Brevet FR2474360A1 — publié le 19810731

i INSTALLATION DE MOULAGE DE PIECES DE FONDERIE EN ALLIAGE M.rALLIQUE LEGER AU MOYEN D'UN MOULE A COQUILLE, NOTAMMENT POUR TETES DE CYLINDRE DE MACHINES MDTRICES A COMBUSTION L'invention a trait à une installation pour le mou- lage de pièces de fonderie en un alliage métallique léger au moyen de moules permanents (coquilles), principalement de tt- tes de cylindre pour machines motrices à combustion, en uti- lisant des coquilles divisées en parties, le mouvement des parties de coquille et d'un dispositif d'extraction pour la pièce fondue étant entrepris à l'aide de mécanismes fonction- nant à l'aide d'agents de pression, des dispositifs de distri- bution, par exemple, pour le chauffage, le refroidissement etc... étant prévus pour le moule. La fonderie en coquille de pièces en métal léger ou analogue s'effectue de diverses façons. Pour la fabrication de têtes de cylindre en métal léger, on utilise des coquilles qui sont divisées dans leur plan longitudinal, les parties de coquille étant montées de façon coulissante pour la fermeture et l'ouverture du moule. On utilise pour cela de multiples organes d'actionnement à fonctionnement hydraulique qui sont adjoints aux parties de coquille. En outre, des organes d'ac- tionnement pour l'extraction de la pièce fondue sont reliés au moule permanent. Dans le cas d'une disposition stationnaire de l'installation de moulage en coquille, la production par unité de temps est relativement faible. On connait de plus une disposition dans laquelle la fabrication de têtes de cylindre en métal léger est effectuée dans un système cyclique, grâce à l'utilisation d'un tourni- quet sur lequel les moules se déplacent en cercle. Dans ce cas également, les parties de la coquille du moule divisé sont é- galement directement reliées aux organes d'actionnent hydrau- liques pour le déplacement des parties de coquilles et égale- ment pour l'actionnement du dispositif d'extraction pour la pièce fondue. Ceci vaut également pour l'amenée d'alimenta- 3S tion de moule pour le chauffage ou le refroidissement des par- ties de coquilles, les conduites étant dirigées, avec des raccords rotatifs correspondants, à une colonne dressée cen- tralement à l'intérieur du tourniquet. Dans un tel système Z474360 cyclique pour la fonderie en coquilles, chaque moule perma- nent est muni des organes d'actionnement les plus divers avec. leurs raccords correspondants ainsi que des parties de dis- positif d'approvisionnement, 4tant entendu qu'il faut de plus te- nir chacqe fois compte de la nécessité de faire coulisser les par- ties de coquilles. Une telle construction de chaque coquille individuelle avec tous les organes d'actionnement nécessaires etc... n'accroit pas seulement de façon notable le périmètre, le volume et l'encombrement du moule, mais augmente également les coCts de fabrication du moule et de l'installation ainsi que du fonctionnement car des masses importantes doivent ttre mobilisées. Pour pouvoir travailler rationnellement, il est nécessaire, afin de préparer à temps le moule pour la coulée suivante dans le système cyclique, de prévoir un refroidisse- ment obligatoire pour le moule, ce qui rend la fabrication et le fonctionnement du moule compliqués et accroît encore le coût. Il est d'autre part connu, lors de la fabrication de pièces de fonderie en fonte grise, de faire passer les moules permanents le long d'une pluralité de postes de tra- vail et d'emmener ensuite la pièce fondue terminée en fonte grise au moyen d'un dispositif en forme de grue vers un autre plateau, sur lequel on laisse la pièce de fonte se refroidir lentement. Un tel mode de travail et une telle construction du dispositif ne sont pas appropriés à la fabrication de piè- ces de fonderie en métaux légers. L'objectif de l'invention est de réaliser une ins- tallation pour la fonderie de pièces de fonderie en alliage métallique léger au moyen de moules permanents, qui permette une simplification de l'installation par économie d'éléments fonctionnels, une mise en oeuvre plus sCre des étapes de pré- paration des moules du processus de fonderie ainsi qu'un ac- croissement notable de la production. L'installation du type ainsi défini se caractérise selon l'invention en ce qu'elle présente trois stations et qu'une station sert de station de travail pour la mise en place du noyau, la réunion et la sé- paration des parties de coquilles et l'évacuation de la pièce de fonderie, et que ces stations dont la station centrale fonctionne comme la station de travail et les deux stations externes comme stations de moulage, sont pourvues de deux co- quilles mobiles. Un tel agencement de l'installation de fabrication de pièces moulées en métal léger ou analogue par un moulage en coquille, offre en ce qui concerne le rendement et la sécuri- té de l'installation, de l'encombrement et le coût, présente des avantages importants. On peut assurer un fonctionnement permanent avec le nombre le plus réduit possible de coquilles, alors qu'un processus de moulage est lié à chaque passe; on n'a pas besoin de longs trajets de déplacement entre la sta- tion de mise au point de la coquille pour le moulage vers l'une ou l'autre des stations de moulage. La coquille avec les par- ties de coquille écartées l'une de l'autre peut #tre desservie de deux c6tés, l'accès des deux c8tés du dispositif étant li- bre. Le temps dont a besoin la coquille depuis le remplissage jusqu'à l'extraction de la pièce fondue, suffit pour l'extrac- tion de la pièce fondue, et la préparation de la coquille pour le prochain processus de moulage, de sorte que l'on peut se contenter d'une seule station de travail pour la mise en oeuvre de ces étapes de travail. Le cas échéant, la station centrale peut être munie de deux stations de travail disposées l'une derrière l'autre sans que le cycle de fonctionnement ne soit influencé de façon sensible en ce qui concerne la durée de chaque passe. La totalité de l'installation devient simple et visible du fait que le danger d'apparition de sources de per- turbation ou d'erreurs pendant le fonctionnement de l'instal- lation est fortement diminué. Pour l'installation de coulées dans son ensemble, on obtient un rendement élevé par rapport à la taille de la totalité de l'installation et à la consomma- tion de place. Le rendement peut être accru grandement avec des moyens simples. En raison de la faible consommation de place, on peut disposer plusieurs installations en rangée. L'utilisation de la place et de l'espace y est particuliè- rement favorable. De façon avantageuse, les coquilles d'une installa- tion présentent leur partie d'introduction avec la goulotte de remplissage sur une face frontale éloignée de la station de travail, le four doseur de coulée étant disposé dans le prolongement de la direction de déplacement de la coquille. Il en résulte que le poste de travail, se trouve à une distan- ce relative!Ternt grande des emplacements de coulée-des postes de moulage, de sorte que les travaux dans le poste de travail peuvent, du point de vue de la sécurité, être dégagés complè- tement des processus de moulage aux stations de moulage. Dans le cas de la disposition de plusieurs installations en rangée les unes à côté des autres, chaque four doseur de coulée peut être prévu déplaçable transversalement par rapport à la direc- tion-de dép1acement des coquilles, de sorte qu'un four doseur de coulée peut être utilisé pour plusieurs stations de moulage de plusieurs installations. Le déplacement des deux coquilles d'une installation s'effectue le long du rail s'étendant d'une station de moula- ge à l'autre station de moulage. De ce fait, les deux coquil- les peuvent 9tre maintenues reliées l'une à l'autre à l'aide d'un élément d'écartement. Selon une autre caractéristique essentielle de l'in- vention les organes d'actionnement hydraulique pour l'ouver- ture et la fermeture des parties de coquille ainsi que pour l'extraction de la pièce moulée hors de la partie de fond de coquille forment des constituants stationnaires de la station de travail. Il en résulte que les coquilles-sont d'une cons- truction simple, ce qui représente une économie importante d'acquisition et de fonctionnement. On obtient une économie importante en pièces de dispositif et en outillage. Les par- ties mobiles de coquille sont totalement indépendantes du mé- canisme hydraulique d'actionnement. Les installations hydrau- liques stationn.aires, aussi bien pour le dispositif d'extraction pour l'évacuation de la pièce moulée hors de la coquille ou- vet, sont dans cet' agencement stationnaire constamment ac- cessibles et peuvent être facilement-surveillés. On peut re- médier immédiatement à certaines perturbations sans que le fonctionnement ne s'en trouve interrompu. Les coquilles sont relativement légères au point de vue du poids. On a donc be- soin d'une consommation d'énergie relativement faiblé pour le déplacement desà----------------- --- - parties de coquille et des coquilles elles-même. La survenue de causes de perturbation se trouve fortement diminuée. En outre, on prévoit, selon l'invention, que les parties de coquilles de la coquille divisée dans le sens de la longueur sont montées transversalement déplaçables dans des guides d'une plaque de fond commune, et que la plaque de fond est montée au moyen de supports de centrage sur un plateau mo- bile. Une telle construction permet avant tout une interchan- geabilité facile des coquilles sur le chariot mobile, de sor- te qu'en cas d'éventuelles perturbations, une coquille en fonctionnement peut &tre remplacée par une nouvelle. De façon avantageuse, les parties de coquilles vien- nent en prise avec les organes stationnaires d'actionnement pour l'ouverture et la fermeture du moule et pour le soulève- ment et l'abaissement du dispositif d'extraction au moyen de parties en forme de crochet ou analogues, qui laissent un li- bre passage entre-elles dans la direction de déplacement du moule. De cette façon, on assure une prise simple et d'uff fonctionnement sûr des parties de coquilles avec les organes d'actionnement fixes. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide des exemples de réalisation se référant au dessin. - la figure 1 représente l'installation de moulage de pièces moulées en métal léger ou analogue au moyen d'un moule durable pour des têtes de cylindre de machines motrices à combustion en élévation et de façon schématique, - la figure 2 représente une coupe transversale de la station de travail de l'installation à une autre échelle selon une coupe transversale II-II de la figure 1; - la figure 3 représente une coupe transversale à travers la coquille avec le soubassement et le dispositif de déplacement, avec le moule monté sur celui-ci à l'état refer- mé des parties de coquille, à une échelle agrandie et de façon schématique. L'installation pour le moulage de pièces de fonderie en un alliage de métaux légers, notamment pour le moulage de têtes de cylindre de machines motrices à combustion, présente des moules permanents 2 qui sont divisés dans leur plan médian longitudinal. Les parties de coquille sont montées de façon transversalement coulissantes sur une plaque de fond 5 et la plaque de fond 5 est supportée par un bâti inférieur 6 qui peut se déplacer sur les rails 7. L'installation comprend trois stations A, B et C, dont les stations extérieures A et C sont des stations de moulage tandis que la station centrale B est une station de travail pour la séparation des parties de coquille, l'extraction de la pièce moulée, la mise en place de noyaux et la réunion des parties de coquille. A ces trois sta- tions A, B et C sont.adjoints deux ensembles de coquille mo- biles 2 et 2a. Les rails 7 avec leur soubassement 8 reposent sur des poutres porteuses longitudinales 9 qui peuvent être renforcées par des supports transversaux 10. Aux extrémités des voies de roulement sont prévus des poteaux de butoir Il et 12. La station de travail B présente des poteaux fixes verticaux 13, 14, qui peuvent être reliés par-des poutres 15. Les coquilles 2 et 2a présentent une partie d'in- troduction de coulées 16, 16a avec des entonnoirs ou goulot- tes de remplissage correspondants sur leur face frontale éloi- gnée de la station de travail B, c'est-à-dire sur leurs faces frontales respectives éloignées l'une de l'autre, de sorte que dans les stations de moulage A et C les emplacements de cou- lée respectifs se trouvent relativement éloignées de la sta- tion de travail B. De façon avantageuse, les fours doseurs de coulée 17, 17a sont disposés dans le prolongement de la direc- tion de déplacement des coquilles. Tandis que par exemple, la coquille 2a se trouve dans la station de coulée A, l'autre coquille 2 se trouve dans la station de travail B dans laquelle la -pièce moulée se trou- ve extraite après ouverture des parties de coquille 3 et 4. Ensuite, on effectue la mise en place des différents noyaux sur une partie de fond fixe du moule. Après cela, les parties de coquille sont réunies et un noyau de couvercle est mis en place sur le moule4 La coquille 2 ainsi préparée dans la sta- tion de travail B est ensuite amenée dans la station de moula- ge C, ce après quoi la coquille remplie ja est amenée depuis la station de moulage A dans la station de travail B. Dans la station de moulage C, on remplit la coquille 2, au moyen du- four doseur de coulée 17, de métal léger ou analogue. Pendant le processus de remplissage et également ensuite pendant une certaine durée prédéterminée, la coquille 2 reste dans la sta- tion de moulage C alors que pendant ce temps la coquille 2a est délivrée de la pièce fondue dans la station de travail B et préparée pour la mise en oeuvre d'un nouveau processus de coulée. Dès que les étapes de travail dans la station B ont été terminées, la coquille 2a est ramenée vers la station de coulée A. Simultanément la coquille 2 qui se trouve dans la station de moulage C est ramenée vers la station de tra- vail B. On effectue alors le moulage dans la station de moula- ge A tandis que dans la station de travail B la coquille 2 est préparée, après extraction de la pièce moulée, pour une nouvelle étape de moulage. Ces phases de travail avec les deux coquilles 2 et 2a et les trois stations de moulage A, B et C peuvent ensuite être poursuivies en permanence de façon alternative. Afin que les chariots ou b8tis roulants des deux coquilles 2 et 2a restent disposés avec un écartement déter- minée, les chariots ô peuvent ttre maintenus en relation fixe l'un par rapport à l'autre à l'aide d'un élément d'écartement 7. Le déplacement des coquilles avec les chariots peut être effectué chaque fois manuellement à l'aide d'un prolongement des chariots. On peut cependant 4'alewent umunir les chtriots ou bâtis mobiles d'un moteur d'actionnement qui est mis en route et arrêté à la cadence correspondante et qui déplace les chariots dans l'une ou l'autre direction. A la place des rails 7, 8 on peut également utiliser un chemin, de rouleaux dans lequel les rouleaux sont entrat- nés dans l'un ou l'autre sens de rotation, le bâti mobile 6 pouvant alors reposer directement sur le chemin de rouleaux. La construction du moule avec sa plaque de fond et le bâti mobile ainsi que du dispositif d'actionnement pour les parties de coquille coulissantes et également pour le dis- positif d'extraction va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures 2 et 3. Le bâti mobile 6, par exemple, un chariot, est monté mobile le long des rails 7 au moyen de roues 20. La plaque de fond 5 est pourvue de supports de cen- trage 21 qui peuvent venir en prise sur des parties proémi- nentes 22 en forme de goujons et qui sont reliés au chariot 6 ou à un plateau correspondant. De cette façon, la plaque de fond 5 avec le moule 2 peut être interchangée sur le cha- riot 6. Une plaque de fond munie d'un autre type de coquille peut être facilement mise en place après enlèvement de la première plaque de fond, grâce au centrage exact par rapport au chariot 6 ou analogue et donc par rapport au chemin de rou- lement 7, 8. La possibilité d'interchangeabilité ne sert pas seulement en cas de détérioration d'un moule mais également pour pouvoir utiliser sur le même dispositif de transport des moules permarnents dc différents types et grandeurs. Les moules permanents 2, 2a présentent des parties de coquilles 3, 4 séparées par un plan médian longitudinal,, qui sont ouvertes pour l'extraction de la pièce moulée par déplacement en direction transversale et qui doivent à nouveau être réunies pour le processus de coulée. Les parties de co- quille déplaçables 3, 4 sont montées de façon coulissante sur des guides 23 de leur plaque de fond commune 5. Dans ce but, ]Es parties de coquille peuvent reposer sur des rails de glis- sement 24 et ils sont guidés sur un rail de centrage 26 au moyen d'embouts 25 portés par les parties de coquille. Aux extrémités des faces transversales des parties de coquille 3, 4 peut être disposée chaque fois une barre 27 sur la pla- que de base 5 qui surmonte un prolongement proéminent 28 de la partie de coquille. De cette façon, on assure un mouvement de coulissement sOr, exact et éprouvé des deux parties de co- quille l'une à l'écart de l'autre et l'une vers l'autre sans risque de coincement. Pour le déplacement des parties de coquilles 2 et 3 pour l'ouverture et la fermeture du moule, des organes d'ac- tior.nement, par exemple actionnés par voie hydraulique, sont disposés de façon fixe de chaque côté de la station de travail B. Sur les poteaux 13, 14 se trouvent des unités de vérin à pistons 30, 31 sur les tiges de vérin-32, 33 desquels sont prévues, aux extrémités libres, des parties 34, 35 en forme de crochet dans les évidements 34a, 35a desquels pénètrent des embouts 36, 37 qui sont fermement reliés aux parties de co- quille 3, 4. En outre, sur les parties de coquille 3, 4 sont e474360 prévues des parties de butée 38, 39 contre lesquelles les fa- ces frontales des parties en forme de crochet 34, 35 viennent en appui pour le mouvement de fermeture ou réunion des parties de coquille 3, 4. Les évidements 34a, 35a sont prévus, dans les parties en forme de crochet 34, 35, de façon telle, que les parties en forme de crochet 34, 35 et ies embouts 36, 37 laissent entre eux un libre passage dans la direction de dé- placement du moule. Lors de l'arrivée du moule dans la station de travail B, les embouts 36, 37 des parties de coquille se placent automatiquement à l'intérieur des évidements 34a, 35a des parties en forme de crochet 34, 35. Ensuite, les parties de coquille 3, 4 peuvent être ouvertes et fermées par un mou- vement de traction ou de compression des vérins 30, 31. Les parties de coquille restent indépendantes du mécanisme d'ac- tionnement hydraulique de sorte qu'en ce qui concerne la mise en oeuvre des mouvements de coulissement, elles peuvent ttre construites de façon particulièrement simples. L'accrochage en forme de crochet des parties peut également &tre réalisé sous une forme dans laquelle les parties de coquilles seraient pour- vues d'une partie en forme de crochet. Les parties de butée 38, 39 peuvent simultanément aussi servir à venir, sur le che- min du moule vers les stations de moulage A et C et aussi dans la station de travail B au contact de rails de guidage dispo- sés de façon correspondante qui sont positionnés et guidés de façon telle que les parties de coquille restent maintenues pressées l'une contre l'autre entre les rails de guidage. Une disposition correspondante concernant le mon- tage fixe des organes hydrauliques d'actionnement est égale- ment prévue pour le dispositif d'extraction 41. Celui-ci peut présenter une barre de soulèvement 42 qui est montée de façon coulissante sur des tiges 43 qui sont fixées sur la plaque de fond 5. A la barre de soulèvement 42 est reliée une tige 44 pourvue d'un flasque 44a et traversant librement le chariot 6 par un passage 45. Un vérin de levage hydraulique fixe pré- sente une tige de vérin 47 à laquelle est fixée une partie en double crochet 48 dont les extrémités de crochet entourent le flasque 44a de la tige suspendue 44. La partie en forme de crochet 48 peut en outre être guidée le long d'une tige 50 au moyen d'un prolongement 49. Dès que les parties de coquil- le 3, 4 ont été s4parées l'une de l'autre au moyen - des vérins fixes 30, 31 et que la pièce moulée est devenue libre, le vérin de poussée fixe 46 est mis en actionnement. La partie en forme de crochet 48 vient par sa face de base s'appuyer contre la tige suspendue 44 et repousse celle-ci vers le haut et de ce fait également les poussoirs 51 fixés sur la barre 42 de sorte que la pièce moulée est soulevée au- dessus de la partie de fond 52 du moule. A l'état soulevé, la pièce moulée peut être sortie du moule ouvert à l'aide d'un dispositif à pinces ou analogue. Après cela, le vérin 46 est à nouveau remis en activité. Il tire au moyen de la partie en forme de crochet 48 la tige 44y qui pénètre avec le flasque 44a à nouveau vers le bas de sorte que les surfaces frontales supérieures des poussoirs 51 sont remis en alignement avec la surface de la partie de fond 53 de coquille. Pour l'arrêt du bâti mobile 6 avec plaque de fond recevant le moule, on utilise un dispositif d'arrêt désigné par 54. Celui-ci présente une unité de vérin 55 qui est mon- tée de façon pivotante en 56 sur un étrier fixe 57. La tige de piston 58 présente un embout 59 qui est articulé sur le pivot 61 d'un levier à deux bras 60, le levier 60 étant pivoté au- tour de l'axe 62. Le levier 60 agit sur des embouts 63 de la plaque de fond 5. Dans la position d'arrêt de la coquille avec le chariot 6 dans la station B, le bâtti se trouve ainsi arrê- té par pression sur les rails 7 ou un chemin de rouleaux ana- logue. il REVENDICATIONS 1 - Installation de moulage de pièces moulées en un alliage de métaux léger au moyen de moules permanents, no' tamment pour têtes de cylindre de machines motrices à combus- tion, utilisant des coquilles divisées, dans laquelle le mou- vement des parties de coquilles et d'un dispositif d'extrac- tlon pour la pièce moulée est effectué par des mécanismes ac- tionnés par un milieu sous pression et dans lequel sont pré- vue, pour le moule, des dispositifs d'anprovisionnement, no- tamment pour le chauffage, le refroidissement etc.., caracté- riséepar le fait que l'installation (1) présente trois sta- tions (A, B, C) dont deux stations (A et C) servent de sta- tions de moulage et une station (B) de station de travail pour la séparation desparties de coquille et l'extraction de la pièce moulée, pour la mise en place de noyaux, et pour la ré- union des parties de coquilles, et en ce que les trois sta- tions (A, B, C) avec la station centrale (B) formant station de travail et les deux stations externes (A et C) servant de stations de moulage, sont munies de deux coquilles déplaça- bles (2, 2a). 2 - Installation selon la revendication 1, caracté- risée par le fait que chaque coquille (2, 2a) présente des par- ties d'introduction en matériau de coulée (16, 16a) avec gou- lotte de remplissage sur sa face frontale éloignée de la sta- tion de travail (B), c'est-à-dire sur leurs faces respective- ment éloignées, et que le four doseur de coulée (17, 17a) est disposé dans le prolongement de la direction de déplacement des coquilles (2, 2a). 3 - Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que les deux coquilles (2, 2a) ou leurs bâtis mobiles (6) sont maintenus ensemble à l'aide d'un élément d'écartement (17) et que les deux coquilles (2, 2a) sont mobiles le long des rails (7, 8) s'étendant de la station de moulage (A) à la station de moulage (C). 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la st"tion centrale est di- visée en deux stations de travail. - Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les organes d'actionnement hy- drauliques (30, 31, 46) pour l'ouverture et la réunion des par- ties de coquilles (3, 4) de même que pour l'extraction de la pièce moulée hors de la partie de fond de coquille (52) for- ment des éléments stationnaires de la station de travail (B). 6 - Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les parties de coquille (3, 4) de la coquille divisée en long(?, 2a) sont disposées de façon transversalement coulissante dans des guides (23) sur une plaque de basse commune (5) et que la plaque de base commune (5) es.t disposée au moyen de supports de centrage sur un bâti mobile (6). 7 - Installation selon l'une des revendications 1 à6, caractérisé par le fait que les parties de coquille (3, 4) avec les organes stationnaires d'actionnement (30, 31, 46) pour l'ouverture et la fermeture du moule, pour le soulèvement et l'abaissement du dispositif d'extraction (41) viennent en prise à l'aide de parties en forme de crochet (34, 37, 44a, 48) qui laissent un libre passage de part et d'autre en direc- tion de déplacement du moule (2, 2a), 8 - Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que plusieurs installations in- dividuelles sont disposées en rangée et que les fours doseurs de coulée (17, 17a) sont mobiles transversalement par rapport à la direction de déplacement des coquilles (2, 2a).