Brevet FR2452979A1 — publié le 19801031

La présente invention concerne un procédé permettant de nettoyer et de vider des pièces à usiner présentant des cavités et, en particulier, des pièces de fonderie comportant des cavites et des canaux qui s'tendet dans différentes directions et sont remplis d'un agent de grenaillage, de sable ou matériau analogue. Le procédé se fait en imprimant des mouvements à ladite pièce ; et l'invention concerne aussi un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Il est connu d'éliminer l'agent de grenaillage qui se trouve dans des cavités de pièces à usiner par rotation autour d'un axe à l'intérieur de la chambre de grenaillage (voir par exemple brevet suisse 462 659). I1 est en outre connu de nettoyer ou de vider des pièces de fonderie dans une installation de serrage au moyen de dispositifs vibrateurs (voir par exemple le brevet US 1 768 428). Toutefois, ces deux procédés ne conviennent pas pour des pièces à usiner présentant des cavités et des canaux curvilignes s'étendant dans plusieurs directions, comme c'est par exemple le cas dans les blocsmoteurs ou dans les culasses de cylindre actuels, car un écoulement du matériau se trouvant dans les cavités n'est pas possible dans toutes les directions. I1 est également avéré dans la pratique que de telles pièces à usiner né peuvent pas être impecca blement vidées ou nettoyées au moyen d'un liquide sous pression ou d'air comprimé, En outre, ces procédées sont d'une exploitation très coûteuse, polluants pour l'en- vironnement, et exigent des installations de purification supplémentaires pour le liouide ou l'air comprimé utilisés. L'invention a pour objet un procédé du type défini au début du présent préambule ainsi qu'un dispositif simple et robuste pour la mise en oeuvre de ce procédé, procédé et dispositif au moyen desquels on peut vider des pièces à usiner comportant des cavités et des canaux de tracé compliqué en imprimant à ces pièces un mouvement sans opérations de rinçage par liquide ou de balayage pneumatique supplémentaires. A cet effet, suivant l'invention, simultanément, les pièces à usiner tournent autour d'un axe, pivotent autour d'un autre axe et sont soumises à une vibration, les déroulements des mouvements étant commandés en fonction du temps, de telle manière qu'on obtienne une pluralité de positions spatiales désirées selon une séquence temporelle déterminée, afin d'as- surer un écoulement du matériau se trouvant dans toutes les cavités. Le dispositif nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention présente un supnort intermédiaire monté de manière à pouvoir pivoter sur un support de base et qui est muni d'un dispositif de serrage pouvant tourner sous l'action d'un mécanisme d'entratnenent en rotation, dispositif de serrage, sur lequel, suivant l'invention, est disposé au moins un vibrateur. Des dispositifs du type mentionné ci-dessus ne Drésentant pas la caractéristique suivant l'invention sont connus sous le nom de m2ninulateurs ou de robots industriels (voir par exemple brevet suisse 592 505) zains ils ne conviennent pas pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, en raison du fait qu'ils ne comportent pas la possibilité de vibration nécessaire de la pièce à usiner. En outre, ou bien, comme dans le dispositif mentionné, la plage de pivotement est trop faible, ou bien les robots industriels sont trop peu robustes pour les pièces lourdes et leur construction est trop compliquée et trop conteuse. Par le procédé suivant l'invention, les pièces à usiner sont amenées spatialement l'une après l'autre dans des positions telles qu'un écoulement du matériau granuleux hors des cavités ou canaux curvilignes s'étendant dans différentes directions soit assuré jusqu-'à leurs ouvertures à la surface de la pièce à usiner sans reflux, tandis que la vibration de la pièce à usiner pendant ces mouvements ou seulement à certaines positions désagrège le matériau granuleux et assure son évacuation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'exa- men des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution. Sur ces dessins : la figure 1 est une vue de profil du dispositif suivant l'invention, et la figure 2 en est une vue en élévation frontale. Le dispositif de vidage de pièces à usiner présentant des cavités représenté sur les figures 1 et 2 comporte un support de base 1, un support intermédiaire 2 monté de manière à pivoter sur celui-ci et un dispositif de serrage rotatif 3. Le support de base 1 est constitué par deux pieds 4 fixés rigidement sur le sol et assemblés entre eux au moyen d'une entretoise 5, et par des bras de tourillonnement de droite et de gauche, respectivement 6 et 7, dans lesquels le support intermédiaire 2 est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe de pivotement 8 s'étendant horizontalement. Sur le support de base 1 est disposé un collecteur 10 fixé à un dispositif de support 9 et dont l'orifice de décharge 11 est disposé au-dessus d'un transporteur non représenté. Sur le bras de tourillonnement de gauche 7 est disposé un mécanisme de pivotement 12 constitué par un moteur d'entratnement 13, de préférence électrique, et par un engrenage conique 14 réducteur de vitesse de rotation.L'engrenage conique 14, qui entrain un arbre 15, est logé dans un bottier 16 fixé au bras de tourillonnement 7, bottier sur lequel est également bridé le moteur d'entratnement 13. Dans ce bottier 16 est en outre logé un synchro-transmetteur 17 directement entratné par l'arbre 15. A l'arbre 15 est fixé un mécanisme d'entratnement en rotation 18 constitué par un engrenage à vis sans fin 20 disposé dans un bottier 19 et par un moteur d'entratnement 21, de préférence électrique, bridé sur le bottier 19. Le mécanisme d'entratnement en rotation 18, muni d'un synchro-transmetteur 26, présente un arbre de sortie 22 dont l'axe forme un axe de rotation 23 pour le dispositif de serrage 3 fixé sur ledit arbre. Plus précisément, le dispositif de serrage 3 est fixé au moyen d'éléments élastiques 24, de préférence en caoutchouc, sur un disque rotatif 25 solidaire de l'arbre de sortie 22. Le dispositif de serrage 3 est constitué par une plaque de base 27, par une plaque d'appui 28 fixée sur celle-ci au moyen de consoles 36 et sur laquelle est à son tour fixé un vibrateur 29, et par des vérins de serrage 31 munis de nièces de serrage 30 et qui sont fixés au moyen de supports 32 à la plaque de base 27, à l'opposé de la plaque d'appui 28. Pour chaque pièce à usiner 33 h serrer, il est prévu un vérin de serrage 31 moyennant quoi, dans l'exemple d'exécution représenté, deux pièces à usiner 33 neuvent entre serrées l'une à cAté de l'autre. Sur le boîtier 19 est disposé un contrepoids réglable 35 fixé à des bras 34. Pour permettre de modifier l'équilibre pondéral, le contrepoids 35 est fixé à coulissement sur les bras 34, ou bien il est réalisé sous la forme d'un élément creux pouvant être rempli de quantités variables d'un liquide ou d'un matériau granuleux, ou encore on prévoit des contrepoids 5 plus ou moins lourds pouvant être fixés sélectivement aux bras 34 et aisément interchangeables. Ce réglage est nécessaire lorsque des pièces à usiner de poids différent ou en nombres différents doivent être vidées à chaque opération au moyen du dispositif. Les mécanismes d'entrainement 12 et 18, le vibrateur 29 et les synchro-transmetteurs 17 et 26 sont reliés fonctionnellement à une commande à programme, tandis aue le déroulement de mouvements désiré des pièces à usiner à vider est enregistré et introduit dans la commande, par exemple au moyen de cartes perforées, bandes perforées, bandes magnétiques ou mémoires de données analogues. Les déroulements de mouvements en partie compliqués peuvent être déterminés d'après la position géométrique des cavités et des canaux au moyen d'un calculateur intégré à la commande ou extérieur, et être introduits dans la commande.Le déroulement des mouvements est commandé de telle manière qu'en partant des cavités situées à l'extrémité de canaux, un vidage de ces cavités par écoulement du matériau granuleux en direction de l'orifice soit assuré sans reflux. Si les cavités sont pleines de matériau jusqu'à l'orifice, il est nécessaire ou'il se produise tout d'abord un écoulement du matériau en partant de l'orifice, ce pourquoi les déroulements de mouvements individuels doivent être répétés à plusieurs rerrises. Pour désagréger le matériau granuleux, les pièces à usiner sont soumises à une vibration pendant tout le déroule ment des mouvements ou seulement à certaines positions programmées.Le déroulement des mouvements de la pièce à usiner 33 se compose d'une rotation autour de l'axe 23, comme indiqué par la flèche 37, d'un mouvement de pivotement autour de l'axe 8, comme indiqué par la flèche 38, et de la vibration indiquée par la flèche 39. Grtce au vibrateur 29 disposé sur le dispositif de serrage 3 et à la suspension élastique au moyen des éléments élastiques 24 sur le disque rotatif 25, l'ensemble du dispositif de serrage 3 est mis en vibration avec les pièces à usiner 33. il est également possible d'associer à chaque pièce à usiner 33 un vibrateur 29 avec une plaque d'appui 28 séparément mobile, auquel cas celle-ci agit alors à l'encontre d'un élément élastique de la pièce de serrage 30, par exemple un ressort, ou à l'encontre d'un vérin de serrage 31 à commande pneumatique. Dans ce cas, l'ensemble du dispositif de serrage 3 n'est pas mis en vibration et les éléments élastiques 24 peuvent être omis ou bien sont calculés de telle manière que des vibrations ne puissent pas être transmises au mécanisme d'entraSnement en rotation 18. Gracie au serrage en porte-à-faux des pièces à usiner, les orifices des cavités viennent librement au-dessus du collecteur 10, ce qui facilite un vidage direct du matériau granuleux dans le collecteur. Si le vidage a lieu directement à la suite d'un traitement de grenaillage des pièces à usiner, alors l'agent de grenaillage recueilli dans le collecteur et les particules grenaillées peuvent entre ramenés directement au moyen d'un transporteur dans le circuit d'agent de grenaillage de la machine à grenailler. Le procédé suivant l'invention permet de réaliser à l'aide du dispositif suivant l'invention un vidage non polluant et économique de pièces à usiner comportant des cavités compliquées et multiples, tandis aue le matériau granuleux tombant des pièces à usiner, tel aue par exemple un agent de grenaillage, est recueilli et peut être directement recyclé. REVENDICATIONS 1 - Procédé permettant de vider des pièces à usiner présentant des cavités et, en particulier, des pièces de fonderie comportant des cavités et des canaux qui s'étendent dans différentes directions et sont remplis d'un agent de grenaillage, de sable ou de matériau analogue, selon lequel on imprime des mouvements à ladite pièce, caractérisé en ce que, simultanément, les pièces à usiner tournent autour d'un axe, pivotent autour d'un autre axe et sont soumises à une vibration, les déroulements des mouvements étant commandés en fonction du temps de telle manière qu'on obtienne une pluralité de positions spatiales désirées selon une séquence temporelle déterminée, afin d'assurer un écoulement du matériau se trouvant dans toutes les cavités. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce à usiner n'est soumise à une vibration que dans des positions spatiales déterminées. 3 - Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comportant un support intermédiaire monté de manière à pouvoir pivoter dans un support de base et qui présente un dispositif de serrage pouvant tourner sous l'action d'un mécanisme d'entrainement en rotation pour au moins une pièce à usiner, caractérisé par au moins un vibrateur (29) disposé sur le dispositif de serrage (3). 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le support intermédiaire (2 ) peut pivoter d'au moins 2000 et d'au plus 2700 autour d'un axe de pivotement (8) horizontal s'étendant dans une direction pernendiculaire à l'axe de rotation (23) du dispositif de serrage (3) et disposé avec un décalage au-dessous de ce dispositif, sous l'action d'un mécanisme de pivotement (12) disposé sur le support de base (15. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 et 4, ceractérisé en ce que le dispositif de serras (,) est fixé sur le mécanisme d'entraine- ment en rotation t18) au moyen d'élémerts élastiques (24), de préférence en caoutchouc. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 3, 4 et , caractérisé en ce que le dispositif de serrage (3) présente une la-e d'appui (28) et, pour chaque pièce à usiner (33) à serrer, un vérin de serrage (31) muni d'une pièce de serrage (30), 7-- Dispositif suivant l'une des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le vibrateur (29) est disposé sur le côté inférieur de la plaque d'appui (28). 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que, sur le support de base (1), au-dessous du support intermédiaire (2), est disposé un collecteur (10) pour le matériau s'écou- lant de la ou des pièces à usiner (33). 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce aue, sur le support intermédiaire (2), du côté de l'axe de pivotement (8) qui est opposé au dispositif de serrage (3), est disposé un contrepoids réglable (35). 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le mécanisme d'entratnement en rotation (18) et le mécanisme de pivotement (12) présentent chacun un synchro-transmetteur (17, 26) relié fonctionnellement à une commande à programme commandant lesdits mécanismes (18, 12) et le vibrateur (29;.