Brevet FR2522553A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne la fonderie et a notamment pour objet une machine à mouler par refoulement. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à la production de grosses pièces moulées à parois minces, par exemple les panneaux pour lthabillage de la cabine des excavateurs, les portes, les gaines, les capacités, les éléments de carénage, etc. A ltheure actuelle, la majorité des grosses pièces à parois minces sont fabriquées dans toutes les branches de l'industrie avec des produits plats ou profilés, par emboutissage,pliage, roulage, soudage, rivetage, etc. Ces méthodes exigent beaucoup de main-d'oeuvre et leur cycle de fabrication est long. L'utilisation du moulage permet de réduire la quantité de travail nécessaire, de diminuer la masse de la pièce et d'obtenir des structures plus rigides et plus résistantes aux vibrations. Toutefois, la production de grosses pièces à parois minces est liée à une série de difficultés sérieuses, dont la principale est l'expulsion du métal fondu dans la cavité du moule lors du rapprochement des matrices. Quand le métal liquide remplit 1' enceinte de réception de la machine à mouler par refoulement, limitée par les parois des Joues latérales, les parois des matrices et la paroi du socle ou la paroi d'un arbre, selon la conception de la machine, il se solidifie sur les parois des joues latérales, les parois des matrices et la paroi du socle, en formant des peaux de métal solide. Pour rapprocher les matrices et obtenir la pièce moulée, il faut déformer ces peaux, c'est-à-dire les séparer des surfaces des Joues latérales et de la paroi du socle par tranchage et les éliminer de la surface de glissement des matrices par rapport aux joues et au soc lé.Ce faisant, il faut éviter que les matrices s'écartent du socle et des Joues latérales, car autrement le métal s'échapperait du moule ou provoquerait un coinçage de ses parties mobiles, ce qui nécessiterait l'arrat d'urgence de la machine. L'épaisseur des peaux de métal peut être notablement diminuée, soit en coulant un métal surchauffé dans la partie inférieure de la machine, ce qui entrain un abaissement de la qualité des moulages par suite de l'augmentation des défauts de retrait, soit en chauffant la machine Jusqu'à des températures élevées, cequi serait dangereux par suite du risque de gondolage de la machine à mouler par refoulement. Les tentatives faites pour éliminer le risque de coinçage de matrices dans la machine à mouler par refoulement ont abouti à l'apparition d'une machine comprenant un bâti, sous la forme d'un ch8ssis soudé, et deux matrices montées fixes sur ce bâti et portant des demi-moules. En outre, la machine comporte deux Joues latérales fixées aux matrices. Dans la machine ainsi conçue, la zone de réception du métal est délimitée par les parois des Joues latérales, les parois des taquets qui sont serrés par des ressorts contre les surfaces inférieures des matrices, et la paroi d'un corps interchangeables fixé au châssis soudé. La machine à mouler de cette conception ne supprime pas le risque de coinçage des matrices, car la peau de métal se forme sur toute la surface des parois délimitant la zone de réception du métal, Cette peau peut écarter les taquets des matrices sur toute la longueur de la course des ressorts, ce qui provoque la coinçage des parties mobiles de la machine. Une autre tentative faite pour supprimer le coinçage des parties mobiles de la machine à mouler par refoulement a abouti à une machine comprenant un bêti sur lequel est fixée une matrice fixe, et un arbre portant une matrice capable de déplacements angulaires pour le rapprochement des matrices. Des Joues latérales sont fixées à la matrice fixe. Dans cette machine, la zone de réception du métal est déimitée par les parois des Joues latérales, les parois des matrices et la paroi de l'arbre. L'arbre comporte un évidement suivant toute sa surface destinée à entrer en contact avec le métal. Grâce à une telle conception de la machine, le risque de coinçage diminue, car la peau de métal se trouve en dehors de la surface des matrices. Toutefois, la réalisation de la machine selon cette conception ne supprime pas complètement les coinçages des matrices, par suite de la présence de peaux de métal-sur les parois verticales de l'évidement. On s'est donc proposé de créer une machine à mouler par refoulement, dans laquelle la zone de réception du métal serait réalisée de façon à permettre une prévention fiable du coinçage et de l'écartement des matrices et des Joues. La solution consiste en une machine à mouler par refoulement, du type comportant un bâti, un socle fixé sur ce bati, deux matricés disposées symétriquement par rapport à un plande Joint vertical et dont au moins l'une peut se déplacer sur la surface du bâti, des demi-moules montés chacun sur une matrice, deux Joues latérales fixées à l'une des matrices, une zone de réception du métal délimitée par la paroi du socle, les parois des Joues latérales et les parois des matrices, et unevidement réalisé dans la paroi du socle suivant toute sa surface destinée à entrer en contact avec le métal, caractérisé, d'après l'invention, en ce que dans la matrice mobile, suivant son contour contactant pendant le fonctionnement de la machine ledit socle et lesdites joues latérales, est réalisée une rainure ayant, dans les plans parallèles à la directionde déplacement, une section triangulaire dont la face avant forme avec la direction de déplacement de la matrice un angle aigu. Une telle conception de la machine à mouler par refoulement accroît sa fiabilité en fonctionnement grâce à la prévention du coinçage et de l'écartement des matrices et des Joues. Gracie à la forme triangulaire donnée à la section de la rainure, la face avant de la matrice forme un angle aigu avec la direction de son déplacement, les arêtes formées par l'intersection de la face avant de la rainure avec les surfaces latérales de la matrice, ainsi que l'arbre formée par l'intersection de la face avant de la rainure avoela surface inférieure de la matrice, sont tranchantes. De même que dans un outil de coupe pour l'usinage par enlèvement de copeaux, ladite face avant, ou face d'attaque, sert à guider et à déplacer dans ladite rainure les peaux de métal tranchées. Outre les peaux de métal, le déplacement de l'une au moins des matrices peut autre entravé par les inégalités du revêtement réfractaire des parois des matrices, des parois des Joues latérales et de la paroi du socle, ou bien par des particules étrangères telles que par exemple des scories, des oxydes, etc. De surcroît, le fait que la rainure soit de profil triangulaire, autrement dit la formation d'une arête tranchante, diminue l'effort de tranchage des peaux de métal, et l'une des composantes de cet effort serre les joues contre les matrices et les matrices contre le socle, en assurant entre eux un contact intime. La machine à mouler par refoulement conforme à l'invention permet d'accroRtre le pourcentage de métal fondu refoulé de la zone de réception, car les peaux tranchées et les autres particules étrangères sont déplacées dans la rainure. Il s'ensuit que la quantité de métal fondu restant dans la zone de réception de celle-ci peut être réduite de 30 à 50 96. La valeur minimale à laquelle peut btre réduite la distance entre les matrices n'est déterminée que par l'épaisseur des peaux de métal solidifié sur les surfaces des matrices qui sont contactées par le métal pendant le fonctionnement de la machine. D'autre part, l'effort diminué de tranchage des peaux de métal permet àla matrice de se déplacer d'une manière pluslm5dhrme et facilite le réglage de sa vitesse, ce qui prévient les éclaboussures de métal dans le moule. La machine à mouler par refoulement conforme à l'invention permet de diminuer l'usure des revêtements réfractaires des parois des matrices, des parois des joues et du socle délimitant la zone de réception du métal. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue isométrique d'une machine à mouler par refoulement conforme à l'invention, la matrice fixe avec le demi-moule correspondant et les Joues latérales étant écartées pour mieux montrer la rainure - la figure 2 représente la section II-II de la figure 1, à échelle agrandie - la figure 3 représente la section III-III de la figure 1, à échelle agrandie - la figure 4 représente l'épure des forces apparaissant lors du tranchage des peaux de métal. La machine à mouler par refoulement comprend un b ti 1 (figure 1) sur lequel est fixé un socle 2, ainsi que deux matrices 3 et 3'. Les matrices 3 et 3' sont disposées symétriquement par rapport à leur plan de joint vertical. En outre, la matrice 3 est montée de façon qu'elle puisse se déplacer dans le sens de la flèche A sur la surface du bâti 1. Chacune des matrices porte un demi-moule 4, 4', respectivement.. Surles parois latérales de la matrice fixe 3' sont fixées des Joues latérales 5 et' Sa. Dans la machine indiquée, la zone 6 de réception du métal est délimitée par la paroi du socle 2, les parois des joues latérales 5 et Sa et les parois des matrices 3 et 3'. Dans le socle 2 est réalisé un évidement 7 suivant toute sa surface contactée par le métal. Suivant la partie du contour de la matrice 3 qui se trouve en contact, pendant le fonctionnement de la machine, avec le socle 2 et les Joues latérales 5 et 5a, est réalisée dans ladite matrice une rainure 8 (figures 2, 3). La section de cette rainure, dans des plans parallèles à la direction A de déplacement de la matrice 3, est triangulaire. La face avant 9 de la rainure forme avec la direction A de déplacement de la matrice 3 un angle aigu Cz , La machine à mouler par refoulement fonctionne de la façon suivante. Les matrices 3 et 3' étant en leur position initiale, le métal est versé dans la zone 6 de la machine. Une fois versée la portion voulue de métal, un actionneur (non représenti sur la figure 1) déplace la matrice mobile 3 en refoulant le métal dans les demi-moules 4 et 4'. Lors de la coulée du métal dans la machine, des peaux de métal solide se forment sur les parois des Joues latérales 5 et 5a et des matrices 3 et 3'. Sur le socle 2, la peau se forme à l'intérieur de l'évidement 7. Quand la matrice 3 se déplace, l'arête tranchante 10 de la rainure 8 tranche les peaux de métal sur les parois des joues latérales 5 et 5a et sur les parois verticales de l'évidement 7. L'effort F (figure 4) de tranchage des peaux se décompose en deux composantes la force de tranchage F1 et la force F2 serrant les Joues latérales 5 et 5a contre la matrice 3. Ces forces apparais sent loris du tranchage des peaux de métal sur le socle 2. Dans la machine ainsi conçue, grâce à la présence de l'arête tranchante 10, les Joues 5 et 5a ne peuvent s'écarter de la matrice mobile 3, la matrice mobile 3 ne peut s'écarter du socle 2, le coinçage de la matrice 3 est exclu. R E V E N D I C A T I O N REVENDICATION Machine à mouler par refoulement, du type comprenant un bâti, un socle fixé sur ce bati, deux matrices disposées symétriquement par rapport à leur plan de Joint vertical et dont l'une au moins peut se déplacer sur la surface du bats, des demi-moules montés chacun sur l'une desdites matrices, deux joues latérales fixées à l'une de celles-ci, une zone de réception du métal délimitée par la paroi dudit socle, les parois desdites joues latérales et les parois desdites matrices, et un évidement réalisé dans la paroi dudit socle, suivant toute sa surface destinée à entrer en contact avec le métal, caractérisée en ce que suivant le contour de la matrice mobile (3) contactant pendant le fonctionnement de la machine le socle (2) et les joues latérales (5 et 5a), est réalisée une rainure ayant dans les plans parallèles à la direction de déplacement de la matrice (3) une section triangulaire dontla face avant forme avec la direction (A) de déplacement de la matrice un angle aigu.