Brevet FR2420384A1 — publié le 19791019

La présente invention se rapporte à la fonderie et a notamment pour objet une installation de moulage sans châssis. L'invention trouve son application la plus avantageuse dans la production de pièces de fonderie en moules de sable perdus, empilés verticalement (moulage vertical en piles). Ces moules sont utilisés notamment pour la fabrication de moulage de segments de pistons, de sièges de sou papg et de pièces similaires. A ltheure actuelle on connait des installations à une position et à plusieurs positions, destinées à la fabrication de moules en châssis qui sont empilés verticalement à la main. L'installation à une position comporte une commande pneumatique à piston disposée verticalement. La partie supérieure du piston est réalisée sous forme d'une table horizontale à laquelle est fixée une plaque à modèles dont les modules correspondent aux pièces de fonderie à obtenir. Une rehausse munie d'un ressort entoure la plaque à modèles. Au bottier de la commande est articulée une plaque de pression qui, en position de départ, est écartée de la plaque à modèles. En position de fonctionnement la plaque de pression est placée au-dessus de la plaque à modèles. Au début d'un cycle de fonctionnement, on met à la main un châssis vide sur la rehausse et on amène le sable de moulage à l'aide d'un dispositif qui ne fait pas partie -de l'installation. On lisse à la main la surface du sable de moulage et on met la plaque de pression en position de fonctionnement. On se sert de la commande à piston pour serrer le sable se trouvant dans le chassies, et lors de la course de retour du piston on séparedh maSe la plaqeà mièle,en obtenant ainsi un moule avec des empreintes qui correspondent aux pièces de fonderie que l'on désire obtenir. Ensuite on ramène la plaque de pression en position initiale.On dépose manuellement de l'installation le châssis contenant le moule et on le pose dans la pile verticale. L'inconvénient principal de l'installation décrite ci-dessus réside dans le fait que la fabrication des moules et leur mise en piles nécessitent un grand volume de travail manuel, ce qui se traduit par une faible productivité. Dans les installations à plusieurs positions, la fabrication des moules en châssis est automatisée. Une installation connue à trois positions comprend un corps qui abrite une commande hydraulique à piston. La tige de la commande porte une table équipée d'une plaque à modèles et d'une rehausse. Une traverse située dans la partie supérieure de la machine est liée audit corps à l'aide de deux colonnes verticales. La traverse est dotée de glissières sur lesquelles se trouve un chariot qui peut se déplacer horizontalement. Au bas du chariot est fixée une plaque de pression tandis qu?à l'intérieur du chariot est disposée une commande à piston pour la formation d'un orifice central dans le moule. Au chariot est reliée d'un côté une commande à piston qui effectue son déplacement le long des glissières, et de l'autre côté, une goulotte pour l'acheminement du sable de moulage et un rouleau de lissage monté dans des paliers. Le chariot porte un moteur qui entrasse en rotation le rouleau de lissage. En position de départ le chariot est décalé par rapport à la plaque à modèles, tandis qu'en position de fonctionnement il est disposé au-dessus de cette plaque. Au-dessus de la goulotte, lorsque le chariot occupe sa position de départ, se trouve un doseur qui se présente sous forme d'un récipient muni à sa partie inférieure d'un obturateur. Dans la partie supérieure du doseur pénètre un dispositif d'alimentation à vibrations relié à une trémie contenant du sable de moulage et qui ne fait paspartie de l'installation. L'une des colonnes est équipée d'une table tournante reliée à une commande assurant sa rotation de 1200. La table a ainsi trois positions uniformément réparties suivant une circonférence. A la table sont fixées, dans chaque position, deux barres horizontales entre lesquelles peut entre placé un châssis. Le chassis possède des saillies qui se logent dans des rainures ménagées dans les barres. A l'aide de ces saillies le ch ssisprend appui sur les barres de la table et est fixé dans chaque position occupée par ladite table. Dans la première position, on met à la main le châssis sur les barres, on fait tourner la table pour déplacer le châssis jusqu'à la deuxième position, où se trouve la commande à piston avec la plaque à modèles. On meut en marche le dispositif d'alimentation à vibrations et on fait arriver dans le doseur une certaine quantité de sable de moulage. On actionne l'cbtu eur et le sable passe par la goulotte et tombe dans le châssis. Lorsqu'on déplace le chariot vers sa position de fonctionnement, la goulotte répartit le sable de moulage sur toute la surface du châssis, tandis que le rouleau de lissage en rotation effectue le lissage et un léger serrage du sable de moulage.Ensuite on se sert de la plaque à modules pour serrer le sable dans le châssis à l'aide de la commande à piston, et on met en marche la commande à piston permettant de réaliser dans le moule un orifice central. Quand la tige de la commande à piston revient en position initiale, la plaque à modèles se sépare du moule. Ensuite on déplace le châssis et le moule jusqu'à la troisième position et on enlève manuellement de l'installation ledit châssis avec le moule pour le mettre dans la pile. L'installation à trois positions assure un rendement élevé, mais nécessite de la part de l'ouvrier des efforts physiques considérables. On connatt une installation dans laquelle la fabrication des moules en châssis, la séparation des moules des châssis et la mise en pilesuerticales des moules sans châssis se font automatiquement. L'installation en question comporte un b ti supérieur et un bâti inférieur reliés par des colonnes. Entre les b tis se trouve une table à quatre positions, liée à une commande assurant son mouvement rotatif en navette de 90 autour d'un axe vertical. Les positions de la table sont réparties uniformément suivant une circonférence. Le bSti supérieur porte une commande centrale à piston qui est destinée à effectuer la montée et la descente de la table. A chaque position de la table est rigidement fixé un châssis à l'intérieur duquel est disposée une plaque de pression reliée à une tige verticale de guidage. La plaque de pression peut se déplacer avec la tige verticalement. Un ressort maintient la plaque dans sa position supérieure.Sur la bâti, le long d'une circonférence, sont disposés régulièrement deux dispositifs similaires pour la fabrication des moules dans les châssis et deux dispositifs similaires permettant de séparer les moules des châssis et pour la mise en piles des moules. Les dispositifs de même nom sont diamétralement opposés. Quand la table se trouve fixée en position, les axes des châssis coïncident avec les axes desdits dispositifs. Le dispositif destiné à la fabrication des moules dans les châssis comprend un socle avec une plaque à modèles, une commande à piston de pression et une sableuse. Le socle est monté sur le bâti inférieur de façon que le niveau des plaques à modèles se trouve plus bas que le niveau des châssis lors de la rotation de la table. Le socle abrite une commande à piston destinée à réaliser un orifice central dans les moules. La commande à piston de pression est fixée sur le bâti supérieur et est disposée coaxialement à la tige de la plaque de pression. La partie mobile de la commande est orientée vers le bas. La sableuse, destinée à envoyer le sable de moulage dans le châssis sous l'action d'air comprimé, est placée en dehors de la table supportant les châssis.La sableuse est articulée au bSti supérieur et à une commande à piston reliée elle aussi au bâti supérieur et prévue pour serrer la sableuse contre le châssis. La buse de la sableuse est orientée vers le châssis. Au-dessus de la sableuse se trouve un dispositif de chargement du sable de moulage, qui ne fait pas partie de l'installation. Le dispositif servant à séparer les moules des châssis et à les mettre en grappes comporte une commande à piston pour chasser les moules des châssis et un chariot pouvant se déplacer verticalement et servant à l'empilage des moules. La commande à piston est montée sur le bâti supérieur, sa tigé étant orientée vers le bas et étant disposée coaxialement à la tige de la plaque de pression. Le chariot est placé au-dessous du châssis et est relié à deux crémaillères verticales mobiles. Lesdites crémaillères engrènent avec un arbre denté sur lequel sont calés un frein normalement fermé et une came-tambour ayant un profil à rayon variable dont la valeur croit suivant la loi de la spirale d'Archimède. La came-tambour est reliée par une liaison élastique à la tige et au piston d'un vérin d'équilibrage dans lequel la pression est maintenue toujours constante. La came-tambour est calée sur l'arbre dans une position telle que la liaison élastique, en tant que levier, ait le rayon minimal de la came quand le chariot occupe sa plus haute position,'lorsqu'on met sur le plateau le premier moule. Le chariot est relié à la tige d'une commande à piston pour son déplacement vers sa position supérieure. Le chariot porte un plateau (cuvette) sur lequel on accumule et on transporte la pile de moules. Le fonctionnement de l'installation commence par la descente de la table tournante jusqu'à ce que les châssis butent contre les plaques à modèles. Les deux sableuses sont serrées simultanément contre les châssis de manière que les canaux d'amenée du sable de moulage dans les buses et dans les châssis coincident. Lors de la fabrication des premiers moules pour chaque pile, les tiges des commandes destinées à réaliser les orifices centraux dans les moules restent en position inférieure. A ce stade, aucun orifice n'est formé dans le premier moule. Lors de la fabrication des moules suivants, les tiges desdites commandes montent et viennent s'appliquer sur les plaques de pression.On se sert alors des sableuses pour remplir les châssis de sable de moulage et on met en marche les organes mobiles des commandes de pression qui agissent sur les tiges reliées aux plaques de pression; les plaques de pression descendent et serrent le sable de moulage dans les châssis. Ensuite on fait revenir les commandes de pression et les sableuses en position de départ. Les plaques de pression reprennent leur position initiale sous l'ac- tion de leur ressort. A l'aide de la commande centrale on fait monter la table et on la fait pivoter de 900. Alors les deux châssis contenant les moules se disposent coaxialement aux dispositifs d'empilage des moules, et les deux châssis sans moules se placent coaxialement aux dispositifs de fa brication des moules.On fait descendre la table, les premiers moules se trouvant dans les châssis se rapprochant alors des plateaux d'empilage, et les moules qui suivent venant se placer près des piles, mais sans les toucher. En se servant des commandes pour l'extraction des moules se trouvant dans les châssis, on fait descendre les tiges avec les plaques de pression. Ces dernières expulsent les moules des châssis. En se déplaçant vers le bas chaque moule touche la pile, exerce sur elle une pression et oblige la pile à se déplacer avec le chariot vers le bas. Ensuite les commandes d'extraction des moules des châssis et les plaques de pression sont ramenées en position de départ, tandis que les chariots portant les piles Iiertiazt immobiles.Après empilage d'un certain nombre de moules, les piles se trouvant sur les plateaux quittent l'installation et les chariots reçoivent des plateaux vides. Ensuite, chaque chariot et son plateau sont amenés en position supérieure par la commande à piston, que l'on met hors service tout de suite après. L'installation de type connu décrit ci-dessus présente l'inconvénient que les bords des moules se détériorent ce qui conduit à la mise au rebut des pièces de fonderie. Cet inconvénient est dû au fait que lors de l'extraction du moule se trouvant dans le châssis il se produit un déplacement du chariot avec le plateau et la pile, lemaSesed nt alors dans le sens déterminé par la position du châssis, tandis que la pile suit le sens de déplacement du chariot. Le fait que les mouvements du moule et de la pile ne sont pas parallèles donne naissance à un décalage du moule par rapport à la pile dans le plan horizontal pendant que le moule et la pile se trouvent en contact. Ce décalage provoque la destruction des bords du moule et par conséquent la mise au rebut des pièces de fonderie ainsi détériorées. Dans la pratique, lesdits mouvements non parallèles ont lieu tant à cause des défauts inévitables dans la fabrication de l'installation qu'à la suite de l'usure et du gauchissement des organes mobiles de l'installation. Compte tenu de tous les inconvénients exposés cidessus, on s'est proposé de créer une installation de moulage vertical en piles sans châssis, conçue de manière à exclure la détérioration des moules ou la destruction de leurs bords lors de leur séparation d'avec les châssis et de la mise en piles des moules. La solution consiste en ce que dans une installation de moulage vertical en piles sans châssis, du type comprenant un bâti sur lequel sont disposés, dans l'ordre de succession des opérations, un dispositif pour la fabrication des moules dans les châssis et un dispositif destiné à la séparation des moules d'avec les châssis et à la mise en piles des moules et comportant un chariot inférieur servant à la mise en piles des moules, monté mobile sur des glissières verticales du bâti et doté d'une commande autonome assurant son déplacement vertical, et une plaque d'appui fixée au-dessus dudit chariot inférieur de mise en piles des moules, de meme qu'un mécanisme servant à transférer d'un dispositif à l'autre les châssis librement posés sur lui, suivant l'invention le dispositif de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules est équipé d'un chariot supérieur pour la séparation des moules d'avec les châssis, monté mobile le long des glissières verticales du bâti, entre le chariot inférieur de mise en piles des moules et la plaque d'appui, avec une commande autonome, assurant son déplacement vertical et fixée sur le bâti, la commande autonome dudit chariot inférieur étant rigidement fixée sur ledit chariot supérieur. Un tel agencement des dispositifs de l'installation de moulage sans châssis permet d'éviter le décalage des moules par rapport à la pile lors de l'empilage des moules, ce qui permet de réduire le nombre de pièces de fonderie mises au rebut. En tant que commande de déplacement du chariot inférieur servant à la mise en piles des moules, il est avantageux d'utiliser un vérin hydraulique dont l'organe mobile est relié audit chariot inférieur et dont l'organe fUeeLmoté sur le chariot supérieur. Dans l'exposé qui va suivre, l'invention est expliquée en détail par la description d'un mode de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 représente une vue de dessus de l'installation de moulage vertical en piles sans châssis, conforme à l'invention; - La figure 2 représente une installation de moulas en piles verticales sans châssis, et la channe cinématique du dispositif de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules; - La figure 3 représente une vue en élévation de l'installation de moulage en piles verticales sans châssis, en position de départ; - La figure 4 représente une vue en coupe partielle suivant IV-IV de la figure 3;; - La figure 5 représente une vue en coupe partielle suivant V-V de la figure i; - La figure 6 représente la disposition relative des chariots inférieur et supérieur, du plateau, du châssis et de la plaque d'appui au moment de l'application du premier moule sur la plaque d'appui; - La figure 7 représente la disposition relative des chariots inférieur et supérieur, du plateau, du châssis et de la plaque dtappui à la fin de la course en montée, du chariot supérieur après la séparation du premier moule d'avec son châssis; - La figure 8 représente la disposition relative des chariots inférieur et supérieur, du plateau, du châssis et de la plaque d'appui à la fin de la course en descente du chariot supérieur après la mise en place du premier moule sur le plateau; ; - La figure 9 représente une vue en élévation de l'installation de moulage vertical en grappes sans chassies; après la mise en piles des moules. L'installation de moulage en piles verticales sans châssis comporte, conformément à la présente invention, un dispositif 1 (figure 1) de fabrication de moules 2 dans des châssis 3, un dispositif 4 de séparation des moules 2 d'avec les châssis 3 et de mise en piles 5 (figure 2) des moules, et un dispositif 6 (figure 1) de transfert des châssis 3. Le dispositif 6 de transfert des châssis 3 est réalisé sous forme d'une table tournante 7 à trois positions, dont chaque position se présente sous forme de deux barres 8 destinées à la fixation des châssis 3. La table 7 est reliée à une commande 9 (figure 2) pour sa rotation périodique de 1200 dans le sens antihoraire.L'une des positions de la table 7 (figure 1) coincide avec le dispositif 1 de fabrication des moules dans les châssis, une deuxième position est prévue pour les visites périodiques des moules 2, permettant de contrôler leur qualité, et une troisième position coincide avec le dispositif 4 de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules. Le dispositif 1 de fabrication de moules dans les châssis peut être réalisé dTune manière analogue aux dispositifs connus du même type, et ne sera donc pas examiné d'une façon précise dans la présente description. Le dispositif 4 de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules comporte un bâti 10 (figure 2), une traverse 11, des glissières 12 (figures 2,3,4), un chariot inférieur 13, un chariot supérieur 14 et un fi ed'apL15 Le bâti 10 et la traverse 71 (figures2, 3) sont reliés entre eux par les glissières 12, qui se présentent sous forme de deux colonnes suivant lesquelles se déplace le chariot inférieur 13. Le dispositif 4 de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules comprend lui aussi un vérin hydraulique 16 (figure 2) qui est monté sur le chariot supérieur 14. La tige 17 du vérin hydraulique 16 est reliée au chariot inférieur 13. La traverse 11 porte une commande 18 à piston dont la tige 19 est reliée au chariot supérieur 14. Le dispositif 4 de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules est équipé d'un tiroir de refoulement 20 muni d'une soupape de retenue, et d'un tiroir d'inversion 21, ces deux tiroirs étant de types connus en soi. Le tiroir 20 est monté sur une conduite qui relie le tiroir 21 à la cavité côté tige du vérin hydraulique 16. Le paroir 21 est relié à une pompe hydraulique et à un réservoir hydraulique (non représentés sur les dessins) de concep tions connues, qui ne font pas partie de l'installation. Le dispositif 4 comprend également une table à rouleaux 22 disposée sur le bâti inférieur 10, et des plateaux interchangeables 23 sur lesquels se forment les piles 5. Lors de la formation de la pile 5, le plateau 23 est placé sur le chariot inférieur 13. Le plateau 23 et la plaque d'appui 15 se trouvent sur le même axe vertical que le châssis 3 installé sur la table tournante 7. La plaque d'appui 15 se trouve au-dessus du chassis 3, le chariot supérieur 14 est disposé au-dessous du châssis 3, et le chariot inférieur 13 portant le plateau 23 est placé au-dessous du chariot supérieur 14. Des barres 24 (figure 4) sont fixées au chariot supérieur 14 de façon qutelles se trouvent entre les barres 8 de la table tournante 7 et la pile 5, dont les dimensions en plan coIncident-avec les dimensions de l'ouverture libre du châssis 3 (cotes de la entre du châssis 3). Les dimensions en plan de la plaque d'appui 15 sont inférieures aux dimensions de l'ouverture libre du châssis 3. En position initiale de l'installation tous les châssis 3 sont vides, le plateau 23 (Figure 3) est placé sur la table à rouleaux 22 et le chariot inférieur 13 se trouve à un niveau inférieur à celui de la table à rouleaux 22. Le chariot supérieur 14 se trouve lui aussi en position de départ. Lors de la préparation de l'installation au fonctionnement, on se sert du vérin hydraulique 16 (figure 2) et du tiroir 21 pour mettre le chariot inférieur 13 en position supérieure (comme il ressort de la figure 5). Lors de ce mouvement le plateau 23 est enlevé de la table à rouleaux 22 et se place sur le chariot inférieur 13, qui le monte jusqu'à un niveau supérieur à celui des barres 24, mais inférieur à celui du châssis 3. Ensuite, à l'aide du tiroir 21 (figure 2), le vérin hydraulique 16 est mis en communication avec le réservoir hydraulique (non représenté sur les figures Le fonctionnement de l'installation commence par la fabrication, dans le dispositif 1 (figure 1), d'un moule 2 dans un châssis 3. Ensuite le mécanisme 6 déplace le châssis 3 contenant le moule 2 jusqu'à une position intermédiaire et puis dans le dispositif 4.A l'aide de la commande 18 (figure 2) on fait monter le chariot supérieur 14 avec le vérin hydraulique 16. La résistance au mouvement du chariot infé rieur 13 faitaBrsamaXeum pression de liquide dans la cavité côté tige du vérin hydraulique 16. Etant donné que cette pression est plus faible que celle à laquelle le liquide passe à travers le tiroir de refoulement 20, ledit liquide ne s'écoule pas de la cavité côté tige du vérin hydraulique 16 et, par conséquent, le chariot inférieur 13 monte conjointement avec le chariot superieur 14. Lors due son déplacement en montée le plateau 23 (figure 6) entre en contact avec le moule 2 se trouvant dans le châssis 3 et l'en- train vers le haut jusqu'à ce qu'il bute contre la plaque 15. Au moment considéré du déplacement du chariot supérieur 14 ses barres 24 ne touchent pas encore le châssis 3. Lors du mouvement subséquent du chariot supérieur 14, le chariot inférieur 13, le plateau 23 et le moule 2 restent immobiles, et la pression du liquide dans la cavité côté tige du vérin hydraulique 16 (figure 2) croit. Alors le tiroir de refoulement 20 s'ouvre, le liquide traverse le tiroir 21 et passe dans la cavité sans tige du vérin hydraulique 16, ce qui assure le déplacement du chariot supérieur 14 par rapport au chariot inférieur 13 qui reste immobile. Au cours de ce déplacement les barres 24 (figure 7) viennent contacter le châssis 3 et le séparent du moule 2 immobile. A la fin de la course en montée du chariot supérieur 14 le châssis 3 est complètement séparé du moule 2 tandis que le chariot supérieur 14 se trouve déplacé par rapport au chariot inférieur 13 d' une distance égale à la hauteur du moule 2. Ensuite, on se sert de la commande 18 (figure 2) pour ramener le chariot supérieur 14 à sa position inférieure de départ. Simultanément s'effectue la descente du châssis3dl vérin hydraulique 16 et du chariot inférieur 13 (figure 8) avec le plateau 23 et le moule 2. Le châssis 3 descend sur les barres 8. La surface supérieure du moule 2 en position inférieure se trouve au niveau qu'avait le plateau 23 au début du fonctionnement, comme on le voit sur la figure 5. Lors de la fabrication des moules 2 suivants et de leur mise en piles 5, les déplacements indiqués précédemment se répètent. Une fois terminée la mise en piles 5 (figure 9), on interrompt les opérations de moulage et on fait descendre le chariot inférieur 13 Jusqu'à sa position inférieure, le plateau 23 venant alors en appui sur la table à rouleaux 22. Le plateau 23 portant la pile 5 quitte l'installation pour céder la place à un nouveau plateau 23. Dans l'installation, objet de la présente invention, lakéduction du nombre de pièces de fonderie mises au rebut est obtenue grace à l'absence de décalage des moules 2 (figure 2) par rapport à la pile 5 lors de l'empilage. Cet avantage est assuré par le fait qu'après la fabrication de chaque moule 2 dans le châssis 3, le moule 2 est mis en pile 5 conjointement avec le châssis 3. Ensuite la pile 5 avec le moule 2 est serrée entre le plateau 23 et la plaque d'appui 15, après quoi on dégage le moule 2 du châssis 3. La séquence décrite des mouvements est assurée par une commande 18 régLable à chaque cycle et d'un vérin hydraulique 16 non régable, ce qui simplifie sensiblement la conception de l'installation et augmente sa fiabilité. 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. REVENDICATIONS 1. - Installation de moulage vertical en piles sans châssis, du type comprenant un bâti sur lequel sont disposés, dans l'ordre des opérations prévues par la technologie, un dispositif de fabrication de moules dans des châssis et un dispositif de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles des moules, comportant un bâti et équipé d'un chariot inférieur servant à la mise en piles des moules, monté mobile le long de glissières verticales solidaires du bâti dudit dispositif de séparation et pourvu d'une commande autonome assurant son déplacement vertical, et une plaque d'appui fixée au-dessus dudit chariot inférieur de mise en piles des moules, ainsi qu'un mécanisme servant à transférer d'un dispositif à l'autre les châssis librement posés sur lui, caractérisée en ce que le dispositif de séparation des moules d'avec les châssis et de mise en piles desdits moules est équipé d'un chariot supérieur servant à séparer les moules desdits châssis et monté mobile le long des glissières verticales du bâti dudit dispositif de séparation entre le chariot inférieur de mise en piles des moules et la plaque d'appui, ainsi qu'une commande autonome assurant le déplacement vertical dudit chariot supérieur et fixée sur ledit bâti, la commande autonome du chariot inférieur étant fixée rigidement sur ledit chariot supérieur 2. - Installation de moulage vertical en piles sans châssis selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on utilise, entant que commande de déplacement du chariot inférieur de mise- en piles des moules, un vérin dont l'organe mobile est relié au chariot inférieur et dont l'organe fixe est monté sur le chariot supérieur.