Brevet FR2541146A1 — publié le 19840824

La présente invention se rapporte à une machine pour con- fectionner des noyaux de fonderie et concerne plus particu- lièrement une machine de ce genre pour confectionner des noyaux creux avec du sable vert. Pour faciliter l'utilisation du sable de moulage et le post-traitement des moules de fonderie, ainsi que pour per- mèttre une utilisation répétée du sable, le noyau du moule de fonderie est, de préférence, constitué par le même type de sa- ble que celui utilisé pour confectionner le moule, c'est à dire, par du sable vert Les diverses tentatives faites pour produire un noyau en sable vert se sont heurtées à des diffi- cultés dues à la médiocre fluidité et aux médiocres propriétés de remplissage du sable vert De plus, un noyau en sable vert ne peut pas facilement être désintégré après la coulée du métal en fusion et présente une faible perméabilité aux gaz Pour toutes ces raisons, l"utilisation de noyaux en sable vert ne s'est pas imposée sur le plan pratique, pas plus que des machi- nes pour confectionner des noyaux en sable vert n'ont été dé- veloppées jusqu'à présent En conséquence, le but principal de l'invention est de fournir une machine à confectionner les no- yaux qui permet de produire facilement et d'une manière sûre un noyau creux ayant une résistance suffisante et de bonnes pro- priétés de désintégration, avec du sable vert, apportant ainsi une solution aux problèmes ci-dessus de la technique antérieure. Selon la présente invention, une machine pour confection- ner des noyaux creux en sable vert comprend: un moule divisé horizontalement comprenant une forme inférieure et une forme su- périeure mobile par rapport à la forme inférieure, les formes inférieure et supérieure étant adaptées à délimiter, quand el- les ont été assemblées l'une à l'autre, une cavité de moule, les formes étant pourvues, dans leurs parois opposées, d'une première ouverture et d'une seconde ouvertures qui communiquent avec la cavité; un réservoir de soufflage mobile par rapport au moule divisé horizontalement et qui-est adapté à insuffler le sable vert dans la cavité du moule à travers la première ouver- ture; une plaque de ventilation mobile par rapport au moule di- visé horizontalement afin de fermer sélectivement la seconde ouverture, de façon à ne permettre à l'air insufflé par le ré- servoir de soufflage de siéchapper qu'à travers la seconde ou- verture; et une tige de compactage mobile par rapport au moule divisé horizontalement, de façon à s'avancer dans la cavité du moule afin de tasser le sable vert remplissant celle-ci quand le réservoir de soufflage est écarté du moule divisé horizontale- ment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qu VN suivre, en référence au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe, d'un mode de réalisation de la machine à confectionner les noyaux conforme à la présente invention; et, la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-Il de la figure 1 - On va décrire maintenant l'invention en détail en se ré- férant au dessin annexé. En se référant à ce dessin, on voit une machine pour con- fectionner des noyaux conforme à l'invention qui comporte un' châssis désigné en son entier par 1 Le châssis 1 se compose d'un élément inférieur la placé sur un sommier, de deux élé- ments verticaux lb et lc se dressant sur l'élément inférieur la, et d'un élément supérieur Id qui relie les deux éléments verti- caux lb et lc Une plaque inférieure 3 est fixée sur la face su- périeure de l'élément inférieur la du châssis Sur la surface d'extrémité supérieure de la plaque inférieure 1 est fixée de façon amovible une forme inférieure 2 Un mécanisme d'éjection inférieur 4 est monté dans la plaque inférieure 3 Le mécanisme d'éjection 4 comprend un poussoir 5 portant des goupilles d'é- jection 5 a pouvant s'avancer à l'intérieur de la cavité de la forme, et un cylindre d'éjection 6. Un cylindred'assemblage 7 est fixé à l'élément supérieur Id du châssis de façon à en faire saillie vers le bas Une forme supérieure 8 est fixée de façon amovible à l'extrémité infé- rieure de la tige 7 a du piston du cylindre d'assemblage 7 à tra- versune plaque supérieure 9 Un mécanisme d'éjection supérieur 12 est monté dans la plaque 9 de la forme supérieure Tout comme le mécanisme d'éjection 4 de la forme inférieure, le mécanisme d'éjection 12 de la forme supérieure comporte un poussoir 10 portant des goupilles d'éjection l Oa et un cylindred'éjection Il. La forme inférieure 2 et la forme supérieure 8 sont cons- truites de telle manière que quand elles ont été assemblées, des ouvertures subsistent dans leurs parois latérales de gauche et de droite, ouvertures qui communiquent avec la cavité de la forme. La référence 13 désigne un réservoir de soufflage en L in- versé qui est pourvu, à son extrémité supérieure, d'un orifice d'alimentation de sable 13 a Le réservoir 13 est pourvu à sa partie supérieure et à une partie intermédiaire d'orifices de soufflage d'air 14 Une bride 17 fixée à l'extrémité inférieure du réservoir de soufflage 13 est percée d'une ouverture cerfrale constituant un trou 15 par lequel le sable de moulage est souf- flé et il est également percé, autour du trou de soufflage 15, de plusieurs trous de ventilation 16 dont chacun com Dortp qnn bouchon (non représenté) L'une des extrémités d'un élément de support 18 est fixée à la face supérieure de l'élément infé- rieur la du châssis, tandis que son autre extrémité est fixée à l'élément vertical lb de celui-ci Deux goupilles de guidage 19 sont fixées entre l'élément de support 18 et l'élément ver- tical lc du châssis, de part et d'autre du réservoir 13, en mé- nageant un étroit intervalle avec la surface latérale corres- pondante du réservoir de soufflage 13 Un manchon de guidage 20 est enfilé à gissement autour de chaque goupille 19 Un élément élastique 21, en une matière analogue au caoutchouc, est collé sur les faces supérieures des manchons de guidage 20 de façon à entourer le réservoir de soufflage 13, en ménageant un inter- valle approprié entre eux Un élément de support semblable à un cadre 22 qui s'avance de la paroi extérieure du réservoir de soufflage 13 est fixé à la surface supérieure de l'élément &as- tique 21 Un cylindre 23 est fixé à la face supérieure du cadre de support 18 de façon à s'étendre horizontalement Le cylindre 23 comporte un piston dont l'extrémité de la tige-23 a est reliée à une plaque de liaison 24 laquelle est montée entre les deux manchons de guidage 20 La disposition est telle que l'action du cylindre 23 est transmise au réservoir de soufflage 13 par la plaque de liaison 24, les manchons de guidage 20, l'élément élastique 21 etles éléments de support 22, de sorte que le ré- servoir 13 est adapté à glisser le long des goupilles de guida- ge 19 entre une position de soufflage de sable dans laquelle la forme inférieure 2 et la forme supérieure 8 ont été rapprochées et une position d'alimentation de sable dans laquelle le réser- voir 13 est placé directement sous une trémie 25 dont il sera question plus loin Un cylindre de vérin 27 est fixé, par des éléments de support 26, à la face inférieure de l'élément supé- rieur Id du châssis, de façon à en être suspendu à une position située directement au-dessus du réservoir de soufflage 13, quand celui-ci est dans la position de soufflage Le cylindre 27 com- porte un tube 28 dont l'extrémité inférieure ou ouverte, un pis- ton 29 reçu à glissement dans le tube 28, une tige 30 reliée au piston 29 et traversant à glissement la plaque supérieure du tube 28, et un ressort de compression 31 enfilé librement sur le corps de la tige 30 et agissant entre la face supérieure de la plaque supérieure du tube 28 et la tête de l'extrémité supé- rieure de la tige 30 La disposition est telle que quand de l'air comprimé est introduit dans l'espace 32 délimité par le tube 28 et le piston 29, le piston 29 descend en fermant -l'orifice d'alimentation de sable de moulage 13 a formé dans la face supérieure du réservoir de soufflage 13, quand celui-ci est dans la position de soufflage Par contre, quand on relâche 1 ' air comprimé de l'espace 32, le piston est rappelé par la force de réaction produite par le ressort de compression 31. Un cylindre de compactage 33 est supporté de manière à s' étendre horizontalement par la face supérieure de 1 %qément in- férieur la du châssis par l'intermédiaire d'un support 34 Une tige de compactage 369 ayant une extrémité pointue, est reliée par un élément 35 à l'extrémité de la tige 33 a du piston Lors- qu'on actionne le cylindre 33 de façon à provoquer l'extension de la tige 33 a de son piston, la tige de compactage 36 est pres- sée dans une cavité formée dans un organe de réception 37 fixé au réservoir de soufflage 13, pressant ainsi ce dernier contre les parois latérales de droite des formes assemblées, de sorte que le trou de soufflage 15 du sable de-moulage est mis direc- tement en communication avec l'ouverture de l'extrémité de la cavité de la forme La tige de compactage 36 peut s'avancer à l'intérieur de la cavité de la forme, à travers l'ouverture d' extrémité mentionnée ci- dessus de ladite cavité Un cylindre 38 est supporté à pivotement par un axe 39 et reçoit la tige 38 a d'un piston L'extrémité de la tige 38 a du piston est articulée, par une goupille 47, à l'extrémité libre d'une biellette 41 qui est supportée à pivotement, à sa base, par une goupille 40, et aussi à l'une des extrémités d'une autre biellette 46 par la mime goupille 47 L'autre extrémité de la biellette 46 est ar- ticulée à une plaque de ventilation dont l'extrémité inférieure est supportée à pivotement par une goupille 42 et qui est percée de trous de ventilation 43 dont chacun comporte un bouchon (non représenté) La disposition est telle que quand le cylindre 38 est actionné, la plaque de ventilation 44 pivote autour de la goupille 42, par l'intermédiaire des biellettes 41 et 46, fer- mant ainsi l'autre ouverture d'extrémité de la cavité de la for- me. Une plaque coulissante 50 est montée à glissement sur la surface d'extrémité inférieure de la trémie 25 La plaque 50 comporte un gradin 48 et est pourvue, sur sa face inférieure, d'une partie de guidage 49 La partie de guidage 49 de la pla- que 50 s'ajuste autour de la goupille de guidage 51 qui s'étend horizontalement en arrière de la plaque de liaison 24 Un res- sort de compression 53 est enfilé librement autour de la partie de la goupille de guidage 51 comprise entre la partie de guida- ge 49 et le gradin arrière 52 de la goupille de guidage 51, de façon à empêcher la plaque coulissante 50 de reculer Un élément d'arrêt horizontal 54 s'avance de la partie de la surface exté- rieure de la trémie 25 voisine de l'ouverture de l'extrémité in- férieure, de façon que le gradin 48 de la plaque coulissante 50 puisse venir buter contre celui-ci D'autre part, un racloir 55 est prévu sur la face extérieure de la trémie 25, en face de l'élément d'arrêt 54 Le sable vert introduit dans le réservoir de soufflage 13 est nivelé à la hauteur de la face supérieure du réservoir 13 par le racloir 55 La référence 56 désigne un élé- ment d'arrêt s'avançant de la face supérieure de l'élément in- férieur la du châssis et qui est adapté à arrêter le réservoir de soufflage 13 en rencontrant une butée 57 prévue sur la face inférieure du réservoir 13. La machine à confectionner des noyaux selon l'invention, ayant la structure décrite ci-dessus, fonctionne de la manière suivante La trémie 25 étant remplie avec du sable vert, on actionne le cylindre 23 afin de rétracter la tige 23 a de son piston en reculant le réservoir de soufflage 13 de façon qu'il vienne se placer juste sous la trémie 25 Pendant ce'mouvement du réser- voir 13, la plaque coulissante 50 vient en contact avec la bor- dure supérieure du réservoir 13 et se déplace conjointement avec ce dernier Après cela, une quantité prédéterminée de sable vert est introduite dans le réservoir de soufflage 13 par la trémie Le mouvement de recul de la plaque coulissante 50 n'a pas lieu avant qu'elle soit venue en contact avec le réservoir de soufflage 13 à cause de la présence du ressort de compression 53, de sorte que la plaque 50 se déplace conjointement -vec ledit réservoir 13, dans une relation positionnelle fixp R e r 7. Dans ces conditions, le sable vert de la trémie 25 est intro- duit dans le réservoir de soufflage 13 sans gaspillage Après l'introduction du sable vert dans le rés Evoir de soufflage 13, on inverse le cylindre 23 de sorte que le réservoir 13 s'avance à la position de soufflage du sable de moulage, située-sous le cylindre 27 du vérin Pendant que le réservoir s'avance à cette position, le sable vert contenu dans le réservoir de soufflage 13 est nivelé par le racloir 55 de façon à être au même niveau que la surface d'extrémité supérieure du réservoir 13, tandis que la plaque coulissante 50 s'écarte du réservoir 13 et est repoussée, par la force de réaction du ressort de compression 53 contre l'élément d'arrêt 54, refermant ainsi à nouveau l'ouver- ture de l'extrémité inférieure de la trémie 25 Après cela, le cylindre d'assemblage 7 est activé ce qui provoque l'extension de la tige 7 a de son piston, abaissant ainsi la forme supérieure 8 pour la joindre à la forme inférieure 2 Dans l'intervalle, le cylindre 33 est activé, ce qui Xovoque l'extension de la tige 33 a de son piston, faisant ainsi entrer l'extrémité de la tige de compactage 36 dans la cavité formée dans l'élément de récep- tion 37 fixé au réservoir de soufflage 13, afin de presser ainsi ce dernier contre les formes assemblées, en surpassant la résis- tance de l'élément élastique 21, amenant ainsi le trou de souf- flage 15 en communication avec l'une des ouvertures de l'extré- mité de la cavité de la forme Ensuite, de l'air comprimé est introduit dans l'espace 32 du cylindre 27 du vérin, afin d'abais- ser le piston 29 de façon que ce dernier ferme l'orifice d'ali- mentation 13 a du réservoir 13 D'autre part, le cylindre 38 est actionné, ce qui provoque l'extension de la tige 38 a de son pis- ton en faisant pivoter la plaque de ventilation 44 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de la goupille 42, par l'in- termédiaire des biellettes 41 et 46, fermant ainsi l'autre ou- verture d'extrémité de la cavité de la forme Après cela, de l'air comprimé est insufflé par les orifices 14 afin de transfé- rer le sable vert contenu dans le réservoir 13 par soufflage dans la cavité de la forme, à travers le trou de soufflage 15. L'air de soufflage est évacué par les trous de ventilation 16 et 4 _, de sorte que la cavité de la forme se remplit avec le sable vert Après aue le sable vert a été insuffla d Anc 1, r Avi- __ ' - té de la forme, l'air comprimé est évacué par l'espace 32 dans le cylindre 27 du vérin, de sorte que son piston 29 est rappelé à sa position de départ par la force de réaction du ressort de compression 31, rouvrant ainsi l'orifice d'alimentation 13 a du sable de moulage En même temps, le cylindre de compactage 33 est actionné de façon à rétracter sa tige 36 de l'élément de réception 37, libérant ainsi le réservoir de soufflage 13 Après cela, le cylindre 23 est actionné de façon à rétracter la tige 23 a de son piston, de sorte que le réservoir de soufflage 13 est ramené à la position située directement sous l'ouverture de l'extrémité inférieure de la trémie 25 Maintenant, le cylindre de compactage 33 est à nouveau actionné de façon à provoquer l'extension de la tige 33 a de son piston, ce qui a pour consé- quence de faire avancer la tige de compactage 36 dans le sable vert remplissant la cavité de la forme En même temps, le cy- lindre 38 est actionné de façon à rétracter la tige 38 a de son piston, ce qui fait pivoter la plaque de ventilation 44 dans le- sens contraire des aiguilles d'une montre, ouvrant ainsi l'autre ouverture d'extrémité de la cavité de la forme En conséquence, le sable vert est tassé et durci par la pression développée par la tige de compactage 36, pression qui est dirigée vers les pa- rois intérieures de la cavité de la forme et aussi dans la di- rection du mouvement de la tige 36 Ensuite, la tige de compac- tage 36 est extraite du sable vert tassé et durci Après cela, pendant que le mécanisme d'éjection 12 du moule supérieur est mis en action afin de pousser vers le bas le sable vert durci, le cylindre d'assemblage 7 est également actionné pour rétrac- ter la tige 7 a de son piston, levant ainsi la forme supérieure 8 en laissant le sable -vert durci sur la face supérieure de la forme inférieure 2 Ensuite, le mécanisme d'éjection 4 de la forme inférieure intervient pour pousser le sable vert durci vers le haut, hors de la forme inférieure 2, séparant ainsi le sable vert durci de la forme inférieure 2 Ainsi est achevé un cycle complet de production d'un noyau et le même cycle peut être ré- pété pour produire le nombre désiré de noyaux. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple de réalisation représenté et décrit, sans sortir Dour autant du N rula i C'est ainsi, par exemple, que la tige de compactage 36, qui est étagée, dans le mode de réalisation décrit, pourrait avoir n'importe quelle autre forme appropriée. Il est également possible de réaliser la machine de façon quela forme inférieure 20, en se déplaçant verticalement, s'ap- proche et s'éloigne de la forme supérieure 8, laquelle est main- tenue immobile, alors que dans le mode de réalisation décrit ci- dessus, la forme supérieure 8 est adaptée à s'approcher et à s'éloigner de la forme inférieure 2, laquelle est fixe. Dans le mode de réalisation décrit, la plaque de ventila- tion 44 pivote pour ouvrir l'autre ouverture d'extrémité de la cavité de la forme après que la tige de compactage 36 a été forcée dans le sable vert remplissant cette cavité Toutefois, ceci n'est pas indispensable etle fonctionnement pourrait être tel que la tige de compactage 36 est avancée davantage pour tasser et durcir le sable vert, avant d'être extraite, après quoi a lieu le pivotement de la plaque de ventilation 44 à la position d'ouverture. Comme on le voit, la présente invention permet de confec- tionner automatiquement un noyau ayant la dureté désirée, d'une manière aisée et sûre, à partir d'un sable vert à bon marché. De plus, ce noyau peut être facilement désintégré après la cou- lée du métal en fusion, tout en ayant une grande perméabilité aux gaz, du fait qu'il est creux De plus, le noyau peut être faci- lement extrait grâ 8 e à la combinaison rationnelle de deuxformes divisées horizontalement et d'un système de soufflage de sable horizontal. On conviendra donc que la machine à confectionner les noyaux de la présente invention, par les avantages mentionnés, contribue grandement aux progrès du domaine industriel concerné. REVENDICATIONS 1 Machine pour confectionner des noyaux creux avec du sable vert qui comprend: un moule divisé horizontalement comprenant une forme inférieure ( 2) et une forme supérieure ( 8) mobile par rapport à la forme inférieure, les formes inférieure et supérieure étant adaptées à délimiter, quand elles ont été assemblées l'une à l'autre, une cavité de moule, les formes étant pourvues, dans leurs parois opposées, d'une première ouverture et d'une seconde ouverture qui communiquent avec la cavité; un réservoir de soufflage ( 13) mobile par rapport au moule divi- sé horizontalement et qui est adapté à insuffler le sable vert dans la cavité du moule,à travers la première ouverture; une plaque de ventilation ( 44) mobile par rapport au moule di- visé horizontalement afin de fermer sélectivement la seconde ouverture, de façon à ne permettre à l'air insufflé par le réservoir de soufflage de s'échapper qu'à travers la seconde ouverture; et une tige de compactage ( 36) mobile par rapport au moule divisé horizontalement, de façon à s'avancer dans la cavité du moule afin de tasser le sable vert remplissant celle- ci quand le réservoir de soufflage est écarté du moule divisé horizontalement. 2 Machine à confectionner des noyaux selon la reven- dication 1, dans laquelle ledit réservoir de soufflage ( 13) possède un trou de soufflage ( 15) et un élément de réception pourvu d'une cavité, ladite tige de compactage ( 36) étant adaptée à entrer dans la cavité de l'organe de réception ( 37) de façon à pousser ledit réservoir de soufflage afin d'amener ainsi ledit trou de soufflage dudit réservoir en contact étroit avec ladite première ouverture dudit moule divisé horizontalement. 3 Machine à confectionner des noyaux selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite tige de compactage ( 36) est alignée axialement avec ladite première ouverture dudit moule divisé horizontalement et est mobile dans la direction de l'axe de celui-ci, ledit réservoir de soufflage ( 13) étant mobile transversalement à l'axe de ladite tige de compactage. il 4 Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que ladite plaque de ventilation ( 44) peut pivoter par rapport audit moule divisé horizontalement entre une position dans laquelle elle ferme ladite seconde ouverture et une autre position dans laquelle elle est espacée de cette seconde ouverture. Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que, au moins, l'une des deux formes est pourvue d'un mécanisme d'éjection ( 4). 6 Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ledit réservoir de soufflage ( 13) peut se déplacer alternativement entre une première position dans laquelle il insuffle ledit sable vert dans ledit moule divisé horizontalement et une seconde position dans laquelle il est espacé dudit moule divisé horizontalement, ladite machine comprenant, en outre, une trémie ( 25) comportant un orifice d'alimentation de sable vert pouvant être mise en communication avec ledit réservoir de soufflage ( 13) quand ledit réservoir de soufflage est dans la- dite seconde position, et un organe pour fermer ledit orifice d'alimentation de sable quand ledit réservoir de soufflage est dans ladite première position. 7 Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que ledit réservoir de soufflage ( 13) comporte une bride percée d'une ouverture centrale définissant un trou de soufflage ( 15) de sable, lequel est entouré d'un cer- tain nombre de trous de ventilation ( 43), ce qui fait que quand ledit sable vert est insufflé dans ledit moule divisé horizontale- ment, l'air de soufflage est évacué par lesdits trous de venti- lation. 8 Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que ladite tige de compactage est adaptée à tasser ledit sable vert dans ladite cavité pendant que ladite seconde ouverture est fermée par ladite plaque de venti- lation ( 44). 9 Machine à confectionner des noyaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite tige de compactage est étagée. Machine à confectionner des noyaux selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que ladite tige de compactage ( 36) est une tige conique.