Brevet FR2535230A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne un appareil- lage pour compacter des matières à mouler granuleuses, notamment des matières à mouler en fonderie, dans un système fermé par action d'une impulsion de pression d'un agent sous forme gazeuse sur la surface d'une masse de matière à mouler placée en vrac dans un châs- sis de moule sur une plaque de modèle, le système fermé étant constitué par une chambre de pression et un dispositif de moulage séparé de celleci par un mécanisme à soupape. On connaît déjà des appareillages de ce type. D'après la demande de brevet allemand DE-OS 21 51 949, on connait par exemple un appareillage dans lequel, pour le compactage de la masse à mouler contenue dans un châssis de moule au moyen d'une pression de gaz, le volume intérieur d'un carter est relié alternativement avec une source de gaz de compression et avec le cais- son de moule par l'intermédiaire d'une ouverture d'ad- mission et d'échappement disposée coaxialement dans le carter et au moyen d'une soupape entraînée par le gaz de compression La soupape est constituée par un fourreau fermé en haut par un couvercle et dont la partie entrant en contact avec le carter a un diamètre plus grand que la partie pénétrant dans le volume intérieur précité A cet effet, il est prévu sur la partie de plus grand diamètre des rainures longitudi- nales ménagées dans la surface extérieure et des bour- relets annulaires d'étanchéité, alors que, sur la par- tie de plus petit diamètre, il est prévu des ouver- tures orientées radialement et inclinées par rapport à l'axe longitudinal du fourreau de manière-à relier le volume de fourreau avec le volume intérieur du carter. L'inconvénient de ce mode de réalisation consiste essentiellement en ce qu'il n'est possible d'obtenir qu'une faible section de passage pour le gaz de compression, de sorte que la pression du gaz, pour faire agir cependant la quantité de gaz nécessaire pour un compactage, et dans le temps prévu à cet effet, sur la surface de la matière à mouler, doit être choisie à une valeur élevée, et en outre il n'est pas possible d'obtenir de courts temps de commande à cause du frot- tement de soupape. L'invention a pour but de créer un appareil- lage du type défini ci-dessus, qui soit d'une construc- tion simple et dans lequel la quantité de gaz nécessaire pour un compactage puisse être canalisée sous une pres- sion minimale et avec la plus grande section de passage possible de façon à agir brusquement sur la surface de la matière à mouler En outre, les parties mobiles ne doivent donner lieu qu'à un faible frottement propre et garantir une ouverture brusque de la soupape. Ce problème est résolu en ce que le mécanisme à soupape comporte un plateau de soupape relié à une tige, pouvant être appliqué contre le siège de soupape du côté du dispositif de moulage et étant alors main- tenu en position par un moyen de retenue de façon à pouvoir produire dans la chambre de pression, au moyen d'un agent sous forme gazeuse, une montée en pression qui, lors de la libération du moyen de retenue, soulève le plateau de soupape de son siège et dégage ainsi brusquement un passage pour l'agent sous forme gazeuse. Selon d'autres particularités de l'invention: a) le moyen de retenue est un moyen de retenue opérant par serrage qui comporte un système d'arrêt sans transition passant du frottement adhérant au frottement glissant; b) le moyen de retenue est un moyen de retenue opérant par arrêtoir dans lequel on utilise une tige de soupape guidée dans le moyen de retenue et comportant une première partie et une seconde partie séparée de celle-ci, la première partie étant reliée directement, par l'intermédiaire d'une butée au moyen d'un entral- neur, & la seconde partie avec laquelle est relié un piston de poussée; c) le plateau de soupape est relié au moyen d'une tige et par l'intermédiaire d'un accouplement glissant avec un entraînement & piston de poussée; d) le moyen de retenue peut être actionné hydrauliquement, pneumatiquement ou électriquement; e) il est prévu le long de la périphérie du plateau de soupape des tubulures d'accélération orientées dans la direction d'ouverture; f) l'ouverture de la soupape s'effectue pour une pression de travail d'au moins 1,2 x 105 Pa dans la chambre de pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe d'un appareillage conforme à l'invention qui est prêt à fonctionner, la soupape étant fermée; la figure 2 est une coupe de ce même appa- reillage, avec la soupape ouverte. L'appareillage pour le compactage de matières granuleuses à mouler se compose essentiellement d'une chambre de pression 1 et d'un dispositif de moulage 2 pouvant être relié à celle-ci La chambre de pression 1 est séparée spatialement du dispositif de moulage 2 au moyen d'une paroi séparatrice 3 placée dans la cham- bre de pression 1 La paroi séparatrice 3 est pourvue, pour la canalisation d'un agent sous forme gazeuse de la chambre de pression 1 vers le dispositif de moulage 2, d'une ouverture de traversée 4 qui peut être fermée par une soupape 5 Dans le mode de réalisation considéré, on a représenté une soupape conique comportant des sur- faces d'étanchéité coniques 6 qui peuvent être appli- quées de façon étanche contre une partie d'étanchéité de l'ouverture 4 A la place de la soupape conique, on peut également utiliser une autre soupape, par exemple une soupape & plateau ou analogue. La soupape 5 est pourvue d'une tige 7 dont l'extrémité libre 10 est reliée, par l'intermédiaire d'un accouplement glissant 11, avec un entraînement à piston de poussée 14 monté sur la chambre de pression 1 et servant au rappel de la soupape 5 Il est prévu laté- ralement des tuyaux 15, 16 d'admission d'un agent sous pression qui aboutissent à l'entraînement 14 comportant le piston de poussée 13 et qui peuvent être commandés par l'intermédiaire de soupapes 15 a, 16 a Cet agent sous pression peut être aussi bien sous forme gazeuse que sous forme liquide La-pression de service de l'entraînement à piston de poussée est fonction de la force à exercer pour le soulèvement et la fermeture de la soupape 5. Dans ce but, l'extrémité libre 10 de la tige de soupape 7 est pourvue d'un entraîneur i Oa sur lequel s'accroche un étrier glissant lla de l'embrayage glis- sant 11 L'étrier glissant lia est relié à la tige de poussée 12 portant le piston de poussée 13 et il est empêché de tourner au moyen de guides longitudinaux 19. Les deux parties constituées par la tige de soupape 7 et la tige de poussée 12, sont alignéesl'une par rap- port à l'autre. L'entraîneur 10 a sert également de butée pour limiter la course de la soupape 5 Dans ce but, un élément élastique 21, par exemple en matière élas- tomère, entoure la tige de soupape 7 et il est recouvert d'une plaque métallique 20 pour recevoir la butée. L'élément élastique 21 est monté dans ce cas sur un carter 17 entourant un moyen de retenue 9, qui s'appuie de son côté sur une plaque porteuse 18 La plaque por- teuse 18 est à son tour reliée de façon portante à la paroi séparatrice 3 Le moyen de retenue 9 se com- pose d'un élargissement 8 en forme d'épaulement qui est disposé sur la tige de soupape 7 et qui est soutenu par des éléments de serrage 9 a Les éléments de serrage 9 a s'appuient dans ce cas de manière à pouvoir glisser sur la plaque porteuse 18 Pour la fermeture et l'ouver- ture du moyen de retenue 9, il est prévu des organes de manoeuvre 23 qui peuvent être actionnés aussi bien mécaniquement que pneumatiquement, hydrauliquement ou électriquement A la place du moyen de retenue -opérant par serrage 9 décrit ci-dessus, on peut également utiliser un moyen de retenue classique dans lequel la tige de soupape 7 peut être amenée sans transition d'une condition de frottement adhérant dans une condition de frottement glissant. On peut disposer, sous la forme d'un prolon- gement de l'ouverture 4, ce qu'on appelle des tubulures d'accélération 25 à l'aide desquelles la soupape 5 peut être prolongée temporairement pendant la course d'ouverture o elle est sollicitée en pression de manière à être accélérée d'une façon optimale pendant cette période. Un tuyau 22 traversant une paroi de la chambre 1 pénètre à l'intérieur de celle-ci Ce tuyau 22 est relié par l'intermédiaire d'une vanne 24 à une source de gaz sous pression. Dans le volume séparé de la chambre de pres- sion par la paroi séparatrice 3 pénètre, au-dessus du dispositif de moulage 2, un tuyau 26 qui relie ce volume à l'atmosphère par l'intermédiaire d'une soupape 27. Au moyen de cet agencement, il est possible d'évacuer la pression résiduelle subsistant après le compactage au-dessus de la matière à mouler. Le déroulement du fonctionnement s'effectue à peu près comme suit: En supposant que la soupape a été amenée dans une condition de fermeture étanche, un agent de refoule- ment, de préférence un agent sous forme gazeuse, par exemple de l'air comprimé, est introduit par l'inter- médiaire du tuyau d'admission 22 dans la chambre de pression 1 et établit dans celle-ci une pression, par exemple de 6 x 105 Pa Cette pression agit maintenant sur la soupape et soumet celle-ci à une pré-contrainte qui est absorbée par le moyen de retenue Lorsque la pression réglée est atteinte, c'est-à-dire pour permettre le déclenchement d'une impulsion de pression, les organes de commande 23 sont actionnés et le moyen de retenue opérant par serrage 9 est desserré Du fait de l'action de la précontrainte sous l'effet de la pression exercée sur la soupape 5, celle-ci est poussée en direction du dispositif de moulage (Figure 2) et une ouverture de passage est brusquement dégagée pour l'agent sous forme gazeuse, de sorte que celui-ci peut sortir en produisant une impulsion de pression qui peut agir sur la matière à mouler. Après terminaison du compactage, la pression nécessaire est établie dans l'entraînement à piston de poussée 14 par l'intermédiaire des tuyaux 16 et le piston 13 est soulevé, de même que, par l'intermédiaire de l'étrier glissant lia et de l'entraîneur 10 a, la tige de soupape 7, de sorte que la soupape 5 est dépla- cée vers le haut dans la position de fermeture Le moyen de retenue opérant par serrage 9 est mis en pression et positionne l'épaulement 8, et par conséquent la tige de soupape 7 A la place du moyen de retenue opé- rant par serrage 9, on peut utiliser, comme décrit ci-dessus, également un moyen de retenue agissant avec frottement adhérant La montée en pression dans la chambre 1 peut à nouveau s'effectuer La fonction de l'entraînement à piston de poussée 14 consiste éga- lement, après le rappel de la soupape 5, à empêcher un actionnement non intentionnel de la soupape 5 et, à cet effet, l'entraînement à piston de poussée 14 est mainte- nu immobilisé en fin de course. Les avantages pouvant être obtenus avec l'appareillage décrit consistent notamment en ce que, grâce à la possibilité de production d'une précon- trainte de la soupape, celle-ci dégage brusquement, après libération du moyen de retenue, une action de passage complète, de sorte que l'agent gazeux maintenu sous pression peut exercer une impulsion de pression sur la surface d'une masse de matière à mouler placée en vrac. Par le choix approprié du moyen de retenue de la tige de soupape, aucune force de frottement n'a à être vaincue pendant le processus d'ouverture de la soupape, ce qui a un effet avantageux sur le temps d'ouverture de la soupape. REVENDICATIONS 1 Appareillage pour compacter des matières à mouler granuleuses, notamment des matières à mouler en fonderie, dans un système fermé par action d'une impulsion de pression d'un agent sous forme gazeuse sur la surface d'une masse de matière à mouler placée en vrac dans un châssis de moule sur une plaque de modèle, le système fermé-étant constitué par une chambre de pression et un dispositif de moulage séparé de celle-ci par un mécanisme à soupape, caractérisé en ce que le mécanisme à soupape comporte un plateau de sou- pape ( 5) relié à une tige ( 7), pouvant être appliqué contre le siège de soupape du côté du dispositif de mou- lage ( 2) et étant alors maintenu en position par un moyen de retenue ( 9) de façon à pouvoir produire dans la chambre de pression (l),au moyen d'un agent sous forme gazeuse, une montée en pression qui, lors de la libération du moyen de retenue ( 9) soulève le plateau de soupape de son siège et dégage ainsi brus- quement un passage ( 4) pour l'agent sous forme gazeuse. 2 Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de retenue ( 9) est un moyen de retenue opérant par serrage qui comporte un système d'arrêt sans transition passant du frottement adhérant au frottement glissant. 3 Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de retenue ( 9) est un moyen de retenue opérant par arrêtoir dans lequel on utilise une tige de soupape guidée dans le moyen de retenue et corl ortant une première partie et une se- conde partie séjarée de celle-ci, la première partie étant reliée directemoent, par l'intermédiaire d'une butée au moyen d'un entraîneur, à la seconde partie avec laquelle est relié un piston de poussée ( 14). 4 Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau de soupape ( 5) est relié au moyen d'une tige ( 7), par l'intermédiaire d'un accouplement glissant ( 11), avec un entraînement à piston de poussée ( 14). Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de retenue ( 9) peut être actionné hydrauliquement, pneumatiquement ou électriquement. 6 Appareillage selon caractérisé en ce qu'il est prévu phérie du plateau de soupape ( 5) célération ( 25) 7 Appareillage selon revendications 1 à 6, caractérisé de la soupape ( 5) s'effectue pour vail d'au moins 1,2 x 105 Pa dans ( 1) - la revendication 1, le long de la péri- des tubulures d'ac- l'une quelconque des en ce que l'ouverture une pression de tra- la chambre de pression