Brevet FR2624413A1 — publié le 19890616

La présente invention a pour objet une installation de manutention et de traitement automatiques de noyaux de fonderie, obtenus par moulage dans un carrousel, et destinés à former les empreintes en creux de pièces de fonderie ultérieurement coulées sur ces noyaux. On connait une machine à noyauter qui est équipée d'un plateau-tournant portant des outillages appelés boite à noyaux, l'ensemble formant un carrousel. Chacun de ces outillages permet de réaliser un ou deux demi-noyaux qui, après assemblage, formeront les noyaux. A un premier poste du sable est introduit dans la boite à noyaux, et prend la forme de l'empreinte de cette boite. Aux postes suivants les boites séjournent dans un four où le sable et ses liants sont chauffés et acquièrent ainsi leurs propriétés de résistance mécanique. A un autre poste, les boites à noyaux, qui sont elles-mêmes composées d'une partie supérieure et d'une partie inférieure, sont séparées par soulèvement de la partie supérieure. Le noyau est entrainé avec la partie supérieure et se trouve donc accessible par dessous. Un plateau est introduit sous le noyau puis,des éjecteurs, disposés au dessus de la boite,et passant à travers celle-ci, chassent le noyau vers le bas et le font tomber sur le plateau. Auparavant des vérins latéraux ont pu ouvrir des "tiroirs" équipant la boite à noyaux. Le plateau recule et le noyau peut être récupéré manuellement. La boite à noyaux ouverte et vide peut faire l'objet de diverses opérations manuelles - évacuation de morceaux de noyaux cassés, par soufflage à l'air comprimé, - débouchage des cheminées de soufflage du sable. - poteyage de l'empreinte. Après récupération du noyau sur le plateau, les opérations suivantes doivent être effectuées sur le noyau a) assemblage par collage de petits noyaux complémentaires. b) trempe dans un bac pour passage à la couche. c) éventuel assemblage par collage, après passage à la couche, de noyaux complémentaires. e) assemblage par collage des deux deminoyaux ainsi obtenus. f) ébavurage. Les noyaux produits par ce procédé sont très chauds, et les nombreuses opérations manuelles amènent le personnel à travailler dans des conditions pénibles et même dangereuses, en raison de la chaleur très forte, de la répétitivité des opérations, et des poids importants à manipuler. C'est pourquoi, l'invention a pour but la réalisation de moyens permettant d'exécuter mécaniquement et automatiquement la majeure partie des tâches sur les noyaux sortant de la machine, en ne conservant les opérations manuelles que lorsqu'elles sont justifiées (assemblage de petits noyaux et contrôle). Suivant l'invention, l'installation de manutention et de traitement de noyaux de fonderie comprend un dispositif d'extraction et de manutention des noyaux dudit carrousel, et un second carrousel disposé au voisinage du premier, adapté pour recevoir les noyaux successifs extraits du premier carrousel par le dispositif précité, et comportant une série de postes de traitement des noyaux, la majeure partie des opérations d'extraction et de traitement des noyaux étant commandée automatiquement par un logiciel approprié. Au terme de ce processus, les noyaux sont suffisamment refroidis-pour pouvoir être évacués sans danger par une intervention soit manuelle, soit automatique. Suivant un mode de réalisation de l'inven- tion, le dispositif d'extraction comporte un rail disposé horizontalement au-dessus des carrousels, un portique de préhension de la demi-boite supérieure du moule et du noyau solidaire de celle-ci r déplaçable sur le rail et associé a des moyens d'entraînement au-dessus d'un poste d'entrée du second carrousel, et un plateau suspendu au rail également au-dessus dudit premier poste, capable de frapper la demi-boite du moule pour en détacher le noyau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second carrousel comprend une table montée pivotante autour d'un axe vertical sur un bâti fixe, et équipée d'une série de postes de réception de noyaux répartis sur la périphérie, chaque poste comprenant un panier de réception d'un noyau, monté basculant sur la table, un panier amovible logé dans le panier de réception et adapté à une configuration particulière de noyau, un couvercle articulé sur le panier de réception et rabattable sur le noyau. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent à titre d'exemple non limitatif une forme de réalisation - la Figure 1 est une vue en coupe verticale d'une boite à noyaux utilisée dans l'installation visée par l'invention; - la Figure 2A est une vue en élévation partielle d'une forme de réalisation de l'installation de manutention et de traitement automatiques de noyaux de fonderie selon l'invention; - la Figure 2B est une vue en élévation complémentaire de la Figure 2A, montrant le système de préhension des noyaux à la sortie du premier carrousel; - la Figure 3 est une vue en élévation partielle du poste d'entrée du carrousel au moment où celui-ci reçoit un noyau. - la Figure 4 est une vue de dessus du carrousel de traitement automatique des noyaux faisant partie de l'installation selon l'invention; - la Figure 5 est une vue en élévation du poste de passage du noyau à la couche et d'égouttage du carrousel suivant la direction de la flèche F de la Figure 4. On a représenté à la Figure 1 un moule ou boite à noyau 1, utilisé dans un carrousel 2 (Figure 4), grâce auquel peut être obtenu un noyau 3 par remplissage d'un espace intercalaire ménagé entre une demi-boite à noyaux inférieure la et une demi-boite à noyaux supérieure lb. Dans cette dernière, sont ménagées à cet effet des cheminées 4,...8 d'injection du matériau constitutif du noyau 3. La demi-boite supérieure lb est extraite du carrousel 2 avec le noyau 3 collé à celle-ci, tandis que le demi-moule la reste dans le carrousel 2.L'installation selon l'in- vention comprend un disp--tif 11 11 d'extraction - de manutention des demi-boites à noyaux supérieures lb avec les noyaux 3 , et un second carrousel 12 disposé au voisinage du premier 2, adapté pour recevoir les noyaux 3 successifs extraits et comportant une série de postes de traitement des noyaux 3. Le dispositif 11 comporte, monté sur une structure 61, un rail 13 disposé' horizontalement au-dessus des carrousels 2 et 12, et un portique de préhension 14 de la demi-boite supérieure lb et du noyau. Le portique 14 peut rouler sur le rail 13 et être entraîné au-dessus d'un premier poste 15 du carrousel 12, par un vérin hydraulique 16 porté par le rail 13. Le dispositif de manutention Il comprend également un plateau d'éjection 20 suspendu au rail 13 au-dessus du poste d'entrée 15 par un dispositif de support 40, connu en soi et qui est de plus équipé de moyens 60 de débouchage- des cheminées 4-8 par des tiges. Le dispositif 40 est équipé d'un vérin 50 permettant d'abaisser et d'élever le plateau 20 pour frapper la demi-boite lb et en éjecter le noyau 3. Le système de préhension 11 comprend par exemple (Figure 2B) des bras 17 munis de griffes' terminales 18 aptes à saisir les bords de la demi-boite. Ces bras 17 sont prolonges, au-delà d'axes d'articulation 19 portés par un châssis 21 monté à roulement sur le rail 13, par des bielles 22 pouvant être commandées par un vérin central 23. Ce dernier et les bielles 22 sont agencés de telle façon que lorsque le vérin 23 fait tourner les bielles 22 vers le haut autour des axes 19, les bras 17 soient corrélativement é~artés, et qu'inversement la descente des bielles 22 r le vérin 23 rapproche les bras 17 et les griffes préhension 18 par basculement autour des axes 19. Les griffes 18 peuvent alors saisir la demi-boite et le noyau 3 resté collé à celle-ci Le carrousel 12 comprend une table 26 montée pivotante autour d'un axe vertical XX sur un bâti fixe 27, et équipée de huit postes (15, 62, 40, 37, 42, 44, 45, 47), répartis à des intervalles de 45 degrés sur une circonférence complète (fig 4), la table 26 avec ses huit postes étant entrainée par un moteur non représenté. Chaque poste est équipé d'un panier 24 de réception d'un noyau 3, monté basculant autour d'axes 25 portés par la table 26 et réalisé de manière connue en soi par un treillis métallique. Chaque panier 24 est muni d'un couvercle 28 monté basculant autour d'un axe 29 situé entre les deux axes 25. Le couvercle 28 peut ainsi prendre une position rabattue 28a (Figure 2A) et une position complètement relevée 28b sous l'action d'un vérin 31 de manoeuvre, par l'intermédiaire d'un crochet 32 de préhension d'une extrémité du couvercle 28, associé au vérin 31. Enfin chaque panier 24 contient un panier amovible 63, adapté à une configuration déterminée de noyau. Le basculement du panier 24 autour des axes 25 est commandé par un second vérin (non visible), associé à un crochet 33 similaire au crochet 32, solidarisé avec une partie terminale 34 du panier 24. Le poste d'entrée 15 du carrousel 12 est également équipé de moyens de levage du panier amovible 63 au-dessus du panier 24 jusqu'à une position où il peut recevoir le noyau 3 éjecté par le plateau 20 (fig 3), par exemple un vérin 35 muni d'une plaque de poussée 36 guidée par des colonnes verticales 64. A 45' du poste d'entrée 15, dans le sens horaire R, se trouve un premier poste 62, normalement inutilisé. A 90' du poste 15, le carrousel 2 est pourvu d'un poste 40 dans lequel le panier 24 et son couvercle 28 peuvent être basculés ensemble d'environ 90? afin de permettre un collage manuel de petits noyaux (non représentés), au noyau principal 3 logé dans le panier 24 et maintenu par le couvercle 28. Le carrousel 12 comprend ensuite, au-delà du poste 40, un poste 37 de revêtement du noyau 3 par une couche de liquide. Ce poste 37 comporte un bac 38 contenant un liquide 39 et déplaçable verticalement jusqu'à sa position référencée en traits mixtes 38a, grâce à un parallélogramme articulé 48, 49 pour permettre l'introduction du panier 24 et de son noyau 3 dans le liquide 39. Les bras 48, 49 du parallèlogramme sont articulés, d'une part en 51 sur le bac 38 et d'autre part en 52 sur un support fixe 53 sur lequel. est monté un vérin 54 de manoeuvre des bras 48, 49 et du bac 38. Le poste 37 est complété par un poste d'égouttage comportant un récipient 42 disposé à environ 45' du bac 38, situé à un niveau inférieur à celui du bac 38, lequel est équipé d'un conduit 43 de trop plein débouchant dans le récipient d'égouttage 42 et permettant de conserver le niveau constant par débordement. Le récipient 42 se trouvant à 180 du poste d'introduction 15, le carrousel 12 comporte également à 45 degrés au-delà du récipient 42, un poste 44 d'évacuation du noyau 3 passé à la couche et égoutté au-dessus du bac 42, après relevage du couvercle 28 grâce au vérin 31. Avant évacuation du noyau 3, il est possible de procéder dans certains cas au collage manuel de petits noyaux complémentaires au poste 44. Enfin, également à une distance angulaire de 45' du poste d'évacuation 44, se trouve un poste 45 de lavage du panier 24 dans un bac à eau 46, puis à une nouvelle distance angulaire de 45 du poste de lavage 45, et situé juste avant le poste d'entrée 15, un poste terminal 47 d'égouttage du panier lavé 24, cet égouttage s'effectuant dans un bac à eau fixe 48. Le carrousel 12 est avantageusement complété par une enceinte de protection pourvue, en regard des postes 40 de collage de petits noyaux et 44 d'évacuation du noyau terminé, de portes respectives d'accès 54, 55. Le fonctionnement de l'installation qui vient d'être décrite peut être commandé par un ordinateur pourvu de logiciels appropriés, et son processus est le suivant. La rotation de la table tournante (non représentée) du carrousel 2 formant la machine à noyauter et celle de la table tournante 26 sont liées et électriquement asservies. Ainsi, sous le noyau 3 transféré au-dessus du poste d'entrée 15, se trouve placé un panier amovible 63 adapté au type de noyau à recevoir. Lorsque le moulage d'un noyau 3 est terminé dans le carrousel 2, le dispositif de préhension 14 abaisse les bras 17 qui, actionnés par le vérin 23, saisissent par leurs griffes 18, la demi-boite supérieure lb et le noyau 3 collé à celle-ci, et transfèrent l'ensemble (Fig 3) pour l'amener au-dessus du poste d'entrée 15. Le panier amovible 63 est alors soulevé par la plaque 36 commandée par le vérin 35 et vient se placer sous le noyau 3, auquel il est adapté. Le plateau d'éjection 20 actionné par le vérin 50 descend, frappe la demi-boite lb et en chasse le noyau 3 qui est reçu dans le panier amovible 63. La plaque 36 redescend sous le panier 24 qui reçoit le panier amovible 63 chargé de son noyau 3. Le couvercle 28, qui avait préalablement été relevé en 28b (fig 2A)est alors rabattu et appliqué sur le noyau 3 pour le maintenir dans le panier 24. Ainsi chacun des postes de la table tournante 26 peut recevoir dans ses paniers 24 et 63 un noyau particulier maintenu prisonnier par un couvercle 28. Après pivotement de la table 26 de deux fois 45- dans le sens horaire R, le panier 24 et son noyau 3 se trouvent au poste 40. On fait alors basculer le panier 24 et son noyau 3 de 90 afin de présenter dans un plan sensiblement vertical la face inférieure du noyau 3. On ouvre la porte extérieure 54, et un opérateur procède au collage manuel de petits noyaux sur la face inférieure du noyau 3. La porte 54 est ensuite refermée, puis on fait à nouveau basculer le panier 24 de manière à le ramener à sa position initiale, après quoi le logiciel commande une nouvelle rotation du bras 26. Après nouvelle rotation de 45 de la table tournante 26, le panier 24 se trouve amené au-dessus du bac 38, lequel est alors relevé par le parallelo- gramme articulé 48, 49 commandé par le vérin 54, jusque dans la position haute 38a. Dans celle-ci, le panier 24 et le noyau 3, ainsi que les petits noyaux collés à celui-ci, sont immergés jusqu'à un niveau déterminé dans le liquide 39, dont le trop plein s'écoule par le conduit 43 dans le récipient contigu 42. Ce dernier est équipé d'un agitateur, d'une pompe d'alimentation et d'un dispositif de contrôle du niveau, non représentés. Le bac 38 est ensuite ramené à sa po- sition basse pour dégager le panier 24, et la table 26 effectue une nouvelle rotation de 45' qui amène le panier 24 au-dessus du récipient 42 dans le quel le noyau 3 et les paniers 24 et 63 s'égouttent. Lorsque cet égouttage est terminé, un nouvel ordre de l'ordinateur fait pivoter la table 26 de 45', ce qui amène le panier 24 au poste 44. L'opérateur ouvre la porte de protection 55, le couvercle 28 est relevé, et l'opérateur extrait le noyau soit manuellement, soit à l'aide d'un palonnier monté sur un palan ou encore automatiquement. (Eventuellement avant extraction et comme au poste 40, le noyau 3 peut recevoir de nouveaux petits noyaux complémentaires). Cette extraction à ce stade peut se faire sans danger et plus confortablement pour l'opérateur! car le noyau est considérablement refroidi et la manoeuvre s'effectue à un endroit éloigné du carrousel 2 de fabrication des noyaux. L'opérateur ferme ensuite la porte 55, puis la table 26 exécute une nouvelle rotation de 45- qui place le panier 24 au poste 45, où il est immergé dans le bac à eau 46 de lavage (qui est levé comme le bac 38 et qui peut être pourvu d'un agitateur ou d'une rampe de soufflage d'air comprimé). Le bac à eau 46 est ensuite descendu et une nouvelle rotation de 45 de la table 26 amène le panier 24 au poste 47 où il s'égoutte dans le bac 48. Après égouttage, la-table 26 et son panier 24 reviennent à leur position de départ au poste d'entrée 15, prêts à recevoir un nouveau noyau pour un nouveau cycle de traitement, le panier amovible 63 étant si nécessaire remplacé par un autre adapté à un nouveau type de noyau. Dans ce cycle, l'étape de collage manuel de petits noyaux sur le noyau principal au poste 40 est facultative, lorsque de tels noyaux supplémentaires ne sont pas nécessaires. Tous les postes du carrousel 12 peuvent ainsi être simultanément pourvus de noyaux subissant dans le même temps les traitements décrits ci-dessus, leur commande et celle de la rotation de la table 26 étant exécutées automatiquement. REVENDICATIONS 1 - Installation de manutention et de trai tement automatiques de noyaux (3) de fonderie obtenus par moulage dans un carrousel (2), caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif (11) d'extraction' et de manutention des noyaux (3) dudit carrousel; - un second carrousel (12) disposé au voisinage du premier (2), adapté pour recevoir les noyaux successifs (3) extraits du premier carrousel (2) par le dispositif (11) précité, et comportant une série de postes de traitement (40; 37, 42,...) des noyaux, la majeure partie des opérations d'extraction et de traitement des noyaux (3) étant commandée automatiquement par un logiciel approprié. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'extraction (11) comporte : un rail (13) disposé horizontalement audessus des carrousels (2, 12), un portique de préhension (17, 23) d'une demi-boite à noyaux supérieure (lob) du moule (1) et du noyau (3) solidaire de cette demi-boite supérieure, déplaçable sur le rail (13) et associé à des moyens (16) d'entraînement au-dessus d'un poste d'entrée (15) du second carrousel (12), et un plateau (20) suspendu au rail également au-dessus dudit premier poste (15), capable de frapper la demi-boite du moule (1) pour en détacher le noyau. 3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second carrousel (12) comprend une table (26) montée pivotante autour d'un axe vertical (XX) sur un bâti fixe (27) et équipée d'une série de postes de réception de noyaux (3) répartis sur sa périphérie, chaque poste comprenant un panier (24) de réception d'un noyau, monté basculant sur la table (26), un panier amovible (63) logé dans le panier de réception et adapté à une configuration particulière de noyaux (3), un couvercle (28) articulé sur le panier (24) de réception et rabattable sur le noyau. 4 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le poste d'entrée (15) du second carrousel (12 > est pourvu de moyens de levage du panier amovible (63) sous le noyau (3) amené par le portique de préhension, par exemple un vérin (35) équipé d'une plaque de poussée (36) susceptible d'être élevée à travers le fond du panier de réception (24). 5 - Installation selon la revendication 4; caractérisée en ce que le second carrousel (12) comprend un poste (37) de revêtement du noyau (3) par une couche, muni d'un bac (38) de liquide de revêtement (39) déplaçable verticalement grâce à des moyens de manoeuvre (48, 49, 54) pour permettre l'immersion du panier et du noyau (3) dans le bac (38). 6 - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le second carrousel (12) comporte un poste d'égouttage du noyau, contigu au bac de liquide (38), et pourvu d'un récipient d'égouttage (42) situé à un niveau inférieur à celui du bac (38), et ce dernier est équipe d'un conduit (43) de trop-plein débouchant dans le récipient d'égouttage (42). 7 - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste (44) d'évacuation du noyau (3) revêtu d'une couche et égoutté, après relevage du couvercle (28) du panier (24) et éventuellement collage de petits noyaux supplémentaires sur le noyau (3). 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend, à la suite du poste d'évacuation (44) du noyau (3), un poste de lavage (45) du panier (24) dans un bac à eau (46), puis un poste d'égouttage (47) du panier lavé (24) dans un bac (48), complétant le carrousel (12) au voisinage du poste d'entrée (15) du noyau. 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le second carrousel (12) comporte, entre le poste d'entrée (15) et le poste (37) de revêtement du noyau (3), un poste (40) où le panier (24) peut être basculé d'environ 90 afin de permettre un collage manuel de petits noyaux au noyau (3) logé dans le panier (24) et maintenu par le couvercle 28.