Brevet FR2658102A1 — publié le 19910816

La présente invention est relative à la technique de fonderie dans laquelle on utilise au moins un modèle consommable, généralement en polystyrène expansé, noyé dans du sable sans liant. Cette technique présente d'importants avantages sur d'autres techniques de moulage, notamment du fait que l'on utilise du sable naturel, sans liant, qui ne pose aucun problème de démoulage et que l'on peut réutiliser pour une nouvelle opération de moulage. Les limitations que cette technique connaît actuellement proviennent en particulier de la difficulté d'assurer un remplissage et un tassement homogènes du sable dans tout l'espace du moule entourant le modèle consommable, notamment au contact de parties en surplomb de ce modèle. On constate en effet qu'un manque localisé de sable, ou même qu'un défaut localisé de tassement du sable, conduit à cet endroit à un défaut de surface de la pièce moulée. Cet inconvénient se rencontre par exemple dans le moulage de pièces comportant une partie tubulaire, tels que des corps de vannes. Il est connu depuis longtemps de procéder à un vibrage du moule pour assurer le tassement du sable. Cependant, à la connaissance de la Demanderesse, les techniques de vibration n'ont pas permis jusqu'à présent d'obtenir de façon fiable un remplissage homogène de toutes les parties du moule. L'invention a pour but de fournir une technique qui améliore considérablement l'homogénéité du remplissage du moule et du tassement du sable contre toutes les surfaces du modèle consommable. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour vibrer un moule de fonderie contenant au moins un modèle consommable et du sable, caractérisé en ce qu'on applique simultanément au moule, pendant au moins une partie de l'étape de vibration, une vibration verticale et une vibration horizontale de direction constante, ces deux vibrations ayant la même fréquence. L'invention a également pour objet une installation de fonderie destinée à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Cette installation, du type comprenant un moule destiné à recevoir au moins un modèle consommable et à être empli de sable, et une table vibrante de support du moule, est caractérisée en ce que la table vibrante est équipée d'un premier vibrateur adapté pour faire vibrer la table verticalement, d'un second vibrateur adapté pour faire vibrer la table horizontalement suivant une direction déterminée, et de moyens pour commander les deux vibrateurs à la mème fréquence. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard du dessin annexé, dont la Figure unique représente schématiquement une installation de fonderie conforme à l'invention. L'installation représentée au dessin comprend une table vibrante 1 sur laquelle se fixe un moule 2 ouvert vers le haut. Elle est destinée à mouler en une seule pièce un corps de vanne de même configuration qu un modèle consommable 3 en polystyrène expansé. La table 1, supposée rectangulaire, porte sur sa tranche, sur chacun des deux côtés opposés 4, un motor électrique 5 à axe vertical dont le rotor est pourvu d'un balourd 6. De plus, deux autres moteurs électriques 7, à axe horizontal, dont le rotor porte un balourd 8, sont fixés côte à côte sous la table 1, à peu près en son centre. Les axes des deux moteurs 7 sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan du dessin. L'installation comprend également un dispositif de commande 9 qui entraîne les quatre moteurs à la même vitesse. Plus précisément, les rotors des deux moteurs 5 sont entrainés à la même vitesse en sens inverses, et les rotors des moteurs 7 sont en tramés en sens inverses à la même vitesse que les moteurs 5. Par suite, lorsque les quatre moteurs sont alimentés en courant électrique, les deux moteurs 5 provoquent une vibration de la table 1 suivant une direction horizontale fixe X perpendiculaire aux deux côtés 4, tandis que les deux moteurs 7 provoquent simultanément une vibration de même fréquence de la table suivant la direction verticale Z. Le modèle 3 est par exemple un corps de vanne en T comprenant un conduit principal 10 du milieu duquel part un conduit secondaire 11 constituant la hampe du T. Pour préparer une opération de moulage, on verse du sable dans le moule 2 jusqu'à un premier niveau N1, pour constituer une sous-couche de sable 12. sur laquelle on pose le conduit 10 du modèle 3, avec l'axe de ce conduit horizontal et parallèle à la direction X et le conduit 11 dirigé verticalement vers le haut. Puis on complète le remplissage du moule avec du sable, autour du conduit Il et dans ce conduit, jusqu'à un niveau N2 suffisant pour recouvrir complètement le modèle 3. Le sable emplit alors la totalité de l'espace intérieur du modèle, à l'exce tion de deux zones 13 à section en forme de triangle isocèle situées dans le conduit 10 au voisinage de la génératrice supérieure de celui-ci et de part et d'autre du conduit 11. Ensuite, on met en marche les quatre moteurs 5 et 7. On constate que sous l'effet des deux vibrations X et Z ainsi appliquées simultanément à la table 1, le sable se déplace d'un mouvement d'ensemble suivant la longueur du conduit 10, dans un sens déterminé, et vient combler progressivement les zones 13, jusqu'à emplir totalement le modèle 3 et à assurer un tassement homogène du sable. Comme indiqué par les flèches sur le dessin, du sable d'appoint vient alimenter le conduit 10 au fur et à mesure de ce comblement, par l'extrémité correspondante de ce conduit et par le conduit 11. Des essais ont été effectués par la Demanderesse à une fréquence des deux vibrations de l'ordre de 90 Hz, en décalant les instants de démarrage des deux couples de moteurs. Ces essais ont montré qu'une situation d'équilibre se produit entre les deux vibrations ; dans certains cas, les deux vibrations se mettent en phase, et le sable se déplace dans un premier sens. Dans les autres cas, les deux vibrations se mettent en opposition de phase, et le sable se déplace en sens inverse. On peut mettre à profit ce phénomène en inversant le sens de déplacement du sable après un intervalle de temps prédéterminé. Ceci permet de compléter le remplissage de certaines parties de modèles de forme complexe, par exemple d'un emboltement prévu à l'extrémité d'un conduit du modèle. Des essais ont par ailleurs montré que le conduit 10 du modèle 3 représenté au dessin pouvait également être empli de façon satisfaisante en rendant la vibration X perpendiculaire à l'axe de ce conduit. Sur le dessin, ceci reviendrait à faire tourner le moule 2 d'un quart de tour autour de son axe vertical. Dans tous les cas, la vibration X est appliquée, avec une phase donnée par rapport à la vibration Z, pendant une durée, déterminée expérimentalement, qui est suffisante pour laisser au sable le temps d'effectuer le déplacement recherché. REVENDICATIONS 1. Procédé pour vibrer un moule de fonderie (2) contenant au moins un modèle consommable (3) et du sable, caractérisé en ce qu'on applique simultanément au moule1 pendant au moins une partie de l'étape de vibration, une vibration verticale et une vibration horizontale de direction constante, ces deux vibrations ayant la même fréquence. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où le modèle (3) comporte un conduit (10) à peu près horizontal, la vibration horizontale est parallèle à l'axe de ce conduit. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où le modèle comporte un conduit (10) à peu près horizontal, la vibration horizontale est perpendiculaire à l'axe de ce conduit. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on applique les deux vibrations d'abord en phase (respectivement en opposition de phase) puis, après un intervalle de temps prédéterminé, on applique les deux vibrations en opposition de phase (respectivement en phase). 5. Installation de fonderie, du type comprenant un moule (2) destiné à recevoir au moins un modèle consommable (3) et à être empli de sable, et une table vibrante (1) de support du moule, caractérisée en ce que la table vibrante est équipée d'un premier vibrateur (7) adapté pour faire vibrer la table verticalement, d'un second vibrateur (5) adapté pour faire vibrer la table horizontalement suivant une direction déterminée, et de moyens (9) pour commander les deux vibrateurs à la même fréquence. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour faire fonctionner les deux vibrateurs (5, 7) soit en phase, soit en opposition de phase.