Brevet FR2742365A1 — publié le 19970620

L'invention concerne un ensemble pneumatique à approche et frappe combinées, destiné à l'enlèvement du sable composant les noyaux des fonderies en alliage d'aluminium (bloc moteur, culasse, collecteur d'échappement, ...), de cuivre (robinetterie, vanne, ...) ou de fonte (bloc moteur). L'invention concerne également une unité de dessablage des noyaux de fonderies comportant notamment un tel ensemble pneumatique et une installation de dessablage des noyaux de fonderie comportant notamment une telle unité de dessablage. L'invention concerne aussi un procédé de pilotage d'une telle installation de dessablage des noyaux de fonderie. Un ensemble pneumatique de dessablage est composé d'un cylindre d'approche et d'un dispositif de frappe intégré (marteau). Cet ensemble, connu, est utilisé pour casser et évacuer le noyau de sable des pièces coulées principalement en alliage léger. Un premier objet de la présente invention est de proposer un ensemble pneumatique, une unité de dessablage comportant un tel ensemble pneumatique et une installation de dessablage comportant une telle unité, qui permettent de déceler le dysfonctionnement d'un marteau pneumatique ou d'un élément de dessablage ou de contrôler la fréquence de frappe de cet élément ou d'arrêter son fonctionnement dans le cas d'un glissement trop important de ladite fréquence. Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel système qui permette de mesurer à distance, la fréquence de frappe ainsi que le degré d'usure du marteau, la sous-alimentation en air comprimé ou la chute de pression, par comparaison avec des valeurs prédéterminées au banc d'essai. A cet effet, l'invention propose tout d'abord un ensemble pneumatique à approche et frappe combinées destiné à être incorporé dans une installation de dessablage des noyaux de fonderie, du type comprenant -un fût comportant des moyens d'arrivée d'aircomprimé et des moyens d'évacuation d'air pulsé - un cylindre d'approche monté dans le fQt ;; - un piston de frappe monté dans le cylindre d'approche - une valve et une boite à valve montées au-dessus du cylindre d'approche et en communication avec les moyens d'arrivée d'air comprimé - une bouterolle fixée rigidement, à la partie extrême du cylindre d'approche saillant du fût, caractérisé en ce que les moyens d'évacuation d'air pulsé comprennent un collecteur agencé pour permettre le montage d'un conduit d'évacuation d'air pulsé et sur ce dernier des moyens d'analyse d'au moins une partie du flux d'air pulsé. L'invention propose encore une unité de dessablage des noyaux de fonderie, caractérisée en ce qu'elle comporte - un ensemble pneumatique selon l'invention ; - une contre-bouterolle destinée à être déposée en regard soit d'une manière rigide, soit sur amplificateur mécanique, tel un amortisseur en caoutchouc, mais espacée de la bouterolle - des moyens d'alimentation en air comprimé - des moyens de commande et de réglage. L'invention propose encore une installation de dessablage des noyaux de fonderie, caractérisée en ce qu'elle comporte - une unité de dessablage selon l'invention - un conduit d'évacuation d'air pulsé monté sur le collecteur d'air pulsé - et des moyens d'analyse d'au moins une partie du flux d'air pulsé, afin de déterminer un paramètre ou les variations d'un paramètre de celui-ci, significatif du fonctionnement du piston de frappe de l'ensemble pneumatique, de manière à contrôler le fonctionnement de l'installation, ses performances, détecter les dysfonctionnements ou l'usure des pièces constitutives, déterminer la force de frappe appliquée. Selon l'invention, les moyens d'analyse comprennent - des moyens de mesure du déplacement du piston - des moyens de calcul permettant, en fonction du déplacement du piston, tel qu'il est mesuré, de calculer un fréquence, une force ou autre valeur désirée - des moyens d'affichage ou de signalisation visuelle ou sonore de cette ou ces valeurs ou de tout franchissement de seuil prédéterminé les ou la concernant. L'invention propose encore un procédé de pilotage d'une installation de dessablage de noyaux de fonderie dans lequel - on collecte l'air pulsé par l'ensemble pneumatique de l'installation lors de son fonctionnement - et on analyse au moins une partie du flux d'air pulsé ainsi collecté pour déterminer un paramètre ou la variation d'un paramètre de ce flux d'air, tel que la fréquence, significatif du fonctionnement du piston de l'ensemble pneumatique. Ainsi, l'invention permet de déceler le dysfonctionnement d'un marteau pneumatique ou d'un élément de dessablage intégré dans une cabine automatique et généralement insonorisée, ou de contrôler la fréquence de frappe de cet élément ou d'arrêter son fonctionnent dans le cas d'un glissement trop important de ladite fréquence. La valeur de la fréquence mesurée est comparée à une valeur étalon qui permet de déterminer le degré de rendement du marteau ou de la dessableuse. L'invention permet également de contrôler le déplacement du piston de frappe intégré dans l'ensemble pneumatique, logé dans une cabine, et d'en mesurer la fréquence de frappe , ainsi que le degré d'usure du marteau, la sous-alimentation en air comprimé ou la chute de pression, par comparaison avec des valeurs prédéterminées au banc d'essai. En effet, il est connu que tout système pneumatique évacue, après utilisation, un certain volume d'air pulsé. Dans le cas d'un marteau, l'air évacué est pulsé à la fréquence de frappe du piston. L'invention consiste à récupérer une partie de cet air pulsé, évacué, qui n'existe qu'en cas de fonctionnement. Cette partie d'air pulsé et évacué est transformée, par l'intermédiaire de moyens d'analyse, en une valeur, laquelle peut, à tout moment, déterminer un degré d'usure du marteau, le niveau de sousalimentation en air comprimé ou la chute de pression, et ce par comparaison avec une courbe de rendement préétablie. De même, à partir d'une fréquence donnée et d'une pression donnée, il est déterminé une équivalence de force appliquée sur la fonderie. L'invention concerne également un ensemble pneumatique, une unité de dessablage des noyaux de fonderie, une installation de dessablage des noyaux de fonderie et un procédé de pilotage d'une installation de des sablage comportant en combinaison tout ou partie des caractéristiques sus-mentionnées ou décrites ici après. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées qui représentent un mode de réalisation possible de l'invention, et dans lesquelles - la figure 1 est une vue, en coupe axiale, d'un ensemble pneumatique à approche et frappe combinées conforme à la présente invention ; - la figure 2 est une vue de côté d'un ensemble pneumatique conforme à la présente invention;; - la figure 3 est une vue schématique d'une installation de dessablage des noyaux de fonderie conforme à la présente invention - les figures 4A et 4B sont des vues de détail, en coupe axiale, de la figure 3, représentant respectivement un cylindre 32 et sa périphérie 32a conforme à la présente invention - les figures 5A et 5B sont des vues de détail respectivement en coupe axiale et développée de la figure 4, représentant un diffuseur rotatif 34 conforme à la présente invention. L'ensemble pneumatique 1 à approche et frappe combinées destiné à équiper des postes fixes dans des installations de dessablage de pièces coulées. Cet ensemble comprend un cylindre d'approche 9 et un dispositif de frappe 11 sur une bouterolle 23 reposant à plat sur la pièce à dessabler. Plus particulièrement, l'ensemble pneumatique 1 comprend un fût 2 comportant un alésage 3 cylindrique débouchant à ses deux extrémités 4., 5 pour recevoir un cylindre d'approche 9, dans le corps 10 duquel se déplace un piston de frappe 11. A la partie extrême 9b, opposée à la partie extrême 9a de travail du cylindre d'approche 9 saillant du fQt 2,le cylindre d'approche 9 comprend une boite à valve 12 renfermant une valve 13 et muni d'un couvercle 14. Cette boite à valve 12, montée sur le dessus du cylindre d'approche 9, est en communication avec des moyens d'arrivée d'air comprimé agencés à l'extrémité 4 du fût 2. Ces moyens comprennent ladite extrémité 4 formant arrivée d'air 6, un coude 7 et un raccord 8 solidarisant ledit coude 7 à l'arrivée d'air 6. Sur la partie extrême 9b du cylindre d'approche 9 est vissée une tête de marteau 16. Une rondelle de blocage 15 permet de ne laisser subsister aucun jeu substanciel entre la tête du marteau 16, le couvercle 14, la boite à valve 12 et le cylindre d'approche 9. L'ensemble cylindre d'approche 9 - tête de marteau 16 est centré axialement par rapport à l'alésage 3 par au moins un guide 17 formant portée de contact et de centrage. Ledit ensemble 9,16 est monté sur un ressort 18 et son déplacement est amorti au moyen de l'amortisseur 19. La partie extrême 9a du cylindre d'approche 9 reçoit la bouterolle 23 qui y est fixée mécaniquement par une bride 21 empêchant ainsi l'éviction de la bouterolle 23 dans le cas d'une frappe à vide. La bride 21 composée de deux demi-brides 21a, 21b, reliées par des vis 50, est maintenue longitudinalement sur le cylindre 9 par un ensemble gorge circulaire 51/bossage circulaire 52. La gorge 51 st isolée du bossage 52 par deux rondelles amortisseurs 53 situées de part et d'autre de manière à absorber les chocs et éviter l'arrachement du bossage circulaire 52 ou le desserrage des vis 50. L'ensemble pneumatique 1 comporte également des moyens de fixation 24, permettant son fonctionnement en toute position (horizontale, verticale, inclinée) et permettant un réglage optimal de la course. L'ensemble pneumatique 1 est dépourvu d'orifice d'évacuation d'air pulsé dans l'atmosphère ambiante, au voisinage de la bouterolle 23. Par contre, il comprend des moyens d'évacuation d'air pulsé 25, 26 comprenant un collecteur 25 agencé pour permettre le montage d'un conduit d'évacuation 26 d'air pulsé et, sur ce dernier, des moyens d'analyse 32, 33, 35, 36, 37, 38 d'au moins une partie 26b du flux d'air pulsé. Le collecteur 25 est situé à l'écart de la bouterolle 23, notamment à proximité des moyens d'arrivée d'air comprimé 6, 7, 8. Plus particulièrement, le collecteur 25 est situé à proximité de la boite à valve 12. En référence à la figure 3, une unité de dessablage 27 des noyaux de fonderie comporte un ensemble pneumatique 1 qui vient d'être décrit, monté sur un Cé 29 ou tout autre support comportant les trous nécessaires à la fixation de l'ensemble 1. La partie inférieure du Cé ou du support 29 peut éventuellement recevoir un amplificateur de vibrations dans lequel est montée une contre-bouterolle 28, de sorte qu'elle se trouve en regard mais espacée de la bouterolle 23. L'unité de dessablage 27 conforme à l'invention comprend également des moyens d'alimentation en air comprimé 30 et des moyens de commande et de réglage 31, de l'ensemble pneumatique 1 conformes à l'invention. L'invention concerne encore une installation de dessablage des noyaux de fonderie, qui comprend une unité de dessablage 27 telle qu'elle vient d'être décrite, un conduit d'évacuation 26 d'air pulsé, se présentant notamment sur la forme d'un tuyau flexible monté sur le collecteur 25 d'air pulsé; et des moyens d'analyse 35, 36, 37, 38 d'au moins une partie 26b du flux d'air pulsé, alors que l'autre partie 26a est évacuée par les orifices progressifs, calculés et calibrés pratiqués, dans la réalisation représentée, sur la périphérie 32a d'un cylindre 32, et à partir de sa base, pour en assurer l'échappement. Un diffuseur rotatif 34 monté sur le diamètre extérieur du cylindre 32 et comportant une rampe d'occultation 34b, permet de régler le débit d'air pulsé 26a à évacuer.L'arrivée de l'air pulsé provoque la levée du piston 33 permettant immédiatement et d'une manière progressive la mise à l'air libre du débit d'air pulsé inutile. Ainsi, le diffuseur 34 autour du cylindre 32 permet entre autre d'évacuer un volume d'air pulsé calibré mais aussi de régler le flux 26a en fonction du débit d'air admis en 6. La partie 26b du flux d'air pulsé est soumise auxdits moyens d'analyse afin de déterminer un paramètre ou les variations d'un paramètre de celui-ci, significatif du fonctionnement du piston de frappe 11 de l'ensemble pneumatique 1. Les moyens d'analyse comprennent des moyens de mesure 35 du déplacement du piston 33; des moyens de calcul 36 permettant, en fonction du déplacement du piston 33, tel qu'il est mesuré, de calculer une fréquence, une force ou une autre valeur significative et représentative désirée; et des moyens d'affichage 37, de signalisation 38 visuelle ou sonore de cette ou ces valeurs, ou de tout franchissement de seuil prédéterminé les ou la concernant. Ainsi, alors que l'ensemble pneumatique 1 est monté dans une cabine, les moyens d'analyse peuvent être écartés de l'ensemble pneumatique 1, et placés à l'extérieur de ladite cabine, puisqu'il suffit que les moyens de mesure 35, de calcul 36, d'affichage 37 et de signalisation 38 soient également couplés aux moyens de commande et de réglage de l'installation 31. Dans un mode de réalisation possible de l'invention, ces moyens 35, 36, 37 et 38 concernent la fréquence de déplacement. Ainsi, pratiquement, la partie 26b du flux d'air pulsé va servir à alimenter, par exemple, un ensemble cylindre 32 - piston 33 pouvant se trouver hors de la cabine. La tige de ce piston peut être équipée d'un organe de détection qui transmet un signal électrique, par l'intermédiaire d'un capteur magnétique ou inductif. Ce signal peut être récupéré pour alimenter soit un signal sonore, soit un signal visuel contrôlant à distance le fonctionnement de l'ensemble pneumatique 1. Ce signal peut alimenter un tachymètre électronique pour permettre de contrôler la fréquence ou, peut être traité par un automate programmable coupant, en amont par exemple, l'alimentation pneumatique si la dérive de fréquence est supérieure à une valeur prédéterminée. Enfin, l'invention concerne encore un procédé de pilotage d'une installation de dessablage des noyaux de fonderie, dans lequel - on collecte l'air pulsé évacué par l'ensemble pneumatique 1 de l'installation lors son fonctionnement - et on analyse, au moins, une partie 26b du flux d'air pulsé ainsi collecté pour déterminer un paramètre ou la variation d'un paramètre de ce flux d'air, tel que la fréquence, significatif du fonctionnement du piston 11 de l'ensemble pneumatique 1. Selon l'invention, on analyse le ou la partie de flux d'air à distance de l'ensemble pneumatique 1, et on empêche l'évacuation d'air pulsé dans l'atmosphère ambiante au voisinage de la bouterolle 23. REVENDICATIONS 1. Ensemble pneumatique (1) à approche et frappe combinées destiné à être incorporé dans une installation de dessablage des noyaux de fonderie, du type comprenant - un fût (1) comportant des moyens d'arrivée d'air comprimé (6, 7, 8) et des moyens d'évacuation d'air pulsé (25, 26) ; - un cylindre d'approche (9) monté dans le fût (2); - un piston de frappe (11) monté dans le cylindre d'approche(9) - une valve (13) et une boite à valve (12) montée au-dessus du cylindre d'approche (9) et en communication avec les moyens d'arrivée d'air comprimé (6, 7, 8) ;; - une bouterolle (23) fixée rigidement, à la partie extrême (9a) du cylindre d'approche (9) saillant du fût (2), caractérisé en ce que les moyens d'évacuation d'air pulsé comprennent un collecteur (25) agencé pour permettre le montage d'un conduit d'évacuation (26) d'air pulsé et sur ce dernier des moyens d'analyse (35, 36, 37, 38) d'au moins une partie (26b) du flux d'air pulsé. 2. Ensemble pneumatique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur (25) est situé à l'écart de la bouterolle (23), notamment à proximité des moyens d'arrivée d'air comprimé (6, 7, 8). 3. Ensemble pneumatique conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est dépourvu d'orifice d'évacuation d'air pulsé dans l'atmosphère ambiante, au voisinage de la bouterolle (23). 4. Ensemble pneumatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collecteur (25) est situé à proximité de la boîte à valve (12). 5. Ensemble pneumatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bouterolle (23) est fixée mécaniquement à la partie extrême (9a) du cylindre d'approche (9) par une bride (21) composée de deux demi-brides (21a, 21b) reliées par des vis (50). 6. Ensemble pneumatique conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la bride (21) est maintenue longitudinalement sur le cylindre (9) par un ensemble gorge circulaire (52)/bossage circulaire (52). 7. Ensemble pneumatique conforme à la revendication 5 ou 6, caractérisé enc e que la gorge (52) est isolée du bossage (52) par deux rondelles amortisseur (53). 8. Unité de dessablage des noyaux de fonderie, caractérisée en ce qu'elle comporte - un ensemble pneumatique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 - une contre-bouterolle (28) destinée à être disposée en regard mais espacée de la bouterolle (23) - des moyens d'alimentation en air comprimé (30) - des moyens de commande et de réglage (31) de l'ensemble pneumatique (1). 9. Installation de dessablage des noyaux de fonderie, caractérisée en ce qu'elle comporte - une unité de dessablage (27) selon la revendication 8 - un conduit d'évacuation (26) d'air pulsé monté sur le collecteur (25) - et des moyens d'analyse (35, 36, 36, 37,38) d'au moins une partie (26b) du flux d'air pulsé afin de déterminer un paramètre ou les variations d'un paramètre de celui-ci, significatif du fonctionnement du piston de frappe (11) de l'ensemble pneumatique (1), de manière à contrôler le fonctionnement de l'installation, ses performances, détecter les dysfonctionnements ou l'usure des pièces constitutives, déterminer la force de frappe appliquée. 10. Installation conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que le conduit d'évacuation (26) arrive dans un cylindre (32) avec piston (33) et assure l'échappement d'une partie (26a) du flux d'air pulsé, dès la levée du piston (33), tandis que l'autre partie (26b) de ce flux est envoyée vers les moyens d'analyse (35, 36, 37, 38). 11. Installation conforme aux revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'un diffuseur rotatif (34) est monté sur le diamètre extérieur du cylindre (32) et comporte une rampe d'occulation (34b) permettant de régler le débit d'air pulsé (26a) à évacuer. 12. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que les moyens d'analyse comprennent - des moyens de mesure (35) du déplacement du piston (32) ; - des moyens de calcul (36) permettant, en fonction du déplacement du piston (32), tel qu'il est mesuré, de calculer un fréquence, une force ou autre valeur désirée ; - des moyens d'affichage (37) ou de signalisation (38) visuelle ou sonore de cette ou ces valeurs ou de tout franchissement de seuil prédéterminé les ou la concernant. 13. installation conforme à la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de mesure (35), de calcul (36), d'affichage (37) et de signalisation (38) sont également couplés aux moyens de commande et de réglage (31) de l'installation. 14. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisée en ce que les moyens de mesure (35), de calcul (36), d'affichage (37) et de signalisation (38) concernent la fréquence de déplacement du piston (33). 15. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce que le piston (33) est monté coulissant ou rotatif. 16. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisée en ce que l'ensemble pneumatique (1) est monté dans une cabine, le cylindre (32) et les moyens d'analyse (35, 36, 37, 38) étant écartés de l'ensemble pneumatique (1) et placés à l'extérieur de la cabine. 17. Procédé de pilotage d'une installation de dessablage de noyaux de fonderie selon l'une quelconque des revendications 9 à 16 dans lequel - on collecte l'air pulsé par l'ensemble pneumatique (1) de l'installation lors de son fonctionnement - et on analyse au moins une partie (26b) du flux d'air pulsé ainsi collecté pour déterminer un paramètre ou la variation d'un paramètre de ce flux d'air, tel que la fréquence, significatif du fonctionnement du piston (11) de l'ensemble pneumatique (1). 18. Procédé conforme à la revendication 17, caractérisé en ce qu'on analyse le ou la partie du flux d'air pulsé à distance de l'ensemble pneumatique (1). 19. Procédé conforme aux revendications 17 ou 18, caractérisé en ce qu'on empêche l'évacuation d'air pulsé dans l'atmosphère ambiante au voisinage de la bouterolle (23).