l'intermédiaire d'une semelle 2 qu'elle forme, directement au sol ou, éventuellement, sur une embase en maçonnerie, non représentée aux dessins. La semelle 2 est associée à des joues latérales 3 qui délimitent à leur partie supérieure des paliers 4 alignés sur un axe commun horizontal. Les paliers 4 supportent, par l'intermédiaire de demi-arbres 5 et 6, un chassies 7 qui est ainsi monté susceptible de tourner sur un axe horizontal passant par les paliers 4. Le demi-arbre 6 est associé å un organe moteur 8, par exemple, constitué par un vérin hydraulique rotatif alimenté, de toute façon convenable non représentée aux dessins, à partir d'une centrale de production qui peut être, soit indépendante et propre à la machine décrite, soit commune à plusieurs machines semblables ou identiques disposées en ligne ou de toute autre façon à proximité d'un four de fusion de matière première à couler.Le moteur 8 est supporté par une console 9 fixée ou formée par la joue 3 correspondante du bâti 1, Le châssis 7 comprend principalement un plateau 10 destiné à porter un moule de coulée désigne dans son ensemble par la référence 11. Le plateau lô supporte plus précisément 1'embase 12 du moule laquelle est fixée rigidement sur le plateau de manière à constituer un élément de référence et de guidage des différents autres éléments constitutifs décrits ci-apres. L'em~ base 12 est associée, bien que cela ne soit pas représenté, à un éjecteur dont le déplacement est commandé par un organe moteur 131 de pr éférence, du type vérin hydraulique.Le vérin 13 est porté par la face intérieure du plateau 10 qui est également associé à une cage de protection 14 assumant en plus une fonction de raidissement dudit plateau. Dans l'exemple représenté à la fig. 1J 1 'embase ou fond 1-2 du moule il supporte deux éléments constitutifs 15 et 16 en forme de demi-moules qui sont respectivement associés à un organe moteur 17 et 18 de préférence constitué sous la forme de vérin hydraulique porté par les parois latérales 19 d'un cadre 20 de renforcement solidaire du plateau 10 à partir de la face de ce dernier opposée à la cage 14.Les parois latérales 19 sont réunies entre elles par une plaque transversale 21 parallble au plateau 10 et sur laquelle est fixé un organe moteur 22, de préférence, constitué par unirin hydraulique chargé de commander le déplacement d'un dessus de moule 23 destiné à coopérer avec les demi-moules 15 et 16 pour la constitution du moule il proprement dit. Les éléments constitutifs du moule 15, 16 et 23 sont ainsi disposés mobiles relativement en étant guidés de façon individuelle de façon à pouvoir etre assemblés ou, au contraire, désassemblés relativement, quelle-que soit a position occupée par le châssis 7 par rapport au bâti 1. Le moule Il est, par ailleurs, coniplété par un bloc de coulée 24 réalisé en un ou plusieurs éléments constitutifs pouvant etre rendus solidaires de l'embase 12 ou, au contraire, montés mobiles relativement par rapport à cette dernière. Le bloc de coulée 24 délimite dans sa face horizontale supérieure une poche de coulée 25 communiquant par l'intermédiaire d'un conduit de coulée, de conception connue en soi, avec l'empreinte négative délimitée par l'association des différents éléments constitutifs du moule 11. La machine décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante Dans la position représentée à la fig. 1, les différents organe s moteurs commandant la position des éléments constitutifs du moule Il ont été ali mentés de manière à réaliser l'assemblage de ces différents éléments qui définissent, par leurs parties coopérantes, ltempreinte de coulée du moule il proprement dit. La fig. 1 montre la position occupée par le châssis 7 lors d'un début de cycle de fonctionnement.La matière en fusion, par exemple du métal, est prélevée du four puis est déversée dans la poche 25 dont la capacité ou le volume utile disponible est déterminé en fonction de l'em- preinte interne du moule ll"de manière à pouvoir recevoir une quantité de matière en fusion compatible avec le remplissage de ladite empreinte. Lorsque l'opération ci-dessus a été exécutée, l'organe moteur 8 est commandé de manière à solliciter en rotation le ch ssis 7 par rapport au bati 1 dans le sens de la flèche f1 sur une plage angulaire, par exemple égale à 90". Ce mouvement de basculement s'effectue de façon progressive, de sorte que la matière en fusion contenue dans la poche 25 s'écoule par gravité de façon progressive à l'intérieur du moule Il -L'empreinte délimitée est de cette façon progressivement remplie de façon régulière sans risque d'occlusion interne car l'écoulement de la matière en fusion assure le refoulement de l'air ou des gaz contenus dans l'empreinte alors que,simulta- nément,le basculement favorise une pénétration de la matière à l'intérieur de toutes les'chambres, cavités ou dépressions de l'empreinte. Outre l'avantage ci-dessus, il y a lieu de remarquer que le basculement permet de réaliser un remplissage progressif de l'empreinte du moule Il qui est avantageusement associé à un-brtleur ou une rampe de chauffage, non représenté > destiné à maintenir des conditions de température optimale pour éviter les tensions internes dans la masse coulée. Selon la conformation de l'empreinte interne du moule, il est, bien entendu, possible de faire varier la plage angulaire de basculement du châs- sis 7 de manière à l'adapter à un meilleur remplissage possible et,notam menti de faire effectuer un tel basculement dans le sens de la flèche f1 sur une plage angulaire inférieure à 90" ou meme supérieure à cette valeur et pouvant atteindre, par e}remple, 1800. Lorsque l'opération de basculement ci-dessus a été réalisée, le ch s- sis 7 est immobilisé pendant une fraction de temps correspondant à la solidification de la matière coulée jusqu'à un état permettant de supporter l'opé- ration de démoulage qui est obtenue par llalimentation inverse des différents organes moteurs 17, 18 et 22, commandant le désassemblage ou l'ouverture des différents éléments constitutifs mobiles du moule 11. Lorsque cette phase du cycle est intervenue, l'éjection de la pièce réalisée est obtenue en commandant l'organe moteur 13 associé à l'embase 11.Il est évident que B phase de démoulage peut intervenir, soit lorsque le châssis 7 occupe la position basculée correspondant au transfert de la matière en fusion de la poche 25 à l'intérieur de l'empreinte du moule 11, comme représenté par la fig. 2, soit encore après retour du châssis 7 dans la position d'origine telle que représentée à la fig. 1 selon qu'il est utile, nécessaire ou indispensable de dégager la pièce réalisée selon une direction horizontale inclinée ou verticale. Dans le premier cas, le châssis basculant est ensuite basculé pour reprendre la position d'origine favorable à la coulée d'une seconde masse de matière en fusion qui est versée dans la poche 25 après réassemblage des éléments constitutifs du moule 11 par l'intermédiaire des organes moteurs 17, 18 et 22. Ainsi que cela ressort de la description et du fonctionnement qui précèdent, la machine de coulée selon l'invention présente la caractéristique de permettre une coulée de matière en fusion dans les meilleures conditions de remplissage possible, quelle que soit la conformation de l'empreinte à remplir et selon un cycle de fonctionnement répétitif pouvant se dérouler de façon automatique sans aucune intervention manuelle puisqu'il s'agit uniquement de réaliser le remplissage de la poche de coulée chaque fois que la machine occupe la position représentée à la fig. 1. L'asservissement automatique des différentes phases du cycle de fonctionnement peut être réalisé de façon simple et fiable en faisant intervenir les composants hydrauliques habituels de détection de position placés sur les courses de déplacement des éléments constitutifs mobiles du moule 11. La machine selon l'invention présente l'avantage supplémentaire d'etre d'une construction simple et robuste capable de supporter des cadences de travail relativement élevées. En outre, la constitution particulière du phase sis 7 offre une grande possibilité d'adaptation des éléments constitutifs du moule il qui peuvent, éventueLlement, autre soumis à des déplacements relatifs indépendants de grande amplitude autorisés par le volume interne utile important réservé par la disposition du cadre 20 supportant les organes moteurs 17, 18 et 22. La conformation particulière de ce cadre représente, en outre, l'avantage supplémentaire d'offrir une très bonne accessibilité au volume interne utile pour faciliter les opérations d'entretien, de remplissage de la poche 25, de dégagement ou d'éjection de la pièce produite, ainsi que de montage, de mise en place et de réglage des différents éléments constitutifs du moule 11. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Machine pour la coulée en coquille par gravité de matière en fusion, notamment de métal, caractérisée en ce qu'elle comprend un bati fixe supportant un châssis qui est monté basculant sur un axe horizontal de façon à pouvoir etre basculé sur une plage angulaire variable pouvant attendre 1800 et qui supporte, d'une part, les différents éléments constitutifs d'un moule de coulée, d'autre part, des organes moteur dtentrahement en déplacement relatif desdits éléments de moule et, par ailleurs, un bloc de coulée délimitant une poche de réception de matière en fusion communiquant en permanence avec l'intérieur du moule de coulée. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un bati fixe supportant un ch ssis basculant sur un axe horizontal sous l'action d'un organe moteur interposé entre le bâti et le châssis. 3 - Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce quelle comprend un bâti fixe supportant un chassies basculant sur un axe horizontal et formé par un plateau associé à une cage de renforcement et à un cadre supportant des organe s moteurs d'entrafnement en déplacement relatif d'éléments constitutifs de moule guidés par une embase ou fond de moule porté par le plateau, 4 - Machine selon l'une des revendications là 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti fixe supportant un chåssis basculant formé par un plateau sur lequel sont montés, d'une part, une embase de moule associée à un éjecteur et, d'autre part, un bloc de coulée présentant dans sa face horizontale supérieure une poche de coulée communiquant, par un trou de coulée, avec l'empreinte de moule délimitée par les éléments constitutifs de moule et l'embase.