Brevet FR2458338A1 — publié le 19810102

L'invention concerne un procédé pour compacter du sable de moulage dans des châssis de moule, selon lequel du sable en excédent est pressé par en haut dans le châssis de moule rempli de sable de moulage,ainsi qu'une machine à mouler pour mettre en oeuvre le procédé. Pour compacter du sable de moulage, il existe toute une série de procédés connus. Tous les procédés visent à obtenir un compactage optimal du sable, afin d'obtenir, lors de la coulée dans le moule, une coulée parfaite. Les problèmes de cormpactage sont à imputer, d'une part, au volume intersticiel important du sable de moulage lors du versement en vrac, et d'autre part, aux mauvaises qualités de glissement des parti- cules de sable. Dans le procédé connu de compression sous vide, le sable de moulage est soumis à une dépression pendant sa compression, qui a pour but d'évacuer rapidement et totalement l'air inclus dans le sable en vrac. Ce procédé ne donne des résultats satis- faisants que lorsque le sable de moulage est dépourvu de liants. On connaît, par ailleurs, des procédés dans lesquels, en plus de la compression, on confère au sable des secousses: le sable de moulage est préalablement secoué avant compression, mais éventuellement également pendant celle-ci. Les secousses sont provoquées par le choc de la table de pression sur une enclume d'o il résulte une forte augmentation du choc. Avec ce procédé, on obtient, certes, un bon compactage, mais le bruit qui en résulte est considérable de sorte qu'il est pratiquement impossible de satisfaire aux conditions de pro- tection de l'environnement. Enfin, on connaît des procédés par "projection" dans lesquels le sable de moulage est projeté violemment dans le châssis de moule, afin d'obtenir un bon compactage, prin- cipalement au voisinage du modèle. En général, on effectue ensuite une opération de compression. Ces procédés ont fait leurs preuves, mais ils soulèvent des problèmes lorsqu'il s'agit de modèles compliqués. On a essayé d'y trouver des remèdes en réalisant sous forme de plaque profilée la plaque de compression, contre laquelle le moule est déplacé au moyen de la table de compression, le profil étant adapté au contour du modèle. Il est également connu d'utiliser une tête de presse à poinçons multiples dans laquelle la plaque de compression 2 2458338 est remplacée par une multiplicité de poinçons. Dans les deux cas, on vise à réaliser sur toute la profondeur du sable de moulage et en fonction du contour du modèle, un compactage aussi uniforme que possible. Certes, on a dans une certaine mesure l'assurance que le sable pénètre dans les petites cavités compliquées, mais, dans l'ensemble, le degré de compactage n'est pas satisfaisant. En partant d'un procédé dans lequel le sable de moulage est compacté par en haut dans le châssis de moule après qu'il a été, le cas échéant, précompacté par projection, le but de l'invention est de procurer un dispositifet une machine à mouler qui, d'une part, permet de mouler avec une grande précision des contours de modèles compliqués et hauts, et qui, d'autre part, n'entraîne que peu de bruit. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ce qui concerne le procédé, grâce au fait que, avant de comprimer W - le sable par en haut dans le châssis de moule, il est préala- blement compacté par en bas, la quantité de sable en excès étant calculée de telle sorte que, lorsque le compactage par en bas est terminé, il reste encore un excédent de sable au- dessus du châssis de moule, qui, lors du compactage terminal par en haut est au mains en partie rentré par compactage à l'intérieur du châssis de moule. Certes, on connait un procédé dans lequel le sable de moulage est compacté par en bas au lieu de l'être par en haut. Mais dans ce cas, le sable en excès, qui se trouve dans une rehausse située en dessous du châssis de moule, doit être dosé avec grande précision de façon que la plaque de com- pression vienne affleurer au niveau du bord supérieur du châssis de moule. La quantité de sable en excès doit être calculée de telle sorte qu'après la compression, le plan de séparation du moule vienne affleurer au niveau du bord infé- rieur du chassis de moule. Si la quantité de sable en excès est trop faible, le moule est mou, si elle est trop grande, il est surcomprimé. y Avec le procédé de l'invention, on obtient d'abord l'avantage que, pendant la compression par en bas, le sable de moulage est préalablement compacté dans la zone du modèle, ce qui assure un moulage aux contours précis. Lors de la compression suivante par en haut, il s'effectue un comEactage final au-dessus du modèle, de sorte que, lorsque les deux opérations de compressions sont terminées, le moule présente un bon degré de compactage uniforme. Avec le procédé de l'invention, et malgré la compression par en bas, on évite de façnn surprenante les inconvénients de sous-compression ou.de surcompression du moule inhérents au procédé connu, étant donné-qu'ilvn'est pas nécessaire de doser avec précision le sable en excès pour la compression par en bas; il suffit de s'assurer que, pour la deuxième phase du procédé (la com- pression par en haut), il y a suffisamment de sable en excès. Lors de la compression, il est sans importance qu'il y ait ou non, après la compression, un excès de sable de moulage qui dépasse, ou que la surface de sable du moule se trouve en dessous du bord supérieur du châssis de moule. Pour mettre en oeuvre le procédé, l'invention part d'une machine à mouler comportant une table de compression se dépla- çant verticalement, une plaque-modèle reliée à cette table, un châssis de moule entourant le modèle avec une rehausse supérieure et une plaque de pression fixe contre laquelle le moule est déplacé au moyen de la table de compression par l'introduction de la plaque de compression dans la rehausse supérieure. Le cas échéant, la machine à mouler peut comporter un dispositif de projection du sable de moulage. A la place de ce dispositif, ou en plus, la machine à mouler peut com- porter également un dispositif d'évacuation au moyen duquel on fait le vide dans la cavité du moule avant et pendant l'in- troduction du sable, ou avant et pendant la compression. Une telle machine à mouler se caractérise selon l'invention en ce que a) entre la table de compression et le châssis de moule est disposée une rehausse inférieure, dont la section trans- versale libre est légèrement supérieure au contour de la plaque-modèle, b) en position de remplissage, le moule étant fermé, la rehausse supérieure est disposée par rapport à la plaque de compression, et la rehausse inférieure est disposée par rapport à la plaque-modèle, dans des positions telles que le volume creux entouré par la plaque de-compression, la plaque-modèle, le châssis de moule et les deux rehausses correspond au volume de sable nécessaire, c) après le remplissage du volume creux avec le sable de moulage, la table de pression déplace vers le haut la plaque-modèle, dd) d'abord, la rehausse supérieure étant bloquée jusqu'à la venue au contact du plan de séparation du modèle avec le bord inférieure du châssis de moule, en refoulant dans le châssis de moule le sable de moulage de la rehausse infé- rieure, ee) ensuite, la rehausse supérieure étant débloquée, la table de pression déplace la plaque-modèle contre la plaque de compression en entraînant la rehausse inférieure, le châssis de moule et la rehausse supérieure, et f) le moule terminé est séparé des deux rehausses et retiré de la machine à mouler. Les caractéristiques (a) et (b) assurent que la plaque modèle peut pénétrer dans la rehausse inférieure, afin d'une part, de pouvoir ménager le volume creux nécessaire pour recevoir le sable en excès, et d'autre part, pour pouvoir refouler ce sable en excès de la rehausse inférieure dans le châssis de moule pendant la compression. La caractéristique (c) permet, en liaison avec la caractéristique (dd), que le sable de moulage soit refoulé de la rehausse inférieure jusqu'à ce qu'il vienne affleurer au niveau du bord inférieur' du châssis de moule. Après le démoulage, le ch9ssis de moule peut être déplacé avec les moyens de transfert usuels. En liaison, avec la caractéristique tee), il est possible également de compacter le sable de la rehausse supérieure dans le châssis de moule, en déplaçant par rapport à la plaque de pression l'unité constituée par la plaque-modèle, la rehausse infé- rieure, le chêssis de moule, la rehausse supérieure; ce fai- sant, la plaque de pression pénètre dans la rehausse supérieure. Le volume de sable introduit est de préférence mesuré de telle sorte que, lorsque la compression par en haut est déterminée, le sable de moulage vient également affleurer au niveau du bord supérieur du chassis de moule. Mais ceci n'est pas obliga- toire étant donné que le sable dépassant éventuellement peut être raclé sans difficultés et qu'un niveau de sable situé éventuellement en dessous du bord supérieur du chassis de moule n'est pas gênant. Avec ce dispositif, on peut mouler parfaitement même des modèles compliqués, de même que des maodèles très hauts, et obtenir un degré de compactage uniforme sur toute la hauteur du chêssis de moule. Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, la rehausse supérieure peut être réglée par rapport à la plaque de compression au moyen d'un mécanisme et peut être bloquée par en bas pendant le remplissage et la compression. De même, la rehausse -;inférieure peut être réglée au moyen d'un mécanisme par rapport à la plaque-modèle, ou la table de compression et être bloquée pendant le remplissage, tandis que lors de la compression par en bas aussi bien que par en haut, elle est maintenue au contact du bord inférieur du chêssis de moule. Comme mécanismes pour le réglage des rehausses,supérieure et inférieure, on peut utiliser des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la rehausse inférieure est maintenue contre la plaque-modèle ou la table de compression au moyen d'un dispositif de serrage, dont la force de serrage est inférieure à la force de compression. Dans ce cas, le mécanisme précité ne sert qu'à positionner la rehausse inférieure en position de rem- plissage, ce positionnement pouvant éventuellement s'effectuer avant la fermeture du moule. Lorsque la rehausse a atteint sa position par rapport à la plaque-modèle, le dispositif de serrage entre en action et la maintient dans cette posi- tion jusqu'à ce que soit atteinte la position de remplissage et pendant le remplissage. Pendant la compression par en bas, dans laquelle la plaque-modèle pénètre plus profondément dans la rehausse inférieure, le dispositif de serrage glisse au travers. La force de maintien est toutefois calculée de telle sorte que le contact avec le bord inférieurdu châssis de moule est maintenu. Dans une réalisation avantageuse, chaque dispositif de serrage peut être constitué par une barre disposée sur le côté inférieur de la rehausse inférieure et entourant celle-ci par des mors de serrage hydrauliques, pneumatiques ou magné- tiques disposés sur la plaque-modèle -ou sur la table de pression, dont la force de maintien est, comme il a été dit, plus faible que la force de pression, mais toutefois plus grande que le poids du châssis de moule et de la rehausse inférieure. Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, on place sur la plaque-modèle ou sur la table de compression un entraîneur qui, lorsque la compression est terminée, vient par en bas au contact de la rehausse. A l'instant o l'en- traîneur atteint la rehausse, celle-ci, le châssis de moule et la rehausse supérieure sont entraînés contre les mécanismes débloqués de ce dernier. Cet entraîneur est réglé de telle sorte qu'il sert en même temps de délimitation pour la posi- tion terminale de la plaque-modèle par rapport au châssis de moule et assure ainsi que le plan de séparation du modèle vient affleurer au niveau du bord inférieur du ch9ssis de moule. Si le principe est mis en oeuvre sur une machine à mouler dans laquelle le sable de moulage est projeté et est en même temps pré-compacté, on prévoit, comme il est connu, des mesures pour que l'air contenu dans la cavité du moule et l'air de projection puissent s'échapper vers l'extérieur. Une telle machine à mouler se caractérise selon l'invention en ce que la rehausse supérieure et/ou la rehausse inférieure sont creuses et que leurs parois itérieures sont pourvues d'orifi- ces de passage pour l'air et leur paroi extérieure, d'au moins une ouverture d'évacuatinn d'air. On prévoit de préférence dans ce but des plaques d'usure avec des orifices de buses, afin qu'il passe aussi peu de sable de moulage que possible par les orifices. L'invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription détaillée, donnée à titre d'exemple, seulement, d'une forme de réalisation représentée schématiquement sur le dessin, sur lequel: - les figures 1 à 5 représentent une partie de la machine à mouler se limitant aux pièces essentielles, dans différentes phases successives de travail. La machine à mouler représentée sur le dessin est une machine à mouler par compression et par projection combinées qui comporte un chasssis de projection fixe 1 dans un bâti de machine 2 et une plaque de projection et de compression 3 disposée sur le côté inférieur du châssis de projection 1. En outre, la machine comporte une table de compression 4 pouvant monter et descendre, qui est actionnée par exemple par un pis- ton de levage. La plaque de projection et de compression 3 comporte des orifices de passage non représentés, par les- quels le sable de moulage peut être projeté violemment.dans la cavité du moule. Sur le bâti 2 de la machine sont disposés des vérins hydrauliques 5 qui portent une rehausse supérieure 6. Sur la table de compression 4 est fixée une plaque- modèle 7 avec le modèle 8. Sur le dessin, on a seulement indi- qué un modèle convexe-concave - simplement pour illustrer la hauteur de travail possible de la machine à mouler. Mais, dans la réalité, on ne prévoit toujours qu'un de ces modèles. La plaque-modèle 7, dans la réalité, est placée directement sur la table de machine. En outre, le dispositif complet de modèle est introduit par le côté dans la machine à mouler, par exemple au moyen d'un convoyeur à rouleaux 9. A la plaquemodèle 7, ou à la table de compression 4 est associée une rehausse inférieure 10 qui est maintenue au moyen d'un dispositif de serrage 11 sur la table de compression 4 ou sur la plaque- modèle 7. Le piston de levage 12 indiqué schématiquement sert à positionner la rehausse inférieure 10. Comme le dispositif de modèle, le châssis de moule 13 est également introduit par le côté dans la machine à mouler, par exemple sur le convoyeur à rouleaux 14. Le châssis de moule 13 comporte comme le dispositif de modèle, des tiges de centrage 15 qui pénètrent dans la plaque-modèle 7. La figure 1 représente la position de départ lors du changement de châssis de moule ou lors du changement de modèle, tandis que la figure 5 représente la position lorsque l'opération de compactage est terminée, avant l'introduction d'un nouveau châssis de moule. La rehausse supérieure 6 et la rehausse inférieure 10 sont creuses et sur leur paroi intérieure, elles sont munies d'orifices de passage 16, 17 (figure 5) par lesquels l'air contenu dans la cavité de moule, ainsi que l'air d'injection peut pénétrer dans la rehausse creuse. En outre, les rehausses, supérieure et inférieure, comportent des orifices d'évacuation d'air 18, 19 par lesquels l'air peut s'échapper, vers l'exté- rieur, de préférence dans un conduit d'évacuation d'air. Dans l'exemple de réalisation représenté, chaque dispositif de ser- rage 11 est constitué par une barre 20 disposée sur le côté inférieur de la rehausse inférieure 10, laquelle est guidée 8 2458338 dans des mors de serrage 21 et est maintenue par ceux-ci. Enfin, sur la table de compression 4 est disposé un entraîneur réglable 22 qui, comme il sera indiqué ultérieurement, coo- père avec le bord inférieur de la rehausse inférieure. Le mode de fonctionnement de la machine à mouler est le suivant De la position de départ représentée sur la figure 1, la rehausse inférieure 10 est amenée en position au moyen du piston hydraulique, c'est-à-dire dans une position dans la- quelle elle dépasse vers le haut au-dessus de la plaque- modèle 7 (voir figure 5). Dans cette position, la rehausse inférieure 10 est maintenue par le dispositif de serrage il dont les mors de serrage sont fermés. De même, la rehausse 6 est amenée au moyen d'un vérin hydraulique 5 dans une posi- tion o elle dépasse vers le bas de la plaque de compression et de projection 3 (figures 1 et 5). De cette position de préparation (figure 5) , la table de compression se déplace vers le haut,jusqu'à ce que la rehausse inférieure 10 heurte par son bord supérieur le bord inférieur du châssis de moule 13, et soulève celui-ci du convoyeur à rouleaux. Ce faisant, la position relative de la plaque-modèle 7, ou de la table de pression 4, d'une part, et de la rehausse in- férieure 10 ne change pas. La position de remplissage repré- sentée sur la figure 2 est enfin atteinte dans laquelle est enfermé de façon étanche entre la plaque de projection et de compression 3, la plaque modèle 7, les deux rehausses 6 et 10, et le châssis de moule 13, un volume correspondant au volume de sable nécessaire. De la position de remplissage représentée sur la figure 2, la table de compression avec la plaque-modèle continue à se déplacer vers le haut, et ce faisant, la barre 20 glisse à travers les mors de serage 21. La plaquemodèle 7 avec le modèle 8 traverse alors la rehausse inférieure jusqu'à ce que le bord supérieur de la plaque-modèle, qui coïncide avec le plan de séparation du modèle, vienne affleurer au niveau du bord inférieur du châssis de moule 13. Lors de cette opération de compression par en bas, le sable de mou- lage est compacté dans la zone proche du modèle, comme l'indique la figure 3. Pendant ce premier stade de compression, la rehausse supérieure 6 est bloquée par le vérin hydraulique 9 2458338 , elle conserve donc sa position relative par rapport à la plaque de projection et de compression 3. En outre, le châssis de moule est soutenu, pendant cette phase de tra- vail, par la rehausse inférieure 10 au moyen du dispositif de serrage 11. Dès que le plan de séparation du modèle vient au niveau du bord inférieur du châssis de moule 13 (figure 3), l'entrai- neur réglable 22 arrive au contact du bord inférieur de la rehausse. De ce fait, la plaque-modèle, et la table de com- pression ne peuvent plus se déplacer par rapport à la rehausse inférieure 10; au contraire, celle-ci est entraînée avec le châssis de moule 13. Auparavant, les vérins hydrauliques ont été débloqués, de sorte que la rehausse supérieure effectue en même temps le mouvement de levage de la table de pression 4 et que la plaque de projection et de compression 3 peut pénétrer plus profondément dans la rehausse supérieure 6 et que ce faisant, elle fait pénétrer le sable qui y est con-. tenu dans le châssis de moule 13 et le compacte. On atteint enfin la position terminale représentée sur la figure 4 dans laquelle le côté supérieur du sable de moulage vient affleurer au niveau du côté supérieur du chêssis de moule 13 et le sable de moulage est suffisamment compacté., notamment dans la zone supérieure. Ensuite, la table de pression 4 avec le dispositif de modèle et la rehausse inférieure 10 se déplace vers le bas jusqu'à ce que cette rehausse inférieure s'appuie sur le piston de levage 12 et s'arrête, tandis que la plaque modèle et la table de compression continuent à se déplacer vers le bas jusqu'à ce que soit à nouveau atteinte la position de prépa- ration (figure 5). Lors de ce mouvement ve s le bas, la rehausse supérieure 6 suit également au moyen du vérin de levage 5, afin d'atteindre à nouveau sa position de départ. Enfin, lors de ce mouvement vers le bas, le châssis de moule suit également le mouvement vers le bas jusqu'à ce qu'il prenne à nouveau contact avec le convoyeur à rouleaux 14 et qu'il puisse être retiré de la machine à mouler. Après l'introduction d'un nouveau chassis de moule, éventuellement après un changement de modèle à exécuter dans la position de la figure 1, la machine à mouler est prête pour le prochain cycle de travail. 2458338 REVENDICATIONS 1. Procédé pour compacter du sable de moulage dans des châssis de moule, selon lequel du sable en excédent est comprimé par en haut dans le châssis de moule, caractérisé en ce que, avant de comprimer le sable par en haut dans le châssis de moule, il est préalablement compacté par en bas, la quantité de sable en excès étant calculée de telle sorte que, lorsque le compactage par en bas est terminé, il reste encore un excédent de sable au-dessus du châssis de moule qui, lors du compactage final par en haut, est au moins en partie tassé par compactage à l'intérieur du châssis de moule. 2. Machine à mouler pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, comportant une table de compression mobile verticalement, une plaque-modèle reliée à cette table, un châssis de moule entourant le modèle avec une rehausse supérieure et une plaque de compression fixe contre laquelle le moule est déplacé au moyen de la table de compression par l'introduction de la plaque de compression dans la rehausse supérieure, caractérisée en ce que a) entre la table de compression (4) et le châssis de moule (13)- est disposée une rehausse inférieure (10) dont la section transversale libre est légèrement supérieure au contour de la plaque-modèle (7), b) en position de remplissage (figure 2), le moule étant fermé, la rehausse supérieure (6) t disposée par rapport à la plaque de compression (3), et la rehausse inférieure (10) est disposée par rapport à la plaque-modèle (7), dans des positions telles que le volume creux entouré par la plaque de compression (3), la plaque-modèle (7), le châssis de moule (L3) et les deux rehausses (6,10) corresponde auvolume de sable nécessaire, c) après le remplissage du volume creux avec le sable de moulage, la:-table de compression (4) déplace vers le haut la plaque-modèle (7), dd) d'abord, la rehausse supérieure (6) (tant bloquée, jusqu'à la venue en contact du plan de séparation du modèle (2) avec le bord inférieur du châssis de moule (13) en refoulant dans le châssis de moule (13) le sable de moulage de la re- hausse inférieure (10), v,, il ee) ensuite, la rehausse supérieure (6) étant débloquée, la table de compression (4) déplace la plaque-modèle (7) contre la plaque de compression (3) en entraînant la rehausse infé- rieure (10), le ch9ssis de moule (13) et la rehausse supé- rieure (6), et f) pour finir-, le moule terminé est séparé des deux re- hausses (6, 10) et est retiré de la machine à mouler. 3. Machine à mouler seon la revendication 2, caractérisée en ce que la rehausse supérieure (6) peut être réglée par rapport à la plaque de compression (3) au moyen d'un méca- nisme (5) et est bloquée pendant le remplissage (figure 2) et la compression par en bas (figure 3). 4. Machine à mouler selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que la rehausse inférieure (10) peut être réglée par rapport à la plaque-modèle (7) ou à la table de compression (4) au moyen d'un mécanisme (12) et peut être bloquée pendant le remplissage (figure 2), tandis que, pendant la compression par en bas (figure 3) et par en haut (figure 4), elle est maintenue au contact du bord inférieur du châssis de moule (13). 5. Machine à mouler selon la revendication 3 ou la reven- dication 4, caractérisée en ce que des vérins hydrauliques ou pneumatiques servent de mécanismes (5, 12) pour régler la rehausse supérieure et la rehausse inférieure (6,10). 6. Machine à mouler selon la revendication 4 ou la reven- dication 5, caractérisée en ce que la rehausse inférieure (10) est maintenue sur la plaque-modèle (7) ou sur la table de compression (4) au moyen des dispositifs de serrage (11) dont la force de serrage est inférieure à la force de compression. 7. Machine à mouler selon la revendication 6, caractéri- sée en ce qte chaque dispositif ds serrage (11) est constitué par une barre (20) disposée sur le côté inférieur de la rehausse inférieure (10) et entourant celle-ci, et par des mors de serrage (21) hydrauliques, ou pneumatiques ou magné- tiques disposés sur la plaque-modèle (7) ou sur la table de compression (4). 8. Machine à mouler selon l'une quelconque des revendi- cations 2 à 7, caractérisée en ce que sur la plaque-modèle (7) ou sur la table de compression (11) est disposé un entraîneur (22) qui, lorsque la compression par en bas est terminée (3), vient en contact avec la rehausse inférieure (10) et entraîne celle-ci ainsi que le châssis de moule (13) et la rehausse supérieure (6) et sert en même temps de délimitation pour la position terminale de la plaque-modèle par rapport au châssis de moule (13). 9. Machine à mouler selon l'une quelconque des reven- dicatinns 1 à 8, dans laquelle le sable de moulage est intro- duit par projection et en même temps précompacté, et l'air contenu dans la cavité du moule s'échappe vers l'extérieur, caractérisée en ce que la rehausse supérieure et/ou la rehausse inférieure (6 et/ou 10) sont creuses, que leurs parois inté- rieures sont munies d'orifices de passage (16, 17) pour l'air et leurs parois extérieures sont munies d'au moins un orifice d'évacuation d'air (18, 19).