Brevet FR2702686A1 — publié le 19940923

"Modèle pour un moule de fonderie" L'invention concerne un modèle pour un moule de fonderie, notamment pour mouler les roues à aubes de turbomachines, modèle constitué de noyaux emboîtés les uns dans les autres. Les roues à aubes de turbo-machines sont, en grande partie, moulées. Selon l'état de la technique, le modèle du moule de fonderie utilisé à cet effet, doit, à cause des surfaces fortement courbées dans les trois dimensions des roues à aubes, être composé d'un certain nombre de segments qui correspond au nombre des aubes de la roue à aubes. L'assemblage du modèle à partir de nombreuses pièces individuelles, est laborieux et conduit, même en prenant de grands soins, à des écarts de cotes sur la pièce de fonderie qui doivent être supprimés par des retouches coûteuses. Par le document DE OS 35 30 163, il est connu de réaliser un modèle pour un moule de fonderie en deux parties, qui sont également appelées noyaux. Les surfaces de contact des deux noyaux emboîtés l'un dans l'autre sont coniques et sont fixées l'une à l'autre au moyen de taquets de guidage supplémentaires. Les surfaces de contact sont géométriquement complexes et, en conséquence, d'une réalisation coûteuse. Des butées fixes définies ne sont pas prévues sur les surfaces de contact, de sorte que les deux noyaux peuvent glisser l'un par rapport à l'autre, ce qui se traduit par des imprécisions de cotes sur les pièces de fonderie. Les taquets de guidage signifient une dépense de construction supplémentaire.Pour pouvoir maintenir les noyaux l'un par rapport à l'autre de façon fiable et précise dans une position prédéfinie, les taquets de guidage doivent être indéformables et ajustés de façon précise, de sorte qu'il en résulte des coûts de fabrication élevés. Le but de la présente invention est de créer un modèle pour un moule de fonderie qui soit d'un montage simple, qui garantisse des dimensions précises sur la pièce de fonderie et qui, en conséquence, permet d'arriver à une fabrication au total plus économique de la pièce de fonderie terminée. Ce but est atteint grâce à un modèle pour une pièce de fonderie dont un premier noyau comporte un épaulement à partir duquel de premiers segments en forme d'aubes aboutissent à une première plaque de raccord, tandis qu'un second noyau s'applique radialement sur cet épaulement par un anneau externe, et que les seconds segments en forme d'aubes partent de l'anneau externe vers une seconde plaque de raccord et que les segments en forme d'aubes et/ou l'anneau externe s'appliquent tangentiellement aux premiers segments en forme d'aubes. Les configurations et développemens avantageux du modèle pour un moule de fonderie selon l'invention, sont obtenus grâce au fait que - les segments en forme d'aubes comportent des surfaces d'appui qui sont essentiellement parallèles à l'axe de rotation commun - les plaques de raccord des noyaux sont disposées concentriquement et sont superposées - la plaque de raccord s'applique radialement contre un gradin de la plaque de raccord - un noyau est maintenu par le premier et le second noyaux - le noyau est relié à une portée de noyaux annulaire et est monté sur le second noyau - le noyau est muni de tronçons qui viennent en prise dans des évidements sur l'anneau externe - le noyau est muni d'épaulements qui viennent en prise dans des évidements sur l'anneau externe - les segments en forme d'aubes du noyau viennent en prise dans les évidements sur l'anneau externe. Les dispositifs selon l'invention déterminent la position des noyaux du modèle les uns par rapport aux autres, de façon univoque et simple au moyen de grandes surfaces de contact réalisables économiquement. Le déséquilibre provoqué lors de l'utilisation de noyaux individuels par basculement de ces noyaux individuels, totalisation de tous les écarts de cotes des noyaux individuels, ou bien un dispositif de montage insuffisamment fermé, est évité dans une très large mesure, et la dépense pour éliminer ce déséquilibre est réduite à un minimum. Un épaulement à la périphérie d'un premier noyau applique par une branche inférieure et une branche latérale directement sur un châssis inférieur de moule et procure, du fait de grandes surfaces d'appui planes, un positionnement particulièrement stable au modèle. L'épaulement sert à positionner un second noyau dont l'anneau externe s'applique sur les branches inférieure et latérale de l'épaulement et détermine, de façon univoque, la position radiale et axiale du second noyau. Aussi bien le premier qu'également le second noyau maintiennent grâce à l'épaulement ou à l'anneau externe, une stabilité de forme élevée. Des segments en forme d'aubes sont d'une seule pièce avec l'épaulement et une plaque de raccord du premier noyau. Des segments complémentaires en forme d'aubes sont d'une seule pièce avec l'anneau externe et une autre plaque de raccord du second noyau. Les segments en forme d'aubes du premier noyau servent de surfaces de butée pour l'anneau externe et pour les segments en forme d'aubes du second noyau et déterminent de façon univoque leur position angulaire par rapport au premier noyau.Les plaques de raccords stabilisent les noyaux et, en outre, leur segment en forme d'aubes. Selon une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, les segments en forme d'aubes du modèle sont essentiellement conformés de façon que lorsqu'il intervient des couples de rotation autour de l'axe de rotation commun des noyaux, il n'apparait sur les surfaces d'appui des segments en forme d'aubes aucune composante de force parallèle au plan de ces surfaces d'appui De cette façon, un glissement des surfaces d'appui, et donc un glissement des noyaux les uns par rapport aux autres, sont évités. L'avantage pratique de l'invention est, en outre, augmenté en ce que les plaques de raccords concentriques simplifient, d'une part, la fabrication des noyaux du modèle et simplifient, d'autre part, le contrôle de l'assemblage correct. Les épaulements selon l'invention sur les plaques de raccords améliorent, en outre, la répartition de charge d'un noyau sur les autres. Des surfaces de roues à aubes fortement courbées ne peuvent être moulées que lorsque le modèle comporte un troisième noyau. Ce troisième noyau est, de préférence, relié à une portée de noyaux de forme annulaire et doit être positionné sur le second noyau. Avantageusement le troisième noyau est muni sur sa périphérie externe de tronçons et d'épaulements qui servent de blocage en rotation par rapport au premier et au second noyau. L'assemblage correct des noyaux selon l'invention du modèle est particulièrement simple pour le modeleur lorsque les segments en forme d'aubes du premier noyau sont complémentaires par rapport aux évidements sur l'anneau du second noyau, de sorte qu'une surface plane résulte des surfaces assemblées de l'épaulement, des segments en forme d'aubes du premier noyau et de l'anneau externe du second noyau. L'invention va être exposée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation selon les dessins cijoints, dans lesquels - la figure 1 est une coupe transversale du modèle dans un châssis de moule, - la figure 2 est une vue en perspective des noyaux 1 et 2 emboîtés. La figure 1 est une coupe transversale d'une moitié du modèle selon l'invention avec trois noyaux 1, 2, 3 qui présentent une symétrie de révolution par rapport à un axe 4. Le modèle se trouve dans un châssis de moule, dont la partie supérieure 5 repose sur une partie inférieure 6. La partie inférieure 6 est munie de surfaces réceptrices 7, 8 symétriques en rotation pour un épaulement 9 du noyau 1. Une branche 10 de l'épaulement 9 s'applique sur la surface réceptrice 7 et une branche 11 sur la surface réceptrice 8 du châssis inférieur 6. Le noyau 3 prend appui par des tronçons externes 18 également sur la surface 8 et par l'intermédiaire d'épaulements 33 sur la branche 11 du noyau 1. Sur une autre surface réceptrice 12 symétrique en rotation du châssis inférieur 6 stappliquent aussi bien le noyau 1 qu'également le noyau 2. Une plaque de raccord 16 du noyau 1 s'applique sur des surfaces réceptrices 13, 14, 15 du châssis inférieur 6. L'épaulement 9 et la plaque de raccord 16 du noyau 1 sont représentés sur la coupe transversale de la figure 1. Sur les branches 10, 11 de l'épaulement 9 s'applique un anneau externe 17 du noyau 2. L'épaulement 9 et l'anneau 17 sont de forme circulaire et la fabrication de surfaces d'appui de cotes précises est, en conséquence, techniquement simple et économique. Les épaulements 33 du noyau 3 sont en prise avec des évidements 34 de l'anneau 17 et bloquent le noyau 3 en rotation par rapport au noyau 2. Le noyau 2 s'applique par des tronçons 18 sur la branche 11 de l'épaulement 9. A la périphérie interne, le noyau 3 prend appui, en direction verticale et radiale, sur le noyau 2 par l'intermédiaire d'une surface d'appui 19 essentiellement plane. Le noyau 2 est en contact par l'intermédiaire d'une surface d'appui plane 20 avec la plaque de raccord 16 du noyau 1. Une plaque de raccord 21 est d'un seul tenant avec le noyau 2 par l'intermédiaire d'un épaulement de forme circulaire 22. La plaque de raccord 16 comporte un épaulement 23 qui s'applique contre un gradin de la plaque de raccord 21. La figure 2 représente une zone angulaire d'environ 1200 des noyaux emboîtés l'un dans l'autre 1 et 2 du modèle selon l'invention. L'anneau externe 17 du noyau 2 s'applique en direction tangentielle contre des segments en forme d'aubes 24 sur des butées 25 du noyau 1. Les segments en forme d'aubes 24 comportent d'autres surfaces d'appui 26 qui sont essentiellement parallèles à l'axe commun 4 des noyaux 1, 2, 3, et qui s'étendent des butées 25 jusqu'à 1'épaulement 23. Les segments 24 en forme d'aubes comportent sur le côté opposé à la butée 25, parallèlement à l'axe 4, respectivement une autre butée 27 et une surface d'appui 28. La surface d'appui 28 s'étend jusqu'à l'épaulement 23. Les segments en forme d'aubes 29 sont d'un seul tenant avec l'anneau externe 17 du noyau 2 et s'étendent jusqu'à ltépaulement 22 de la plaque de raccord 21. L'anneau externe 17 forme à la périphérie des segments en forme d'aubes 29, des butées 30 qui s'appliquent radialement contre la branche 11 de l'épaulement 9 du noyau 1. Sur l'anneau externe 17 du noyau 2 sont prévus des évidements 31, dans lesquels pénètrent les segments en forme d'aubes 24 du noyau 1. Les butées 30 servent d'appui tangentiellement pour les tronçons 18 du noyau 3. Les évidements 31 dans l'anneau externe 17 reçoivent les tronçons 18 du noyau 3 qui maintiennent le noyau 3 bloqué en rotation contre les butées 27 du noyau 1. D'autres évidements 34 dans l'anneau 17 reçoivent les épaulements 33 du noyau 3 et bloquent le noyau 3 en rotation par rapport au noyau 2. Le noyau 3 est relié par l'intermédiaire d'une portée de noyaux annulaire (non représentée). Les segments en forme d'aubes 29 comportent des surfaces d'appui 32 parallèles à l'axe 4 et se transforment sur l'épaulement 22 en plaque de raccord 21. Les surfaces d'appui 32 sont complémentaires aux surfaces d'appui 26, 28 des segments en forme d'aubes 24 et entourent complètement celles-ci dans la zone de transition des segments en forme d'aubes 24, 29 vers les épaulements 22, 23. REVENDICATIONS 1.- Modèle pour un moule de fonderie, notamment pour le moulage de roues à aubes pour turbo-machines, moule constitué de noyaux emboîtés les uns dans les autres et caractérisé en ce que - un premier noyau (1) comporte un épaulement (9) à partir duquel de premiers segments en forme d'aubes (24) aboutissent à une première plaque de raccord (16) - un second noyau (2) s'applique radialement par un anneau externe (17) contre l'épaulement (9) - de seconds segments en forme d'aubes (29) vont de l'anneau externe (17) à une plaque de raccord (21) et - les segments en forme d'aubes (29) et/ou l'anneau externe (17) s'appliquent tangentiellement aux premiers segments (24) en forme d'aubes. 2.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments en forme d'aubes (24, 29) comportent des surfaces d'appui (26, 28, 32) qui sont essentiellement parallèles à l'axe de rotation commun (4). 3.- Module pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques de raccord (16, 21) des noyaux (1, 2) sont disposées concentriquement et sont superposées. 4.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de raccord (21) s'applique radialement contre un gradin (23) de la plaque de raccord (16). 5.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un noyau (3) est maintenu par le premier et le second noyaux (1, 2). 6.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (3) est relié à une portée de noyaux annulaire et est monté sur le second noyau (2). 7.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (3) est muni de tronçons (18), qui viennent en prise dans des évidements (31) sur l'anneau externe (17). 8.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (3) est muni d'épaulements (33), qui viennent en prise dans des évidements (34) sur l'anneau externe (17). 9.- Modèle pour un moule de fonderie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments (24)en forme d'aubes du noyau (1) viennent en prise dans les évidements (31) sur l'anneau externe (17).